Устройство для нанесения покрытия - RU2481899C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к устройству для нанесения покрытия, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Такие устройства для нанесения покрытия известны. Часто на внутренние поверхности полых тел наносят покрытие с помощью распыленной текучей среды, при этом полое тело удерживают отверстием над распылительным соплом. Распылительное сопло распыляет текучую среду и создает тем самым аэрозоль, т.е. смесь из пропеллента, например воздуха, и из образованных из текучей среды взвешенных частиц или, соответственно, капелек текучей среды. Этот аэрозоль вдувают через отверстие в полое тело, после чего содержащиеся в нем капельки текучей среды могут оседать на внутренней стороне полого тела. При этом распыление текучей среды с помощью сопла имеет решающее значение для равномерного распределения капелек текучей среды на внутренней стороне полого тела, что часто не удается.

Поэтому задачей изобретения является создание устройства для нанесения покрытия с указанными в пункте 1 формулы изобретения признаками, которое обеспечивает возможность равномерного распределения распыляемой текучей среды на внутренней стороне полого тела, в частности, за счет улучшенного распыления текучей среды.

Для решения этой задачи предлагается устройство для нанесения покрытия, которое имеет указанные в пункте 1 формулы изобретения признаки. Оно характеризуется тем, что содержит по меньшей мере одну окружающую канал распыления распылительную трубу, предназначенную для ввода находящегося под давлением пропеллента для распыления нераспыленной текучей среды и имеющую по меньшей мере одно выходное отверстие. Оно содержит по меньшей мере одну полую иглу для нераспыленной текучей среды, которая имеет одно выпускное отверстие, взаимодействует с распылительным каналом и расположена, по существу, коаксиально ему, при этом распылительная труба и полая игла образуют систему Вентури. Таким образом, подаваемый под давлением пропеллент вводится в распылительную трубу или, соответственно, в расположенный в ней распылительный канал. Нераспыленная текучая среда подается через полую иглу, которая взаимодействует с распылительным каналом. Это означает, что нераспыленная текучая среда распыляется за счет взаимодействия распылительного канала и полой иглы. Это достигается, по существу, за счет протекающего через распылительную трубу или, соответственно, распылительный канал пропеллента. При этом может быть предусмотрено любое соотношение количества нераспыленной текучей среды и пропеллента, однако в устройство для нанесения покрытия предпочтительно вводится больше пропеллента, чем текучей среды. Нераспыленная текучая среда выходит через выпускное отверстие полой иглы. Выпускное отверстие расположено так, что за счет взаимодействия полой иглы и распылительного канала текучая среда распыляется. Полая игла расположена, по существу, коаксиально распылительному каналу. Поэтому устройство для нанесения покрытия может быть выполнено чрезвычайно тонким и иметь, в частности, небольшое поперечное сечение. За счет распыления текучей среды создается аэрозоль, т.е. смесь из пропеллента и распыленной текучей среды или, соответственно, капелек текучей среды. Аэрозоль проходит через распылительную трубу до выходного отверстия и может выходить из распылительной трубы. Выходное отверстие распылительной трубы расположено так, что обеспечивается очень равномерное распределение распыленной текучей среды на внутренней стороне полого тела.

Устройство для нанесения покрытия характеризуется тем, что распылительная труба и полая игла образуют систему Вентури. Это означает, что имеется система в соответствии с соплом Вентури или, соответственно, трубкой Вентури. Таким образом, выпускное отверстие полой иглы расположено в зоне самого узкого поперечного сечения распылительной трубы, или полая игла образует это самое узкое поперечное сечение вместе с распылительной трубой. При этом указанное поперечное сечение может образовывать также лишь одну зону самого узкого поперечного сечения или локально самое узкое поперечное сечение, соответственно, одну зону его. Это не означает, что зона системы Вентури в целом должна образовывать самое узкое поперечное сечение, в частности, распылительной трубы.

В зоне системы Вентури имеется высокая скорость течения пропеллента. Поток пропеллента вырывает нераспыленную текучую среду через выпускное отверстие из полой иглы, то есть имеется импульсный обмен между пропеллентом и нераспыленной текучей средой. За счет этого нераспыленная текучая среда ускоряется. За счет ускорения и тем самым более высокой скорости возникает разрежение, которое оказывает всасывающее действие на нераспыленную текучую среду. За счет этого давление, которое необходимо для подачи нераспыленной текучей среды через полую иглу, может быть меньше имеющегося в зоне системы Вентури давления. После системы Вентури, т.е. ниже в направлении потока аэрозоля, можно снова замедлять текучую среду, например, за счет расширения поперечного сечения. Предусмотрено, что в распылительном канале или, соответственно, в распылительной трубе имеется непрерывный поток пропеллента, и через полую иглу подается непрерывный поток нераспыленной текучей среды. При выходе смешанной с пропеллентом распыленной текучей среды, т.е. аэрозоля, после системы Вентури через выходное отверстие распылительной трубы, аэрозоль расширяется до окружающего давления. Во время происходящего при этом процесса расширения в зоне выходного отверстия может достигаться очень высокая скорость потока аэрозоля. В частности, частицы распыленной текучей среды могут ускоряться вплоть до сверхзвукового диапазона. С помощью устройства нанесения покрытия согласно изобретению можно достигать очень хорошего смешивания пропеллента и распыленной текучей среды, в частности, получать очень мелкие капельки текучей среды. В соединении с очень большой выходной скоростью аэрозоля при выходе из выходного отверстия может достигаться значительно улучшенная гомогенность распределения капелек текучей среды на внутренней поверхности полого тела.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что полая игла расположена по меньшей мере частично в распылительном канале. Это означает, что полая игла проходит частично в распылительном канале или, соответственно, через распылительную трубу. Выпускное отверстие полой иглы может быть также предусмотрено в распылительном канале. В этом случае система Вентури реализована в распылительном канале. Может быть также предусмотрено, что полая игла хотя и проходит внутри распылительного канала, однако система Вентури предусмотрена не в распылительном канале. Предпочтительно, полая игла проходит по центру в распылительном канале.

В одной модификации изобретения предусмотрено сужение распылительного канала. Таким образом, распылительный канал имеет сужение своего поперечного сечения. Сужение может быть предусмотрено, например, для ускорения пропеллента в зоне системы Вентури и понижения тем самым статического давления. В этом случае сужение образует часть системы Вентури тем, что оно по меньшей мере на некоторых участках образует самое узкое поперечное сечение. Может быть предусмотрено также несколько сужений, в частности, может происходить общее сужение распылительного канала на нескольких участках.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что выпускное отверстие полой иглы расположено в зоне сужения. При этом выпускное отверстие может быть расположено в зоне как выше, так и ниже по потоку сужения. Предпочтительно, распылительная труба и расположенное в зоне сужения выпускное отверстие полой иглы образуют систему Вентури.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что указанное, по меньшей мере, одно выпускное отверстие предусмотрено в зоне выходного отверстия. Таким образом, выпускное отверстие расположено в зоне, которая относительно всей длины распылительной трубы или, соответственно, распылительного канала, лежит вблизи выходного отверстия. Таким образом, можно использовать высокую скорость потока аэрозоля в зоне системы Вентури для осуществления нанесения покрытия на внутреннюю сторону полого тела с помощью распыленной текучей среды. В частности, нет необходимости в дополнительных конструктивных мерах для дополнительного повышения скорости потока аэрозоля. Вместо этого по потоку после системы Вентури может быть предусмотрен диффузор, который обеспечивает замедление скорости потока, а также еще более эффективное распыление текучей среды.

В одной модификации изобретения указанное по меньшей мере одно выходное отверстие предусмотрено на передней стороне распылительной трубы. Это означает, что выходное отверстие выполнено в лежащей по потоку наиболее удаленно зоне устройства для нанесения покрытия. Выходное отверстие соединяет распылительный канал по текучей среде с окружающей средой. Таким образом, протекающий через распылительную трубу или, соответственно, распылительный канал пропеллент и/или аэрозоль могут выходить через выходное отверстие. Предпочтительно аэрозоль или, соответственно, распыленная текучая среда выходят через выходное отверстие, по существу, в осевом направлении распылительной трубы или, соответственно, в расположенном в осевом направлении выходном конусе.

В одной модификации изобретения указанное по меньшей мере одно выходное отверстие предусмотрено в наружной стенке распылительной трубы. При этом выход аэрозоля может происходить в радиальном направлении распылительной трубы. Однако аэрозоль может выходить также под углом к этому радиальному направлению.

В одной модификации изобретения предусмотрено по меньшей мере два выходных отверстия, которые предусмотрены в наружной стенке распылительной трубы и которые распределены по периметру распылительной трубы, в частности, расположены диаметрально противоположно друг другу. За счет распределения выходных отверстий по периметру распылительной трубы можно оказывать влияние на распределение выходящего через выходные отверстия аэрозоля на внутренней стороне полого тела. Например, в зонах внутренней стороны могут быть предусмотрены большие или меньшие количества аэрозоля для покрытия. Для этой цели выходные отверстия могут быть распределены неравномерно по окружности распылительной трубы. Возможно также равномерное, в частности, диаметрально противоположное расположение выходных отверстий. Например, может быть предусмотрено улучшение равномерности покрытия внутренней стороны полого тела за счет достаточно большого количества выходных отверстий.

В одной модификации изобретения предусмотрена возможность перемещения по меньшей мере одного выходного отверстия по меньшей мере вдоль части осевой длины внутренней стороны полого тела с помощью перемещающего устройства. Предусмотрена также возможность расположения выходного отверстия в различных положениях внутри полого тела. Это означает, в частности, что устройство нанесения покрытия или, соответственно, распылительная труба вводится по меньшей мере частично в полое тело. Предпочтительно предусмотрено, что выходное отверстие перемещается внутри полого тела во время процесса нанесения покрытия. При этом возможно перемещение либо в полое тело, либо из полого тела. В последнем случае выходное отверстие приводится сначала в осевое положение внутри полого тела, которое противоположно отверстию, через которое происходит ввод по меньшей мере части распылительной трубы в полое тело. Затем начинается нанесение покрытия на внутреннюю сторону полого тела, и во время процесса нанесения покрытия выходное отверстие перемещается к отверстию полого тела. Предпочтительно перемещение выходного отверстия происходит во время процесса нанесения покрытия с равномерной скоростью.

При перемещении выходное отверстие распылительной трубы во время процесса нанесения покрытия имеет в большой зоне одинаковое расстояние до внутренней стороны полого тела. Таким образом, достигается особенно равномерное покрытие внутренней стороны полого тела. Перемещение выходного отверстия может достигаться, например, за счет перемещения распылительной трубы относительно полого тела или за счет перемещения полого тела относительно распылительной трубы. Для обеспечения возможности ввода выходного отверстия также в стройные полые тела необходимо, чтобы устройство нанесения покрытия, соответственно, часть устройства нанесения покрытия, которая вводится в полое тело, например, распылительная труба, имела небольшое поперечное сечение. Это достигается, как указывалось выше, за счет применения системы Вентури, которая реализует необходимую для нанесение покрытия на внутреннюю сторону полого тела функцию на очень небольшом пространстве. За счет достигаемой с помощью системы Вентури высокой выходной скорости аэрозоля из выходного отверстия, нет необходимости в перемещении выходного отверстия по всей зоне подлежащей покрытию внутренней стороны полого тела. Предпочтительно, зона, в которой происходит перемещение выходного отверстия, согласована с подлежащей покрытию зоной внутренней стороны полого тела и характеристикой распыления устройства нанесения покрытия. Под характеристикой распыления может пониматься, например, выходная скорость и/или характерная величина капелек распыляемой текучей среды. В это рассмотрение необходимо также включать свойства применяемой для покрытия текучей среды, например, ее вязкость.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что полое тело удерживается во время покрытия с помощью удерживающего приспособления. Полое тело захватывается, например, перед нанесением покрытия удерживающим приспособлением или вводится в удерживающее приспособление. Таким образом, обеспечивается стабильное, в частности, без колебаний удерживание полого тела во время нанесения покрытия. Полое тело удерживается во время нанесения покрытия удерживающим приспособлением и после процесса нанесения покрытия извлекается из него или, соответственно, отпускается удерживающим приспособлением. Предпочтительно, удерживающее приспособление выполнено в виде скоб. Это означает, что полое тело по меньшей мере местами (частично) охватывается удерживающим приспособлением, когда оно удерживается им.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что полое тело удерживается в удерживающем приспособлении за счет защелкивания или, соответственно, за счет зажимного действия. Предпочтительно предусмотрено, что полое тело зажимается в эластичной зоне удерживающего приспособления. Это означает, что полое тело вдавливается в удерживающее приспособление, при этом выполненная эластично зона удерживающего приспособления отступает. После позиционирования полого тела в удерживающем приспособлении деформированная зона перемещается за счет своего эластичного выполнения по меньшей мере, по существу, снова в свое первоначальное положение, за счет чего полое тело зажимается в удерживающем приспособлении. За счет указанного зажимного действия, полое тело удерживается в удерживающем приспособлении, в частности, без возможности сдвига в осевом направлении и/или в радиальном направлении (относительно удерживающего приспособления). Удерживание полого тела в удерживающем приспособлении за счет зажимного действия позволяет выполнять удерживающее приспособление без механически подвижных частей и тем самым чрезвычайно экономично. В качестве альтернативного решения, зажимное действие можно обеспечивать с помощью пружинной силы, действующей на выполненную подвижной, в частности, с возможностью поворота, зону удерживающего приспособления.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что полое тело удерживается с возможностью поворота и/или перемещения с помощью удерживающего приспособления. При этом предусмотрена, в частности, возможность латерального перемещения полого тела, т.е. в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси удерживающего приспособления. Независимо от возможности латерального перемещения, может быть также предусмотрена возможность перемещения полого тела в вертикальном направлении, т.е. параллельно вертикальной оси полого тела. Например, за счет вертикального перемещения полого тела с помощью удерживающего приспособления можно сдвигать или, соответственно, перемещать полое тело относительно выходного отверстия распылительной трубы. Удерживающее приспособление допускает также поворотное движение полого тела, в частности, вокруг вертикальной оси удерживающего приспособления. Может быть предусмотрено лишь поворотное или, соответственно, вращательное движение удерживающего приспособления вокруг вертикальной оси, в то время как поворотное или, соответственно, вращательное движение вокруг других осей предотвращается с помощью удерживающего приспособления.

В одной модификации изобретения предусмотрена возможность центрирования распылительной трубы в полом теле относительно продольной оси полого тела с помощью центрирующего устройства. Для обеспечения возможно более равномерного распределения распыляемой текучей среды на внутренней стороне полого тела, должно обеспечиваться остающееся постоянным расстояние распылительной трубы или, соответственно, его выходного отверстия от внутренней стороны полого тела. Это означает, в частности, что расстояние в радиальном направлении от выходного отверстия до внутренней стороны полого тела должно быть, по существу, одинаковым по периметру внутренней стороны. Центрирующее устройство обеспечивает расположение распылительной трубы посредине относительно продольной оси полого тела. Центрирование достигается либо посредством центрирования распылительной трубы относительно полого тела, либо посредством ориентации полого тела относительно распылительной трубы. Таким образом, происходит перемещение либо распылительной трубы, либо полого тела, с целью достижения среднего расположения распылительной трубы относительно продольной оси полого тела. Центрирование происходит предпочтительно с помощью механических средств, однако может осуществляться также с помощью соединенного с датчиками управляющего, соответственно, регулировочного блока, который может перемещать распылительную трубу и/или полое тело с помощью исполнительных механизмов.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что с помощью удерживающего приспособления продольная ось полого тела ориентирована, в частности осепараллельно, относительно оси центрирования центрирующего устройства. Таким образом, удерживающее приспособление можно использовать также для перемещения или поворота полого тела относительно центрирующего устройства. Предпочтительно удерживающее приспособление применяется для подачи полого тела в центрирующее устройство. При этом, в частности, предусмотрено, что продольная ось полого тела ориентирована параллельно оси центрирования центрирующего устройства. За счет этого достигается, что во время перемещения выходного отверстия в полом теле обеспечивается остающееся постоянным расстояние выходного отверстия или, соответственно, распылительной трубы до внутренней стороны полого тела. В качестве альтернативного решения, можно также перемещать центрирующее устройство относительно удерживающего приспособления, так что обеспечивается указанная ориентация.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что перемещающее устройство предусмотрено на центрирующем устройстве. Это означает, что перемещающее устройство и центрирующее устройство образуют один узел. Эта модификация имеет то преимущество, что не может происходить не преднамеренное перемещение центрирующего устройства относительно перемещающего устройства, поскольку предпочтительно выполнено механическое соединение между перемещающим устройством и центрирующим устройством.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что центрирующее устройство содержит по меньшей мере один центрирующий элемент, который имеет, по существу, имеющую форму усеченного конуса или форму конуса наружную поверхность. По меньшей мере один центрирующий элемент задает по меньшей мере в некоторых зонах наружную поверхность центрирующего устройства. Наружная поверхность служит для центрирования полого тела. Предпочтительно, центрирующие элементы образуют имеющую, по существу, форму усеченного конуса или форму конуса наружную поверхность. Для этой цели центрирующие элементы могут иметь наклонное прохождение в радиальном направлении. Центрирующие элементы не должны образовывать непрерывную по периметру применяемую для центрирования полого тела зону наружной поверхности центрирующего устройства. Может быть, например, предусмотрено, что центрирующие элементы выступают из поверхности центрирующего устройства и тем самым задают наружную поверхность. При создании имеющей, по существу, форму усеченного конуса или форму конуса наружной поверхности нет необходимости в том, чтобы центрирующие элементы образовывали также основную поверхность или покрывную поверхность усеченного конуса, соответственно, конуса. Вместо этого может быть предусмотрено, что центрирующие элементы предусмотрены лишь в одной зоне образующей поверхности усеченного конуса или конуса.

В одной модификации изобретения предусмотрено по меньшей мере два, предпочтительно три центрирующих элемента, которые выполнены в виде распределенных по периметру центрирующего устройства центрирующих плеч. Центрирующие плечи перекрывают по меньшей мере в некоторых зонах, например, в радиальном направлении, радиальное поперечное сечение центрирующего устройства. Предпочтительно, центрирующие плечи или, соответственно, центрирующие элементы имеют наклонные поверхности, на которые опирается полое тело и тем самым центрируется. При этом центрирующие плечи предпочтительно равномерно распределены по периметру центрирующего устройства для достижения точного центрирования полого тела относительно центрирующего устройства. По этой же причине предусмотрено предпочтительно три центрирующих элемента.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что центрирующее устройство лежит, по существу, снаружи выходящего из выходного отверстия потока распыленной текучей среды. Это означает, что центрирующее устройство расположено относительно распылительной трубы так, что выходящий из выходного отверстия поток текучей среды, т.е. поток из аэрозоля, не может попадать на центрирующее устройство. Таким образом, не создается помех распределению аэрозоля на внутренней стороне полого тела. Возможно, что (распыленная) текучая среда может приходить в соприкосновение с центрирующим устройством, однако не непосредственно после выхода из выходного отверстия, соответственно, перед попаданием распыленной текучей среды на внутреннюю сторону полого тела.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что распылительная труба имеет длину, которая, по существу, соответствует осевой длине полого тела. Для обеспечения возможности равномерного покрытия возможно большей зоны внутренней стороны полого тела предусмотрена возможность перемещения выходного отверстия предпочтительно над возможно большей зоной полого тела. Для этой цели распылительная труба имеет примерно ту же длину, что и полое тело, в частности, осевую длину подлежащей покрытию зоны внутренней стороны полого тела.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что пропеллент является воздухом или азотом. Оба газа просты в обращении. Кроме того, они имеют низкую цену за счет наличия в больших количествах.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что текучая среда является полимером, в частности, силиконовым маслом или имеет полимер. В качестве альтернативного решения, наряду с полимером можно применять эмульсию, в которой содержится полимер, например, эмульсию силиконового масла.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что полое тело является шприцем или ампулой. Таким образом, особенно предпочтительно предусмотрено использование устройства нанесения покрытия для шприцев и/или ампул. Обе имеют небольшой диаметр по сравнению со своей длиной. Поэтому трудно выполнять, с одной стороны, посредством вдувания аэрозоля через отверстие полого тела равномерное покрытие внутренней стороны и, с другой стороны, перемещение устройства нанесения покрытия в полом теле вследствие небольшого диаметра полого тела. Эти проблемы решаются с помощью указанного выше устройства для нанесения покрытия. За счет применения системы Вентури можно реализовывать устройство нанесения покрытия с минимальной потребностью в пространстве, за счет чего обеспечивается возможность перемещения устройства нанесения покрытия или, соответственно, распылительной трубы в полом теле и тем самым равномерного покрытия внутренней стороны полого тела.

В одной модификации изобретения предусмотрено, что полое тело состоит из стекла.

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - разрез устройства для нанесения покрытия;

фиг.2 - часть устройства для нанесения покрытия в зоне выходного отверстия, в увеличенном масштабе;

фиг.3а - устройство для нанесения покрытия и подлежащее покрытию полое тело перед процессом центрирования и нанесения покрытия;

фиг.3b - устройство для нанесения покрытия и полое тело во время процесса центрирования; и

фиг.3с - устройство для нанесения покрытия с перемещенной в полое тело распылительной трубой после процесса центрирования и нанесения покрытия.

На фиг.1 показано устройство 1 нанесения покрытия, которое имеет базовый элемент 3 и распылительную трубу 5. Распылительная труба 5 имеет входное отверстие 7, а также выходное отверстие 9 для распыленной текучей среды или, соответственно, аэрозоля. В показанном примере как входное отверстие 7, так и выходное отверстие 9 расположены на концах распылительной трубы 5. Входное отверстие 7 и выходное отверстие 9 распылительной трубы 5 соединены с возможностью прохождения текучей среды с помощью распылительного канала 11, который проходит внутри распылительной трубы 5. Это означает, что входящая через входное отверстие 7 распылительную трубу 5 текучая среда протекает через распылительный канал 11, чтобы выходить на противоположной входному отверстию 7 стороне распылительной трубы 5 из выходного отверстия 9. Внутри распылительного канала 11 проходит по меньшей мере в некоторой зоне полая игла 13, которая расположена коаксиально относительно распылительного канала 11. Полая игла 13 имеет расположенное на передней стороне выпускное отверстие 15, которое предусмотрено в зоне выходного отверстия 9. С помощью полой иглы 13 обеспечивается снабжение устройства 1 нанесения покрытия нераспыленной текучей средой. В зоне выпускного отверстия 15 распылительная труба 5 или, соответственно, расположенный в ней распылительный канал 11 имеет сужение 17, в зоне которого уменьшается поперечное сечение распылительного канала 11 вплоть до выходного отверстия 9. Сужение 17 и выпускное отверстие 15 полой иглы 13 позиционированы относительно друг друга так, что распылительная труба 5 и полая игла 13 образуют систему 19 Вентури. В качестве системы 19 Вентури обозначена система, в которой выпускное отверстие 15 для нераспыленной текучей среды расположено в зоне 21, которая имеет локально самое небольшое поперечное сечение распылительного канала 11. В показанном на фиг.1 примере полая игла 13 образует вместе с сужением 17 зону 21, т.е. наружный диаметр полой иглы 13 уменьшает поперечное сечение распылительного канала 11 в соединении с сужением 17 до локально наименьшего поперечного сечения. Выпускное отверстие 15 также лежит в зоне 21.

В качестве альтернативного решения к расположению на передней стороне выходного отверстия 9 в распылительной трубе 5, по меньшей мере, одно выходное отверстие 9 может быть предусмотрено в наружной стенке 23 распылительной трубы 5 (не изображено). Например, в наружной стенке 23 могут быть предусмотрены по меньшей мере два выходных отверстия 9, при этом при одном предпочтительном расположении два выходных отверстия 9 лежат диаметрально противоположно друг другу. Однако возможно более двух, предпочтительно распределенных равномерно по периметру наружной стенки 23 отверстий.

Базовый элемент 3 устройства 1 нанесения покрытия имеет соединительное тело 25 и удерживающий распылительную трубу 5 ввинчиваемый элемент 27. При этом распылительная труба 5 удерживается в предусмотренном в продольном направлении ввинчиваемого элемента 27 отверстии. Это может быть реализовано, например, тем, что ввинчиваемый элемент 27 выполнен в виде зажимного тела, которое за счет ввинчивания в резьбу 31 соединительного тела 25 оказывает на распылительную трубу 5 зажимное, соответственно, сжимающее действие и тем самым фиксирует ее. На соединительном теле 25 предусмотрены два соединительных патрубка 33 и 35. Через соединительный патрубок 33 происходит соединение устройства 1 нанесения покрытия с не изображенным источником пропеллента, в то время как через соединительный патрубок 35 обеспечивается подача нераспыленной текучей среды. Соединительный патрубок 33 соединен с возможностью прохождения текучей среды с коллекторной камерой 37, которая служит в качестве камеры для успокоения пропеллента, перед его входом через соединенное с коллекторной камерой 37 входное отверстие 7 в распылительную трубу 5. Соединительный патрубок 35 соединен с коллекторной камерой 39, через которую осуществляется соединение с полой иглой 13. Коллекторные камеры 37 и 39 отделены друг от друга с помощью выполненного в виде пробки 41 разделительного элемента. Это означает, что между коллекторной камерой 37 и коллекторной камерой 39 нет соединения по текучей среде, т.е. пропеллент не может сначала входить в контакт с нераспыленной текучей средой. Кроме того, устройство 1 нанесения покрытия имеет удерживающее приспособление 43, которое предусмотрено на соединительном теле и служит для крепления на другом, не изображенном конструктивном элементе.

На фиг.2 показана в увеличенном масштабе часть устройства 1 нанесения покрытия в зоне выходного отверстия 9, соответственно, системы 19 Вентури. Ясно, что система 19 Вентури расположена в зоне выходного отверстия 9. Это означает, что система 19 Вентури расположена относительно длины распылительной трубы 5 вблизи выходного отверстия 9. В зоне распылительной трубы 5, в которой расположена полая игла 13, имеется поперечное сечение, предназначенное для прохождения потока пропеллента. В зоне системы 19 Вентури, т.е. в зоне, в которой расположено сужение 17 и выходное отверстие 15 полой иглы 13, лежит уменьшенное по сравнению с указанным, лежащим ниже по потоку поперечным сечением, поперечное сечение. Тем самым пропеллент ускоряется, так что уменьшается статическое давление пропеллента. Кроме того, ниже по потоку вызванное за счет полой иглы 13 уменьшение поперечного сечения распылительного канала 11 исчезает, за счет чего поперечное сечение снова расширяется. Это означает, что выходное отверстие 15 расположено в зоне наименьшего поперечного сечения. Под самым узким поперечным сечением следует понимать лишь локально самое узкое поперечное сечение. Вполне возможно, что распылительный канал 11 имеет вне системы 19 Вентури еще меньшее поперечное сечение. Расположение выходного отверстия 15 в зоне наименьшего поперечного сечения означает, что в этом месте имеется сниженное давление. Это следует, например, из уравнения Бернулли. За счет меньшего давления нераспыленная текучая среда может выходить из полой иглы через выходное отверстие 15, без необходимости приложения к нераспыленной текучей среде более высокого давления. Таким образом, в зоне системы 19 Вентури имеется за счет различных поперечных сечений сокращение размера распылительного канала 11 и затем диффузор, в ходе прохождения которого снова увеличивается поперечное сечение. Система 19 Вентури вызывает тонкое распыление нераспыленной текучей среды с помощью пропеллента.

На фиг.3а показано устройство 1 для нанесения покрытия, которое наряду с распылительной трубой 5 и базовым элементом 3 имеет удерживающее приспособление 45 и центрирующее устройство 47. В удерживающем приспособлении 45 удерживается полое тело 49, в этом примере цилиндр шприца. Полое тело 49 имеет внутреннюю сторону 51, а также отверстие 53. Удерживающее приспособление 45 имеет в показанном на фиг.3а примере два зажимных дна 55, 55', которые имеют каждое выемку 57, 57', которые окружены каждая двумя удерживающими выступами 59а, 59b, 59'a, 59'b по меньшей мере в некоторой зоне. В выемках 57 удерживается полое тело 49. Один из удерживающих выступов 59а, 59b, 59'a, 59'b выполнен в виде эластичного удерживающего выступа и может при приложении силы отклоняться наружу в радиальном направлении относительно выемки 57, 57'. Эластичные выступы 59а, 59b, 59'a, 59'b позволяют вводить полое тело 49 в выемку 57, 57' и затем удерживают полое тело 49. Оба зажимных дна 55, 55' расположены на расстоянии друг от друга в вертикальном направлении. Удерживающее приспособление 45 может быть расположено с помощью отверстий 61, например, на неизображенных штифтах неизображенного соседнего устройства. По центру отверстий 61 проходит продольная ось 63 удерживающего приспособления 45. Она допускает свободный поворот полого тела 49 вокруг продольной оси 63. Кроме того, предусмотрено, что полое тело 49 можно сдвигать с помощью удерживающего приспособления 45 в латеральном направлении, т.е. в плоскости, перпендикулярной продольной оси 63. Удерживающее приспособление 45 удерживает полое тело 49 так, что продольная ость 65 полого тела проходит параллельно продольной оси 63 удерживающего приспособления. Предусмотрено также, что удерживающее приспособление 45 расположено так, что продольная ось 63 удерживающего приспособления 45, а также продольная ось 65 полого тела проходят параллельно оси 67 центрирования центрирующего устройства 47.

Центрирующее устройство 47 имеет три центрирующих элемента 69, которые в данном случае выполнены в виде центрирующих плеч. Центрирующие элементы 69а, 69b, 69c расположены так, что они не лежат в любом положении внутри выходящего из выходного отверстия 9 распылительной трубы 5 потоке распыленной текучей среды. Таким образом, предотвращается влияние центрирующего устройства 47 на поток распыленной текучей среды и тем самым на равномерное покрытие внутренней стороны 51 полого тела 49. С помощью центрирующего устройства 47, соответственно, центрирующих элементов 69а, 69b, 69c, можно располагать полое тело 49 так, что ось 67 центрирования и продольная ось 65 полого тела 49 совпадают. В этом случае выходное отверстие 9 распылительной трубы 5 также позиционировано центрально относительно полого тела 49. Позиционирование полого тела 49 осуществляется с помощью наклонных поверхностей 71а, 71b, 71c центрирующих элементов 69. Они проходят относительно оси 67 центрирования радиально внутрь и вверх и тем самым образуют имеющую форму усеченного конуса или имеющую форму конуса наружную поверхность центрирующего устройства 47. В показанном примере наклонные поверхности 71а, 71b, 71c проходят лишь на некоторых участках в направлении оси 67 центрирования, соответственно, распылительной трубы 5. Таким образом, образуется имеющая форму усеченного конуса наружная поверхность центрирующего устройства 47, однако без основной, соответственно, покрывающей поверхности усеченного конуса. Наклонные поверхности 71а, 71b, 71c проходят внутрь настолько, что расстояние концов центрирующих элементов 69а, 69b, 69с друг от друга меньше, чем диаметр отверстия 53 полого тела 49. Таким образом, во время процесса центрирования кромка 73 отверстия 53 полого тела 49 может прилегать к наклонным поверхностям 71а, 71b, 71c или, соответственно, центрирующим элементам 69а, 69b, 69c центрирующего устройства 47.

Ниже приводится описание принципа действия устройства 1 для нанесения покрытия со ссылками на фиг.3а, 3b и 3с. На фиг.3а показаны устройство 1 нанесения покрытия и подлежащее покрытию полое тело 49 перед процессом центрирования и процессом нанесения покрытия. Сначала подготавливают устройство 1 нанесения покрытия и полое тело 49, при этом полое тело 49 зажимают в выемке 57. Это осуществляется за счет того, что полое тело 49 вдавливают в не охваченную удерживающими выступами 59а, 59b, 59'a, 59'b зону. За счет этого полое тело 49 через наклонно установленные поверхности 75, 75' прикладывает силу в радиальном направлении к удерживающим выступам 59а, 59b, 59'a, 59'b, так что они отклоняются и полое тело 49 вводится в выемку 57, 57'. За счет выполнения удерживающих выступов 59а, 59b, 59'a, 59'b эластичными или за счет пружинного действия неизображенной пружины, удерживающие выступы после ввода полого тела 49 снова возвращаются в исходное положение. Таким образом, полое тело 49 по меньшей мере в некоторых зонах закрыто удерживающими выступами 59а, 59b, 59'a, 59'b в выемке 57, 57' и удерживается в ней за счет зажимного действия. Таким образом, полое тело 49 расположено так, что его продольная ось 65 проходит параллельно продольной оси 63 удерживающего приспособления 45, а также оси 67 центрирования центрирующего устройства 47. Следовательно, продольная ось 65 полого тела 49 уже расположена, по существу, параллельно распылительной трубе 5. В показанном на фиг.3а состоянии устройство 1 нанесения покрытия находится в исходном положении. Это означает, что распылительная труба 5 еще не перемещается с помощью не изображенного перемещающего устройства, а расположена так, что выходное отверстие 9 находится примерно на высоте максимального прохождения центрирующего устройства 47 в вертикальном направлении. Это означает, что выходное отверстие 9 не расположено выше центрирующего устройства 47. Полое тело 49 удерживается удерживающим приспособлением 45 с возможностью поворота вокруг продольной оси 63 удерживающего приспособления 47.

Затем полое тело 49 перемещается с помощью удерживающего приспособления 45 в направлении центрирующего устройства 47, так что продольная ось 65 полого тела 49 приблизительно совпадает с осью 67 центрирования. В качестве альтернативного решения, можно перемещать центрирующее устройство 47, без перемещения удерживающего приспособления 45, так что достигается указанное выше выравнивание. Затем либо опускается удерживающее приспособление 45, либо поднимается центрирующее устройство 47. Таким образом, достигается показанное на 3b состояние.

На фиг.3b показаны устройство 1 нанесения покрытия и полое тело 49 во время процесса центрирования. За счет подъема центрирующего устройства 47, соответственно, опускания удерживающего приспособления 45, кромка 73 полого тела приходит в контакт с наклонными поверхностями 71а, 71b, 71с центрирующего устройства 47. Центрирующее устройство 47 или удерживающее приспособление 45 установлено с возможностью латерального перемещения, т.е. с возможностью сдвига в плоскости, перпендикулярной оси 67 центрирования, соответственно, продольной оси 63. Таким образом, полое тело 49 при посадке кромкой 73 на центрирующие элементы 69а, 69b, 69c ориентируется за счет силы тяжести, соответственно, за счет создаваемой удерживающим приспособлением 45 в вертикальном направлении вниз или центрирующим устройством 47 в вертикальном направлении вверх силы так, что его продольная ось 65 совпадает с осью 67 центрирования. При этом кромка 73 скользит по наклонным поверхностям 71а, 71b, 71с центрирующих элементов 69а, 69b, 69c.

Когда все центрирующие элементы 69а, 69b, 69c находятся в плоском контакте с кромкой 73, то можно считать, что полое тело 49 находится в желаемом положении. Это означает, что полое тело 49 ориентировано так, что его продольная ось 65 совпадает с осью 67 центрирования или, соответственно, с продольной осью распылительной трубы 5. Таким образом, расстояние от выходного отверстия 9 до расположенных в вертикальной плоскости точек внутренней стороны 51 полого тела 49 одинаково для всех точек. Таким образом, во время последующего процесса нанесения покрытия достигается особенно гомогенное покрытие внутренней стороны 51. После завершения показанного на фиг.3b процесса центрирования, выполняется покрытие внутренней стороны 51 полого тела 49.

Для этого, как показано на фиг.3с, сначала перемещают распылительную трубу 5 или, соответственно, выходное отверстие 9 в полое тело 49. Затем начинается процесс нанесения покрытия, т.е. в устройство 1 нанесения покрытия подается как пропеллент, так и нераспыленная текучая среда. Одновременно выходное отверстие 9 перемещается вертикально вниз, и тем самым распылительная труба 5 выводится из полого тела 49. Таким образом, во время процесса нанесения покрытия или, соответственно, вытягивания распылительной трубы 5 из полого тела 49, для большинства точек на внутренней стороне 51 имеется одинаковое расстояние до выходного отверстия 9.

В качестве альтернативного решения может быть также предусмотрено, что процесс нанесения покрытия выполняется во время введения распылительной трубы 5 в полое тело 49. Это означает, что сначала распылительную трубу 5 не вводят в полое тело 49 и покрытие наносится лишь во время вытягивания. Возможно выполнение также нескольких ходов нанесения покрытия. Одно нанесение покрытия может происходить, например, как во время введения распылительной трубы 5 в полое тело, так и во время движения вытягивания. Во время процесса нанесения покрытия удерживающее приспособление 45 и центрирующее устройство 47 предпочтительно фиксированы друг на друге. Тем самым задается также надежная фиксация полого тела 49 относительно распылительной трубы 5 или, соответственно, выходного отверстия 9. После процесса нанесения покрытия распылительная труба 5 извлекается из полого тела 49, и либо удерживающее приспособление 45 перемещается вверх, либо центрирующее устройство 47 перемещается вниз, так что полое тело 49 больше не соединено с центрирующим устройством 47. Затем полое тело 49 удаляется из удерживающего приспособления 45 снова за счет приложения силы к полому телу 49 в направлении зоны, которая не охвачена управляющими выступами 59а, 59b, 59'a, 59'b. После этого можно выполнять другие стадии обработки полого тела 49.

Реферат

Изобретение относится к устройству (1) для нанесения покрытия на внутреннюю сторону (51) полого тела (49) с помощью распыленной текучей среды. В устройстве предусмотрена возможность перемещения по меньшей мере одного выходного отверстия (9) по меньшей мере по части осевой длины внутренней стороны (51) полого тела (49) с помощью перемещающего устройства. Кроме того, в устройстве предусмотрена возможность центрирования распылительной трубы (5) с помощью центрирующего устройства (47) в полом теле (49) относительно его продольной оси (65). Полое тело (49) может быть шприцем или ампулой. Техническим результатом изобретения является обеспечение хорошего смешивания пропеллента и распыленной текучей среды и улучшение гомогенности распределения капелек текучей среды на внутренней поверхности полого тела. 19 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула