Портативний флокатор для покриття невеликих поверхонь

Реферат: Портативний флокатор для покриття невеликих поверхонь містить порожнистий корпус з бункером для флока, закритим сіткою з діелектричного матеріалу, розташовані всередині корпусу хімічне джерело струму, генератор змінного струму, помножувач напруги, приєднаний до високовольтного виходу помножувача напруги електрод з розвиненою поверхнею, розташований в бункері для флока, і розташований на стінці корпусу вимикач, причому входи живлення генератора змінного струму підключені до хімічного джерела струму через вказаний вимикач. Додатково флокатор містить підвищувальний трансформатор, первинна обмотка якого підключена до виходу генератора змінного струму, а вторинна - до входу помножувача напруги. UA 81226 U (54) ПОРТАТИВНИЙ ФЛОКАТОР ДЛЯ ПОКРИТТЯ НЕВЕЛИКИХ ПОВЕРХОНЬ UA 81226 U UA 81226 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі нанесення декоративних покриттів, а саме портативного пристрою для нанесення покриттів у вигляді бархату, велюру або подібних ворсистих покриттів на невеликі поверхні, наприклад нігті людини. Матеріалом для нанесення таких покриттів є флок, тобто маса неорієнтованих нарізаних волокон, які одержують з сировини різного походження (шерсть, бавовна, поліамід, віскоза, акрил тощо). Вони бувають різної довжини, різних кольорів і різної товщини. Нанесення покриття з флока називають флокуванням. Звичайно такі покриття наносять в електростатичному полі. Пристрої для нанесення такого покриття в електростатичному полі називають флокаторами. Принцип дії флокатора полягає в електризації волокон флока, їх поляризації і орієнтуванні в електростатичному полі, в якому вони рухаються, і приклеюванні їх кінцями до адгезійної поверхні, яка розташована в цілому перпендикулярно силовим лініям поля. Електростатичне поле створюють двома рознесеними у просторі електродами, між якими подають електричну напругу. Звичайно флок розташовують у зоні першого електрода у контейнері, де принаймні частина волокон електризується, далі волокнам дають можливість рухатися в електростатичному полі, де вони поляризуються і в процесі руху у ньому орієнтуються і рухаються уздовж його силових ліній у напрямку другого електрода, який розташовують у контакті з поверхнею, що підлягає оброблянню або є цією поверхнею. Відомі стаціонарні і ручні (портативні) флокатори. Останні виконані у вигляді жезла, який оператор тримає в одній руці і який містить пустотілий корпус з контейнером для флока, джерело електростатичного поля з високовольтним електродом усередині корпусу і орган ручного управління вказаним джерелом, наприклад кнопку або вимикач. У разі портативних флокаторів вказаний другий електрод може бути відсутній, при цьому відбувається так звана електростатична індукція або електризація через вплив, коли поверхня, що обробляється, набуває електричного заряду протилежного знака відносно заряду першого електрода за рахунок перерозподілу електронів, якщо під поверхнею, що обробляється, знаходиться провідник, яким є, у тому числі, й людське тіло, або за рахунок поляризації молекул діелектрика. В обох випадках електростатичне поле спотворюється, у порівнянні з полем між двома провідними електродами, але не настільки, щоб виключити можливість орієнтування волокон флока. Найближчим аналогом пристрою, що заявляється, є технічне рішення за патентом України № 65844, опубл. 12.12.2011 р., бюл. № 23, у якому описаний портативний флокатор для покриття невеликих поверхонь, який містить корпус, в якому розташований акумулятор, перетворювач напруги, приєднаний до корпусу бункер-дозатор з сіткою, електрод у вигляді поверхні-основи, розташованої під бункером-дозатором, та електрод з пластиною розпилювання, розташованою в бункері-дозаторі, причому електрод з пластиною розпилювання включений в одне коло з акумулятором і перетворювачем напруги і підключений до перетворювача напруги напряму. У одному з конкретних варіантів втілення цього пристрою як перетворювач напруги встановлений помножувач. Саме цей варіант втілення і вибраний як найближчий аналог пристрою, згідно з корисною моделлю, що заявляється. Одним з недоліків цього пристрою з помножувачем, використаним як перетворювач напруги, є надто великі габарити і маса пристрою, обумовлені великим коефіцієнтом множення помножувача напруги, якщо як джерело живлення помножувача використовується низьковольтний акумулятор, який звичайно має напругу від 3 до 18 В. Дійсно, оскільки вихідна напруга помножувача повинна бути в діапазоні 5-10 кВ, необхідний коефіцієнт множення помножувача повинен бути не менше 270 для 18 В і не менше 1700 для 3 В. Кожній одиниці коефіцієнта множення помножувача напруги відповідає, приблизно, один високовольтний конденсатор і один високовольтний діод. Отже, помножувач для вказаного пристрою повинен містити принаймні декілька сотень пар діод - конденсатор, що обумовлює відповідні великі габарити пристрою, особливо з урахуванням того, що пристрій є високовольтним, і отже для того, щоб виключити можливість електричного пробою, необхідно передбачити просторове рознесення деталей пристрою. Треба зазначити, що помножувачем напруги звичайно називають пристрій, який працює при змінній напрузі на вході, і помноження напруги здійснюється у процесі її випрямляння діодами і заряджання конденсаторів напругою одного знака. Отже для того, щоб вибрати вказаний пристрій як аналог, треба вважати, що помножувач, вказаний у описі аналога, містить генератор змінної напруги і власне помножувач напруги. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача зменшення габаритів портативного флокатора. 1 UA 81226 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що у портативному флокаторі для покриття невеликих поверхонь, який містить порожнистий корпус з бункером для флока, закритим сіткою з діелектричного матеріалу, розташовані всередині корпусу хімічне джерело струму, генератор змінного струму, помножувач напруги, приєднаний до високовольтного виходу помножувача напруги електрод з розвиненою поверхнею, розташований в бункері для флока, і розташований на стінці корпусу вимикач, причому входи живлення генератора змінного струму підключені до хімічного джерела струму через вказаний вимикач, згідно з корисною моделлю, проведені такі вдосконалення: - флокатор додатково містить підвищувальний трансформатор; - первинна обмотка трансформатора підключена до виходу генератора змінного струму; - вторинна обмотка трансформатора підключена до входу помножувача напруги. За рахунок того, що коефіцієнт трансформації підвищувального трансформатора може легко досягати декілька сотень і навіть тисяч при порівняно невеликих габаритах, які значно менші, ніж габарити помножувача напруги з таким коефіцієнтом множення, досягається зменшення габаритів усього пристрою. У конкретному варіанті втілення корисної моделі, що заявляється, вихідна напруга на високовольтному виході помножувача напруги не менша 5 кВ, що забезпечує створення щільного і привабливого покриття. Для забезпечення такої напруги 5 кВ, у одному з конкретних варіантів втілення корисної моделі, коли напруга хімічного джерела струму знаходиться в межах від 3 до 18 В, підвищувальний трансформатор, в залежності, від напруги хімічного джерела струму, має коефіцієнт трансформації від 100 до 600, а коефіцієнт множення помножувача - не менше 3. У двох альтернативних конкретних варіантах втілення корисної моделі хімічним джерелом струму є принаймні один акумулятор або принаймні один гальванічний елемент, причому у разі акумулятора флокатор додатково містить на стінці корпусу двоконтактний роз'єм, контакти якого з'єднані з контактами акумулятора для забезпечення можливості заряджання акумулятора від зовнішнього джерела, а у разі гальванічного елемента він розташований у закритому знімною кришкою відсіку корпусу для забезпечення можливості заміни гальванічного елемента. Одним з методів підвищення високовольтної напруги є підвищення напруги хімічного джерела струму шляхом використання послідовно з'єднаних акумуляторів або гальванічних елементів. Так, наприклад, напруга 18 В на виході хімічного джерела струму може бути одержана двома батарейками типу "Крона" з напругою 9 В. У одному з конкретних варіантів флокатора згідно з корисною моделлю генератор змінної напруги виконаний як мультивібратор, який є найпростішим генератором, що виконується на транзисторах або мікросхемах, і у який генерує імпульси у вигляді меандру. Оскільки флок в бункері для флока скупчується і злежується, під час нанесення покриття флокатор необхідно струшувати. Задача струшування флокатора може бути вирішена за допомогою жорстко зв'язаного з корпусом електромеханічного вібратора, що живиться від хімічного джерела струму через вищевказаний або окремий вимикач. Кращий конкретний варіант виконання пристрою згідно з корисною моделлю, що заявляється, представлений на доданому кресленні, на якому схематично зображений портативний флокатор, який містить порожнистий корпус 1 з діелектричного матеріалу з бункером 2 для флока, виконаним як єдине ціле з корпусом 1. Корпус 1 разом з бункером 2 виконані з двох половин, передня з яких на кресленні знята. Всередині корпусу 1 розташовані хімічне джерело 3 струму (у даному випадку - гальванічний елемент), генератор 4 змінного струму, підвищувальний трансформатор 5, помножувач 6 напруги, вібратор 7 і вимикач 8. Електрод 9 з розвиненою поверхнею розташований всередині бункера 2 для флока. Генератор 4 змінного струму і вібратор 7 підключені до хімічного джерела 3 струму через вимикач 8, вихід генератора 4 змінного струму підключений до первинної обмотки підвищувального трансформатора 5, вторинна обмотка якого підключена до входу помножувача 6 напруги, високовольтний контакт якого підключений до електрода 9. До загального контакту помножувача 6 напруги підключений провід 10, який проходить через корпус 1 назовні і підключений до пластини 11, на якій розташовується поверхня, що підлягає нанесенню флока, у даному разі - ніготь людини. Як зазначено вище, провід 10 і пластина 11 можуть бути відсутні, але у будь-якому разі між електродом 9 з розвиненою поверхнею і оброблюваною поверхнею при їх взаємному розташуванні, показаному на кресленні, і вмиканні вимикача 8 створюється електростатичне поле. Усередині бункера 2 розташований флок 12, а бункер 2 закритий сіткою 13 з діелектричного матеріалу. Пристрій працює таким чином. Під предметом, на поверхню якого необхідно нанести ворсове покриття, розташовують пластину 11. Вказану поверхню покривають адгезійною 2 UA 81226 U 5 10 15 20 25 30 речовиною, розташовують над нею флокатор і включають вимикач 8, внаслідок чого починає працювати вібратор 7 і генератор 4 змінного струму, який надходить на вхід підвищувального трансформатора 5, на виході якого створюється перемінна напруга, яка перевищує перемінну складову вхідної напруги в n разів, де n - коефіцієнт трансформації підвищувального трансформатора 5. Перемінна напруга з виходу підвищувального трансформатора 5 надходить на вхід помножувача 6 напруги, де перетворюється на постійну напругу, яка перевищує амплітудне значення напруги на виході підвищувального трансформатора 5 в m разів, де m коефіцієнт множення помножувача 6 напруги. З вихідного отвору бункера 2 через сітку 13 починають виходити заряджені електродом 9 з розвиненою поверхнею волокна флока 12, які рухаються в напрямку пластини 11 під дією сил тяжіння і електростатичного поля уздовж їх силових ліній. Оскільки волокна флока не тільки заряджені, а ще й поляризовані, вони під дією електростатичного поля орієнтуються уздовж силових ліній поля, практично перпендикулярно поверхні, що обробляється. При досягненні поверхні орієнтовані уздовж силових ліній поля волокна одним кінцем втикаються у шар адгезійної речовини і залишаються у такому стані. З часом кількість часток, що має таке положення, збільшується і досягає певної величини, яка характеризує привабливий вигляд поверхні, покритої ворсом. Волокна, що не приклеїлися до адгезійного шару, далі видаляють, наприклад, шляхом здування або пилососом. Оскільки потужність електричної системи флокатора практично визначається тільки необхідністю заряджання волокон і тому може бути надзвичайно малою, підвищувальний трансформатор може бути намотаний проводом найменшого діаметра, наприклад 0,076 мм, причому первинна обмотка може включати декілька витків, наприклад 3, а вторинна - декілька сотень витків, наприклад 1800, для коефіцієнта трансформації 600. При кількості витків у шарі 200, які займають ширину 15 мм, необхідно 9 шарів, і готовий трансформатор, з урахуванням шарів ізоляції між шарами обмотки, може мати, наприклад, діаметр 15 мм і висоту 20 мм, що значно менше розмірів і маси помножувача напруги з таким коефіцієнтом множення і дозволяє легко розмістити такий трансформатор усередині корпусу портативного флокатора за корисною моделлю, що заявляється. Таким чином, створений портативний флокатор, який за рахунок використання порівняно невеликого за розміром підвищувального трансформатора забезпечує зменшення габаритів і маси пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 1. Портативний флокатор для покриття невеликих поверхонь, який містить порожнистий корпус з бункером для флока, закритим сіткою з діелектричного матеріалу, розташовані всередині корпусу хімічне джерело струму, генератор змінного струму, помножувач напруги, приєднаний до високовольтного виходу помножувача напруги електрод з розвиненою поверхнею, розташований в бункері для флока, і розташований на стінці корпусу вимикач, причому входи живлення генератора змінного струму підключені до хімічного джерела струму через вказаний вимикач, який відрізняється тим, що додатково містить підвищувальний трансформатор, первинна обмотка якого підключена до виходу генератора змінного струму, а вторинна - до входу помножувача напруги. 2. Флокатор за п. 1, який відрізняється тим, що вихідна напруга на високовольтному виході помножувача напруги не менша 5 кВ. 3. Флокатор за п. 2, який відрізняється тим, що напруга хімічного джерела струму знаходиться в межах від 3 до 18 В, коефіцієнт трансформації підвищувального трансформатора - від 100 до 600, а коефіцієнт множення помножувача - не менше 3. 4. Флокатор за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що хімічним джерелом струму є принаймні один акумулятор, а флокатор додатково містить на стінці корпусу двоконтактний роз'єм, контакти якого з'єднані з контактами акумулятора. 5. Флокатор за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що хімічним джерелом струму є принаймні один гальванічний елемент, який розташований у закритому знімною кришкою відсіку корпусу. 6. Флокатор за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що генератор змінної напруги виконаний як мультивібратор. 7. Флокатор за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що додатково містить жорстко зв'язаний з корпусом електромеханічний вібратор, підключений до хімічного джерела струму через вимикач. 3 UA 81226 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4