способ нанесения многокомпонентного покрытия на обрабатываемую поверхность

Формула изобретения

Способ нанесения многокомпонентного покрытия на обрабатываемую поверхность, включающий смешивание компонентов наносимого материала покрытия и формирование его в кольцевой конический поток, опрыскивающий обрабатываемую поверхность, отличающийся тем, что каждый из компонентов наносимого материала формируют в свой кольцевой конический поток, указанные потоки располагают соосно, причем конусность каждого потока выбирают так, чтобы они пересекались по одному кольцу, а обрабатываемую поверхность располагают за местом пересечения указанных потоков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нанесения лакокрасочных покрытий и может быть использовано при нанесении покрытия с двумя и более компонентами на внутреннюю поверхность труб.

Известен способ нанесения многокомпонентного покрытия, включающий предварительное смешивание компонентов и последующее напрыскивание полученной смеси на обрабатываемую поверхность (см. каталог фирмы GRACO GmbH MOSELSTRASSE 19 D-41464 NEUSS POSTFACH 100532 D-41405 NEUSS, стр. 8).

Более близок к предлагаемому способ нанесения многокомпонентного покрытия, включающий смешивание компонентов наносимого материала покрытия и формирование его в кольцевой конический поток, опрыскивающий обрабатываемую поверхность (см. обзор "Полимерные покрытия металлических изделий", серия C-X-8. Технология нанесения защитных и декоративных покрытий. - М.: 1968).

Как аналогу, так и прототипу присущ один существенный недостаток, а именно: при использовании полимеризующихся смесей, при любой паузе в работе наносящее смесь оборудование (форсунки с высокоточными калиброванными соплами) нужно тщательно промывать, в противном случае на поверхности его полимеризуются остатки наносимой смеси, и оборудование выходит из строя. При смешивании компонентов возможна локальная полимеризация, в результате получающиеся твердые частицы загрязняют оборудование, ухудшают качество наносимого покрытия и, в итоге, выводят его из строя. Все это в конечном счете увеличивает эксплуатационные затраты и снижает производительность процесса нанесения покрытия.

Кроме того, смешение компонентов в жидком состоянии требует длительного времени, а так как истечение материала покрытия высокоскоростное (доли секунды), то возможна анизотропия смеси.

Задачей изобретения является повышение долговечности оборудования, снижение эксплуатационных затрат, повышение производительности способа и улучшение качества покрытия.

Поставленная задача решается описываемым способом нанесения многокомпонентного покрытия на обрабатываемую поверхность, включающим смешивание компонентов наносимого материала покрытия и формирование его в кольцевой конический поток, опрыскивающий обрабатываемую поверхность. Новым приемом при этом является то, что каждый из компонентов наносимого материала формируют в свой кольцевой конический поток, указанные потоки располагают соосно, причем конусность каждого потока выбирают так, чтобы они пересекались по одному кольцу, а обрабатываемую поверхность располагают за местом пересечения указанных потоков.

Реализация отличительных признаков позволила проводить смешивание компонентов покрытия не в оборудовании, а за ним, в месте пересечения потоков. Там компоненты перемешиваются и попадают на обрабатываемую поверхность уже в виде смеси.

На прилагаемом чертеже изображена схема осуществления способа.

При осуществлении способа для нанесения покрытия на трубу 1 была разработана разбрызгивающая головка 2 (на чертеже показана только разбрызгивающая ее часть) с соосными, внутренним 3 и наружным 4, соплами, представляющими собой кольцевые конические щели. У внутреннего сопла 3 ширина щели равна 0,5 мм, средний диаметр - 31 мм, конусность 1 равна 90^o, у наружного сопла 4 ширина щели равна 0,15 мм, средний диаметр - 80 мм, конусность 2 равна 60^o, причем выходы этих сопел размещены в одной плоскости.

При столкновении внутреннего 5 и наружного 6 потоков, истекающих из сопел 3 и 4, они дробятся на капли, образующие расходящийся пучок. Этот пучок движется в направлении результирующего вектора количества движения 7 соударяющихся внутреннего 5 и наружного 6 потоков с их результирующим вектором направления 8. Взаимодействие между потоками описывается уравнением сохранения количества движения



где

m₁ и m₂ - массовый расход жидкости;

V₁ и V₂ - скорость движения жидкости;

₁ - угол между результирующим вектором направления внутреннего и наружного потоков и вектором направления внутреннего потока;

₂ - угол между результирующим вектором направления внутреннего и наружного потоков и вектором направления наружного потока;

- угол между результирующим вектором направления внутреннего и наружного потоков и результирующим вектором количества движения внутреннего и наружного потоков.

Разработанная головка применялась для нанесения эпоксидного покрытия на трубу с внутренним диаметром 209 мм. По внутреннему соплу 3 подавали эпоксидную смолу -ЭП-00-10 вязкостью 80 c при давлении 1,3 МПа, по наружному соплу 4 - отвердитель - ПЭПА-643 вязкостью 11 с при давлении 1,1 МПа. При этом производительность при толщине слоя получаемого покрытия в 0,1 мм была 10 м/мин.

Меняя площадь сечения щелей и давление подачи потока, можно производить смешивание компонентов в любых наперед заданных соотношениях. Меняя конусность сопел, можно изменять характеристики покрытия. Необходимая вязкость компонентов достигается их разбавлением растворителем.

С целью повышения эффективности распыла (уменьшения длины факела, а следовательно, потерь) необходимо компонент с большим массовым расходом направлять по внутреннему конусу. Для уменьшения отброса капель к разбрызгивающей головке углы ₁ и ₂ не должны превышать 25 - 30^o.

Применение изобретения позволило проводить смешение компонентов наносимого покрытия вне оборудования, что исключает выход его из строя. Исключились необходимые ранее дозировка компонентов, составление и приготовление наносимой смеси, перерасход материалов. Появилась возможность автоматизировать процесс нанесения покрытия, так как применяемое оборудование не загрязняется. Улучшается качество покрытия, а сменная производительность при этом повышается в 2 - 3 раза.