Комплект аппаратуры для обработки и отпрессовки пористых листовых и бумажных материалов

Комплект аппаратуры для обработки и отпрессовки пористых листовых материалов паровакуумным способом, состоящий из блока обработки, блока управления и блока вакуумного насоса, соединенных пневмо- и гидромагистралями и электрическими кабелями, предназначен для реставрации, сохранения и консервации, придания требуемой фактуры и модификации поверхности, нанесения покрытий, объемной пропитки, локальной обработки как поверхности, так и объема бумажных и других пористых листовых материалов. Паровакуумная обработка пористого листового материала производится строго дозированным количеством паров рабочей жидкости (растворителя или раствора) при давлении, меньшим атмосферного, в условиях фазового перехода (или близкого к нему), обеспечивая при этом равномерность и требуемую степень обработки, с последующим удалением на стадии сушки паров рабочей жидкости из обрабатываемого материала при низком остаточном давлении. Конструктивное решение комплекта аппаратуры позволяет проводить процесс обработки в замкнутом объеме, исключающем выделение в атмосферу каких либо веществ, применяемых в процессе обработки, что обеспечивает безопасные и комфортные условия работы оператора.

Область техники, к которой относится полезная модель.

Комплект аппаратуры для обработки и отпрессовки пористых листовых и бумажных материалов (образцов) предназначен для обработки бумажных и других пористых листовых материалов паровакуумным способом. Комплект аппаратуры применяется для реставрации, сохранения и консервации, придания требуемой фактуры и модификации поверхности, нанесения покрытий, объемной пропитки, локальной обработки как поверхности, так и объема пористых листовых и бумажных материалов.

Уровень техники.

Известен автоматический прибор для сушки и глянцевания отпечатков АПСО-7 (разработчик и изготовитель завод "Фотоприбор", г.Черкассы, СССР). АПСО-7 позволяет проводить сушку и глянцевание влажных фотоотпечатков и сушку влажных бумажных образцов. Использование при сушке для прижима бумажных образцов к нагретой цилиндрической рабочей поверхности сушильного барабана холстяного полотна позволяет избежать коробления обрабатываемых материалов. Высокая температура (около 80°С) и свободный выход паров через холстяное полотно обеспечивает высокую скорость сушки. После сушки образцы приобретают относительно плоскую форму (имеется некоторая кривизна вследствие использования цилиндрической поверхности сушильного барабана). Полированная поверхность сушильного барабана позволяет модифицировать эмульсионную поверхность фотоотпечатков до глянцевого состояния.

К недостаткам АПСО-7 следует отнести:

1. Необходимость предварительного вымачивания образцов в воде или растворах перед проведением обработки с последующим переносом влажных образцов на сушильный барабан, что неприемлемо для ветхих образцов и образцов, внутренняя структура которых или их поверхностные особенности изменяются при вымачивании.

2. Невозможность управления равномерностью и степенью увлажнения обрабатываемых образцов.

3. Невозможность проведения в едином технологическом цикле (без переноса обрабатываемого материала) увлажнения, обработки и сушки листового материала.

Раскрытие полезной модели.

Процесс паровакуумной обработки при помощи заявляемой полезной модели основан на проведении обработки пористых листовых материалов (образцов) парами рабочей жидкости (растворителя или раствора) при давлении меньше атмосферного в условиях фазового перехода (или близких к ним) и последующим удалением паров рабочей жидкости на стадии сушки обрабатываемого образца.

Для реализации указанного процесса полезная модель обеспечивает выполнение следующих операций (стадий обработки):

1. Надежную фиксацию сухого обрабатываемого образца и, при необходимости, вспомогательных материалов (например при ламинировании) на вакуумируемой пористой металлической пластине перед обработкой при помощи силиконовой эластичной покровной пластины за счет остаточного давления (разряжения) со стороны пористой металлической пластины, создаваемого вакуумным насосом.

2. Обработку (насыщение) образца заданным количеством паров рабочей жидкости (например воды) при остаточном давлении (разряжении) (например 0,1-0,5 атм) и повышенной температуре (например 60-90°С), обеспечивающих условия, не приводящие к конденсации паров рабочей жидкости на обрабатываемом образце.

3. Сушку обработанного образца за счет повышенной температуры пористой металлической пластины и удаления паров рабочей жидкости за счет остаточного давления (разряжения), создаваемого вакуумным насосом, обеспечивающую фиксацию результатов проведенной обработки.

Все три стадии обработки проводятся в едином технологическом цикле, причем, при переходе от одной стадии обработки к другой образец остается зафиксированным в одном и том же положении, что обеспечивает целостность и сохранность образца при обработке.

Конструкция полезной модели состоит из блока обработки, блока управления с дозатором рабочей жидкости и блока вакуумного насоса, соединенных между собой пневмо- и гидромагистралями и электрическими кабелями.

На верхней части корпуса блока обработки расположен узел фиксации и паровакуумной обработки листового материала с рабочей поверхностью на основе пористой металлической пластины и силиконовой эластичной покровной пластины. В нижней части блока обработки в теплоизоляционном кожухе расположена рабочая ячейка, объединяющая в себе испарительную камеру, элементы пневмосхемы (подающий коллектор, подводящие и отводящие каналы, отводящий коллектор) и термоплиту с нагревательными элементами, термодатчиком и термопредохранителем.

Поддержанию заданной температуры рабочей ячейки в заданных пределах способствуют термоизолирующий кожух и фильтрующий вкладыш из пористого фторопласта на котором располагается пористая металлическая пластина.

Блок управления обеспечивает регулировку и контроль температуры термоплиты, величины разряжения в узле фиксации и паравакуумной обработки, переключение режимов обработки и сушки материалов.

Система дозирования рабочей жидкости, входящая в блок управления, обеспечивает задание необходимого объема рабочей жидкости, подаваемой в испарительную камеру за один рабочий цикл, в диапазоне 0,5-40 мл с точностью не менее 2%, задание скорости подачи рабочей жидкости в испарительную камеру в диапазоне 0,05-3 мл/с с точностью не менее 2%. Система дозирования исключает самопроизвольный подсос рабочей жидкости в испарительную камеру.

Система регулирования остаточного давления (разряжения) обеспечивает создание двухступенчатого разряжения во внутреннем объеме узла фиксации листового материала при рабочей поверхности, закрытой покровной пластиной, в заданных пределах (например, 0,5 атм на стадии обработки и 0,1-0,05 атм на стадии сушки).

Устройство сброса вакуума, входящее в блок управления, обеспечивает соединение вакуумной системы полезной модели с атмосферой без воздействия перепада давления на обрабатываемый образец и подключение к вакуумной системе вакуумного насоса без выключения последнего.

Блок вакуумного насоса состоит из собственно вакуумного насоса и устройства конденсирования паров рабочей жидкости, сбора и слива конденсата. Вакуумный насос поддерживает разность давлений на рабочей поверхности и откачивает из рабочей ячейки пары рабочей жидкости в течение всего времени обработки материала.

Существенные признаки, характеризующие полезную модель.

Комплект аппаратуры, предназначенный для обработки пористых листовых материалов (образцов), в частности, бумажных, парова-куумным способом и состоит из блоков, обеспечивающих:

- фиксацию сухого обрабатываемого образца и, при необходимости, вспомогательных материалов на вакууммируемой пористой металлической пластине;

- обработку образца строго дозированным количеством паров рабочей жидкости (в частности - воды или другого растворителя), вводимых с определенной скоростью, при остаточном давлении (разряжении) и повышенной температуре в условиях, не приводящих к конденсации паров на обрабатываемом образце, обеспечивающую равномерность и требуемую степень насыщения образца парами рабочей жидкости;

- сушку обработанного образца, обеспечивающую фиксацию результатов обработки и отличающийся:

- проведением процессов обработки образцов при остаточном давлении (разряжении);

- проведением процессов обработки образцов в условиях, близких к конденсации паров применяемых рабочих жидкостей;

- наличием процесса фиксации результатов проведенной обработки путем удаления паров рабочей жидкости при остаточном давления (разряжении);

- совокупностью приведенных особенностей комплекта аппаратуры, а также проведением процессов обработки в замкнутом объеме, исключающем выделение в атмосферу каких либо веществ, применяемых в процессе обработки, что обеспечивает безопасные и комфортные условия работы оператора.

Осуществление полезной модели.

Принцип работы полезной модели пояснен на функциональной схеме.

Конструктивно комплект аппаратуры состоит из блока обработки (I), блока управления (II) и блока вакуумного насоса (III), соединенных между собой гидромагистралью (6), пневмомагистралью (16) и электрическими кабелями. Обработка листового материала состоит из стадий фиксации образца, ввода рабочей жидкости, обработки, сушки и слива конденсата.

Обрабатываемый пористый листовой материал (образец) (12) располагается в блоке обработки (I) на рабочей поверхности на пористой металлической пластине (13) и прижимается силиконовой эластичной покровной пластиной (11) за счет создаваемого вакуумным насосом (29) в пневмомагистрали (16), присоединенной к блоку обработки (I) через штуцер (15), остаточного давления (разряжения), величина которого 0,5 атм задается регулятором расхода (27), при открытом пневмоклапане (20) и закрытом пневмоклапане (21).

На стадии ввода рабочей жидкости заданное устройством управления (25) количество рабочей жидкости из емкости для рабочей жидкости (28), расположенной в блоке управления (II), через открытый гидроклапан (8) и при закрытом гидроклапане (7) вводится в дозатор (24).

На стадии обработки, после закрытия гидроклапана (8), рабочая жидкость с заданной устройством управления (25) скоростью через открытый гидроклапан (7) по гидромагистрали (6), подключенной через штуцер (5) к блоку обработки (I), поступает в испарительную камеру (4), где под действием температуры от нагретой термоплиты (19), расположенной в термоизолирующем кожухе (1), происходит ее испарение. Нагрев и поддержание заданной температуры термоплиты (19) осуществляется нагревательным элементом (9) под управлением устройства термостатирования (23) по сигналу обратной связи от термодатчика (10). Пары рабочей жидкости (2) из испарительной камеры (4) по подводящему коллектору (18) через пористую фторопластовую пластину (14) и пористую металлическую пластину (13) поступают к обрабатываемому листовому материалу (образцу) (12) и насыщают его по всему объему.

На стадии сушки остаточное давление (разряжение) в пневмомагистрали (16) при закрывании пневмоклапана (20) понижается до уровня 0,1-0,05 атм, задаваемого регулятором расхода (26).

Под действием остаточного давления (разряжения) в пневмомагистрали (16) и температуры термоплиты (19) пары рабочей жидкости (3) из объема обрабатываемого листового материала (12) через пористую металлическую пластину (13) и пористую фторопластовую пластину (14) поступают в отводящий коллектор (17) и по пневмомагистрали (16) удаляются из блока обработки (I), попадая в устройство конденсирования паров рабочей жидкости (30).

На стадии слива конденсата конденсат рабочей жидкости из устройства конденсирования паров рабочей жидкости (30) через гидроклапан (22) поступает в емкость для сбора конденсата (31) для последующей утилизации.

1. Комплект аппаратуры для обработки и отпрессовки пористых листовых материалов паровакуумным способом, состоящий из фиксирующего обрабатываемый листовой материал и испаряющего рабочую жидкость блока обработки, создающего прижимающее и отводящее пары рабочей жидкости остаточное давление (разряжение) блока вакуумного насоса, и подающего в блок обработки с заданной скоростью строго дозированное количество рабочей жидкости блока управления, отличающийся тем, что поверхность рабочей ячейки блока обработки представляет собой пористую, свободно пропускающую к обрабатываемому материалу пары рабочей жидкости, металлическую пластину, а прижимной элемент, фиксирующий за счет остаточного давления (разряжения) обрабатываемый материал, представляет собой эластичную покровную пластину.

2. Комплект аппаратуры для обработки и отпрессовки пористых листовых материалов паровакуумным способом по п.1, отличающийся тем, что блок обработки, создающий в обрабатываемом материале среду пропитывающих, но не приводящих к конденсации, паров рабочей жидкости, и содержащий рабочую ячейку, включающую в себя пористую металлическую пластину с нагревательным элементом и испарительную камеру с подводящим и отводящим коллекторами, заключенные в термоизоляционный кожух, блок управления, содержащий устройство управления, дозатор рабочей жидкости, устройство термостатирования, гидроклапны, пневмоклапаны с регуляторами расхода, и блок вакуумного насоса, содержащего вакуумный насос, устройство конденсирования паров рабочей жидкости с гидроклапаном и емкость для сбора конденсата, соединенные между собой гидро- и пневмомагистралями, создают замкнутый объем движения рабочей жидкости и ее паров.