УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА И НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНОГО МАТЕРИАЛА
DEVICE TO HEAT AND APPLY PROTECTIVE MATERIAL

Изобретение относится к устройствам для распыления и нанесения защитных покрытий, может быть использовано для нанесения вязкого материала на поверхности сельскохозяйственной техники при постановке на хранение.
4
Известна установка для нанесения защитного покрытия, содержащая бак для смазки с электрическим нагревателем, устройство для перемешивания смазки с перегородкой в виде конического дефлектора, выпускной патрубок в днище бака, рукава подачи смазки и воздуха, пневматический пистолет-распылитель (см. авторское свидетельство СССР №1692664, М кл В05В 7/16, 1989 г.).
Недостатки известной установки выражены в повышенных затратах времени и энергии на нагрев смазки в баке при консервации сельскохозяйственной техники в условиях пониженной температуры. Длительные затраты времени требуются на нагрев всей массы смазки в баке до температуры более высокой, чем рабочая температура, при которой обеспечивается качественное распыление смазки. Перегрев смазки необходим для компенсации теплопотерь в рукаве подачи смазки к пистолету-распылителю, что приводит к повышенному расходу электроэнергии и задержке времени начала работы. Интенсификация процесса нагрева смазки в баке за счет перемешивания сжатым воздухом сопряжена с потерями тепловой энергии, уносимой в атмосферу нагретым от смазки воздухом, и с затратами электроэнергии на привод компрессора для подачи сжатого воздуха.
Известно также устройство для нагрева и нанесения антикоррозионной мастики, включающее бак для мастики, оснащенный рубашкой с теплоносителем и электронагревательным элементом, обогреваемые шланги подачи мастики и сжатого воздуха к пистолету-распылителю, в каждом из которых размещена электронагревательная спираль со штуцером, изолированным от массы устройства посредством электроизолятора и защитного кожуха (см. патент RU №2116142, МПК В05В 7/16, 1995 г.).
Недостатки известного устройства обусловлены значительными теплопотерями в атмосферу от электронагревательной спирали, установленной в шланге подачи сжатого воздуха. В связи с тем, что длина спирали равна длине шланга, то тепло от нагретой спирали теряется в атмосферу со всей поверхности шланга. Из-за этого снижается температура нагрева воздуха и ухудшается качество распыла мастики. К тому же низка надежность электроизолятора при работе, так как в результате температурных и механических воздействий на электроизолятор ослабляется его соединение со штуцером шланга, что приводит к нарушению герметичности и утечкам мастики. При обслуживании устройства невозможно обеспечить герметичность соединения штуцера с электроизолятором из-за низкой прочности неметаллического материала электроизолятора. Необходимость съема защитного кожуха, закрывающего токопроводящий штуцер, ухудшает удобство обслуживания соединения.
4
Наиболее близким из известных устройств к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для нанесения консервационной смазки (см. авторское свидетельство СССР №1426650, М кл В05В 7/16, 1986 г.), содержащее бак для смазки с выходным отверстием в нижней части и установленный над выходным отверстием колпак, пистолет-распылитель с рукавами подачи смазки и сжатого воздуха, систему нагрева смазки в баке.
Недостатками известного устройства являются сложность конструкционного исполнения системы нагрева смазки в баке, выраженная в наличии резервуара для теплоносителя, дросселя, манометра, шестеренчатого насоса для циркуляции теплоносителя и достаточно мощного привода насоса, энергия которого расходуется на нагрев теплоносителя и смазки. Нарушение работоспособности устройства при попадании в бак сорных включений, что связано с отсутствием фильтрующего элемента. Подача из бака на распыление нижнего менее нагретого слоя смазки. При нагреве в баке горячая масса смазки, имея меньшую плотность, поднимается вверх к колпаку, а в нижней части бака у выходного отверстия остается более плотная и менее нагретая смазка, которая затем поступает по рукаву в пистолет-распылитель. На повышение температуры смазки в нижней части бака требуются дополнительные затраты энергии, что увеличивает длительность нагрева смазки и снижает производительность.
Задача заявляемого изобретения устранить указанные недостатки и тем самым повысить производительность и качество работы, снизить затраты энергии на нагрев смазки и улучшить условия обслуживания устройства.
Достигается это тем, что в устройстве для нагрева и нанесения защитного материала, содержащем вертикальный бак для вязкого защитного материала с выпускным патрубком и пробковым краном, размещенные в баке электронагреватель и колпак над входным отверстием патрубка, полость которого сообщена обогреваемым от электронагревательной спирали шлангом подачи материала с пистолетом-распылителем, имеющим сообщенный с источником подачи сжатого воздуха воздушный шланг, снабженный электронагревательной спиралью, и узел вывода электронагревательной спирали из шланга, согласно изобретению полость бака для вязкого материала разделена на два отсека горизонтально установленным колпаком с торцом, выполненным из теплопроводящей сетки, выпускной патрубок расположен вертикально в нижнем отсеке, образуя щель между кромками входного отверстия и теплопроводящей сеткой, при этом в стенке выпускного патрубка выше уровня электронагревателя выполнен дренажный канал, а пробковый кран размещен в полости выпускного патрубка, в стенке которого на уровне днища бака выполнен сливной канал, сообщающий полость бака, расположенную ниже уровня дренажного канала, с полостью выпускного патрубка через канал пробкового крана, причем узел вывода электронагревательной спирали из шланга выполнен в виде тройника с корпусом из металла, в полости которого соосно со шлангом подачи материала размещен провод с диэлектрическим покрытием, оголенный участок провода соединен с электронагревательной спиралью внутри шланга, участок с диэлектрическим покрытием расположен в полости тройника, охвачен герметизирующим уплотнением в его корпусе и соединен с низковольтным источником электропитания, электронагревательная спираль в воздушном шланге смещена к пистолету-распылителю и выполнена длиной меньше половины длины воздушного шланга. Разделением полости бака на два отсека горизонтально установленным колпаком снижается степень перемешивания в объеме бака нагретой массы материала с холодной, благодаря чему обеспечивается ускоренный разогрев в нижнем отсеке слоя материала, прилегающего к колпаку. Исполнением торца колпака из теплопроводящей сетки исключается перегрев материала в нижнем отсеке при длительной работе электронагревателя без отбора материала из бака, улучшаются условия фильтрации вязкого материала через нагретую сетку в процессе работы. Наличие в стенке выпускного патрубка дренажного канала, расположенного выше уровня электронагревателя, обеспечивает подачу нагретого материала из бака при опускании его уровня ниже кромок входного отверстия патрубка, предотвращает оголение и перегрев электронагревателя. Размещением в полости выпускного патрубка пробкового крана, канал которого сообщается со сливным каналом в стенке выпускного патрубка, достигается полная очистка бака от остатков защитного материала, находящегося ниже уровня дренажного канала, улучшаются условия обслуживания устройства при смене защитного материала. Исполнение узла вывода электронагревательной спирали из шланга в виде тройника с корпусом из металла повышает прочность и герметичность соединения шланга с баком. Соединение электронагревательной спирали с оголенным участком токоподводящего провода, выполненное внутри гибкого шланга, предотвращает контакт спирали с металлическим корпусом тройника. Благодаря диэлектрическому покрытию участок провода, проведенный через полость тройника и охваченный герметизирующим уплотнением, защищен от короткого замыкания на массу устройства. Это позволяет исключить применение специального электроизолятора и защитного кожуха при работе от низковольтного источника электропитания, повысить надежность и упростить конструкцию узла вывода электронагревательной спирали из шланга.
На фиг.1 изображена схема устройства для нагрева и нанесения защитного материала, сливной канал закрыт; на фиг.2 - вид А на фиг.1, электронагреватель и выпускной патрубок под колпаком, сливной канал открыт, частичный разрез; на фиг.3 - выносной элемент I, узел вывода электронагревательной спирали из шланга, частичный разрез.
Устройство содержит вертикальный бак 1 для вязкого материала с выпускным патрубком 2 и пистолет-распылитель 3 со шлангом 4 для подачи материала и воздушным шлангом 5 для подачи сжатого воздуха. В баке 1 горизонтально установлен колпак 6, который делит полость бака 1 на верхний отсек 7 и нижний отсек 8. Торец 9 колпака 6 выполнен из мелкоячеистой теплопроводящей сетки, например из металла. В нижнем отсеке 8 бака 1 установлены датчик 10 температуры вблизи торца 9 колпака 6 и электронагреватель 11 вблизи днища 12 бака 1. Выпускной патрубок 2 расположен вертикально в нижнем отсеке 8, образуя щель между кромками 13 входного отверстия патрубка 2 и торцом 9 колпака 6. В полости патрубка 2 размещен пробковый кран 14 с отверстием 15 на уровне днища 12 бака 1. В стенке патрубка 2 выполнены дренажный канал 16 выше уровня электронагревателя 11 и сливной канал 17 на уровне отверстия 15 пробкового крана 14. На выпускном патрубке 2 установлен кран 18, соединенный со шлангом 4 подачи материала к пистолету-распылителю 3. Воздушный шланг 5 сообщен с источником сжатого воздуха (не показан) через кран 19 и воздуховод 20. Верхний отсек 7 бака 1 сообщен с воздуховодом 20 через кран 21. Устройство имеет систему нагрева материала в баке 1 и шланге 4, включающую электронагреватель 11 в баке 1, электронагревательную спираль 22 в шланге 4 подачи материала и электронагревательную спираль 23 в воздушном шланге 5, которая смещена к пистолету-распылителю 3 и выполнена длиной меньше половины длины воздушного шланга 5. Концы спиралей 22 и 23 со стороны пистолета распылителя 3 соединены проводом 24 с массой устройства и с клеммой «-» низковольтного источника 25 электроэнергии, например автотракторного генератора, при этом вторые концы электронагревательных спиралей 22 и 23 соединены с клеммой «+» низковольтного источника 25 электроэнергии. Электронагреватель 11 содержит спираль 26, которая одним концом соединена с корпусом 27 электронагревателя 11 и массой устройства, а другим концом соединена с клеммой «+» низковольтного источника 25 электроэнергии. Шланг 4 подачи материала к пистолету-распылителю 3 имеет узел 28 вывода электронагревательной спирали 22 из шланга 4, выполненный в виде тройника, корпус 29 которого изготовлен из металла. В полости 30 корпуса 29 соосно со шлангом 4 подачи материала размещен провод 31 с диэлектрическим покрытием 32, на котором закреплена упорная скоба 33. Оголенный участок 34 провода 31 соединен с электронагревательной спиралью 22 внутри шланга 4, а участок с диэлектрическим покрытием 32 расположен в полости 30 тройника, охвачен герметизирующим уплотнением 35 в его корпусе 29 и соединен с низковольтным источником 25 электропитания. На конце воздушного шланга 5 со стороны крана 19 имеется тройник аналогичного исполнения. В качестве материала электронагревательных спиралей 22 и 23, размещенных в шлангах 4 и 5, может быть использован металл или сплав с высоким температурным коэффициентом сопротивления. Устройство работает следующим образом.
Бак 1 загружают вязким защитным материалом, который проходит через мелкоячеистую сетку на торце 9 колпака 6 в нижний отсек 8 бака 1 и фильтруется. Затем устройство транспортируют к месту консервации сельскохозяйственных машин посредством трактора (не показан), от которого приводят в действие низковольтный источник 25 электроэнергии. При включении электронагревателя 11 контактируемый с ним холодный материал в нижнем отсеке бака 1 нагревается, его плотность уменьшается и он поднимается вверх к торцу 9 колпака 6. От горячего материала нагревается сетка на торце 9 колпака 6, а от сетки колпака 6 прогревается материал в верхнем отсеке 7 бака 1. Охладившийся от контакта с колпаком 6 материал, имея более высокую плотность, опускается к электронагревателю 11 и снова нагревается. При этом ниже уровня электронагревателя 11 и дренажного канала 16 материал в начале работы остается холодным и вязким. В результате нагрева в колпаке 6 накапливается слой горячего материала с меньшей плотностью и вязкостью, чем в других частях бака 1. Контроль температуры слоя осуществляется с помощью датчика 10. От источника 25 электроэнергии нагревается спираль 23 в шланге 5 и спираль 22 в шланге 4, от которой нагревается находящийся там защитный материал. С увеличением температуры спиралей 22 и 23 их сопротивление возрастает, а ток в цепях спирали 22 и спирали 23 снижается. При этом автоматически уменьшается мощность предварительного нагрева защитного материала в шланге 4. При достижении материалом в колпаке 6 температуры, при которой величина его вязкости становится достаточной для качественного распыления, открывают кран 21 и подают сжатый воздух в бак 1. Для выдачи материала открывают кран 18. Гидравлическое сопротивление горячего материала в щели между торцом 9 колпака 6 и кромками 13 входного отверстия в патрубок 2 намного меньше, чем холодного материала в дренажном канале 16. Поэтому в начале работы под давлением воздуха горячий материал выходит из бака 1 через входное отверстие патрубка 2 и по шлангу 4 поступает к пистолету-распылителю 3. При подаче сжатого воздуха через кран 19 по шлангу 5 к пистолету-распылителю 3 производится распыление горячего материала нагретым от спирали 23 воздухом и нанесение его на обрабатываемую поверхность машины. Во время работы температура материала в нижнем отсеке 8 постепенно повышается, его вязкость снижается и он по дренажному каналу 16 начинает поступать в патрубок 2. Если в баке 1 уровень материала понизится до кромок 13 входного отверстия, то подача материала из бака 1 через патрубок 2 к пистолету-распылителю 3 станет осуществляться только по дренажному каналу 16. При понижении уровня материала в баке 1 до уровня дренажного канала 16 сжатый воздух выдавит из бака 1 к пистолету-распылителю 3 остатки материала, находившегося в патрубке 2 и шланге 4. В результате подача материала на распыление прерывается, и процесс нанесения защитного покрытия прекращается. При этом электронагреватель 11 остается внутри материала, что предотвращает его перегрев. Для полного удаления из бака 1 материала, оставшегося ниже уровня дренажного канала 16, отключают электронагреватель 11 и открывают пробковый кран 14. При этом отверстие 15 крана 14 совмещается со сливным каналом 17 патрубка 2, и подача материала в пистолет-распылитель 3 возобновляется.
Введение вертикального выпускного патрубка 2 внутрь нижнего отсека 8 способствует образованию равносторонней щели между кромками 13 входного отверстия патрубка 2 и горизонтальным торцом 9 колпака 6, позволяет производить равномерную подачу материала вначале от наиболее нагретого верхнего слоя у торца 9 колпака 6, а затем от нижележащих слоев бака 1 при его опорожнении. Тем самым упрощается конструкция предлагаемого устройства, снижаются затраты времени и энергии при выходе устройства на рабочий режим. В результате повышается производительность и экономичность рабочего процесса при нанесении защитного материала. Путем смещения ближе к пистолету-распылителю 3 электронагревательной спирали 23 в воздушном шланге 5, длина которой выполнена меньше половины его длины, достигается сокращение площади контакта нагреваемого воздуха со стенками шланга 5. В результате уменьшаются потери тепла при нагреве распыливающего воздуха, повышается его температура и снижается влажность. Распыление нагретого материала более сухим и теплым воздухом способствует повышению качества наносимого покрытия.