устройство и способ нанесения на поверхность жидкого продукта

Формула изобретения

1. Устройство для нанесения на поверхность жидкого продукта, в частности краски, которое включает в себя аппликатор, снабженный, по меньшей мере, одним валиком, приспособленным для нанесения продукта на поверхность, блок питания, снабженный насосом и, по меньшей мере, частично гибким трубопроводам, соединяющим насос с аппликатором, а также датчик скорости перемещения валика по поверхности, который выдает сигнал управления, соответствующий указанной скорости, причем указанный датчик и указанный насос соединены с блоком управления, который регулирует расход жидкого продукта, подаваемого насосом, при помощи указанного сигнала управления, отличающееся тем, что указанный насос представляет собой насос с регулируемым расходом, а указанный блок управления содержит регулятор, выполненный с возможностью установления, по меньшей мере, одного линейного соотношения между скоростью движения валика и расходом жидкого продукта, подаваемого насосом, причем указанный блок управления выполнен с возможностью регулировки указанного потока в функции указанного линейного соотношения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что насос снабжен электроприводом с регулируемой скоростью вращения приводного электродвигателя, а указанный регулятор выполнен с возможностью установления, по меньшей мере, одного линейного соотношения между скоростью движения валика и скоростью вращения приводного электродвигателя, причем указанный блок управления выполнен с возможностью регулировки потока продукта в функции указанного линейного соотношения.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанный насос выполнен с возможностью возврата жидкости, поданной в трубопровод, а указанный блок управления выполнен начинающим возврат жидкости, когда сигнал управления имеет значение, соответствующее прекращению движения.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что блок управления выполнен прекращающим указанный возврат жидкости по истечении заданного периода времени, подсчитываемого с момента начала возврата жидкости.

5. Устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что аппликатор содержит два установленных параллельно валика, причем один из них имеет внутреннюю полость, а указанный трубопровод соединен с этой внутренней полостью одного из валиков.

6. Устройство по одному из пп.1 - 5, отличающееся тем, что блок питания содержит, по меньшей мере, два насоса для осуществления питания различными жидкими продуктами одного и того же аппликатора, причем указанный блок управления выполнен регулирующим расход каждого насоса индивидуально, при управлении указанным сигналом управления и указанным линейным соотношением.

7. Устройство по одному из пп.1 - 6, отличающееся тем, что указанный насос представляет собой перистальтический насос, приводимый в движение двигателем с регулируемой скоростью.

8. Устройство по одному из пп.1 - 7, отличающееся тем, что аппликатор установлен на удлиняемой рукоятке.

9. Устройство по одному из пп.1 - 8, отличающееся тем, что валик имеет вид усеченного конуса, круглые основания которого не прозрачны для жидкого продукта.

10. Устройство по одному из пп.1 - 9, отличающееся тем, что аппликатор содержит защитные экраны, установленные параллельно оси валика.

11. Устройство по одному из пп.1 - 10, отличающееся тем, что оно содержит, по меньшей мере, один ролик, установленный на боковой стороне аппликатора, причем ось ролика главным образом ортогональна оси валика.

12. Устройство по одному из пп.1 - 4, отличающееся тем, что трубопровод питания выходит во внутреннюю полость валика.

13. Способ нанесения на поверхность жидкого продукта, в частности краски, при котором указанный продукт наносят при помощи, по меньшей мере, одного валика, соединенного при помощи трубопровода с насосом, который является частью блока питания, при этом измеряют скорость движения валика по поверхности и регулируют расход жидкого продукта в функции измеренной скорости, отличающийся тем, что между скоростью движения валика и расходом продукта устанавливают линейное соотношение, указанный насос представляет собой насос с регулируемым расходом, а поток продукта управляется в функции установленного линейного соотношения.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение имеет отношение к созданию устройства и способа нанесения на поверхность жидкого продукта, в частности краски.

Известно устройство данного назначения, которое включает в себя аппликатор, снабженный по меньшей мере одним валиком, приспособленным для нанесения краски на поверхность, и блок питания, снабженный насосом и трубопроводом, который соединяет насос с аппликатором, указанное устройство содержит также датчик скорости движения валика по поверхности, причем этот датчик приспособлен для выработки сигнала управления, соответствующего указанной скорости, при этом указанный датчик и указанный насос соединены с блоком управления, приспособленным для регулировки расхода подаваемой краски управляющим сигналом.

Подобное устройство известно из патента США N 3549267. В соответствии с известным устройством краска подается из резервуара насосом через трубопровод к валику для ее нанесения на поверхность. Скорость, с которой валик движется по поверхности, на которую наносится краска, измеряется при помощи датчика, который вырабатывает сигнал управления, несущий информацию о скорости валика. Сигнал управления, образованный последовательностью импульсов переключения, подается на блок управления, который в соответствии с этим сигналом управления регулирует расход краски, подаваемой к валику. Указанным образом скорость валика управляет подачей краски.

Недостаток известного устройства заключается в том, что при управлении расходом краски используется переключатель потока, который включается или выключается в функции последовательности импульсов переключения, которые образуют сигнал управления. В результате давление в трубопроводе изменяется асимптотически, что вызывает нелинейный расход жидкости в трубопроводе, что ведет в конце концов к неравномерному нанесению краски на поверхность.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа нанесения жидкого продукта на поверхность, позволяющих наносить продукт на поверхность с примерно одинаковой толщиной слоя.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением для решения указанной задачи содержит насос с регулируемым расходом, причем этот насос используется в сочетании с блоком управления, который содержит регулятор, выполненный с возможностью установления по меньшей мере одного линейного соотношения между скоростью движения валика и расходом жидкого продукта, подаваемого насосом. Путем задания линейного соотношения между скоростью валика, которая измеряется датчиком, и расходом насоса, возможно получить линейное изменение скорости насоса в функции измеренного изменения скорости валика. Таким образом, изменение скорости валика будет вызывать пропорциональное изменение расхода подаваемой жидкости. Постоянное отношение расхода насоса к скорости валика позволяет добиться нанесения слоя жидкого продукта приблизительно одинаковой толщины на поверхность.

Следует отметить, что в заявке на патент Великобритании GB- A-2.263.508 описывается устройство, в котором проток жидкости определен в функции скорости движения. Однако валик, который измеряет эту скорость, это не тот валик, который наносит жидкость. Единственной ролью этого валика является измерение скорости. Кроме того, это устройство не содержит блока управления, который позволяет регулировать отношение между расходом и скоростью валика. В этом устройстве насос приводится в движение перемещением валика, что несовместимо с очень текучими жидкостями, которые всасываются, а не нагнетаются к аппликатору.

В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением регулировку расхода насоса можно осуществлять изменением числа оборотов (скорости вращения) электродвигателя привода насоса, при этом регулятор устанавливает какое-либо линейное соотношение между скоростью движения валика и скоростью вращения приводного электродвигателя, причем блок управления выполнен с возможностью регулировки потока продукта в функции указанного линейного отношения.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается также тем, что указанный блок управления начинает возврат жидкости, когда сигнал управления имеет значение, соответствующее останову движения. Это позволяет прекратить подачу жидкого продукта при останове валика и препятствует либо перенасыщению краской определенного места на поверхности, где остановился валик, либо переполнению жидким продуктом аппликатора. В самом деле, следует снизить давление в колонне краски, которая установилась между насосом и валиком, чтобы полностью прекратить подвод краски к валику.

Преимущественно, блок управления построен так, чтобы прекращать указанный возврат жидкости по истечении заданного промежутка времени, отсчитываемого с указанного пуска. Если возврат должен был бы продолжаться в течение более длительного времени, то трубопровод опорожнился бы и потребовалось бы вновь осуществить подачу продукта при возобновлении работ, что привело бы к потере времени. Прекращая таким образом возврат, сохраняют продукт в трубопроводе, поэтому пользователь может возобновить работу после перерыва, который даже более длительный, чем заданный период.

В соответствии со вторым предпочтительным вариантом устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что блок управления снабжен регулятором, позволяющим изменять отношение между указанным расходом жидкости и указанной скоростью перемещения валика по поверхности. Отношение между расходом жидкости и скоростью валика определяет толщину слоя краски. Регулятор позволяет изменять это отношение и, следовательно, изменять толщину слоя краски. После того, как регулятор установлен на заданную скорость, отношение будет поддерживаться постоянным и соответствующим этой скорости, в соответствии с прямой слежения за расходом следящей системы. В таком случае получают определенную толщину нанесенного на поверхность слоя, вне зависимости от скорости, с которой пользователь перемещает валик.

В соответствии с третьим предпочтительным вариантом устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что аппликатор содержит два расположенные параллельно валика, причем указанный трубопровод соединен с внутренней полостью одного из валиков. При этом обеспечивается такое преимущество, что один валик осуществляет подачу жидкости, а другой ее наносит тонким слоем. При этом валик, который не запитан, не насыщается жидким продуктом, что позволяет пользователю полностью нанести жидкость и получить при этом однородный слой жидкого продукта.

В соответствии с четвертным предпочтительным вариантом устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что блок питания включает в себя по меньшей мере два насоса, которые позволяют осуществлять питание различными жидкими продуктами одного и того же аппликатора, а блок управления позволяет регулировать расход каждого насоса индивидуально. Это позволяет смешивать два продукта и дозировать подачу каждого продукта индивидуально.

Преимущественно, указанный насос представляет собой перистальтический насос, приводимый в движение двигателем с регулируемой скоростью. Перистальтический насос легко позволяет регулировать расход, так как этот тип объемного насоса имеет расход, пропорциональный скорости вращения двигателя, приводящего его в движение.

В соответствии с пятым предпочтительным вариантом устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что указанный аппликатор содержит защитные экраны, установленные параллельно оси валика. Это позволяет упираться в потолки, плинтуса или другие смежные края таким образом, что валик не касается этих краев, что позволяет увеличить рабочую скорость.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания преимущественного варианта его осуществления, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

На фиг. 1 показано перспективное изображение устройства с двойным валиком в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 показан вид сбоку устройства с двойным валиком в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 3 приведено схематично сечение валика 1 аппликатора.

На фиг. 4A-4B приведены схематично вид спереди и вид сбоку перистальтического насоса с регулируемым расходом, который является частью устройства в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 5 схематично показана регулировка расхода в функции скорости.

На фиг. 6 приведен график зависимости между расходом и скоростью валика.

На фиг. 7 представлено сечение валика в виде усеченного конуса.

На всех чертежах одинаковыми позициями показаны одинаковые или аналогичные элементы. В данном ниже описании речь пойдет об устройстве в соответствии с настоящим изобретением, предназначенном для нанесения краски на поверхность. Однако устройство в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается случаем нанесения краски; при помощи этого устройства может производиться нанесение и других жидких продуктов, таких как, например, клея, растворителя, покрытий на базе битума.

На фиг. 1 и 2 показан пример аппликатора, который является частью устройства в соответствии с настоящим изобретением. Аппликатор включает в себя два валика 2 и 3, расположенных параллельно, причем оба они немного выступают из отверстия коробки 1. Первый валик 2, который детально показан на фиг. 3, имеет внутреннюю полость 21, в которую через трубопровод питания 8 поступает краска. Трубопровод по меньшей мере на части его длины является гибким. Краска равномерно распределяется по внешней периферии валика и проходит через проницаемый цилиндр 22, который является опорой для внешней оболочки 23 валика. Полость может быть частично заполнена легкой не насыщающейся пеной 24. Второй валик 3 раскатывает краску, нанесенную первым валиком. Коробка 1 направляется за счет перемещения двух валиков 2 и 3 таким образом, что она удерживается параллельной окрашиваемой поверхности; в результате она собирает все брызги краски.

В примере, показанном на фиг. 1-3, устройство содержит два валика. Однако может существовать устройство и с одним валиком. В этом случае оно содержит только валик 2. Трубопровод питания может быть частично образован рукояткой, на которой смонтирован аппликатор.

Коробка снабжена защитными экранами 11, установленными параллельно оси 12 валика. Эти экраны позволяют, с одной стороны, окружить валики, и, с другой стороны, упираться в потолок, плинтуса или коробки дверей и окон, или в другие смежные края, без касания валиками этих краев. При этом может быть увеличена скорость работы, так как пользователь должен меньше остерегаться и не должен маскировать (предохранять от краски) эти края.

Совокупность элементов 1, 2 и 3 свободна в движении вращения вокруг оси 5, являющейся частью рукоятки аппликатора 6. В случае необходимости по бокам коробки 1 может быть установлен один или несколько роликов 4, что позволяет более близко производить окраску углов и краев без излишних мер предосторожности. Ось рукоятки 5 расположена выше центра тяжести совокупности элементов 1, 2 и 3, в том случае, когда коробка 1 расположена открытой стороной вверх. Поэтому положение коробки открытой стороной вверх является положением равновесия. Это обеспечивает отсутствие переполнения краской при различных манипуляциях.

Электрический переключатель 7, установленный на рукоятке 6, позволяет включать и выключать блок питания краской. Датчик 9, 10 скорости перемещения валика по поверхности измеряет скорость вращения первого валика 2. Датчик содержит, например, первый постоянный магнит 9, закрепленный на первом валике, и второй магнит, закрепленный на коробке 1. Всякий раз при прохождении первого магнита перед вторым получают импульс. Последовательность полученных таким образом импульсов образует сигнал управления, соответствующий скорости перемещения валика по поверхности. Частота импульсов преобразуется, например, в напряжение, значение которого пропорционально частоте и, следовательно, скорости валика. Управление расходом производится в соответствии с этой измеренной скоростью при помощи блока управления.

Подача краски к валику 2 обеспечивается насосом 38, установленным между трубопроводом 8 и резервуаром 37 краски или другого жидкого продукта, как это показано на фиг. 4. Насос преимущественно представляет собой перистальтический насос, так как такой насос позволяет осуществлять надежное управление расходом краски, желательным для пользователя. В самом деле, этот тип объемного насоса имеет расход, пропорциональный скорости вращения двигателя 31, который приводит его в движение.

Электродвигатель 31 через редуктор 32 вращает ось насоса, на которой установлены два ролика 36. Ограниченное пространство между роликами 36 и выемкой в корпусе насоса 34 вызывают раздавливание трубки 35, при котором трубка становится герметичной (перекрытой). Перемещение роликов вдоль трубки 35 приводит к накачке и подаче краски из резервуара 37 к аппликатору через трубопровод 8. Поэтому расход краски зависит только от скорости вращения двигателя 31, которая регулируется блоком управления 33.

На фиг. 5 показано, что на блок управления 33 поступает сигнал управления, вырабатываемый датчиком. Сигнал управления подается на переменный резистор 41, первый вывод которого связан с первым входом компаратора 39. Второй вход компаратора 39 связан с двигателем 31, и на него подается сигнал, соответствующий скорости двигателя. При помощи регулятора (ручки) 40 можно выбрать положение движка переменного резистора 41, что позволяет изменять отношение между расходом жидкости и скоростью движения валика по поверхности. На фиг. 6 приведен график, показывающий отношение между скоростью вращения V_r валика и скоростью вращения V_p насоса, которая пропорциональна расходу подаваемой жидкости. Регулятор 40 позволяет выбрать отношение V_r/V_p с наклонами Прямые слежения a, b и с соответствуют различным отношениям.

Перед тем, как приступить к окрасочным работам, пользователь при помощи регулятора 40 выбирает отношение V_r/V_p в функции толщины слоя, который требуется нанести. При этом движок переменного резистора 41 устанавливается в положение, которое соответствует этому отношению. Сигнал управления от датчика скорости и сигнал скорости двигателя, уравновешенные резистором 41, постоянно сравниваются компаратором 39, на выходе которого получают при этом сигнал управления двигателем 31. Если скорость валика увеличивается или уменьшается, то компаратор 39 обнаруживает различие между сигналами на его входах и изменяет скорость двигателя, чтобы устранить это различие. При этом расход подаваемой двигателем жидкости управляется сигналом управления, указывающим скорость валика. Так как отношение между расходом и скоростью валика определяет толщину слоя краски, а это отношение поддерживается постоянным в соответствии с выбранной прямой слежения, то и толщина слоя краски поддерживается постоянной вне зависимости от скорости, с которой пользователь перемещает валик.

Блок управления 33 также позволяет обнаруживать мгновенный останов движения валика и начинать возврат жидкости в случае останова. В том случае, когда на первый вход компаратора 39 поступает сигнал управления V_r = 0, указывающий на останов валика, то компаратор вырабатывает импульс управления, вызывающий вращение двигателя 31 в инверсном направлении. Двигатель при этом будет откачивать жидкость из трубопровода 8 и возвращать ее в резервуар 37. Это позволяет опорожнить валик 2 и избежать таким образом его переполнения в результате остаточного давления в насосе или в трубопроводе, или в результате останова перенасыщенного валика.

Для того, чтобы избежать полного опорожнения трубопровода при указанном возврате, что потребовало бы повторного запуска устройства при возобновлении работы, возврат ограничен определенным промежутком времени, который отсчитывается от момента изменения направления вращения двигателя. Для этого блок управления содержит, например, RC-цепь, соответствующую этому промежутку времени.

В том случае, когда должно производиться смешивание двух или нескольких различных жидких продуктов, устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть оборудовано несколькими насосами, каждый из которых снабжен своим собственным блоком управления или имеет общий с другим насосом блок управления.

Благодаря применению устройства в соответствии с настоящим изобретением никакой контроль вязкости краски не требуется, причем она может содержать твердые частицы, которые не оказывают вредного влияния на работу насоса. Кроме того, опорожнение (слив) перистальтического насоса и аппликатора упрощен, так как поток краски может быть инвертирован за счет обратного хода двигателя, при котором происходит опорожнение устройства. Чистка облегчена за счет соединения с быстрым подключением, предусмотренного в трубопроводе 8, к которому может быть подключена проточная вода. Замена трубопровода перистальтического насоса на другой облегчает быструю смену цвета или краски.

Коробка аппликатора, которая содержит два валика, устраняет проблему образования брызг, при этом устройства маскирования становятся больше не нужными. Аппликатор позволяет при осуществлении одной операции произвести подачу питания и нанести краску, что получают благодаря двойному валику. Теперь нанесение краски на стену может производиться возвратно-поступательными движениями от верхнего края стены к ее нижнему краю. Преимущественно используется телескопическая рукоятка, так как она позволяет использовать обе руки оператора. Для окраски потолков удлиняемую рукоятку устанавливают в положение, вертикальное относительно опоры качения. Теперь больше не нужно повторно наносить краску, так как уже при первом проходе получают равномерный слой краски. Иногда достаточен всего один слой краски, так как приток краски может быть отрегулирован таким образом, что он будет существенно большим, чем в случае классического валика, причем это не сказывается отрицательно на конечном результате. В результате повышается производительность и комфорт при проведении окраски, причем обеспечивается более высокое качество работы.

Особый тип валика, который показан на фиг. 7, имеет форму усеченного конуса с круглыми основаниями 50 и 51, которые непрозрачны для использованного жидкого продукта. Этот тип валика позволяет осуществлять быстрые подрезки при использовании того же насоса. При этом стандартный цилиндрический валик используется для окраски любых поверхностей, кроме подрезок. Соединитель с быстрым подключением на трубопроводе 8 позволяет подключать конический валик вместо стандартного.