Устройство бесконтактной мойки номерных знаков, фар, зеркал, стекол, элементов кузовов транспортных средств и твердых поверхностей изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях
Техническое решение относится к очистке твердых поверхностей от загрязнений с использованием моющего средства, содержащего органические компоненты. Устройство содержит металлическую емкость с горловиной. В горловине установлен нажимной механический клапан, к которому снаружи механически присоединена распылительная насадка. Внутри металлической емкости размещен состав для распыления, содержащий, по меньшей мере, один жидкий активный компонент, и, по меньшей мере, один пропеллентный газ. В качестве активного компонента использованы смешивающиеся между собой жидкая моющая композиция и/или вода. Находящийся в емкости пропеллентный газ создает внутри емкости величину рабочего избыточного давления в пределах 3,5-12 атм. Содержание пропеллентного газа в емкости создает на выходе из распылительной насадки с диаметром сопла 2,0-0,4 мм линейную скорость потока активного компонента более 50 см/с при объемном расходе активного компонента более 1 см 3/с. 8 з.п. ф-лы.
Техническое решение относится к очистке твердых поверхностей от загрязнений с использованием моющего средства, содержащего органические компоненты.
Известна (RU, патент 2277123, опубл. 2004) жидкая композиция, содержащая моющее поверхностно-активное вещество в количестве 0,05-45 мас.%, имеющая pH менее 12 и вязкость, составляющую не менее 100 мПа·с при скорости сдвига 21 с -1, причем указанная композиция содержит природный (натуральный) антиоксидант в количестве 0,01-10 мас.%, который имеет 1,2- или 1,4-дигидроксибензольную подструктуру.
Недостатком известного жидкого моющего средства является его недостаточная эффективность.
Известен (US, патент 5254284, опубл. 1993) очиститель для твердой поверхности, содержащий водный раствор анионного или неионогенного поверхностно-активного вещества, эфир гликоля, ксантановую камедь и в качестве гидрофобизатора поверхности 0,01-1 мас.% водорастворимого полиоксиэтилированного полиалкилсилоксана с молекулярной массой от 2000 до 4000 Дальтон.
Недостатком известного очистителя следует признать сложность технологии смешения, а также достаточно узкую область применения - стеклянные поверхности.
Известно (US, заявка 2009/0208728, опубл. 2009) применение модификаторов поверхности перфторорганической природы, относящиеся к полиэфирам, которые при введении в моющие составы повышают эффективность очистки стеклянных поверхностей.
Недостатком известного технического решения следует признать узкую область применения - только стеклянные поверхности.
Известно (RU, патент 2487163, опубл. 2013) средство для очистки очковой оптики, телевизионных экранов и мониторов, содержащее неионогенное поверхностно-активное вещество, консервант, катионный полимер на основе целлюлозы и, необязательно, низший алифатический спирт и регулятор кислотности.
Недостатком известного технического решения следует признать узкую область применения.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2140972, опубл. 1999) жидкое моющее средство, в состав которого входят незамерзающий спиртосодержащий компонент, поверхностно-активное вещество, технологические добавки и денатурирующая добавка.
Недостатком этого средства следует признать недостаточную эффективность обусловленную введением не влияющих на очистку технологических добавок, а также денатурирующей добавки. Основная область применение известного технического решения - средство очистки лобового стекла автомобиля.
Техническая задача, решаемая посредством разработанного устройства, состоит в расширении ассортимента устройств, применяемых для очистки твердых поверхностей широко спектра.
Технический результат, достигаемый при реализации разработанного устройства, состоит в повышении эффективности очистки поверхности при одновременном повышении удобства пользования и расширении области применения устройства.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанное устройство бесконтактной мойки номерных знаков, фар, зеркал, стекол, элементов кузовов транспортных средств и твердых поверхностей изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях. Разработанное устройство содержит металлическую емкость с горловиной, выполненную с возможностью работы при избыточном внутреннем давлении, в горловине металлической емкости установлен нажимной механический клапан, к которому снаружи механически присоединена распылительная насадка, внутри металлической емкости размещен состав для распыления, содержащий, по меньшей мере, один жидкий активный компонент, и, по меньшей мере, один пропеллентный газ, причем в качестве активного компонента использованы жидкая моющая композиция и/или вода, а находящийся в емкости пропеллентный газ создает внутри емкости величину рабочего избыточного давления в пределах 3,5-12 атм., при этом содержание пропеллентного газа в емкости создает на выходе из распылительной насадки с диаметром сопла 2,0-0,4 мм линейную скорость потока активного компонента более 50 см/с при объемном расходе активного компонента более 1 см3/с.
Согласно требованиям 9.7.4.3 (2) Регламента, для характеристики полезной модели используются следующие признаки устройства: наличие конструктивного элемента, наличие связи между элементами, взаимное расположение элементов, форма выполнения элемента или устройства в целом, форма выполнения связи между элементами, параметры и другие характеристики элемента и их взаимосвязь, материал, из которого выполнен элемент или устройство в целом, среда, выполняющая функцию элемента.
Анализ независимого пункта формулы полезной модели показывает, что при характеристике разработанного устройства использованы следующие виды признаков:
- металлическую емкость с горловиной, выполненную с возможностью работы при избыточном внутреннем давлении;
- в горловине металлической емкости установлен нажимной механический клапан;
- к клапану снаружи механически присоединена распылительная насадка,
- внутри металлической емкости размещен состав для распыления;
- один жидкий активный компонент;
- один пропеллентный газ,
- в качестве активного компонента использованы смешивающиеся между собой жидкая моющая композиция и/или вода; - находящийся в емкости пропеллентный газ создает внутри емкости величину рабочего избыточного давления в пределах 3,5-12 атм.;
- при этом содержание пропеллентного газа в емкости создает на выходе из распылительной насадки с диаметром сопла 2,0-0,4 мм линейную скорость потока активного компонента более 50 см/с при объемном расходе активного компонента более 1 см3/с.
Следует отметить, что используемые в составе устройства жидкость и газ являются конструктивными признаками устройства, активно влияющими на достижение технического результата.
При этом следует отметить, что только совокупность указанных признаков позволяет достичь указанного ранее технического результата - повышение эффективности очистки поверхности при одновременном повышении удобства пользования и расширении области применения устройства.
В некоторых вариантах реализации в состав жидкой моющей композиции могут входить одно-, двух- и трехатомные спирты и/или их смеси.
Реализация устройства в условиях отрицательных температур возможна при содержании спирта в качестве активного компонента в массовой доле более 2%.
В некоторых вариантах реализации в состав жидкой моющей композиции могут входить эфиры гликолей и/или их смеси в массовой доле от 0,001 до 10%.
В некоторых вариантах реализации распылительная насадка создает линейно направленный факел распыления.
В состав жидкой моющей композиции могут входить ионогенные и/или неионогенные поверхностно-активные вещества или их смеси в массовой доле 0,005-10%.
В составе жидкой моющей композиции в качестве антиадгезионного протектора могут быть использованы органические кремнийсодержащие полимеры или их смеси в массовой доле 0,005-10%.
В качестве пропеллентного газа могут быть использованы сжиженные и/или сжатые газы или их смеси.
В состав жидкой моющей композиции могут входить соли органических кислот или их смеси в массовой доле 0,005-10%.
В дальнейшем разработанное техническое решение будет проиллюстрировано следующими примерами реализации.
Для получения загрязняющего состава была приготовлена смесь (вес.%):
- 50% мелкодисперсных грязе-пылевых отложений с обочин дорог
- 50% торфо-песчаной смеси
Смесь тщательно перемешивали и порционно размалывали в шаровой мельнице. После измельчения смесь делили на несколько частей и в каждую часть добавляли воду из расчета по весу 20% сухого и 80% воды. Каждую порцию тщательно перемешали и последовательно пропускали через сито 16 Меш, а затем через сито 200 Меш. Смесь, прошедшую через сито 200 Меш и содержащую частицы размером менее 75 мкм, центрифугировали и подсушивали до слегка влажного состояния с получением твердого модельного загрязнителя.
Рабочие поверхности всех образцов были предварительно тщательно вымыты и высушены в комнатных условиях в течение 3-х суток при температуре 20-25°C.
В качестве образцов были взяты материалы в форме пластин размером примерно 10×40 см, а керамическая плитка размером 25×25 см. Все материалы имели, по возможности, светлые оттенки поверхности. На рабочую сторону каждого образца черным несмываемым маркером были нанесены полосы для оценки степени укрытия поверхности загрязняющим составом.
Для экспериментов были подготовлены:
Образец 1 - неокрашенные стальные пластины
Образец 2 - стальные пластины, окрашенные ПФ эмалью белого цвета
Образец 3 - фрагменты бытового оконного стекла
Образец 4 - фрагменты пластиковой вагонки из ПВХ белого цвета
Образец 5 - фрагменты цокольных панелей из пластика светлого тона
Образец 6 - фрагменты неокрашенной деревянной евровагонки
Образец 7 - керамогранит для наружного применения светлого оттенка
Все экспериментальные образцы с загрязнениями были приготовлены в едином технологическом цикле. Определенную порцию твердого модельного загрязнителя заливали водой из расчета 30% сухого и 70% воды и тщательно перемешивали для получения однородной жидкой загрязняющей смеси в виде суспензии.
Загрязняемые образцы раскладывали на горизонтальную поверхность и при использовании пневматического распылителя под углом к поверхности примерно 45° в несколько слоев с промежуточной сушкой наносили жидкую загрязняющую смесь до полного покрытия поверхности образцов, которое контролировали по исчезновению контраста между цветом поверхности и черной полосой от маркера.
После загрязнения образцы высушивали в комнатных условиях в течение 3-х суток при температуре 20-25°C. Степень высыхания определяли визуально.
Эксперименты по оценке моющей способности проводили следующим образом.
Загрязненный образец размещали на подставке рабочей поверхностью вертикально к земле, а длинной частью по горизонтали. На клапан баллона с моющим составом устанавливали распылительную головку, дающую вертикально направленный факел распыления, и баллон несколько раз встряхивали.
Баллон подносили к образцу на расстояние 10-15 см и нажатием на распылительную головку приводили в действие. Выходящим из баллона мощным потоком очищающей жидкости смывали с образца загрязнение, перемещая баллон слева направо вдоль образца таким образом, чтобы время прохода факела по образцу составляло 4-5 секунд.
После паузы в 8-10 секунд очистку повторяли в том же режиме.
Результат очистки оценивали визуально по 10 бальной шкале. 10 - наилучший результат (означает удаление с поверхности от 90 до 100% загрязнений).
Результаты приведены в примерах 1-11 выраженных в форме таблиц.
Следует отметить, что протестированное аналогичным образом техническое решение - ближайший аналог (нанесение на образец с использованием ватного тампона) показало результат не свыше 5-6.
Пример 1. Моющая способность состава 1 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 1 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
спирт изопропиловый, г | 249,8 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 30,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0,1 | Образец 4 | 9 | |
неионогенное ПАВ, г | 0,1 | Образец 5 | 9 |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 9 | |
сжатый воздух, мл | 1370 | |||
сжатый азот, мл | 0 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 11 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,5 | |||
Температура использования, °C | 0 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 524 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 1,03 |
Пример 2. Моющая способность состава 2 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 2 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
спирт изопропиловый, г | 195,0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 84,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 1,0 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 5 | 9 | |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 0 | |||
сжатый азот, мл | 1230 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 10 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,7 | |||
Температура использования, °C | -10 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 401 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 1,54 |
Пример 3. Моющая способность состава 3 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 3 | Номер | Моющая |
образца | способность | |||
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
спирт изопропиловый, г | 84,0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 84,0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 111,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 4 | 9 | |
неионогенное ПАВ, г | 1,0 | Образец 5 | 9 | |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 0 | |||
сжатый азот, мл | 0 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 940 | |||
Давление в баллоне, атм. | 8 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,8 | |||
Температура использования, °C | -15 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 245 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 1,23 |
Пример 4. Моющая способность состава 4 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 4 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | 1 | Баллы | ||
моноэтиловый эфир этиленгликоля, г | 1,0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 80,0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 195,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 2,0 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 2,0 | Образец 5 | 10 | |
Пропелленты | Образец 6 | 10 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 920 | |||
сжатый азот, мл | 0 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 8 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,8 | |||
Температура использования, °C | +20 |
Линейная скорость потока, см/с | 351 | ||
Объемный расход, куб. см/с | 1,76 |
Пример 5. Моющая способность состава 5 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 5 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
полиметилсилоксан, г | 1,0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 30,0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 248,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0,5 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 0,5 | Образец 5 | 10 | |
Пропелленты | Образец 6 | 10 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 0 | |||
сжатый азот, мл | 930 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 8 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,8 | |||
Температура использования, °C | +20 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 351 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 1,76 |
Пример 6. Моющая способность состава 6 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 6 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
спирт изопропиловый, г | 30,0 | Образец 1 | 10 | |
этиленгликоль, г | 1,0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 245,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 4,0 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 5 | 10 | |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 0 |
сжатый азот, мл | 0 | ||
сжатый углекислый газ, мл | 770 | ||
Давление в баллоне, атм. | 7 | ||
Диаметр сопла, мм | 0,9 | ||
Температура использования, °C | +15 | ||
Линейная скорость потока, см/с | 303 | ||
Объемный расход, куб. см/с | 1,93 |
Пример 7. Моющая способность состава 7 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 7 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
спирт изопропиловый, г | 70,0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 70,0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 132,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 8,0 | Образец 5 | 10 | |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 760 | |||
сжатый азот, мл | 0 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 7 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,9 | |||
Температура использования, °C | +18 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 313 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 1,99 |
Пример 8. Моющая способность состава 8 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 8 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
спирт изопропиловый, г | 30,0 | Образец 1 | 10 |
спирт этиловый, г | 30,0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 219,2 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0,8 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 5 | 9 | |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 0 | |||
сжатый азот, мл | 620 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 6 | |||
Диаметр сопла, мм | 1,0 | |||
Температура использования, °C | +20 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 291 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 2,28 |
Пример 9. Моющая способность состава 9 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 9 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 280 г | Баллы | |||
спирт изопропиловый, г | 0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 223,2 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 56,0 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 0,8 | Образец 5 | 9 | |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 40 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 0 | |||
сжатый азот, мл | 0 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 340 | |||
Давление в баллоне, атм. | 4 | |||
Диаметр сопла, мм | 1,8 | |||
Температура использования, °C | +30 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 121 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 3,08 |
Пример 10. Моющая способность состава 10 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 10 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 360 г | Баллы | |||
натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, г | 1,0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 359 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 4 | 10 | |
неионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 5 | 10 | |
Пропелленты | Образец 6 | 9 | ||
диметиловый эфир, г | 0 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 1300 | |||
сжатый азот, мл | 0 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 8 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,8 | |||
Температура использования, °C | +20 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 314 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 1,58 |
Пример 11. Моющая способность состава 11 по отношению к различным загрязненным поверхностям.
Содержимое баллона | Состав 11 | Номер образца | Моющая способность | |
Активный компонент - 230 г | Баллы | |||
калиевая соль пальмитиновой кислоты, г | 2,0 | Образец 1 | 10 | |
спирт этиловый, г | 0 | Образец 2 | 10 | |
вода, г | 228 | Образец 3 | 10 | |
ионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 4 | 9 | |
неионогенное ПАВ, г | 0 | Образец 5 | 9 |
Пропелленты | Образец 6 | 10 | ||
диметиловый эфир, г | 100 | Образец 7 | 10 | |
сжатый воздух, мл | 0 | |||
сжатый азот, мл | 0 | |||
сжатый углекислый газ, мл | 0 | |||
Давление в баллоне, атм. | 6 | |||
Диаметр сопла, мм | 0,8 | |||
Температура использования, °C | +20 | |||
Линейная скорость потока, см/с | 328 | |||
Объемный расход, куб. см/с | 1,65 |
1. Устройство для бесконтактной мойки номерных знаков, фар, зеркал, стекол, элементов кузовов транспортных средств и твердых поверхностей изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях, отличающееся тем, что оно содержит металлическую емкость с горловиной, выполненную с возможностью работы при избыточном внутреннем давлении, в горловине металлической емкости установлен нажимной механический клапан, к которому снаружи механически присоединена распылительная насадка, внутри металлической емкости размещен состав для распыления, содержащий, по меньшей мере, один жидкий активный компонент, и, по меньшей мере, один пропеллентный газ, причем в качестве активного компонента использованы смешивающиеся между собой жидкая моющая композиция и/или вода, а находящийся в емкости пропеллентный газ создает внутри емкости величину рабочего избыточного давления в пределах 3,5-12 атм, при этом содержание пропеллентного газа в емкости создает на выходе из распылительной насадки с диаметром сопла 2,0-0,4 мм линейную скорость потока активного компонента более 50 см/с при объемном расходе активного компонента более 1 см3/с.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемая жидкая моющая композиция содержит одно-, двух- и трехатомные спирты и/или их смеси.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для обеспечения работы при отрицательных температурах жидкая моющая композиция содержит более 2 мас.% спирта.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемая жидкая моющая композиция содержит эфиры гликолей и/или их смеси в массовой доле 0,001-10%.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распылительная насадка выполнена с возможностью создания линейно направленного факела распыления.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемая жидкая моющая композиция содержит ионогенные и/или неионогенные поверхностно-активные вещества в массовой доле 0,005-10%.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемая жидкая моющая композиция содержит в качестве антиадгезионного протектора органические кремнийсодержащие полимеры или их смеси в массовой доле 0,005-10%.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве пропеллентного газа использованы сжиженные и/или сжатые газы.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что используемая жидкая моющая композиция содержит соли органических кислот и/или их смеси в массовой доле 0,005-10%.