Способ и устройство для введения нити пастообразного материала в промежуток между двумя стеклянными панелями теплоизоляционного стеклопакета
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам и устройствам для изготовления стеклопакетов. Изобретение позволит устранить прерывание процесса герметизации краевого стыка стеклопакета. Способ введения нити пастообразного материала в промежуток между двумя стеклянными панелями теплоизоляционного стеклопакета включает перемещение форсунки, имеющей, по меньшей мере, одно выходное отверстие, направленное в промежуток между стеклянными панелями, вдоль края, по меньшей мере, одной из двух панелей и подачу в форсунку, во время указанного перемещения, пастообразного материала, осуществляемую путем выдавливания этого материала или его компонента, по меньшей мере, из одного пополняемого резервуара, сообщающегося с форсункой по первому тракту подачи. Для материала или для каждого его компонента предусмотрены два сообщающиеся с форсункой приспособления, каждое из которых содержит резервуар и действующий в нем вытеснитель. Эти приспособления приводят в действие в противоположных направлениях. 3 н. и 44 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к способу, характеризующемуся признаками ограничительной части пункта 1 формулы, и устройству, характеризующемуся признаками ограничительной части пункта 12 формулы. Более ранние решения данной области техники известны из документов DE 3542767 и DE 3929608. В этих документах раскрыто устройство, обеспечивающее подачу двух вязких веществ, предназначенных для герметизации краевых стыков теплоизоляционного стеклопакета, в определенном весовом соотношении из двух резервуаров к одной или нескольким форсункам. Указанные вязкие вещества представляют собой два компонента двухкомпонентного герметизирующего клейкого материала. Они при помощи поршневых насосов подаются из бочонков в промежуточный резервуар, содержащий поршневой/цилиндрический блок, из которого главный компонент герметизирующего клейкого материала (связующее или основной компонент) выдавливается первым поршнем. При этом синхронно с главным компонентом из блока вторым поршнем выдавливается дополнительный компонент (отвердитель). На пути между поршневым/цилиндрическим блоком и форсункой главный и дополнительный компоненты проходят через статический смеситель, где они смешиваются друг с другом. Если в поршневом/цилиндрическом блоке заканчивается запас главного и дополнительного компонентов, процесс герметизации теплоизоляционного стеклопакета необходимо прервать, чтобы добавить главный и дополнительный компоненты в этот поршневой/цилиндрический блок. В это время герметизацию стеклопакетов осуществлять невозможно. Чтобы не прерывать процесс герметизации, поршневой/цилиндрический блок следует выбирать как можно большего размера. Однако чем больше накопительный объем, тем труднее, из-за неизбежной сжимаемости компонентов герметизирующего клейкого материала, обеспечить точность их дозировки, достаточную для того, чтобы материал не подавался в краевой стык стеклопакета в слишком больших или слишком малых количествах. Кроме того, с увеличением накопительного объема повышается вес поршневых/цилиндрических блоков, мощность, требующаяся для приведения их в действие, а вместе с тем и вес механизмов, приводящих в действие поршни этих поршневых/цилиндрических блоков. Известно, что для того чтобы сократить путь подачи от поршневых/цилиндрических блоков к форсункам, форсунку и питающие ее поршневые/цилиндрические блоки следует размещать на общей опоре. При этом опора должна быть подвижной, чтобы форсунку можно было перемещать вдоль края теплоизоляционных стеклопакетов. С увеличением массы поршневых/цилиндрических блоков повышается и стоимость механизма перемещения.
Таким образом, в основе данного изобретения лежит задача снижения расходов, связанных с герметизацией теплоизоляционных стеклопакетов, без необходимости в слишком частых прерываний процесса герметизации.
Поставленная задача решена путем создания способа, характеризующегося признаками пункта 1 формулы изобретения, а также устройства, характеризующегося признаками пункта 12. Зависимые пункты формулы раскрывают предпочтительные варианты изобретения.
В соответствии с изобретением для пастообразного материала, вводимого в промежуток между двумя стеклянными панелями, или для его компонентов предусмотрены два приспособления, каждое из которых сообщается с форсункой и содержит резервуар и действующий в нем вытеснитель, причем эти приспособления приводятся в действие в противоположных направлениях таким образом, что пока один из резервуаров пополняется, из другого резервуара материал или его компонент поступает по первому тракту подачи, проходящему к форсунке. Такое техническое решение обеспечивает следующие существенные преимущества.
- Благодаря приведению приспособлений в действие в противоположных направлениях содержимое пополняемого резервуара увеличивается согласно уменьшению количества материала, содержащегося в другом резервуаре. Поэтому пастообразный материал или его компоненты постоянно имеются в наличии для введения в промежуток между двумя стеклянными панелями стеклопакета.
- Время, необходимое для переключения резервуаров с пополнения на выдачу и с выдачи на пополнение, гораздо меньше времени, необходимого для пополнения опорожненного резервуара.
- Так как время, необходимое для наполнения резервуара, не сокращает время, в течение которого пастообразный материал можно вводить в промежуток между двумя стеклянными панелями теплоизоляционного стеклопакета, можно использовать резервуары небольшого объема.
- Так как объем может быть небольшим, резервуары можно выполнять легкими и малого размера, вследствие чего расход энергии на управление ими и на проведение в отношении их различных манипуляций также будет незначительным.
- Так как объем резервуаров может быть небольшим, то влияние сжимаемости на точность дозирования пастообразного материала или его компонентов также будет незначительным.
- Изобретение позволяет создать компактное, легко управляемое устройство для герметизации теплоизоляционных стеклопакетов.
Изобретение можно использовать с двухкомпонентными герметизирующими клейкими материалами, например, полисульфидом, который широко применяется при изготовлении теплоизоляционных стеклопакетов и состоит из главного и дополнительного компонентов, смешиваемых друг с другом на пути к форсунке в соотношении примерно 9 к 1 с образованием двухкомпонентного пастообразного материала, который сразу после смешивания начинает постепенно затвердевать. Однако изобретение также подходит для обрабатывающих кремнийорганических веществ, которые твердеют с образованием кремнийорганического каучука и тоже могут использоваться для герметизации изоляционных стеклопакетов. Также изобретение подходит для однокомпонентных затвердевающих материалов, например, на основе полиуретана. Кроме того, изобретение подходит для обрабатывающих термопластичных компаундов, например, на основе полиизобутилена, в частности, для изготовления теплоизоляционного стеклопакета с термопластичным разделителем. В этом случае нить термопластичного компаунда экструдируют в горячем состоянии на стеклянную панель вдоль ее края, после чего с этим экструдированным разделителем склеивают вторую стеклянную панель, образуя таким образом теплоизоляционный стеклопакет. Подробности по этому вопросу приведены в ЕР 0823531. Кроме того, изобретение подходит для нанесения нити термоклея на стеклянную панель, используемую в термоизоляционном стеклопакете.
При герметизации термоизоляционного стеклопакета в краевой стык стеклопакета, ограниченный двумя стеклянными панелями и внешней стороной разделителя, соединяющего эти панели, вводят затвердевающий компаунд, который либо проходит в виде однородной нити от одной стеклянной панели к противолежащей стеклянной панели, либо - при достаточно прочных на сжатие и разрыв разделителях - вводят только в пазы между внешней стороной разделителя и обеими панелями, так что в краевом стыке рядом друг с другом находятся две отдельные нити герметизирующего компаунда. Такие две нити можно создавать одной форсункой, имеющей два расположенных рядом друг с другом отверстия.
Если материал, вводимый в промежуток между стеклянными панелями стеклопакета, состоит из двух компонентов, образующих после смешивания затвердевающий компаунд, то на первом тракте подачи предусмотрен смеситель, расположенный между двумя резервуарами, из которых поступают эти два компонента, и форсункой, из которой в конце концов выходит нить пастообразного материала. Статический смеситель, используемый для смешивания друг с другом обоих компонентов во время их прохождения через этот смеситель, как таковой известен. Для обработки однокомпонентных пастообразных материалов такой смеситель не требуется.
Форсунка может иметь одно или несколько выходных отверстий. Одно отверстие используется в случае, если, например, из пастообразного материала необходимо образовать единую нить. Форсунку с двумя выходными отверстиями можно использовать не только для создания двух расположенных рядом друг с другом нитей, одна из которых связывает разделитель с одной стеклянной панелью, а другая - разделитель с другой панелью (описано выше). Форсунку с двумя выходными отверстиями можно также использовать и тогда, когда необходимо создать слойчатую композитную нить, содержащую два различных пастообразных материала.
В предпочтительном случае приспособления, попарно приводимые в действие в противоположных направлениях и состоящие из резервуара и вытеснителя, выполнены с возможностью синхронной работы, вследствие чего, когда некоторое количество материала выходит из одного резервуара, другой резервуар пополняется таким же количеством материала. Однако, в принципе, строгая синхронизация не обязательна. Например, для пополнения одного резервуара можно использовать не все то время, в течение которого выходит материал из другого резервуара, поскольку существует возможность сократить время пополнения при условии соответствующего увеличения пропускной способности на пополнение. Однако такой подход увеличивает сложность системы, следовательно, его нельзя назвать предпочтительным.
Если предполагается обрабатывать более одного пастообразного материала или более одного компонента пастообразного материала, то для дозирования каждого материала или каждого компонента по отдельности должна быть предусмотрена пара приспособлений, которые приводятся в действие в противоположных направлениях и каждое из которых состоит из резервуара и вытеснителя. В предпочтительном случае эти приспособления приводятся в действие синхронно.
Резервуары, выполненные с возможностью попарной работы в противоположных направлениях, предпочтительно имеют одинаковый размер. В этом случае в начале процесса введения один из резервуаров заполнен по меньшей мере наполовину, поэтому для непрерывного процесса введения в распоряжении, в принципе, имеется половина объема одного из двух резервуаров. Согласно усовершенствованному варианту изобретения пастообразный материал или его соответствующие компоненты, используемые в процессе введения, выдаются по отдельности из того резервуара пары приспособлений, содержащих резервуар и вытеснитель, который вмещает большее количество пастообразного материала или одного из его компонентов. В этом случае вероятность того, что намеченный процесс введения сможет быть завершен без прерывания, наиболее высока.
Известно, что в случае прямоугольных теплоизоляционных стеклопакетов процесс введения на углах стеклопакета прерывается на короткое время, в течение которого форсунка перемещается за угол. Это кратковременное прерывание можно использовать для переключения между резервуарами пары резервуаров, после чего тот резервуар, из которого материал выдавался до достижения угла стеклопакета, начинает пополняться, а другой резервуар, который до достижения угла пополнялся, выдавать материал.
Другое предпочтительное усовершенствование изобретения состоит в таком управлении процессом введения, согласно которому предварительно определяется количество пастообразного материала или его компонентов, необходимое для использования между двумя паузами в процессе перемещения форсунки, и по возможности это количество выдается из того резервуара пары приспособлений, содержащих резервуар и вытеснитель, из которого возможна бесперебойная подача. Если такая подача возможна из обоих резервуаров, то предпочтительным для выдачи материала является резервуар, содержащий меньшее количество материала. Это дает следующие два преимущества. Во-первых, это повышает интенсивность обращаемости материала в резервуарах, а следовательно, противодействует старению материала в резервуарах. Во-вторых, если один из резервуаров был почти опорожнен, то второй резервуар почти заполнен и может использоваться для продолжительного непрерывного введения, что благоприятно в случае крупноразмерных теплоизоляционных стеклопакетов.
Для современной автоматической поточной линии по сборке теплоизоляционных стеклопакетов количество пастообразного материала, необходимое между двумя паузами в перемещении форсунки, легко определить заранее по заблаговременному определению длины, ширины и глубины краевого стыка стеклопакета. Это можно осуществлять либо с использованием измерительной техники, либо путем введения в средство управления поточной линии данных о собираемых стеклопакетах, прежде чем операция стартовала. Подобные данные обычно можно взять в технологическом отделе.
Догружаемый пастообразный материал или его компоненты берутся из одного или (если догружается нескольких компонентов) нескольких контейнеров, которые могут сообщаться с пополняемым резервуаром через второй тракт подачи, в котором установлен насос. С этой целью резервуары имеют соответствующие соединители для пополнения. Предпочтительно пополнение происходит через вход, который используется также для выдачи материала из резервуара. Для такого двойного использования достаточно, чтобы перед входом в резервуар был установлен распределительный клапан, попеременно соединяющий вход то с первым трактом подачи, ведущим к форсунке, то со вторым трактом подачи, идущим от контейнера. Распределительный клапан также может иметь третье положение, при котором вход к резервуару перекрыт.
Резервуары могут быть выполнены различным образом. Один из вариантов состоит в том, что в качестве резервуара используется контейнер, в котором установлен вытеснитель в виде сильфона, выполненный с возможностью увеличения и уменьшения гидравлическим способом. Однако в предпочтительном случае вытеснитель выполнен не в виде сильфона, а в виде поршня, в частности плунжера, взаимодействующего с резервуаром, выполненным преимущественно в виде цилиндра. При пополнении резервуара плунжер вытесняется поступающим в резервуар материалом. После переключения сопряженного с резервуаром регулировочного клапана плунжер перемещается и вытесняет материал из резервуара в "первый" тракт подачи, идущий к форсунке.
Емкость резервуара предпочтительно выбрана так, что наполовину заполненного резервуара достаточно для герметизации одного из четырех краевых стыков прямоугольного теплоизоляционного стеклопакета, имеющего стандартные размеры, то есть для введения одной или двух нитей с края в промежуток между двумя панелями стеклопакета. Большая часть изоляционных стеклопакетов имеет длину кромки менее 1,5 м, поэтому если по меньшей мере один из двух взаимодействующих резервуаров заполнен по меньшей мере наполовину, один резервуар с объемом, достаточным для герметизации краевого стыка стеклопакета длиной от 2 до 3 метров, позволяет загерметизировать по меньшей мере краевой стык длиной от 1 до 1,5 м. Таким образом, в большинстве случае теплоизоляционных стеклопакетов, обычно встречающихся на практике, объем, выбранный указанным образом, позволяет без перерыва загерметизировать каждый из четырех краевых стыков. Предпочтительно объем не превышает величины, необходимой для герметизации краевого стыка длиной от 5 до 6 м. Поскольку один из двух резервуаров в любой момент времени наполнен по меньшей мере наполовину, всегда имеется достаточно материала для того, чтобы загерметизировать по меньшей мере один краевой стык длиной от 2,5 до 3 м. Если в случае стеклопакетов больших размеров того количества, которое имеется в резервуаре, для непрерывной герметизации краевого стыка недостаточно, то это вполне допустимо, так как такие стеклопакеты встречаются реже, поэтому дополнительные временные затраты на кратковременное прерывание процесса герметизации, которые могут возникнуть при герметизации более длинного краевого стыка, существенно не повлияют на окончательный результат изготовления большого количества стеклопакетов.
Согласно особо предпочтительному варианту изобретения устройство введения нити пастообразного материала в промежуток между двумя стеклянными панелями теплоизоляционного пакета, которое в данной заявке упоминается также как герметизирующее устройство, включает в себя динамический смеситель для смешивания компонентов пастообразного материала. Пастообразный материал предназначен для герметизации внутреннего пространства стеклопакета с целью предотвращения проникновения водяного пара и/или с целью создания долговечной и достаточно прочной соединительной связки между двумя стеклянными панелями. Для создания достаточно прочной соединительной связки применяют затвердевающий материал, содержащий по меньшей мере два смешиваемых друг с другом компонента. Получившийся в результате смешивания материал вначале является пастообразным, но постепенно твердеет и упрочняется. Для герметизации краевого стыка теплоизолирующих стеклопакетов обычно применяют твердеющие двухкомпонентные герметизирующие и клеящие материалы на основе тиокола. При твердении они образуют полисульфиды.
В известных устройствах для герметизации теплоизолирующих стеклопакетов, стеклянные панели которых по краю склеены друг с другом, принято применять статический смеситель для смешивания компонентов пастообразного материала, вводимого между двумя панелями. Дополнительное усовершенствование настоящего изобретения заключается в применении динамического смесителя, что существенно отличается от общепринятой практики. Благодаря этому достигается ряд значительных преимуществ.
- При подаче пастообразного материала через динамический смеситель падение напора происходит в гораздо меньшей степени по сравнению с падением напора в статическом смесителе. В герметизирующем устройстве со статическим смесителем компоненты пастообразного материала должны выдавливаться из резервуаров, питающих статический смеситель, под давлением, которое в случае не слишком малых зазоров между стеклянными панелями стеклопакета составляет обычно от 200 до 220 бар. На пути к форсунке большая часть давления, составляющего от 200 до 220 бар, падает. У форсунки давление пастообразного материала обычно составляет лишь от 70 до 80 бар, так что потеря давления на пути к форсунке составляет примерно 2/3 от первоначального давления. Основная часть потери давления возникает из-за статического смесителя. Благодаря применению динамического смесителя можно предотвратить по меньшей мере большую часть потери давления, обычно возникающей в статическом смесителе.
- Вследствие сильного снижения падения давления снижается мощность, необходимая для выдавливания пастообразного материала.
- Благодаря уменьшению исходного давления и мощности, необходимой для выдавливания пастообразного материала, можно применять резервуары и средства подачи (например, гидравлические поршневые насосы) меньшего веса.
- Указанное уменьшение веса облегчает задачу перемещения резервуаров, средств подачи и смесителей совместно с форсункой. Привод для совместного перемещения может иметь более низкую мощность, что еще более сокращает конструктивную массу.
- Поскольку перемещать приходится более легкие резервуары и средства подачи, для них можно применять менее прочные опоры и направляющие, что также позволяет сэкономить на массе.
- Благодаря снижению массы герметизирующего устройства уменьшается склонность к нежелательным колебаниям и облегчается демпфирование этого устройства.
- Пониженные давления, пониженные требования к мощности и меньшие массы увеличивают срок службы, в частности, резервуаров и гидравлических средств подачи, а также их уплотнений.
- При одинаковых результатах смешивания емкость динамического смесителя, а также время, в течение которого пастообразный материал находится в смесителе, значительно меньше соответствующих значений для статического смесителя. В результате этого снижается объем пастообразного материала, находящегося между резервуарами и форсункой. В свою очередь, благодаря меньшему объему пастообразного материала влияние сжимаемости пастообразного материала на точность дозирования уменьшается, а значит повышается точность дозирования.
- Благодаря снижению времени прохождения пастообразного материала через смеситель уменьшается степень затвердевания пастообразного материала, которое имеет место на пути к форсунке.
- Благодаря тому, что для динамического смесителя достаточна меньшая, чем у статического смесителя, емкость, а также тому, что время, в течение которого материал находится в динамическом смесителе, меньше соответствующего времени для статического смесителя, вероятность скопления и затвердевания материала в мертвых зонах динамического смесителя гораздо меньше, чем у статического смесителя. Это преимущество обеспечивается также благодаря приводному рабочему органу смесителя, который поддерживает движение пастообразного материала в динамическом смесителе.
- В устройствах герметизации теплоизоляционных стеклопакетов длина статических смесителей обычно составляет от 80 см до 1 метра и более. Динамический смеситель намного короче и компактнее статического смесителя при той же производительности. Благодаря этому герметизирующее устройство в целом может иметь более компактную конструкцию. В результате склонность к вибрации уменьшается в еще большей степени.
- Заявленное герметизирующее устройство, оснащенное динамическим смесителем, может быть изготовлено с меньшими затратами, чем обычное герметизирующее устройство со статическим смесителем.
- Герметики для теплоизоляционных стеклопакетов являются в большей или меньшей степени дилатантными. Говоря иными словами, их вязкость увеличивается с повышением действующего на материал давления. Так как предложенное герметизирующее устройство может работать при меньшем давлении, чем известные устройства герметизации стеклопакетов, дилатантные герметики в предлагаемом устройстве имеют более низкую вязкость, чем в случае обычных устройств. Поэтому в предложенном устройстве герметики эффективнее проходят технологическое преобразование. Это относится также и к тиоколу, наиболее широко распространенному материалу. Однако наиболее ярко преимущества изобретения проявляются при переработке двухкомпонентных герметиков на основе кремнийорганических веществ, которые затвердевают с образованием кремнийорганического каучука. На обычной установке, оснащенной статическим смесителем, эти герметики можно перерабатывать только в том случае, если через форсунку подаются сравнительно небольшие количества пастообразного герметика, как это имеет место при герметизации стеклопакетов, в которых зазор между стеклянными панелями составляет не более 10 мм. Однако, так как теплоизоляция стеклопакета улучшается с увеличением зазора между стеклянными панелями стекпопакета, в настоящее время преимущественно изготавливают теплоизоляционные стеклопакеты, в которых расстояние между панелями составляет от 15 до 25 мм. Если в качестве герметика используется кремний, затвердевающий с образованием кремнийорганического каучука, то в случае применения обычных устройств это можно осуществить только ценой существенного снижения скорости герметизации. То есть обязательное уменьшение давления в герметизирующем устройстве влечет за собой соответствующее падение скорости герметизации, что в свою очередь приводит к увеличению производственного цикла поточной линии по изготовлению стеклопакетов. При помощи же предлагаемого устройства кремний можно перерабатывать при такой пропускной способности, которая требуется для стеклопакетов с большим зазором между стеклянными панелями, чтобы можно было в полном мере использовать небольшие производственные циклы современных поточных линий по изготовлению стеклопакетов. Поэтому данное изобретение позволяет использовать в качестве двухкомпонентного герметика не только тиокол, но и полиуретан, в особенности кремний, затвердевающий с образованием кремнийорганического каучука.
Предпочтительно динамический смеситель имеет смесительную трубу в виде цилиндра или усеченного конуса. В этой трубе в качестве смесительного рабочего органа установлен ведомый смесительный вал с выступающими из него смесительными элементами. Смесительные элементы предпочтительно выступают из вала в радиальном направлении и доходят до внутренней периферической стенки смесительной трубы, поэтому смесительные элементы заметают собой все внутреннее пространство смесительной трубы и смешиваемые материалы не могут осаждаться и затвердевать в трубе.
Смесительные элементы могут быть установлены вокруг вала неравномерно, также они могут быть размещены на валу друг за другом в виде нескольких кольцевых средств. Предпочтительно, чтобы смесительные элементы были установлены вокруг вала по винтовой траектории, так как в этом случае лучше всего обеспечивается перекрывание смесительными элементами всех участков внутренней поверхности смесительной трубы.
Смесительные элементы могут иметь разные формы. Они могут быть выполнены в виде стержней круглого или многогранного поперечного сечения. Также они могут быть выполнены в виде лопастей или дужек. Предпочтительны также элементы в виде лопаток. В частности, подобные смесительные элементы в виде лопаток могут иметь поверхности, обращенные в сторону направления подачи и проходящие под углом к продольной оси вала, отличным от 90°, так что при приведении вала во вращение они будут обеспечивать поступательное продвижение пастообразного материала. Таким образом, данная конструкция позволяет частично или полностью снизить падение напора подачи материала в динамическом смесителе. Можно даже скомпенсировать падение давления, возникшее на пути от резервуара к динамическому смесителю.
Особенно предпочтительна конструкция, в которой смесительные элементы, обеспечивающие поступательное продвижение материала, скомбинированы со смесительными элементами, которые не обеспечивают поступательного продвижения, но обладают большим перемешивающим действием.
Динамический смеситель также может содержать смесительную трубу, в которой установлены один или два ведомых шнека.
Живое сечение потока в смесителе и мощность его привода предпочтительно рассчитаны на пропускание по меньшей мере 0,5 литра пастообразного материала в минуту, предпочтительнее на пропускание по меньшей мере 2 литров пастообразного материала в минуту и еще предпочтительнее - на пропускание по меньшей мере 3 литров в минуту. В последнем случае предложенное устройство особенно хорошо подходит для быстрой герметизации теплоизолирующих стеклопакетов, отличающихся большим промежутком между стеклянными пакетами.
Изобретение позволяет создавать компактные герметизирующие устройства, причем такие, что с одной форсункой на общей подвижной опоре можно сопрягать не только резервуары для компонентов одного герметика (например, тиокола), но и большее количество резервуаров для компонентов различных герметиков (например, для тиокола и полиуретана, тиокола и кремния или для всех трех герметиков). Даже в таком случае масса герметизирующего устройства не достигает массы обычного устройства, предназначенного только для одного герметика. Посредством одного или нескольких клапанов, в частности при помощи одного распределительного клапана, такое устройство можно быстро, просто и без затрат переключать с переработки одного герметика на переработку другого герметика, при необходимости с переключением на другой динамический смеситель или другую форсунку.
Другие особенности и преимущества изобретения станут более понятными из рассмотрения конкретных вариантов выполнения изобретения, представленных со ссылкой на сопутствующие чертежи. При описании этих вариантов одни и те же или соответствующие друг другу элементы обозначены одинаковыми номерами позиций.
Фиг.1 схематически изображает устройство введения пастообразного материала в промежуток между двумя стеклянными панелями теплоизоляционного стеклопакета.
Фиг.2 так же схематически, как и фиг.1, изображает второй вариант устройства введения пастообразного материала в промежуток между двумя стеклянными панелями теплоизоляционного стеклопакета.
Фиг.3 изображает показанное на фиг.1 устройство, но оснащенное не статическим, а динамическим смесителем.
Фиг.4 изображает показанное на фиг.2 устройство, но оснащенное не статическим, а динамическим смесителем.
Фиг.5 изображает продольное сечение динамического смесителя.
На фиг.1 показан контейнер 1 для первого компонента 3 пастообразного материала и контейнер 2 для второго компонента 4 пастообразного материала. Оба контейнера могут представлять собой, например, бочки с удаленными крышками. Поверх первого компонента 3 в бочке 1 находится нажимная плита 5. От нажимной плиты 5 вертикально вверх к траверсе 7 проходят две штанги 6. Траверса 7 соединяет собой не только обе штанги 6, но и два поршневых штока 8, относящиеся к двум гидроцилиндрам 9, закрепленным на опорной плите 10, удерживающей контейнер 1. При втягивании поршневых штоков 8 в гидроцилиндры 9 траверса 7 давит нажимной плитой 5 на находящийся в бочке 1 запас компонента 3 пастообразного материала. В результате компонент 3 через отверстие в плите 5 выдавливается в расположенный над плитой 5 насос 11, подающий компонент 3 в трубопровод 12.
Трубопровод 12 разветвляется к двум распределительным клапанам 13 и 14, которые являются четырехходовыми двухпозиционными клапанами. Распределительный клапан 13 посредством двух трубопроводов 12а и 12b соединен с двумя входами накопительной камеры первого цилиндра 15. Другой распределительный клапан 14 посредством двух трубопроводов 12с и 12d соединен с двумя входами накопительной камеры второго цилиндра 16. Наличие двух входов в цилиндры 15 и 16 позволяет полностью заменять материал в цилиндрах путем чередования операций пополнения и выдачи. Оба цилиндра 15 и 16 имеют одинаковый размер и расположены соосно. Плунжер 17 взаимодействует одновременно с обоими цилиндрами 15 и 16.
Трубопровод 12а предназначен для пополнения цилиндра 15. В положении клапана 13, показанном на чертеже, он перекрыт.Трубопровод 12b принимает компонент 3, выдавливаемый из цилиндра 15, и при положении клапана 13, показанном на чертеже, направляет его через этот клапан в трубопровод 18, в котором находится обратный клапан 19. Трубопровод 18 сообщается со статическим смесителем 20.
Трубопровод 12d предназначен для пополнения второго цилиндра 16. В положении клапана 14, показанном на чертеже, он сообщается с трубопроводом 12, вследствие чего цилиндр 16 готов к пополнению. Трубопровод 12с через распределительный клапан 14 сообщается с трубопроводом 18, который выходит в статический смеситель 20. При положении клапана 14, показанном на чертеже, трубопровод 12с перекрыт.
Каждый из трубопроводов 12b и 12с защищен предохранительным клапаном 21.
При показанном положении распределительных клапанов 13 и 14 цилиндр 16 наполняется и плунжер 17 перемещается от цилиндра 16 к цилиндру 15, входит глубже в цилиндр 15 и выдавливает находящийся там компонент 3 в трубопровод 12b. В результате переключения клапанов 13 и 14, которое в предпочтительном случае происходит одновременно, рабочий режим реверсируется: цилиндр 15 наполняется через трубопровод 12а. Плунжер 17 перемещается к противоположному цилиндру 16, входит в него глубже и выдавливает часть компонента 3 пастообразного материала, который поступает в трубопровод 12d и далее в трубопровод 18 и смеситель 20.
Согласно модифицированному варианту изобретения плунжер 17 снабжен отдельным управляемым приводом, например шпиндельным приводом, воздействующим на рычаг 26, предусмотренный на поршне 17. То же самое относится и к плунжеру 17' двух цилиндров 15' и 16', имеющему рычаг 26'.
Второй компонент 4 пастообразного материала находится во втором контейнере 2. Он подается из этого контейнера аналогично тому, как первый компонент 3 подается из первого контейнера 1. Поэтому используемые для этого средства обозначены такими же номерами позиций, но со штрихом.
Второй компонент 4 соответствующим образом поступает в два цилиндра 15' и 16'. Из этих цилиндров он попадает в трубопровод 18', который, как и трубопровод 18, сообщается со смесителем 20. В трубопроводе 18' установлен двухходовой двухпозиционный распределительный клапан 22. В показанном на чертеже положении он перекрывает трубопровод 18'. Другое положение обеспечивает возможность протекания материала по трубопроводу 18'.
От статического смесителя 20 к форсунке 25 идет трубопровод 23, в котором установлен двухходовой двухпозиционный распределительный клапан 24. Клапан 24 имеет два положения. В показанном на чертеже положении этот клапан перекрывает трубопровод 23, в другом положении он обеспечивает прохождение материала по трубопроводу 23. Распределительный клапан 24 позволяет прерывать подачу пастообразного материала, полученного в результате смешивания двух компонентов 3 и 4, в непосредственной близости от форсунки 25. Это является преимуществом, т.к. клапан 24 предотвращает просачивание материала после того, как процесс введения прерван.
В качестве распределительных клапанов 13, 14, 13', 14', 22 и 24 предпочтительно использовать электромагнитные клапаны.
Цилиндры 15, 16, 15' и 16' предпочтительно имеют одинаковые размеры. Объемное соотношение, при котором они подают к смесителю 20 компоненты 3 и 4, можно задавать путем выбора разных поперечных сечений плунжеров 17 и 17'. Например, если требуется обеспечить состав смеси равным девять к одному, то этого добиваются путем выбора соотношения поперечных сечений плунжеров также равным девять к одному, при условии, что оба плунжера 17, 17' движутся с одинаковой скоростью, что может быть достигнуто благодаря принудительной механической синхронизации.
Трубопроводы 12b и 18, смеситель 20, трубопровод 23 и распределительный клапан 24 образуют "первый" тракт подачи для цилиндра 15. Трубопроводы 12с и 18, смеситель 20, трубопровод 23 и клапан 24 образуют "первый" тракт подачи для цилиндра 16. Трубопроводы 12b' и 18', смеситель 20 и трубопровод 23 образуют "первый" тракт подачи для цилиндра 15'. Трубопроводы 12с' и 18', смеситель 20 и трубопровод 23 образуют "первый" тракт подачи для цилиндра 16'. Трубопроводы 12 и 12а образуют "второй" тракт подачи для цилиндра 15. Трубопроводы 12 и 12а образуют "второй" тракт подачи для цилиндра 16. Трубопроводы 12' и 12'а образуют "второй" тракт подачи для цилиндра 15', а трубопроводы 12' и 12'd образуют "второй" тракт подачи для цилиндра 16'.
Цилиндры 15, 16, 15', 16', все распределительные клапаны 13, 14, 13', 14', 22 и 24, смеситель 20 и форсунка 25 в предпочтительном случае размещены на общей подвижной опоре и перемещаются вместе с форсункой 25, когда она движется по краю изоляционного стеклопакета.
Вариант изобретения, показанный на фиг.2, отличается от варианта, показанного на фиг.1, тем, что вместо пар цилиндров 15, 16 и 15', 16' используется один цилиндр 27 и 27' соответственно, при этом компонент 3 или компонент 4 приводятся в движение с двух сторон поршней 28 и 28', не являющихся плунжерами. С одного конца цилиндра 27 или 27' выходит поршневой шток, оканчивающийся шпинделем 29, 29', выполненным с возможностью приведения в действие электродвигателем 30, 30', в предпочтительном случае серводвигателем.
Цилиндры 27, 27' с каждой из обеих сторон поршня 28, 28' имеют по одному входному отверстию, с которым сообщается трубопровод 31, 32 или 31', 32', идущий от трехходового двухпозиционного распределительного клапана 13, 14 или 13', 14'.
При показанных положениях распределительных клапанов 13, 14, 13', 14' правая накопительная камера цилиндров 27, 27' наполняется, а левая камера выдает материал, и он через смеситель 20 поступает в форсунку 25, обеспечивающую возможность введения пастообразного материала в зону краевого стыка в изоляционном стеклопакете, содержащем две стеклянные панели 33 и 34, между которыми помещен разделитель 35, выполненный в виде рамы. Переключая четыре распределительных клапана 13, 14, 13', 14', можно менять функции накопительных камер в цилиндрах 27, 27'.
Варианты изобретения, показанные на фиг.3 и 4, отличаются от вариантов, показанных на фиг.1 и 2, тем, что в них вместо статического смесителя предусмотрен динамический смеситель 20, смесительные элементы 38 которого представляют собой, например, две дужки, выступающие из смесительного вала 37, приводимого в действие двигателем 46.
На фиг.5 представлен пример динамического смесителя 20, содержащего коническую смесительную трубу 36, в которой установлен конический смесительный вал 37, оснащенный цапфой 36а, выступающей из смесительной трубы 36. Цапфа имеет глухое отверстие 36b шестигранного профиля. В это отверстие с геометрическим замыканием может входить приводной вал двигателя 46 (см. фиг.3 и 4).
Смесительный вал 37 имеет такой же угол α конусности, как и смесительная труба 36, вследствие чего между этими элементами существует кольцевой зазор 42 постоянной ширины.
Смесительный вал 37 снабжен радиальными лопастями, действующими в качестве смесительных элементов 38 и доходящими до внутренней поверхности трубы 36. Поверхность 40 смесительных элементов 38 обращена в сторону направления 39 подачи и расположена под углом β к продольной оси 41, отличным от 90°, вследствие чего смесительные элементы 38, вращающиеся вместе с валом 37, обеспечивают поступательное продвижение материала, находящегося в смесителе 20.
Два смешиваемых компонента затвердевающего уплотнителя подаются в систему через два впускных патрубка 43 и 44. Смесь выходит из смесителя 20 через выпускное отверстие 45.
| ПЕРЕЧЕНЬ НОМЕРОВ ПОЗИЦИИ | |||
| 1. | контейнер | 24. | распределительный клапан |
| 2. | контейнер | ||
| 3. | компонент | 25. | форсунка |
| 4. | компонент | 26, 26' | рычаг |
| 5, 5' | нажимная плита | 27, 27' | цилиндр |
| 6, 6' | штанга | 28, 28' | поршень |
| 7, 7' | траверса | 29, 29' | шпиндель |
| 8, 8' | поршневой шток | 30, 30' | электродвигатель |
| 9, 9' | цилиндр | 31, 31' | трубопровод |
| 10, 10' | опорная плита | 32, 32' | трубопровод |
| 11, 11' | насос | 33. | стеклянная панель |
| 12, 12' | трубопровод | 34. | стеклянная панель |
| 12а, 12'а | трубопровод | 35. | разделитель |
| 12b, 12'b | трубопровод | 36. | смесительная труба |
| 12с, 12'с | трубопровод | 36а. | цапфа |
| 12d, 12'd | трубопровод | 36b. | глухое отверстие |
| 13, 13' | распределительный клапан | 37. | смесительный вал |
| 38. | смесительные элементы | ||
| 14, 14' | распределительный клапан | 39. | направление подачи |
| 40. | поверхность элементов 38 | ||
| 15, 15' | цилиндр | ||
| 16, 16' | цилиндр | 41. | продольная ось |
| 17, 17' | плунжер | 42. | кольцевой зазор |
| 18, 18' | трубопровод | 43. | впускной патрубок |
| 19. | обратный клапан | 44. | впускной патрубок |
| 20. | смеситель | 45. | выпускное отверстие |
| 21, 21' | предохранительный клапан | 46. | двигатель |
| α. | угол | ||
| 22. | распределительный клапан | β. | угол |
| 23. | трубопровод |
1. Способ введения нити пастообразного материала в промежуток между двумя стеклянными панелями (33, 34) теплоизоляционного стеклопакета, включающий перемещение форсунки (25), имеющей по меньшей мере одно выходное отверстие, направленное в промежуток между стеклянными панелями (33, 34), вдоль края по меньшей мере одной из двух панелей (33, 34), и подачу в форсунку (25) во время указанного перемещения пастообразного материала, осуществляемую путем выдавливания этого материала или его компонента по меньшей мере из одного пополняемого резервуара (15, 15', 16, 16', 27, 27'), сообщающегося с форсункой (25) по первому тракту подачи, отличающийся тем, что для материала или для каждого его компонента предусмотрены два сообщающиеся с форсункой (25) приспособления, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и действующий в нем вытеснитель (17, 17' 28, 28'), причем эти приспособления приводят в действие в противоположных направлениях.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что компоненты материала смешивают друг с другом на первом тракте подачи, проходящем к форсунке (25) от указанных приспособлений, содержащих резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28').
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что те приспособления, которые приводят в действие попарно в противоположных направлениях и которые содержат резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), приводят в действие синхронно.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что все приспособления, содержащие резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), приводят в действие синхронно.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после паузы в операции выдавливания материал или его соответствующий компонент выдавливают из того резервуара (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, содержащих резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), в котором содержится большее количество материала или одного из его компонентов.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно определяют количество пастообразного материала или его компонентов, необходимое для использования между двумя паузами в процессе перемещения форсунки (25), и по возможности это количество выдавливают из того резервуара (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, содержащих резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), из которого возможна бесперебойная подача.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в тех случаях, когда указанное предварительно определенное количество материала или его компонентов может быть получено из каждого из двух резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, содержащих резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), материал или его компоненты выдавливают из того из двух резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, который содержит меньший запас материала или одного из его компонентов.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что, когда материал или его компонент выдавливают из одного из двух резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, второй резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') этой же пары приспособлений пополняют из контейнера (1, 2) при помощи насоса (11, 11').
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что этапы выдавливания и пополнения осуществляют синхронно.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве резервуара (15, 15', 16, 16', 27, 27') используют цилиндр.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве вытеснителя (17, 17', 28, 28') используют поршень, в частности плунжер 17, 17'.
12. Устройство введения нити пастообразного материала в промежуток между двумя стеклянными панелями (33, 34) теплоизоляционного стеклопакета, содержащее форсунку (25), которая оснащена по меньшей мере одним пополняемым резервуаром (15, 15', 16, 16', 27, 27'), сообщающимся с ней через первый тракт подачи и выполненным с возможностью подсоединения по второму тракту подачи к контейнеру (1, 2), из которого можно пополнять резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27'), и действующим в резервуарах (15, 15', 16, 16', 27, 27') вытеснителем (17, 17', 28, 28'), выполненным с возможностью выдавливания материала или его компонента из резервуара (15, 15', 16, 16', 27, 27') в указанный первый тракт подачи, отличающееся тем, что для материала или для каждого его компонента предусмотрены два приспособления, каждое из которых сообщается с форсункой (25) и содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и действующий в нем вытеснитель (17, 17' 28, 28'), причем эти приспособления выполнены с возможностью приведения в действие в противоположных направлениях.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что между форсункой (25) и резервуарами (15, 15', 16, 16', 27, 27') предусмотрен смеситель (20).
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что смеситель (20) представляет собой динамический смеситель.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что динамический смеситель (20) имеет смесительную трубу (36) в форме цилиндра или усеченного конуса, в которой установлен ведомый смесительный вал (37), снабженный выступающими из него смесительными элементами (38).
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что смесительные элементы (38) выступают из вала (37) в радиальном направлении.
17. Устройство по п.15 или 16, отличающееся тем, что смесительные элементы (38) размещены вокруг вала (37) по винтовой траектории.
18. Устройство по п.15, отличающееся тем, что смесительные элементы (38) представляют собой лопасти.
19. Устройство по п.14, отличающееся тем, что в качестве смесительных элементов (38) смеситель (20) снабжен дужками.
20. Устройство по п.15, отличающееся тем, что смесительные элементы (38) выполнены в виде лопаток.
21. Устройство по п.15, отличающееся тем, что смесительные элементы (38) имеют поверхности (40), обращенные в сторону направления подачи (39) и проходящие под углом (β) к продольной оси (41) вала (37), отличным от 90°, так что при приведении вала (37) во вращение они обеспечивают поступательное продвижение пастообразного материала.
22. Устройство по п.15, отличающееся тем, что смесительные элементы (38) проходят до внутренней периферической стенки смесительной трубы (36).
23. Устройство по п.14, отличающееся тем, что смеситель (20) имеет смесительную трубу, в которой установлен ведомый шнек.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что внешний радиальный край шнека проходит до внутренней периферической стенки смесительной трубы.
25. Устройство по п.14, отличающееся тем, что живое сечение потока в смесителе (20) и мощность его привода рассчитаны на пропускание по меньшей мере 0,5 л/мин пастообразного материала.
26. Устройство по п.14, отличающееся тем, что живое сечение потока в смесителе (20) и мощность его привода рассчитаны на пропускание по меньшей мере 2 л/мин, предпочтительно по меньшей мере 3 л/мин, пастообразного материала.
27. Устройство по п.12, отличающееся тем, что указанные приспособления, содержащие резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), выполнены с возможностью синхронной работы.
28. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство управления, предназначенное для управления указанными приспособлениями, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), таким образом, что после паузы в выдавливании материал или его компоненты выдавливаются из того резервуара (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, содержащих резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), который содержит большее количество материала или одного из его компонентов.
29. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство управления, предназначенное для управления указанными приспособлениями, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), таким образом, что предварительно определяется количество пастообразного материала или его компонентов, необходимое для использования между двумя паузами в процессе перемещения форсунки (25), и по возможности это количество выдается из того резервуара (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, содержащих резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), из которого возможна бесперебойная подача.
30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство управления, предназначенное для управления указанными приспособлениями, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), таким образом, что в тех случаях, когда предварительно определенное количество материала или его компонентов может быть получено из каждого из резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27') одной пары приспособлений, содержащих резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), материал или его компоненты выдаются из того из двух резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27'), который содержит меньший запас материала или одного из его компонентов.
31. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство управления, предназначенное для управления указанными приспособлениями, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), таким образом, что, когда материал или его компонент выдавливается из одного из двух резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27') пары приспособлений, второй резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') этой же пары приспособлений пополняется насосом (11, 11') из контейнера (1, 2) по второму тракту подачи.
32. Устройство по п.31, отличающееся тем, что в нем предусмотрено средство управления, предназначенное для управления указанными приспособлениями, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), таким образом, что выдавливание и пополнение осуществляются синхронно.
33. Устройство по п.12, отличающееся тем, что форсунка (25) и указанные соединенные с ней приспособления, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), а также смеситель (20), выполненный с возможностью сообщения с форсункой (25), установлены на общей подвижной опоре.
34. Устройство по п.12, отличающееся тем, что емкость резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27') является достаточной для того, чтобы для изготавливаемого типа изоляционных стеклопакетов непрерывно вводить нити материала длиной от 2 до 3 м в промежуток между двумя стеклянными панелями (33, 34) стеклопакета.
35. Устройство по п.12, отличающееся тем, что емкость резервуаров (15, 15', 16, 16', 27, 27') является достаточной для того, чтобы для изготавливаемого типа изоляционных стеклопакетов непрерывно вводить нити материала максимальной длиной от 5 до 6 м в промежуток между двумя стеклянными панелями (33, 34) стеклопакета.
36. Устройство по п.12, отличающееся тем, что резервуары (15, 15', 16, 16', 27, 27') представляют собой цилиндры.
37. Устройство по п.12, отличающееся тем, что вытеснители (17, 17', 28, 28') представляют собой поршни, в частности плунжеры (17, 17').
38. Устройство по п.12, отличающееся тем, что каждый контейнер (1, 2) оснащен соответствующим насосом (11, 11'), поставляющим, в целях осуществления пополнения, содержащийся в контейнере (1, 2) материал или его компонент во второй тракт подачи или в один из нескольких вторых трактов подачи.
39. Устройство по п.12, отличающееся тем, что указанные пары приспособлений, каждое из которых содержит резервуар (15, 15', 16, 16', 27, 27') и вытеснитель (17, 17', 28, 28'), выполнены в виде единого узла.
40. Устройство по п.39, отличающееся тем, что оба резервуара одной пары образованы единым цилиндром (27, 27'), содержащим поршень (28, 28'), который разделяет цилиндр (27, 27') на два накопительных объема и может перемещаться либо материалом или компонентом, подаваемым в ходе этапа пополнения из контейнера (1, 2), либо отдельным приводом, в частности серводвигателем (30, 30').
41. Устройство по п.12, отличающееся тем, что два резервуара одной пары представляют собой соосно установленные цилиндры (15, 15', 16, 16'), поршни (17, 17') которых образуют единый узел.
42. Устройство по п.12, отличающееся тем, что для различных компонентов материала предусмотрены одинаковые резервуары, в частности цилиндры (15, 15', 16, 16', 27, 27').
43. Устройство по п.12, отличающееся тем, что в нем соотношение смешивания компонентов определено путем выбора поперечного сечения вытеснителей, выполненных в виде плунжеров (17, 17').
44. Применение устройства по п.12 для переработки твердеющего материала, образованного из двух компонентов.
45. Применение по п.44 для переработки полиуретана.
46. Применение по п.44 и/или 45 для переработки тиокола.
47. Применение по п.44 для переработки кремния.
