Распылительная насадка, распылительное устройство, комплект распылительных насадок и способ нанесения текучей среды
Изобретение относится к устройствам, средствам и способам, предназначенным для распыления текучих сред, например, хранимых под давлением в емкости, в частности, к распылительной насадке, которая может быть использована для мелкодисперсного распыления текучей среды на поверхность. Распылительная насадка, содержащая: корпус с полостью и сквозным отверстием, сообщающимся с полостью и на выпуске которого выполнено сопло в форме овала со скошенными стенками, расширяющимися в сторону выхода распыляемой среды, при этом сквозное отверстие выполнено с плавным непрерывным переходом, которое продолжается по всей длине сквозного отверстия от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, причем указанные пересекающиеся плоскости проходят через большую и малую оси овала и контур перехода для каждой из большой и малой оси овала соответствует контуру Витошинского. Технический результат - повышение качества нанесения распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность. 4 н. 5 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к устройствам, средствам и способам, предназначенным для распыления текучих сред, например, хранимых под давлением в емкости, в частности, к распылительной насадке, которая может быть использована для мелкодисперсного распыления текучей среды на поверхность.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В уровне техники известны различные устройства и средства для выдачи текучей среды из герметичного контейнера, например, баллона, находящегося под давлением. Такие устройства и средства могут быть использованы, например, при выполнении работ по герметизации, уплотнению стыков строительных конструкций, утеплению или покраске стен, полов и потолков, а также иных работ, в которых требуется нанесение или распыление текучей среды, такой как распыляемый полимер.
Как правило, для формирования необходимого угла распыла текучей среды и равномерного нанесения материала на обрабатываемую поверхность используются насадки специальной конструкции.
Так, например, известно распылительное устройство, содержащее корпус с центральной полостью и с клиновой выходной щелью, центральная полость соединена с клиновой выходной щелью посредством расположенных на продольной оси корпуса цилиндрических каналов, равноудаленных друг от друга на поперечной оси корпуса, причем отношение расстояния между их центрами к диаметру канала лежит в пределах 2-3, ширина выходных сопл, образующихся при пересечении цилиндрических каналов с клиновой щелью, составляет 0,2-0,5 диаметров каналов, а отношение высоты клиновой щели к ширине выходных сопл лежит в интервале 6-12 (патент RU 2161073, МПК В05В 1/04, опубл. 27.12.2000).
Также известна насадка для окраски поверхностей распылением, которая содержит цилиндрический корпус, с расположенным со стороны нижнего торца основанием с посадочным отверстием, простирающимся внутрь цилиндрического корпуса, образуя в нем полость для размещения ствола монтажного пистолета, со стороны другого торца цилиндрического корпуса в насадке выполнено возвышение, длина окружности которого меньше длины окружности цилиндрического корпуса, сквозное отверстие, выполненное в возвышении на участке выхода распыляемой среды из емкости, сообщено с углублением V-образной формы, замыкающимся по бокам, ширина которого выполнена увеличивающейся в сторону выхода распыляемой среды, к боковым поверхностям цилиндрического возвышения примыкают размещенные друг напротив друга пластинчатые выступы, высота которых превышает высоту цилиндрического возвышения, а на их боковых внешних сторонах имеются срезы. В насадке также имеется уступ, который можно использовать в качестве упора пальцев рук пользователя для удобной и быстрой стыковки насадки к монтажному пистолету перед началом эксплуатации (патент US 7128283, МПК В05В 1/00, опубл. 31.10.2006).
Известна распылительная насадка монтажного пистолета для управляемого аэрозольного распыления полиуретановой среды, находящейся под давлением, содержащая цилиндрический корпус, снабженный с первого торца основанием, выполненным в виде выступающих за габариты корпуса противоположно лежащих в одной плоскости относительно друг друга лепестков и с посадочным отверстием, простирающимся внутрь упомянутого цилиндрического корпуса, образуя в нем полость для размещения ствола пистолета, на втором торце корпуса выполнено цилиндрическое возвышение, диаметр которого меньше диаметра корпуса, а сквозное отверстие, выполненное в нем, на участке выхода распыляемой среды из емкости сообщено со сквозным незамкнутым по бокам углублением V-образной формы, ширина которого увеличивается в сторону выхода распыляемой среды, к боковым поверхностям цилиндрического возвышения примыкают размещенные друг напротив друга пластинчатые выступы, высота которых превышает высоту цилиндрического возвышения, а на их боковых внешних сторонах имеются срезы, проделанные до второго торца цилиндрического корпуса, кроме того, распылительная насадка снабжена средством крепления, выполненным в виде стержня, на торце концевой части которого расположен стреловидный наконечник, напротив которого размещен перпендикулярно относительно стержня упор в виде перекладины (заявка WO 2016144201, МПК В05В 1/00, опубл. 15.09.2016).
Также известна распылительная насадка, содержащая корпус с основанием и со сквозным отверстием, на выходе которого выполнено сопло в форме овала со скошенными стенками, расширяющимися в сторону выхода распыляемой среды, пластинчатые выступы, размещенные друг напротив друга, средство крепления сопла, отличающаяся тем, что овал сопла выполнен соотношением ширины к высоте от более 1,8 до 4,0 (патент RU 177 570 U1, МПК B05B 1/06, опубл. 01.03.2018).
Основным недостатком известных насадок является наличие резкого ступенчатого перехода от круглого поперечного сечения сквозного отверстия насадки к поперечному сечению в виде овала. Такая конструкция способствует налипанию распыляемой текучей среды. Это может привести к закупориванию сквозного отверстия во время технологической или иной паузы в процессе распыления, например, отверждаемого полимера. Как следствие, распылительная насадка выходит из строя и требуется ее замена на новую насадку.
Более того, конструкция известных из уровня техники насадок подвержена местным потерям напора текучей среды, возникающим в местоположении резкого изменения формы поперечного сечения, а также формированию неоднородного потока распыляемой текучей среды вследствие неоднородного поля скоростей на выпуске из сквозного отверстия, что вызывает неравномерное нанесение распыляемой среды на обрабатываемую поверхность.
В уровне техники известны насадки, описанные в патентах EP 1 293 258 (МПК B05B1/00; B05B1/04, опубл. 19.03.2003) и EP 2 931 434 (МПК B05B1/04, опубл. 09.11.2016), которые используются в системах очистки поверхности от грязи и краски, применяемых, например, при мойке автомобилей или воздушных и водных судов. Насадка по патенту EP 2 931 434, выбранная в качестве прототипа, содержит сквозное сопло, которое выполнено с непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, что способствует формированию более сфокусированного факела распыла жидкости и обеспечивает более эффективную очистку обрабатываемой поверхности распыляемой струей.
Несмотря на достижения уровня техники, по-прежнему стоит задача создания распылительной насадки, которая бы устраняла недостатки известных из уровня техники насадок и в большей степени способствовала более качественному нанесению распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на решение проблемы образования налипаний распыляемой текучей среды внутри распылительной насадки при одновременном обеспечении более качественного нанесения распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность.
В одном из аспектов изобретения предложена распылительная насадка, содержащая:
корпус с полостью и сквозным отверстием, сообщающимся с полостью и на выпуске которого выполнено сопло в форме овала со скошенными стенками, расширяющимися в сторону выхода распыляемой среды,
отличающаяся тем, что сквозное отверстие выполнено с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия.
Следует понимать, что контуры перехода от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению образованы линией пересечения поверхности стенки сквозного отверстия и плоскости, содержащей центральную ось сквозного отверстия.
Благодаря выполнению распылительной насадки с описанной геометрией сквозного отверстия обеспечивается технический результат, состоящий в существенном уменьшении налипания (вплоть до полного его исключения) распыляемой текучей среды на внутренних стенках сквозного отверстия, которое раньше выполнялось ступенчатым или иной формы с резким переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, более того обеспечивается более качественное и равномерное нанесение распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность за счет исключения зон застоя текучей среды, уменьшения потерь напора текучей среды при прохождении сквозного отверстия, выравнивания поля скоростей на выходе из сопла, обеспечения большей равномерности потока текучей среды в сквозном отверстии распылительной насадки.
Неожиданно было обнаружено, что выполнение сквозного отверстия распылительной насадки с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, способствует лучшему отведению излишков газа большого давления, а также препятствует удалению углеводородных вспенивателей из потока текучей среды за счет более эффективного перемешивания потока текучей среды, проходящего вдоль стенок сквозного отверстия, выполненного с двумя различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, что в лучшей степени устраняет эффект налипания текучей среды внутри насадки в случае снижения напора текучей среды при падении давления внутри баллона вследствие его постепенного опустошения, и в целом способствует увеличению срока службы такой насадки и эффективности ее использования при нанесении распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность.
Было обнаружено, что для проявления полезного эффекта изобретения достаточно выполнения контуров плавного непрерывного перехода для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, различными и неравномерными. Следует понимать, что под плавностью перехода имеется в виду отсутствие каких-либо точек перегиба или локальных экстремумов на кривой контура перехода, а под непрерывностью перехода – то, что он продолжается по всей длине сквозного отверстия, и любые две точки на кривой контура перехода расположены на различном расстоянии от центральной оси отверстия.
Также было обнаружено, что полезный эффект усиливается в том случае, когда указанные пересекающиеся плоскости проходят через большую и малую оси овала, и контур перехода для по меньшей одной из большой и малой оси овала соответствует контуру Витошинского. А наибольший полезный эффект проявляется при выполнении каждого из двух различных контуров перехода для большой и малой оси овала по контуру Витошинского.
Следует понимать, что в этом случае контуры перехода от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению образованы линией пересечения поверхности стенки сквозного отверстия и плоскости, содержащей центральную ось сквозного отверстия и проходящей через соответствующую ось овала. Указанные контуры перехода для каждой из осей являются неравномерными, причем неравномерность является различной для каждой из осей.
Например, точка на контуре, соответствующем большой оси овала, быстрее переходит из своего положения на окружности у впуска сквозного канала в свое положение на овале у выпуска сквозного канала, чем точка на контуре, соответствующем малой оси овала. Или наоборот, например, точка на контуре, соответствующем малой оси овала, быстрее переходит из своего положения на окружности у впуска сквозного канала в свое положение на овале у выпуска сквозного канала, чем точка на контуре, соответствующем большой оси овала. Возможны и другие варианты, при которых обеспечивается различная неравномерность контура большой и малой осей овала.
Таким образом, в одном из вариантов изобретения предложена насадка, в которой указанные пересекающиеся плоскости проходят через большую и малую оси овала, и контур перехода для по меньшей одной из большой и малой оси овала соответствует контуру Витошинского.
В одном из вариантов предложена насадка, в которой скошенные стенки сопла образуют угол от 20° до 70°, предпочтительно, 45°.
В одном из вариантов предложена насадка, в которой корпус выполнен в виде усеченного конуса или усеченной четырехгранной пирамиды.
В одном из вариантов предложена насадка, содержащая пластинчатые выступы, выполненные за одно целое с корпусом и расположенные друг напротив друга, причем пластинчатые выступы продолжаются от корпуса в направлении распыла на высоту, при которой факел распыла ограничен углом от 20° до 70°, предпочтительно, 45°, причем угол измерен в плоскости, перпендикулярной основанию насадки и содержащей малую ось овала.
В одном из вариантов предложена насадка, в которой корпус содержит основание, выполненное в виде лепестков, продолжающихся от корпуса и расположенных в одной плоскости напротив друг друга.
В одном из вариантов предложена насадка, дополнительно содержащая крепежное средство, выполненное в виде стержня, на свободном конце которого расположены стреловидный наконечник и упор.
В дополнительных аспектах изобретения предложены распылительное устройство, содержащее описанную выше распылительную насадку, причем распылительная насадка жестко закреплена на или выполнена за одно целое с распылительным устройством, а также комплект распылительных насадок, соединенных друг с другом посредством разрушаемого соединения, а разрушаемое соединение содержит крепежное средство, выполненное в виде стержня, на свободном конце которого расположены стреловидный наконечник и упор.
Кроме того, предложен способ нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность, включающий в себя этапы, на которых:
закрепляют распылительную насадку на средстве распыления текучей среды, присоединяемом к баллону с текучей средой, подлежащей нанесению,
наносят текучую среду, выпускаемую из баллона, на обрабатываемую поверхность, причем при нанесении текучая среда проходит через сквозное отверстие в распылительной насадке, которое выполнено с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия.
Следует понимать, что в каждом из дополнительных аспектов изобретения также обеспечивается описанный выше технический результат, т.к. в каждом их них используется насадка, в которой сквозное отверстие выполнено с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, что обеспечивает уменьшение налипания распыляемой текучей среды на внутренних стенках сквозного отверстия, а также более качественное и равномерное нанесение распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность.
В последующем описании показаны и более подробно описаны варианты осуществления предложенного изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение поясняется на фигурах чертежей, на которых:
На фиг.1 показан вид сверху распылительной насадки по настоящему изобретению в одном из предпочтительных вариантов осуществления.
На фиг.2 показана распылительная насадка в разрезе на виде А-А по фиг.1.
На фиг.3 показана распылительная насадка в разрезе на виде Б-Б по фиг.1.
На фиг.4 показана распылительная насадка по настоящему изобретению в одном из дополнительных вариантов осуществления.
На фиг.5 показан расчетный контур перехода для большой оси овала в одном из предпочтительных вариантов осуществления.
На фиг.6 показан расчетный контур перехода для малой оси овала в одном из предпочтительных вариантов осуществления.
На фиг.7 показан комплект распылительных насадок по одному из дополнительных аспектов изобретения.
На фиг.8 показано распылительное устройство с установленной распылительной насадкой по одному из дополнительных аспектов изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам и средствам, предназначенным для распыления текучих сред, например, хранимых под давлением в емкости, в частности, к распылительной насадке, которая может быть использована для мелкодисперсного распыления текучей среды на поверхность. Настоящее изобретение может быть использовано совместно с уже известными или только разрабатываемыми в настоящее время устройствами и средствами для выдачи текучей среды из герметичного контейнера, например, баллона, находящегося под давлением. Такие устройства и средства, а вместе с ними и настоящее изобретение могут быть использованы, например, при выполнении работ по герметизации, уплотнению стыков строительных конструкций, утеплению или покраске стен, полов и потолков, а также иных работ, в которых требуется нанесение или распыление текучей среды. В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение может быть использовано для распыления полимерного материала, находящегося под давлением в баллоне или любой другой подходящей емкости, при проведении строительно-монтажных работ.
Далее со ссылкой на фиг. 1-8 чертежей будет более подробно описан предпочтительный вариант осуществления распылительной насадки по настоящему изобретению, а также его возможные модификации и применения.
На фиг.1 показан вид сверху распылительной насадки по настоящему изобретению в одном из предпочтительных вариантов осуществления. На фиг.2 показана распылительная насадка в разрезе на виде А-А по фиг.1. На фиг.3 показана распылительная насадка в разрезе на виде Б-Б по фиг.1.
В соответствии с первым аспектом изобретения предложена распылительная насадка 1, содержащая корпус 2 с полостью 4 и сквозным отверстием 3, сообщающимся с полостью 4 и на выпуске 31 которого выполнено сопло в форме овала со скошенными стенками, расширяющимися в сторону выхода распыляемой среды, при этом сквозное отверстие 3 выполнено с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами 33, 34 для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия.
Благодаря выполнению распылительной насадки 1 с описанной геометрией сквозного отверстия 3 обеспечивается технический результат, состоящий в существенном уменьшении налипания (вплоть до полного его исключения) распыляемой текучей среды на внутренних стенках сквозного отверстия 3, более того обеспечивается более качественное и равномерное нанесение распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность за счет исключения зон застоя текучей среды, уменьшения потерь напора текучей среды при прохождении сквозного отверстия, выравнивания поля скоростей на выходе из сопла, обеспечения большей равномерности потока текучей среды в сквозном отверстии 3 распылительной насадки 1.
Неожиданно было обнаружено, что выполнение сквозного отверстия 3 распылительной насадки 1 с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами 33, 34 для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, способствует лучшему отведению излишков газа большого давления, а также препятствует удалению углеводородных вспенивателей из потока текучей среды за счет более эффективного перемешивания потока текучей среды, проходящего вдоль стенок сквозного отверстия 3, выполненного с двумя различными неравномерными контурами 33, 34 для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, что в лучшей степени устраняет эффект налипания текучей среды внутри насадки 1 в случае снижения напора текучей среды при падении давления внутри баллона вследствие его постепенного опустошения, и в целом способствует увеличению срока службы такой насадки и эффективности ее использования при нанесении распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность.
Было обнаружено, что для проявления полезного эффекта изобретения достаточно выполнения контуров 33, 34 перехода для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, различными и неравномерными. Предпочтительно, выполнение насадки, в которой указанные пересекающиеся плоскости проходят через большую и малую оси овала. Еще более предпочтительно, выполнение насадки, в которой для любых двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия, контуры перехода являются различными и неравномерными. Кроме того, специалисту в области техники должно быть понятно, что эллипс является частным случаем овала.
Следует понимать, что в упомянутом предпочтительном варианте осуществления контуры 33, 34 перехода от круглого поперечного сечения (на впуске 32 сквозного отверстия 3) к овальному поперечному сечению (на выпуске 31 сквозного отверстия 3) образованы линией пересечения поверхности стенки сквозного отверстия 3 и плоскости, содержащей центральную ось 35 сквозного отверстия 3 и проходящей через соответствующую ось овала. В общем случае центральная ось 35 сквозного отверстия 3 и центральная ось 45 полости 4 совпадают друг с другом и с осью симметрии распылительной насадки 1 в целом. Ось симметрии распылительной насадки образована взаимно перпендикулярными плоскостями А-А и Б-Б, разделяющими насадку 1 на две половины.
Указанные контуры 33, 34 перехода для каждой из осей являются неравномерными, причем неравномерность является различной для каждой из осей. Например, точка на контуре, соответствующем большой оси овала, быстрее переходит из своего положения на окружности у впуска сквозного канала в свое положение на овале у выпуска сквозного канала, чем точка на контуре, соответствующем малой оси овала. Или наоборот, например, точка на контуре 34, соответствующем малой оси овала, быстрее переходит из своего положения на окружности у впуска 32 сквозного канала 3 в свое положение на овале у выпуска 31 сквозного канала 3, чем точка на контуре 33, соответствующем большой оси овала. Возможны и другие варианты, при которых обеспечивается различная неравномерность контура большой и малой осей овала.
Также было обнаружено, что полезный эффект усиливается в случае выполнения по меньшей мере одного из контуров 33, 34 перехода, например, для большой и малой оси овала по контуру Витошинского. А наибольший полезный эффект проявляется при выполнении каждого из двух различных контуров 33, 34 перехода для большой и малой оси овала по контуру Витошинского.
Контур Витошинского описывается следующим выражением:
Здесь r(x) – значение радиуса сквозного отверстия на координате х, r0 – радиус сечения сквозного отверстия на выпуске, rF – радиус сечения сквозного отверстия на впуске, x – координата по оси сквозного отверстия (начало координат соответствует впуску сквозного отверстия), 
В качестве примера, приведен расчет контуров по указанному выражению сквозного отверстия длиной lк, равной 4,5 мм (координата x изменяется от 0 мм до 4,5 мм, с шагом 0,5 мм), радиус сечения сквозного отверстия на выпуске r0 составляет 0,9 мм для малой оси овала и 1,25 мм для большой оси овала, радиус сечения сквозного отверстия на впуске равен rF = 1,55 мм. Расчет представлен в таблице ниже.
| x | r(x)б | r(x)м |
| 0 | 1.55 | 1.55 |
| 0.5 | 1.525672753 | 1.466212831 |
| 1 | 1.466450506 | 1.296815356 |
| 1.5 | 1.398758377 | 1.144666079 |
| 2 | 1.340990954 | 1.038226878 |
| 2.5 | 1.299385552 | 0.971269311 |
| 3 | 1.272998915 | 0.932196713 |
| 3.5 | 1.258332523 | 0.911477032 |
| 4 | 1.25168132 | 0.90229916 |
| 4.5 | 1.25 | 0.9 |
На фиг.5 показан расчетный контур перехода для большой оси овала в одном из предпочтительных вариантов осуществления. На фиг.6 показан расчетный контур перехода для малой оси овала в одном из предпочтительных вариантов осуществления. Следует понимать, что для распылительных насадок с иными размерами сквозного отверстия контуры перехода могут отличаться от представленных на фиг. 5 и 6.
Возвращаясь к фиг. 1-4, следует понимать, что на них показан предпочтительный вариант осуществления распылительной насадки, в которой контур перехода для по меньшей одной из большой и малой оси овала соответствует контуру Витошинского.
В предпочтительном варианте осуществления предложена распылительная насадка 1, в которой скошенные стенки сопла образуют угол б, который лучше всего виден на фиг. 2 и представляет собой угол, вершина которого лежит на линии пересечения плоскостей, проходящих через скошенные стенки сопла, а лучи лежат в этих плоскостях и плоскости, содержащей центральную ось сквозного отверстия и малую ось овала. Угол б составляет от 20° до 70°, и предпочтительно, 45°, что обеспечивает наиболее эффективное формирование факела распыла текучей среды.
Значение угла б в указанных диапазонах позволяет сформировать факел распыла, который обеспечивает наиболее качественное и равномерное нанесение распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность за счет равномерной концентрации распыляемой среды в центре факела распыла и на его периферии. Наибольшая равномерность концентрации распыляемой среды и стабильность потока в факеле распыла наблюдается при значениях угла б от 40° до 50°, предпочтительно, 45°.
При увеличении значения угла б более 70° происходит существенное расширение факела распыла, что приводит к большей неравномерности распыляемой среды и, как следствие, может привести к необходимости нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность с перекрытием, например, с повторным прохождением или повторным нанесением распыляемой среды на участки обрабатываемой поверхности. При уменьшении угла б менее 20° происходит существенное сужение факела распыла, что приводит к большей концентрации распыляемой среды в центре факела распыла и, как следствие, может также привести к необходимости нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность с перекрытием, более того, узкий сконцентрированный факел распыла способствует образованию большего количества брызг и быстрому загрязнению самой насадки, оператора и оборудования.
В предпочтительном варианте осуществления предложена распылительная насадка 1, содержащая пластинчатые выступы 5, выполненные за одно целое с корпусом 2 и расположенные друг напротив друга, причем пластинчатые выступы 5 продолжаются от корпуса 2 в направлении распыла на высоту, при которой факел распыла ограничен углом в, который лучше всего виден на фиг. 2 и представляет собой угол, вершина которого лежит на линии пересечения плоскостей, проходящих через скошенные стенки сопла, а лучи лежат в плоскости, содержащей центральную ось сквозного отверстия и малую ось овала, и проходят через край пластинчатых выступов. Угол в составляет от 20° до 70°, и предпочтительно, 45°, причем угол в измерен в плоскости, содержащей центральную ось 35 сквозного отверстия и малую ось овала.
Значение угла в в указанных диапазонах позволяет сформировать факел распыла, который обеспечивает наиболее качественное и равномерное нанесение распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность за счет равномерной концентрации распыляемой среды в центре факела распыла и на его периферии. Наибольшая равномерность концентрации распыляемой среды и стабильность потока в факеле распыла наблюдается при значениях угла в от 40° до 50°, предпочтительно, 45°.
При увеличении значения угла в более 70° происходит существенное расширение факела распыла, что приводит к большей неравномерности распыляемой среды и, как следствие, может привести к необходимости нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность с перекрытием, например, с повторным прохождением или повторным нанесением распыляемой среды на участки обрабатываемой поверхности. При уменьшении угла в менее 20° происходит существенное сужение факела распыла, что приводит к большей концентрации распыляемой среды в центре факела распыла и, как следствие, может также привести к необходимости нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность с перекрытием, более того, узкий сконцентрированный факел распыла способствует образованию большего количества брызг и быстрому загрязнению самой насадки, оператора и оборудования.
Наличие пластинчатых выступов 5 уменьшает загрязнения сопла на выпуске 31 сквозного отверстия 3 распыляемым полимерным материалом, а также способствует дополнительному направлению и формированию более устойчивого факела распыла, имеющего форму веерной струи. В предпочтительном варианте осуществления высота пластинчатых выступов выбирается такой, что углы б и в совпадают, как это показано на фиг. 2. Однако следует понимать, что это не ограничивающий вариант изобретения. Так например, высота пластинчатых выступов может быть выбрана таковой, что угол в будет меньше, чем угол б, тогда форма, в частности ширина, факела распыла в значительной степени будут определяться тем, насколько угол в меньше угла б. И наоборот, если высота пластинчатых выступов выбрана таковой, что угол в будет больше, чем угол б, тогда форма факела распыла в значительной степени будут зависеть от формы сопла и в целом контура сквозного отверстия.
В предпочтительном варианте осуществления предложена распылительная насадка 1, в которой корпус 2 выполнен в виде усеченного конуса или усеченной четырехгранной пирамиды (которая показана на фиг. 1-4). Однако возможны и другие формы корпуса 2 распылительной насадки 1, которые позволяют в ней выполнить полость 4, которая служит для размещения в ней конца распылительного устройства или иного средства распыления текучей среды, присоединяемого к емкости с текучей средой. Для этого на внутренней поверхности полости 4 могут быть предусмотрены кольцевые выступы, показанные на фиг.2-3, но не обозначенные, или иные элементы, например, канавки или резьба, способствующие более надежному закреплению насадки на распылительном устройстве.
Варианты закрепления насадки на таком распылительном устройстве будут описаны ниже, но следует понимать, что они могут включать в себя, например, посадку в натяг. При этом для полного размещения свободного конца распылительного устройства в полости 4 корпуса 2 с упором во внутреннюю торцевую поверхность 41 полости, так чтобы выпускное отверстие распылительного устройства по существу совместилось со впуском сквозного отверстия насадки, может возникнуть необходимость ее упереть в стену или пол. В таком случае наличие выступов 5 является предпочтительным для защиты сопла от повреждения. Также защитную функцию выступы 5 могут выполнять и при транспортировке насадки 1.
Следует понимать, что выполнение выступов 5 пластинчатыми предпочтительно для варианта осуществления насадки 1 с корпусом 2 в виде усеченной четырехгранной пирамиды. Для вариантов осуществления насадки с иной формой корпуса могут быть предпочтительны иные формы выступов. Например, для варианта насадки с корпусом в виде усеченного конуса выступы могут быть выполнены по существу закругленными, повторяя форму конуса.
Далее, следует понимать, что в корпусе 2 могут быть предусмотрены дополнительные элементы, например, выемки или полости на внешней части корпуса 2. Например, в верхней части корпуса 2 могут быть выполнены выемки, одна из таких выемок обозначена позицией 21 на фиг. 3. Выемка 21 представляет собой незамкнутую полость или область корпуса насадки, свободную от материала, из которого изготовлена насадка. Благодаря наличию такой выемки уменьшается количество материала, необходимого для производства одной насадки.
В предпочтительном варианте осуществления предложена распылительная насадка 1, в которой корпус 2 содержит основание 6, выполненное в виде лепестков 61, 62, продолжающихся от корпуса 2 и расположенных в одной плоскости напротив друг друга. Лепестки 61, 62 предназначены для обеспечения упора пальцев рук пользователя и могут быть выполнены с противоскользящей поверхностью.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-4 насадка 1 выполнена с основанием 6 в виде двух лепестков 61 и 62, выполненных в виде трапеции, заостренные концы которых противоположно направлены, что способствует быстрой ориентации насадки при ее размещении на распылительном устройстве. При этом следует понимать, что возможно выполнение лепестков другой формы, например, прямоугольной, полукруглой, с выемками, отверстиями и пр. Также следует понимать, что возможно выполнение другого количества лепестков, например, трех, четырех и более, что будет способствовать более быстрому и надежному закреплению насадки на распылительном устройстве благодаря возможности приложить большее усилие пальцев рук при ее размещении на распылительном устройстве.
Как показано на фиг. 4, в предпочтительном варианте осуществления предложена распылительная насадка 1, дополнительно содержащая крепежное средство 7, выполненное в виде стержня, на свободном конце которого расположены стреловидный наконечник 71 и упор 72, которые продеваются через отверстие и во время транспортировки препятствуют непроизвольному удалению крепежного средства вместе с насадкой из отверстия, например, выполненного на пистолете, на баллоне или его части. Предпочтительно, стержень крепежного средства 7 выполнен изогнутым, что способствует более компактному размещению насадки при ее транспортировке.
С обращением к фиг. 7, следует понимать, что настоящее изобретение также относится к комплекту распылительных насадок, соединенных друг с другом посредством разрушаемого соединения 73, причем каждая насадка по существу выполнена в соответствии с первым аспектом изобретения, а разрушаемое соединение содержит крепежное средство 7, выполненное в виде стержня, на свободном конце которого расположены стреловидный наконечник 71 и упор 72. Следует понимать, что насадки в комплекте могут быть идентичными друг другу, но могут быть и различными. Например, насадки в комплекте могут иметь различный диаметр полости 4, которая используется для закрепления насадки на распылительном устройстве. Дополнительно, хотя на фиг. 7 и показан вариант, в котором комплект насадок содержит две насадки, следует понимать, что возможен вариант осуществления, в котором три и более насадок соединены друг с другом посредством разрушаемого соединения 73.
С обращением в целом к аспектам изобретения по фиг. 4 и 7, следует понимать, что возможны и иные варианты выполнения крепежного средства 7, которое, например, может быть по существу прямым, а на свободном конце содержать крепежный элемент в виде кольца или крестика.
Специалисту будет понятно, что производство распылительной насадки в соответствии с изобретением предъявляет повышенные требования к оборудованию для ее изготовления. Но в целом распылительная насадка в соответствии с изобретением может быть изготовлена на стандартном оборудовании, например, посредством процесса литья под давлением, поскольку для производства можно использовать полимерный материал или, в качестве альтернативы, металлические или керамические материалы.
В качестве неограничивающего примера ниже приведено описание процесса изготовления распылительной насадки в соответствии с изобретением по технологии литья под давлением, цикл которого включает в себя этапы, на которых:
- на первом этапе, гранулы термопластичного полимера (например, полиэтилена высокого давления - ПВД) подвергают сушке, чтобы материал соответствовал требованиям по содержанию влаги; и далее
- гранулы термопластичного полимера смешивают с другими технологическими компонентами, например, красителями, светостабилизаторами и т.п.;
- смешанный материал засыпают в приемный бункер литьевого оборудования;
- устанавливают в литьевое оборудование литьевую форму для изделия;
- устанавливают рабочий режим литьевого оборудования и регулируют объем и давление подачи материала;
- смешанный материал подают в шнек для расплавки, и посредством поршня нагнетают (впрыскивают) расплав смешанного материала (пластифицированный материал) в литьевую форму под высоким давлением;
- расплав застывает (или отверждается, в случае использования реактопластов) в форме с образованием готового изделия;
- после завершения процесса затвердевания (отверждения) пластмассы литьевую форму размыкают и готовое изделие удаляют из нее;
- далее цикл литья под давлением повторяют, при необходимости, регулируют технологические параметры литья под давлением, например: температуру формы, температуры сушки и пластификации термопластичного материала, удельное давление литья и продолжительность этапов цикла.
Следует понимать, что описанный выше способ изготовления распылительной насадки также применим и для изготовления распылительного устройства, которое будет более подробно описано ниже.
В дополнительном аспекте изобретения предложено распылительное устройство 8, показанное на фиг. 8, которое содержит описанную выше распылительную насадку 1, причем распылительная насадка 1 жестко закреплена на или выполнена за одно целое с распылительным устройством. Для жесткого закрепления насадки могут использоваться различные виды соединения, включая, например, посадку в натяг, клеевое соединение, пайка или резьбовое соединение. В любом случае, полость 4 насадки 1 может содержать дополнительные элементы для более надежной фиксации насадки на свободном конце ствола распылительного устройства, например, канавки или выступы, резьбу. В свою очередь, свободный конец ствола 86 распылительного устройства 8 может быть выполнен с дополнительными элементами для более надежной фиксации насадки, например, ответные выступы или канавки, резьбу.
В другом варианте осуществления распылительного устройства оно может содержать распылительную насадку, выполненную за одно целое с распылительным устройством. Следует понимать, что в этом случае для изготовления распылительного устройства применимы описанные выше материалы и способы изготовления насадок.
Что касается в целом распылительного устройства, то его конструкция может соответствовать в целом конструкции любого подходящего известного распылительного устройства, такого как, например, пистолет-распылитель по патенту RU 2662327 (МПК B65D 83/14, опубл. 26.07.2018). Соответственно, предложенное распылительное устройство содержит рукоятку 81, спусковой курок 89, ствол 86, переходник 85, причем распылительное устройство выполнено из упругого материала, переходник выполнен с резьбой, а конец ствола со стороны рукоятки выполнен с элементом, предназначенным для взаимодействия с клапаном герметичного контейнера, и соединен со спусковым курком. В отличии от известного устройства, настоящее изобретение характеризуется тем, что распылительное устройство 8, показанное на фиг. 8, содержит распылительную насадку 1, в которой сквозное отверстие выполнено с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия.
В дополнительных вариантах осуществления предложено распылительное устройство, в котором переходник 85 соединен с рукояткой, а само устройство снабжено элементом жесткости 82, соединяющим рукоятку, переходник и ствол. Дополнительно может быть предусмотрена петля 84 для подвешивания устройства или отверстие (не показано) для закрепления насадки посредством крепежного средства при транспортировке изделия.
Далее со ссылкой на еще один аспект изобретения будет описан способ нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность, поясняющий работу предложенного устройства. В предпочтительном варианте осуществления предложен способ, включающий в себя этапы, на которых закрепляют распылительную насадку по первому аспекту изобретения на средстве распыления текучей среды, присоединяемом к баллону с текучей средой, подлежащей нанесению, затем наносят текучую среду, выпускаемую из баллона, на обрабатываемую поверхность, причем при нанесении текучая среда проходит через сквозное отверстие в распылительной насадке, которое выполнено с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия.
При использовании предложенной насадки в описанном выше способе в значительной степени уменьшается эффект налипания текучей среды внутри насадки, вплоть до полного его исключения. Это особенно полезно в случае снижения напора текучей среды при падении давления внутри баллона вследствие его постепенного опустошения, и в целом способствует увеличению срока службы такой насадки и эффективности ее использования при нанесении распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность.
Более того, при осуществлении предложенного способа обеспечивается лучшее отведение излишков газа большого давления, а также предотвращается удаление углеводородных вспенивателей из потока текучей среды за счет более эффективного перемешивания потока текучей среды, проходящего вдоль стенок сквозного отверстия, выполненного с двумя различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия.
Следует понимать, что способ может быть модифицирован в зависимости от того, какое средство нанесения текучей среды используют. В предпочтительном варианте осуществления, в качестве такого средства может выступать описанное выше распылительное устройство. Причем в случае использования распылительного устройства, содержащего распылительную насадку, выполненную за одно целое с ним, будет достаточно закрепить распылительное устройство на баллоне и осуществить этап нанесения в соответствии с описанным выше способом. В дополнительном варианте осуществления, может быть использована распылительная насадка из комплекта распылительных насадок, описанных выше, в этом случае предварительно разрушают разрушаемое соединение для отсоединения одной из насадок. В предпочтительном варианте осуществления, разрушаемое соединение выполнено из того же материала, что и сами насадки, например, упругого полимерного материала, соответственно, соединение может быть разрушено приложением значительного разрывного усилия, например, руками пользователя, или с использованием механических средств, как например, нож или ножницы.
Посредством предложенного способа обеспечивается возможность быстрого и равномерного нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность.
Следует понимать, что в каждом из аспектов изобретения обеспечивается технический результат, состоящий в существенном уменьшении налипания (вплоть до полного его исключения) распыляемой текучей среды на внутренних стенках сквозного отверстия, которое в наиболее распространенных известных устройствах выполнялось ступенчатым или иной формы с резким переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, более того обеспечивается более качественное и равномерное нанесение распыляемой текучей среды на обрабатываемую поверхность за счет исключения зон застоя текучей среды, уменьшения потерь напора текучей среды при прохождении сквозного отверстия, выравнивания поля скоростей на выходе из сопла, обеспечения большей равномерности потока текучей среды в сквозном отверстии распылительной насадки.
В приведенном выше описании показаны и подробно описаны предпочтительные варианты осуществления предложенного изобретения во всех его аспектах. Представленные примеры следует рассматривать в качестве иллюстративных, нежели ограничивающих объем притязаний, определяемый последующей формулой изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 – насадка
2 – корпус
21 - выемка
3 – сквозное отверстие
31 – выпуск сквозного отверстия
32 – впуск сквозного отверстия
33 – контур перехода для большой оси
34 – контур перехода для малой оси
35 – центральная ось сквозного отверстия
4 – полость
41 – внутренняя торцевая поверхность полости
45 – центральная ось полости
5 – выступы
6 – основание
61, 62 – лепестки
7 – крепежное средство
71 – наконечник
72 – упор
73 – разрушаемое соединение
8 – распылительное устройство
81 – рукоятка
82 – элемент жесткости
84 – петля
85 – переходник
86 – ствол
89 – курок
б – угол, образованный скошенными стенками сопла
в – угол факела распыла
1. Распылительная насадка, содержащая:
корпус с полостью и сквозным отверстием, сообщающимся с полостью и на выпуске которого выполнено сопло в форме овала со скошенными стенками, расширяющимися в сторону выхода распыляемой среды,
при этом сквозное отверстие выполнено с плавным непрерывным переходом, которое продолжается по всей длине сквозного отверстия от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия,
причем указанные пересекающиеся плоскости проходят через большую и малую оси овала и контур перехода для каждой из большой и малой оси овала соответствует контуру Витошинского.
2. Насадка по п. 1, в которой скошенные стенки сопла образуют угол от 20° до 70°, предпочтительно 45°.
3. Насадка по п. 1, в которой корпус выполнен в виде усеченного конуса или усеченной четырехгранной пирамиды.
4. Насадка по п. 1, содержащая пластинчатые выступы, выполненные за одно целое с корпусом и расположенные напротив друг друга, причем пластинчатые выступы продолжаются от корпуса в направлении распыла на высоту, при которой факел распыла ограничен углом от 20° до 70°, предпочтительно 45°, причем угол измерен в плоскости, содержащей центральную ось сквозного отверстия и малую ось овала.
5. Насадка по п. 1, в которой корпус содержит основание, выполненное в виде лепестков, продолжающихся от корпуса и расположенных в одной плоскости напротив друг друга.
6. Насадка по любому из пп. 1-5, дополнительно содержащая крепежное средство, выполненное в виде стержня, на свободном конце которого расположены стреловидный наконечник и упор.
7. Распылительное устройство, содержащее распылительную насадку по любому из пп.1-6, причем распылительная насадка жестко закреплена на или выполнена за одно целое с распылительным устройством.
8. Комплект распылительных насадок, соединенных друг с другом посредством разрушаемого соединения, причем каждая насадка выполнена по любому из пп.1-5, а разрушаемое соединение содержит крепежное средство, выполненное в виде стержня, на свободном конце которого расположены стреловидный наконечник и упор.
9. Способ нанесения текучей среды на обрабатываемую поверхность, включающий в себя этапы, на которых:
закрепляют распылительную насадку по любому из пп. 1-6 на средстве распыления текучей среды, присоединяемом к баллону с текучей средой, подлежащей нанесению,
наносят текучую среду, выпускаемую из баллона, на обрабатываемую поверхность, причем при нанесении текучая среда проходит через сквозное отверстие в распылительной насадке, которое выполнено с плавным непрерывным переходом от круглого поперечного сечения к овальному поперечному сечению, причем контур перехода образован различными неравномерными контурами для двух пересекающихся плоскостей, линия пересечения которых совпадает с центральной осью сквозного отверстия.
