Устройство электростатического нанесения лакокрасочных покрытий
Устройство для нанесения электрически заряженных порошкообразных материалов, содержащее корпус с крышкой и днищем, бункер, размещенный внутри корпуса и снабженный эжектором, состоящим из сопла, выходного патрубка, соединенного с распылителем порошка с помощью шланга, по которому при подаче сжатого воздуха в сопло за счет эффекта эжекции обеспечивается возможность транспортирования смеси порошка… Читать ещё >
Устройство электростатического нанесения лакокрасочных покрытий (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Техническая эксплуатация автомобилей»
Группа 101 456
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: «Проектирование, расчет и эксплуатация технического оборудования»
Тема: «Устройство электростатического нанесения лакокрасочных покрытий»
Исполнитель: Кухарчук Е.В.
Руководитель: Сай А. С.
МИНСК 2010
Целью данной работы является ознакомление с патентной документацией, методик поиска патентов, обработка найденной информации. Перед нами поставлена задача панентно-информационного исследования. Темой данного исследования устройство для нанесения лакокрасочных покрытий в электрическом поле.
В ходе данной работы будет представлен отчет, в котором указана последовательность поиска информации по патентам и анализ найденных патентов. Данная работа позволяет ознакомиться со способами и устройствами для нанесения покрытий, выявить все преимущества и недостатки того или иного способа.
Также необходимо внести свои предложения по усовершенствованию прототипа.
По результатам анализа необходимо определить факторы, влияющие на развитие объекта исследования, в зависимости от которых нужно выбрать аналог исследуемого устройства.
1. Регламент исследований
Патентно-информационные исследования метода нанесения покрытия в электростатическом поле проводятся по выпускам реферативных журналов Российскго агенства, по патентам и товарным знакам. Изучение информации, содержащейся в данных бюллетенях, позволяет выявить страны и организации, занимающиеся исследованием методов и устройств для нанесения покрытий.
Тема данной работы — нанесение лакокрасочных покрытий в электрическом поле. Предметом исследования в данном случае будут:
— устройства в целом (общая компоновка, принципиальная схема);
— способ осуществления процесса;
— область возможного применения.
Ретроспективность исследований составляет 8 лет.
В результате поиска был найден патент «СПОСОБ ОКРАСКИ ИЗДЕЛИЙ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ» (RU 2 127 639 C1 МПК B05B5/053 20.03.1999)
Регламент поиска занесем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 — Регламент поиска
Наименование темы: Нанесение лакокрасочных покрытий в электрическом поле | ||||||
Предмет исследований | Цель исследований | Страна поиска | МКИ МПК | Ретроспективность | Наименование источников информации | |
Способы и устройства для нанесения лакокрасочных покрытий в электрическом поле | Поиск наиболее экономичного и производительного способа и устройства. | RU | B05B5/00 | 1997;2005 | Информационный бюллетень «Изобретения. Полезные модели» | |
Дальнейший поиск производился по МПК B05B5/00. Было найдено 11 патентов Российской федерации. Исследуя данные патенты было найдено еще 14 патентов аналогичных устройств.
Результаты поиска занесены в таблицу 1.2.
Таблица 1.2 — Отчет о патентно-информационных исследованиях
№ п/п | Наименование объекта изобретения | МПК МКИ НКИ | Код страны заявителя, обладателя | Вид охранного документа | Номер документа | Источник информации | Цель создания объекта | Сущность технического решения | |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ | B05B5/08 B05B5/00 | RU | Патент | БИ РФ | Увеличение производительности | Подача порошка путем периодического встряхивания бункера. | |||
РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ | B05B5/053 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества покрытия | Возможность регулирования напряжения, количества порошка и расстояния до объекта. | |||
СПОСОБ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | B05B5/00 B05B5/053 | RU | Патент | БИ РФ | Упрочнение слоя | Напыление внутренней части слоя током одной величины, а второго — другим током. | |||
УСТАНОВКА ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ | B05B5/08 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества покрытия | Применение осаждения с последующей термообработкой поверхности | |||
СПОСОБ ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | B05B5/00 F02M57/00 | RU | Патент | БИ РФ | Расширение области применения | Электроискровой разряд создают в потоке жидкости, протекающей через зону разряда | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗДЕЛИЯ | B05B5/00 B05B7/14 | RU | Патент | БИ РФ | Использование покрытия как антикоррозионного | Устройство позволяет обеспечить равномерную и постоянную подачу порошкового материала к отсасывающему эжектору узла подачи и далее к распылительной головке за счет предотвращения комкования | |||
РАСПЫЛИТЕЛЬ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ | B05B5/025 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества покрытия | Повышение эффективности за счет обеспечения раздельного управления режимом зарядки порошка и внешним электрическим полем | |||
ПОРОШКОВЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ | B05B5/047 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение эффективности | Внутренний сердечник и внешний цилиндр имеют волнистые или волнообразные зарядные поверхности изготовленные из электрически изолирующего материала | |||
СПОСОБ ОКРАСКИ ИЗДЕЛИЙ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ | B05B5/053 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества покрытия | Подача лакокрасочного материала в несколько слоев в пространство между устройством, осуществляющим его распыление, и окрашиваемым изделием | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ | B05B5/08 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение экономичности | Источник тепловой энергии блока оплавления полимерного порошка выполнен с возможностью регулирования его положения | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ | B05B5/08 B05B5/00 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение удобства и надежности в работе | Входной патрубок с соплом и выходной патрубок эжектора установлены с возможностью осевого перемещения друг относительно друга. | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ | B05B5/08, B05B5/00 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение удобства работы и надежности устройства | Устройство содержит средство для эффективной подачи порошка к эжектору и средство для зарядки смеси порошка с воздухом. | |||
АППАРАТ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПОДЛОЖЕК ИНДУКТИВНО ЗАРЯЖЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ ПОРОШКА | B05B5/00 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества покрытия | Нанесение на поверхность электрически заряженных частиц производят при помощи устройства, состоящего из электрически изолированной зоны псевдоожиженного слоя для наведения заряда посредством индукции на частицы порошка смолы | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ | B05B5/00 B05B7/10 B05B5/08 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества покрытия | Устройство содержит корпус, соединенный с корпусом ствол с фланцем и накидной гайкой. Ствол выполнен полым и соединен с корпусом. К органу управления расходом и подачи сжатого газа присоединена трубка канала сжатого газа. Внутри ствола установлена токопроводящая трубка с каналом для порошкового потока | |||
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВОГО ПОКРЫТИЯ | B05D3/06 B05B5/08 | RU | Патент | БИ РФ | Получение более гладкого покрытия | Порошок нагревают на объекте до такой температуры, что он плавится и образует клейкий слой на покрываемых поверхностях объекта. После этого данный слой подвергают воздействию излучения. | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СТРУИ ИЛИ ПОТОКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | B05B5/053 H01L31/04 | RU | Патент | БИ РФ | Уменьшение энергопотребления | Устройство содержит средство, определяющее местоположение, из которого будет генерироваться струя или поток. | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВОГО ПОКРЫТИЯ НА КОЛБЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛАМП | B05B5/08 B05D1/06 | RU | Патент | БИ РФ | Расширение области применения | В устройстве применен держатель колбы, трубка подачи порошковой смеси, ионизационный электрод с распылительной насадкой, газовую горелку-электрод для подогрева колб. | |||
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ЖИДКОСТИ | B05B5/00 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества покрытия | Распылитель содержит источник электрического напряжения, систему встречно направленных лезвийных электродов, выполненную в виде двух групп из параллельных друг другу лезвийных электродов | |||
ОБЪЕМНЫЙ ДОЗАТОР ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА КОЛБЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЛАМП | G01F11/18 B05B5/00 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества наносимого покрытия | Применен бункер, корпус, золотник с вертикальной мерной камерой, имеющий возможность сообщения с бункером и патрубком вывода доз. | |||
НАНЕСЕНИЕ ПЛЕНКИ ИЛИ ПОКРЫТИЯ НА СУБСТРАТ | C23C26/00 B05D1/04 B05B5/08 | RU | Патент | БИ РФ | Расширение области применения | Прилагается разность потенциалов между выпускным отверстием и подложкой для электростатического притяжения капель от выпускного отверстия в направлении к подложке так, что вокруг выпускного отверстия образуется коронный разряд. | |||
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ МАТЕРИАЛА | B29C41/08 B05D1/04 B05B5/00 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение качества распыления | В цикле распыления в каждой зоне или точке поверхности формы или объекта обработки формируется слой материала заданной толщины. | |||
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВОЙ СМЕСИ НА СТЕКЛЯННЫЕ КОЛБЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ | H01K1/32, H01K3/00, H01J61/35 | RU | Патент | БИ РФ | Уменьшение расхода порошка | Отношение температур предварительного нагрева колбы и размягчения стекла колбы выбрано равным 0,2−0,35, диапазон напряжения, на распылитель — 17−50 кВ | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ СУХИХ ПОРОШКОВЫХ КРАСОК ТРИБОКИНЕТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ | B05B5/047 | RU | Патент | БИ РФ | Увеличение производительности | Устройство содержит бачок с дыхательным клапаном для порошковой краски, соединенный с каналом подачи краски в корпусе устройства. | |||
РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ | B05B5/025 B05B5/08 | RU | Патент | БИ РФ | Повышение эффективности работы устройства | Создается равномерно заряженного порошкового материала при прохождении через распылительное сопло и образования факела любой формы и насыщенности порошково-воздушной смеси. | |||
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ СУХИХ ПОРОШКОВЫХ КРАСОК ТРИБОКИНЕТИЧЕСКИМ СПОСОБОМ | B05B5/047 | RU | Патент | БИ РФ | Уменьшение затрат на использование | На внутреннем стержне выполнена винтовая проточка, образующая с наружной диэлектрической трубой винтовой канал для подачи воздуха в кольцевой канал между диэлектрической трубой и внутренним стержнем. | |||
2. Систематизация и анализ результатов патентных исследований
Проанализировав таблицу 1.2. можно заметить, что начиная с 1997 года заканчивая 2005 изобретение усовершенствовалось по следующим параметрам:
1. качество покрытия;
2. удобство использования;
3. надежность в работе;
4. производительность;
5. экономичность;
6. прочность слоя;
7. области применения;
Изучив динамику тех или иных усовершенствований строим график.
Рисунок 2.1. Гистограмма распределения параметров за исследуемый период
Таким образом, из диаграммы видно, что наиболее важными направлениями в области нанесения покрытий электростатическим методом является повышение качества покрытия и экономичности.
Для дальнейшего исследования выбираем следующие патенты:
B05B5/025 RU 2 113 913 C1
B05B5/00 RU 2 163 515 C1
B05B5/047 RU 2 256 511 C1
B05B5/08 RU 2 149 711 C1
Для того, чтобы выбрать прототип и его аналог необходимо глубже ознакомиться с содержанием данных патентов. Провести анализ с точки зрения экономичности, производительности и других параметров.
Прототипом выбираем патент № 2 149 711 «Устройство для нанесения электрически заряженных порошкообразных материалов»
Аналогом этого патента является патент № 2 113 913 «Распылитель порошкообразных материалов».
Прототип и аналог приложены к данному отчету.
3. Анализ выбранных аналогов и обоснование прототипа
В качестве прототипа был выбран патент № 2 149 711 «Устройство для нанесения электрически заряженных порошкообразных материалов»
Изобретение относится к оборудованию для нанесения электрически заряженных порошкообразных полимеров на различные изделия. Кроме того, устройство для нанесения электрически заряженных порошкообразных материалов может удобно разбираться на составные части и для удобства его транспортирования вручную.
Недостатком устройства является то, что средство для зарядки порошка в отличие от предложенного устройства имеет сложную конструкцию.
С целью усовершенствования данного устройства необходимо включить в его конструкцию электростатический генератор высокого напряжения или трансформаторно-вентильную схему с умножителем напряжения.
В качестве аналога выбираем патент № 2 113 913 «Распылитель порошкообразных материалов». Данное устройство отличается простотой конструкции. Оно имеет сравнительно небольшую массу, что делает его мобильным и легко транспортируемым.
Формула изобретения
1. Устройство для нанесения электрически заряженных порошкообразных материалов, содержащее корпус с крышкой и днищем, бункер, размещенный внутри корпуса и снабженный эжектором, состоящим из сопла, выходного патрубка, соединенного с распылителем порошка с помощью шланга, по которому при подаче сжатого воздуха в сопло за счет эффекта эжекции обеспечивается возможность транспортирования смеси порошка с воздухом в распылитель, средство для подачи порошка к эжектору и средство для зарядки смеси порошка с воздухом, отличающееся тем, что бункер выполнен в форме усеченного кругового конуса, верхняя часть которого имеет форму цилиндра, а эжектор размещен внутри цилиндрической камеры, герметично присоединенной к нижней части бункера, в которой сопло эжектора и выходной его патрубок, в отверстие которого по плотной посадке вставлены втулка с отверстием на сходящийся конус-конфузор и трубка, установлены с возможностью осевого перемещения друг относительно друга с последующей жесткой фиксацией их положения после перемещения, цилиндрическая камера нижней частью шарнирно соединена с днищем корпуса, а бункер верхней частью установлен с возможностью колебательного движения в отверстие, предусмотренное на крыше конуса, при этом средство для подачи порошка к эжектору выполнено с возможностью подачи порошка под действием силы тяжести из бункера, размещенного сверху эжектора к последнему, а также бункер снабжен встряхивающим механизмом, состоящим из размещенных снизу крышки корпуса храпового колеса, на валу которого сверху крышки жестко прикреплен штурвал, двух толкателей, смонтированных снизу крышки с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием пружины, один из которых снабжен роликом, контактирующим с храповым колесом, на каждом из которых на конце выполнена кольцевая канавка, а на боковой поверхности бункера с расположением на диаметрально противоположных местах приварены две скобы с пазами, к которым своими канавками зацеплены упомянутые толкатели, причем средство для зарядки порошковой смеси содержит втулку — конфузор с трубкой, шланг, соединенный с выходным патрубком эжектора и трубкой, связанной с распылителем и установленной по плавной кривой между двумя жестко скрепленными друг с другом одинаковыми половинками корпуса распылителя, который выполнен в виде пистолета без курка, а также на прямолинейном участке внутри ствола распылителя.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что крышка и днище выполнены в форме правильных треугольников с отбортованными сторонами и соединены друг с другом с возможностью их разъединения, обеспечиваемого с помощью трех колпачковых гаек и трех опор в виде ножек, завинчиваемых к трем стойкам с резьбой, при этом толкатели установлены в направляющих втулках, каждая из которых жестко закреплена снизу к крышке, в одной из которых для толкателя установлена пружина сжатия, а в качестве шарнира для соединения бункера с днищем служит винт с заостренным концом под углом 60o, жестко закрепленный к днищу с возможностью регулирования по высоте, и ответной деталью для заостренной части винта служит вкладыш, приваренный к цилиндрической камере снизу с углублением, выполненным на конус под углом 90o.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что крышка конуса выполнена в форме диска с отбортовкой и к ней с размещением на диаметрально противоположных местах отбортовки жестко прикреплены пальцы, а на корпусе имеются пазы, предназначенные для обеспечения возможности удобства соединения и разъединения, причем отверстие для бункера выполнено на крышке со смещением от центра, при этом два толкателя с кольцевыми канавками жестко закреплены к кольцу, бункер конусной частью установлен внутри этого кольца и с помощью двух упомянутых скоб с пазами зацеплен с толкателями, каждый из которых шарнирно соединен к стрежню, который другим концом шарнирно соединен с крышкой, один из которых пружиной растяжения подпружинен к толкателю с роликом, при этом возможность шарнирного соединения цилиндрической камеры бункера с днищем обеспечивается с помощью болта, шарнирно закрепленного снизу цилиндрической камеры, который с помощью гайки соединен с перемычкой, жестко закрепленной в свою очередь к днищу, выполненному в виде кольца с отбортовкой и с тремя ножками, которое через эту отбортовку приварено к корпусу.
Заключение
патент лакокрасочный покрытие порошкообразный В ходе выполнения данной работы ознакомился с методикой поиска и анализа патентов, которая включила в себя следующие разделы:
— регламент исследований;
— обработка результатов исследований;
— назначение, описание выбранных для анализа аналогов;
— обоснование прототипа;
— рекомендации по усовершенствованию прототипа.
В итоге была решена инженерная задача по совершенствованию устройства для нанесения электрически заряженных порошкообразных материалов. Закрепил общетеоретические и практические навыки поиска новых технических решений.
Инженерный анализ предполагал выработку конкретных рекомендаций и предложений по применению, изменению или отклонению рассматриваемых вариантов, а так же их обоснование.
Данное устройство для нанесения электрически заряженных порошкообразных материалов, может быть широко использовано в производстве автомобилей, так как покрытие, наносимое таким образом, отличается высокой прочностью и многими другими положительными качествами.
Список использованных источников
1. Пашин А. Д., Сай А. С., Кучур С. С. Методические указания по выполнению расчетно-графической работы по курсу «Основы расчета, проектирования и эксплуатации технологического оборудования». — Мн.: БГПА, 1992. — 33 с.
2. Пашин А. Д., Сай А. С., Расолько А. М. Основы управления интеллектуальной собственностью: методическое пособие. — Мн.: БНТУ, 2007. — 71 с.
3. Реферативные «Изобретения. Полезные модели».
4. Средства массовой информации, интернет.