Передвижное устройство для приготовления жидких водных красок из порошкообразных компонентов и воды

 

Изобретение относится к приготовлению жидких водных красок из порошкообразных компонентов и воды и может использоваться, например, на строительной площадке. Устройство содержит ходовую раму, на которой установлены смесительный и дозировочный узлы и пульт управления этими узлами. Смесительный узел состоит из двигателя и диссольвера, который может опускаться в смесительный бак с помощью пружинной подвески. Дозировочный узел состоит из двигателя, бункера-дозатора, транспортирующего элемента и загрузочной воронки. В способе заливают в бак воду, в загрузочную воронку загружают порошок, перемещают определенное его количество в бак, затем опускают диссольвер и диспергируют порошок в воде. Технический результат состоит в возможности получения на месте дисперсной краски высокого качества. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к передвижному устройству для приготовления жидких водных красок из порошкообразных компонентов и воды, в частности на основе дисперсных порошков, и к способу приготовления жидких водных красок путем диспергирования в воде дисперсных порошковых составов с использованием такого устройства.

Жидкие водные краски, в частности дисперсионные краски, получают на заводах лакокрасочной промышленности в специальных, называемых растворителями аппаратах больших размеров с диссольверами. Такие диссольверы представляют собой высокоскоростные мешалки с зубчатыми дисками, которые благодаря высоким окружным скоростям зубчатого венца обеспечивают исключительно высокую эффективность диспергирования. При получении дисперсионных красок в заводских условиях в растворитель сначала заливают воду, при необходимости в смеси со вспомогательными компонентами, такими как смачиватели, антивспениватели, консерванты, а затем при быстром вращении мешалки медленно загружают пигменты и наполнители. По окончании процесса диспергирования полученную таким путем пигментную пасту уже при медленном вращении мешалки смешивают с дисперсией полимера в качестве связующего. Готовую краску поставляют затаренной в бочки, при этом доля воды в дисперсионной краске составляет от 30 до 50%.

Для получения дисперсионных красок можно применять также повторно диспергируемые в воде полимерные порошки (дисперсные порошки). Такие дисперсные порошки представляют собой полимерные порошки, которые при замешивании с водой образуют стойкую водную дисперсию полимера. С разработкой повторно диспергируемых в воде полимерных порошков, таких как дисперсные порошки Vinnapas® фирмы Wacker-Chemie, появилась возможность отказаться от транспортировки больших количеств воды в дисперсионной краске и приготавливать такие дисперсионные краски непосредственно на месте их применения путем смешения порошка с водой. При этом до настоящего времени технология приготовления краски предусматривала замешивание на месте в воде для затворения дисперсного порошка, соответственно порошкового состава, содержащего дисперсный порошок, с помощью деревянной мешалки или с помощью дрели, используя входящую в ее комплект сменную насадку-мешалку. Как правило, такой подход не позволял получить краску такого же качества, которое достигается при заводском приготовлении жидкой дисперсионной краски в стационарных растворителях с диссольверами. Причина этого состоит в том, что эта технология не обеспечивает создание таких сдвиговых усилий, которые необходимы для эффективного диспергирования.

Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача разработать передвижное, простое в управлении устройство, с помощью которого на месте применения, например на строительной площадке, можно было бы приготавливать из порошкообразных компонентов жидкую краску, качество которой соответствовало бы качеству дисперсионной краски, получаемой в стационарных условиях на заводе-изготовителе.

Объектом изобретения является передвижное устройство для приготовления жидких водных красок из порошкообразных компонентов и воды, имеющее ходовую раму, на которой установлены а) смесительный узел, состоящий из двигателя и диссольвера и имеющий возможность опускания с помощью пружинной подвески в смесительный бак, б) дозировочный узел, состоящий из двигателя, бункера-дозатора с транспортирующим элементом и загрузочной воронки, и в) пульт управления с органами управления процессами дозирования и смешения.

Ниже предлагаемое в изобретении устройство более подробно описано со ссылкой на чертежи, на которых схематично показан предпочтительный вариант выполнения этого устройства.

Передвижное устройство, показанное на фиг. 1, имеет ходовую раму 1, например металлическую тележку с застопориваемыми роликами. Наверху рамы расположен двигатель 2 смесительного узла для привода насадки-растворителя, так называемого диссольвера 3. Компонентами этого диссольвера 3 являются сменный вал 3а и диск-растворитель 3b. Смесительный узел, состоящий из двигателя 2 и диссольвера 3, может перемещаться в вертикальных направляющих пружинной подвеской 4, предпочтительно газонаполненным упором.

Смесительный бак 5 представляет собой емкость, обычно цилиндрическую, при необходимости с выпуклым дном, изготовленную предпочтительно из металла, например из высококачественной стали. Диаметр D смесительного бака 5 составляет предпочтительно от 200 до 400 мм. Отношение H/D, высоты Н смесительного бака к его диаметру D, составляет предпочтительно от 1:1 до 2:1. Для выгрузки готовой дисперсной краски в смесительном баке 5 предусмотрен выпускной кран или вентиль 11, который предпочтительно расположен под дном этого бака. В предпочтительном варианте смесительный бак оснащен датчиком уровня.

В предлагаемом устройстве предпочтительно предусмотреть также присоединительный патрубок 12 для подвода воды. От этого присоединительного патрубка 12 к смесительному баку 5 проходит стационарный трубопровод 13. Наиболее предпочтителен вариант, в котором смесительный бак 5 оснащен кольцевым трубопроводом 14, подача жидкости в который осуществляется по стационарному трубопроводу 13 и на нижней стороне которого имеются выходные отверстия для воды, сквозь которые последняя поступает в смесительный бак 5. Кольцевой трубопровод следует располагать в смесительном баке как можно выше, предпочтительно непосредственно под самым бункером-дозатором 7.

Как указано выше, диссольвер 3 имеет вал 3а, ориентированный вертикально вниз и расположенный по центру смесительного бака 5, и диск-растворитель 3b. В качестве такого диска 3b обычно используется стальной диск с зубьями. Предпочтительная форма диска-растворителя 3b показана на фиг. 2 и 3.

Производительность диспергирования определяется в основном размерами вала 3a и диска-растворителя 3b. На фиг. 2 изображен предпочтительный вариант выполнения предлагаемого устройства. Отношение d/D, диаметра d диска-растворителя 3b к диаметру D смесительного бака 5, составляет предпочтительно от 0,3 до 0,5. Размеры вала 3a, в частности его длину, предпочтительно выбирать такими, чтобы диск-растворитель 3b в процессе смешения можно было опустить на расстояние h до дна смесительного бака 5, составляющее от 0,3d до 0,7d, где d обозначает диаметр диска-растворителя 3b.

Следующим элементом предлагаемого устройства является дозировочный узел для дозированного введения порошковых компонентов. Этот дозировочный узел более подробно показан на фиг. 3 и состоит из цилиндрического, открытого сверху бункера-дозатора 7, оснащенного транспортирующим элементом 8 для дозированной подачи порошка в смесительный бак 5. Такой транспортирующий элемент 8 может быть выполнен, например, в виде ротора, образованного вращающимся ободом со звездообразно расположенными скребками. Бункер-дозатор 7 расположен вплотную к верхней кромке смесительного бака 5 или в вырезе на верхнем крае смесительного бака 5 таким образом, что этот бункер-дозатор 7 выступает сбоку в смесительный бак 5. В дне бункера-дозатора 7, а именно на том его участке, который выступает в смесительный бак 5, имеется отверстие 15, через которое порошковый материал при перемещении скребками транспортирующего элемента ссыпается в смесительный бак 5.

Для заполнения бункера-дозатора 7 последний имеет загрузочную воронку 9. В предпочтительном варианте загрузочная воронка 9 закрывается крышкой. Эту крышку предпочтительно выполнить таким образом, чтобы в открытом состоянии она могла служить подставкой для мешков, в которые обычно расфасован порошковый материал. Размеры загрузочной воронки 9 согласованы с размерами смесительного бака 5 и выбираются с таким расчетом, чтобы в эту воронку 9 можно было одной порцией загрузить все количество порошка, приходящееся на его долю в том количестве краски, которое может быть приготовлено в смесительном баке 5 за один раз.

Транспортирующий элемент 8 приводится во вращение от двигателя 6 дозировочного узла, расположенного под бункером-дозатором 7.

Для управления скоростью подачи, скоростью перемешивания в процессе смешения, а также при определенных условиях подачей воды в предлагаемом устройстве предусмотрен пульт 10 управления. Такие параметры, как оптимальные пропорции смешиваемых порошка и воды, продолжительность смешения и скорость подачи воды и порошка, предпочтительно запрограммировать в память пульта 10 управления в виде постоянно хранящихся данных.

Еще одним объектом изобретения является способ приготовления жидких водных красок путем диспергирования дисперсных порошковых составов в воде с использованием вышеописанного устройства.

Рецептуры дисперсных порошковых составов для приготовления жидких водных красок известны специалистам в данной области техники и поэтому не требуют подробного пояснения. Как правило, эти составы наряду с дисперсным порошком содержат также пигменты, например диоксид титана или неорганические хроматические пигменты, соответственно органические красители, наполнители, такие как кальциты, доломиты или мел. Могут использоваться также составы, которые наряду с дисперсным порошком содержат другие связующие, такие как известь, жидкое стекло и/или цемент. Жидкие водные краски можно приготавливать также с помощью порошковых связующих, как, например, порошковая силиконовая смола, используя их индивидуально или в сочетании с дисперсным порошком.

Порошковые компоненты дисперсных порошковых составов загружают в виде смеси в расчетных количествах (т.е. в количествах, требуемых для приготовления одной порции краски) в загрузочную воронку 9 и непрерывно подают с помощью транспортирующего элемента 8 в смесительный бак 5. Для такой подачи предпочтительно использовать медленно вращающийся со скоростью от 10 до 20 об/мин ротор, образующий транспортирующий элемент 8. Для предотвращения налипания частиц порошка на стенки смесительного бака 5 часть воды, обычно от половины до двух третей всего предусматриваемого рецептурой ее количества, предпочтительно подавать через кольцевой трубопровод 14. После заливки в смесительный бак 5 расчетного количества воды в него опускают диссольвер 3, после чего включают диссольвер 3, а также транспортирующий элемент 8. Скорость вращения диссольвера 3 предпочтительно составляет от 1000 до 1500 об/мин.

Дальнейший процесс диспергирования, предусматривающий добавление остаточного количества воды, подачу порошка и регулирование продолжительности смешения, а при определенных условиях и изменение скорости подачи порошка и скорости вращения диссольвера, может автоматически контролировать пульт 10 управления. В предпочтительном варианте выполнения предлагается проводить весь процесс смешения в автоматическом режиме с программным управлением, запрограммировав заранее такие параметры, как оптимальные пропорции смешиваемых компонентов, продолжительность смешения, скорость дозирования и скорость диссольвера. При этом пульт 10 управления автоматически прекращает процесс диспергирования. По окончании процесса диспергирования готовая жидкая краска выгружается через выпускной вентиль 11.

Новый процесс смешения должен начинаться лишь после полного опорожнения смесительного бака 5. Уровень заполнения смесительного бака 5 можно контролировать, например, с помощью встроенного датчика и сигнализировать о срабатывании последнего с помощью светодиодного индикатора. Во избежание образования отложений краски на контактирующих с ней поверхностях при длительных перерывах в работе предлагаемого устройства согласно еще одному предпочтительному варианту предлагается после полного слива приготовленной жидкой краски сразу же подавать автоматически в смесительный бак 5 определенную порцию воды, обеспечивая тем самым тщательную промывку этого бака 5. При этом процесс управления подачей воды можно настроить таким образом, чтобы оператор сам по своему усмотрению решал, будет ли служить подвод дополнительной порции воды исключительно целям очистки смесительного бака 5 или же ее следует использовать для приготовления новой смеси.

Ручное управление устройством ограничивается в предпочтительном варианте осуществления способа загрузкой порошкообразного материала и выгрузкой готовой жидкой краски. Преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что передвижной смесительный аппарат позволяет непосредственно на месте, например на строительной площадке, приготавливать из порошковых компонентов и воды жидкую водную дисперсионную краску такого качества, которое до сих пор можно было получить только в заводских условиях на стационарных растворителях. В этом устройстве полностью проявляются преимущества дисперсных порошков перед водными дисперсиями связующих, а именно отсутствует необходимость в перевозке воды, отсутствует необходимость в складировании краски в обогреваемых помещениях во избежание ее замерзания, упрощается утилизация упаковочного материала (которым служат мешки, а не ведра или бочки) и отсутствует необходимость в добавлении растворителей или фунгицидов.

Формула изобретения

1. Передвижное устройство для приготовления жидких водных красок из порошкообразных компонентов и воды, имеющее ходовую раму 1, на которой установлены а) смесительный узел, состоящий из двигателя 2 и диссольвера 3 и имеющий возможность опускания с помощью пружинной подвески 4 в смесительный бак 5, б) дозировочный узел, состоящий из двигателя 6, бункера-дозатора 7 с транспортирующим элементом 8 и загрузочной воронки 9, и в) пульт 10 управления с органами управления процессами дозирования и смешения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диссольвер 3 состоит из вала 3а и диска-растворителя 3b, при этом отношение d/D, диаметра d диска-растворителя 3b к диаметру D смесительного бака 5, составляет от 0,3 до 0,5, а вал 3а имеет такие размеры, чтобы диск-растворитель 3b в процессе смешения можно было опустить на расстояние h до дна смесительного бака 5, составляющее от 0,3d до 0,7d, где d обозначает диаметр диска-растворителя 3b.

3. Способ приготовления жидких водных красок путем диспергирования дисперсных порошковых составов в воде с использованием передвижного устройства по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в смесительный бак 5 заливают, по меньшей мере, часть от всего расчетного количества воды, в загрузочную воронку 9 загружают дисперсный порошковый состав и с помощью транспортирующего элемента 8 в бункере-дозаторе 7 перемещают в смесительный бак 5 и затем с помощью диссольвера 3 после его опускания в смесительный бак 5 диспергируют в воде расчетное количество порошка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3