Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13193
.pdf
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к транспортным средствам с зубчатой передачей, расположенной внутри
картера двигателя, и его целью является разработка опор подшипников вала, на котором установлена
ведущая шестерня, способом, особенно подходящим для данного случая.
В современных силовых трансмиссиях важно, чтобы их элементы — валы, шестерни и, следовательно,
подшипники — располагались близко к траектории вращения коленчатого вала двигателя, чтобы вся
конструкция не была излишне громоздкой.
Таким образом, опоры подшипника, одновременно обеспечивая надежную, устойчивую и в наибольшей
степени жесткую поддержку подшипника, не должны иметь таких размеров, которые затрудняли бы или
делали невозможным размещение вала в непосредственной близости от траектории вращения коленчатого
вала.
Если подшипники расположены непосредственно в картере, который, как правило, предпочтительно отлит из
какого-либо алюминиевого сплава, который является легким, но относительно мягким, то опоры подшипников
из этого более мягкого материала, естественно, будут значительно более громоздкими, чем если бы они были
изготовлены, например, из стали.
Подшипники, подвергающиеся умеренным нагрузкам в трансмиссии, с успехом могут быть установлены
непосредственно в корпусе из алюминиевого сплава, однако такое расположение непригодно для подшипника
ведущей шестерни, подвергающегося высоким нагрузкам.
Целью настоящего изобретения является создание прочного и компактного крепления для подшипника
ведущей шестерни, а также крепление, занимающее мало места. Изобретение в основном заключается в том,
что вал, на котором установлена ведущая шестерня, поддерживается в отдельной части корпуса,
содержащего подшипник. для двигателей на моторе или мостике, закрепленном поперечно в стенках картера
ниже траектории вращения коленчатого вала двигателя, причем мостик предпочтительно изготовлен из стали
и имеет треугольную форму, вершина которого закреплена в одной стенке картера, а основание — в
противоположной стенке.
Некоторые варианты реализации устройства в соответствии с настоящим изобретением показаны на
прилагаемых чертежах. На рис. 1 представлен вид сверху нижней части картера, частично в разрезе, с
расположенным внутри механизмом передачи мощности. Рис. 2 представляет собой разрез, выполненный по
линии 2-2 на рис. I.
3 На рисунке показан боковой вид отдельного подшипникового моста, закрепленного на картере и
предназначенного для ведущей шестерни, а также подшипника, выполненного заодно с указанным мостом,
для зубчатого колеса, приводимого в движение этой шестерней.
На рис. 4 представлен разрез, соответствующий показанному на рис. 1, но с изображением мостика для
подшипника ведущей шестерни и подшипника для зацепляющегося зубчатого колеса, закрепленных в картере
путем литья. На рисунках 5 и 6 представлены виды, соответствующие изображениям на рисунках 1 и 2, и
показан модифицированный способ крепления указанного моста. На фиг. 7 и 8 показано применение
изобретения в качестве опоры для зубчатой передачи.
В варианте исполнения, показанном на фиг. 1-3, 1 обозначает нижнюю часть картера, в которой известным
образом на двух параллельных валах 2 и 3 закреплены соответственно несколько зубчатых колес 4 и 5, через
которые крутящий момент при различных требуемых режимах работы передачи передается на коническую
шестерню 6, соединенную с валом 3. Эта шестерня входит в зацепление с коническим колесом 7, которое
через дифференциальную передачу 8 известным способом передает крутящий момент на карданные валы
колес транспортного средства.
Подшипник для конца вала 3, поддерживающий шестерню 6, который в данном случае представляет собой
двухрядный шарикоподшипник -9 с наружным кольцом обоймы, на 7 1 378 092 имеет сферическую форму,
обозначен b:
С помощью кольцевых гаек 10 внутри, соответствующим образом сферической формы (закреплены в
отдельном мостике 11, например, из стали и треугольной формы, который у основания с помощью двух
винтов 12 ii крепится к одной стенке картера, а на вершине с помощью третьего винта 13 — к
противоположной стенке картера). Подшипник 9 расположен в треугольном мостике 11 близко к его
основанию. Относительно высокие ребра 14, усиливающие мостик 11 в осевом направлении, расположены
аксиально относительно подшипника.
в плоскости оставшихся двух сторон треугольника.
Шестерня 7 также установлена на шарикоподшипнике 15, расположенном в картере, наружное кольцо
которого находится в кольце 17, снабженном фланцем 16, который с помощью ряда болтов 18 крепится к
стенке картера. Указанное кольцо 17 выполнено заодно с мостиком 1, с которым оно соединено посредством
бокового соединительного элемента 19. Благодаря этому надежному соединению опор подшипников 11, 17
обеспечивается прочное зацепление между ведущей шестерней 6 и зубчатым колесом 7. Однако кольцо 17,
которое предпочтительно изготовлено из стали, может быть изготовлено отдельно и надлежащим образом
соединено с мостом 11.
Конструкция, предусматривающая опору шестерни 6 в отдельном креплении 11 и ее объединение с
креплением 17 для подшипника зубчатого колеса 7, помимо упомянутых преимуществ в отношении
пространства и надежного подшипника, также обеспечивает преимущества в отношении значительного
упрощения формы и литья картера.
Благодаря тому, что подшипник шестерни 6 в мосту 11 имеет сферическую самоустанавливающуюся форму,
в значительной степени удается избежать недостатков, связанных с малыми прогибами моста. Как видно из
рис. 2, 6 и 7, мост расположен настолько близко к кривошипному механизму 20 двигателя или ниже него,
насколько это возможно благодаря необходимому зазору от указанного кривошипного механизма. — — — В
этом варианте исполнения, показанном на рис. 4, мост II, вмещающий подшипник 9, 110 ведущей шестерни, и
кольцо 17, составляющее опору подшипника зубчатого колеса 7, выполнены аналогичным образом в виде
единого целого. Две цельные опоры подшипников отлиты непосредственно в картере 1, который может быть
изготовлен из легкого металла, например, из алюминиевого сплава, или из чугуна. Для обеспечения надежной
фиксации в картере двигателя мост 11 снабжен на своей вершине шпилькой 21, выступающей в отливку
картера, причем эта шпилька a предпочтительно снабжена кольцеобразными хомутами 22, в то время как
основание моста e, а также кольцо 17 посредством конструкций 23, имеющих форму рыбьего хвоста или
аналогичную форму, входят в зацепление с отливкой картера двигателя.
В варианте исполнения, показанном на фиг. 5 и 6, мост 11 и монтажное кольцо 17 выполнены как отдельные
детали, причем мост отлит в картере двигателя тем же способом, что и в варианте исполнения, показанном на
фиг. 4.
В варианте исполнения, показанном на фиг. 7 и S, где изображен привод 24, 25 с зубчатым колесом 80, вал 3,
поддерживающий шестерню 24, установлен в отдельном мостике 11 таким же образом, как описано выше.
Этот мостик с помощью болтов 12, 13 крепится к двум противоположным стенкам картера 1 85, при этом
болты 12 одновременно служат крепежными элементами для внешней съемной части 26 корпуса зубчатого
колеса 25 и соединенного с ним дифференциального механизма 8. 90 Подробно описав и определив природу
моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_378093.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=378093&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB378093A
[]
jSS-,?- B-.,5-..qE o9OF}.
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): декабрь. 27, 1930. 378,093 Дата подачи заявления (в Соединенном
Королевстве): 8 мая 1931 года. № 13696131, Завершено. Принято к рассмотрению: август. 8, 1932.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованные методы и аппаратура для диспергирования твердых веществ в жидкостях.
Мы, корпорация COWLES EGINEEBRING CORPORATION, организованная и действующая в соответствии с
законами штата Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, расположенная в городе Севарен, штат
Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем, что характер данного изобретения и
способ его осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к диспергированию твердых веществ в жидкости, например, для измельчения,
диспергирования и поддержания в суспензии нерастворимых твердых веществ, а также для измельчения и
растворения растворимых твердых веществ. Целью настоящего изобретения является разработка
усовершенствованного метода обработки твердых веществ в жидкостях и усовершенствованного
соответствующего аппарата.
Известно, что в резервуаре циркулирует жидкость, содержащая твердые частицы, по поверхности пластины,
которая может быть зазубренной и/или перфорированной, и через сито отводится жидкость, содержащая
мелкодисперсные частицы твердых частиц.
Согласно настоящему изобретению, устройство, включающее резервуар, перфорированную пластину внутри,
на которую воздействует жидкость, средства для быстрой циркуляции жидкости и твердых частиц внутри
резервуара, и средства для отвода жидкости из резервуара через сетку, предназначенную для
предотвращения прохождения недостаточно обработанных твердых частиц, характеризуется тем, что
указанная перфорированная пластина образует сетку, через которую отводится жидкость, и что жидкость
циркулирует по внутренней поверхности указанной пластины для очистки пластины от недостаточно
обработанных твердых частиц, предотвращая тем самым засорение перфораций.
Изобретение также включает в себя способ, предназначенный для достижения указанной цели, который
предусматривает направление струи жидкости на одну сторону перфорированной пластины, расположенной в
сосуде, содержащем массу жидкости и твердых веществ, и отвод обработанного материала с другой стороны
указанной пластины.
Изобретение включает в себя другие особенности, описанные и заявленные ниже, и для того, чтобы оно было
ясно понято, будет сделана ссылка на соответствующие чертежи, на которых в качестве примера показаны
две конструктивные формы, и где:
На рис. 1 показан вид сверху аппарата для создания циркуляции в горизонтальных плоскостях; на рис. 2 —
боковой вид, часть контейнера отломана; на рис. 3 — вертикальный разрез, выполненный по линии 3-3 на рис.
1; на рис. 4 — вид с торца; на рис. 5 — детальный вид, показывающий сопло и сетку; на рис. 6 — боковой вид,
части отломаны для отображения в разрезе аппарата для создания циркуляции в вертикальных плоскостях;
на рис. 7 — вид сверху; на рис. 8 — вид с торца; и на рис. 9 — частичный вертикальный разрез, выполненный
по линии 9-9 на рис. 6.
В первом варианте изобретения 75, показанном на фиг. 1–5 включительно, где...
Обеспечивается горизонтальная циркуляция, контейнер 1, предпочтительно продолговатый в горизонтальной
плоскости, может иметь любой желаемый или удобный размер в зависимости от количества и качества
обрабатываемого материала. Указанный контейнер снабжен ложным дном 2, образующим камеру 3 между
этим ложным дном и настоящим дном 4. Сообщая с нижней камерой 3 85, находятся многочисленные камеры
5 и 6, образованные ложными стенками 7 и 8, которые расположены на соответствующем расстоянии от
реальных стенок 9 и 10 контейнера. ' 90 В ложных боковых стенках 7 и 8 расположены многочисленные
экраны 11 и 12, которые снабжены перфорациями 13 желаемого размера и формы. Таким образом, указанные
перфорации 13 95 представляют собой единственный путь выхода твердых и жидких веществ из контейнера в
камеры 3, 5 и 6.
К камере 5 подсоединен соединительный трубопровод 15, ведущий к всасывающей стороне насоса 100.
Указанный насос может приводиться в движение от любого доступного источника энергии посредством
ременных или зубчатых передач, либо может приводиться в движение путем прямого соединения с
электродвигателем, например. — — —105 Подключен к напорной стороне —.
ЛК-.-,;3 ,.
Система состоит из множества трубопроводов 17 и 18, ведущих к соплам 19 и 20, через которые
высокоскоростные струи жидкости выбрасываются в контейнер. Как будет видно, сопла расположены с
интервалами вдоль экранов и направлены таким образом, чтобы струи, выходящие из них, с большой силой
охватывали всю площадь экрана.
Следует также отметить, что сопла расположены непосредственно рядом с отверстиями в пластине, чтобы
скорость струи не теряла своей силы в жидкости до того, как она достигнет сетки. На рис. 5 сопла
расположены таким образом, что направляют струи к сетке под небольшим углом (приблизительно пять
градусов), благодаря чему может быть достигнуто трение твердых частиц о сетку. Если требуется более
интенсивное трение о сетку или пластину, угол падения можно увеличить, а если требуется меньшее трение,
струи можно расположить приблизительно параллельно сетке.
Может быть любое желаемое количество форсунок 19 и 20. В данном варианте исполнения, как показано на
рис. 3, форсунки расположены примерно на середине высоты сосуда, чтобы создать горизонтальный поток,
наиболее выраженный вблизи середины высоты сосуда, оставляя относительно более спокойные зоны выше
и ниже средней зоны. Обращаясь к рис. 1, можно заметить, что циркуляция происходит по продолговатой
траектории, оставляя вытянутую и относительно спокойную зону в центре сосуда. Эта спокойная центральная
зона способствует отделению частиц, которые заметно тяжелее или легче, чем основной обрабатываемый
материал.
Например, если бумага загружена и содержит металлические частицы, они опустятся на дно емкости в
относительно спокойную зону, поддерживаемую там, и могут отводиться либо периодически, либо
непрерывно через управляемое клапаном отводное соединение 22 50 через фальшдно 2. В нижней части 4
сосуда предусмотрено сливное соединение 23 с клапанным управлением для его опорожнения или для
отвода шлама и грязи.
b75 Если какой-либо материал сильно всплывает на поверхность, его можно удалить любым удобным
способом.
Для удаления готового материала (будь то твердый материал в желаемой степени тонкости помола или
растворенный материал) из дальнейшей обработки предусмотрено выходное отверстие, например,
трубопровод 21, соединенный с нагнетательной стороной насоса. Предпочтительно, чтобы это отверстие
имело суженные размеры и клапан для регулирования потока через него. Для подачи дополнительных
жидкостей и материалов могут быть предусмотрены любые подходящие средства.
В качестве примера практического применения описанного здесь метода и аппарата 70 можно кратко
упомянуть его использование для производства целлюлозы, пригодной для использования в бумажном
производстве. При производстве бумаги используется такое сырье, как...
Древесная целлюлоза, макулатура или тряпки обычно подвергаются процессу измельчения,
осуществляемому в машине, известной как щеточный двигатель, в котором отдельные волокна отделяются
друг от друга и измельчаются до размера, пригодного для использования в бумагоделательной машине
производительностью 80 тонн. Согласно существующему процессу, сырье, например, макулатура, подается в
контейнер, предварительно заполненный жидкостью. Совместное воздействие 85 высокоскоростных струй
жидкости и трения о перфорированные сеточные пластины приводит к быстрому разрушению материала, так
что по мере высвобождения отдельных волокон, волокна желаемого размера, в зависимости от
поддерживаемых переменных факторов, проходят через перфорации в сетках и поступают в насос.
Как только скорость высвобождения волокон достигнет 95%, и будет достигнута желаемая концентрация,
готовый материал может быть удален из машины путем слива через трубопровод 21. При необходимости
можно добавлять дополнительные жидкие и твердые туалетные материалы как непрерывно, так и
периодически.
На рисунках с 6 по 9 включительно показан пример машины вертикального типа.
Это полезно в тех случаях, когда обрабатываемый материал имеет существенно отличающуюся удельную
плотность от жидкости, в которой он будет обрабатываться. В этом случае твердый материал опускается на
дно, если он тяжелее жидкости, или поднимается на поверхность, если он легче. В любом случае он
эффективно удаляется из зоны действия, если помещен в горизонтальную машину, изображенную здесь,
даже когда струи расположены соответственно у дна и у верхней части жидкости.
В машинах с вертикальной циркуляцией более тяжелые материалы постоянно поднимаются со дна емкости, а
материал, который имеет тенденцию всплывать, постоянно погружается в него потоком жидкости в
вертикальных плоскостях.
Устройство, изображенное на рисунках 6-9, предназначено главным образом для более тяжелых материалов,
которые имеют тенденцию оседать на дне емкости (12,5 дюймов). В частности, он представляет собой
контейнер 30, установленный на опорной раме 31. Контейнер предпочтительно имеет овальную форму в
вертикальном сечении, с закругленными концами 32, 3,3, плавно изгибающимися вокруг 13 - 2 378,09a3.
Взвешенный материал может периодически отводиться через выходную трубу 46, снабженную клапаном 47.
Наилучшую скорость струй, подходящих для использования в связи с разрушением любого конкретного
материала, можно определить экспериментальным путем. В целом, если материал обладает высокой
устойчивостью к разрушению, наиболее эффективными окажутся относительно высокие скорости, тогда как
для материалов с меньшей устойчивостью эффективны более низкие скорости. Таким образом, при
подготовке материала для использования в производстве бумаги было установлено, что тряпки более
устойчивы к разрушению, чем древесная целлюлоза, и требуют использования более высокой скорости струи.
Для некоторых целей достаточно скорости всего 1000 футов в минуту, хотя для других целей могут
потребоваться скорости до 5000 футов.
Рекомендуется делать это раз в минуту или чаще. 85 В тех случаях, когда сетки используются в качестве
выходных отверстий и расположены таким образом, что их постоянно очищают струи, более крупные твердые
частицы перемещаются вдоль сеток, но благодаря скорости струй предотвращается их накопление и
засорение отверстий. Предпочтительно, чтобы общая площадь отверстий в указанном экране или экранах
была достаточно большой, чтобы скорость жидкости, протекающей через отверстия, была относительно
низкой по сравнению со скоростью струй.
По мере протекания процесса распада взвешенные твердые частицы постепенно уменьшаются до размера,
позволяющего им проходить через отверстия в сите, причем конкретный размер частиц, которые пройдут,
определяется размером и формой отверстий, скоростью струй и углом падения между струей и ситом.
Таким образом, в общем случае, чем больше отверстие, тем крупнее частица, которая сможет через него
пройти; чем выше скорость струй, тем мельче частицы, которые смогут через них пройти; и чем больше угол
падения, тем крупнее частица, которая сможет через него пройти. 115 Однако угол падения не должен быть
слишком большим, иначе частицы будут вталкиваться в отверстия и застревать в них.
Таким образом, размер отверстий в сите 120 не является единственным определяющим фактором размера
частиц, проходящих через него, и действительно, на практике наблюдается, что из-за очищающего действия
струй по ситу 125 размер проходящих через него частиц значительно меньше размера отверстий.
Таким образом, благодаря правильному выбору этих разнообразных факторов, размер частиц, которые
покрывают верхнюю и нижнюю стенки контейнера.
Верхняя часть частично закрыта, чтобы ограничить восходящий поток материала в контейнере и обеспечить
относительно более спокойную зону внутри вертикально выступающего верхнего отверстия 34, из которой
относительно мелкий или растворенный материал может быть извлечен вместе с жидкостью через верхнее
выходное отверстие 35.
Для поддержания жидкости в спокойном состоянии внутри входного отверстия, в его нижней части может быть
предусмотрена перегородка 34a, нижняя поверхность которой приблизительно совпадает с верхней овальной
поверхностью контейнера.
i[5 Через верхнее отверстие в контейнер загружают твердый материал, а при желании и жидкость. На
изображении показано, что жидкость заполняет сосуд до уровня выходного отверстия 35, но если он не будет
использоваться для забора жидкости, уровень не обязательно должен быть таким высоким, даже до дна
входного отверстия. Фактически, одним из преимуществ современных аппаратов вертикальной циркуляции
является их способность успешно работать даже при значительных колебаниях уровня жидкости в емкости.
В случае обработки относительно тяжелого материала дно контейнера непосредственно очищается струей
или струями из сопел 37. Перфорированная пластина 36, используемая для восприятия ударов материала,
может быть соответствующим образом шероховатой. Как и в других типах машин, трение о пластину 36 может
быть усилено путем наклона сопел под углом к пластине. Благодаря такому расположению форсунок
пластина очищается от загрязнений, выполняя свою основную функцию в качестве выходного отверстия, а
материал постоянно поднимается и смешивается с жидкостью в контейнере. Кроме того, поток жидкости в
сосуде достаточно быстрый, чтобы пенящийся материал погружался в жидкость и переносился по нижней
поверхности контейнера в форсунки.
Дно в поперечном сечении, как показано на рис. 7, слегка приподнято в центре, что позволяет потоку жидкости
проходить между ним и выходным трубопроводом 38. Как показано на рис. 50 (рис. X), выходной трубопровод
может быть направлен вперед в том же направлении, что и поток жидкости внутри контейнера, чтобы
обеспечить плавный отток жидкости из контейнера.
35. Как лучше всего показано на рис. 6, жидкость в форсунки 37 поступает из коллектора 39, соединенного
подающей трубой 40 с насосом 41. Насос может приводиться в движение любым удобным способом,
например, с помощью ремня; шкив 43, закрепленный на валу насоса 42.
Выходной трубопровод 38 соединен с входным патрубком насоса и может регулироваться клапаном 44.
«Подающий трубопровод 40 может регулироваться клапаном 45».
Жидкость с растворенными или мелкодисперсными частицами (378 093) будет проходить через отверстия
сита к насосу. Размер частиц может быть ограничен любым желаемым размером, при этом частицы большего
размера обычно остаются в контейнере и подвергаются измельчению струями. Однако при желании материал
может быть извлечен как из зоны покоя, так и из зоны перемешивания, или вместо зоны перемешивания, и в
этом случае может быть возвращен в насос или полностью удален из системы. Иногда, чтобы увеличить
скорость воздействия на материалы, целесообразно нагревать содержимое контейнера. В этом случае в
удобном месте, например, на дне контейнера, может быть предусмотрен паровой змеевик или другое
подходящее средство нагрева, и может быть приложено достаточное количество тепла для поддержания
желаемой температуры.
В свете подробного описания и выяснения природы нашего изобретения и способа его осуществления, мы
заявляем, что то, что мы заявляем, является...
1.
Устройство для удаления твердых частиц из жидкости, включающее резервуар, перфорированную пластину, о
которую ударяется жидкость, средства для быстрой циркуляции жидкости и твердых частиц внутри
резервуара, и средства для отвода жидкости из резервуара через сетку, которая предназначена для
предотвращения прохождения недостаточно обработанных твердых частиц, характеризующееся тем, что
указанная перфорированная пластина образует сетку, через которую отводится жидкость, и что жидкость
циркулирует по внутренней поверхности указанной пластины для очистки пластины от недостаточно
обработанных твердых частиц, предотвращая тем самым засорение перфораций.
2.
Устройство для распределения твердых веществ
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_378094.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=378094&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB378094A
[]
ИЗМЕНЕННАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Перепечатано с изменениями в соответствии с решением Главного эксперта, действующего от имени
Генерального контролера, от 30 августа 1935 года, согласно разделу 26 Законов о патентах и промышленных
образцах 1907–1932 годов. -I ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 9 мая 1930 года.
Дата подачи заявления (в Соединенном Королевстве): 8 мая 1931 года.
Принято к публикации: август. 8, 1932.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования в составе высыхающих масел или относящиеся к нему. Мы, корпорация BARELITE,
организованная и существующая в соответствии с законами штата Делавэр, США, по адресу: 247,
Парк-авеню, город, округ и штат Нью-Йорк, США, правопреемники Виктора Герберта Туркингтона, гражданина
США, по адресу: 75, Арлингтон-авеню, Колдуэлл, округ Эссекс, штат Нью-Джерси, США, и Уильяма Генри
Батлера, гражданина США, по адресу: 218, Лорел-авеню, Арлингтон, Нью-Джерси, США, настоящим заявляем
о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и
установлены в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к высыхающим масляным композициям, таким как лаки, краски, эмали и т. д., и
подходит для покрытий, клеев и/или связующих веществ при производстве линолеума, тормозных колодок и
аналогичных изделий.
Состав высыхающего масла, как правило, включает в себя жиросодержащую масляную основу, такую как
льняное масло, тунговое масло и т. д., и наполнитель или связующее вещество, обычно представляющее
собой пигмент в случае производства красок или маслорастворимую смолу при приготовлении лаков.
Композиция такого характера образует сплошную пленку при нанесении в качестве покрытия, например,
путем окисления связующего вещества, и для ускорения процесса высыхания обычно добавляют окислители
или осушители; однако процесс окисления продолжается и после образования пленки, и со временем пленка
полностью окисляется и становится хрупкой, теряя таким образом свою однородную и сплошную природу.
Включение в состав обрамляющих материалов придает пленке глубину и объем, а также, в целом, изменяет,
среди прочего, такие характеристики пленки, как устойчивость к проникновению влаги и воздействию
солнечного света.
Фенольные смолы, то есть продукты конденсации фенола и метиленсодержащего агента (формальдегида),
характеризующиеся плавким растворимым исходным состоянием, которое может быть преобразовано в
конечное неплавкое и практически нерастворимое состояние при нагревании, в затвердевшем или
полимеризованном состоянии обладают свойствами водонепроницаемости, твердости, устойчивости к
атмосферным воздействиям, кислотам, слабым щелочам и другим разрушительным воздействиям, что
указывает на их желательность в качестве загустителей в масляных композициях; 60 однако общеизвестные
формы нерастворимы в высыхающих маслах, если не смешаны как минимум с равными, а обычно и
большими пропорциями канифоли, эфирных смол или подобных природных смол или их производных.
Однако при добавлении большого количества природных смол требуется флюсование при высоких
температурах (260 градусов Цельсия), а также необходимо варить смолисто-масляные смеси при этих
высоких температурах, чтобы обеспечить достаточную растворимость продукта, позволяющую добавлять
разбавитель без расслоения.
Кроме того, включение большого количества смолистых веществ в высыхающие масляные композиции,
особенно предназначенные для использования в качестве связующих веществ для красок, нежелательно
из-за увеличения вязкости и липкости, а также снижения гибкости или эластичности с увеличением доли
смолы; и 80 сохранение желаемых свойств масляных красок, а именно, легкости нанесения кистью, гибкости,
высокой укрывистости, требует высокого содержания масла. Эти соображения ограничивают добавление
смолистых материалов в SfS не более чем на 20%, поскольку при больших пропорциях образуются лаки,
которые, хотя и пригодны в качестве составов для покрытий и связующих веществ, не обладают свойствами,
необходимыми для лакокрасочных материалов. Следовательно, это 90 / 378,094 № 13720/31. 2 378,094
свидетельствует о том, что разведение с равными или большими пропорциями природной смолы значительно
уменьшает количество фенольного смолоподобного вещества, которое может быть включено для
соответствия этим условиям.
Известно также, что добавление канифоли или эквивалентной природной смолы ускоряет окисление
высыхающего масла или его пленки, замедляет полимеризацию масла, а также оказывает иное негативное
воздействие на состав масла и образовавшуюся пленку. Однако мы обнаружили, что вопреки этим
возражениям, присущим канифоли и подобным веществам, фенольные смолы обладают выраженным
ускоряющим действием на полимеризацию масла, что означает, что можно использовать гораздо более
низкую температуру варки и/или требуется гораздо меньше времени для завершения процесса по сравнению
с добавлением канифоли. Фенольные смолы также оказывают удивительно сильное ускоряющее воздействие
на высыхание пленки, что можно объяснить только гипотезой о том, что полимеризация масла также
происходит во время сушки, а не в дополнение к окислению или в дополнение к нему, поскольку не
наблюдается увеличения веса, которое происходит при аналогичном результате, достигаемом только
окислением. Необычная прочность и долговечность полученных таким образом пленок подтверждают
правильность этой гипотезы, и эти результаты удивительно заметны.
Даже при небольших пропорциях — 10 или 5 процентов или менее — фенольной смолы, ускорение процесса
сушки означает, что для достижения желаемой скорости сушки может быть добавлено гораздо меньшее
количество металлического герметика, чем обычно, и это, в свою очередь, дополнительно способствует
увеличению срока службы и прочности пленки. Мы также обнаружили, что добавление канифоли или
аналогичной смолы к фенольному смолообразователю нейтрализует эти весьма желательные эффекты
фенольного смолообразователя в степени, зависящей от пропорции разбавляющей смолы; другими словами,
разбавление фенольного смолообразователя канифолью или подобным веществом для обеспечения
растворимости в масле общеизвестных форм эффективно предотвращает использование полезных свойств
добавки фенольного смолообразователя. Таким образом, из этих открытий следует, что наилучший тип
составов для сушки получают с использованием фенольных смол, не разбавленных канифолью или
эквивалентными смолами.
Тип фенольной смолы, к которому относится настоящее изобретение, является по своей природе
маслорастворимым и получают одним из трех способов, описанных ниже.
В соответствии с изобретением, состав высыхающего масла, содержащий фенольную смолу описанного
выше типа, характеризуется тем, что доля фенольной смолы составляет менее 50% высыхающего масла и
предпочтительно не превышает 20%.
В одном из вариантов изобретения сушильное масло представляет собой смесь тунгового масла и льняного
масла, причем предпочтительно доля тунгового масла равна доле смолистого соединения, а доля льняного
масла значительно больше.
К дополнительным характеристикам, обладающим очевидной коммерческой ценностью и придаваемым
масляной композиции фенольной смолой, относится улучшенная устойчивость к слабым щелочам, мылам и т.
д.; такое свойство особенно желательно для напольных покрытий или других покрытий, подвергающихся
очистке или чистке. Устойчивость к влаге также значительно повышается, а добавки фенольных смол не
только не отбеливают пленки, но и обеспечивают им заметное сопротивление проникновению воды.
Кислотостойкость фенольных смол также присутствует в высыхающих масляных композициях, содержащих
их, в степени, зависящей от относительного соотношения смолы и масла.
i. Фенольные смолы, растворимые в масле без добавления канифоли или эквивалентной смолы или
производного, получают путем проведения реакции между фенолом и жирным маслом в присутствии
конвертирующего агента, такого как фосфорная кислота, и добавления метиленового отвердителя в
количестве, достаточном для придания массе потенциально реакционноспособного характера (т. е. для
обеспечения возможности ее превращения при нагревании в конечное неплавкое и практически
нерастворимое состояние). Аналогично, смолистый материал, полученный в результате реакции, скажем,
равных по весу частей многокольцевого фенола типа парагидроксидифенила и формальдегида, может быть
нагрет с тунговым маслом, а затем растворен в льняном масле; такой смолистый материал и композиция,
полученная путем нагревания равных по весу частей парагидроксидифенила, формальдегида и тунгового
масла, описаны в нашей заявке № 347737, которая также описывает приготовление композиций для
покрытий, содержащих смолы типа парагидроксидифенила и высыхающее масло. Или же маслорастворимые
смолистые соединения образуются в результате реакции фенола, такого как эксезол, с тунговым маслом и
гидроксиметилентетрамином.
Такие маслорастворимые фенольные смолы в целом обладают свойствами, описанными здесь, и,
следовательно, подходят для целей данного изобретения. Однако для полноты изложения приводятся
некоторые примеры, конкретно описывающие производство и использование в масляных композициях
типичных 125 маслорастворимых смол. Следует понимать, что указанные пропорции смолистых веществ и
жировых масел не являются ограничительными и могут варьироваться в любой степени, не превышая 50% от
общего количества высыхающего масла. 130 378,094 ПРИМЕР 1.
Часть фенола, содержащего два или более бензольных кольца, например парагидроксидифенила, и 100
частей товарного формальдегида реагируют друг с другом при нагревании, образуя смолу. Затем эту смолу
нагревают вместе с примерно 100 частями китайского древесного масла при температуре приблизительно 210
градусов Цельсия до тех пор, пока образец после охлаждения не станет прозрачным и не выдержит
разбавления равным количеством холодного льняного масла без помутнения. Льняное масло добавляют
медленно, поддерживая температуру выше 100°C, а затем постепенно понижают температуру и
поддерживают ее до получения желаемой вязкости. Можно добавить дополнительное количество льняного
масла, а затем небольшое количество осушителя; например, достаточно добавить около 800 частей льняного
масла, 14 частей свинцового оксида и 2 частей ацетата кобальта, при этом смесь тщательно перемешивают
до полного растворения осушителей.
После охлаждения до комнатной температуры композиция готова к смешиванию с пигментами и летучими
разбавителями для получения красок, которые характеризуются быстрым высыханием, исключительной
устойчивостью к атмосферным воздействиям, влаге и слабым щелочам.
Если нагревать указанный состав до или после добавления осушителей, вязкость увеличивается, и состав
превращается из жидкости в прочное, эластичное твердое вещество, пригодное в качестве связующего
вещества в пластичных композициях.
ПРИМЕР 2.
Нагрейте 100 частей промышленного крезола, 200 частей китайского древесного масла и 25 частей
гексамиэтифенететрамина при температуре 200 градусов Цельсия до прекращения пенообразования.
Добавьте 400 частей льняного масла и нагрейте до 300 градусов Цельсия.
и поддерживать при этой температуре до достижения желаемой вязкости. Добавьте 300 частей холодного
льняного масла и 20 частей свинцового осадка.
После охлаждения до комнатной температуры композиция готова к использованию в качестве связующего
вещества для краски.
ПРИМЕР 3.
Растворите 100 частей фенола, 100 частей льняного масла и 1 часть фосфорной кислоты при температуре
кипения под обратным холодильником в течение 8 часов. Охладите до 100 градусов Цельсия, добавьте 30
частей триоксиметилена и продолжайте перемешивание до тех пор, пока смесь не загустеет до желаемой
консистенции и запах формальдегида практически не исчезнет. Затем добавьте 500 частей льняного масла и
нагрейте до 260 градусов Цельсия до получения желаемой вязкости. Охладите до 220 градусов Цельсия и
добавьте металлические осушители.
Наилучшие результаты обычно достигаются, когда фенол-метиленовая смола сначала смешивается с
китайским древесным маслом, а затем — с льняным или другими маслами. Большинство фенольных смол
легче соединяются с древесным маслом, чем с другими маслами, хотя после их соединения с древесным
маслом полученный продукт, состоящий из фенольных смол и древесного масла (первый продукт 70), может
быть затем смешан с большим количеством льняного или других масел, и было обнаружено, что полученный
конечный продукт обладает желаемыми характеристиками исходной композиции фенольных смол и
древесного масла (первый продукт 75) в неожиданной степени.
Соседние файлы в папке патенты