Разливочная машина для дозированной подачи и непрерывной гомогенизации готовых красящих материалов

1 Область использования изобретения Настоящее изобретение относится к разливочной машине для дозированной подачи жидких материалов, особенно жидких ингредиентов, из которых составляют готовые материалы,например, лаки, краски, тушь, эмали, красители для текстиля и аналогичные материалы. Предпосылки к созданию изобретения Для получения готовых материалов, перечисленных выше в качестве примера, обычно добавляют одно или более красящее жидкое вещество в базовую жидкость, например, белую или бесцветную, в предварительно определенных соотношениях в соответствии со специальными формулами. Посредством известных машин, которые используются в этой промышленности, заливают необходимые количества красителя в канистры, банки, контейнеры, бочки предварительно определенной емкости, в которые были предварительно залиты базовые жидкие продукты. При использовании этих известных машин необходимо обеспечивать высокую точность в определении количества добавляемого красителя, так как даже небольшая разница в относительных соотношениях различных красителей или между ними и базовым жидким материалом может привести к получению готовых продуктов, имеющих цвет, который не совпадает с требуемым. При любом соотношении после подачи традиционно используемыми разливочными машинами, распределение красителей в массе базового жидкого материала не будет гомогенным, поэтому емкость с краской необходимо более или менее энергично взбалтывать. Эта необходимая операция взбалтывания является обременительной процедурой для производственного процесса при изготовлении готовых материалов, в которых используются так называемые системы подкрашивания, так что это приводит к дополнительному применению ручного труда, часто сложного, из-за размеров и массы емкостей, или к использованию специальных смешивающих машин, что ведет к повышению стоимости системы. В любом случае, однако, смешивание также значительно увеличивает затраты времени на изготовление готовых материалов. Таким образом, с учетом состояния данной области в настоящее время, стадия гомогенизации является остро необходимой с точки зрения производительности быстро действующей разливочной машины и, в любом случае, ограничивает использование систем подкрашивания для материалов с хорошей текучестью и не позволяет использовать материалы с высокой вязкостью, которые содержат большие количества твердых или пластичных частиц. Описание изобретения Задачей настоящего изобретения является устранение упомянутых выше недостатков, в частности, создание разливочной машины, описанной во вступительной части настоящего опи 001701 2 сания, при использовании которой можно было бы осуществлять дозированную подачу и непрерывную гомогенизацию готовых красящих материалов. Основной задачей изобретения является получение готового подкрашенного материала на выходе машины, который не нуждался бы в дальнейшем перемешивании. Другой задачей настоящего изобретения является исключение смешивающих машин,традиционно соединенных с разливочными машинами, для повышения производительности системы подкрашивания. Еще одной задачей изобретения является интегрирование и автоматизирование различных производственных процессов изготовления готовых красящих материалов, расширение диапазона компонентов, которые могут быть использованы в системе подкрашивания. Для достижения задач изобретения предусмотрено использование разливочной машины такого типа, который описан во вступительной части описания, с отличительными признаками,перечисленными в формуле изобретения. Краткое описание чертежей Дополнительные особенности и преимущества изобретения станут понятными из нижеследующего описания одного предпочтительного варианта осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, приведенные только в качестве не ограничивающих изобретение примеров, на которых изображено на фиг. 1 - схематический вид в плане разливочной машины, выполненной в соответствии с изобретением, с которой сняты верхние закрывающие панели для большей ясности; на фиг. 2 - вид в плане разливочного устройства машины, представленной на фиг. 1; на фиг. 3 - продольный разрез разливочного устройства по III-III на фиг. 2; на фиг. 4 - вид в плане в увеличенном масштабе разливочной головки, представленной на фиг. 2; на фиг. 5 - продольный разрез разливочной головки по V-V на фиг. 4; на фиг. 6 - схема системы промывки разливочной головки, представленной на фиг. 4 и 5. Наилучший вариант осуществления изобретения На представленных фигурах ссылочной позицией 1 обозначена в целом разливочная машина, содержащая множество электронасосов 2, предпочтительно размещенных в модульных корпусах 3, чтобы можно было легко разбирать машину, в соответствии с количеством и разновидностью компонентов материалов, которые необходимо разливать. Каждый электронасос содержит электродвигатель 4, предпочтительно, но не ограничительно, бесщеточный,работой которого управляют независимо от двигателей других электронасосов с помощью 3 системы управления известного типа, предпочтительно связанной с компьютером. В частности, с помощью системы управления регулируют скорость вращения валов электродвигателей 4, каждый из которых соединен с валом соответствующего объемного насоса 5, снабженного впускными отверстиями 6 и выпускными отверстиями 1. Впускные отверстия 6 соединены с резервуарами (не показаны на фигурах) для компонентов базовых продуктов, красителей,добавок различных типов и т.д. Выпускные отверстия, в свою очередь, соединены с распределительными линиями 10 (траектории которых показаны пунктирными линиями на фиг. 2 и 3) с установленными в них трехходовыми, двухпозиционными рециркуляционными электромагнитными клапанами 11 а, 11b, от которых отведены также рециркуляционные линии для возврата компонентов в их соответствующие резервуары. Распределительные линии 10 соединены с разливочным узлом 8, расположенным в верхней части центрального разливочного модуля 9, который также предпочтительно содержит систему электронного управления электронасосами 2 и рециркуляционными клапанами 11 а, 11b, соединенными с каждым резервуаром,а также компьютер. На концах распределительных линий 10 (см. фиг. 2 и 3) установлены клапаны 12, предпочтительно игольчатые клапаны,которые можно выборочно открывать для соединения распределительных линий 10 с осевым каналом 13 а разливочной головки 13, которая открывается наружу в направлении разливочной форсунки 13b. Смешивающее средство, например турбина 20, которую приводят во вращение относительно по существу вертикальной осиz-z, установлено внутри разливочной головки 13. В частности, но не ограничительно, турбина 20 соединена с одним концом вращаемого вала 14, на другом конце которого, расположенном над разливочным устройством 8, установлено на шпонке колесо или шкив 15. Шкив 15 соединен со шкивом или ведущим колесом 17, соединенным с валом смешивающего двигателя 18 посредством ремня или цепи 16. Очевидно, что возможно приспособить другие, но функционально аналогичные конструктивные системы для передачи движения от двигателя 18 к смешивающему средству 20, например, зубчатую передачу, универсальный шарнир или другую функционально аналогичную систему. На фиг. 2 и 3 показан пример конфигурации разливочного узла 8 разливочной машины,приспособленной для разлива до шестнадцати базовых материалов и шестнадцати различных других красителей. Трехходовые клапаны 11 а,посредством которых обеспечивают выборочный расход базовых продуктов или их рециркуляцию в соответствующие резервуары, расположены по полукругу вокруг разливочной головки 13. 4 Трехходовые клапаны 11b меньшего размера, так как они используются для выборочного разлива красителей, расположены вдоль дуг с обеих сторон от двигателя 18. Игольчатые клапаны 12, по одному на каждый трехходовой клапан 11 а, 11b, расположены по кругу вокруг разливочной головки 13. Для обеспечения компактности системы в представленной конструкции игольчатые клапаны 12 установлены парами в вертикальной плоскости, как это показано на фиг. 3 и 5. Игольчатые клапаны 12 (см. фиг. 4 и 5) установлены на кольцевой опоре 40, где расположены радиально направленные трубопроводы 41, в которых иглы 42 клапанов 12 можно перемещать в осевом направлении при выборочном управлении с помощью исполнительных механизмов 43. Каждый радиально направленный трубопровод 42 сообщается с соответствующим впускным отверстием 44, с которым соединена соответствующая линия 10 в том месте, где она проходит от трехходовых клапанов 11 а, 11b. Радиально направленные трубопроводы 42 проходят в одну или более разделенные камеры 45,которые, в свою очередь, сообщаются с осевым каналом 13 а разливочной головки 13 вверх по потоку от турбины 20. Между процессом разлива одного готового материала, имеющего определенный состав, и процессом приготовления следующего материала, имеющего другой состав, необходимо промыть разделенную форсунку 13 и турбину 20. С этой целью машина 1 снабжена промывочным средством 21, изображенным схематически на фиг. 4. Промывочное средство 2 содержит регулятор давления 22, через который подается сжатый воздух от пневматической питающейсистемы 25. Сжатый воздух подается через обратный клапан 23 в бак 24, содержащий растворитель, подходящий для растворения используемых красителей и базовых продуктов. Растворитель добавляют в бак 24 через вентиль 26 после отключения или закрывания подачи сжатого воздуха по пневмолинии 25. Предохранительный клапан 27 обеспечивает, чтобы давление в баке не превышало требуемого предварительно установленного уровня. Посредством выпускного трубопровода 28 бак 24 соединен с коллектором 30, от которого проходит промывочный трубопровод 29, который введен в разливочную головку 13 выше по потоку от турбины 20. В выпускной трубопровод 28 вмонтирован фильтр 31 и электромагнитный клапан 32 для управления подачей промывочного растворителя, с помощью которого выборочно обеспечивают подачу растворителя в разливочную форсунку 13. Сжатый воздух, подаваемый из питающей пневмолинии 25, используют также для питания электромагнитных рециркуляционных клапанов 11 а, 11b по трубопроводам 47 после прохожде 5 ния через второй регулятор давления 33. Выпускной трубопровод для сжатого воздуха от второго регулятора давления 33 также соединен с коллектором 30 посредством электромагнитного пневмоклапана 34 для продувки. Выпускной трубопровод 35 также соединен с коллектором 30, при этом он выборочно перекрывается посредством выпускного электромагнитного клапана 36. Разливочная машина 1 действует следующим образом. Потребитель, например, выбирает или вводит с использованием компьютера предварительно установленную формулу, определяющую соотношение компонентов материалов,для получения требуемого готового материала. Согласующая команда обеспечивает передачу данных от компьютера в системы управления электронасосов 2, посредством которых регулируется скорость электродвигателей 4 и, таким образом, производительность насосов 5. До тех пор пока скорость и производительность всех насосов 5, включенных в выполнение формулы,не стабилизируется, рециркуляционные электромагнитные клапаны 11 а, 11b удерживаются в положении, при котором происходит рециркуляция. Когда достигаются стабильные условия,рециркуляционные электромагнитные клапаны 11 а, 11b и игольчатые клапаны 12 для материалов, необходимых для выполнения формулы, в число которых в общем входит базовая жидкость и один или более красителей, открываются одновременно для подачи компонентов в разливочное устройство 8. Компоненты поступают в камеры 45, затем входят в разливочную головку 13 в предварительно установленном соотношении их количества в единицу времени. Материалы затем непосредственно смешиваются посредством смешивающей турбины 20, приводимой во вращение двигателем 18, который может работать с постоянной или переменной скоростью в зависимости от того, какие используются компоненты, так, чтобы обеспечить предпочтительно высокую скорость турбины, достаточную для тщательного перемешивания компонентов. Таким образом, готовый материал выходит из разливочной форсунки 13b, и затем упаковывается в необходимые емкости. Автоматическое промывочное средство 21 разливочной головки 13 включается в работу по команде, посылаемой компьютером при каждом изменении формулы. Цикл промывки производится при переключенных в положение рециркуляции электромагнитных рециркуляционных клапанах 11 а, 11b, при всех закрытых игольчатых клапанах 12, при закрытом выпускном электромагнитном клапане 36 и закрытом электромагнитном пневмоклапане 34 для продувки и при включенной турбине 20. Электромагнитный клапан 32 для подачи промывочного растворителя открывается для подачи растворителя в разливочную головку 13 выше по потоку от турбины 20. Фаза подачи растворителя продол 001701 6 жается в течение периода времени, достаточного для полной и тщательной промывки камер 45, разливочной головки 13 и смешивающей турбины 20. Когда эта фаза завершается посредством закрывания электромагнитного клапана 32 для подачи ее промывочного растворителя,начинается новая фаза, при которой воздух поступает благодаря тому, что открывается электромагнитный пневмоклапан 34 для продувки. При выполнении этой фазы удаляются любые остатки растворителя, оставшиеся внутри разливочной головки 13 и при контакте с турбиной 20. Цикл промывки завершается посредством переключения электромагнитного пневмоклапана 34 для продувки в закрытое положение и посредством открывания выпускного электромагнитного клапана 36. Этот выпускной электромагнитный клапан 36 также удерживается в открытом положении до тех пор, пока жидкие продукты не будут выведены, чтобы избежать возникновения скачков давления в разливочной форсунке. Чтобы лучше понять принцип действия разливочной машины, описанной выше и представленной в одном варианте осуществления,ниже приведен специальный пример, относящийся к выпуску продукта с подробным описанием, касающимся деталей машины, который не следует рассматривать как ограничивающий изобретение. Пример 1. Насосы 5 выбраны с различными характеристиками для подачи базовых жидкостей и красителей. Насосы для красителей имели производительность 3 мл/об и максимальную скорость вращения 150 об/мин. Насосы для базовых жидкостей имели производительность 25 мл/об и максимальную скорость вращения 150 об/мин. Предположим, что необходимо получить готовый красящий материал, имеющий простую формулу, в которой базовая жидкость В разбавляется 1% его объема красителем С. Готовый материал, имеющий известный удельный вес,должен иметь общую массу, соответствующую объему, равному 1010 см 3. Для получения необходимого количества материала в кратчайший период времени насос В для базовой жидкости установлен на работу со скоростью, равной его максимальной скорости, т.е. 150 об/мин, что соответствует производительности в 62,5 мл/с по базовой жидкости. Время, необходимое для того, чтобы подать 1000 мл базовой жидкости,составляло, таким образом, 16 с. Центральный компьютер вычислял скорость потока красителя С, которая необходима для подачи 10 см 3 за 16 с, чтобы соотношение между базовой жидкостью и красителем, поступающим в разливочную форсунку, было постоянным все время. При заданном перемещении насоса для красителя компьютер вычислял, что вал соответствующего двигателя должен вращаться со скоростью 7 12,5 об/мин. Эта информация натравлялась в систему управления двигателя 4, благодаря чему циркулирующий поток в рециркуляционной системе имел необходимую скорость. Два материала, входящие в формулу: базовая жидкость В и краситель С направляли в разливочную головку 13 и смешивающее средство 20 с указанными выше скоростями. В течение 16 с разливочная форсунка 13b выпускала необходимое количество готового материала, уже отдозированного и смешанного. Машина, выполненная согласно настоящему изобретению, может быть выполнена с резервуарами для жидких материалов, установленными непосредственно на машине или размещенными в рядом расположенных модулях,или может иметь только центральную конструкцию 9, включающую распределительный узел и комплект впускных отверстий, к которым можно присоединять линии для подачи жидкости от внешних или дистанционно удаленных резервуаров известным способом, например, с использованием свинчиваемых соединений или фитингов быстрого соединения. При этом принцип изобретения остается тем же самым, хотя варианты исполнения и усовершенствованные детали могут отличаться в широких пределах от описанных и проиллюстрированных здесь, не выходя за пределы объема настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Разливочная машина для дозированной подачи жидких материалов, особенно красящих материалов, содержащая разливочную головку(13) с разливочной форсункой (13b), множество распределительных линий (10), концы которых соединены с разливочной головкой (13) для подачи жидких материалов, смешивающее средство (20), установленное между концами распределительных линий (10) и разливочной форсункой (13b), для непрерывного смешивания жидких материалов, подаваемых по различным распределительным линиям и одновременно поступающих в разливочную головку (13), отличающаяся тем, что смешивающее средство включает вращаемую турбину (20), а распределительные линии расположены радиально и их концы соединены с одной или более разделенными камерами (45), расположенными выше по потоку от смешивающего средства (20) относительно разливочной форсунки (13b). 8 2. Разливочная машина по п.1, отличающаяся тем, что она содержит множество резервуаров для жидких материалов, предназначенных для разлива, насос (5), установленный в распределительные линии (10) для подачи жидких материалов от резервуаров к разливочной головке (13). 3. Разливочная машина по п.2, отличающаяся тем, что насос (5) выполнен регулируемым для подачи различных жидких материалов с различной производительностью. 4. Разливочная машина по п.1, отличающаяся тем, что содержит клапаны (11 а, 11b, 12),установленные в линии (10), для выборочного прерывания подачи жидких материалов от резервуаров к разливочной головке. 5. Разливочная машина по п.4, отличающаяся тем, что клапан (12) для выборочного прерывания подачи жидких материалов выполнен в виде игольчатого клапана, расположенного на концах распределительных линий, соединяющих его с разливочной головкой (13). 6. Разливочная машина по п.4, отличающаяся тем, что клапаны (11 а, 11b) для выборочного прерывания подачи жидких материалов выполнены в виде рецуркуляционных трехходовых клапанов, от которых отходят рециркуляционные линии для выборочной подачи красителей либо в разливочную головку (13), либо в резервуары. 7. Разливочная машина по п.5 или 6, отличающаяся тем, что она содержит четное количество клапанов (12) игольчатого типа, расположенных по кругу и парами вокруг разливочной головки (13). 8. Разливочная машина по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем,что она содержит промывочное средство (21),содержащее бак (24) для растворителя, к которому присоединен первый трубопровод (28) для промывочного растворителя, причем второй трубопровод для продувки воздухом присоединен к источнику (25) сжатого воздуха, а первый и второй трубопроводы для промывки и продувки соединены с разливочной головкой (13),при этом трубопроводы включают соответствующие клапаны (32, 34), которые выборочно вводятся в действие для открывания и закрывания сообщения между промывочными трубопроводами и разливочной головкой (13).