Устройство для нагрева мастики при консервации сельхозмашин
DEVICE FOR HEATING MASTIC DURING CONSERVATION OF AGRICULTURAL MACHINES

Изобретение относится к устройствам для пневматического распыления защитных мастик с подогревом, может быть использовано при нанесении консервационного покрытия на поверхности сельхозмашин в полевых условиях.
Известно устройство для нагрева и нанесения защитного материала, включающее вертикальный бак для материала, разделенный колпаком с теплопроводящей сеткой на верхний и нижний отсеки, трубчатый электронагреватель и вертикальный выпускной патрубок в нижнем отсеке, пистолет-распылитель с обогреваемыми шлангами подачи материала и сжатого воздуха (см. патент RU №2420359, МПК В05В 7/16, В05С 9/14, 2009 г.).
Недостатки известного устройства обусловлены отсутствием узла, регулирующего интенсивность нагрева защитного материала под сеткой в нижнем отсеке бака. Из-за этого в начальный период нагрева, когда вязкость материала в верхнем отсеке достаточно высока, теплота медленно передается через теплопроводящую сетку от нагретого материала в нижнем отсеке к холодному материалу в верхнем отсеке. В результате материал в нижнем отсеке перегревается, что приводит к нерациональным затратам электроэнергии. В известном устройстве возможно охлаждение материала в выпускном патрубке при перерыве в процессе нанесения.
Известно также устройство для нагрева защитной смазки при нанесении, содержащее вертикальный бак для смазки, неподвижный колпак с теплопроводящей сеткой, отделяющей от полости бака нагревательную камеру, оснащенную поворотным валом с кулачками и подвижным кольцом, также имеющим теплопроводящую сетку, и трубчатый электронагреватель в поддоне с твердым теплоотводящим материалом, идентичным наполнителю внутри электронагревателя (см. патент RU №2460590 С1, МПК В05В 7/16, 2011 г.).
К недостаткам известного устройства относятся дискретное изменение объема нагревательной камеры, соответствующее верхнему и нижнему положениям сетки; самопроизвольная конвекция смазки через сетку, на которой спонтанно перемежаются участки выхода нагретой смазки из нагревательной камеры и входа в нее холодной смазки; а также трудностями технического сервиса трубчатого нагревателя, вмурованного в теплоотводящий материал. В результате не обеспечиваются стабильность и управляемость процессом нагрева смазки, причем для замены трубчатого нагревателя требуется разрушение слоя спрессованного теплоотводящего материала и последующее его восстановление в условиях специализированной мастерской. В известном устройстве возможны утечки нагретой смазки, находящейся в баке под давлением, вдоль поворотного вала.
Наиболее близким из известных устройств к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для нагрева защитной смазки при нанесении на сельхозмашины, содержащем напорный бак, выпускной патрубок, трубчатый электронагреватель в твердом теплоотводящем материале, размещенные в баке неподвижное кольцо и контактируемое с ним подвижное кольцо с теплопроводящей сеткой, прикрепленной посредством подпружиненного толкателя к терморегулирующей сильфонной коробке с легкокипящей жидкостью (см. патент RU №2525493 С1, МПК В05В 7/16, 2013 г.).
Недостатки известного устройства заключаются в отсутствии регулировки объема нагреваемой смазки под теплопроводящей сеткой, в неработоспособности терморегулирующей сильфонной коробки при наличии давления воздуха в баке, в медленном нагреве смазки в выпускном патрубке, находящемся вне обогреваемого бака, в необходимости разрушения теплоотводящего материала для замены трубчатого электронагревателя. В результате увеличивается продолжительность ввода устройства в рабочий режим, повышаются затраты энергии на нагрев смазки, усложняется и удорожается технический сервис устройства, не обеспечивается переналадка устройства с сетевого электронагревателя 220 В на низковольтный электронагреватель 24 В для питания от автотракторного генератора в полевых условиях консервации машин.
Задача заявляемого изобретения - устранить указанные недостатки и тем самым повысить производительность работы, снизить затраты энергии и длительность нагрева мастики, улучшить условия технического сервиса устройства при замене и переналадке электронагревателей.
Достигается это тем, что в устройстве для нагрева мастики при консервации сельхозмашин, содержащем напорный бак, оснащенный выпускным патрубком, поддоном с твердым теплоотводящим материалом и трубчатыми электронагревателями, размещенный в баке разделитель, выделяющий в полости бака нагревательную камеру и состоящий из опорного кольца и внешнего кольца с металлической сеткой, согласно изобретению, трубчатые электронагреватели патронного типа размещены в гильзах, установленных в поддоне и прикрепленных кронштейнами к дну бака, опорное кольцо разделителя выполнено с отверстиями и установлено на стойках с возможностью перемещения относительно дна бака для плавного изменения объема нагревательной камеры, а на внешнем кольце выполнены отверстия, совпадающие при повороте с отверстиями на опорном кольце, причем выпускной патрубок установлен горизонтально внутри нагревательной камеры, а кромка входного отверстия выпускного патрубка расположена вблизи дна бака.
Размещение трубчатых электронагревателей патронного типа в гильзах, установленных в поддоне с твердым теплоотводящим материалом и прикрепленных кронштейнами к дну бака, повышает прочность и ремонтопригодность конструкции, ускоряет взаимозаменяемость электронагревателей при замене источников электропитания. К тому же применение кронштейнов увеличивает площадь теплопередачи от гильз с электронагревателями к дну бака с мастикой, чем устраняет условия термической деструкции мастики на дне бака. Благодаря установлению выпускного патрубка горизонтально внутри нагревательной камеры, снижается время нагрева мастики в выпускном патрубке и время ввода устройства в рабочий режим нанесения покрытия. Расположением кромки входного отверстия выпускного патрубка вблизи горячего дна бака обеспечивается подача мастики с более высокой температурой и ее качественное распыление. Исполнение на внешнем кольце отверстий, совпадающих при повороте с отверстиями на опорном кольце, обеспечивается возможность управления интенсивностью нагрева и температурой мастики в нагревательной камере. Перемещением по стойке опорного кольца вместе с внешним кольцом и металлической сеткой регулируется объем нагревательной камеры и длительность нагрева мастики в ней до требуемой температуры. В результате снижаются затраты времени и энергии на нагрев мастики, повышается производительность работы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства для нагрева мастики при консервации сельхозмашин, отверстия на нижнем и внешнем кольцах совмещены; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, патронные электронагреватели с гильзами в теплоотводящем материале; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1, внешнее кольцо с теплопроводящей сеткой.
Устройство содержит напорный бак 1 для мастики, оснащенный поддоном 2 и выпускным патрубком 3, пистолет-распылитель 4 с обогреваемым шлангом 5 для подвода мастики, имеющим электронагревательную спираль 6, и воздушным шлангом 7 для подвода сжатого воздуха, имеющим медный провод 8. Электронагревательная спираль 6 соединена с медным проводом 8 в месте подключения шлангов 5 и 7 к пистолету-распылителю 4.
На дне 9 напорного бака 1 установлен разделитель 10, выделяющий в полости 11 бака 1 нагревательную камеру 12 и состоящий из опорного кольца 13, вертикальных стоек 14 и прилегающего к опорному кольцу 13 внешнего кольца 15 с металлической сеткой 16. На каждой стойке 14 выполнена резьба и шлиц 17 под отвертку, имеется гайка 18 для прижимания внешнего кольца 15 к опорному кольцу 13. На опорном кольце 13 выполнены резьбовые отверстия 19 для стоек 14 и отверстия 20 для мастики. На внешнем кольце 15 выполнены пазы 21 для стоек 14, отверстия 22 для мастики и упоры 23 для поворота внешнего кольца 15 относительно опорного кольца 13. Резьбовое соединение стоек 14 с опорным кольцом 13 обеспечивает возможность перемещения кольца 13 вместе с внешним кольцом 15 и металлической сеткой 16 относительно дна 9 напорного бака 1 для плавного изменения объема нагревательной камеры 12.
В нагревательную камеру 12 через стенку 24 бака 1 введен горизонтальный Г-образный выпускной патрубок 3, кромка 25 которого расположена вблизи дна 9 бака 1. На выпускном патрубке 3 установлен раздаточный кран 26, соединенный с обогреваемым шлангом 5 подвода мастики к пистолету-распылителю 4. Воздушный шланг 7 сообщен с источником сжатого воздуха (не показан) через кран 27 подачи воздуха и воздуховод 28. Полость 11 бака 1 сообщена с воздуховодом 28 через двухпозиционный кран 29 и редукционный клапан 30.
В поддоне 2 установлены гильзы 31, которые посредством кронштейнов 32 прикреплены к дну 9 бака 1 снизу. Гильзы 31 выполнены для установки в них двухполюсных патронных электронагревателей 33 под напряжение 220 В от сети или однополюсных патронных электронагревателей 34 под напряжение 24 В от автотракторного генератора 35 (см. ООО «Завод УралСпецГрупп» - Патронные нагреватели ТЭНП. [Электронный ресурс]. - URL: https://patronnye.usgz.ru/#TENP; дата обращения 25.02.2019 г.). Поддон 2 вместе с гильзами 31 и кронштейнами 32 заполнен твердым теплоотводящим материалом 36, например, периклазом электротехническим или оксидом магния.
К концу электронагревательной спирали 6 со стороны ввода в обогреваемый шланг 5 и к концу медного провода 8 со стороны ввода в воздушный шланг 7 подключен низковольтный источник электроэнергии на 24 В, например, понижающий трансформатор 220/24 В (на рисунке не показан) или автотракторный генератор 35.
Устройство для нагрева мастики при консервации сельхозмашин работает следующим образом.
Для работы устройства в стационарных условиях, например, на пункте технического обслуживания сельхозмашин, в гильзах 31 устанавливаются двухполюсные патронные электронагреватели 33, которые соединяются с электрической сетью переменного тока напряжением 220 В. Для работы устройства в полевых условиях, например, на площадках хранения техники, из гильз 31 извлекаются двухполюсные патронные электронагреватели 33. Взамен устанавливаются однополюсные патронные электронагреватели 34, которые присоединяются к клеммам «+» и «-» низковольтного источника электроэнергии, например, автотракторного генератора 35.
Объем нагревательной камеры 12 корректируется в зависимости от мощности патронных электронагревателей 33 и 34, исходной вязкости мастики и требуемой температуры ее нагрева. Например, низковольтные однополюсные патронные электронагреватели 34, работающие от автотракторного генератора 35, имеют меньшую мощность, чем двухполюсные патронные электронагреватели 33, включаемые в сеть 220 В. Поэтому для ускорения нагрева мастики от низковольтных однополюсных патронных электронагревателей 34, необходимо уменьшить объем нагревательной камеры 12 и ограничить циркуляцию мастики в баке 1 через нагревательную камеру 12. Для изменения объема нагревательной камеры 12, из бака 1 за упоры 23 извлекается разделитель 10 и ослабляется затяжка гаек 18 на стойках 14. В шлицы 17 стоек 14 вставляется наконечник отвертки (не показана) и производится их вращение. При вывинчивании стоек 14 уменьшается объем нагревательной камеры 12, при завинчивании стоек 14 увеличивается объем нагревательной камеры 12. Для изменения циркуляции мастики через нагревательную камеру 12, воздействуют на упоры 23 и осуществляют поворот внешнего кольца 15 по опорному кольцу 13 в пределах, ограниченных длиной пазов 21 для стоек 14. В зависимости от угла поворота, отверстия 22 на внешнем кольце 15 полностью или частично совмещаются с отверстиями 20 на опорном кольце 13. При повороте в крайнее левое положение, внешнее кольцо 15 полностью перекрывает отверстия 20 в опорном кольце 13. Посредством гаек 18 прижимают внешнее кольцо 15 к опорному кольцу 13, затем опускают разделитель 10 в напорный бак 1.
Для проведения консервационных работ, бак 1 загружают мастикой, которая проходит через сетку 16 в нагревательную камеру 12. При подаче напряжения на электронагревательную спираль 6 нагревается мастика в обогреваемом шланге 5. При подаче напряжения на патронные электронагреватели 33 или 34 нагреваются гильзы 31, от которых теплота через кронштейны 32, твердый теплоотводящий материал 36 в поддоне 2 передается к дну 9 бака 1. От нагретого дна 9 нагревается мастика в нагревательной камере 12 бака 1, а также разогревается его стенка 24. От нагретой мастики греется металлическая сетка 16 и выпускной патрубок 3. От разогретой стенки 24 бака 1 нагревается и разжижается прилегающий к ней слой мастики. Если отверстия 20 на опорном кольце 13 полностью или частично совместить с отверстиями 22 на внешнем кольце 15, то мастика начнет циркулировать через нагревательную камеру 12. При этом нагретая мастика из нагревательной камеры 12 выходит в верхнюю полость 11 через совмещенные отверстия 20 и 22 в опорном 13 и внешнем 15 кольцах, а холодная мастика проникает в нагревательную камеру 12 сверху через нагретую металлическую сетку 16. При интенсивной циркуляции мастики через разделитель 10, быстрее нагревается и разжижается мастика, находящаяся в полости 11 бака 1. Если отверстия 20 в опорном кольце 13 перекрыть внешним кольцом 15, то выход нагретой мастики вверх через разделитель 10 замедлится, а ее температура в нагревательной камере 12 повысится. Уменьшение объема нагревательной камеры 12 также способствует повышению температуры мастики в ней. Для выдачи мастики из напорного бака 1 открывают двухпозиционный кран 29 на подачу сжатого воздуха в бак 1 из воздуховода 28 под давлением, которое регулируют редукционным клапаном 30. Открывают раздаточный кран 26, и под давлением воздуха мастика, нагретая на дне 9 бака 1 поступает через кромку 25 в выпускной патрубок 3 и по шлангу 5 подводится к пистолету-распылителю 4. Открывают кран 27 и подают сжатый воздух из воздуховода 28 к пистолету-распылителю 4. Расход воздуха на распыление мастики регулируют путем изменения проходного сечения крана 27. При включении пистолета-распылителя 4 производится диспергирование нагретой мастики сжатым воздухом и ее нанесение на консервируемые поверхности сельхозмашин. По завершении консервационных работ открывают двухпозиционный кран 29 на сообщение полости 11 бака 1 с атмосферой и сбрасывают давление воздуха.
Таким образом, использование предлагаемого устройства для нагрева мастики при консервации сельхозмашин позволит повысить производительность работы, снизить затраты энергии и длительность нагрева мастики, улучшить технологичность технического сервиса при замене и переналадке электронагревателей.