УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КРАСКИ
PLANT FOR PAINT PREPARATION

Изобретение относится к устройствам для приготовления лакокрасочной продукции и может быть применено в лакокрасочной промышленности.
Известен устройство для приготовления лакокрасочной продукции (патент №2457021, кл. МПК B01F 11/00, 2012), содержащее снабженный амортизаторами установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, выполненный из секций, изготовленных из трех прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненными под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных криволинейных винтовых поверхностей и трех ломаных винтовых канавок основного направления для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке, а также двух ломаных криволинейных винтовых поверхностей и двух винтовых канавок противоположного направления для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от выгрузки к загрузке, причем по наружному диаметру смесителя образуются три ломаные винтовые линии основного направления и две ломаные винтовые линии противоположного направления с шагом в четыре раза меньше, чем шаг ломаных винтовых линий основного направления, в точках излома винтовых линий которых расположены места схождения шести равносторонних треугольников, при этом по всей длине смесителя смонтирована для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от выгрузке к выгрузке цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
Недостатком известного устройства является недостаточная производительность из-за слабой энергоемкости, мощности и частоты взаимодействия потоков перерабатываемого сырья, ограниченные технологические возможности, сложность изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является роторный смеситель-диспергатор (а.с. СССР №1673184, кл. МКИ B01F 9/02, 1989) содержащий смеситель, выполненный из секций, смонтированных из плоских элементов в виде треугольников, расположенных под углом к линии транспортирования, загрузочное и разгрузочное приспособление.
Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, сложность изготовления.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение изготовления и повышение производительности.
Техническое решение достигается тем, что в установке для приготовления краски, содержащей смеситель, привод, загрузочное и разгрузочное приспособления, смеситель выполнен в виде установленного наклонно цилиндра под углом γ относительно горизонтальной оси вращения смесителя с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными перпендикулярно или под различными углами β и ψ к оси вращения и друг к другу под углом φ, при этом оси больших диаметров эллипсов, расположенных у загрузочной и разгрузочных цапф, по оси вращения смесителя совпадают, причем по всей длине смесителя по его оси вращения смонтирована пружина с плоским сечением витков выпуклой формы, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия и смонтирована таким образом, что малые диаметры пружины выпуклой формы размещены внутри загрузочной и разгрузочной цапф.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне установки для приготовления краски.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что в результате выполнения смесителя в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси вращения цилиндра с плоскими торцевыми стенками, размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, нарушается стационарность движения потоков компонентов лакокрасочной продукции, которые совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как по периметру поверхность смесителя выполнена в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность, расширяет технологические возможности.
Новизна предложения заключается в том, что по всей длине смесителя смонтирована пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение частиц компонентов краски в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса приготовления краски, т.к. частицы, совершающие циркуляционное движение внутри в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками пружины выпуклой формы, изменяют траекторию своего движения и перемещаются не только к периферии смесителя, но и в сторону разгрузочного приспособления для вывода краски, увеличивают интенсивность приготовления, расширяют технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине смесителя пружина выпуклой формы с прямоугольным сечением витков снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц компонентов краски и изменять скорости их перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.
Новизна заключается также в том, что по всей длине смесителя по его оси вращения смонтирована пружина выпуклой формы с плоским сечением витков таким образом, что малые диаметры пружины выпуклой формы размещены внутри загрузочной и разгрузочной цапф, что обеспечивает непрерывность и стабильность процесса загрузки компонентов краски и выгрузки готовой краски.
Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности смесителя в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения смесителя, что нарушает стационарность движения частиц компонентов краски, расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что смеситель по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс приготовления краски.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление смесителя и выполнение его в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра со стенками по периметру и с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочной цапфы смонтирована под углом к оси вращения барабана и выполнена плоской эллиптической формы, а торцевая стенка у разгрузочной цапфы размещена под углом не только к оси вращения, но и к торцевой стенке у загрузочной цапфы и выполнена тоже эллиптической формы, что нарушает стационарность движения частиц компонентов краски, повышает производительность и эффективность приготовления краски, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что в результате выполнения смесителя в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, частицы компонентов краски совершают сложное  пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как смеситель выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность приготовления краски, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что направление витков пружины выпуклой формы с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения смесителя, что обеспечивает транспортировку частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена установка для приготовления с торцевыми стенками, размещенными перпендикулярно к горизонтальной оси вращения, при этом оси больших диаметров эллипсов торцевых стенок у загрузочной и разгрузочной цапф по оси вращения смесителя совпадают, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (пружина не показана), на фиг. 3 изображена установка для приготовления краски с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения и друг к другу под углом φ, при этом оси больших диаметров эллипсов, расположенных у загрузочной и разгрузочных цапф, по оси вращения смесителя совпадают, общий вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3(пружина не показана).
Установка для приготовления краски (фиг. 1-4) содержит смеситель 1, загрузочную 2 и разгрузочную 3 цапфы. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц компонентов краски внутри смесителя 1 смонтировна пружина 4 выпуклой формы с плоским сечением витков в виде прямоугольников и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения смесителя 1. Пружина 4 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 4 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться в процессе приготовления краски. При этом малые диаметры пружины 4 выпуклой формы размещены внутри загрузочной цапфы 2 и разгрузочной цапфы 3.
1
1
2
2
1
1
2
2
Смеситель 1 может быть выполнен в виде установленного наклонно под углом γ относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками 5 и 6 эллиптической формы (фиг. 1, 2), размещенными перпендикулярно к горизонтальной оси вращения смесителя 1, и снабжен приводом (на чертеже не показан). Оси больших диаметров эллипсов торцевых перфорированных стенок 5 и 6 i-i и i-i (фиг. 2) по оси вращения смесителя совпадают. На фиг. 2 показано расположение оси большего диаметра эллипса i-i торцевой стенки 5 смесителя 1 у загрузочной цапфы 2 относительно оси большего диаметра эллипса i-i торцевой стенки 6 смесителя 1 у разгрузочной цапфы 3, которые совпадают.
1
1
2
2
Смеситель 1 может быть выполнен в виде установленного наклонно под углом γ относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками 5 и 6 (фиг. 3, фиг. 4), размещенными под углами β и ψ к горизонтальной оси вращения смесителя 1 и под углом φ друг к другу (фиг. 3) и снабжен приводом (на чертеже не показан) Оси больших диаметров эллипсов торцевых перфорированных стенок 5 и 6 i-i и i-i (фиг. 3) по оси вращения смесителя совпадают. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц компонентов краски внутри смесителя 1 смонтирована пружина 4 выпуклой формы с плоским сечением витков в виде прямоугольников с направлением витков, совпадающим с направлением вращения смесителя 1. Пружина 4 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 4 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться в процессе приготовления краски. При этом малые диаметры пружины 4 размещены внутри загрузочной цапфы 2 и внутри разгрузочной цапфы 3.
1
1
2
2
На фиг. 4 показано расположение оси большего диаметра эллипса i-i торцевой стенки 5 смесителя 1 у загрузочной цапфы 2 относительно оси большего диаметра эллипса i-i торцевой стенки 6 смесителя 1 у разгрузочной цапфы 3, которые совпадают друг с другом.
Установка для приготовления краски работает следующим образом.
Потоки компонентов краски, подлежащей приготовлению (фиг. 1, 3), подаются через средство для загрузки (на чертежах не показано), через загрузочную цапфу 2 внутрь смесителя 1, где они совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине смесителя 1 в каждом поперечном сечении, при этом частицы краски совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как смеситель 1 выполнен цилиндрической и наклонным, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное. В результате поток движущихся частиц компонентов краски нестационарен, а размеры и расположение активного движения их потоков заметно меняются за время одного оборота смесителя 1. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения частиц компонентов краски движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений частиц компонентов краски между собой и со стенками смесителя 1, а также с торцевыми стенками 5 и 6, что обеспечивает повышение производительности приготовления краски. Процесс нестационарности движения частиц компонентов краски усугубляется формой торцевых стенок 5 и 6 эллиптической формы, что существенно меняет направление движения частиц компонентов краски вдоль оси вращения смесителя 1 и создает зоны различного давления торцевых стенок 5 и 6 на частицы компонентов краски, и интенсифицируется процесс приготовления краски. Поэтому частицы компонентов краски имеют возможность под воздействием разности давления торцевых стенок эллиптической формы 5 и 6 не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке, создавая при этом турбулентные потоки частиц компонентов краски. В результате такой интенсификации движения потоков частиц компонентов краски повышается производительность и готовая краска через разгрузочную цапфу 3 выводится за пределы установки для краски.
Процесс движения частиц компонентов краски, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. Поскольку внутренние стенки смесителя 1 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения смесителя 1, то в каждой порции каждая частица компонентов краски перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс приготовления краски и расширяет технологические возможности. Процесс приготовления краски также интенсифицируется смонтированной внутри смесителя 1 пружиной 4 выпуклой формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения смесителя 1, которая обеспечивает дополнительное продольное перемещение частиц компонентов краски внутри смесителя 1. Пружина 4 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться также в процессе приготовления краски, т.е. в процессе работы установки для приготовления краски.
В зависимости от характеристик компонентов краски и требуемого времени ее приготовления устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям процесса приготовления краски. Например, если требуется высокая скорость продольного перемещения потоков компонентов краски, то увеличивается шаг пружины 4 и, таким образом, изменяется поток движения частиц компонентов краски, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При приготовлении краски, требующем длительного времени пребывания потоков частиц компонентов краски в смесителе 1, шаг витков пружины 4 уменьшается и, таким образом, изменяется скорость движения потов частиц компонентов краски, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузке к выгрузке. Направление витков пружины 4 может совпадать или быть против направления вращения смесителя 1. В нужном положении пружину 4 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). На выходе смесителя 1 потоки готовой краски через разгрузочную цапфу 3 выводятся за пределы установки.
Скорость перемещения частиц материалов от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всей установки для приготовления краски.
Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации процесса приготовления краски благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц краски внутри смесителя установки. Предлагаемая конструкция установки для приготовления краски позволяет упростить изготовление, повысить производительность, расширяет технологические возможности.