ТОНИРОВОЧНАЯ МАШИНА И СПОСОБ ДОЗИРОВАНИЯ КРАСИТЕЛЯ В КОНТЕЙНЕР ДЛЯ КРАСКИ С БАЗОВОЙ КРАСКОЙ
TINTING MACHINE AND METHOD OF DOSING DYE INTO PAINT CONTAINER WITH BASE PAINT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к тонировочной машине для дозирования красителя в контейнер для краски и к способу дозирования одного или нескольких красителей в контейнер для краски с базовой краской с использованием такой тонировочной машины.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Краска или аналогичные покрывающие композиции, такие как лаки, глазури или морилки для дерева, используются как квалифицированным профессиональным декоратором, так и относительно неквалифицированным специалистом по окраске по целому ряду причин. Как правило, они должны оживить окружающую среду и/или подобрать цвет определенному предмету мебели, полу или настенному покрытию и другим поверхностям, находящимся в зданиях. Поскольку потребители становятся все более искушенными и индивидуальными по выбору своих цветов, спрос на более широкий спектр цветов также увеличился.
Это создает проблему для производителя краски и продавца розничной торговли или кладовщика магазина, поскольку первый из них должен производить много цветов в небольших количествах, тем самым теряя экономичность за счет объема, и, конечно же, продавец розничной торговли или кладовщик магазина должен предоставить дополнительное пространство для хранения и отображения этого множества цветных красок. Типовая краска будет архитектурной краской, используемой на месте при температуре окружающей среды.
Некоторые производители красок решили эту проблему, разработав тонировочные машины. Они работают на основе того, что различные цвета могут быть составлены путем добавления красителя к заводской базовой краски в помещении розничной торговли. Такие машины называются «тонировочными машинами в магазине». Термин «в магазине» используется здесь для обозначения связи с небольшими торговыми магазинами и торговыми точками, в отличие от производства таких композиций для покрытия на технологической установке для процесса производства краски. Небольшое количество разноцветных базовых красок, состоящих из трех или четырех, охватывающих диапазон света до глубоких оттенков, предоставляется поставщиком продавцу розничной торговли в контейнерах для красок. Такая базовая краска является не завершенной с точки зрения окончательного цвета.
Добавляемый краситель обычно представляет собой пигменты, пигментные концентраты, оттенки или красящие вещества. Обычно для получения значительного цветового диапазона красок требуется примерно от двенадцати до шестнадцати таких красителей, хотя для получения любого заданного цвета требуется часто только три или четыре. Красители добавляют к базовой краске в соответствии с заранее определенным рецептом, являющимся одним из многих, хранящихся в компьютере. В рецепте также указывается, какая из базовых красок должна быть выбрана для придания оттенка, для того, чтобы получить требуемый цвет.
Такие тонировочные машины обычно содержат ряд резервуаров, содержащих красители, средство доставки красителя в контейнер с базовой краской, например, посредством одного или нескольких ручных или автоматических поршневых или шестеренчатых насосов, средство хранения для сбора рецептов, средство управления (ручное и/или компьютеризированное) для управления доставкой красителя в соответствии с выбранным рецептом. Средство управления может, например, контролировать добавление красителя, посредством регулирования хода поршней в насосах или активирования насосов в течение заданного периода времени, так что заданный объем красителя доставляется в соответствии с рецептом для выбранного цвета. Таким образом, различные количества каждого красителя могут быть добавлены к выбранной базовой краске, что позволяет получать краски различных альтернативных цветов. Наконец, базовую краску и добавленный краситель подвергают перемешиванию, обычно путем интенсивного встряхивания, для получения однородной смеси базовой краски и красителя с ровным цветом.
Таким образом, будет понятно, что количество различных цветов, которые могут быть получены, определяется количеством различных красителей, присутствующих в тонировочной машине, и количеством различных базовых красок. Увеличение количества различных красителей и/или количества базовых красок позволит увеличить количество разных цветов.
Известные тонировочные машины имеют множество резервуаров для красителей, каждый из которых имеет свое собственное сопло, из которого краситель распределяется в базовую краску. Было бы желательно уменьшить сложность тонировочных машин, чтобы иметь единственное сопло, через которое все красители могут быть распределены в базовую краску. Проблема, однако, в использовании одного сопла заключается в том, что сопло загрязняется остатками всех красителей, которые проходят через него. Загрязнение сопла приводит к тому, что оставшиеся красители добавляются к базовой краске при последующей операции тонирования, поэтому конечный цвет краски будет неправильным. Поэтому, если будет использоваться одно сопло для множества красителей, может потребоваться операция очистки между различными тонировочными операциями.
Международная заявка WO 99/32205 описывает дозирующую машину для дозированной доставки жидких продуктов, в которой дозированные количества красителей и базовой краски подаются в смесительную турбину в дозирующей головке с одним дозирующим соплом (выпускным отверстием), а затем дозируются в контейнер для краски через дозирующее сопло. После каждой операции дозирования, дозирующая головка, включающая в себя смесительную турбину и дозирующее сопло, промываются растворителем под давлением, который обеспечивается промывочным узлом. В дозирующей машине по WO 99/32205 промывка дозирующей головки требует относительно большого объема очищающей текучей среды.
Было бы желательно обеспечить тонировочную машину с дозирующей головкой и соплом, которые можно было бы очистить от остаточных красителей без необходимости в большом количестве очищающей текучей среды.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению, предусмотрена тонировочная машина с дозирующей головкой для дозирования одного или нескольких красителей в базовую краску, которая сконструирована таким образом, что она может быть очищена очень небольшим количеством очищающей текучей среды в процессе очистки после операции дозирования. Дозирующая головка имеет внутреннюю камеру, через которую, при нормальной работе, один или несколько красителей проходят перед их дозированием в базовую краску через выпуск для текучей среды. Поршень, который расположен в продольном и подвижном положении во внутренней камере, может сжимать путь потока свободной текучей среды во внутренней камере, так что внутренняя камера может быть эффективно очищена небольшим количеством очищающей текучей среды.
Соответственно, изобретение обеспечивает в первом аспекте тонировочную машину, содержащую множество резервуаров для красителей, содержащих краситель, один или несколько каналов подачи очищающей текучей среды, одну или несколько дозирующих головок для дозирования красителя в контейнер для краски, при этом одна или несколько дозирующих головок содержит:
- выпуск для текучей среды для дозирования красителя в контейнер для краски; а также
- внутреннюю камеру, имеющую внутреннюю поверхность, и имеющую дальний по ходу конец, открывающийся в выпуск для текучей среды;
при этом каждый резервуар для красителя соединен по текучей среде с внутренней камерой, по меньшей мере, одной из одной или нескольких дозирующих головок через канал подачи красителя, открывающийся во внутренней камере на впуске красителя, при этом один или несколько каналов подачи очищающей текучей среды открываются в одну или несколько дозирующих головок на впуске очищающей текучей среды во внутренней камере, причем одна или несколько дозирующих головок дополнительно содержат поршень, имеющий внешнюю боковую поверхность, при этом этот поршень расположен продольно и подвижно во внутренней камере, так что образовано кольцевое пространство посредством внешней боковой поверхности поршня и внутренней поверхностью внутренней камеры, причем поршень содержит обходной выступ, образующий сужение в кольцевом пространстве, и при этом поршень является подвижным через внутреннюю камеру между первым положением, в котором выступ находится выше впуска красителя, и вторым положением, в котором выступ находится ниже впуска красителя.
Так как дозирующая головка тонировочной машины согласно изобретению может быть очищена очень небольшим количеством очищающей текучей среды, тонировочная машина особенно подходит для дозирования более чем одного красителя через одну дозирующую головку. Понятно, что при использовании более чем одного красителя в одной дозирующей головке, внутреннюю камеру и выпуск текучей среды отдельной дозирующей головки необходимо очищать после каждой операции дозирования, чтобы избежать смешивания красителя от предыдущей операции дозирования с красителем последующей операции.
Дополнительным преимуществом тонировочной машины согласно изобретению является то, что количество требуемой очищающей текучей среды является незначительным, и поэтому очищающая текучая среда может быть дозирована в контейнер для краски без отрицательного влияния на цвет и качество конечной краски.
Во втором аспекте, изобретение относится к способу дозирования одного или нескольких красителей в контейнер для краски с базовой краской с использованием тонировочной машины согласно первому аспекту изобретения, при этом способ включает следующие этапы, при которых:
а) подают краситель из резервуара для красителя через канал подачи красителя во внутреннюю камеру, и дозируют краситель через выпуск для текучей среды в контейнер для краски, в то время как поршень находится в первом положении;
b) подают очищающую текучую среду от источника очищающей текучей среды через канал подачи очищающей текучей среды во внутреннюю камеру, в то время как поршень находится в положении, в котором выступ находится ниже впуска очищающей текучей среды;
c) перемещают поршень между первым положением и вторым положением, в то время как очищающая текучая среда присутствует в кольцевом пространстве, для удаления остаточного красителя с внутренней поверхности внутренней камеры для получения очищающей текучей среды с остаточным красителем; и
d) выпускают очищающую текучую среду с остаточным красителем из дозирующей головки через выпуск для текучей среды.
Подвижный поршень во внутренней камере дозатора позволяет упростить очистку дозирующей головки тонировочной машины, и тем самым уменьшить вероятность ошибок при работе. Кроме того, улучшенная эффективность очистки повышает точность операции дозирования красителя. Кроме того, объем очищающей текучей среды может быть достаточно небольшим, чтобы можно было выпускать отработанную текучую среду (то есть очищающую текучую среду плюс остаточные красители) непосредственно в контейнер для краски с базовой краской без существенного влияния на цвет окончательной краски. Таким образом, количество отходов уменьшается.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 схематично представляет вид в перспективе варианта осуществления тонировочной машины согласно изобретению.
Фиг.2 представляет вид в перспективе дозирующей головки с несколькими каналами подачи красителя и одним каналом подачи очищающей текучей среды для тонировочной машины по фиг.1.
Фигуры 3а-3d представляют продольные разрезы дозирующей головки по фиг.2, и иллюстрируют способ работы тонировочной машины.
Фиг.4 представляет продольный разрез дозирующей головки по фиг.2, показывающий сужение в кольцевом пространстве.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Тонировочная машина согласно изобретению представляет собой тонировочную машину для дозирования красителя в контейнер для краски, обычно контейнер для краски с базовой краской. Тонировочная машина предпочтительно представляет собой тонировочную машину для предприятий розничной торговли.
Тонировочная машина содержит множество резервуаров для красителя, содержащих краситель, один или несколько каналов подачи очищающей текучей среды, и одну или несколько дозирующих головок для дозирования красителя в контейнер для краски.
Предпочтительно, одна или несколько дозирующих головок представляют собой единственную дозирующую головку.
Единственная дозирующая головка и, в случае более одной дозирующей головки, каждая одна из дозирующих головок содержит выпуск для текучей среды для дозирования красителя в контейнер для краски. Дозирующая головка дополнительно содержит внутреннюю камеру, имеющую внутреннюю поверхность, предпочтительно, цилиндрическую внутреннюю поверхность, и дальний по ходу конец, открывающийся в выпуск для текучей среды. Внутренняя камера может быть образована любым подходящим материалом, таким как труба, внутреннее отверстие в твердом материале или их комбинацией.
Выпуск для текучей среды может быть любым подходящим выпуском для текучей среды. Соответственно выпуск для текучей среды представляет собой сопловое отверстие сопла, расположенного на заднем по ходу конце внутренней камеры.
Каждый из резервуаров для красителя соединен по текучей среде с внутренней камерой, по меньшей мере, одной из одной или нескольких дозирующих головок через канал подачи красителя, открывающийся во внутренней камере на впуске красителя. Каждый резервуар для красителя соединен по текучей среде с внутренней камерой через отдельный канал подачи красителя, открывающийся во внутреннюю камеру на отдельном впуске красителя. В предпочтительном случае единственной дозирующей головки, внутренняя камера дозирующей головки, таким образом, имеет несколько впусков для красителя, по одному для каждого красителя.
Тонировочная машина содержит один или несколько каналов подачи очищающей текучей среды, открывающихся в одной или нескольких дозирующих головках на впуске очищающей текучей среды. Каждая дозирующая головка в тонировочной машине снабжена, по меньшей мере, одним каналом подачи очищающей текучей среды, предпочтительно, одним каналом подачи очищающей текучей среды. В частности, в предпочтительном варианте осуществления, тонировочная машина имеет единственную дозирующую головку и единственный канал подачи очищающей текучей среды, открывающийся в единственную внутреннюю камеру. В этом варианте осуществления, внутренняя камера снабжена единственным впуском для очищающей текучей среды.
Впуск для подачи очищающей текучей среды может быть расположен перед или за впуском для красителя во внутренней камере. Предпочтительно, впускной порт для очищающей текучей среды находится перед впуском для красителя внутренней камеры, в случае внутренней камеры с несколькими впусками для красителя, перед всеми впусками для красителя.
Термины «за» и «перед» относятся к положениям или направлениям относительно направления потока красителя через внутреннюю камеру во время нормальной работы тонировочной машины.
Дозирующая головка дополнительно содержит поршень, который расположен в продольном и подвижном положении во внутренней камере. Продольные оси поршня и внутренней камеры совпадают. Поршень имеет внешнюю боковую поверхность. Кольцевое пространство образовано внешней боковой поверхностью поршня и внутренней поверхностью внутренней камеры. Кольцевое пространство образует путь потока текучей среды, который является относительно малым по сравнению с площадью сечения внутренней камеры. Кольцевое пространство является достаточно большим, чтобы позволить очищающей текучей среде проходить через кольцевое пространство. Кольцевое пространство, предпочтительно, является достаточно маленьким, чтобы препятствовать неразбавленному красителю, который обычно имеет более высокую вязкость, чем очищающая текучая среда, от свободного протекания через кольцевое пространство. Поршень дополнительно содержит обходной выступ, образующий сужение в кольцевом пространстве. Таким образом, локальное подвижное сужение создается в кольцевом пространстве без полной блокировки кольцевого пространства.
Поршень имеет нижний по ходу конец и головку поршня, то есть нижнюю часть, суживающуюся к его нижнему по ходу концу. Предпочтительно, выступ расположен на или около головки поршня. Ссылка на «около головки поршня» находится в пределах 2 см, предпочтительно, в пределах 1 см, более предпочтительно, в пределах 0,5 см от головки поршня.
Поршень является подвижным через внутреннюю камеру между первым положением, в котором выступ находится перед впуском для красителя, и вторым положением, в котором выступ находится за впуском для красителя. В случае внутренней камеры с более чем одним впуском для красителей, перед (первое положение) и за (второе положение) всеми впусками для красителя. Если поршень находится в своем первом положении, то краситель (красители), который подается из резервуара для красителя через канал (каналы) подачи красителя на впуск (впуски) красителя внутренней камеры, может свободно проходить через внутреннюю камеру к выпуску для текучей среды для того, чтобы быть дозированным в контейнер для краски, без препятствия поршнем. Предпочтительно, чтобы весь поршень располагался перед всеми впусками для красителей в его первом положении, чтобы позволить красителю (красителям) протекать через внутреннюю камеру к выпуску для текучей среды.
Во втором положении, выступ расположен за всеми впусками для красителя. Предпочтительно выступ находится за впуском очищающей текучей среды, как в первом, так и во втором положении поршня.
Предпочтительно, тонировочная машина дополнительно содержит подвижную заслонку порта для выборочного закрытия впусков для красителя. Закрытие впусков для красителя обеспечивает предотвращение попадания остаточного красителя в соответствующий канал подачи красителя во внутреннюю камеру, когда во внутреннюю камеру подается достаточное количество красителя. При этом цветовая точность операции тонирования будет улучшаться. Закрытие впуска (впусков) для красителя также предотвращает попадание очищающей текучей среды, подаваемой во внутреннюю камеру на этапе очистки, от входа в канал (каналы) подачи красителя через соответствующий впуск (впуски) для красителя. Таким образом, предотвращается промывка остаточных красителей от предыдущих операций тонирования. Это особенно выгодно в операции очистки, при которой очищающая текучая среда непосредственно выпускается в контейнер для краски с базовой краской, которая также получает краситель (красители) во время предшествующей операции дозирования красителя.
Предпочтительно, тонировочная машина дополнительно содержит регулятор подачи красителя для избирательного дозирования количества красителя из канала подачи красителя во внутреннюю камеру. Регулятор может быть любым подходящим регулятором, например клапаном. Предпочтительно, регулятор подачи красителя представляет собой клапан, более предпочтительно, игольчатый клапан или пассивный запорный клапан. В конкретном предпочтительном варианте осуществления, регулятор подачи красителя представляет собой игольчатый клапан, расположенный в канале подачи красителя вблизи или на впуске красителя. Таким образом, "мертвый" объем для измерения текучей среды уменьшается, что снижает количество остаточного красителя, которое необходимо удалить из внутренней камеры во время операции очистки.
Предпочтительно, заслонка порта и регулятор подачи текучей среды образованы одним и тем же механизмом, например, посредством игольчатого клапана, который является подвижным для блокировки канала подачи красителя и закрытия впуска для красителя. Эта конфигурация значительно уменьшает "мертвый" объем в канале подачи красителя рядом с впуском красителя и, таким образом, уменьшает количество остаточного красителя, которое может накапливаться на впуске красителя.
Тонировочная машина, предпочтительно, содержит один или несколько блоков управления, выполненных с возможностью управления потоком очищающей текучей среды из источника очищающей текучей среды во внутреннюю камеру, и для управления движением поршня через внутреннюю камеру.
Один или несколько блоков управления могут быть дополнительно выполнены с возможностью независимого управления регуляторами подачи красителя для каждого из соответствующих каналов подачи красителя, и для выборочного дозирования количества красителей, подаваемых из соответствующих каналов подачи красителя во внутреннюю камеру.
Тонировочная машина согласно изобретению является такой, что ее дозирующая головка может быть очищена очень небольшим количеством очищающей текучей среды. Таким образом, она особенно подходит для операции тонирования, при которой дозирующая головка очищается после каждого отпуска красителя. В соответствии с преимуществами и эффектами, описанными здесь выше, изобретение обеспечивает способ дозирования одного или нескольких красителей в контейнер для краски с базовой краской с использованием тонировочной машины согласно изобретению, при этом способ включает операцию дозирования красителя, за которой следует операция очистки. Операция дозирования включает этап а) дозирования. На этапе а) один или несколько красителей подаются из соответствующего резервуара для красителя через его канал подачи красителя во внутреннюю камеру дозирующей головки. На этапе а), поршень во внутренней камере находится в первом положении, так что красители могут свободно течь к выпуску для текучей среды, чтобы быть дозированными в контейнер для краски с базовой краской, который расположен ниже выпуска для текучей среды.
Операция очистки включает этапы b), c) и d).
На этапе b), очищающая текучая среда подается из источника очищающей текучей среды через канал подачи очищающей текучей среды во внутреннюю камеру, в то время как поршень находится в положении, в котором выступ находится за впуском очищающей текучей среды. Сохраняя сужение в кольцевом пространстве за впуском для очищающей текучей среды во время подачи очищающей текучей среды, только незначительный объем внутренней камеры доступен для очищающей текучей среды и меньше очищающей текучей среды будет необходимо для промывки внутренней камеры и впуска (впусков) для красителя.
Сразу после или уже во время первой подачи очищающей текучей среды во внутреннюю камеру поршень перемещается между первым положением и вторым положением (этап с)). На этапе c) в кольцевом пространстве присутствует очищающая текучая среда. При перемещении поршня между первым и вторым положениями, также перемещается сужение в кольцевом пространстве в месте расположения выступа поршня. Движущееся сужение в кольцевом пространстве будет заставлять очищающую текучую среду локально ускоряться, создавая, таким образом, так называемое кольцевое лезвие или нож очищающей текучей среды, которая течет с относительно высокой скоростью. Это кольцевое лезвие очищающей текучей среды способно промывать остаточный краситель с внутренней поверхности внутренней камеры, по меньшей мере, на уровне и непосредственно ниже выступа. Предпочтительно, поршень перемещается вперед и назад между первым и вторым положениями. Таким образом, остаточные красители могут быть эффективно удалены с внутренней поверхности внутренней камеры и из впуска (впусков) для красителя, при этом требуется лишь относительно небольшое количество очищающей текучей среды.
Для того, чтобы обеспечить присутствие очищающей текучей среды в кольцевом пространстве на этапе с), очищающая текучая среда может непрерывно или периодически подаваться во внутреннюю камеру. Предпочтительно, чтобы очищающая текучая среда в кольцевом пространстве находилась под давлением во время этапа с), например, путем непрерывной подачи очищающей текучей среды в кольцевое пространство, по меньшей мере, во время хода поршня и/или путем подачи сжатого воздуха.
На этапе c), поршень перемещается между первым положением и вторым положением один или несколько раз. В целом, перемещение поршня на этапе c) приведет к широкому движению лезвия очищающей текучей среды через внутреннюю камеру вдоль впуска (впусков) для красителя. Может быть применена любая комбинация движений вверх и/или вниз поршня («ходы поршня») между первым положением и вторым положением. Термин «цикл поршня» относится к движению поршня в одном направлении через внутреннюю камеру, а затем движение в обратном направлении обратно к (приблизительно) начальному положению. Термин «цикл поршня вверх-вниз» относится к циклу поршня, включающему в себя движение поршня из первого положения через внутреннюю камеру во второе положение и от второго положения до первого положения.
Очищающая текучая среда может быть любой подходящей очищающей текучей средой. Предпочтительно, очищающая текучая среда представляет собой воду, воздух или комбинацию воды и воздуха, например смесь воды и воздуха или последовательно подаваемых потоков воды и/или водно-воздушных смесей. Изобретатели обнаружили, что смесь воздуха и воды в качестве очищающей текучей среды имеет высокую эффективность, особенно если используются красители на водной основе.
Предпочтительно, сжатый воздух с относительно небольшим количеством воды вводится во внутреннюю камеру во время этапов b) и c). Смесь воздух/вода, предпочтительно, имеет объемное соотношение воздух-вода в диапазоне от 100 до 10000, более предпочтительно в диапазоне от 230 до 5000, более предпочтительно, от 800 до 1230.
На примере этапа c) использующего воздух и воду в качестве очищающей текучей среды, сжатый воздух с небольшим количеством воды подается во внутреннюю камеру на впуск очищающей текучей среды в верхней части камеры. Поршень выполняет несколько циклов поршня между первым и вторым положениями, тем самым перемещая лезвие воды и воздуха назад и вперед мимо впусков для красителя и других областей внутренней камеры с остаточным красителем.
Авторы изобретения обнаружили, что состав очищающей текучей среды может быть динамично адаптирован в последовательных циклах поршня в течение одного этапа c), чтобы дополнительно улучшить эффективность очистки.
Например, поток воздуха может использоваться в качестве очищающей текучей среды во время начального хода поршня. Это помогает удалить большую часть остаточных красителей из внутренней камеры. Последующее использование смеси воздуха и воды в качестве очищающей текучей среды во время последующих ходов поршня помогает промыть дополнительные остаточные красители, в частности, остаточный краситель, накопленный в углублениях вокруг впуска (впусков) для красителя.
В предпочтительном варианте осуществления этап с) включает:
i) первый цикл поршня вверх-вниз с использованием воздуха в качестве первой очищающей текучей среды;
ii) второй цикл поршня вверх-вниз с использованием смеси воды и воздуха в качестве второй очищающей текучей среды;
iii) третий цикл поршня вверх-вниз с использованием смеси воды и воздуха в качестве третьей очищающей текучей среды;
iv) четвертый цикл поршня вверх-вниз с использованием воздуха в качестве четвертой очищающей текучей среды.
Для дополнительного повышения эффективности очистки, последние три цикла поршня могут повторяться, так что этап c) очистки дополнительно включает:
v) пятый цикл поршня вверх-вниз с использованием смеси воды и воздуха в качестве пятой очищающей текучей среды;
vi) шестой цикл поршня вверх-вниз с использованием смеси воды и воздуха в качестве шестой очищающей текучей среды; и
vii) седьмой цикл поршня вверх-вниз с использованием воздуха в качестве седьмой очищающей текучей среды.
Подача очищающей текучей среды может быть любой подходящей подачей текучей среды, например, воздушным компрессором и резервуаром для хранения воздуха. Выпуск такого компрессора может использоваться как прямой источник очищающей текучей среды во время циклов поршня. Затем воздух может подаваться непосредственно от компрессора и/или резервуара для хранения воздуха управляемым образом (например, с использованием первых воздушных запорных клапанов) через канал подачи очищающей текучей среды во внутреннюю камеру.
В качестве альтернативы или дополнительно, выпуск воздуха компрессора может использоваться как косвенный источник во время циклов поршня, при этом в качестве очищающей текучей среды используется смесь воды и воздуха. Затем воздух подается из воздушного компрессора и/или в резервуар для хранения воздуха управляемым образом (например, с использованием дополнительных воздушных запорных клапанов) в резервуар для хранения воды. В этом случае давление воздуха может служить для управления потоком смеси воды и воздуха из резервуара для хранения воды (например, с использованием запорных клапанов для текучей среды) через канал подачи очищающей текучей среды во внутреннюю камеру.
Типовые рабочие давления для воздушного компрессора могут быть установлены таким образом, чтобы полученное линейное давление в канале подачи очищающей текучей среды составляло около 2 бар (абсолютной величины). Воздушный компрессор дополнительно может быть сконфигурирован для одновременного использования в качестве пневматического источника для управления поршневым приводом.
На этапе с) получается очищающая текучая среда с остаточным красителем. На этапе d), очищающая текучая среда с остаточным красителем выпускается из дозирующей головки через выпуск для текучей среды. Предпочтительно, очищающая текучая среда с остаточным красителем выпускается непосредственно в контейнер для краски.
Этап d) может выполняться во время и/или непосредственно после этапа с). В некоторых вариантах осуществления, очищающая текучая среда с остаточным красителем будет проходить через сужение в кольцевом пространстве к выпуску для текучей среды и уже может быть выпущена на этапе c). Альтернативно или дополнительно, очищающая текучая среда с остаточным красителем может быть выпущена на отдельном этапе d).
Количество очищающей текучей среды, используемой в способе согласно изобретению, является обычно незначительным. Количество очищающей текучей среды, отличной от воздуха, предпочтительно, составляет менее 10 миллилитров, более предпочтительно, менее 5 миллилитров, и может составлять в пределах 2 или 3 миллилитров. Если она будет непосредственно выпущена в контейнер для краски с базовой краской, которая должна быть затонирована, такой небольшой объем не окажет существенного влияния на точность цвета конечного тонированного лакокрасочного продукта.
Так как тонировочная машина согласно изобретению особенно подходит для дозирования нескольких красителей из одной дозирующей головки, красители могут, предпочтительно, дозироваться непосредственно в контейнер для краски, который закрыт крышкой через клапан в крышке, причем дозирующая головка содержит сопло для дозирования текучей среды, выполненное с возможностью зацепления с клапаном, так что клапан открывается при зацеплении с соплом. Таким образом, красители могут быть дозированы через крышку контейнера для краски. Предпочтительно также, чтобы очищающая текучая среда была непосредственно выпущена через открытый клапан в контейнере для краски.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Вариант осуществления тонировочной машины: Фиг.1.
Фиг.1 показывает вариант осуществления тонировочной машины согласно изобретению и контейнера для краски. В этом варианте осуществления, тонировочная машина 1 приспособлена для дозирования красителя через дозирующую головку 2 в контейнер 3 для краски. Тонировочная машина 1 содержит множество резервуаров 4 для красителя (для простоты показан только один такой резервуар 4 для красителя). Каждый из резервуаров 4 содержит жидкий краситель 5. Дозирующая головка 2 содержит коллектор 6 с внутренней камерой, образованной внутри коллектора (не видна на фиг.1, см. фигуры 3a-3d). В варианте осуществления по фиг.1, канал подачи красителя, который соединяет по текучей среде резервуар 4 с внутренней камерой дозирующей головки 2, образован трубопроводом 7, который соединен с коллектором 6 посредством муфты 8. Канал 9 подачи очищающей текучей среды соединен через муфту 10 с коллектором 6. Во время работы тонировочной машины 1, канал 9 подачи очищающей текучей среды может подавать очищающую текучую среду, такую как вода, воздух или их смесь, из источника 11 воздуха и/или из источника 12 воды во внутреннюю камеру дозирующей головки 2.
Тонировочная машина 1 дополнительно содержит блок 13 управления, который сконфигурирован для управления подачей красителей к дозирующей головке 2 во время этапа дозирования красителя, и для управления подачей очищающей текучей среды в дозирующую головку 2 во время последующего этапа очистки. Блок 13 управления может быть загружен инструкцией для выполнения однократных доз красителя, нескольких доз красителя, различных величин дозы, различных циклов промывки и т.д. Блок 13 управления может быть частью пользовательского интерфейса или находиться в сигнальной связи с таким пользовательским интерфейсом.
Вариант осуществления дозирующей головки тонировочной машины: Фигуры 2, 3а-3d и 4.
Фиг.2 показывает вид в перспективе части тонировочной машины по фиг.1 (дозирующую головку). Фигуры 3a-3d показывают продольный разрез дозирующей головки по фиг.2 и иллюстрируют нормальную работу тонировочной машины по фиг.1. Фиг.4 представляет продольный разрез дозирующей головки по фиг.2, показывающий сужение в кольцевом пространстве более детально.
На фиг.2 показана дозирующая головка 2 с несколькими каналами 14 подачи красителя, содержащая коллектор 6, образованный твердым телом из жесткого материала, например, нержавеющей стали. Коллектор 6 включает в себя сопло 15, которое содержит отверстие 16 сопла, которое образует выпуск для текучей среды для дозирования красителя из дозирующей головки 2 в контейнер 3 для краски (см. Фиг.1). Сопло 15 с выпуском 16 для текучей среды может быть приспособлено для разъемного зацепления с клапаном 17 в крышке 18 контейнера 3 для краски (см. Фиг.1), так что красители и очищающая текучая среда могут быть введены дозирующей головкой 2 непосредственно в контейнер 3 для краски без снятия крышки 18 с контейнера 3 для краски.
Фигуры 3a-3d показывают, что дозирующая головка 2 имеет внутреннюю камеру 19 для того, чтобы позволять красителю 5 течь к выпуску 16 для текучей среды. В этом варианте осуществления, внутренняя камера 19 образована удлиненным, по существу, вертикальным цилиндрическим отверстием через коллектор 6.
Каналы 14 впуска красителя открываются во внутренней камере 19 на впусках 20 для красителя (только один впуск для красителя показан на фигурах 3а-3с). Регуляторы 21 подачи текучей среды (например, игольчатый клапан с поршневым затвором 22 на его переднем конце) могут избирательно открывать и закрывать соответствующий впуск 20 для красителя. Регулятор 21 подачи текучей среды дополнительно может быть приспособлен для дозирования количеств красителя 5 из канала 14 подачи красителя во внутреннюю камеру 19. В варианте осуществления по фигурам 1-3, дозирование подачи текучей среды из канала 14 подачи красителя происходит во впуске 20 для красителя. Следовательно, "мертвый" объем текучей среды, дозированной из впускного канала 14, уменьшается. Это уменьшает количество остаточного красителя, которое необходимо удалить во время этапа очистки.
Каждый из каналов 14 подачи красителя открывается в отдельном впуске 20 для красителя во внутренней камере 19. Предпочтительно, каждый затвор 22 впускного порта и каждый регулятор 21 подачи текучей среды являются индивидуально управляемыми.
Канал 9 подачи очищающей текучей среды приспособлен для подачи очищающей текучей среды 23 через впуск 24 для очищающей текучей среды во внутреннюю камеру 19 во время этапа очистки.
Дозирующая головка 2 содержит поршень 25, расположенный внутри внутренней камеры 19. Поршень 25 содержит обходной выступ 26, который в этом варианте осуществления расположен вблизи головки 27 поршня. Выступ 26 образует локальное расширение поршня 25 и создает подвижное сужение 28 в кольцевом пространстве 29 (см. фиг.4).
Во время очистки дозирующей головки 2, движение поршня 32 вниз и с ним сужения 28 в кольцевом пространстве 29 вызывает локальное ускорение потока очищающей текучей среды, создавая таким образом так называемое кольцевое лезвие или нож очищающей текучей среды, которая течет с относительно высокой скоростью в нисходящем направлении. Это кольцевое лезвие очищающей текучей среды способно промывать остаточный краситель с внутренней поверхности внутренней камеры 19, по меньшей мере, на уровне и непосредственно ниже выступа 26. В этом варианте осуществления, головка 27 поршня с выступом 26 остается за впускным портом 24 для очищающей текучей среды во время этапа очистки, так что очищающая текучая среда 23 может проходить только через кольцевое пространство 29, таким образом, минимизируя необходимое количество очищающей текучей среды.
Дозирующая головка 2 содержит крепление 30 поршня, которое прикреплено к коллектору 6. Крепление 30 поршня может содержать или быть соединено с исполнительным механизмом 31 (см. Фигуры 1 и 2) для регулирования движения поршня 25 внутри внутренней камеры 19 во время этапа очистки. Блок 13 управления тонировочной машиной 1 может быть сконфигурирован для управления исполнительным механизмом 31 во время этапа очистки. Исполнительный механизм 31 поршня может приводиться в действие пневматической или гидравлической системами или другими подходящими приводными механизмами.
Поршень 25 является подвижным вдоль внутренней камеры 19 между первым положением (например, фигуры 3а-3с), в котором выступ 27 расположен перед всеми впусками 20 для красителя, и вторым положением (например, фиг.3d), в котором выступ 26 расположен за всеми впусками 20 для красителя.
Во время операции очистки (фиг.3d), поршень 25 перемещается вперед и назад, и очищающая текучая среда 23 порождает поток через кольцевое пространство 29 и локально ускоряется в сужении 28. Таким образом, очищающая текучая среда 23 качается вдоль впусков 20 для красителя, удаляя остаточный краситель из впусков 20. Предпочтительно, впуски 20 временно закрываются во время операции очистки, так что остаточные красители более эффективно удаляются из впусков 20 путем прохождения очищающей текучей среды 23.
В вариантах осуществления, показанных на фигурах 2, 3а-3d и 4, поршень 25 содержит головку 27 поршня за выступом 26, которая сужается в нижнем направлении. Внутренняя поверхность внутренней камеры 19 также сужается в нижнем направлении вблизи ее заднего по ходу конца, так что сужающаяся внешняя поверхность головки 27 поршня и сужающаяся внутренняя поверхность внутренней камеры 19 являются дополняющими по форме. Если во время или после этапа очистки поршень 25 приближается к выпуску 16 для текучей среды, любая очищающая текучая среда 23, присутствующая во внутренней камере 19, будет вынуждена радиально сходиться и будет вытесняться через выпуск 16 для текучей среды. Дополняющие по форме головка 27 поршня и нижняя по ходу часть внутренней камеры 19 способствуют более полному удалению очищающей текучей среды 23 с остаточным красителем из дозирующей головки 2.
Способ использования тонировочной машины: Фигуры 3a-3d.
Фигуры 1 и 3а-3d иллюстрируют работу варианта осуществления тонировочной машины, показанной на фигурах 1-4.
Клиент в магазине красок может сообщить оператору тонировочной машины 1 (например, сотруднику склада) желаемый цвет краски. Оператор может ввести специфику этого цвета в тонировочную машину 1 через пользовательский интерфейс блока 13 управления. Блок 13 управления, предпочтительно, выполнен с возможностью автоматического выбора правильной базовой краски и требуемых количеств и типов красителей. Затем оператор может позиционировать контейнер с базовой краской под соплом 15 дозирования текучей среды тонировочной машины 1 и активировать процесс тонирования через пользовательский интерфейс. Альтернативно, тонировочная машина 1 может содержать гнездо или платформу (не показана) для удержания контейнера 3 с базовой краской и для перемещения контейнера в правильное положение и/или ориентацию относительно сопла 15 для дозирования текучей среды.
Обычно цветные покрывающие композиции требуют дозирования нескольких красителей в базовую краску. При инициировании процесса дозирования красителя, насос извлекает краситель 5 из определенного резервуара 4 и подает его через канал 14 подачи красителя во внутреннюю камеру 19 в дозирующую головку 2.
Фиг.3а показывает начальное состояние дозирующей головки 2 перед подачей красителя во внутреннюю камеру 19. Поршень 25 расположен внутри внутренней камеры 19 в первом положении, в котором впуски 20 для красителя расположены за выступом 26.
После выбора конкретного красителя, блок 13 управления заставляет регулятор 21 подачи текучей среды открыть соответствующий впуск 20 для красителя, чтобы допустить поток соответствующего красителя 5 из резервуара 4 (не показан) через канал 14 подачи красителя во внутреннюю камеру 19 перед дозированием через выпуск 16 для текучей среды (см. фиг.3b) в контейнер 3 для базовой краски.
Фиг.3с иллюстрирует, что как только выбранные количества выбранных красителей 5 поданы во внутреннюю камеру 19, соответствующий регулятор (регуляторы) 21 подачи текучей среды может быть приведен в действие для закрытия соответствующих впусков 20 для красителя для предотвращения дальнейшего потока красителя 5 во внутреннюю камеру 19.
Фиг.3d иллюстрирует, как может быть выполнена следующая операция очистки. Блок 13 управления активирует источники 11 и/или 12 очищающей текучей среды (см. Фиг.1), чтобы дать возможность очищающей текучей среде 23 протекать в канал 9 подачи очищающей текучей среды так, чтобы она подавалась через впуск 24 очищающей текучей среды во внутреннюю камеру 19. Поршень 25 затем перемещается между его первым и вторым положением (на фиг.3d, поршень показан во втором положении) так, что сужение 28 в кольцевом пространстве 29 перемещается вдоль впусков 20 для красителя.
Фиг.4 показывает кольцевое пространство 29 и локальное сжатие 28 более подробно. Кольцевое пространство 29 и сужение 28 выполнены таким образом, чтобы очищающая текучая среда 23 проходила сужение к выпуску 16 для текучей среды.