Устройство для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки
APPARATUS FOR REMOVING POLYMER COATINGS FROM THE SURFACE OF PAINTING TOOLING

Область техники
Заявляемое в качестве изобретения техническое решение устройства для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки относится к очистительным устройствам, используемым в области производства станков, машин и оборудования для обработки металлов и прочих твердых материалов, и применяется при обработке изделий с помощью химических реагентов для очистки подвесок в виде крючков или специальных подвесов, к которым крепятся обрабатываемые детали машин.
Уровень техники
Процесс очистки подвесок зависит от толщины очищаемого слоя. Процедура очистки позволит поддерживать окрасочную оснастку в чистоте и обеспечивать идеальное заземление окрашиваемых деталей машин, что крайне важно для эффективности нанесения краски. Особенностью процесса очистки поверхности окрасочной оснастки является необходимость использования химических средств и относительно небольшой размер деталей.
Источником известности общего процесса очистки поверхностей является техническое решение способа бессточной гальванохимической обработки и очистки поверхностей деталей, в частности, на подвесках, по патенту РФ на изобретение №2218455 от 31.05.2002 г., МПК: C25D 21/08, опубликованному 10.12.2003 г. В описании способа можно выделить элементы устройства, лежащие в основе подобных технических установок, а именно наличие процессной ванны, распределительных коллекторов с элементами формирования струй, подключенных к локальной напорной системе для подачи промывной воды, промывки поверхностей деталей погружным методом, осуществляемой в соответствующей ванне, оснащенной переливным карманом, баком-накопителем.
Следует отметить устаревшие источники известности 1990-х годов, иллюстрирующие уровень техники в данном аналоге по патенту №2218455, из чего может следовать вывод о значительно устаревшей методике, применяемой при очистке - для осуществления струйной промывки выполняют каскад взаимосвязанных операций, распределенных по ваннам. В аналоге по патенту №2218455 не выделен отдельно процесс очистки окрасочной оснастки, а именно подвесок. Кроме того, сам выбор рубрики МПК в данном аналоге C25D 21/08 подразумевает усовершенствование общего способа промывки для нанесения покрытий, как самих деталей, так и подвесок, на которых они расположены.
Поэтому, несмотря на общие признаки устройства в виде погружной ванны и напорной системы, данный аналог достаточно далек от заявляемого технического решения, усложнен большим количеством используемых ванн, напорных систем и систем очистки воды. Задача отдельной очистки подвесок в данном аналоге не решена.
Известно техническое решение установки моечно-сушильной по патенту РФ на полезную модель №93707от 29.12.2009 г., МПК: В08В 3/02, опубликованному 10.05.2010 г. Установка моечно-сушильная содержит камеру промывки с заслонкой и системой подвода моющей жидкости, а также направляющие, на которых установлена тележка с роликами, ванну с системой нагрева моющего раствора, насосную станцию, подающую моющий раствор на форсунки, отсечной клапан, ножную педаль управления отсечным клапаном, камеру промывки, на которой слева установлены электрокалорифер и воздуховод с вмонтированным в нем шиберным устройством, отделяющим камеру промывки от электрокалорифера во время промывки и продувки деталей, а также выключатели, контролирующие открытое и закрытое положение шиберного устройства и центрифугу, очищающую моющий раствор. На ванне установлен узел конденсации пара. Внутри камеры промывки выполнен поворотный стол с возможностью вращения в подшипниковом узле вокруг вертикальной оси, а на тележке с роликами размещается поворотный барабан, на который в зоне загрузки устанавливается промываемая деталь. На передней вертикальной стенке камеры промывки имеются два отверстия для рук, а в передней наклонной стенке установлено окно обзора. Камера промывки содержит в задней стенке загрузочное окно с прозрачной заслонкой, причем в крышку камеры промывки вмонтирована вставка из прозрачного материала, а сверху, над вставкой, установлен блок светильников местного освещения. Гидромонитор управляется вручную, а снизу окна обзора выполнен коллектор обдува сжатым воздухом.
Общими признаками являются наличие камеры промывки, ванны с моющим раствором.
Существенное отличие установки моечно-сушильной от заявляемого устройства состоит в том, что конструкция данного аналога усложнена наличием тележки с роликами и поворотного стола внутри камеры промывки, что требует привлечения дополнительной рабочей силы и техники, а также влияет на эффективность работы, т.к. необходимо ручное управление гидромонитором. Полезная модель №93707 может быть использована для очистки сложно профильных деталей преимущественно в мелкосерийном, единичном и ремонтном производствах, данное устройство имеет сложное устройство и занимает много пространства.
Недостатком аналога установки моечно-сушильной является неприспособленность к очистке именно окрасочной оснастки, невозможность применения погружного принципа очистки, а также большие габариты, сложность и длительность процесса очистки.
Известно техническое решение установки моечной камеры по патенту РФ на полезную модель №173776 (ПРОТОТИП) от 09.12.2016 г., МПК: В08В 3/04, опубликованному 11.09.2017 г. Моечная камера включает уплотненную крышку, корпус с прикрепленным к нему в верхней части фланцем с проточкой, которая может быть выполнена П-образной, причем в корпусе по периметру в месте размещения проточки фланца выполнены подающие отверстия, кроме того, в нижней части фланца имеется не менее одного отверстия, сообщенного через штуцеры с магистралью подвода и отвода рабочей жидкости. Полезная модель №173776 относится к моечным камерам установок для очистки, обезжиривания деталей и сборочных единиц с использованием растворителей. Поэтому существует возможность использования технического решения - прототипа для очистки окрасочной оснастки, что приближает данное техническое решение по целям и задачам к заявляемому.
Общими признаками прототипа и заявляемого технического решения являются наличие корпуса, моечной камеры, магистрали подачи и удаления рабочей жидкости и насоса.
Однако, как и в аналоге полезной модели №93707, применение технического решения-прототипа полезной модели №173776 влечет за собой сложность и длительность процесса очистки. Усложняет установку-прототип замена коллектора выполнением проточки во фланце и не менее одного отверстия в его нижней части, а также выполнение в корпусе по периметру в месте размещения проточки фланца подающих отверстий, которые выполняют функцию форсунок. По сути описания полезной модели понятно, что авторы математически рассчитывают суммарную площадь подающих отверстий в зависимости от суммы площади проходных сечений штуцеров, определяя таким образом количество подающих отверстий. Подобный расчет усложняет и удлиняет работу устройства. В отличие от прототипа, в заявляемом изобретении меньше секций, а также не предусмотрена система циркуляции и фильтрования, что ведет к упрощению и удешевлению процесса очистки.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является предотвращение неудобства эксплуатации устройства. Заявляемое изобретение разработано для того, чтобы решить вышеуказанную проблему.
Раскрытие сущности изобретения
Цель разработки заявляемого технического решения расширение функциональных возможностей применения устройства для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки, в частности, возможности применения в условиях небольших помещений с исключением сложных расчетов и сопутствующих дополнительных установок.
Техническая задача заявляемого изобретения заключается в создании такого устройства, которое удобно в эксплуатации и имеет технически оправданные относительно небольшие габариты.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение эффективности, надежности, безопасности, а также удобства размещения всех элементов устройства в единой комплектации, что в целом значительно повышает потребительские свойства и удобство очистки полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки при небольших размерах устройства. Технический результат достигается тем, что все необходимые элементы размещены в небольшом корпусе, а устройство включает все необходимые для осуществления очистки элементы.
В заявляемом техническом решении задача повышения удобства эксплуатации решается не с помощью необходимых математических выкладок для выяснения относительных параметров составных частей устройства, как в прототипе, а путем простого помещения очищаемых элементов оснастки в специальную корзину и погружения в рабочий объем установки, после чего достаточно нажать кнопку пуск и дождаться окончания процесса. После чего корзину необходимо поместить в ванну промывки и смыть остатки химических веществ с крючков или подвесок.
В процессе решения технической задачи за счет простоты монтажа и эксплуатации заявляемого устройства одновременно решается сразу нескольких дополнительных утилитарных задач:
проблема отсеивания пескообразного шлама, образованного в процессе химической реакции реагентов с краской, что не достигнуто в прототипе;
- достижение удобства смывки реагента;
- достижение возможности безопасного извлечения чистой промытой оснастки из корзины.
Перечисленные дополнительные технические задачи решаются с помощью применения удобных в применении, удешевленных в производстве деталей заявляемого устройства.
В результате использования заявляемого устройства процедура очистки упрощается, что позволяет поддерживать подвески в чистоте и обеспечивать далее идеальное заземление окрашиваемых деталей, что крайне важно для эффективности нанесения краски.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что устройство для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки включает корпус, в котором размещена ванна, замкнутая циркуляционная система, емкость для сбора и слива использованного моющего раствора, средства для подачи и слива воды и моющего раствора, а также не менее одного нагревательного элемента, причем корпус выполнен в виде рамы, в которой размещена ванна, разделенная перегородкой на два отсека: моечную камеру, заполненную моющим раствором, и отсек промывки водой со стоком в канализацию, устройство содержит корзину с подлежащими очистке деталями окрасочной оснастки, распределительный коллектор, размещенный в моечной камере и проходящий через опоры корзины, под распределительным коллектором размещены нагревательные элементы, а система циркуляции и слива воды с моющим раствором, включающая центробежный насос и фильтр грубой очистки, применена замкнутого типа и размещена в объеме под ванной, отсек промывки содержит катушку для шланга, лейку с переключающими насадками и сливной трубопровод для вывода стоков в канализацию, моечная камера оснащена двухступенчатым сливом моющего раствора из ванны в бак для хранения реагентов, состоящим из слива чистого моющего раствора с уровня на 100 мм выше дна и слива моющего раствора, загрязненного пескообразным шламом, со дна ванны во время профилактики, при этом устройство оснащено автоматическими элементами для поддержания температуры и установки времени обработки оснастки, подъемным механизмом, устанавливаемым на ванну, с автоматическим или ручным приводом для удобства перемещения корзины с оснасткой из моющей камеры в смежный отсек промывки. Заявляемое устройство укомплектовано четырьмя колесами со стопорным механизмом и оснащено автоматической системой, которая включает в себя контроль температуры, времени обработки и отключения по окончанию работы. В заявляемом устройстве ванна выполнена из нержавеющей стали 2,5 мм толщиной и имеет следующие параметры: ширина - 572 мм, высота - 1956 мм, длина 1492 мм, а корзина выполнена из нержавеющей стали с перфорированными или сетчатыми стенками и имеет следующие параметры: ширина 150 мм, высота 215 мм, длина 1100 мм, при этом весь объем корзины является полезным».
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 Вид установки с боку (без облицовки);
Фиг. 2 - Вид установки спереди (без облицовки);
Фиг. 3 - Вид установки спереди (с облицовкой);
Фиг. 4 - Принципиальная схема устройства для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки;
Фиг. 5, 6, 7, 8 - Эскизы, описывающие принцип работы устройства. Конструкция изделия с внутренними компонентами, где:
1 - Рама;
2 - Электромонтажная панель;
3 - Рельсовая направляющая;
4 - Упор;
5 - Колесо поворотное;
6 - Катушка поливочного шланга;
7 - Дверца для обслуживания;
8 - Облицовка крашенная;
9 - Облицовка нержавеющая;
10 - Вывод промывочного шланга;
11 - Регулятор с цифровым таймером;
12 - Кнопка старт/стоп;
13 - Замкнутая циркуляционная система;
14 - Насос;
15 - Трубная обвязка;
16 - Всасывающий патрубок;
17 - Напорный патрубок;
18 - Сетчатый фильтр;
19 - Сливной трубопровод;
20 - Слив промывочной воды;
21 - Слив чистого раствора;
22 - Слив грязного раствора;
23 - Ванна;
24 - Отсек промывки;
25 - Моечная камера;
26 - Перегородка;
27 - Распределительный коллектор;
28 - Опора корзины;
29 - Нагревательный элемент (ТЭН);
30 - Температурный датчик;
31 - Крышка;
32 - Корзина;
33 - Подъемный механизм;
34 - Модуль с линейным подшипником;
35 - Ручная лебедка;
36 - Ручка подъема корзины;
37 - Электрический привод;
38 - Кнопка;
39 - Лейка с переключающими насадками;
40 - Бак хранения реагентов;
41 - Теплоизоляционный материал;
42 - Ручка;
43 - Направляющая корзины.
Осуществление изобретения
Устройство для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки включает в себя металлическую раму 1, выполненную из черной стали, в которой размещена ванна 23, имеющая два спаренных отсека: первый - моечная камера 25, заполненная моющим раствором, второй отсек промывки 24, в котором производится очистка оснастки от остатков моющего раствора и отслоившегося покрытия водой, корзину 32, содержащую в себе детали окрасочной оснастки подлежащие очистке, замкнутую циркуляционную систему 13, которая обеспечивает движение моющего раствора, включающую в себя центробежный насос 14, трубную обвязку 15, всасывающий патрубок 16, напорный патрубок 17 и фильтр грубой очистки 18. Также в установке предусмотрен сливной трубопровод 19, который включает слив промывочной воды 20 из зоны промывки 24, двухуровневый слив моющего раствора, состоящий из слива 21 осветленной жидкости (без осадка) и слив 22 грязного раствора с образовавшимся в процессе работы пескообразным шламом, а также от 2-х до 10 нагревательных элементов 29, причем ванна выполнен из нержавеющей стали 2,5 мм толщиной и имеет следующие параметры: ширина 572 мм, высота 1956 мм, длина 1492 мм, корзина выполнена из нержавеющей стали обшитая сеткой 3x3 мм и имеет следующие параметры: ширина 150 мм, высота 215 мм, длина 1100 мм, при этом весь объем корзины является полезным. Устройство оснащено катушкой для шланга 6, лейкой с переключающими насадками 39 (входит в состав катушки), сливной трубопровод объединяет оба отсека для удобства профилактики и вывода стоков в канализацию. Устройство оснащено четырьмя колесами 5 с фиксацией для удобства транспортировки и перемещения.
Корзина меньше корпуса в виду того, что в корпусе предусмотрен перфорированный распределительный коллектор 27 для равномерного воздействия моющего раствора на обрабатываемые изделия внутри корзины, в ванне 23 предусмотрены направляющие 43 для удобства позиционирования корзины, а также под корзиной расположен блок ТЭНов (нагревательных элементов) 29, датчик температуры 30, пространство под корзиной для отстаивания шлама и смежный отсекпромывки24 корзины от химии, отделенной перегородкой 26. Размеры корзины позволяют обрабатывать крючки оснастки до 1100 мм включительно.
Толщина ванны принята из наиболее выгодных экономических соображений. Она обеспечивает необходимую жесткость и надежность конструкции, чтобы выдержать необходимый объем химии и для установки на ванную подъемного механизма.
Подъемный механизм 33 включает в себя несколько вариантов исполнения, с ручным приводом от ручки подъема корзины 36, и автоматическим управлением с использованием электрического привода 37, и кнопки 38 вверх/вниз (в случае использования автоматического привода).
Устройство для чистки крючков габаритом до 1.1 метра длинной, в стандартной комплектации, будут оснащены подъемным механизмом с ручным приводом, представляющим из себя две спаренные лебедки 35, каркас и спаренные модули 34 с линейными подшипниками, перемещающийся по направляющим 3 на установке.
Применение вышеуказанных оптимальных относительных размеров ванны и корзины дает возможность облегчить и ускорить процесс очистки, а также улучшить характеристики очищаемой поверхности, тем самым избежать проблем, связанных с качеством дальнейшей окраски очищенных деталей машин.
Преимуществом заявляемого технического решения является универсальность исходной формы и материала ванны, а также составляющих процесс очистки емкостей использованного раствора и пескообразного шлама, которые могут применяться в соответствии с решаемой задачей. Применение компоновки конструкции и сливного трубопровода обеспечивает удобство эксплуатации установки.
Конструкция устройства для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки (Фиг. 1) состоит из рамы 1, обклеенной теплоизоляционным материалом 41, замкнутой циркуляционной системы 13, сливных трубопроводов 19, нержавеющей ванны 23, корзины 32, подъемного механизма 33.
Вариант исполнения заявляемого устройства для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки показан на эскизе (Фиг. 5 - 8, вариант исполнения), иллюстрирующим работу устройства в динамике.
Перед началом работы необходимо выставить на регуляторе с цифровым таймером 11 требуемую температуру обработки и время, далее в корзину 32 загружают оснастку, требующую очистки от полимерного покрытия, затем корзину, с помощью подъемного механизма 33 перемещают в ванну 23в моечную камеру 25 из нержавеющей стали (Фиг. 5). Когда корзина установлена в моечной камере, необходимо закрыть крышку 31 и нажать кнопку старт/стоп 12, включаются нагревательные элементы 29 и система циркуляции 13 через перфорированный распределительный коллектор 27 на дне корпуса подается моющий раствор. Система циркуляции имеет строение замкнутого контура с всасывающим патрубком 16 выше нижнего уровня кармана (секции) отстойника, и подачей раствора через напорный патрубок 17 на распределительный коллектор 27 в моечную камеру 25, где находится корзина 32 и работает за счет циркуляционного насоса 14.
Моющий раствор, попадая на очищаемую деталь, за счет напора, повышенной температуры и содержания растворяющих загрязнения веществ, отчищает поверхности элементов оснастки, циркулируя по замкнутому контуру. Пескообразный шлам, образованный в процессе химической реакции моющего раствора с краской, оседает на дно ванны и скапливается на нижнем уровне. Моющий раствор, проходя через сетчатый фильтр 18, подается на циркуляционный насос 14, а пескообразный шлам с помощью слива грязного раствора 22, во время профилактики, сливается в емкость для сбора и слива образовавшегося пескообразного шлама или бака хранения реагентов 40, для последующей фильтрации и возвращения моющего раствора в цикл. После проведения процедуры мойки система циркуляции 13 отключается автоматически вместе с нагревательными элементами 29 или вручную при нажатии кнопки старт/стоп 12 (если время очистки не задано). Моющий раствор перестает циркулировать, отстаивается и остывает. Далее с помощью подъемного механизма из моечной камеры достают корзину (Фиг. 6), дают стечь моющему раствору в течение 1-2 минут и перемещают ее за ручку (Фиг. 7), по направляющим 3 в отсек промывки 24. В отсеке промывки промывают оснастку водой с помощью лейки со сменными насадками 39 (Фиг. 8). После промывки оснастку извлекают из корзины. Питание установки выключают путем отключения ее из розетки.
В моечной камере 25 ванны 23 происходит процесс разложения полимерного покрытия, за счет воздействия моющего раствора, после чего образующийся осадок отстаивается. На чертеже Фиг. 1 показаны позиции слива основного раствора 21 и слива грязного раствора 22, а также в установке реализовано соединение сливного трубопровода промывочной воды 20 от отсека промывки 24, со сливом промывной воды моечной камеры 25, из магистрали слива грязного раствора 22 в слив промывочной воды 20.
Весь объем моечной камеры предусматривает в себе два рабочих объема. Первичный объем основной, служит для расположения корзины с оснасткой и проведения реакции (моющий раствор находится выше уровня опор корзины 28), второй объем под распределительным коллектором, в зоне расположения ТЭНов и забора раствора служит для накапливания пескообразного шлама, образованного в процессе химической реакции моющего раствора с краской.
Устройство для удаления полимерных покрытий оснащено дополнительным отсеком промывки 24 (Фиг. 1), который оснащен поливочным шлангом 6 и лейкой с переключающими насадками 39, и служит для смывки оставшегося раствора на подвесках и последующего безопасного извлечения чистой (промытой) оснастки из корзины.
Корзину 32 с элементами окрасочной оснастки извлекают из моечной камеры 25 и помещают в смежный отсек промывки 24, где с помощью лейки со сменными насадками тщательно промывают водопроводной водой, перед тем как извлечь оснастку.
Устройство оснащено подъемным механизмом 33 для корзины 32 с подлежащими очистке деталями окрасочной оснастки. Подъемный механизм может быть выполнен в виде ручного, с ручкой подъема корзины 36 или автоматического крана с электрическим приводом 37 с кнопкой управления 38, с возможностью подъема корзины и перемещения из моечной камеры в отсек промывки (Фиг. 6, Фиг. 7, Фиг. 8). Также подъемный механизм установлен на ванну и имеет возможность беспрепятственного демонтажа.
Помимо этого, устройство для удаления полимерных покрытий оснащено колесами 5 со стопорами, для удобства перемещения внутри цехового пространства, имеет сервисную дверь 7 для удобства обслуживания и слива моющего раствора, два варианта облицовки рамы - нержавеющей облицовки 9 на верхнем уровне рамы 1 и крашеной облицовки из черной стали 8 на резьбовых гайках-заклепках, для удобства демонтажа и обслуживания при возникновении аварийных ситуаций, а внутри зон 24 и 25 имеются опоры корзины 28 для удобства отпирания корзины и беспрепятственной промывки оснастки.
По сравнению с известными изобретениями, заявляемая конструкция устройства для удаления полимерных покрытий с поверхности окрасочной оснастки обладает универсальностью. Область применения заявляемой конструкции за счет компактности и простоты как изготовления, так и эксплуатации, значительно шире, чем у известных аналогов. Заявляемая конструкция позволяет комплексно решать вопросы очистки подвесок, предназначенных для размещения деталей машин при их окраске.
Возможность многократного воспроизведения заявляемой конструкции проистекает из способа ее промышленной комплектации, что позволяет воспроизводить заявляемое устройство для удаления полимерных покрытий в промышленных масштабах.
Подобное сочетание универсальности, достижения возможности многократного воспроизведения с относительной простотой изготовления в прототипе не достигнуто.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость».