УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ В КАРТРИДЖЕ
DEVICE FOR MIXING MATERIALS IN A CARTRIDGE

Область техники.
Изобретение относится к области строительства. Более точно, изобретение относится к устройствам для перемешивания материалов в картриджах, предпочтительно в двух или более компонентных картриджах. Это актуально для клеевых или герметизирующих соединений, которые смешиваются непосредственно перед применением. Другой областью применения заявленного устройства может быть область медицины, а именно перемешивание двухкомпонентных стоматологических смесей. Возможно применение и в иных областях.
Предшествующий уровень техники.
Примером двухкомпонентного картриджа является, например, решение, раскрытое в публикации US 3188056 A (“Cartridge type plural component mixing and dispensing device”, опубл. 08.06.1965). Другим примером двухкомпонентного картриджа может быть, например, решение, раскрытое в публикации US 3735900 A (“Dual ingredient storage, intermixing and dispensing storage”, опубл. 29.05.1973). Подобный картридж обычно включает в себя контейнер с первым компонентом, представляющий цилиндр. Внутри этого контейнера обычно находится полость со вторым компонентом или несколько полостей с несколькими компонентами в случае многокомпонентного картриджа. Важным и неотъемлемым элементом таких картриджей также является перемешивающая головка, обычно представляющая собой элемент с несколькими лопастями. Такая головка, обычно связана с ручкой для удобства перемешивания.
После того, как внутренняя полость (полости) со вторым компонентом разбивается каким-либо способом, обычно необходимо вращать ручку, связанную с мешающей головкой. Теоретически, это может быть выполнено и человеком, лишь при помощи физической силы. На практике гораздо удобнее оказывается использовать механические системы перемешивания, особенно с учетом того, что ручки картриджей оборудуются унифицированным креплением для подключения к механическим устройствам перемешивания.
Из уровня техники известны различные системы для перемешивания двухкомпонентных картриджей, в которых перемешивание осуществляется лишь за счет вращательного движения мешающей головки. Однако такие системы недостаточно эффективны. Для полного перемешивания компонентов необходимо комбинировать вращательные движения мешающей головки с поступательными.
Из уровня техники известен ряд решений, которые объединяют вращательное и поступательное перемешивающие движения, например, решение, раскрытое в публикации WO 2006050911 A1 (“METHOD OF MIXING AND EXTRUDING VISCOUS MATERIALS AND GEARBOX FOR DISPENSING THE SAME”, опубл. 18.05.2006). В то же время, все подобные решения не являются универсальными относительно размеров картриджей - все такие устройства требуют задания глубины картриджа или установки различных фиксаторов. Это связано с тем, что различные картриджи имеют различные размеры и различную глубину заполнения.
Задачей настоящего изобретения является создание универсального перемешивающего устройства, которое было бы применимо к картриджам любой длины и не требовало бы предварительной настройки.
Сущность изобретения.
Сущность изобретения заключается в том, устройство для перемешивания в многокомпонентном картридже содержит мотор-редуктор, держатель картриджа с упором для картриджа и перемещающее устройство. Перемещающее устройство состоит из привода и штока, который в свою очередь соединен с держателем картриджа. В держателе для картриджа имеется упор для картриджа. При этом на штоке перемещающего устройства установлена решетка, под которой размещен датчик скорости, неподвижный относительно штока перемещающего устройства. Устройство простое и надежное, при этом не требует калибровки, связанной с длиной картриджа и степенью его наполнения.
После снижения скорости движения штока перемещающего устройства до определенного предела, блок управления дает команду на смену направления движения перемещающего устройства. Вращательные движения мешающей головки обеспечиваются при помощи мотора-редуктора. Таким образом, обеспечивается как вращательное, так и поступательное движение вращающей головки внутри картриджа. При этом, за счет того, что смена направления поступательного движения происходит лишь на основании данных о скорости движения штока, устройство перемешивания не требует предварительной калибровки и применимо к картриджам любой длины и наполненности.
Вышеописанные черты и преимущества настоящего изобретения, а также пути и способы их достижения станут более ясными и понятными на основании дальнейшего описания со ссылками на чертеж, где представлен общий вид предпочтительного варианта устройства для перемешивания.
Осуществление изобретения.
В предпочтительном варианте заявленное устройство перемешивания состоит из блока управления (на чертеже условно не показан), а также устройства вращательного движения и устройства поступательного движения (см. фиг.1).
Непосредственно сам картридж (1) является двухкомпонентным. Картридж подготавливается к использованию известным образом, в процессе подготовки компоненты будущей смеси оказываются в одной полости картриджа (1). После этого, картридж (1) устанавливают в держатель (2) картриджа и фиксируют любым известным способом, предпочтительно зажимом (условно не показан). Во избежание выдавливания дна картриджа (1) в процессе перемешивания, картридж (1) фиксируется со стороны подвижного дна упором (3) держателя (2). Шток (4) картриджа (1) присоединяется к выходу мотора-редуктора (5). Для некоторых картриджей шток (4) может называться ручкой, рукоятью, и т.д., однако все эти термины в контексте настоящей заявки равнозначны.
Непосредственно держатель (2) картриджа установлен на штоке (6) перемещающего устройства (7). Шток (6) перемещающего устройства (7) поступательно относительно неподвижного мотора-редуктора (5). В процессе установки картриджа (1) для удобства, шток (6) свободно перемещается, что позволяет легко устанавливать картридж (1) любой длины и наполненности.
После окончания процесса установки картриджа (1) с блока управления подается команда на начало работы устройства перемешивания.
Вращательное движение мешающей головки (8) обеспечивается за счет вращения с постоянной (или переменной) скоростью выхода мотора-редуктора (5), которое передается посредством штока (4) картриджа (1) мешающей головке (8), которая, вращаясь внутри картриджа (1) перемешивает смесь.
Поступательное движение штока (4) картриджа (1) обеспечивается за счет поступательного движения штока (6), которое передается от перемещающего устройства (7). Перемещающее устройство (7) может быть выполнено любым известным способом. Возможен вариант, когда оно снабжено собственным мотором, а возможен вариант, когда для перемещения штока (6) используется преобразованная энергия мотора-редуктора (5) через передачу. Так как держатель (2) картриджа (1) установлен на штоке (6) перемещающего устройства (7), в процессе поступательного движения штока (6) перемещается и весь держатель (2) с картриджем (1), а значит мешающая головка (8) перемещается внутри картриджа (1), что, вместе с ее вращательным движением обеспечить требуемый уровень перемешивания внутри картриджа (1).
Со штоком (6) перемещающего устройства (7) соединена решетка (9) с известным периодом решетки. Под решеткой (9) установлен датчик скорости (10), в предпочтительном варианте оптический. Конкретное выполнение датчика скорости (10) не принципиально с точки зрения сущности настоящего изобретения.
За счет того, что период решетки (9) известен, датчик скорости (10) позволяет определять скорость движения штока (6), а значит и скорость перемещения картриджа (1) и, как следствие, скорость перемещения мешающей головки (8) внутри картриджа (1). Знание скорости движения штока (6) позволяет определять момент необходимости смены направления движения штока (6) - замедление ниже определенного порога или остановка штока (6) означают, что мешающая головка (8) картриджа (1) достигла одного или другого конца полости картриджа (1), в которой происходит перемешивание компонентов будущей смеси. Таким образом, когда скорость движения штока (6), определяемая датчиком (10), падает ниже определенного уровня, это дает сигнал для блока управления на смену направления движения штока (6). Нижний предел скорости может быть легко определен экспериментально - для специалиста будет очевидна такая возможность. Предпочтительно, этот предел выбрать равным нулю, что соответствует полной остановке штока (6) и достижению мешающей головкой картриджа (1) конца.
После смены направления движения штока (6) перемешивание продолжается до достижения головкой (8) другого конца картриджа (1), далее снова происходит смена направления движения штока (6) на основании данных датчика скорости (10). Весь процесс продолжается заданное заранее время.
Таким образом, заявленное решение не требует предварительной калибровки или настройки момента смены движения - все происходит автоматически, на основании данных датчика скорости (10). Для работы устройства, пользователю необходимо изначально задать лишь общее время перемешивания.
Определение скорости на основании именно решетки (9) с определенным, известным заранее периодом решетки представляется наиболее простым и, в то же время, надежным вариантом определения скорости движения штока (6), так как решетка (9) обеспечивает высокое разрешение и дает большую чувствительность для датчика скорости (10).
Промышленная применимость.
Заявленное изобретение может быть осуществлено на основании настоящего описания. Все средства и методы для осуществления настоящего изобретения раскрыты в описании или известны из уровня техники.