Каждый оператор порошковой окраски сталкивался с моментами в работе, когда форма окрашиваемого изделия, особенно при наличии в ней полостей, изогнутых карманов, создавала дополнительные сложности в создании равномерного слоя покрытия по всей поверхности, включая сложные для окраски места. Привычный ручной окрасочный пистолет при этом становится совершенно неуклюжим, очевидно неприспособленным для решения подобных задач.
Как правило, все воспринимают эти сложности, как неизбежное зло. Большинство не пытается задумываться об их преодолении, довольствуясь получением возможного для обычного окрасочного пистолета результата. Но только не парень из США по имени Питер Бушеми (Peter Buscemi), который увидел корень всех бед даже не в клетке Фарадея, а в длинном и жёстком стволе окрасочного пистолета, который и ограничивал возможности маляра по окраске труднодоступных мест. Именно это видение проблемы и предопределило выбор способа её решения. Бушеми решил сделать окрасочный пистолет с гибким стволом, который позволил бы заводить форсунку в самые непредсказуемые места сложных по форме изделий. Своё видение Пётр воплотил в патентной заявке, которую подал аж в далёком в 2000г. и получил авторское свидетельство в 2003г.
В своей патентной заявке П.Бушеми достаточно высокопарно заявил: «В заключение хочется ещё раз отметить, изобретение является не просто новым, полезным и уникальным, а являет собой революцию в устройствах, предназначенных для нанесения заряженных частиц порошка.»
Найти плоды предсказанной им революции по истечении 11 лет после публикации патента пока не удалось. Авторы настоящей статьи не в силах привести пример практической реализации технического решения, предлагаемого П.Бушеми. Судя по всему, его идея попросту не нашла отклика в сердцах производителей окрасочного оборудования. А у самого изобретателя, по-видимому, не хватило собственных средств для воплощения своего замысла. Или же решение проблемы окраски труднодоступных мест по методу П.Бушеми оказалось не настолько эффективным на практике, как полагал пророк революции в порошковой окраске.
Хотя проблема окраски труднодоступных мест всегда оставалась актуальной, но на сегодня подходы к её преодолению заключаются в регулировке и стабилизации тока малых значений, подаваемого на коронирующий электрод в современных пистолетах. Благодаря чему значительно снижается эффект клетки Фарадея и проблема с окраской неудобных мест изделия значительно уменьшается.
С другой стороны, необходимость окраски труднодоступных участков тех или иных изделий связана, как правило, не с декоративной функцией покрытия, а в первую очередь - с защитной. Эту задачу более чем пристойно решают технологии электроосаждения – катафорез и анафорез.
Несмотря на это надеемся, что читателям будет небезынтересно ознакомиться с изобретением П.Бушеми. Поскольку, с одной стороны отрицательный опыт (если таковым считать несбывшиеся возлагаемые автором надежды на своё изобретение) – тоже опыт. А с другой стороны, можно привести длинный список известных изобретений и научных открытий, дожидавшихся своего звёздного часа и подольше 11 лет. Вполне возможно, что через какое-то время идея Бушеми ещё переживёт ренессанс, и пистолеты с гибкими стволами станут обыденным атрибутом участков порошковой окраски.
Легче всего описать изобретение П.Бушеми, рассматривая его иллюстрации к патентной заявке.
На рис.1 автор показывает традиционную конструкцию окрасочного пистолета в той мере, которая может лучше проиллюстрировать её отличие от системы, предлагаемой П.Бушеми, показанной на рис.2. Мы видим традиционную систему с бункером G, из которого частицы краски, увлекаемые потоком воздуха, подвергаются воздействия электрического заряда от источника питания A, управляемого устройством D. В конечном итоге частицы краски напыляются на изделие E. Показанная на рис.2 гибкая трубка 17 и является главной особенностью, отличающей изобретение П.Бушеми от всего, что было создано до него.
.png)
На рис. 3 и 4 нам показывают пример преимущества гибкого ствола окрасочного пистолета в работе, как его увидел автор изобретения. К сожалению, П.Бушеми, судя по всему, к моменту патентования не смог изготовить прототип своего гибкого ствола, потому что мы видим не фотографии окрашенных изделий, демонстрирующие преимущество нового оборудования, а картинки, выполненные от руки. Признаться, по мнению Вашего покорного слуги, Бушеми выбрал довольно странные примеры для демонстрации преимущества своего изобретения. Потому что покрасить нарисованные им детали порошковой краской крайне просто и без гибкого ствола.
На рис.5 описываемое устройство показано чуть более детально, включая изображение элементов соединения гибкой трубки со стволом пистолета. От ствола (А), являющегося источником питания, подаётся напряжение через контактное кольцо В на резистор 15 мегОм (1), к которому припаян провод (2), запитывающий электрод. Это же ещё более детально показано на рис.16. Электродный блок соединяется с помощью шпильки с удлинителем блока электрода (7). Предполагается возможность фиксации электродного блока к кожуху шпилькой, что обеспечивает в дальнейшем их неразъёмность в ходе работы.
В свою очередь шпилькой через отверстия 8 и 9 крепятся вместе блок электрода и удлинительная трубка. Назначение удлинительной трубки П.Бушеми видит в нанесённой на неё резьбе, к которой крепится гибкая трубка. В свою очередь, имеющийся на удлинителе блока выступ (13) не позволяет гибкой трубке излишне смещаться назад.
На рисунках 6 и 7 показаны варианты крепления провода внутри гибкой трубки. Автор патента подчёркивает приоритетность задачи изоляции провода от проходящей по трубке краски.
На рисунках 13 и 14 нам показывают дистальный отдел выпускной трубки в разборе и в собранном состоянии. Через продольное отверстие (26) в стенке втулки (25), названной автором базой электрода, проходит провод от гибкой трубки (17) для контакта с электродом посредством контактного элемента (29). База электрода и форсунка имеют вырезы, позволяющие закрепить электрод. База электрода, электрод и форсунка размещены в кожухе электрода (узел) (19). Корпус (30) с помощью втулки (32) и шпильки (21) фиксирует указанные элементы внутри кожуха (19). Шпилька может регулировать выдвинутое положение форсунки с помощью фиксации в отверстиях 23 или 24. На рисунке 9 все указанные элементы показаны в собранном виде в поперечном разрезе. На рисунке 12 автор изобретения показывает направление движения заряженных частиц краски на окрашиваемую поверхность Е. Предусмотрена, согласно заявке автора, и возможность замены форсунки на щелевидную (34) (см.рис.10), что позволяет наносить краску более плотным потоком.
После публикации патента Питера Бушеми одним из первых на него, судя по всему, отреагировал Джеффри Давид Савчишин (Jeffrey David Sawczyszyn), который сразу увидел возможные осложнения в работе с пистолетом с гибкой трубкой. Ведь чтобы работать с такой трубкой, оператору окрасочной установки необходимо фиксировать руку в неудобном положении. Кроме того, в гибкой трубке, в отличие от традиционной жёсткой, при изгибах может легко перекрываться просвет, затрудняя или же полностью останавливая поток частиц краски. Поэтому Джеффри в год выхода патента П.Бушеми решил дополнить идею гибкого ствола пружиной, которая бы позволяла фиксировать изогнутое положение гибкой трубки и предотвращала её от перекрытия просвета. И назвал её Универсальной Гибкой Форсункой для нанесения порошковой краски. В далёком для нас сегодня 2004 году Джеффри подал патентную заявку и получил авторское свидетельство в 2007г.
Дж.Савчишин не стал отягощать своё описание деталями, как Бушеми. Мы видим у него упоминание контакта проводов трубки с пистолетом с их одной стороны и с заряжающим электродом с другой. Трубка в замысле Джеффри состоит из внешней оболочки, пружины и внутренней оболочки, выполненной из непригораемого материала, предотвращающего отложение краски на ней.
Автор подчёркивает, что пружина проходит через всю Универсальную Гибкую Форсунку по длине. Благодаря чему усиленная ею трубка не пережимается, способна фиксироваться в определённых положениях и поддерживать форму.
Дж.Савчишин выразил в своей заявке надежду на производство его Универсальных Гибких Форсунок, совместимых с любыми окрасочными порошковыми пистолетами, что, собственно и должно было сделать его детище универсальным.
Свою заявку Дж.Савчишин сопроводил лишь одним рисунком, который мы и демонстрируем читателям.
Его легенда:
- Обычный пистолет для нанесения порошковой краски
- Провод для зарядки электрода (краски)
- Камера смешения порошка и воздуха
- Подача порошка
- Подача воздуха
- Точка контакта между пистолетом и Универсальной Гибкой Форсункой
- Трубка непригораемая Гибкой Форсунки
- Подпружиненная гибкая трубка
- Заряжающий электрод
- Диффузор
- Разъём для пистолета
- Направление движения псевдоожиженного порошка
- Заряженный порошок
С позиции 2014 года невозможно не отметить крайнюю редкость ситуаций на производстве, когда бы возникла настоящая потребность в применении описанных более 10 лет назад товарищами Бушеми и Савчишиным идеи гибких трубок-стволов порошкового окрасочного пистолета. Причин этому можно увидеть несколько:
- Как было сказано выше, необходимость окраски закрытых для внешнего обзора участков (а именно такие участки и сложно окрашивать традиционным пистолетом в первую очередь) связана с превалированием защитной функции лакокрасочного покрытия над её декоративной составляющей. Эта задача сегодня, как и в 2004 г., отлично и значительно проще решается другими технологиями.
- Необходимость контроля положения окрасочной форсунки при наведении её на закрытую от внешнего обзора поверхность и расстояния между ними. Хотя требуемый для успешной работы их изобретения контроль положения форсунки, управление её перемещением в полузакрытых полостях, визуализацию наносимого слоя краски, в принципе, осуществить можно по аналогии с эндоскопами, применяемыми в медицине. Но удорожание оборудования в этом случае вызывает ещё больше вопросов по части его целесообразности. Кроме того, можно легко предсказать сложности манипулирования форсункой в условиях, когда ею нельзя касаться окрашенных труднодоступных участков изделия. Это потребует ещё более профессиональные навыки управления движения окрасочной головкой, нежели требуемые для врачей-эндоскопистов, рассматривающих стенки желудка.
- Необходимость визуального контроля накладываемого слоя краски в условиях, когда это невозможно по определению.
- Работа с гибкой форсункой наверняка задействует обе руки оператора установки. Что автоматически поднимает вопросы техники безопасности, связанные с накоплением заряда на теле оператора.
- Расстояние от форсунки до окрашиваемых деталей будет исключительно мало. Поэтому автоматика современных окрасочных электростатических установок попросту будет отключать подачу напряжения во избежание искры. И так далее.
Судя по всему, когда Питер Бушеми предрекал революцию в порошковой окраске, обусловленную его новаторской идеей, вряд ли он принимал во внимание эти аспекты.
И всё же на наш взгляд, возможно, стоит воздержаться от излишне насмешливого тона при взгляде на идеи, одолевавшие незадачливых американских изобретателей 10 лет назад. Вопросы, которые они поставили своим видением решения определённых задач, получили на практике отрицательный ответ. Это сегодня. Какие вопросы поднимут перед разработчиками технологи окрасочных производств завтра, никто не возьмётся предсказать. Быть может, через какое-то время из-под толстого слоя пыли извлекут и эскизы Савчишина и Бушеми, которые увидели наши читатели на страницах этого номера журнала. И идея гибкого окрасочного ствола ещё обретёт второе дыхание. Остаются непредсказуемыми не только человеческие глупость и изобретательность, но и потребности. В конце концов, кто бы мог в своё время предвидеть, глядя на запыленные экраны первых телевизоров Зворыкина, что в перевёрнутой аналогии перед телезрителями была представлена окрасочная технология будущего?
Дворцов Александр Иванович
Официальный представитель Gema Switzerland GmbH на Украине
Чабан Владимир Сергеевич
