Способ и устройство для изготовления пастообразной смеси для уплотнения теплоизоляционного стеклопакета

Изобретение относится к способу для изготовления пастообразной смеси, содержащей по меньшей мере два компонента и отвердевающей после смешивания указанных компонентов, изначально размещенных в отдельных накопительных емкостях, и для закачивания отвердевающей пастообразной смеси в промежуток между двумя стеклянными листами теплоизоляционного стеклопакета путем подачи указанных по меньшей мере двух компонентов из накопительных емкостей в отдельные промежуточные накопители, из которых указанные компоненты подают в смеситель. Смеситель предусматривает то, что указанные компоненты смешивают друг с другом при их прохождении через смеситель и закачивают выходящую из смесителя отвердевающую пастообразную смесь в промежуток между двумя стеклянными листами посредством сопла, содержащего по меньшей мере одно выходное отверстие, направленное в промежуток между двумя стеклянными листами, причем сопло перемещают вдоль края по меньшей мере одного из указанных двух стеклянных листов. Способ характеризуется тем, что указанные по меньшей мере два компонента пастообразной смеси перекачивают из промежуточных накопителей в смеситель посредством шестеренных насосов, причем в смесителе осуществляют динамическое смешивание указанных компонентов друг с другом посредством перемешивающих элементов с механическим приводом, при этом компоненты пастообразной отвердевающей смеси подают на вход шестеренных насосов под давлением. Работу шестеренных насосов и динамического смесителя согласовывают таким образом, что давление в предназначенных для смешивания компонентах с напорной стороны шестеренных насосов больше давления, поданного на вход шестеренных насосов, на величину до 20 бар. Также изобретение относится к устройству для осуществления способа. Использование изобретения позволяет упростить уплотнение теплоизоляционного стеклопакета и повысить точность дозирования при уплотнении. 2 н. и 38 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение основано на устройстве с признаками, указанными в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Известное устройство описано в DE 3542767 А1 и DE3929608 А1. В указанных документах раскрыто устройство для подачи двух высоковязких веществ в заданном соотношении из двух накопительных емкостей к соплу, посредством которого выполняют уплотнение соединительного шва по краю теплоизоляционного стеклопакета. Каждое из высоковязких веществ, представляющих собой два компонента двухкомпонентной уплотнительной и вязкой смеси, подают из бочек посредством поршневых насосов в промежуточный накопитель, представляющий собой поршневой цилиндр, из которого первый поршень выдавливает главный компонент (связующий или основной компонент) уплотнительной и вязкой смеси, при этом второй поршень синхронно с главным компонентом выдавливает дополнительный компонент (отвердитель). Подачу главного и дополнительного компонента по пути подачи между поршневым цилиндром и соплом осуществляют посредством статического смесителя, в котором происходит смешивание компонентов друг с другом.

Если запас главного и дополнительного компонента в поршневой цилиндре заканчивается, требуется прервать процесс уплотнения теплоизоляционного стеклопакета для пополнения соответствующего поршневого цилиндра главным и дополнительным компонентом. В этот момент невозможно выполнять уплотнение стеклопакетов. Во избежание перерывов при проведении уплотнения необходимо выбирать поршневой цилиндр как можно большей вместимости. По причине неизбежной сжимаемости и тиксотропного поведения компонентов уплотнительной и вязкой смеси, с ростом вместимости поршневого цилиндра усложняется их точное дозирование предусматривающее, что в соединительный шов по краю стеклопакета не должно попадать слишком много или слишком мало смеси. Влияние сжимаемости и тиксотропного поведения пастообразной смеси является существенным, в частности вследствие того, что для подачи пастообразной смеси требуется приложить давление от 200 до 250 бар. Кроме того, с ростом вместимости повышается и масса поршневых цилиндров, усилие для приведения их в действие, давление на подаваемый материал, соответственно возрастает и масса приводных устройств для поршней поршневой цилиндров.

Известно, что во избежание удлинения путей подачи от поршневых цилиндров к соплам можно разместить сопло и питающие его поршневые цилиндры на общей опоре. Опора должна быть подвижной, чтобы сопло можно было перемещать вдоль края теплоизолирующих стеклопакетов. Рост массы поршневых цилиндров приводит к необходимости усложнения привода, обеспечивающего перемещения.

Основной задачей данного изобретения является техническое решение, позволяющее упростить уплотнение теплоизоляционного стеклопакета и повысить точность дозирования при уплотнении.

Указанная задача решается благодаря способу с признаками, содержащимися в п.1 формулы изобретения и устройству с признаками, содержащимися в п.22 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов.

Заявленный способ для изготовления пастообразной смеси, содержащей по меньшей мере два компонента и отвердевающей после смешивания указанных компонентов, изначально размещенных в отдельных накопительных емкостях, и для закачивания отвердевающей пастообразной смеси в промежуток между двумя стеклянными листами теплоизоляционного стеклопакета начинают с подачи указанных по меньшей мере двух компонентов из накопительных емкостей, предпочтительно представляющих собой бочки, в отдельные промежуточные накопители. Из промежуточных накопителей компоненты посредством шестеренных насосов подают в динамический смеситель, в котором их смешивают друг с другом посредством перемешивающих элементов с механическим приводом. Выходящая из смесителя отвердевающая пастообразная смесь поступает в сопло по меньшей мере с одним выходным отверстием, направленным в промежуток между стеклянными листами теплоизоляционного стеклопакета. Посредством сопла отвердевающую пастообразную смесь, полученную в результате смешивания, закачивают в промежуток между двумя стеклянными листами, причем сопло перемещают вдоль края по меньшей мере одного из указанных двух стеклянных листов.

Совместное использование динамического смесителя, в котором компоненты пастообразной смеси смешивают друг с другом посредством перемешивающих элементов с механическим приводом, и шестеренных насосов, подающих компоненты в указанный динамический смеситель, а также по одному промежуточному накопителю на каждый из по меньшей мере двух смешиваемых друг с другом компонентов, из которых шестеренные насосы выкачивают соответствующий компонент с последующей его подачей в динамический смеситель, представляет собой значительное усовершенствование и качественный прорыв в области уплотнения теплоизоляционных стеклопакетов. Указанное усовершенствование является значительным в силу своей неочевидности. За счет применения динамического смесителя в сочетании с питающими его шестеренными насосами и с промежуточными накопителями, из которых шестеренные насосы получают материал, заявленное изобретении содержит техническое решение, отличающееся существенной новизной. Применение указанного технического решения позволяет получить следующие важные преимущества:

- падение давления, претерпеваемое пастообразной смесью при подаче через динамический смеситель, существенно ниже падения давления, претерпеваемого ею в статическом смесителе. В уплотняющем устройстве со статическим смесителем компоненты пастообразной смеси необходимо выдавливать из промежуточных накопителей, питающих статический смеситель, под давлением, которое в общем случае составляет от 200 до 250 бар для не слишком малых зазоров между стеклянными листами стеклопакета. По пути к соплу теряется значительная часть указанного давления от 200 до 250 бар, и в общем случае пастообразная смесь поступает к соплу под давлением лишь от 70 до 80 бар, то есть на указанный момент потеря давления составляет приблизительно 2/3 от первоначального давления. Основная часть потери давления возникает из-за статического смесителя. Динамический смеситель позволит избежать потерь по меньшей мере большей части давления, обычно теряемой при использовании статического смесителя;

- благодаря значительному уменьшению падения давления требуется меньше энергии для выдавливания пастообразной смеси;

- благодаря уменьшению начального давления и количества энергии, необходимого для выдавливания пастообразной смеси, можно использовать более легкие промежуточные накопители и более легкие насосы;

- благодаря уменьшению массы промежуточные накопители, насосы и смесители легче перемещать вместе с соплом; причем привод, обеспечивающий их совместное перемещение, можно выполнить менее мощным, что дополнительно позволит уменьшить массу;

- перемещение облегченных промежуточных накопителей и облегченных подающих устройств позволяет использовать для них более легкие опоры и направляющие, что также позволяет уменьшить массу;

- снижение массы перемещаемого уплотнительного устройства уменьшает вероятность возникновения в нем нежелательных вибраций и облегчает гашение таких вибраций;

- понижение давлений, уменьшение энергетической потребности и масс обеспечивают более длительный срок службы, в частности промежуточных накопителей и насосов, а также их уплотнений;

- при одинаковых результатах перемешивания емкость динамического смесителя, а также время пребывания пастообразной смеси в смесителе значительно меньше, чем при использовании статического смесителя.

Благодаря этому снижается объем пастообразной смеси, находящейся между промежуточными накопителями и соплом. В результате указанного снижения объема уменьшается влияние сжимаемости и тиксотропии пастообразной смеси на точность дозирования, то есть возрастает точность дозирования;

- благодаря уменьшению времени прохождения пастообразной смеси через смеситель снижается степень отвердевания пастообразной смеси, происходящего уже на пути к соплу;

- за счет того, что динамическому смесителю требуется меньшая по сравнению со статическим смесителем вместимость, а также за счет меньшего времени пребывания пастообразной смеси в динамическом смесителе по сравнению со статическим смесителем, риск скопления и отвердевания материала в мертвых зонах не так высок, как при использовании статического смесителя. Данное преимущество обеспечено также за счет перемешивающих элементов с механическим приводом, поддерживающих принудительное движение пастообразной смеси внутри динамического смесителя;

- в уплотнительных устройствах для теплоизолирующих стеклопакетов длина статических смесителей обычно составляет от 80 см до более 1 метра. Динамический смеситель намного короче и компактнее статического смесителя той же производительности. Благодаря этому уплотнительное устройство, посредством которого осуществляют заявленный способ, имеет в целом более компактную конструкцию, что в еще большей степени уменьшает вероятность возникновения в нем вибраций;

- уплотнительное устройство, функционирующее в соответствии с изобретением и содержащее динамический смеситель, можно изготовить с меньшими затратами по сравнению с обычным уплотнительным устройством со статическим смесителем;

- уплотнительные смеси для теплоизоляционных стеклопакетов обладают, в большей или меньшей степени, загущением при сдвиге, то есть их вязкость возрастает по мере повышения действующего на смесь давления. Для уплотнительного устройства, функционирующего в соответствии с изобретением, требуется меньшее давление по сравнению с известными уплотнительными устройствами для уплотнения стеклопакетов, соответственно и вязкость уплотнительных смесей с загущением при сдвиге, используемых в устройстве, функционирующем в соответствии с изобретением, ниже, чем у смесей, используемых в обычных устройствах. То есть изобретение облегчает их производство. Это относится и к производству широко распространенного тиокола. Однако в наибольшей степени преимущества изобретения проявляются при производстве двухкомпонентных уплотнительных смесей на основе силикона, входящих в состав силиконового каучука. В лучшем случае такие уплотнительные смеси можно изготавливать посредством обычного уплотнительного устройства, снабженного статическим смесителем только тогда, когда через сопло требуется подавать лишь сравнительно небольшие количества пастообразной уплотнительной смеси, как при уплотнении стеклопакетов, зазор между стеклянными листами которых не превышает 10 мм. При этом, поскольку теплоизоляция стеклопакета улучшается с увеличением зазора между стеклянными листами, в настоящее время изготавливают преимущественно теплоизоляционные стеклопакеты с расстоянием между листами от 15 до 25 мм. Если в качестве уплотнительной смеси требуется использовать силикон, входящий в состав силиконового каучука, в случае обычных устройств это можно было осуществить только за счет уменьшения скорости выполнения уплотнения, то есть требуемое уменьшение давления в уплотнительном устройстве приводило к соответствующему снижению производительности, а вместе с тем и к уменьшению скорости выполнения уплотнения, что в свою очередь приводило к увеличению такта поточной линии по изготовлению стеклопакетов. В соответствии же с изобретением силикон можно изготавливать с производительностью, достаточной для уплотнения стеклопакетов с большим промежутком между стеклянными листами, что позволяет в полном мере задействовать короткий такт современных поточных линий по изготовлению стеклопакетов. Поэтому настоящее изобретение применимо не только при использовании в качестве уплотнительной смеси тиокола, но и при использовании полиуретана, в частности силикона, входящего в состав силиконового каучука, используемого в качестве двухкомпонентной уплотнительной смеси;

- неожиданно оказалось, что в заявленной конструкции шестеренные насосы имеют большой срок службы, несмотря на их использование при производстве пастообразных смесей, содержащих абразивные наполнители;

- заявленная конструкция делает возможным непрерывное выдавливание пастообразной смеси из сопла до полного расхода запаса в накопительной емкости, представляющей собой в общем случае 200-литровую бочку. Возможность непрерывного дозирования пастообразной смеси не ограничена вместимостью промежуточных накопительных емкостей. Поэтому можно использовать небольшие и легкие промежуточные накопительные емкости;

- использование устройства, функционирующего в соответствии с заявленным способом, позволяет существенно расширить диапазон производительности при изготовлении пастообразной смеси по сравнению с известным уровнем техники. Так, в одном и том же устройстве можно обеспечить производительность от 0,1 до 10 литров в минуту.

Заявленный способ является эффективным и легко приспосабливаемым средством для использования при уплотнении теплоизоляционных стеклопакетов. При этом получены значительные преимущества.

Заявленное устройство для изготовления пастообразной смеси по меньшей мере из двух компонентов, отвердевающих после смешивания друг с другом, и для закачивания полоски пастообразной смеси в промежуток между двумя стеклянными листами теплоизоляционного стеклопакета содержит средства подачи указанных компонентов из накопительных емкостей в отдельные промежуточные накопители с последующей подачей через смеситель, представляющий собой динамический смеситель, в сопло, перемещаемое вдоль края теплоизоляционного стеклопакета и снабженное выходным отверстием, направленным в промежуток между двумя стеклянными листами теплоизоляционного стеклопакета. Предназначенные для смешивания друг с другом компоненты пастообразной смеси подают в смеситель посредством шестеренных насосов, установленных на пути подачи между соответствующим промежуточным накопителем и динамическим смесителем. Названные выше преимущества изобретения относятся и к заявленному устройству и к заявленному способу.

Пастообразная смесь предназначена для уплотнения внутреннего пространства стеклопакета с целью предотвращения проникновения водяного пара и/или создания долговечного и достаточно прочного соединения между двумя стеклянными листами. Для получения достаточно прочного соединения применяют отвердевающую смесь, содержащую по меньшей мере два смешанных друг с другом компонента. Сначала в результате смешивания получают пастообразную смесь, которая затем постепенно отвердевает и переходит в твердое состояние. Отвердевание двухкомпонентных уплотнительных и вязких смесей на основе тиокола применяют, в частности для уплотнения соединительного шва по краю теплоизолирующих стеклопакетов; они входят в состав полисульфидов.

Для получения постоянного соотношения компонентов пастообразной смеси предпочтительно обеспечить синхронный привод шестеренных насосов. Предпочтительно подавать компоненты пастообразной отвердевающей смеси на вход шестеренных насосов под давлением. Посредством давления на входе можно влиять на производительность шестеренного насоса. Предпочтительно осуществлять подачу с постоянным давлением на входе шестеренных насосов. Преимущество такого решения состоит в том, что колебания давления, возникающие на пути подачи от накопительных емкостей до шестеренных насосов, не влияют на производительность насосов. Это позволяет добиться высокой точности дозирования, выполняемого уплотнительным устройством. Для разных компонентов пастообразной смеси не обязательно соблюдать равенство давления на входе шестеренных насосов, однако предпочтительно, чтобы давление на входе было одинаковым.

Подходящее давление на входе шестеренных насосов составляет от 20 до 50 бар. В частности, предпочтительно использовать давление на входе от 30 до 40 бар.

Предпочтительно подавать давление на вход шестеренных насосов за счет подачи давления на вход промежуточных накопителей. Каждый промежуточный накопитель соединен с входной стороной одного из шестеренных насосов. Подача давления на вход промежуточных накопителей представляет собой особенно предпочтительный вариант, позволяющий компенсировать колебания давления в трубопроводе, обеспечивающем подачу между накопительными емкостями и соответствующей промежуточной накопительной емкостью.

Постоянство входного давления на входной стороне соответствующего шестеренного насоса обеспечивают предпочтительно путем измерения давления на входной стороне, сравнения измеренного значения давления на входе с контрольным значением давления на входе и последующей регулировки давления на входе насоса до контрольного значения путем соответствующего управления давлением на входе промежуточного накопителя.

Обеспечение постоянного давления на входе промежуточных накопительных емкостей имеет дополнительное преимущество, состоящее в возможности управления пополнением промежуточных накопительных емкостей из связанных с ними накопительных емкостей. Отсутствие подпитки промежуточной накопительной емкости со стороны накопительной емкости приводит к уменьшению ее объема. Уменьшение содержимого можно контролировать посредством датчика уровня заполнения, который, по достижении содержимым заранее заданного минимального значения, подает сигнал на пополнение насосу, связанному с соответствующей накопительной емкостью и пополняющему соответствующий компонент до тех пор, пока содержимое промежуточной накопительной емкости не достигнет заранее заданного максимального значения, отслеживаемого датчиком уровня заполнения, который и остановит процесс пополнения.

Согласно одному из возможных вариантов заявленного способа, шестеренные насосы, на вход которых подают под давлением предназначенные для перекачивания компоненты, должны повышать давление, действующее на напорной стороне шестеренных насосов, на величину до 20 бар. Несмотря на указанное повышение давления, давление, под которым компоненты поступают для смешивания в динамический смеситель, все еще в 3 или 4 раза меньше давления подачи компонентов в статический смеситель в соответствии с известным уровнем техники. Этим обусловлена часть преимуществ изобретения. Предпочтительно обеспечить работу шестеренных насосов таким образом, чтобы давление на напорной стороне насосов превышало давление на их входе не более чем на 10 бар.

Задача другого варианта заявленного способа состоит в минимизации потери давления, претерпеваемой пастообразной смесью между входом (напорной стороной) и выходом шестеренного насоса. Наиболее предпочтительным является полное предотвращение потери давления на шестеренном насосе. Для этого предпочтительно свести потерю давления к нулевому значению. С этой целью можно измерять давление на входе шестеренного насоса, давление на выходе шестеренного насоса и регулировать частоту вращения шестеренного насоса таким образом, чтобы разность давлений (потеря давления) стремилась к нулю. Если давление на входе шестеренного насоса больше давления на выходе, частоту вращения насоса повышают. Если давление на входе шестеренного насоса меньше давления на выходе, частоту вращения понижают. Предпочтительно поддерживать давление на входе на постоянном уровне.

Данный вариант осуществления заявленного способа дает преимущество, состоящее в том, что потери в зазоре шестеренного насоса и износ шестеренного насоса особенно малы. Другое преимущество состоит в том, что такой режим работы подходит не только при большой производительности, но в особенности и при меньшей производительности, необходимой при уплотнении фотоэлектрических модулей, например таких, в которых солнечные элементы расположены между двумя стеклами, края которых необходимо плотно соединить друг с другом.

В качестве промежуточных накопителей предпочтительно использовать поршневые цилиндры, поршни которых обеспечивают требуемое давление на содержимое цилиндра. Чтобы пополнить такой промежуточный накопитель, соответствующий компонент подают из накопительной емкости в промежуточный накопитель, в который компонент входит под давлением, превышающим давление на входе, что приводит к отводу назад поршня. Процесс пополнения не останавливается до остановки поршня в крайнем отведенном положении. Если компонент удаляют из цилиндра посредством шестеренного насоса, поршень снова перемещается вперед под действием приложенного к нему давления. Следующий процесс пополнения начинают перед тем, как поршень придет в крайнее переднее положение, что можно отслеживать посредством датчика.

Другим предпочтительным вариантом промежуточного накопителя является гидроаккумулятор. Гидроаккумулятор содержит корпус и разделительный мешок, соединенный, например с воздушным компрессором, поддерживающим в разделительном мешке постоянное давление. В этом случае пространство в корпусе вне разделительного мешка можно заполнить пастообразным компонентом, предназначенным для перекачки в смеситель посредством шестеренного насоса. За счет изменения объема разделительного мешка под действием постоянного давления на входе, в гидроаккумуляторе можно менять объем пастообразных компонентов. В качестве гидроаккумулятора можно использовать и мембранный гидроаккумулятор. В мембранном гидроаккумуляторе разделение между сжатым воздухом и пастообразной смесью обеспечено не посредством мешка или камеры, а посредством мембраны, делящей корпус на два отделения.

Давление в соответствующем промежуточном накопителе можно регулировать при помощи регулирующего контура, в котором давление на входе, действующее между промежуточным накопителем и связанным с ним шестеренным насосом, сравнивают с заранее заданным контрольным давлением на входе и регулируют давление в соответствующем промежуточном накопителе в зависимости от отклонения фактического значения от заданного значения.

В предпочтительном варианте динамический смеситель снабжен смесительной трубой в форме цилиндра или усеченного конуса, в которой в качестве перемешивателя установлен подвижный перемешивающий вал с выступающими перемешивающими элементами. Предпочтительно, чтобы перемешивающие элементы выступали из вала в радиальном направлении и проходили вблизи внутренней круговой стенки смесительной трубы, так чтобы в радиус действия перемешивающих элементов полностью попадало пропускное сечение смесительной трубы, и материалы, предназначенные для перемешивания, не могли застрять и затвердеть в трубе.

Перемешивающие элементы можно разместить по окружности вала неравномерно; кроме того, их можно разместить на валу последовательными круговыми рядами. В частности, предпочтительно разместить перемешивающие элементы по спирали вокруг вала, благодаря чему лучше всего будет обеспечено прохождение перемешивающих элементов над всеми участками внутренней поверхности смесительной трубы.

Можно использовать перемешивающие элементы различной формы. Можно использовать стержни круглого или прямоугольного сечения. Можно использовать лопасти или скобы. Целесообразно использовать и элементы в форме лопаток. В частности, перемешивающие элементы можно выполнить с поверхностями, ориентированными в направлении подачи и под углом к продольной оси вала, отличающимся от 90°, так чтобы при приведении вала в движение они обеспечивали продвижение пастообразной смеси. Тем самым можно значительно сократить или полностью устранить падение давления, претерпеваемое материалом в динамическом смесителе. При этом можно даже скомпенсировать падение давления, произошедшее на пути от накопителя к динамическому смесителю.

Особенно предпочтительна комбинация перемешивающих элементов, обеспечивающих продвижение материала, с другими перемешивающими элементами, не обеспечивающими продвижение, но оказывающими большое перемешивающие воздействие.

В качестве динамического смесителя можно использовать и смесительную трубу, в которой установлены один или два подвижных шнека.

В заявленном устройстве поперечное сечение потока в смесителе и мощность привода смесителя предпочтительно выбрать с обеспечением производительности от 0,1 до 10 литров пастообразной смеси в минуту. Такая производительность сделает заявленное устройство особенно подходящим при скоростном уплотнении теплоизолирующих стеклопакетов с большим промежутком между стеклянными листами.

В частности, изобретение применимо для изготовления двухкомпонентных уплотнительных и вязких смесей, например, для изготовления применяемых в производстве теплоизолирующих стеклопакетов полисульфидов (тиокол), состоящих из главного компонента и дополнительного компонента, перемешиваемых на пути к соплу в соотношении приблизительно 9 к 1 с получением двухкомпонентной пастообразной смеси, которая затем начинает отвердевать. Кроме того, изобретение применимо, в частности, для изготовления однокомпонентных отвердевающих смесей на основе полиуретана и силикона. Данное изобретение является единственным техническим решением, позволяющим осуществлять уплотнение теплоизоляционных стеклопакетов с воздушным зазором более 15 мм уплотнительной смесью на основе двухкомпонентного силикона.

При уплотнении термоизоляционного стеклопакета в соединительный шов по краю стеклопакета, ограниченный двумя стеклянными листами и наружной стороной разделителя, соединяющего указанные листы, закачивают отвердевающую смесь, которая либо ложится в виде однородной полоски от одного стеклянного листа до противоположного стеклянного листа, либо - при использовании разделителей, обладающих достаточной прочностью на сжатие и растяжение - заполняет только стыки между наружной стороной разделителя и обоими листами. В последнем случае в соединительном шве рядом друг с другом будут расположены две отдельные полоски уплотнительной смеси. Такие две полоски можно получить посредством сопла с двумя близкорасположенными выходными отверстиями.

Сопло может иметь по меньшей мере одно выходное отверстие. Если требуется получить только одну однородную полоску пастообразной смеси, можно использовать вариант с одним отверстием. Сопло с двумя выходными отверстиями можно использовать не только тогда, когда, как уже указано, требуется получить две расположенные близко друг к другу полоски, одна из которых соединяет разделитель с одним стеклянным листом, а другая соединяет разделитель с другим листом. Сопло с двумя выходными отверстиями можно использовать и для получения двухслойной соединительной полоски, содержащей две различные пастообразные смеси.

Благодаря изобретению можно создать уплотнительные устройства настолько компактные, что с одним соплом на общей подвижной опоре можно связать не только накопители для компонентов одной уплотнительной смеси, такой как например тиокол, но и большее количество накопителей для компонентов различных уплотнительных смесей, например для тиокола и полиуретана, тиокола и силикона или для всех трех уплотнительных смесей. Даже в этом случае масса заявляемого уплотнительного устройства не достигает массы известного устройства для изготовления уплотнительной смеси. Использование одного или нескольких клапанов, в частности многоходового клапана, дает возможность удобного и эффективного с точки зрения затрат времени и средств переключения такого уплотнительного устройства с изготовления одной уплотнительной смеси на изготовление другой уплотнительной смеси, причем, если необходимо, то с переходом на использование другого динамического смесителя и другого сопла.

Дополнительные признаки и преимущества изобретения раскрыты в приведенном ниже описании примерных вариантов осуществления изобретения, проиллюстрированных на сопроводительных чертежах. В примерных вариантах осуществления изобретения одинаковые или аналогичные детали обозначены аналогичными номерами позиций.

Фиг.1 - схематичное изображение устройства для закачивания пастообразной смеси в промежуток между двумя стеклянными листами теплоизоляционного стеклопакета.

Фиг.2 - продольный разрез динамического смесителя.

На фиг.1 изображена емкость 1 для первого компонента 3 пастообразной смеси и емкость 2 для второго компонента 4 пастообразной смеси. Обе емкости представляют собой, например, бочки со снятыми крышками. На первый компонент 3 в емкости 1 помещена нажимная пластина 5. От нажимной пластины 5 вертикально вверх к перекладине 7 идет шток 6. Перекладина 7 соединяет не только шток 6, но и два поршневых штока 8, относящихся к двум гидроцилиндрам 9, закрепленным на опорной плите 10, на которой стоит емкость 1. При втягивании поршневых штоков 8 в гидроцилиндры 9 перекладина 7 посредством нажимной пластины 5 давит на находящийся в емкости 1 компонент 3 пастообразной смеси. В результате происходит выдавливание компонента 3 через отверстие в пластине 5 в расположенный над пластиной 5 насос 11, подающий компонент 3 в трубопровод 12.

Второй компонент 4 пастообразной смеси находится во второй емкости 2 и подается из емкости 2 таким же образом, что и первый компонент 3 из первой емкости 1. Соответствующие устройства обозначены теми же номерами позиций, только со штрихом.

Насос 11 бочки перекачивает содержащийся в нем компонент, в данном примере - связующий компонент изготавливаемой двухкомпонентной уплотнительной смеси, в промежуточный накопитель 13, находящийся под давлением Р и соединенный с входной стороной шестеренного насоса 15, приводимого в движение электродвигателем 17, предпочтительно двигателем постоянного тока.

Насос 11' бочки перекачивает второй компонент 4, в данном примере -отверждающий компонент изготавливаемой двухкомпонентной уплотнительной смеси, по трубопроводу 12' в промежуточный накопитель 14, находящийся под давлением Р' и соединенный с входной стороной второго шестеренного насоса 16, приводимого в движение электродвигателем 18. Указанные два двигателя 17 и 18 синхронизированы друг с другом.

По трубопроводу, в котором установлена поворотная заслонка 19, шестеренный насос 15 подает компонент 3 в динамический смеситель 20. По трубопроводу, в котором установлен невозвратный клапан 27, другой шестеренный насос 18 также подает компонент 4 в динамический смеситель 20, приводимый в движение электродвигателем 21. Изображенный схематично динамический смеситель 20 состоит по существу из трубы с конусовидным окончанием. В качестве перемешивающего элемента в трубе установлен шнек 22, приводимый в движение электродвигателем 21. Динамический смеситель 20 переходит в трубопровод 23, идущий к соплу 25. Между динамическим смесителем 20 и соплом 25 расположена поворотная заслонка 24, посредством которой можно прервать подачу в сопло 25 двухкомпонентной уплотнительной смеси, полученной в результате смешивания.

Для выполнения задач, относящихся к контролю и управлению, на путях подачи выше и ниже по потоку от шестеренных насосов 15 и 17, а также на входе и выходе динамического смесителя 20 можно предусмотреть датчики, измеряющие давление Р и объемный расход V'. Температурные датчики Т могут измерять температуру в динамическом смесителе 20 и на выходе динамического смесителя 20. В частности, можно измерять давление Р выше и ниже по потоку от соответственно шестеренного насоса 15 или 16, определять рассогласование давлений и сводить его к контрольному нулевому значению посредством регулировки частоты вращения соответственно двигателя 17 или 18. Предварительно выбранное давление Р регулируют соответственно в промежуточном накопителе 13 или 14 посредством, например плунжера, и предпочтительно поддерживают постоянным.

Сопло 25 упирается в край теплоизоляционного стеклопакета 32, содержащего два стеклянных листа 33 и 34 и вставленный между ними разделитель 35. При этом для уплотнения краевого соединительного шва 31, образованного на наружной стороне разделителя 35 между двумя стеклянными листами 33 и 34, либо перемещают сопло 25 вдоль края теплоизоляционного стеклопакета 32, либо край теплоизоляционного стеклопакета перемещают вдоль сопла 25.

На фиг.2 представлен пример динамического смесителя 20 с конической смесительной трубой 36, в которой установлен конический перемешивающий вал 37, причем в шейке 36а вала, выступающей из трубы 36, имеется глухое отверстие 36b с шестигранным поперечным сечением. В указанное глухое отверстие может входить с геометрическим замыканием приводной вал двигателя 21 (см. фиг.1).

Вал 37 имеет тот же угол конуса α, что и смесительная труба 36, поэтому кольцевой зазор 42 между указанными деталями имеет постоянную ширину.

В качестве перемешивающих элементов 38 вал 37 снабжен радиально выступающими лопастями, доходящие непосредственно до внутренней поверхности трубы 36. Поверхность 40 перемешивающих элементов 38 обращена в направлении подачи 39 и находится относительно продольной оси 41 под углом β, отличным от 90°, так чтобы перемешивающие элементы 38, вращающиеся вместе с валом 37, обеспечивали продвижение смеси, находящейся в смесителе 20.

Два подлежащих смешиванию компонента затвердевающей вязкой смеси подают через два впускных патрубка 43 и 44. Смесь выходит из смесителя 20 через выпускное отверстие 45.

ПЕРЕЧЕНЬ НОМЕРОВ ПОЗИЦИЙ

1 - емкость, накопительная емкость

2 - емкость, накопительная емкость

3 - компонент

4 - компонент

5, 5' - нажимная пластина

6, 6' - шток

7, 7' - перекладина

8, 8' - поршневой шток

9, 9' - цилиндр

10, 10' - опорная плита

11, 11' - насос, насос бочки

12, 12' - трубопровод

13 - промежуточный накопитель

14 - промежуточный накопитель

15 - шестеренный насос

16 - шестеренный насос

17 - привод, электродвигатель

18 - привод, электродвигатель

19 - поворотная заслонка

20 - динамический смеситель

21 - электродвигатель

22 - шнек

23 - трубопровод

24 - поворотная заслонка

25 - сопло

26 -

27 - невозвратный клапан

28 -

29 -

30 -

31 - краевой соединительный шов

32 - теплоизоляционный стеклопакет

33 - стеклянный лист

34 - стеклянный лист

35 - разделитель

36 - смесительная труба

36а - шейка вала

36b - глухое отверстие

37 - перемешивающий вал

38 - перемешивающие элементы

39 - направление подачи

40 - поверхность

41 - продольная ось

42 - кольцевой зазор

43 - впускной патрубок

44 - впускной патрубок

45 - выпускное отверстие

α - угол

β - угол

1. Способ для изготовления пастообразной смеси, содержащей по меньшей мере два компонента и отвердевающей после смешивания указанных компонентов, изначально размещенных в отдельных накопительных емкостях, и для закачивания отвердевающей пастообразной смеси в промежуток между двумя стеклянными листами теплоизоляционного стеклопакета путем подачи указанных по меньшей мере двух компонентов из накопительных емкостей в отдельные промежуточные накопители, из которых указанные компоненты подают в смеситель, предусматривающий, что указанные компоненты смешивают друг с другом при их прохождении через смеситель и закачивают выходящую из смесителя отвердевающую пастообразную смесь в промежуток между двумя стеклянными листами посредством сопла, содержащего по меньшей мере одно выходное отверстие, направленное в промежуток между двумя стеклянными листами, причем сопло перемещают вдоль края по меньшей мере одного из указанных двух стеклянных листов,
отличающийся тем, что указанные по меньшей мере два компонента пастообразной смеси перекачивают из промежуточных накопителей в смеситель посредством шестеренных насосов, причем в смесителе осуществляют динамическое смешивание указанных компонентов друг с другом посредством перемешивающих элементов с механическим приводом, причем компоненты пастообразной отвердевающей смеси подают на вход шестеренных насосов под давлением,
причем работу шестеренных насосов и динамического смесителя согласовывают таким образом, что давление в предназначенных для смешивания компонентах с напорной стороны шестеренных насосов больше давления, поданного на вход шестеренных насосов, на величину до 20 бар.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают синхронный привод шестеренных насосов.

3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что давление на входе шестеренных насосов поддерживают на постоянном уровне.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что на вход шестеренных насосов подают одинаковое давление.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что на вход шестеренных насосов подают давление от 20 до 50 бар.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что на вход шестеренных насосов подают давление от 25 до 45 бар.

7. Способ по п.3, отличающийся тем, что на вход шестеренных насосов подают давление от 30 до 40 бар.

8. Способ по п.3, отличающийся тем, что давление на вход шестеренных насосов подают за счет подачи предварительно заданного давления на промежуточные накопители.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что давление, поданное на вход, измеряют на входной стороне соответствующего шестеренного насоса и регулируют указанное давление до контрольного значения.

10. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что работу шестеренных насосов и динамического смесителя согласовывают таким образом, что давление в предназначенных для смешивания компонентах с напорной стороны шестеренных насосов больше давления, поданного на вход шестеренных насосов, на величину до 10 бар.

11. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что давление на входе шестеренных насосов и давление на выходе шестеренных насосов согласуют таким образом, чтобы получить минимальную разность давлений.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что давление на входе шестеренных насосов и давление на выходе шестеренных насосов согласуют таким образом, чтобы получить нулевую разность давлений.

13. Способ по п.11, отличающийся тем, что для минимизации разности между давлением на входе шестеренных насосов и давлением на выходе шестеренных насосов обеспечивают на входе постоянное давление и меняют частоту вращения шестеренных насосов.

14. Способ по п.11, отличающийся тем, что разность между давлением на входе шестеренных насосов и давлением на выходе шестеренных насосов регулируют таким образом, чтобы свести указанную разность к нулевому значению.

15. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что используют пастообразную отвердевающую смесь, по меньшей мере один из компонентов которой содержит минеральный наполнитель, в частности каменную муку и/или известковый порошок.

16. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что отвердевающую смесь изготавливают из двух компонентов.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что изготавливаемая отвердевающая смесь представляет собой полиуретан.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что изготавливаемая отвердевающая смесь представляет собой тиокол.

19. Способ по п.16, отличающийся тем, что изготавливаемая отвердевающая смесь представляет собой силикон.

20. Устройство для изготовления пастообразной смеси по меньшей мере из двух компонентов (3, 4), отвердевающих после смешивания друг с другом, и для закачивания полоски пастообразной смеси в промежуток между двумя стеклянными листами (33, 34) теплоизоляционного стеклопакета (32), содержащее средства (11, 11', 15, 16) для подачи указанных компонентов (3, 4) из накопительных емкостей (1, 2) в отдельные промежуточные накопители (13, 14) с последующей подачей указанных компонентов через смеситель (20) в сопло (25), перемещаемое вдоль края теплоизоляционного стеклопакета (32) и снабженное выходным отверстием, направленным в промежуток между двумя стеклянными листами (33, 34) теплоизоляционного стеклопакета (32), отличающееся тем, что в качестве смесителя использован динамический смеситель (20), подача в который предназначенных для смешивания друг с другом компонентов (3, 4) обеспечена посредством шестеренных насосов (15, 16), установленных на пути подачи между соответствующим промежуточным накопителем (13, 14) и динамическим смесителем (20),
причем выше по потоку от каждого шестеренного насоса (15, 16) предусмотрен генератор давления, обеспечивающий приложение входного давления к компонентам (3, 4) пастообразной смеси, подаваемой с входной стороны шестеренного насоса (15, 16),
при этом указанные генераторы давления связаны с соответствующими промежуточными накопителями (13, 14) и обеспечивают давление на входе шестеренных насосов (15, 16) путем приложения давления к содержимому соответствующего промежуточного накопителя (13, 14),
причем обеспечено такое управление шестеренными насосами (15, 16), что давление, создаваемое шестеренными насосами (15, 16) на выходе, не превышает давление на их входе более чем на 10 бар.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что шестеренные насосы (15, 16) синхронизированы друг с другом.

22. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что промежуточные накопители (13, 14) представляют собой поршневые цилиндры.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что поршень промежуточного накопителя представляет собой плунжер.

24. Устройство по п.22, отличающееся тем, что давление на входе обеспечено за счет давления поршня поршневых цилиндров на содержимое цилиндра.

25. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что в качестве промежуточных накопителей (13, 14) использованы гидроаккумуляторы, в частности мембранные гидроаккумуляторы.

26. Устройство по п.20 или 21, отличающееся тем, что для контроля давления на входе шестеренных насосов (15, 16) предусмотрен датчик (Р) давления, размещенный между насосами и связанными с каждым из них соответствующими промежуточными накопителями (13, 14), измеряющий давление на входе и представляющий собой компонент регулирующего контура, сравнивающего измеренное давление на входе, соответствующее фактическому значению, с заранее заданным контрольным давлением на входе и регулирующим давление в соответствующем промежуточном накопителе (13, 14) в зависимости от отклонения фактического значения от контрольного значения давления на входе.

27. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что шестеренные насосы (15, 16) снабжены синхронизированными друг с другом приводами (17, 18).

28. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что динамический смеситель (20) снабжен смесительной трубой (36) в форме цилиндра или усеченного конуса, в которой установлен подвижный перемешивающий вал (37) с выступающими из указанного перемешивающего вала (37) перемешивающими элементами (38).

29. Устройство по п.28, отличающееся тем, что перемешивающие элементы (38) выступают из перемешивающего вала (37) в радиальном направлении.

30. Устройство по п.28, отличающееся тем, что перемешивающие элементы (38) размещены по спирали вокруг перемешивающего вала (37).

31. Устройство по п.28, отличающееся тем, что перемешивающие элементы (38) представляют собой лопасти.

32. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что в качестве перемешивающих элементов (38) смесителя (20) использованы скобы.

33. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что перемешивающие элементы (38) выполнены в виде лопаток.

34. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что перемешивающие элементы (38) имеют поверхности (40), обращенные в направлении подачи (39) и расположенные относительно продольной оси (41) перемешивающего вала (37) под углом (β), отличным от 90°, так чтобы при приведении в движение перемешивающего вала (37) они обеспечивали продвижение пастообразной смеси.

35. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что перемешивающие элементы (38) подходят вплотную к круговой стенке, расположенной внутри смесительной трубы (36).

36. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что смеситель (20) содержит смесительную трубу, в которой установлен подвижный шнек.

37. Устройство по п.36, отличающееся тем, что наружный радиальный край шнека подходит вплотную к круговой стенке, расположенной внутри смесительной трубы.

38. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что поперечное сечение потока в смесителе (20) и мощность привода указанного смесителя выбраны с обеспечением производительности по меньшей мере 0,1 л пастообразной смеси в минуту.

39. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что поперечное сечение потока в смесителе (20) и мощность привода указанного смесителя выбраны с обеспечением производительности до 6 л пастообразной смеси в минуту.

40. Устройство по любому из пп.20 или 21, отличающееся тем, что накопительные емкости (1, 2) представляют собой бочки, с каждой из которых связан насос (11, 11') бочки, питающий один из промежуточных накопителей (13, 14).