автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Научно-технические основы и аппаратное обеспечение автоматизированной электрокаплеструйной маркировки изделий

На правах рукописи

Безруков Виктор Иванович

Научно-технические основы и аппаратное обеспечение автоматизированной электрокаплеструйной маркировки изделий

Специальность: 05.13.06.— Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2003

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном политехническом

университете

Научный консультант: Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор, Нагорный Владимир Степанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Королев Владимир Александрович

доктор технических наук, профессор Власов Вячеслав Викторович

доктор физико-математических наук, профессор Ширяева Светлана Олеговна

Ведущая организация: Московский энергетический институт (технический университет)

Защита состоится 25 ноября 2003 г в 16:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.229.26 в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, 1-й учебный корпус, ауд. 41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь л ----"

диссертационного совета [ I . ^

доктор технических наук, профессор ¡¿к Тисенко В. Н.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы В современных производственных процессах трудоемкость маркировочных операций составляет существенную долю. Практически, весь все возрастающий ассортимент машиностроительной и немашиностроительной продукции подлежит маркировке (кодировке, идентификации).

Требования к маркировке как по качеству исполнения, так и по содержанию в последние годы существенно возрастают, что вытекает из новых законов, стандартов и других нормативных документов.

Традиционные методы маркировки, например механические, электрофизические, химические и с нанесением красящего состава не отвечают современным требованиям.

В последнее десятилетие наметилась тенденция к широкому внедрению для автоматизации промышленной маркировки электрокаплеструйного (ЭКС) метода маркировки.

В ЭКС-методе исполнительным органом и объектом микропроцессорного управления посредством электрических полей является каждая капля в капельном ансамбле при мозаично-матричном покапельном синтезировании знаков, символов и графических образов наносимой марки.

К достоинствам ЭКС-устройств маркировки можно отнести следующее: простота сопряжения с технологическими линиями, гибкость перенападки, высокие производительность, надежность и качество печати, экономичность при производстве и обслуживании, безударность, бесшумность, безотходность, экологичность процессов и др.

Однако промышленное освоение ЭКС-комплексов в России до недавних пор сдерживалось из-за отсутствия комплексных завершенных исследований и разработок с единых методологических и технических позиций основных процессов и основных элементов и устройств, т. е. из-за отсутствия научно-технической базы, достаточной для воспроизводства ЭКС-техники, которая относится к особо сложным, наукоемким объектам, так как базируется на высоких технологиях и разноплановых областях знаний. Цель работы Развитие нового перспективного научно-технического направления — электрокаплеструйной технологии, а также проведение комплекса работ по исследованию и разработке научно-технических основ и аппаратного обеспечения для создания нового класса электрокаплеструйного технологического оборудования для автоматизации промышленной маркировки, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны. Научная новизна

1. Впервые комплексно теоретически и экспериментально исследованы все основные физические процессы и явления управляемого от микроЭВМ ЭКС-метода маркировки — от формирования струи и капель, вдоль их траектории полета, до нанесения капель на изделиях маркировки: синхронизированное автоматическое управляемое дробление струи маркировочной жидкости на капли под действием акустической колебательной системы с использованием пьезоэлектрических пробразова-телей; селективная электризация капель в устройстве сообщения заряда каплям; контроль качества каплеобразования и сообщения заряда каплям; автоматически управляемый полет заряженных капель с вводом коррекции траекторий с учетом электростатических и аэродинамических помех; синтез на движущихся с большими скоростями маркируемых поверхностях различной формы из всевозможных материалов мозаично-матричных покапельных обозначений; разработка, исследование и приготовление маркировочных жидкостей (ЭКС-композиций); разработка полных

технологических баз и схемотехнических решений нш щдлшиими итмнчц ми.....

головок, систем гидроавтоматики, а также микррп^(^с§п)рН£Ю№ЫЙ?гу$авления процессами маркировки изделий;

1 БИБЛИОТЕКА I

2. Разработаны новые методы и средства импульсной стробоскопической визуализации и микрофотодокументирования, в том числе с использованием лазерной мгновенной микрофотографии для исследования основных физических процессов, в том числе таких процессов, как эволюция струй маркировочных жидкостей и развитие в них капиллярных волн, каплеобразование, сателлитообразование, осцилляция капель, динамика полета капель с документированием законов полета, проявление аэродинамических возмущений, сближение и слияние капель в полете, искажения траекторий полета, взаимодействие капель с конструктивными элементами маркирующих устройств и др. Это позволило впервые задокументировать в требуемой размерности все перечисленные процессы и выявить при этом ряд уникальных явлений и характерных точек, что позволило существенно дополнить физические картины и уточнить физические механизмы перечисленных процессов;

3. Разработаны комплексные математические и компьютерные модели для численного моделирования базовых физических процессов в маркирующей головке и получения машинных траекторий капель, управляемого полета заряженных капель маркировочной жидкости в электрических полях по всей траектории от эмиттера до подложки с получением машинных отпечатков, расчета сигналов для коррекции полета, а также для диагностики и аттестации различных вариантов конструкций маркировочных головок;

4. На базе разработанных универсальной компьютерной модели и оригинальной экспериментальной установки впервые комплексно исследовано влияние на электризацию капель маркировочной жидкости множества факторов, определяющих производительность и качество маркировки изделий, в частности конструктивно-геометрических параметров различного вида заряжающих электродов, краевых эффектов, формы и размеров струи, капель и сателлитов, осевого смещения струи рабочей жидкости, отклоняющих электрических полей, физико-химических свойств маркировочных жидкостей, зарядов предыдущих капель и разработаны методы миниатюризации и оптимизации заряжающих устройств и датчиков заряда капель, а также методы помехозащищенности процессов маркировки с использованием исследованных границ экранированного потенциала, глубины проникновения отклоняющих полей, переменного количества защитных капель и коррекции управляющего сигнала;

5. Разработаны методы расчета статических и динамических характеристик ЭКС маркировочных устройств, позволяющих выбрать рациональные соотношения между электрическими, гидродинамическими и конструктивными параметрами узлов формирования струй, сообщения электрического заряда каплям и отклонения капель в улавливатель или на поверхность объекта маркировки для обеспечения качественной маркировки;

6. Разработаны на базе новых физических принципов способы построения автоматизированных гидросистем подачи маркировочной жидкости с микропроцессорным управлением для одноканальных и многоканальных ЭКС маркировочных комплексов с использованием новой разработанной элементной базы. Предложен, исследован и реализован новый метод автоматизированного измерения вязкости рабочих жидкостей в маркировочных ЭКС-комплексах, а также разработаны основы расчета и проектирования нового класса вискозиметров широкого применения.

7. Разработаны научно-методические основы, рецептуры и технологии приготовления новых ЭКС-композиций для маркировки различной машиностроительной и другой продукции.

Практическая ценность и реализация результатов работы Разработаны базовые научно-технические основы электрокаплеструйной технологии, достаточные для со-

здания нового класса отечественного конкурентоспособного импортозаменяющего ЭКС-оборудования для автоматизации промышленной маркировки и других технологических процессов в машиностроении, приборостроении и других отраслях.

Впервые на постсоветском пространстве решен комплекс реализационных проблем по промышленному освоению и широкому внедрению новых классов отечественного маркировочного ЭКС-оборудования во многих отраслях.

За период с 1985 г. по 2003 г. Институтом «ЭКСТ» (раньше Инженерный центр «ЭКСТ» и Научно-производственный центр «ЭКСТ») под руководством соискателя внедрено в различных отраслях свыше 2500 единиц ЭКС-оборудования с 1 по 4 поколение для автоматизации промышленной маркировки в России, странах СНГ, Балтии, а также поставлено на экспорт в страны дальнего зарубежья.

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на V съезде Союза ученых, инженеров и специалистов производства Санкт-Петербурга и Ленинградской области (г. Санкт-Петербург, 2002 г.); X Международной конференции по пневматическим и гидравлическим устройствам и системам управления «Яблонна-86» (г.Москва, 1986г.); II Всесоюзном симпозиуме по атмосферному электричеству (г.Ленинград, 1982г.); V Всесоюзном симпозиуме по пневматическим (газовым) приводам и системам управления (г.Тула, 1986г.); Всесоюзной конференции «Физика и техника монодисперсных систем» (г.Москва, 1988г.); XV Всесоюзной конференции «Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем» (г.Одесса, 1989г.); V Всесоюзном совещании по электрической обработке материалов (г. Кишинев, 1985 г.); XV Всесоюзном совещании по пневмоавтоматике (г.Львов, 1985г.); Всесоюзном семинаре «Применение ЭВМ дога подготовки полиграфических изданий» (г.Новосибирск, 1982г.); I, II, III, IV, V, VI, VII, уШ Всесоюзных семинарах «Методы и средства электрокаплеструйной технологии (г.Ленинград, 1985г., 1986г., 1987г., 1988г., 1989г., 1990 г., 1991г., 1992г., соискатель — член Научного совета ГКНТ, председатель оргкомитета семинаров); региональных семинарах ЛДНТП (г.Ленинград): «Современная технология организация группового производства в машиностроении и приборостроении» (1983г., 1985 г., 1986г.); «Автомат тическое управление и оптимизация технологических процессов» (1984 г.); «Опыт разработки и применения ГАП в механообработке» (1985 г.); «Оборудование и диагностика в гибких производственных системах» (1987г.); «Автоматизация проектных и конструкторских работ в машиностроении» (1987г.) и на ряде других; постоянно действующем семинаре ЛДНТП «Методы и средства электрокаплеструйной технологии в период с 1986г. по 1992г.» (соискатель — руководитель семинара).

Выполненные под руководством соискателя электрокаплеструйные комплексы, установки и приборы, серийно освоенные Институтом ЭКСТ (ранее ИЦ «ЭКСТ» и НПЦ «ЭКСТ»), демонстрировались за период с 1990г. по 2003г. на сотнях международных, всероссийских и региональных выставках и удостоены почти сотни дипломов и медалей, в том числе, пяти медалей ВДНХ (соискатель награжден 1 золотой и 2 серебряными медалями ВДНХ). В частности, разработки Института ЭКСТ демонстрировались в 2000г. на 33 выставках, в 2001 г. на 27 выставках, в 2002 г. на 28 выставках, в том числе, в городах: Москва, Санкт-Петербург, Киев, Минск, Астана, Вильнюс, Рига, Самара, Екатеринбург, Новосибирск, Париж, Пекин, Шанхай, Харбин, Далянь, Сеул, Познань и во многих других.

Публикации Материалы диссертации опубликованы в 125 печатных работах, в том числе, в 4 монографиях, 11 брошюрах и сборников трудов, в 40 авторских свидетельствах и патентах на изобретения, а также в 69 статьях, докладах и тезисах. Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы из 195 наименований и приложения. В диссертации 490 страниц, 230 рисунков, 33 таблицы, приложения на 73 страницах.

Содержание работы

Введение Обосновывается актуальность решения проблемы автоматизации промышленной маркировки исходя из современных требований. Сформулировапы недостатки традиционных методов маркировки. Изложена сущность ЭКС-метода маркировки и основные достоинства маркираторов на его базе.

Приводится перечень нерешенных проблем, препятствовавших широкому внедрению ЭКС-метода для автоматизации маркировки.

Предложенная автором работа базировалась на результатах работ следующих научных школ и направлений: электрофлюидика и пневмо-, гидроавтоматика (проф. А.А.Денисов, проф. В.С.Нагорный, проф. В.В.Власов и др.), электрокапле-струйная автоматика (проф. В.С.Нагорный), электронно-ионная технология (проф. И. П. Верещагин), криодисперсная технология и монодисперсные системы (чл.-кор. РАН, проф. Е. В. Аметистов, чл.-кор. РАН, проф. А. В. Клименко, проф. А. С.Дмитриев, проф. В. В. Блаженков и др.), электродиспергирование и электрогидродинамическая неустойчивость (проф. А.И.Григорьев, проф. С.О.Ширяева), капиллярные МГД-течения и установки (д. т. н. А. Ф. Колесниченко, к. т. н. Н. В. Лысак) и др.

Представленная автором работа охватывала весь комплекс проблем от научных исследований основных физических процессов, на которых базируется ЭКС-метод маркировки, до разработки ЭКС маркировочного оборудования, его промышленного освоения, внедрения в России и за рубежом и дальнейшего сервисного обслуживания и технической поддержки.

1. Научно-технические и реализационные проблемы создания Э КС-технологий и оборудования для автоматизации промышленной маркировки в машиностроении и смежных отраслях Дан обзор состояния пауки и техники и вклад паучпых школ и направлений в процесс становления электрокаплеструйных технологий. Приведен обзор и критический анализ традиционных методов маркировки: механического, электрофизического, химического и маркировки красящими составами. Обосновывается, что традиционные методы маркировки не удовлетворяют современным требованиям по уровню автоматизации, гибкости, производительности, экологичности и др.

Описаны особенности ЭКС-метода печати, приведена обощенная функциональная схема ЭКС-устройств. Детально проанализированы отличия, особенности, достоинства и недостатки способов печати с эмиссией капель импульсным давлением, с эмиссией капель высоким давлением с синхронизацией каплеобразования, с эмиссией капель сильным электрическим полем.

Технико-экономическое обоснование перехода от традиционной маркировки к автоматизированной электрокаплеструйной маркировке выполнено на примере судостроительной отрасли.

Поставлена проблема исследования и дан перечень задач по ее реализации.

2. Исследование процессов монодиспергирования жидкостей и разработка научно-технических основ расчета и проектирования эмиттеров капель Для

комплексного теоретического и экспериментального исследования процессов монодиспср-гирования жидкостей была разработана специальная программа. Предстояло разработать единые методологические основы для исследования, разработки, построения, расчета и проектирования эмиттеров капель всевозможпых типов: с капиллярным монодиспергированием (безрезонансные, резонансные с концентратором и без концентратора, с внутренним и внешним радиальным, осевым или боковым возбуждением); с электродис-пергированисм (без периодической короны, с короной, со стационарной струйкой, с гидродинамической синхронизацией); с эмиссией импульсным давлением (пьезоструйные,

термоструйные) и др.

Программа исследования предусматривала определение исчерпывающих множеств входных (влияющих) и выходных (эксплуатационных) параметров и установление их всесторонних зависимостей. Так, при капиллярном монодиспергировании учитывалось следующее множество входных параметров: конструктивно-геометрические параметры пьезоэлектрического преобразователя, концентратора, форсунки, соплового элемента, корпуса, соединительных элементов, их размеры, точность и чистота обработки и физико-механические свойства используемых материалов; режимные параметры, охватывающие электрические (например, спектральный состав синхронизирующего сигнала ис) и гидродинамические; физико-химические и реологические характеристики рабочих жидкостей, т. е. поверхностное натяжение ст, вязкость г/, плотность р, скорость звука с, кислотность рН, дисперсный состав, нагазованность, летучесть, однородность, стабильность, прочность на разрыв и др.

Множество выходных параметров характеризует как сам эмиттер капель, так и процессы эволюции струи, ее распад, каплеобразование и сателлитообразование. К параметрам, характеризующим эмиттер, относятся акустические характеристики колебательной системы эмиттера, в частности акустические импедансы г концентратора, форсунки, соплового элемента, их частотные зависимости; спектральный состав колебательного давления р у сопла и колебательной скорости истечения струи г», их фазовое соотношение, передаточные функций (ис), г>1 (ис)), профиль скорости истечения на срезе сопла, как входной параметр для программной системы «Распад», характеристики стационарного истечения струи через сопло (потеря давления Ар, гидравлическое сопротивление .Кг); энергетика эмиссии, коэффициент полезного действия, эффективность эмиттера (рг шах, VI шах, £Др тт)"> стабильность параметров и др.

Среди характеристик распада можно указать: спектральный состав капиллярной волны, форму струи, капли, сателлитов, их параметры: скорость и точка дробления струи Ьдр, Ист, диаметры и скорости капель и сателлитов соответственно ик, <1СП, исп, частота, период каплеобразования /к, Тк и длина волны Лк, монодисперсность, угловую расходимость, дисперсию выходных параметров.

Теоретически исследована эффективность ряда предложенных конструкций эмиттеров капель маркировочной жидкости. Для синхронизации каплеобразования используются осевые колебания соплового элемента, трансформирующиеся в пульсации начальной скорости истечения, по которой и оценивается эффективность.

Для унифицированных (типовых) конструкций эмиттеров капель (рис. 1) с использованием комплексного представления акустических величин аналитически найдены выражения для давления в камерах форсунок 1 как основного выходного параметра. С использованием теории тонких волноводов акустические процессы в камере форсунки (рис. 1а) в одномерном приближении можно представить уравнениями

где S — радиальное смещение стенок камеры; f — осевое акустическое смещение частиц жидкости.

Для однозначного определения давления в камере задано радиальное смещение внутренних стенок пьезокерамичсской трубки 2 В eosut (В —его амплитуда), а также поставлены два краевых условия на торцах камеры - на сопле и на входе. Вследствие эластичности подводящей трубки 3 для давления на входном торце выполняется условие р = ро■ На конце камеры, закрытом сопловым элементом, имеем

(1)

_ &(сэ , Р

dt 9t + *

Рис. 1. Варианты консгрукций резонансного (а) и безрезопапсных (б,в) эмиттеров капель: 1 — фильера; 2 — пьезокерамика; 3 — эластичная трубка

где £с.э, гс э. — акустические смещение и импеданс соплового элемента, вызванные упругими колебаниями.

Принято упрощающее допущение о том, что длина пьезокерамической трубки, совершающей радиальные колебания, мала по сравнению с длиной волны в маркировочной жидкости и поэтому заменена эквивалентным точечным источником, расположенным в ее середине. Формула для давления в камере форсунки получена с использованием комплексной записи акустических величин и имеет вид

2ВЬпрсие~^ Р = Ро + Re-

. , pcsmfeLi + izC3 cosfcLi

sin kx-—'7-:-r~,--

pe sin kL + izca eos kL

1 при x> L — Li

■sin kix-L + Ly)

I 0 при x < L — Li

(2)

где Ь\ — расстояние от сопла до середины пьезокерамической трубки; Ьп, Ь — длина пьезокерамической трубки и камеры, Ие —число Рейнольдса, А: —волновое число (к = и/с). Из формулы (2) следует, что давление в камере имеет резонансы на частотах

с ( _ iZc э \

: — I гая- — arctgRe-) , п = 1,2,3,...

L \ ре )

(3)

В частности, для камеры с водой длиной 40 мм резонансные чаегоаы для типового режима составляют примерно 10; 30; 50 кГц и т. д.

В эмиттерах капель, согласно рис. 16, в можно пренебречь радиальными смещениями стенок S. Тогда в случае гармонических колебаний сопла с амплитудой перемещений А для определения давления в камере получается формула

_ гыА sin кхе~ш1 ,,,

p = p° + Rez-isinfc¿ + xcosfc¿- №

Из формулы (4) следует, что и для эмиттеров (см. рис. 16,в) резонансные частоты определяются соотношением (3). Выполнено сравнение эмиттеров капель с разными способами возбуждения акустических колебаний. Показано, что осевые колебания соплового элемента с амплитудой А ~ 2ВЬп/Я примерно эквивалентны радиальным колебаниям амплитуды В пьезокерамической трубки ПЭП. Поскольку в реальных конструкциях отношение 2Ьп/Я ~ 10 -т- 100 [Я — внутренний радиус трубки ПЭП), то для получения равного эффекта эмиттеры с осевым возбуждением требуют либо концентратора колебаний, либо более массивного пьезокерамического пакета ПЭП.

У

" ЛИ. » Щ

.ЖЕа-Ж^З'ШШ НгС

Рис. 2. Эквивалентная электромеханическая схема: а —свободного пьезостержня; б —колебательной системы эмиттера капель; в — нагруженного концентратора; г — схема форсунки и сопла

Рис. 3. Численное моделирование колебательной системы эмиттера капель: частотные характеристики сопротивления нагрузки концентратора (а), амплитуды колебательной скорости соплового элемента (б), расстояния до точки дробления (в)

г)

1

/ 7*

При расчетах с повышенной точностью других конструктивных элементов эмиттеров (см. рис. 16,в) необходимо учитывать влияние жидкости в камере на упругие колебания указанных элементов. Это влияние учитывается с помощью акустического импеданса столба жидкости Zж, равного отношению комплексных амплитуд давления и скорости осевых смещений в районе сопла. Тогда с использованием формул для скорости

истечения жидкости через сопло и соотношений

(5)

получим

2Ж = {рс^кЬ (6)

На базе метода электромеханических аналогий разработана эквивалентная электромеханическая схема полной колебательной системы обобщенной конструкции разработанного эмиттера капель с капиллярным монодиспергированием (рис. 2), а также математическая модель, алгоритм и программа и выполнен анализ процесса акустической синхронизации каплеобразования с вычислением множества параметров и их частотных зависимостей, например, входной и выходной колебательной скорости концентратора, переменных составляющих давления на выходе форсунки и скорости истечения струи у сопла, расстояния до точки дробления (рис. 3) и др., по результатам численного моделирования выполнена оптимизация и сопоставление различных эмиттеров капель маркировочной жидкости.

Разработаны математические модели, алгоритмы и программы для численного моделирования и исследования вынужденного капиллярного распада струй.

Математическая модель квазиодномерного течения свободной струи в безразмерном

виде на базе уравнения Навье-Стокса и неразрывности запишется следующим образом:

(7)

&т + удх we зх + Ш! ах»ш 8R ,rdR \„dv

■ёт+удх + 2ят=°-

где Р =

угтнЧЩ/дху

H2&R/dX2

R 1 + H2(dR/dX)2

We = ^iRe=^rq,We»l1Re»l,

<7 Ц

„ „ m Ljt „ Ж Ш „ Г „ II

ш = 2тгД; Т=—-,Х = - = -—; R = V — —; г0/А = Я. 2тг A 2/w0 г0 и0

Граничные, начальные условия и закон возмущения у истока имеют вид г = го = const; v = Vq

1Н--sinuit) ; t)o = const.

Щ J

(8)

(9)

(10) (И)

(12)

п | Для однозначности решений квазиодномерных уравнений (мелкой воды) введены ограничения на малость вязкости и поверхностного натяжения (\Уе 2> 1, Ие Э> 1) рабочей жидкости, а также ограничения на производные решения (пренебре-жимость амплитуд коротких капиллярных волн). Этого достаточно для однозначного определения амплитуд длинных волн. Отсюда следует ограниченность частного спектра решения частотами конечной кратности и малость отношения радиуса струи к пространственному периоду вынуждающего возмущения. В предложенной модели число учитываемых гармоник определяется параметрами течения и лежит в пределах 5-10. С помощью формальных асимптотических разложений задача сводится к системе дифференциальных уравнений с неизвестными — функциями времени и осевой пространственной координа-

10 20 зо « зо «о

Рис. 4. Результаты численного моделирования зависимости радиуса струи от осевой координаты в диапазоне от истока до точки дробления: Яе = 1000; \Уе = 200; г0/А = 0,07; V = Ц[1+0,03тп(0,4)У0«/г0)]

На базе разработанной математической модели и программной системы «Распад» выполнено комплексное численное исследование влияния на процесс капиллярного моно-дис.пергирования и сателлитообразования следующих факторов: профиля скорости истечения, т. е. погранслоя, вязкости, поверхностного натяжения и амплитуды возмущения (рис. 4 6). Полученные результаты применимы для всех трех базовых способов эмиссии капель. Установлено и детально изучено влияние вязкости маркировочной жидкости, профиля скорости истечения и его естественной релаксации на эволюцию профиля капиллярной волны, перешейка капли, а также на форму, размер и вид сателлитов. Увеличение толщины погранслоя в, увеличивает длину нераспавшейся части струи за счет того, что неоднородности скорости по сечению разгоняют и усредняют возмущения радиуса.

Разработанная математическая модель и программная система позволили численно смоделировать во всем диапазоне ЭКС-технологии маркировки все тонкости эволюции струи вплоть до заключительного пространственного периода (рис. 6), а также процессов каплеобразования и сателлитообразования.

д/

=0,01 орог

0,0002

JVJT 24Х Д. ЛИ Ю41

ЛО&Х Л1\ «6.01 Ц J\j —$

1UA А/\ Al 7,91 JVj И.Ю

и,» ааА^ >0 IX vA] se

Установлено, что профиль скорости у истока струи существенно влияет на профиль капиллярной волны, капли, перешейка, а также на форму, размер и вид сателлитов, причем влияние погран-слоя тем сильнее, чем выше амплитуда возмущения, т. е. чем короче струя (рис. 5).

Предложен новый способ управления каплеоб-разованием и сателлитообразованием при маркировке за счет изменения соотношения скоростей нарастания амплитуды возмущения от ПЭП капиллярной волны и релаксации профиля скорости струи: если превышает первое, то имеет место дробление струи без сателлитов или с быстрыми сателлитами, если превышает второй фактор, то возникают медленные сателлиты. Таким образом, чтобы перейти от естественного рэлеевского распада струи с медленными сателлитами к безсателлит-ному режиму или к режиму быстрых сателлитов нужно предпринять следующее: перейти от фильеры к капилляру, увеличить вязкость маркировочной жидкости или увеличить амплитуду возмуще-

Рис. 5. Численное моделирование зависимости радиуса струи от осевой координаты при варьировании параметров ДК/Ко и ¿¿/го: = 140; Ие = 800; Н = г0/А = 0,07 ния от ПЭП. Многочисленными экспериментами подтверждено наличие медленных сателлитов у длинных струй и быстрых сателлитов или безсателлитного режима у коротких струй.

С помощью разработанной уникальной экспериментальной установки (рис. 7) и предложенных методов исследований экспериментально сняты полные семейства зависимостей для генераторов капель с осевым и радиальными возмущениями, например, частотные, амплитудные, рэлеевские, скоростные (рис. 8-9). При этом использовался метод совмещения режимных точек на кривых с картинами (микро-фоюграфиями) каплеобразования, что обеспечило наглядность и обозримость всего экспериментального гиперпространства. Эксперименты иод1вердили правомочность чео-ретияеских результатов. Была найдена возможность получения 1, 2, 3 сателлитов, управления их размерами и временем жизни, что позволяет получить печать с высоким разрешением. Обнаружены процессы межкапельного обмена массами, девиация скоростей полета капель, аномалии и др.

Результаты исследований позволили разработать рекомендации по построению эмиттеров и выбору их режимов для достижения требуемых эффективности и качества каплеобразования применительно к различным прикладным задачам: капельная и спутниковая печать, моногранулирование, крупнокапельное дозирование и многое другое.

Разработана методика и программа для определения феноменологических констант соплового элемента (коэффициента потерь на входе и эквивалентной длины) в соотношении Свита для стационарного течения, что позволило аттестовать сопла и выполнить машинный расчет начальной скорости истечения струи и полета капель при реализации

Рис. 6. Численное моделирование профиля струи на заключительных пространственных периодах: Re = 800, We = 140, Я = 0,07, d = 0,3г0: а-ДУ/Vb = 0,0002, L =

26,6А; б-ДК/Ко = 0,002,

L = 20,1 А; ъ-AV/Vo = 0,005, L = 17, ЗА; г-ДУ/Ко = 0,01, L = 13, ЗА;

д—ДУ/Vq = 0,02, L = 6А

ЭКС-маркировки.

Результаты теоретического и экспериментального исследования эмиттеров капель с импульсным возбуждением, которые базировались на уточненной модели Боги-Тальке, были доведены до инженерной методики расчета маркировочных головок. Эти результаты применимы и при реализации гидродинамической синхронизации в процессе электродиспергирования.

Отдельный цикл теоретических и экспериментальных исследований был посвящен электрическому монодиспергированию. Впервые получены стробоскопические микрофотографии, отражающие динамику каплеобразования маркировочной жидкости как без сателлитов, так и с сателлитами. Выл разработан новый способ

Рис. 7. Конструкция эмиттеров капель (а, б) и схема экспериментальной установки (в): а —эмиттер с осевым возбуждением, б — с радиальным возбуждением: 1 —эмиттер капель, 2 — электрохимическая ячейка, 3 — стробоскопическое устройство, 4 —резервуар с краской, 5 — видеокамера с монитором и фотоприставкой, 6 —ПЭП, 7 — частотомер, 8 — манометр

регистрации капель и синхронизации по периодическим коронным импульсам на каждую каплю. Детально исследованы распределения электрических полей для всевозможных идеализированных и реальных электродных систем с использованием аналитических методов, численного моделирования методом неравномерных сеток, эквивалентных зарядов, моделированием в электролитической ванне по методу академика Демирчана. Также получены соотношения для расчрта начальной напряженности коронирования и расчета распределения напряженности поля униполярной короны по методу Дейча-Попкова. Результаты исследования электрических полей также имеют и самостоятельное значение. Предложены и исследованы новые способы синхронизации каплеобразования для улучшения качества печати: вибрационный, электродинамический и гидродинамический.

Л, ми 15 14 13 12 И 10 9

а)

Зона моиоаисперсного халчеобразоваиия

Зона монод!тсперсногоаГ| каллеобразовання

¡4

М! »Я! 1йМ

30

111

90 Р.кГц

Рис. 8. Экспериментальные частотные зависимости длины нераспавшейся части струи и АЧХ: а —при скоростях истечения 22,1м/с (С/с = 3,18 В; (1С = 74мкм; 1Ж — 45 мм, чернила «Радуга»); б —АЧХ эмиттера, снятые с помощью стенда на базе интерферометров Майкельсона

3. Исследование индукционной электризации монодисперсных капель и разработка научно-технических основ расчета и проектирования заряжающих систем Программа охватывала исследование зависимости процессов электризации капель

от множества влияющих факторов: конструктивно-геометрических параметров основных и влияющих электродов (заряжающих электродов, формируемой капли, предыдущих капель, отклоняющей системы, возмущенной струи, эмиттера капель), электрических параметров, гидродинамических параметров эмиттера и электрофизических параметров маркировочных жидкостей. При этом использовались аналитический метод, численное моделирование и комплексные экспериментальные исследования. Были исследованы и сопоставлены обширные классы осссимметричных и неосесимметричных заряжающих электродных систем. В результате исследования разработаны методы построения, расчета, проектирования и оптимизации заряжающих систем.

Для эскизных расчетов получен ряд обобщенных аналитических соотношений для удельных емкостей типовых идеализированных заряжающих систем через их геометрические параметры: жидкий цилиндр в цилиндре, жидкий цилиндр между двумя плоскостями, жидкий цилиндр—бесконечная плоскость, жидкий цилиндр — плоскость конечной ширины (с учетом Смайт В. Электростатика и электродинамика. — М.: Госте-хиздат, 1954):

18 20 22 24 26 Л 30 ЭбД.кГц

Рис. 9. Зависимости характера распада струй, кап-леобразования и сателлитообразования от параметров эмиттера с осевым возбуждением и рабочих жидкостей: а--<4 = ЮОмкм (1-4 —водные чернила, 5 — нитрокраска типа НЦ-25); б —водный раствор глицерина; с = 39,3%, 7} = 3,65мПа-с; а = 71мН/м; с1с = 74мкм; р = 100 кПа; £/с = 10 В

С, = 2тгс

С( - 2-ке

1п

\ 2 / \irdc К}.

(13) -1

С, - 2тге [агсЬ(2/г/Ч0Г

С, = 27Г£

кэ.

(14)

(15)

(16)

где — диаметр заряжающего электрода, О — межосевое расстояние, Лз — расстояние между плоскостями, к—расстояние до плоскости, Ь3 — ширина заряжающего электрода.

Исследована точпость формул и найдена область их применения.

С целью выполнения расчетов и конструктивно-геометрической и электрической оптимизации реальных осесимметричных электродных систем разработаны математическая модель, алгоритм и программы для численного моделирования процессов электризации капель маркировочной жидкости. В модели использовалось численное решение эллиптических уравнений по методу интегральных уравнений. Алгоритм расчета электрического поля и заряда капли состоит из следующих операций:

1) разбиение поверхностей проводников на конические конечные элемепты;

2) вычисление емкостных коэффициентов В,^

Рис. 10. Схема универсального экспериментального комплекса для исследования эмиссии и электризации капель (а): 1 — электрохимический источник давления; 2 —источник тока; 3 — резервуар с рабочей жидкостью; 4 — блок управления; 5 — генератор импульсов; 6 —источник напряжения; 7 —манометр; 8 —генератор напряжения синхронизации; 9, 12 — вольтметр; 10 — частотометр; 11 — стробоскопическое устройство; 13 — осциллограф; 14 — генератор капель; 15—заряжающие электроды; 16 —приёмный резервуар с жидкостью; 17 — микроскоп; 18 —фотоаппарат; 19 —наноамперметр; 20 —капля, (б): Основные параметры (1 —сопло, 2 —струя, 3 —отклоняющие пластины, 4 —капли)

3) решение системы линейных уравнений и нахождение зарядов конечных элементов;

4) определение потенциала в произвольной точке (2, Я) пространства по формуле

и(7т- 1 V [рм . П7>

и(2'Н) "4^(«-АГ + СЯ + Я.)»' ( }

5) определение заряда капли по соотношению

<?к = £>ь (18)

где суммирование производится по всем конечным элементам поверхности капли маркировочной жидкости.

тродных систем: а — концентрический цилиндр; б —поперечные пластины и ипдуктор

Для выполнения многоплановых экспериментальных исследований процессов электризации и снятия семейств статических и динамических характеристик спроектирован и изготовлен универсальный экспериментальный комплекс (рис. 10). Экспериментальный комплекс совместно с численным моделированием обеспечили выполнение программы исследования.

С использованием разработанной математической модели выполнено численное моделирование процессов электризации и рассчитаны заряды капель в следующих осесимметричных заряжающих системах: концентрический цилиндр, кольцо, диск, поперечная пластина, поперечный индуктор. По сравнению с аналитическими формулами найдены краевые поправочные коэффициенты. В частности, они составляют: для цилиндра а = 1,35, для кольца а = 1,48. Получены семейства кривых для зарядов (рис. 11), которые показывают наилучшую эффективность цилиндра или толстой поперечной пластины с отверстием, а также характер уменьшения зарядов в краевых областях. Даны рекомендации по выбору геометрии индуктора и его расположению относительно отрываемой (заряжаемой) капли. Сопоставлены результаты численного моделирования и экспериментального исследования при электризации в поле дисков с отверстием. В среднем численный метод определения зарядов капель дает погрешность 2-3% по сравнению с экспериментом, что доказывает его применимость. К недостаткам кольца следует отнести сильную зависимость электризации от расположения точки дробления. Цилиндрический индуктор (заряжающий электрод) обладает повышенной эффективностью, в том числе и перед продольным плоским цилиндром (на 10-20%), хотя уступает последнему по эксплуатационным характеристикам.

Полученные результаты также применимы при разработке индукционных датчиков электризации и наличия капель, используемых при микропроцессорном управлении ЭКС-маркираторами.

Неосесимметричные заражающие системы, продольные пластины и плоскопараллельный индуктор исследовались в основном экспериментально. Получено семейство характеристик электризации при различных наборах продольных пластин и их потенциалов. При исключении одной из двух пластин заряд капель снижался примерно на 21%. По результатам эксперимента для заданных параметров найдена емкость капли Ск, которая составляет при плоскопараллельном продольном индукторе 0,016 пФ, при одной пластине — 0,0126пФ, при заземлении одной пластины -0,0089пФ, другой —0,0077пФ.

Выполнено теоретическое обобщение для величины заряда капли в многоэлектродной заряжающей системе через базовые функции: Щ, 112, ■••'■

9к = С/о/о+ + + (19)

где /о, Л, /г, •.. — весовые коэффициенты.

при подаче на обкладки различных вариантов заряжающего напряжения при параллельном смещении струи между электродами (2—расстояние до оси струи). 1, 5 —напряжение подано одновременно на две пластины; 2, 4 —напряжение подано на одну из пластин, другая заземлена; 3 —на пластины подано напряжение разной полярности

Эксперимент и теория в случае двух плоскопараллельных пластин при комбинациях потенциалов (иииг): (и,0), (0,Ц), (и,Щ, (+11/2,-и/2) дали сходные результаты (рис. 12). Наибольший заряд капля получает при предельпом приближении точки отрыва к пластине. Однако при этом возрастает чувствительность к юстировке струи. Поэтому данный метод применим при маркировке незаряженными каплями. При маркировке заряженными каплями с линейным управлением струю следует размещать по оси симметрии. Несовпадающие потенциалы на пластинах применимы при печати спутниками, когда совмещаются электризация и отклонение.

Экспериментально исследовано влияние на электризацию капель краевых эффектов от индуктора в виде двух продольных плоскопараллельных пластин. Исследование проведено с целью минимизации габаритов индуктора и оптимизации расположения точки дробления. Причем исследовано влияние как продольного (рис. 13), так и поперечного краевых эффектов.

Установлено, что погружение точки дробления на глубину 0,5 мм обеспечивает насыщение электризации. Повышение частоты каплеобразования (кривизны струи) повышает ток переноса примерно на 6 %. Исследование позволило миниатюризовать заряжающие электроды до размеров 4 = Ь3 = 1,5 мм.

Найдена глубина проникновения отклоняющего электрического поля вглубь индуктора и его экранирующее действие (рис. 14). В частности, для параметров /г3 € {0,25; 0,4; 0,6; 1,0} найдены следующие соответствующие границы проникновения ^дркр € {0,7; 0,8; 1,0; 1,55} мм. Тем самым предложен новый способ определения экранной длины заряжающих электродов. Двухполярная отклоняющая система с симметричным влетом наводит меньший паразитный заряд по сравнению с однополярной. Предложено соотношение для длины индуктора с точки зрения его помехозащиты.

13 = 2ХДРкр(Ла) + А». (20)

Разработана математическая модель нестационарной электризации отрываемой капли в индукторе, в которой реальная струя и отрываемая капля длиной Ьсг аппроксимируются вытянутым эллипсоидом. Это позволило аналитически проанализировать основные закономерности переходных процессов и нестационарной электризации.

Как показывают результаты расчета, для всех участков возмущенной струи, кроме последнего пространственного периода, сопротивление возрастает не более чем в 1,5-2 раза. Последний участок с глубокой перетяжкой по мере возрастания амплитуды модуляции струи имеет сопротивление на порядок большее, причем оно непрерывно возрастает до момента отрыва капли. Так как емкость формируемой капли практически неизменна, то сопротивление рассматриваемого участка является основным фактором, лимитирующим скороиь нестационарной электризации капли маркировочной жидкости.

С использованием математических моделей и программных средств изучено влияние на постоянную времени электризации капли ряда параметров: сопротивления перетяжки,

1.. нА г1^

2,_\ тА. 1

/// 50 Ч

//#. ,'/ р« 40

) / /I 30 %

тУ 20 О

1' 2- гр

•2-10 1 Рис. 13. Зависимость тока переноса от расположения точки дробления в области входного и выходного краевых эффектов при варьировании заряжающего напряжения и частоты каплеобразования (а) и форма каплеобразования (б): 1 — /„ = 43 кГц; Ак = 0,27 мм; 2-/к = 23,6 кГц; Ак = 0,48 мм

диаметра сопла и длины струи.

Экспериментально исследовано влияние параметров индуктора и электрофизических свойств маркировочных жидкостей на переходные процессы и быстродействие электризации. Постоянная времени электризации ограничивает максимальную частоту каплеоб-разования. О целью дальнейшего повышения производительности ЭКС маркировочных устройств разработана методика эксперимента и исследовано влияние на постоянную времени электризации т3 следующих параметров L№, fK,l3, Хдр, dc, pv (рис. 15), а также конструктивных особенностей индуктора. В частности, для расстояний до точек дробления Ьдр S {1,9; 2,8; 3,55; 4,95} мм минимально допустимые длительности заряжающих импульсов составили iumjn 6 {0,7; 1,3; 2,3; 2,7} мкс.

Разработаны рекомендации по дальнейшему уменьшению постоянной времени электризации за счет уменьшения эквивалентных сопротивления струи ЛсТ и емкости системы. На основе экспериментов предложено три способа фазировки процессов эмиссии и электризации капель маркировочной жидкости: по фиксированному удалению капли в момент окончания заряжающего импульса, по получению максимального угла разлета цепочек заряженных и незаряженных капель и с использовав нием постоянной времени.

Экспериментально установлено, что на быстродействие электризации влияют емкость капли Ск (а не всей системы) и сопротивление струи. Тем самым найден способ экспериментального определения параметров г3, Ск, Леи и удельного объемного сопротивления р„, с использованием опробованной методики.

Отдельно численно исследовано влияние формы капли маркировочной жидкости в момент отрыва на величину заряда и особенности электризации сателлитов. Рассматривался весь набор форм капель от отрезка цилиндра длиной Ак (медленная релаксация формы капли) до сферы (быстрая релаксация). Установлено, что в зависимости от формы заряд капли изменяется до 30%. Капли, отрываемые конусом назад, имеют больший заряд по сравнению с другими формами. Диаметр капли слабо влияет на ее заряд, так как проявляется через логарифмическую зависимость. Найдено, что коническая часть несет до 20-25% от заряда капли, что может перейти на каплю-спутник. При этом у него будет большее отношение q/m, чем у основной капли.

С целью разработки методов помехозащиты исследовано электростатическое влияние на электризацию предыдущих капель и экранирующих свойств индуктора.. В этом направлении проведены обширные теоретические и экспериментальные исследования. С использование теоремы взаимности Грина найдено относительное изменение заряда под действием предыдущих капель через емкостные коэффициенты Ркк И Ск'к!

Д?к =

Як Скк

При анализе экранных свойств индукторов использовали точечное приближение пре-

Рис. 14. Зависимость тока переноса, индуктируемого отклоняющим электрическим полем, от расположения точки дробления при варьировании расстояния между заряжающими пластинами (а) и конфигурация каллеобразования и электродных систем (б)

дыдущих капель, т. е. не учитывали влияние формы капель и перешейка.

У

1* ^гТ

Т/ 1 1

1 »

II 1 Г 1

11 1«

Рис. 15. Результаты экспериментального исследования влияния на переходные процессы параметров Ьдр, к, Х№ (мм): 1 (2,3; 4,0; 0,5); 2 (4,7; 4,0; 0,5); 3 (6,2; 4,0; 0,5); 4 (6,2; 4,0; 3,0); 5 (2,3; 1,4; 0,5); 6 (б,2; 8,0; 5,5)

6 7 8 V,

Рис. 16. Зависимость коэффициентов индукционного влияния первой капли от геометрических параметров индуктора и струи

ния корректирующих сигналов.

Получены формулы и номограммы для оценки помехозащиты продольного плоскопараллельного индуктора, цилиндрического индуктора, поперечных пластин и индукторов.

Для случая концентрического цилиндрического индуктора учитывалась реальная форма отрываемой капли и использовался разработанный числеп-ный метод. Получено соотношение

А9 = (22)

до г

где г — расстояние между центрами капель.

Для всей области численных данных найдены коэффициенты Ац = 3,78 и ац = 3,15, а также явная зависимость, аппроксимирующая результаты численного расчета емкостей капель реальной формы,

Со (А, ¿с) = 0, ЗвНе0'098^4. (23)

При анализе механизма индукционного взаимодействия капель численно найдено распределение наведенного заряда по поверхности индуктора. Установлена закономерность распределения экранированного потенциала вдоль оси и даны рекомендации по полному экранированию капель от индукционного влияния.

Средние погрешности при использовании формул составляют 2-3%. Формулы применимы для п предыдущих капель. Полученные результаты обобщены и представлены в виде, удобном дая инженерного проектирования индукторов на рис. 16.

На полученных численным моделированием кривых показано влияние трех предыдущих капель. При Л.3/с?с < Ю существенно лишь влияние первой капли, влияние более ранних капель дает поправку не более 1%. При Л3/йс > 10 необходимо учитывать влияние второй и третьей предшествующих капель. Разработана методика оптимизации индуктора, выбора количества защитных капель в зависимости от габарита знаков, а также нахожде-

4. Исследование полета монодисперсных капель и разработка научно-технических основ расчета и проектирования отклоняюще-управляющих устройств и систем Предстояло обстоятельно исследовать все факторы, влияющие на управляемый полет капель маркировочной жидкости (одиночных, в составе регулярной цепочки

или упорядоченной группы), которые можно свести в обобщенное уравнение движения

(24)

¿2« " , , ты= 22 Р] = & + £>2 + + ^ + ^ +

5=1

где Диэлектрическая сила отклоняющего электрического поля, Дг~сила электростатического воздействия соседних капель, -г Да — соответственно аэродинамические компоненты, обусловленные воздействием на исследуемую каплю предыдущих капель, последующих капель, погранслоя ловушечной цепочки, пристеночных эффектов в индукторе, в отклоняющей системе на влете, на вылете, при подлете к плоскости печати, а также стохастических флуктуаций окружающей среды.

Требовалось разработать обобщенную математическую модель полета и элементы САПР, позволяющие рассчитывать траектории и законы полета, находить управляющие и корректирующие электрические сигналы, оптимальные алгоритмы разверток и рациональные начальные условия, физические, конструктивно-геометрические и эксплуатационные параметры отклоняющих систем.

Для выполнения экспериментальных исследований полета был разработан и изготовлен универсальный экспериментальный комплекс, который включал устройство визуализации и измерения (стробоскопическую приставку с микроскопом, видеокамеру, фотоприставку и телемонитор), систему прецизиопных подвижек, многофункциональный электронный блок управления и задания режимов, гибкую печатающую головку, пнев-могидросистсму, набор контрольно-измерительных приборов.

а)

С1 к. к

Рис. 17. Микростробограммы динамики полета капель в печатающей головке: а—группа по три без электростатических помех; б —группа по пять с помехами

Комплекс позволял измерять с высокой точностью линейные, временные и другие параметры, а также фотодокументировать (рис. 17) полет при экспериментальном исследовании траектории и законов полета и осуществлять измерения компонент скорости и ускорения. Выполнены исследования в широком диапазоне параметров, перекрывающем практически всю область ЭКС-технологии:

Ие е [о; 300]; Ш < 10; ЭЬ < 0,1; Ма<0,1.

(25)

Для моделирования и расчета плоско-параллельных отклоняющих электродных систем разработана модель на базе метода конформных отображений. Модель также ис-

пользовалась для всестороннего исследования влияния краевых эффектов на эффективность отклонения, точность позиционирования капель в плоскости печати и оценки точности других методов. Установлено, что краевые эффекты простираются до носителя записи. В частности, вдоль оси полета величина отклоняющей напряженности Еу в центре кондепсатора достигала максимума (100%), а в точках (начало координат на срезе) (-¿о; 0, (¿о; 2йо; 3<2о-. хя = 50 мм) соответственно достигала (99,9; 78,2; 20,3; 9,7; 6,2; 3%).

Для расчета электрических полей более сложных электродных систем (рис. 18) разработана унифицированная математическая модель на базе метода коллокаций, а также алгоритм и программы для его реализации. В этом случае решение уравнения Лапласа в форме задачи Дирихле сво- i

дится к интегральному представлению через поверхностную плотность зарядов и потенциал простого слоя (28)-(29).

Исследовано влияние силы электростатического воздействия соседних капель на управляемый полет. Установлено, 4 что из-за перераспределения зарядов по повсрхпости капли (дипольный эффект) для ближайших соседних капель эта сила описывается не законом Кулона (точечное приближение), а полученной формулой (30).

Проведено теоретическое и экспериментальное исследование влияния спутно-го пограничного слоя в окружающей воздушной среде от регулярной ловушечной цепочки незаряженных капель маркировочной жидкости на управляемый полет. Математическая модель для численного исследования совместного полета цепочки капель и спутпого пограничного слоя включала закон сохранения импульса, соотношение для скорости потери импульса из-за вязкостного трения в погран-слое, уравнение неразрывности, а также логарифмическую аппроксимацию профи- ,

ля скорости в погранслое.

По результатам численного моделирования получены в безразмерном представлении номограммы для скорости торможения цепочки капель, толщипы погранслоя и профиля скоростей в нем для обширной области, перекрывающей различные классы маркировочных жидкостей (от чернил до расплавов металлов и сжиженных газов), а также короткие и длинные траектории.

По разработанной методике экспериментально проверено торможение ловушечной цепочки при Яе е [97; 227] и 4 6 [137; 208] мкм. Детально исследована структура спутного пограничного слоя и ее влияние на характеристики управляемого полета и конструктивные особенности маркировочной головки.

Найдены соотношения для полного исключения расфокусировки, торможения и искривления траекторий в маркировочной головке.

Обобщенные рекомендации при проектировании маркировочной головки сводятся к тому, чтобы внутренние контуры индуктора и отклоняющего конденсатора не пересекали внешнего профиля погранслоя двух предельных траекторий полета.

Установлено, что в отличие от силы электростатического воздействия погранслой спо-

Рис. 18. Машинная траектория полета для электродных систем с наклоном

слоя и пристеночных эффектов на конструкцию печатающей головки

собствует фокусировке и саморегулированию капель в цепочке. Исследования показали, что боковое торможение цепочки составляет 3-10%, а лобовое торможение уединенной капля -35-40%. Для одного из серии экспериментов было получено F„0б = 1,5мкН, Feo* = 0,4мкН, толщина погранслоя в зоне индуктора составляла 1, 5dK (238 мкм), при влете в отклоняющую систему — 2,5áK (400мкм), при вылете — 4,5dK (715мкм), у ловушки (плоскости печати) — öd* (954 мкм) (рис. 19).

Выполнено исследование управляемого полета регулярной цепочки заряженных капель маркировочной жидкости с целью повышения точности позиционирования капель и оптимизации отклоняющих систем. Этот режим используется при регистрации аналоговых сигналов (кардиографы, графопостроители, самописцы), микродозировании, печати фрагментов знаков и т. д.

Получено и проанализировано соотношение для суммарной погрешности позиционирования капель через частные погрешности измерения (Д) и частные производные

(5'(--.)):

A¿W =|S"(/n)|A/n + №)|At/0 + ÍSU)|Aí„ + \S'(l0)\Alo + №)|A'» + , , + |5'(io)|Aio + |S"(M„)|AM„ + |S'(fto)|Aft0 + [S"(AK)|AAK + |5'(/к)|Д/к, 1 '

где /„ — ток переноса; Uo — отклоняющее напряжение; ¿o, М„ — время отбора и масса отобранного заданного объема маркировочной жидкости; 10— длина отклоняющих пластин; 2„ — расстояние до маркируемой поверхности; h¡¡ — межэлектродпое расстояние.

Экспериментальный комплекс обеспечивал задание параметров с погрешностями, не превышающими следующих величин: А10 = 1мкм; Д(„ = 1мкм; Д= 1мкм; Aha = 5 мкм; Atv = 0,5 с; Д/„ = 0,005нА; ДМ„ = 0,005 г; Д/к = 0,005 кГц; ДГ/о = 0,05 кВ. Для одного из экспериментов вычисленная погрешность позиционирования составляла: абсолютная Д5тш = 127,05 мкм, относительная - (ASmax/5^)100 = 1,58%.

Разработаны математическая модель и программы для численного моделирования полета цепочки заряженных капель.

Найдено, что неучет краевых эффектов вносит погрешность в позиционирование капель на маркируемых поверхностях 10-20%. Определены условия, при которых в зависимости от координат влета-вылета капель маркировочной жидкости краевые эффекты привносят ускоряющие, тормозящие или нейтральные эффекты.

Проведено сопоставление результатов численного моделирования полетов цепочек заряженных капель с результатами экспериментов по всему сектору полета (рис. 20). По-ípeuiHOCTb не превышала 1-5%, причем в зоне предельных траекторий абсолютная погрешность составляла менее 50 мкм, а относительная — менее 1%.

Выполнено развернутое исследование сил аэродинамического воздействия невозмущенной и возмущенной окружающей среды на капли из упорядоченной группы и изучен их управляемый полет. В результате исследования находились как интегральные характеристики (частные или суммарные коэффициенты лобового сопротивления), так и локальные характеристики (поле скоростей и сил сопротивления окружающей среды).

Экспериментально обоснована применимость для коэффициента лобового сопротивления следующей формулы, аппроксимирующей стандартную кривую в диапазоне Re <

Рис. 20. Численные (х) и экспериментальные (о) траектории полета регулярной цепочки заряженных капель: 1о = 20 мм; ка = 5 мм; хо — 33,9 мм; уо = 10,05 мм; Ухо = 10,1м/с; Ууа = 0; дк/тк = 0,854-10_3Кл/кг; и0 = 6,4 кВ; ¡к = 30,01 кГц (вдоль траектории —количество периодов)

погрешность которой по сравнению с экспериментами для случая полета квазиуединенных капель не превышает 10%.

Детально проанализирована физическая картина аэродинамического обтекания одиночной капли и парного ансамбля в области ближнего следа за каплей. По мере увеличения скорости полета капли до Ие = 24 обтекание имеет ламинарный потенциальный характер, где применимы приближения Стокса. Далее в дойной области капли возникают стационарные кольцевые вихри. Размер кольцевых вихрей (ближнего следа «запретной зоны») возрастает пропорционально ^Ие по найденной формуле (34).

При переходе через Ие = 130 появляются осевые пульсации кормовой части ближнего следа. В приближении Стокса и дальнего следа проведено исследование сил аэродинамического воздействия на капли из упорядоченной группы. Создана методика выбора алгоритма развертки, а также разработан ряд конструкций печатающих головок и электронных блоков для управления полетом.

Разработанная математическая модель включала, кроме обобщенного уравнения движения (24), ряд блоков для описания силовых компонент.

Соотношения для расчета электрической силы отклоняющего поля сведены в подсистему, включающую соотношения, базирующиеся на методе конформных отображений применительно к плоскопараллельным отклоняющим системам, а также соотношения (28), (29)—реализующие метод коллокаций для плоскопараллельных, косорасставлен-ных, изогнутых и более сложных отклоняющих электродных систем.

Щг) = А У р(т')К(г,г')йг'-, (28)

ь

1 Г 1 Г

/ М<)1пГксЬ + -5>, / А(С)1ПГк(1.Ч = £/(С).

* /. •=! I

(29)

где Ь. Ь\, ¿2 — образующие электродов, р — поверхностная плотность зарядов, г, ( — координаты элементов разбиения, К — ядро с логарифмической особенностью.

Сила электростатического воздействия соседних капель рассчитывается по следующим формулам:

Д2, £/(2Як) < 4 :

у>+1 ( сЬЙ _ пвЪЯгЬп^

д,д, 2сЬ2/? п 1) I**

Т2"ХЙ--7-ГЗ-> I30}

4-л-е01? яЬр

М2Як) >4:^2:=31-Ш, (31)

где (30) — описывает силу с учетом перераспределения зарядов по поверхности капель, а (31) — при точечном приближении.

Для аэродинамических компонент ^ -т-.Ркв соотношения сведены в подсистему, включающую соотношения, которые описывают силовые факторы от воздействий возмущенной окружающей среды, вызванных предыдущими и последующими каплями; соотношения для модификации относительной скорости, числа Рейнольдса, коэффициента лобо

вого сопротивления и мгновенного значения силы; соотношения, позволяющие модифицировать скорость капли при ее попадании в погранслой ловушечной цепочки и соотношения, которые описывают модификацию аэродинамической силы при пролете через индуктор или у края отклоняющих пластин.

Наиболее общие из ограничений на параметры при расчете и конструировании запишутся в виде системы соотношений:

Ь0 > (2 4- 4)г0, 4)г0, г0 > Ло/4; (32)

h3 Js 4 + 2S(z), ho{z) > dK + S(z) + 25(z), Лщ » & + 25(z);

t^dK + 2S(z); (33)

Ак = K//k 5= dK(l,44IgRe - 0,988); (34)

iH = /o + (l+2)Ao, (33)

где (32) — соответственно условие исключения линейных погрешностей при полете по оси г и условие реализации профиля Роговского; (33) — соответственно условия полного исключения деформации погранслоя цепочки, исключения расфокусировки, торможения и искривления траекторий в ипдукторе, в отклоняющем конденсаторе, в ловушечной щели, а также в соседних струях многосопловых головок; (34)—условие исключения попадания в запретную зону ближнего следа и применимости приближения дальнего следа; (35) — условие исключения пробоя с входных и выходных кромок отклоняющих пластин.

Машинные оценки компонент силовых факторов, действующих на капли в полете, дали следующие значения: F3u = 0,1-2 мкН; Fbly = 1-10 мкН; F& » 0,4мкН; Fa rs 0,2-

Выполнен анализ известных алгоритмов разверток и созданы рекомендации по их оптимизации с точки зрения повышения точности позиционирования капель и производительности печатающих головок (hK —» max, /к —> max, F„ -» max). Развертки, в соответствии с их алгоритмами, классифицируются на последовательные (без защитных капель, с постоянным числом защитных капель, с переменным числом защитных капель) и непоследовательные (простые, с переплетением). Общее правило сводится к следующему: капли, эмитируемые в соседних периодах, не должны лететь по соседним траекториям.

В основу новой методологии построения алгоритмов разверток положено условие, при котором упорядоченная подгруппа капель рассматривается как единый объект с точки зрения его обтекаемости с переменной обтекаемостью и пространственной структурой в полете. Наиболее эффективным методом повышения качества печати является поиск корректирующих сигналов, компенсирующих паразитные влияния в индукторе и в отклоняющей системе.

0,4мкН; Fg-fx 0,01мк11.

Рис. 21. Конструкция проектируемой печатающей головки: 1 —эмиттер; 2 —индуктор; 3 — отклоняющий электрод; 4 —ловушечная цепочка; 5 —ловушечная щель; 6 — ловушка; 7 — упорядоченная подгруппа капель; 8 — поперечный датчик наличия и отклонения капель; 9 — линейный растр на неподвижном носителе; 10 - - линейный растр на подвижном носителе; 11 — точка сшивания растра

Разработана программа для расчета и построения предельных траекторий и семейства номограмм для повышения эффективности отклонения. С применением разработанной методики проанализированы известные технические решения печатающих головок, отмечена их невысокая эффективность, так как в них необоснованно завышены скорости полета капель, используется малая часть крутых параболических траекторий, завышено отклоняющее напряжение, потому что необоснованно велико значение Но, головки слабо экранированы и защищены от флуктуаций окружающей среды.

Укрупненный алгоритм расчета и проектирования отклоняющей системы для расширения общности разработан для наиболее сложной печатающей головки (рис. 21).

Более полно рассматриваемая печатающая головка в предложенной системе классификации характеризуется следующим множеством признаков: одноцветная, многосопловая, непрерывного действия, с капиллярным монодиспергированием, макрогабарита, с плоскопараллельной отклоняющей электродной системой, с корректирующим наклоном плоскости отклонения, с биполярной симметричной отклоняющей системой, с симметричным влетом, с индуктивной электризацией, с биполярным симметричным аналоговым управлением, с последовательным монотонным алгоритмом развертки, с заряженной ло-вушечной цепочкой капель, с ловушкой в ловушечной щели.

В качестве критериев оптимизации при расчете и проектировании выступают минимизация габаритов, повышение эффективности отклонения и скорости печати. Алгоритм осуществляет расчет и выбор параметров в следующей последовательности: диаметр отпечатка на маркируемых поверхностях, диаметр капли, шаг развертки, диаметр сопла, частота каплеобразования, скорость полета капель, давление и расход рабочей жидкости, величина зарядного промежутка, заряжающее напряжение, заряд капель, радиус закругления пластин, напряженность отклоняющего поля, отклоняющее напряжение, межэлектродное расстояние, длина и ширина отклоняющих пластин, расстояние до плоскости печати, корректирующий угол наклона пластин.

5. Исследование и разработка научно-технических основ расчета и проектирования элементной базы и систем гидроавтоматики для современных ЭКС-комплексов Разработаны основные технические требования к гидросистемам (ГС). Основными особенностями при расчете и проектировании ГС является высокое давление, низкий расход, их повышенная стабильность, высокие требования к чистоте, однородно-С1и жидкости и стабильности их физико-химических свойств. Получено соотношение для оценки погрешностей позиционирования капель, вносимых за счет параметров ГС.

Разработаны и исследованы ряд новых гидросистем для ЭКС-комплексов 1, 2 и 3 поколений с питанием от пневмосети и автономных. Для ЭКС-комплексов 2 и 3 поколений, широко внедренных в производство, была разработана и исследована оригинальная гидросистема с совмещенным приводом нагнетающего и отсосного насосов от электродвигателя через редуктор и эксцентрик, с воздушным ресивером и подкачкой воздуха и с ближним или дальним перепуском постоянного действия. Впервые было предложено использовать в гидросистемах малогабаритный, экономичный электрохимический источник давления на базе управляемого электролиза воды, специально модернизированный для этих целей.

На основании проведенных исследований разработаны варианты гидросистемы 4-го поколения и их основных элементов.

Для построения новых гидросистем была исследована и разработана оригинальная, полная элементная база, включающая электромагнитные помпы, электромагнитные клапаны, обратные клапаны, жидкостные тензодатчики давления, рабочие и измерительные мембранные ресиверы и пружинные ресиверы, погружные и проточные фильтры, ловушки с тромбо-оптическими датчиками попадания струи, измерительные жиклеры, датчики уровня и др.

Гидросистема на базе электромагнитных помп приобрела ряд положительных качеств: естественная отрицательная связь приводит к тому, что чем больше реальное давление увеличивается и приближается к заданному, тем меньше ход мембраны, принципиально исключено превышение давления выше заданного и аварийный разрыв трубопроводов, исключен перепуск избыточной жидкости, так как задействован принцип равенства подаваемого объема при нагнетании и расхода жидкости за период, уменьшаются пульсации давления, улучшаются условия работы обратных клапанов в помпах, возрастают надежность и ресурс работы, повышается технологичность изготовления деталей, снижается пожароопасность при эксплуатации, упрощается согласование с микропроцессорными системами управления.

Пг^атающая голота

<> 17 30

1 аблица режимов и состояний клапанов п помп маркировочного принтера ЭКСТ

Состояние

Режим ГС Клапанов Помп

1 2 3 4 5 6 7 Н О д

Рабочий + - - - + - 4 + -

2 Измерг«шя вязкости + - - - + + + + + -

3 Долин растворителя + - - + + + + + +

Создание вакуума в неги сгравлнваныа - - - - - - + -

4 I Лвтолричнсткя вомучоч отсос остатуа краски из сопча + - + +

П. Аатопроа'ывка раств + + - - - + - - + н

к 5 Пода 1а растворителя в

ГК и сопло наполнение цегн ГК краской

Рис. 22. Функциональная схема гидросистемы (ГС): 1 —резервуар краски, 2 —фильтр, 3 —патрубок, 4 —помпа нагнетания (Н), 5 — измерительный ресивер, 6 —рабочий ресивер, 7 —датчик давления, 8 —капилляр, 9 —клапан (К), 10 — патрубок, 11—датчик давления, 12 —фильтр, 13 —клапан, 14 —клапан, 15 —тройник, 16 —генератор капель, 17 — сопловой элемент, 18 —клапан, 19 —тройник, 20 —клапан, 21 -патрубок, 22 —резервуар растворителя, 23 —фильтр, 24 —патрубок, 25 — помпа долива (Д), 26 —клапан, 27 — клапан, 28 — помпа отсоса (О), 29 —патрубок, 30 —ловушка, 31—датчик ловушки

На катушку электромагнита подаются электрические импульсы, длительность которых составляет одну шестую часть периода для помп отсоса и долива растворителя и одну треть периода для нагнетающей помпы. Задав правильную последовательность включения помп, можно снизить требования к источнику питания по максимальной отдаваемой мощности.

Для сглаживания пульсаций используется разработанный рабочий ресивер. Он состоит из камеры, одна из стенок которой содержит ацетоностойкую эластичную резиновую мембрану, зажатую по периметру между нижним и верхним корпусами. Верхний корпус имеет сферическую форму для эффективного использования внутреннего пространства при раздувании резиновой мембраны и предотвращения ее разрыва при аварийном превышении давления. Ресивер описываемой конструкции обеспечивает непрерывную ра-

боту электрокаплеструйного принтера до полного расхода краски в рабочем резервуаре. Кроме того, он обеспечивает сглаживание пульсаций давления в широком диапазоне давлений.

Для обеспечения качества печати принтеров необходимо оперативно контролировать и стабилизировать давление краски в цепи генератора капель. Давление необходимо измерять и при контроле вязкости краски. Жидкостный датчик давления, используемый в маркираторе, изготавливается на базе пьезорезистивного датчика давления газа. Суть модернизации состоит в том, что пространство между желеобразной заливкой тензодат-чика и лавсановой мембраной заполняется силиконовой смазкой. Мембрана защищает пространство тензодатчика и интегральной микросхемы от проникновения токопроводя-щей краски, а промежуточный слой силиконовой смазки обеспечивает передачу давления краски на тензорезистивную мембрану датчика.

При коммутации цепей в гидросистеме и при переключении режимов основную роль выполняют разработанные электромагнитные клапаны. Электромагнитный клапан высокотехнологичен в изготовлении и сборке. В клапане используются литые детали из полипропилена и полиэтилена высокого давления. Краска внутри клапана контактирует только с пластмассовыми деталями. Испытанный в производстве клапан после нескольких миллионов срабатываний не имел следов износа пары седло-игла и других важных элементов.

Выполнены исследования и разработана методика проектирования электролитических источников давления для ЭКС-комплексов; обладающих рядом преимуществ: малые габариты, простота обслуживания и технологичность изготовления, отсутствие механических подвижных деталей, высокая надежность и ресурс работы, высокая стабильность давления и саморегулирование расхода, простота сопряжения с микропроцессорными устройствами управления и др.

Представлены новые функциональные схемы гидросистем электрокаплеструйного принтера 4-го поколения (рис. 22). В предложенных гидросистемах 4-го поколения с микропроцессорным управлением помимо традиционных цепей нагнетания, отсоса и сброса, дополнительно включены цепь автоматической вискозиметрии и дозированного долива растворителя для регулирования вязкости жидкости, цепь аварийной автопрочистки сопла, цепь промывки растворителем генератора капель, ловушечной и других цепей для автоконсервации, цепь гидродинамического перемешивания при печати пигментированными красками, цепь автоматического включения и выключения струи.

Использование электромагнитной помпы в цепи отсоса позволяет реализовать новый способ управления его интенсивностью: параметры электрического сигнала, подаваемого на отсосную помпу, связаны с частотой следования тромбов в отсосной цепи. Оптимальная интенсивность отсоса позволяет уменьшить улетучивание растворителя при возврате неиспользованных капель.

Выл предложен, исследован и внедрен принципиально новый способ измерения вязкости жидкости на базе измерения скорости экспоненциального спада давления в гидравлических НС-цепях и устройство для его реализации, применимые не только в ЭКС-комплексах, но и для создания нового класса серийно выпускаемых аналитических, лабораторных и цеховых вискозиметров.

Рис. 23. Экспериментальное исследование экспоненциального вискозиметра

Экспериментальные графики спада давления, которые снимались при различных значениях вязкости модельных жидкостей на базе растворов воды и глицерина, показаны на рис. 23. Их можно описать уравнением

р(4) =й>«ф(-</т),

(36)

где р(4) — текущее давление; ро—давление при 4 = 0; т —постоянная времени, пропорциональная вязкости жидкости

где г) — вязкость жидкости; — коэффициент пропорциональности, зависящий от параметров ресивера и геометрических размеров перепускного канала.

Измеряется промежуток времени на участке экспоненциального спада давления от до давления р?. Для начального момента отсчета — ¿о = 0 уравнение (36) имеет вид Р\ = Ро ехр(0) = ро: а для момента ¿2 с учетом значения ро

отсюда —{2/г = 1п(р2М); т = Ь/^п{р1/р2) = Азд; г) = ¿2/(^1^2), где А;2 — коэффициент пропорциональности, зависящий от соотношения выбранных значений давления рх и р2.

Для поддержания вязкости краски в гидросистеме достаточно следить за промежутком времени спада давления, и в нужный момент в резервуар с краской необходимо добавлять растворитель.

Предложенные новые технические решения детально исследованы, широко внедрены в производство и являются универсальной полной базой для создания гидросистем для новых поколений ЭКС-комплексов широкого применения.

На этой базе впервые были предложены и реализованы многоголовочные ЭКС-комплексы с объединенной цепью нагнетания и независимыми для каждой печатающей головки отсосными цепями, что впервые позволило расширить количество одновременно работающих головок до 10-12 штук от одного блока управления.

6. Разработка научно-методических основ, рецептур и технологий приготовления ЭКС-композиций (маркировочных жидкостей) Многоплановость поставленной проблемы иллюстрирует предложенный вариант развернутой классификации ЭКС-композиций. Композиции должны одновременно удовлетворять как требованиям функционирования ЭКС маркировочных систем, так и эксплуатационным требованиям к отпечаткам со стороны заказчиков.

На основании литературных и патентных источников, а также собственных комплексных исследований, проанализированы функционально-технологические требования к ЭКС-композициям и разработаны методы их обеспечения. Статистический анализ значительной выборки зарубежных патентов показал следующее. Вязкость большинства композиций (61%) не превышает ЮмПа-с, а почти у трети (28%) она менее ЗмПас. У подавляющей части композиций (83%) величина поверхностного натяжения варьируется от 25 до 60 мН/м, а более чем у половины (58%) попадает в еще более узкий интервал от 30 до 50мН/м. Таким образом, ЭКС-композиции представляют собой крайне разбавленные растворы. Концентрация красящего компонента (красителя или пигмента) в большинстве случаев (84%) не превышает 5 масс.%, концентрация полимерных или олигомерных связующих близка к предельной концентрации существования истинного раствора этих соединений (0,5 10 масс.%). Это накладывает жесткие требования на качество используемых компонентов, так как в тонком слое полученного отпечатка (0,05-1 мкм) необходимо достичь высокой оптической плотности, адгезии и химической стойкости.

г = км,

(37)

р2 = р1ехр(-42/г),

(38)

Изложен опыт синтеза специальных красителей для ЭКС-технологии. Принимая во внимание невысокие расходы композиций и низкую концентрацию красителя в них, допустимо применение дорогих специальных красителей или стандартных модифицированных. Кроме истинных растворов находят применение крайне разбавленные краски — стабилизированные дисперсии пигментов. Одна из проблем - получение интенсивного тонкопленочного отпечатка, а также трудность стабилизации разбавленных дисперсий. В двухфазных композициях размер частиц пигмента, как правило, в интервале 0,03— 0,4 мкм.

Стабилизация как двухфазных, так и однофазных композиций требует введения разнообразных ПАВ. Исходные растворители или диспергаторы имеют удельное объемное сопротивление в интервале (105—Ю10 Ом-см). Для обеспечения управляемой электризации капель требуется удельное объемное сопротивление менее 2,5кОм-см (чаще 25-1000Ом-см). Поэтому необходимо вводить добавки электропроводности. Такими добавками в количестве 0,5-2,5 масс.% являются неорганические и органические иопизирую-щиеся соединения: карбонат и гидрокарбонат натрия, нитрат и хлорид лития, тиоцианат калия или натрия, тиосульфат натрия и др.

Для снижения испарения из сопла и струи вводят замедлители испарения, т. е. вещества с низким значением давления насыщенных паров: гликоли и их эфиры, низкомолекулярные полимерные гликоли, 1^-метил-2-пирролидон и др.

Проанализированы методы обеспечения статической (при хранении) и динамической (при эксплуатации комплексов) стабильности композиций. Стабильность может изменяться в результате нарушения фазового состояния (коагуляция, кристаллизация, газовыделение, изменение дисперсии) или изменения физико-химических свойств: вязкости, поверхностного натяжения, электропроводности и др. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов также могут вызвать кристаллизацию и коагуляцию.

Проанализировано также влияние на стабильность показателей вязкости, поверхностного натяжения, электропроводности испарения и других факторов. Рекомендовано использовать соли лития, имеющие наибольшую растворимость по сравнению с щелочными металлами.

Основными причинами изменения поверхностного натяжения и вязкости композиций при хранении и работе являются испарение наиболее летучих компонентов. Поэтому необходимо контролировать вязкость композиции и добавлять рассчитанное количество летучего компонента.

Разработаны основные направления повышения коагуляционной устойчивости. Фильтрование может ликвидировать уже образовавшиеся однородности, но не исключить их нового образования. Молекулярные растворы филируются через полимерные фильтры тонкой фильтрации с эффективным диаметром пор 0,2-1 мкм. Дисперсии фильтруют через более грубые фильтры или используют фугование, обеспечивающее требуемую дисперсность.

Главной причиной образования коллоидных частиц (1-200 нм) является присутствие катионов поливалентпых металлов (кальция, магния, железа), кремния, фосфат-, хлорид- и сульфат-анионов. Недопустимыми считаются следующие концентрации ионов: хлоридов и сульфатов —0,003-0,3%, фосфата и магния —не более 4 • 10"4%, натрия — 10-2%, железа-(4-100)-10"4%, кремния-(5-б0)-10"4%, кальция-(2-30)-10-5%, а суммарное содержание поливалентных катионов —(2-10)-10~3%.

Необходимо использовать специальные экспресс-методы для анализа таких низких, почти следовых, концентраций загрязняющих ионов и образовавшихся коллоидных частиц. Наиболее простой экспресс-метод — измерение проводимости. Так, у чернил на основе неочищенного красителя через неделю проводимость возрастает почти на два порядка.

Разработаны методы обеспечения эксплуатационных требований при создании ЭКС-

композиций. Разработан развернутый перечень параметров эксплуатационных требований со стороны заказчиков. Для удовлетворения этих требований в состав композиции входят жидкая растворяющая или диспергирующая среда, записывающий агент и различные добавки. В числе последних кроме компонентов, обеспечивающих функционирование, совместимость компонент и стабильность композиции, входят и вещества, обеспечивающие определенные качества отпечатков. Разработан композиционный состав обобщенной рабочей жидкости для ЭКС-технологии.

Проанализирована роль олигомерных и полимерных связующих и разработана методика их выбора.

Изложены результаты исследования и разработки рецептуры и технологии приготовления быстросохнущей белой пигментированной ЭКС-композиции на базе нитроэмали НЦ-25, которая была внедрена для маркировки листовых заготовок в судостроении. Также разработана методика модификации белой пигментированной маркировочной эмали НЦ-501 и получена экологичная этилцеллозодьвная ЭКС-композиция широкого применения.

Представлены технологические регламенты приготовления разработанных ЭКС-композиций на водной и спиртовой основе.

Изложены особенности разработки рецептур быстросохнущих метилэтилкетоповых ЭКС-композиций широкого применения. Приводятся перечень и основные характеристики ЭКС-композиций, промышленно освоенных Институтом ЭКСТ по предложенным методикам.

7. Разработка конкурентоспособных ЭКС-комплексов для автоматизации маркировки изделий в машиностроении и в других отраслях, их промышленное освоение и внедрение в России и за рубежом Приведены некоторые этапы из истории развития электрокаплеструйных технологий в России и внедрения ЭКС-устройств для маркировки с участием соискателя, отражена динамика развития и промышленного освоения отечественных маркировочных ЭКС-комплексов в фотодокументах: от первых лабораторных макетов (1984 г.) до конкурентоспособных комплексов четвертого поколения (2003 г.)

Приведены результаты разработки ЭКС-маркираторов третьего поколения типа «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ», включая печатающую головку, гидросистему, электронный блок, блоки высоковольтного преобразования напряжения и питания, блок контроллера клавиатуры и др.

Представлены основы построения микропроцессорных систем управления (СУ) печатью и системами гидроавтоматики.

ЭКС-комплекс как объект управления является сложным устройством и включает ЭКС-маркиратор, периферийные устройства (датчики), механизмы перемещения маркируемых изделий, а также устройства сопряжения с управляющей ЭВМ. ЭКС-комплекс включает узлы электроники, гидроавтоматики, оптики и механики и базируется на сложных физических процессах различной природы.

Интегрированная система управления ЭКС маркировочного комплекса в основном решает следующие задачи: синхронизация процесса каплеобразования, тестирование и фазирование процессов каплеобразования и электризации, синхронизация печати и движения маркируемой поверхности, знакогенерация, ввод и хранение информации и др. Исполнительным органом, т. е. объектом управления, для СУ является маркировочная головка, включающая усилитель синхроимпульсов, усилитель заряжающих сигналов, высоковольтный преобразователь отклоняющей системы, датчики заряда, скорости, точки отрыва, фазы, вязкости, датчик попадания струи в ловушку. Интегрированная СУ включает ряд частных СУ.

Система управления процессами маркировки объединяет подсистемы ввода, обработки, хранения и преобразования символьной информации, контроллер печати графической информации, реализации систем штрихового кодирования и др.

Система поддержания работоспособности комплекса включает подсистему управления фазированием по ряду новых алгоритмов фазирования, подсистему втягивания и стабилизации точки дробления струи, а также режим автоподстройки, по новому способу удаления пузырьков из системы. Система поддержания качества маркировки включает подсистему реализации одного из оптимальных алгоритмов развертки, подсистему коррекции полета капель от электростатической, аэродинамических помех и от других факторов.

Система реализации функций пользователя, которая включает различные счетчики, подсистему реального времени, подсистему программной настройки и визуализации параметров состояний комплекса, подсистему стробоскопической визуализации и контроля качества каплеобразования.

Реализована система стыковки ЭКС маркировочного комплекса по стандартным или специальным интерфейсам с ЭВМ и другими управляющими устройствами, а также с технологическим оборудованием через периферийные датчики объектов, датчики скорости и направления движения конвейера, с устройствами аварийной сигнализации и отключепия конвейера. Значительно упрощено сервисное обслуживание ЭКС-комплекса благодаря развитой системе самодиагностики с помощью множества сенсоров, индикаторов состояний и распечатки параметров системы.

По результатам исследований предложены алгоритмы фазирования по методу зондирующих импульсов в экспресс-режиме непосредственно перед печатью каждой марки. Предусмотрен контроль целостности программной среды и пользовательской базы данных. Найдены принципиально новые системотехнические решения, позволившие параллельно выполнять процессы ввода информации, фазирования, преобразования, печати сообщения.

В новых предложенных разработках функции системы визуализации состояния и ввода информации, автомата фазы, контроллера печати и устройства обработки символьной информации совмещены в одной микропроцессорной структуре, в частности на базе микропроцессора семейства AVR фирмы ATMEL с производительностью до 16 млн. операций в секунду. Формирователь импульсов программируемой фазы и длительности выполнен на FLASH PLD фирмы ALTERA. В одном из вариантов емкость области хранения марок составила 420 кБайт (до 100 марок полного формата, плюс 256 графических фрагментов 32 х 32 точки). В другом варианте СУ включает системный процессор, процессор печати, процессор гидроавтоматики, процессор высоковольтных преобразователей.

Система управления гидроавтоматикой выполняет следующие функции: тестирование и управление элементами гидроавтоматики, включая электромагнитные помпы, электромагнитные и обратные клапаны, генератор капель, датчик вязкости, датчики уровня, датчик попадания струи в ловушку, датчик цельности трубопроводов, датчик давления и обеспечивает следующие режимы системы: тестовый, рабочий, автоматический запуск струи, стабилизация рабочего давления, стабилизация вязкости жидкости и дозированный долив растворителя, промывка и консервация системы, аварийная прочистка сопла, штатное и аварийное отключение системы, сброс давления в системе и др.

Изложены основы построения и основные отличия ЭКС-маркираторов четвертого поколения, которые имеют улучшенный дизайн, повышенные показатели пыле-, брызгоза-щиты, расширенные функциональные возможности и улучшенные сервисные возможности. Приведены особенности построения высокопроизводительного многоканального ЭКС-комплекса типа «ЭКСТ-ДРАКОН-Пятиголовочный».

Представлены основные технические характеристики всего модельного ряда промыш-

ленно выпускаемых Институтом ЭКСТ маркировочных ЭКС-комплексов.

Приведены развернутая динамика, статистика, география и примеры внедрения ЭКС-комплексов в фотодокументах.

Основные результаты работы Главным итогом диссертационной работы является разработка научно-технических основ электрокаплеструйной технологии маркировки изделий, а также создание методов построения, основ расчета и проектирования и решение комплекса реализационных проблем по организации впервые на постсоветском пространстве серийного выпуска и широкого внедрения нового класса отечественных импортозамещающих, патентночистых и конкурентоспособных ЭКС-элементов, устройств, систем, комплексов и композиций для автоматизации технологических процессов промышленной маркировки.

Тем самым внесен существенный вклад в развитие нового научно-технического направления — Электрокаплеструйная технология маркировки, т. е. решена крупная научно-техническая проблема электрокаплеструйной маркировки изделий, а также предложен и научно обоснован комплекс технических и технологических решений по электрокаплеструйной маркировке, внедрение которых внесло значительный вклад в развитие экономики страны.

К основным результатам диссертационной работы относится следующее.

1. На базе комплексных сравнительных исследований трех основных способов эмиссии капель (сильным электрическим полем, импульсным давлением и высоким давлением с ультразвуковой синхронизацией) обосновано предпочтительное применение для задач автоматизации промышленной маркировки третьего из них по показателям производительности, стабильности параметров, надежности, экономичности и продолжительности срока эксплуатации.

2. Выполнены комплексные теоретические и экспериментальные исследования основных физических процессов автоматизированной электрокаплеструйной маркировки, включающих капиллярное монодиспергирование с ультразвуковой синхронизацией, индукционную электризацию капель, управляемый полет одиночных капель и их упорядоченных групп в сильных электрических полях с учеюм электростатического и аэродинамического взаимодействий, получения скоростных качественных отпечатков на обширном классе маркируемых поверхностей различной формы из всевозможных материалов, движущихся с высокими скоростями в цеховых условиях, процессы контроля и коррекции электризации капель и их полета с попаданием в нужную точку маркируемой поверхности с высокой точностью, контроль фазового соотношения между процессами эмиссии капель и их электризации.

3. Разработана комплексная компьютерная модель для математического моделирования базовых физических процессов маркирующей головки и получения машинных траекторий управляемого полета заряженных капель маркирующей жидкости в электрических полях по всей траектории от эмиттера до маркируемой поверхности с получением машинных отпечатков, их анализа и расчета сигналов для коррекции полета, а также для диагностики и аттестации различных вариантов конструкций маркирующих головок. Компьютерная модель включала следующие взаимосвязанные подпрограммы: модель колебательной системы, включающей пьезоэлектрический преобразователь, концентратор, форсунку, сопловой элемент, подпрограмма монодисперсного капиллярного распада струи на капли, подпрограмма индукционной электризации капель с учетом влияния множества параметров реальной электродной системы индуктор-струя, предыдущих капель и динамических характеристик; подпрограмма расчета картины отклоняющего электрического поля с учетом входных, выходных и боковых краевых эффектов в отклоняющих электродах и

подпрограмма полета как уединенных капель маркировочной жидкости, так и регулярных ловушечных цепочек и упорядоченных капельных групп.

4. Разработана, исследована и доведена до промышленного освоения элементная база для построения нового семейства маркировочных головок, включающая генераторы капель, заряжающие индукторы, отклоняющие системы, ловушечные узлы, датчики фазы, зарядки, скорости полета капель, точки дробления струи и диагностики системы, миниатюрные электромагнитные клапаны, стробоскопические системы для визуализации и контроля качества каплеобразования, элементы внешнего поддува и др.

Разработана, исследована и доведена до промышленного освоения новая оригинальная элементная база для построения специализированных систем гидроавтоматики применительно к ЭКС маркировочному оборудованию, включающая электромагнитные помпы высокого давления и разрежения, электромагнитные клапаны, системы фильтрации, прецизионные малогабаритные пьезорезистивные жидкостные датчики давления, гидроаккумуляторы, малогабаритные вискозиметры, бесконтактные датчики попадания струи капель в ловушку, малогабаритные электролитические источники давления и др.

5. Исследованы, разработаны и доведены до промышленного освоения оригинальные современные перепрограммируемые микропроцессорные системы управления процессами маркировки, а также системы сопряжения маркировочного ЭКС-оборудования с управляющими ЭВМ и другими внешними устройствами и датчиками, а также соответствующее программное обеспечение с учетом реализации версий на следующих языках: русский, английский, немецкий, итальянский, китайский, корейский, арабский и др.

6. Разработаны научно-методические основы, рецептуры и технологии приготовления новых классов ЭКС-композиций (маркировочных жидкостей) для маркировки различной машиностроительной и другой продукции с произвольными формами и материалами на основе воды, спирта, метилэтилкетона, этилцеллозоль-ва, включая пигментированные и другие ЭКС-композиции, отвечающие множеству функционально-технологических и эксплуатационных требований.

7. Новизна и практическая значимость разработанных и исследованных методов и технических средств электрокаплеструйной технологии маркировки подтверждены 40 авторскими свидетельствами и патентами, в том числе 16 изобретениями на новые способы, 5 изобретениями на элементы и системы гидроавтоматики и вискозиметрии, 5 изобретениями на генераторы капель, заряжающие электроды и системы управления, 2 изобретениями на ЭКС-композиции, 2 изобретениями на стробоскопические устройства визуализации и т. д.

В 1993 г. Безрукову В. И. совместно с учеными Московского энергетического института была присуждена Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники «За комплекс научно-технических работ по энергофизическим основам получения и применения монодисперсных систем».

8. Наряду с решением проблемы комплексной автоматизации всего технологического процесса маркировки на базе ЭКС-метода, был также решен ряд задач по автоматизации отдельных операций: автоматическое включение и выключение струи маркировочной жидкости; автоматический контроль и стабилизация давления; автоматический контроль вязкости рабочей жидкости и дозированный долив растворителя; автоматическая (программная) наладка и переналадка режимов работы маркировочной ЭКС-головки; автоматизация сервисных, диагностических операций и операций пользователя; автоматизация операций по аварийной прочистке сопла и по консервации; автоматизация контроля качества каплеобразования и электризации

капель и их синхронности; автоматическая синхронизация скорости печати и скорости движения маркируемых изделий; автоматический ввод информации от ЭВМ или микропроцессорного контроллера и др.

9. Результаты диссертации легли в основу разработки, исследования и промышленного освоения семейства ЭКС технологического оборудования для автоматизации промышленной маркировки 1, 2, 3 и 4 поколений типа «ЭКСТ-ДАТА», «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА», «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ», «ЭКСТ-ЧЕЛНОК», «ЭКСТ-ДРАКОН-Пятиголовочный».

Отличительной особенностью разработанных ЭКС-маркираторов является их повышенная универсальность, так как эти аппараты в отличие от зарубежных совместимы и могут адаптироваться к любой ЭКС-маркировочной жидкости (от разных фирм), к разным диаметрам сопел, не критичны к изменениям расстояния до маркируемой поверхности в широком диапазоне, к вибрациям оборудования, к быстрым перемещениям маркировочной головки и к ударным нагрузкам. За период с 1985 г. по 2003 г. Институтом «ЭКСТ» (раньше Инженерный центр «ЭКСТ» и Научно-производственный центр «ЭКСТ») под руководством соискателя внедрено в различных отраслях более 2500 единиц ЭКС-оборудования с 1 по 4 поколение для автоматизации промышленной маркировки в России, странах СНГ, Балтии, а также поставлено на экспорт в страны дальнего зарубежья: США, ФРГ, Италия, КНР, Южная Корея, Тайвань, Иран, Англия, Турция, Египет, Бразилия и др, т. е., на базе выполненных автором работ наметился экспортный прорыв российской конкурентоспособной, патентночистой, высокотехнологичной научно-технической продукции на рынки развитых стран.

10. Разработанные автором научно-технические основы ЭКС-технологии, а также созданная полная технологическая элементная база для маркировочных головок, систем гидроавтоматики, схемные решения и микропроцессорные системы управления имеют также самостоятельное значение и являются основой для автоматизации других новых технологий, например, программно-управляемого прецизионного микродозирования, моногранулирования с управляемой формой, получения управляемой топологии, при обработке нитей, и в других областях науки и техники, связанных с прецизионной монодисперсной переработкой и переносом вещества, зарядов и других свойств.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах

1. Безруков В. И. Основы электрокаллеструйных технологий. СПБ.: Судостроение, 20Û1. 240 с.

2. Безруков В. И. Основы проектирования струйных печатающих устройств для ЭВМ и множительных средств оргтехники. М.: Минприбор, 1981. 140с.

3. Безруков В И Математическое моделирование физических процессов струйных печатающих устройств М.: Минприбор, 1982. 185 с.

4. Безруков В. И. Опыт разработки и внедрения гибких автоматических модулей на базе методов и средств электрокаплеструйной технологии Л.: Знание, 1986. 24 с.

5. Безруков В И. Струйная печать и ее применение. М.: Книга, Экспресс-информация, 1984. Вып. 7. 20 с.

6. Электрокаплеструйные гибкие автоматические системы для маркирования деталей в судостроении / Под ред. В.И.Безрукова. Л.: ЦНИИ «Румб», 1988. 170с.

7. Разработка методов и средств электрокаплеструйной технологии для гибких производственных систем / Под ред. В.И.Безрукова. J1.: Знание, ЛДНТП, 1987. 42с.

8. Методы и средства электрокаплеструйной техноло! ии в ГПС, САПР и АСТПП / Под ред. В.И.Безрукова. Л.: Знание, ЛДНТП, 1988. 95с.

9. Электрокаплеструйная технология в реализации программы «Интенсификация-90» / Под ред. В. И. Безрукова Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. 95 с.

10. Методы и средства электрокаплеструйной технологии / Под ред. В. И. Безрукова Л : Знание, ЛДНТП, 1990. 107 с.

11. Методы и средства электрокаплеструйной технологии в народном хозяйстве / Под ред. В. И. Безрукова и А. А. Выдрика Л.: Знание, ЛДНТП, 1991. 97 с.

12. Безруков В.И., Костылев A.A. Опыт разработки и перспективы внедрения универсальных электростатических каплеструйных устройств: Метод, рекомендации. Л.: Всесоюзное НТО радиотехники, электроники и связи, 1989. 59 с.

13. Безруков В.И., Суходолов Е.Ф., Доронин O.A. Разработка систем управления для автоматических электрокаплеструйных модулей на базе жесткой логики и микропроцессоров. Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. 26 с.

14. Опыт разработки и внедрения электрокаплеструйных технологий, устройств и композиций / Под ред. В. И. Безрукова и А. А. Выдрика. СПб : ИЦ «ЭКСТ» при ЛИТМО, 1992. 86 с.

15 Капиллярный распад струй, иницируемый полигармоническим воздействием в истоке /

B. И. Безруков, В. О. Водянкж, А. Ф. Колесниченко и др. / Институт электродинамики АН Украины. Киев, 1993. 25 с.

16. Безруков В. И. Исследование электрофлюидного каплеструйного печатающего устройства для ЭВМ: Автореф. дис. ...канд. техн. наук. Л., 1981.19с.

17. Безруков В. И. Теоретические и экспериментальные основы проектирования струйных печатающих устройств с эмиссией капель высоким давлением // Электронная обработка материалов. 1985. №5.

18. Безруков В. И. Исследование полета заряженных капель в электрических полях струйных печаг тающих устройств // Электронная обработка материалов. 1984. Л* 5. С. 52-59.

19 Безруков В. И. Методы paciera и проектирования электрокаплеструйных устройств для гибких прощводственньтх систем // Изя. вузов СССР — Приборостроение. Л., 1986. № 12. С. 58-65.

20. Безруков В. И. Исследование генератора заряженных монодисперсных капель с управляемой траекторией движения // Физика облаков и активных воздействий / Труды ГГО. Л.: Гидрометиздат, 1986 Вьш. 497. С. 106-115.

21. Безруков В. И. Способ эмиссии монодисперсных заряженных капель электрическим полем // Труды II Всесоюзного симпозиума по атмосферному электричеству. Л.: Гидрометиздат, 1984. С. 123— 126.

22 Безруков В. И. Методы оптимизации электродных систем для устройств электронно-ионной и электрокаплеструйной технологий // Электронная обработка материалов. 1988. № 3. С. 34-36.

23. Безруков В. И., Спиридонов В. Д. Элементы и системы гидроавтоматики для устройств электрокаплеструйных технологий. //Изв. вузов — Приборостроение. Л, 2002. Т45, № 9, С. 62-68.

24. Безруков В.И., Васильев A.C., Разумовский H.A. и др. Исследование пограничного слоя регулярной капельной цепочки и ее управляемого полета // Инженерно-физический журнал. Минск, 1991. Т. 60. № 4. С. 661-668.

25. Безруков В. И., Спиридонов В. Д, Сыщиков Ю. В. Влияние конфигурации электродов на эффективность индукционной электризации капель // Инженерно-физический журнал. Минск, 1991. Т. 60. № 4. С. 642-645.

26. Безруков В. И., Выдрик А. А., Суходолов Е. Ф. Модель полета капельной струи и одиночной капли в электрокаплеструйных устройствах // Инженерно-физический журнал. Минск. 1991. Т. 60 № 4.

C. 652-655.

27. Безруков В. И., Спиридонов В. Д. Исследование индукционной электризации монодисперсных капель в поле плоскопараллельных электродов // Прикладная физика монодисперсных систем: Сб. науч. трудов. № 232. M : Моек энерг. ин-т, 1990. С. 50-61.

28. Арефьев Б А., Безруков В. И., Талайкова Н. Б. Выбор частоты возбуждения каплеструйного устройства // Изв. вузов — Приборостроение Л , 1990. № 5. С. 25-29.

29. Безруков В. И., Костылев А. А. Экспериментальное исследование электростатической эмиссии монодисперсных капель // Физико-технические проблемы монодисперсных систем: Сб. науч. трудов. № 185. М.: МЭИ, 1988. С. 43-53.

30. Безруков В. И., Бриллиант М. Д. Струйная печать. Способы реализации и области применения // Приборы и системы управления. 1987. № 7. С. 28-30.

31. Безруков В. И., Бриллиант М.Д. Электрокаплесгруйная печать. Технические возможности и области применения // Полиграфия. 1985. № 12. С. 26-29.

32. Безруков В. И., Макарова Л. В. Краски для электрокаплеструйной печати // Полиграфическая промышленность- Экспресс-информация. М.: Книжная палата, 1988 Вып. 21/88. С. 9-14.

33 Безруков В. И., Спиридонов В. Д, Суходолов Е. Ф. Разработка и исследование гибких электрокаплеструйных модулей с автоматическим управлением для маркировки, печати, пайки, дозирования и гранулирования // X Международная конференция «Яблона^вб». Пневматические и гидравлические устройства и системы управления — М.: Энергоатомиздат, 1986. С. 301-306.

34. Безруков В И., Спиридонов В.Д, Сыщиков Ю.В. Исследование индукционной электризации ка-

пель и разработка заряжающих систем для электрокаплеструйных комплексов // XV Всесоюзная конференция. Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем. — Одесса, 1989. Т. I. С. 47.

35. Безруков В.И., Суходолов Е.Ф., Выдрик A.A. Исследование управляемого полета монодисперсных заряженлых капель и разработка отклоняющих систем для электрокаплеструйных комплексов // XV Всесоюзная конференция. Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем. Одесса, 1989. Т. I. С. 46.

36. Безруков В.И., Нагорный B.C. Оптимизация каплеструйных выводных устройств ЭВМ // Изв. вузов СССР — Приборостроение. Л., 1980. Т. 23. № 7. С. 52-55.

37. Нагорный В. С., Безруков В. И. Исследование эмиссии капель в электростатическом поле // Магнитная гидродинамика. 1980. № 3. С. 111-117.

38. Нагорный B.C., Безруков В.И. Элементы проектирования каплеструйных регистрирующих устройств // Изв. вузов СССР-Приборостроение. Л., 1981. Х> 3. С. 16-20.

39. Безруков В. И., Спиридонов В. Д. Экспериментальное исследование и разработка плоскопараллельных заряжающих систем для электрокаплеструйных модулей // Электрокаплеструйная технология в реализации программы «Интенсификация-90». Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. С. 9-17.

40. Безруков В. И., Суходолов Е.Ф., Спиридонов В. Д Разработка устройств контроля и диагностики для гибких автоматических электрокаплеструйных модулей // Оборудование и диагностика в 1ибких производственных системах. Л.: Знание, ЛДНТП, 1987. С. 26-30.

41. Безруков В. И., Романенко С. Д., Доронин O.A. Разработка гибкого автоматического модуля элек-трокаплеструйной технологии с микропроцессорным управлением // Автоматическое управление и оптимизация технологических процессов. Л.: Знание, ЛДНТП, 1984. С. 49-53.

42. Безруков В. И., Иванов Д. В. Требования к физико-химическим характеристикам рабочих жидкостей устройств ЭКСТ // Разработка методов и средств электрокаллеструйной технологии для гибких производственных систем. Л.: Знание, ЛДНТП, 1987. С. 11 15.

43. Афанасьева И.Е., Безруков В.И , Разумовский H.A., Спиридонов В.Д , Талайкова Н.Б Исследование акустических свойств и эффективности генератора капель с капиллярным монодиспергированием // Методы и средства электрокаплеструйной технологии. Л.: Знапие, ЛДНТП, 1990.

44. Безруков В. И., Сыщиков Ю. В., Спиридонов В.Д. Расчет удельной емкости двумерных заряжающих систем и его экспериментальная проверка // Методы и средства электрокаллеструйной технологии. Л.: Знание, ЛДНТП, 1990. С. 28-37.

45. Безруков В. И., Выдрик А. А. Проблемы математического моделирования процессов электрокаплеструйной технологии. Л.: Знание, ЛДНТП, 1990. С. 65-68.

46. Безруков В. И., Балонишников А.М , Вьщрик А. А., Разумовский Н. А. и др. Разработка компьютерной модели и элементов САПР печатающих головок универсальных электрокаплеструйных комплексов // Методы и средства электрокаплеструйной технологии в народном хозяйстве. Л.: Знание, ЛДНТП, 1991. С. 7-11.

47. Афанасьева И. Е., Костылев А. А., Безруков В. И. Разработка широкополосных эмиттеров капель для электрокардиографов и высокоскоростных устройств печати // Методы и средства электрокаллеструйной технологии в народном хозяйство. Л.: Знание, ЛДНТП, 1991. С. 16-23.

48. Безруков В. И , Спиридонов В. Д., Сыщиков Ю. В. Исследование влияния параметров индуктора и электрофизических свойств рабочих жидкостей на переходные процессы электризации // Методы и средства электрокаплеструйной технологии в народном хозяйстве. Л.- Знание, ЛДНТП, 1991. С.

49. Артемьев В. В., Безруков В. И., Спиридонов В.Д , Талайкова Н. Б. Оптико-электронная система для исследования колебаний подвижной части генератора монодисперсных частиц // Оптико-электронные измерительные устройства и системы / Всесоюзная конференция: Тез. докл. Томск, 1989. Ч. II. С. 38. Ч. II. С. 119-120.

50. Безруков В. И., Григорьев А. И., Лазарянц А. Э., Сыщиков Ю. В. Синхронизация процесса алек-тродиспрргирования переменным электрическим полем V / VI Всесоюзное совещание по электрической обработке материалов: Тез. докл. Кишинев, 1990. С. 110-111.

51. Безруков В. И., Выдрик А. А. Исследование неоднородных электрических полей в отклоняющих системах электрокаплеструйных устройств / VI Всесоюзное совещание по электрической обработке материалов: Тез докл. Кишинев, 1990. С. 182-183.

52. Безруков В. И. От разработок и изобретений к серийному выпуску конкурентоспособных ЭКС комплексов и композиций новых поколений // Опыт разработки и внедрения электрокаплеструйных технологий, устройств и композиций. СПб.: ИЦ «ЭКСТ- при ЛИТМО, 1992. С. 3-8.

53. Балонишников A.M., Безруков В.И., Старобогатов P.O. Гидродинамическое взаимодействие N-летящих твердых сфер при больших межцентровых расстояниях // Опыт разработки и внедрения электрокаплеструйных технологий, устройств и композиций. * шт ■»^Г'Т* >ты гштмП

С. 16-27.

27-31.

1992. С. 53-56.

54. A.c. 1169868 (СССР). Способ печати / В. И. Безруков. - Б.И., 1985, № 28.

55 А с. 1163146 (СССР). Способ регулирования оптической плотности и толщины обводки знаков при струйной печати / В.И.Безруков. —Б.И., 1985, № 23.

56. A.c. 1290072 (СССР). Способ электризации капель водных чернил в генераторах капель / В. И. Безруков.-Б.И., 1987, № 6.

57. A.c. 1278250 (СССР). Способ регистрации летящих капель в устройствах электрокаплеструйной технологии / В.И.Безруков. —Б.И., 1986, № 47.

58. А с. 1173184, [59] A.c. 1386488, [60] A.c. 1716332, [61] A.c. 1818341, [62] A.c. 1662021, [63] А.с 1736326, [64] А с. 1839151, [65] A.c. 795978, [66] A.c. 845027, [67] A.c. 873255, [68] A.c. 1292021, [69] A.c. 1268953, [70] А с 1418569, [71] A.c. 1442835, [72] A.c. 1474470, [73] A.c. 1567392, [74] A.c. 857713, [75] A.c. 1352184, [76] A.c. 1250847, [77] A.c. 1430755, [78] A.c. 1483263, [79] A.c. 1422642, [80] A.c. 1680578, [81] A.c. 1716331, [82] A.c. 1764748, [83] Патент 1817758 (СССР), [84] Заявка 4295181/27 (СССР)-Пол. реш. от 31.01.92, [85] A.c. 1682039, [86] A.c. 1757218, [87] Пат. 45966 РФ на промышленный образец, [88] Пат. 46732 РФ на промышленный образец, [89] Пат. 48840 РФ на промышленный образец.

90. Пат. 2196317 РФ. Способ измерения вязкости жидкости и устройство для его осуществления (Приоритет 28.12.2000г.) / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов. — Б.И., 2003, № 1.

91. Пат. 2197717 РФ. Гидросистема электрокаплеструйного принтера и ловушка неиспользованных капель для гидросистемы электрокаплеструйного принтера. (Приоритет 29.12.2000г.) / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов, —Б.И., 2003, № 3.

92. Пат. 2212633 РФ. Гидросистема электрокаплестуйного принтера и ее элементы. (Приоритет 27.05.2002г.) / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов.-Б.И., 2003, № 26.

93. Заявка № 2001502190/49 (033138) РФ на промышленный образец. Электрокаплеструйный мар-киратор / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов (Приоритет 13.11.2001г., полож. реш. Роспатента о выдаче патента от 02.10.2002 г.)

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97.

Подписано в печать 09. VО. МЮЗ. Объем б п.л. £

Тираж /ОО. Заказ

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства СП6ГГ1У 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Отпечатано на ризографе ЛМ-2000 ЕР Поставщик оборудования -- фирма "Р-ПРИНТ" Телефон: (812) 110-65-09 Факс: (812) 315-23-04

*

4

'16876

Введение

1 Научно-технические и реализационные проблемы создания электрокаплеструйных технологий и оборудования для автоматизации промышленной маркировки в машиностроении и смежных областях

1.1 Состояние науки и техники в процессе становления электро-каплеструйной технологии.

1.2 Обзор традиционных методов маркировки деталей.

1.2.1 Требования к маркировке и методам её нанесения

1.2.2 Механические методы маркирования.

1.2.3 Электрофизические методы.

1.2.4 Химические методы.

1.2.5 Маркирование красящими составами

1.3 Особенности и обзор электрокаплеструйных методов печати

1.3.1 Обобщённая функциональная схема электрокаплеструй-ного устройства.

1.3.2 Способ печати с эмиссией капель импульсным давлением

1.3.3 Способ печати с эмиссией капель высоким давлением с синхронизацией каплеобразования.

1.3.4 Способ печати с эмиссией капель сильным электрическим полем.

1.4 Технико-экономическое обоснование перехода от традиционной маркировки к автоматизированной электрокаплеструйной маркировке на примере судостроительной отрасли

1.5 Постановка проблемы исследования и перечень задач по её реализации.

2 Исследование процессов монодиспергирования жидкостей и разработка научно-технических основ расчёта и проектирования эмиттеров капель

2.1 Разработка программы теоретического и экспериментального исследования процессов эмиссии капель.

2.2 Теоретическое исследование эффективности эмиттеров капель с ультразвуковой синхронизацией

2.3 Разработка эквивалентной электромеханической схемы колебательной системы эмиттеров капель и численное моделирование акустической синхронизации на её базе.

2.4 Разработка математической модели и программной системы вынужденного капиллярного распада струй и его численное исследование.

2.5 Комплексное экспериментальное исследование разработанных эмиттеров капель с осевым и радиальным возбуждением и оптимизация процессов каплеобразования и сателлитообра-зования.

2.6 Исследование капиллярного распада струй, инициируемого полигармоническим воздействием в истоке.

2.6.1 Развитие неустойчивости свободных границ тонких струй

2.6.2 Физические эксперименты по распаду струй.

2.7 Обобщение основных физических процессов каплеобразования и сателлитообразования и разработка инженерной методики расчёта и проектирования генераторов капель с ультразвуковой синхронизацией

2.8 Исследование акустических процессов в генераторах капель с импульсным возбуждением и разработка инженерной методики их расчёта

2.9 Теоретическое и экспериментальное исследование эмиссии капель сильным электрическим полем с автоколебаниями мениска и периодическими коронными разрядами

2.9.1 Исследование физических процессов эмиссии капель в электростатическом поле.

2.9.2 Разработка аналитических, численных и аналоговых методов оптимизации электродных систем для задач электростатического монодиспергирования.

2.9.3 Основы проектирования и реализации электростатических эмиттеров капель с периодическими коронными разрядами.

2.10 Исследование эмиссии капель сильным электрическим полем с автоколебаниями мениска без коронирования и разработка основ расчёта и проектирования.

2.10.1 Основы построения электродиспергирующего ЭКС-устройства и его экспериментальные характеристики

2.10.2 Элементы расчёта и проектирования гидродинамических устройств синхронизации каплеобразования

3 Исследование индукционной электризации монодисперсных капель и разработка научно-технических основ расчёта и проектирования заряжающих систем

3.1 Программа исследования.

3.2 Получение аналитических соотношений для количественной оценки электризации капель основных электродных систем через удельные ёмкости.

3.3 Методы и средства для исследования электризации капель в осесимметричных и неосесимметричных индукторах.

3.3.1 Разработка математической модели, алгоритма и программной системы для численного моделирования и расчёта реальных осесимметричных индукторов

3.3.2 Метод экспериментального исследования процессов электризации капель по току переноса, его реализация и некоторые результаты для разработки неосесимметричных плоскопараллельных индукторов.

3.4 Исследование влияния на электризацию капель краевых эффектов и внутренних электрических полей. Разработка методов миниатюризации индукторов и требований к положению и стабилизации точки дробления.

3.5 Результаты численного моделирования осесимметричных индукторов типа кольцо, цилиндр, диск, пара дисков, поперечный индуктор и их сравнительный анализ

3.6 Экспериментальное исследование влияния на эффективность электризации капель параллельно перемещения струи между пластинами и полярности потенциалов пластин. Оценка точности предложенных соотношений и разработка методов юстировки струи.

3.7 Численное исследование влияния на эффективность электризации формы и размеров капли, перешейка и сателлитов в момент их отрыва и разработка методов управления этими факторами

3.8 Исследование наводимых помех при электризации капель со стороны отклоняющих электрических полей и разработка методов помехозащиты.

3.9 Исследование электростатического влияния на электризацию капель зарядов предыдущих капель и анализ экранирующих свойств индукторов

3.10 Исследование влияния параметров индуктора и электрофизических свойств рабочих жидкостей на переходные процессы электризации и получение динамических характеристик. Методы решения проблем быстродействия и фазирования

3.10.1 Разработка математической модели нестационарной электризации отрываемой капли в индукторе.

3.10.2 Комплексное экспериментальное исследование переходных процессов.

4 Исследование полета монодисперсных капель и разработка научно-технических основ расчета и проектирования отклоняю ще-у прав ляющих устройств и систем

4.1 Разработка программы исследования и универсального экспериментального комплекса.

4.2 Разработка математических моделей и программных систем и численное моделирование отклоняющих электрических полей и отклоняющей электрической силы. Анализ влияния краевых эффектов на точность позиционирования капель

4.3 Исследование влияния силы электростатического воздействия соседних капель на управляемый полет.

4.4 Исследование влияния пограничного слоя регулярной лову-шечной цепочки незаряженных капель на управляемый полет

4.4.1 Разработка математической модели для численного исследования совместного полета цепочки капель и спутного пограничного слоя.

4.4.2 Теоретическое и экспериментальное исследование торможения цепочки капель в пограничном слое.

4.4.3 Исследование структуры пограничного слоя и его влияния на характеристики управляемого полета и конструктивные особенности печатающих головок

4.5 Исследование управляемого полета регулярной цепочки заряженных капель и разработка методов повышения точности позиционирования и оптимизации отклоняющих систем . . . 259 4.5.1 Разработка методики экспериментального исследования управляемого полета цепочки заряженных капель и общих рекомендаций по повышению точности позиционирования

4.5.2 Разработка математических моделей полета регулярной цепочки заряженных капель и рекомендаций по оптимизации отклоняющих систем на базе численного и экспериментального исследования полета . 263 4.6 Исследование сил аэродинамического воздействия окружающей среды на капли из упорядоченной группы и изучение их управляемого полета.

4.6.1 Исследование коэффициента лобового сопротивления одиночной капли.

4.6.2 Анализ физической картины аэродинамического обтекания одиночной капли и парного ансамбля в области ближнего следа.

4.6.3 Исследование сил аэродинамического воздействия на капли из упорядоченной группы возмущенной и невозмущенной окружающей среды в приближении Стокса и дальнего следа.

4.7 Исследование управляемого полета заряженных капель в ускоряющих и отклоняющих полях печатающих головок с электродиспергированием

4.8 Разработка обобщенной математической модели управляемого полета капель и методики расчета и проектирования от-клоняюще-управляющих систем

4.8.1 Обобщенная математическая модель управляемого полета капель.

4.8.2 Создание основ построения оптимальных алгоритмов разверток и определения управляющих и корректирующих сигналов.

4.8.3 Разработка основ методики расчета и проектирования отклоняющих электродных систем в составе печатающих головок.

5 Исследование и разработка научно-технических основ расчета и проектирования элементной базы и систем гидроавтоматики для современных ЭКС-комплексов

5.1 Основные технические требования к гидросистемам ЭКС-комплексов, их обобщенная структурная схема.

5.2 Методы оптимизации гидросистем по критерию капества печати. Основные расчетные соотношения.

5.3 Разработка элементной базы для построения гидросистем ЭКС-комплексов нового поколения.

5.3.1 Электромагнитные помпы и новые функциональные возможности гидросистем на их базе.

5.3.2 Основные отличия и достоинства гидросистем на базе насосов с электромагнитными приводами.

5.3.3 Одноступенчатые и двухступенчатые электромагнитные клапаны

5.3.4 Проточные и погружные фильтры.

5.3.5 Рабочий и измерительный ресиверы мембранного и пружинного типов.

5.3.6 Жидкостный датчик давления пьезорезистивного типа с интегральной микросхемой управления.

5.3.7 Моноблок жидкостного датчика давления и измерительного ресивера

5.4 Ловушка капель с бесконтактным тромбо-оптическим датчиком попадания струи в ловушку.

5.5 Исследование и разработка методов контроля и стабилизации вязкости рабочих жидкостей и создание класса универсальных экспоненциальных вискозиметров.

5.6 Исследование и разработка миниатюрных высокостабильных источников давления на базе электролитических ячеек для микродозирования.

5.7 Исследование и разработка схемотехнических решений по созданию гидросистем для ЭКС-комплексов.

5.7.1 Гидросистемы с источником давления от цеховой пнев-мосети иперекомутацией резервуаров

5.7.2 Разработка методов построения гидросистем для многоканального (многоголовочного) ЭКС-комплекса повышенной производительности.

5.7.3 Автоматизированная многофункциональная гидросистема для ЭКС-комплекса четвертого поколения

6 Разработка научно-методических основ, рецептур и технологий приготовления ЭКС-композиций

6.1 Постановка проблемы исследования. Разработка классификации ЭКС-композиций.

6.2 Методы обеспечения функционально-технологических требований к ЭКС-композициям.

6.3 Методы обеспечения эксплуатационных требований к ЭКС-композициям. Композиционный состав обобщенной рабочей жидкости.

6.4 Исследование и разработка рецептуры и технологии приготовления быстросохнущей белой пигментированной ЭКС-композиции на базе нитроэмали НЦ-25 для маркировки листовых заготовок в судостроении.

6.4.1 Общие методические рекомендации по приготовлению

ЭКС-композиций для маркировки.

6.4.2 Исследование и разработка методики доводки нитроэмали НЦ-25 до уровня требований ЭКС-технологии

6.4.3 Технология приготовления ЭКС-композиции для маркировки листовых заготовок в судостроении с помощью машины плазменной резки и ЭКС-комплекса

6.5 Методика модификации белой пигментированной маркировочной эмали НЦ-501 и получения на ее базе экологичной этилцеллозольвной ЭКС-композиции широкого применения

6.5.1 Общие положения.

6.5.2 Исследование и оптимизация показателя вязкости композиции

6.5.3 Исследование и оптимизация показателя электропроводности композиции.

6.5.4 Оценка качества маркировки с использованием новой ЭКС-композиции.

6.6 Разработка быстросохнущей ЭКС-композиции для значкового производства и для маркировки металлических деталей

6.7 Разработка типовых технологических процессов приготовления ЭКС-композиций

6.7.1 Технологический реглемент и рецептура водных ЭКС-композиций для впитывающих поверхностей.

6.7.2 Технологический регламент и рецептура спиртовых (этанольных) ЭКС-композиций.

6.7.3 Особенности разработки рецептур быстросохнущих ме-тилэтилкетоновых ЭКС-композиций широкого применения. Характеристики ЭКС-композиций, освоенных Институтом ЭКСТ по предложенным методикам

7 Разработка конкурентоспособных ЭКС-комплексов для автоматизации маркировки изделий в машиностроении и в других отраслях, их промышленное освоение и внедрение в России и за рубежом

7.1 Из истории развития электрокаплеструйных технологий в России и создания Института ЭКСТ.

7.2 Динамика развития и промышленного освоения отечественных маркировочных ЭКС-комплексов в фотодокументах: от первых лабораторных макетов до конкурентоспособных комплексов четвертого поколения

7.3 Особенности построения и функционирования ЭКС-марки-раторов третьего поколения типа «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ»

7.3.1 Общие положения.

7.3.2 Печатающая головка.

7.3.3 Стойка управления маркиратора.

7.3.4 Отсек гидросистемы. Система подачи и отсоса жидкости

7.3.5 Основы построения микропроцессорных систем управления маркировочными ЭКС-комплексами. Контроллеры печати и гидросистемы.

7.3.6 Электронный отсек. Блоки управления гидросистемой и печатью.

7.3.7 Блоки высоковольтного преобразования напряжения и питания.

7.3.8 Блок контроллера клавиатуры, внешние разъемы, органы управления и элементы присоединения.

7.4 Основы построения и основные отличия ЭКС-маркираторов четвертого поколения.

7.4.1 Особенности конструкции корпуса из нержавеющей стали и печатающей головки.

7.4.2 Основные отличия и достоинства новой гидросистемы на базе насосов с электромагнитными приводами

7.4.3 Основные характеристики одноплатного системного блока управления и блока питания.

7.4.4 Особенности построения высокопроизводительного многоканального маркировочного ЭКС-комплекса типа «ЭКСТ-ДРАКОН пятиголовочный».

7.5 Основные технические характеристики серийного ряда про-мышленно выпускаемых Институтом ЭКСТ маркировочных ЭКС-комплексов.

7.6 Основные результаты внедрения маркировочных ЭКС-комплексов в России и их поставки на экспорт.

7.6.1 Маркировочные ЭКС-комплексы в машино- и приборостроении, полиграфиии и смежных отраслях

7.6.2 Маркировочные ЭКС-комплексы в кабельном производстве и при изготовлении профильно-погонажных изделий.

7.6.3 Опыт внедрения маркировочных ЭКС-комплексов в пищевой промышленности, в агропроме и в других отраслях

В современных производственных процессах трудоемкость маркировочных операций составляет существенную долю. Практически, весь всё возрастающий ассортимент машиностроительной и немашиностроительной продукции, т. е. всё, что производит человечество, подлежит маркировке (кодировке, идентификации). Например, только в судостроении в цехах кор-пусообработки трудоемкость маркировочных операций превышает 13%.

Поэтому решение задачи по автоматизации промышленной маркировки по-прежнему является актуальной проблемой.

Требования к маркировке как по качеству исполнения, так и по содержанию в последние годы существенно возрастают, что вытекает из новых законов, стандартов и других нормативных документов, например, по маркировке, по сертификации, по защите прав потребителей, по защите от подделок, по организации внешнеэкономической деятельности, в том числе с учётом требований со стороны таможенных и налоговых органов и т. д. Диктуют также новые требования к маркировке законы конкурентной борьбы, в частности, требование к современному товарному виду продукции, поставляемой на экспорт. Внедрение новых принципов логистики и организации складского хозяйства предъявляет требование по нанесению машиночитаемой маркировки с использованием штриховых кодов, логотипов и т. д. со скоростями производства основной продукции на заводах с крупносерийным и массовым производством.

Традиционные методы маркировки, например механические, электрофизические, химические и с нанесением красящего состава не отвечают современным требованиям по производительности, экономичности, качеству печати, гидкости и экологичности.

В последнее десятилетие в промышленно развитых странах Запада, а также в России наметилась тенденция к широкому внедрению для автоматизации промышленной маркировки электрокаплеструйного метода маркировки.

В ЭКС-методе исполнительным органом и объектом управления со стороны электрических сигналов и электрических полей непосредственно является каждая капля в капельном ансамбле, которые участвуют в мозаично-матричном покапельном синтезировании знаков, символов и графических образов.

К достоинствам ЭКС-устройств маркировки по сравнению с традиционными устройствами можно отнести следующее:

• малогабаритность (компактность) исполнения 10-15 кг);

• низкое энергопотребление 20-30В-А);

• высокая производительность (до 50 марок/с);

• полная автоматизация процесса маркировки с управлением от ЭВМ или микропроцессорных контроллеров;

• высокая гибкость, универсальность, возможность оперативного по программе переналаживания с изменением наносимой информации, а также оперативный переход к маркировке произвольных форм, в том числе, чувствительных к удару материалов, качества обработки поверхностей, маркировка с изменяемым расстоянием до запечатываемой поверхности, сменяемость красок;

• высокая разрешающая способность, точность попадания (позиционирования) каждой капли, их высокая монодисперсность (разброс диаметров капель не более 0,1%) и как следствие почти полиграфическое качество промышленной маркировки;

• одностадийность процесса маркировки, т.е. получение отпечатков в реальном масштабе времени;

• возможность встраивания и сопряжения в любую технологическую линию;

• высокая надёжность устройств, низкие затраты на обслуживание, ремонт и расходные материалы;

• безударность, бесшумность, бесконтактность, связанные с отсутствием механических подвижных элементов в печатающих головках, безот-ходность, рациональное использование красок и растворителей и высокая экологичность;

• высокая универсальность, например, с помощью односопловой печатающей головки можно получать многострочные марки с символьными и графическими фрагментами (логотипы, штрих-коды и др.), лёгкость перехода на любые алфавиты и языки.

Однако промышленное освоение ЭКС-комплексов в России до недавних пор сдерживалось из-за ряда непреодолимых сложностей:

• ЭКС-устройства и комплексы относятся к особо сложным, наукоёмким объектам, так как они базируются на высоких технологиях и разноплановых областях знаний: пневмогидроавтоматика, микропроцессорная техника и микропрограммирование, электростатика и сильные электрические поля, ультразвуковая гидроакустика, аэродинамика заряженных частиц, пьезоэлектрические преобразователи и датчики давления, стробоскопия, оптика, технология часового производства и прецизионная механика, технология и рецептура специальных композиций и др.;

• За рубежом и в России отсутствовали комплексные завершённые исследования и разработки с единых методологических и технических позиций основных физических процессов и основных элементов и устройств, т. е. отсутствовала научно-техническая база достаточная для воспроизводства ЭКС-техники;

• За рубежом в развитых странах только единичным высокотехнологичным фирмам удалось разработать и промышленно освоить выпуск высокопроизводительных ЭКС-комплексов с эмиссией капель высоким давлением с ультразвуковой синхронизацией (США —Videojet; Англия — Domino, Linx, Willet; Франция — Jmage; ФРГ — EBS, Widenbah; Япония — Hitachi и немногие другие фирмы по закупленным лицензиям). Их разработки серьёзно защищены патентами и на уровне ноу-хау, не взаимозаменяемы и не совместимы, что говорит об отсутствии в мире завершённых единых методологических подходов и научно-технических основ их создания;

• До недавних пор в Россию и страны СНГ и Балтии ЭКС-техника для маркировки изделий импортировалась из-за рубежа по высокой цене в валюте.

Вышеизложенное обосновывает актуальность проведения научно-исследовательских работ по разработке и дальнейшему развитию ЭКС-метода и устройств на его базе, выполненных и представленных автором в данной работе.

Предложенная автором работа базировалась на результатах работ следующих научных школ и направлений: электрофлюидика и пневмо-, гидроавтоматика (проф. А. А. Денисов, проф. В. С. Нагорный, проф. В. В. Власов и др.), электрокаплеструйная автоматика (проф. В.С.Нагорный), электронно-ионная технология (проф. И.П.Верещагин), криодисперсная технология и монодисперсные системы (чл.-кор. РАН, проф. В. В. Аметистов, чл.кор. РАН, проф. А. В. Клименко, проф. А. С.Дмитриев, проф. В. В. Блаженков и др.), электродиспергирование и электрогидродинамическая неустойчивость (проф. А.И.Григорьев, проф. С.О.Ширяева), капиллярные МГД-течения и установки (д. т. н. А. Ф. Колесниченко, к. т. н. Н. В. Лысак и др.).

Представленная автором работа охватывала весь комплекс проблем от научных исследований основных физических процессов, на которых базируется ЭКС-метод маркировки, до разработки ЭКС-оборудования, его промышленного освоения, внедрения в России и за рубежом и дальнейшего сервисного обслуживания и технической поддержки.

Детально изучены все основные физические процессы и явления от зарождения струи и капель и вдоль их траекторий до осаждения капель на подложках. В частности исследование охватывало такие проблемы:

• синхронизированное управляемое дробление струи на капли под действием акустической колебательной системы;

• селективная электризация капель в индукторе;

• контроль качества каплеобразования и электризации;

• управляемый полет заряженных капель с вводом коррекции траекторий с учётом электростатических и аэродинамических помех;

• синтез на движущихся с большими скоростями маркируемых поверхностях мозаично-матричных покапельных алфавитно-цифровых и графических обозначений;

• разработка, исследование и приготовление ЭКС-композиций (красок, чернил, растворителей);

• разработка и исследование полных технологических баз для построения печатающих головок, систем гидроавтоматики, а также микропроцессорных систем управления печатью и гидроавтоматикой.

При решении проблемы комплексной автоматизации всего технологического процесса маркировки на базе ЭКС-метода, был решён комплекс задач по автоматизации отдельных операций:

• автоматическое включение и выключение струи;

• автоматический контроль и стабилизация давления;

• автоматический контроль вязкости красок и долив растворителя;

• автоматическая (кнопочная, программная) наладка и переналадка режимов работы печатающей головки;

• автоматизация сервисных, диагностических операций и операций Пользователя;

• автоматизация операций по прочистке сопла и по консервации ЭКС-оборудования;

• автоматизация контроля качества каплеобразования и электризации капель;

• автоматическая синхронизация скорости печати и скорости движения конвейера с изделиями;

• автоматический ввод информации от ЭВМ или микропроцессорного контроллера и др.

Результаты данной работы легли в основу разработки, исследования и промышленного освоения впервые на постсоветском пространстве семейства ЭКС технологического оборудования по «российской» версии для автоматизации промышленной маркировки 1, 2, 3 и 4 поколений типа «ЭКСТ-ДАТА», «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА», «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ», «ЭКСТ-ЧЕЛНОК», «ЭКСТ-ДРАКОН пятиголовочный» и др.

Сейчас успешно внедряется третья тысяча ЭКС-комплексов для автоматизации маркировки (разработчик и производитель Институт ЭКСТ) как на внутреннем рынке, так и на рынках стран ближнего и дальнего зарубежья, в том числе в США, ФРГ, Италии, Южной Кореи, КНР, Тайване и др.

Отличительной особенностью ЭКС-маркираторов по «российской» версии является их повышенная универсальность, так как эти аппараты в отличие от иностранных совместимы и могут адаптироваться к любой струйной краске (от разных фирм), к разным диаметрам сопел, не критичны к изменениям расстояния до маркируемой поверхности в широком диапазоне, к вибрациям оборудования, к быстрым перемещениям печатающей головки и к ударным нагрузкам, т.е. лучше приспособлены к работе в тяжёлых цеховых условиях.

На базе выполненных автором работ можно говорить о наметившемся экспортном прорыве российской конкурентоспособной, патентночистой, высокотехнологичной и интеллектуальноемкой научно-технической продукции на рынки развитых стран.

Разработанные автором научно-технические основы ЭКС-технологии, а также созданная полная технологическая элементная база для печатающих головок, систем гидроавтоматики, схемные решения и микропроцессорные системы управления имеют также самостоятельное значение и могут послужить основой для автоматизации других новых технологий, например, программного прецизионного микродозирования, моногранулирования с управляемой формой, получения управляемой топологии, при обработке нитей в лёгкой промышленности, и в других областях науки и техники, связанных с прецизионным программно управляемым переносом вещества, зарядов и других свойств.

7.6 Основные результаты внедрения маркировочных ЭКС-комплексов в России и их поставки на экспорт

7.6.1 Маркировочные ЭКС-комплексы в машино- и приборостроении, полиграфиии и смежных отраслях

Среди отраслей машиностроения наиболее полно маркировочные принтеры «ЭКСТ» представлены в отраслях автопромышленности.

Как уже упоминалось ранее, Узловский завод «Пластик» использует принтер «ЭКСТ-ДАТА 2М» для маркировки автопластика — погонажных изделий из полиамида, полиэтилена и пластикатов поливинилхлорида, предназначенных для автомобилей ВАЗ и других транспортных средств. Маркируются защитные оболочки, шланги, трубки систем стеклоомывания, профили и уплотнители.

Три маркировочных принтера «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА» установлены на крупнейшем в России производителе тормозных колодок для МПС — Волжском заводе асбестотехнических изделий. Маркируются черными, красными и белыми чернилами по металлу колодки для автомобилей иномарок и по асбесторезине колодки для тормозных систем тепловозов.

Принтером «ЭКСТ-ДАТА ЗМ» маркируют также колодки для автомобилей ВАЗ в г. Тольятти на дочернем предприятии «К-2» объединения ВАЗ.

В г. Миасс Челябинской области принтером «ЭКСТ-ДАТА М» и двумя принтерами «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ» на ПО «Трек» маркируют шаровые опоры «Классика». Семизначная буквенно-цифровая маркировка производится на сферическую часть опоры после нанесения ударопрочного полимерного покрытия. Для перемещения опор используется мини-конвейер производства «ЭКСТ». Основное требование к маркировке опоры — устойчиво и без стирания выдержать в условиях эксплуатации на автомобиле гарантийный пробег 40 ООО км. Маркировка индивидуального идентификационного номера на опоре является необходимым требованием сертификации качества по международному стандарту ISO 9001.

Этими же требованиями, а также необходимостью соответствия технологического оборудования Регистру Ллойда было вызвано внедрение маркировочных принтеров «ЭКСТ» на предприятии «Мотордеталь-Правэкс» (г. Конотоп). Это украинское предприятие является крупнейшим на территории бывшего СССР производителем гильз цилиндров для двигателей внутреннего сгорания к авто-, тракторо- и сельско-хозяйственной технике. Маркировка в виде шестизначного серийного номера наносится на верхнюю часть поршней.

Два маркировочных принтера «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА М» были внедрены фирмой «ГУР» в Санкт-Петербурге — одним из ведущих производителей отечественных воздушных, масляных и бензиновых фильтров для автомобилей. В марке (двух- или трехстрочная надпись на английском языке) содержится название фирмы, информация о фильтре и 30-миллиметровый рисунок — торговый знак фирмы. Маркировка наносится на цилиндрическую часть фильтра из полиэтилена низкого давления высокой плотности.

Ведущее в России предприятие в области автохимии — ООО «Тосол-Синтез» и фирма «Анвикус» в г. Дзержинске Нижегородской области маркируют пластиковые емкости с тормозными жидкостями «Роса» и «Рос-Дот 4». Для нанесения маркировки предусмотрено строго отведенное для нее место — специальная выштамповка на боковой поверхности флаконов. Марка наносится принтером «ЭКСТ-ДАТА 2М» и состоит из двух строк — номера партии и даты изготовления.

Маркировочные принтеры «ЭКСТ» работают также на ряде других предприятий России, связанных с автопромышленностью, например на предприятии «Автожгут». Принтером «ЭКСТ-ДАТА ЗМ» успешно маркируют защитные пластиковые трубки-кожуха для свечей зажигания на одном из дочерних предприятий автоконцерна К1А в г. Аньян в Южной Корее.

Большую часть принтеров, работающих в других отраслях машино- и приборостроения, можно объединить по принципу маркировки по металлу, или пластмассе.

Например, на Череповецком металлургическом комбинате на скоростной линии проката установлен специально модернизированный принтер «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА М» и ведутся переговоры о поставке нового принтера.

На машиностроительном заводе им. Дзержинского в Перми принтером «ЭКСТ-ДАТА М» маркируют стальные шины для бензопил. Марка включает логотип, рисунок торгового знака и надпись шрифтом высотой 20 мм.

Фирма ЗАО «Энергет и Ко» (Москва) оригинально решила задачу групповой маркировки мелкосерийной продукции с помощью принтера «ЭКСТ-ЧЕЛНОК М». Они приобрели аппарат, укомплектованный принтером «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ», имеющий возможность печатать бегущий номер вместо серийного «ЭКСТ-ДАТА ЗМ», а вместо бугорчатой прокладки, предназначенной для яиц, специально изготовили поддон с гнездами под свою продукцию. С помощью модернизированного таким образом принтера маркируются массивные металлические пломбы для опечатывания грузовых вагонов.

Не менее часто маркируется и промышленный пластик.

На ОПО «Уральский завод электроизделий „Исеть"» специально для маркировки продукции по окружности изготовили вращающийся дисковый конвейер, на котором маркируют пластмассовые электроустановочные изделия. Также по пластмассе принтер «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ» маркирует изделия НПФ «МикроЭПМ».

ПО «Электрохимический завод» в г. Зеленогорске Красноярского края внедрил принтер «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА М» на производстве магнитных носителей для маркировки видео- и аудиокассет. Маркировка осуществляется в две строки белой краской. Такими же принтерами маркируют видеокассеты на фирме «Урал-Тик» в Челябинске и Кишиневе (Молдавия).

Специальные плиэтиленовые и ПВХ пломбы-сережки для идентификации коров племенного стада маркируются принтерами типа «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА» в ООО «Племдело» Московской области а поли-этиленовые и полистирольные катушки и бобины для ниток — на предприятии «Тех-пром» в г. Бобруйске (Беларусь) и «Советская звезда» (Санкт-Петербург). Нитки в упаковке маркируются также в Санкт-Петербурге на ОАО ПНК им. С. М. Кирова с помощью принтера «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ».

Кроме маркировки металла и пластика, принтеры «ЭКСТ» используются для маркировки и других материалов, например стеклопакетов в ОАО «Стекломаш» Московской области, и даже при изготовлении самой ПЭТ-пленки — в производстве ленточного рукава на ОАО «Полимер» г. Кемерово.

Особо следует остановиться на примерах маркировки полиграфической продукции и учетных контролируемых изделий.

Именно как маркировка и нумерация почтовых отправлений и начала развиваться отечественная электрокаплеструйная технология. В настоящее время надо отметить значительное количество примеров применения принтеров «ЭКСТ» в полиграфии как оперативного дополнения к ее традиционным средствам. Одним из самых первых внедрений принтеров «ЭКСТ» была печать последовательной нумерации бумажных багажных бандеролей и посадочных талонов для компании «Саха-Авиа» авиапредприятия «Якутскавиатранс». Шестизначный номер печатался в специально отведенном поле готового типографского бланка и дублировался в отрывном талоне.

Ниже приведены примеры некоторых последующих внедрений в типографиях Санкт-Петербурга.

Типографией «Пиитари» приобретен принтер «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА 2М» для нанесения последовательной нумерации на каждый отдельный экземпляр газетного тиража. Нанесенный номер газеты данного тиража является как бы лотерейным номером и участвует в розыгрыше призов среди подписчиков и покупателей газеты.

Типографией № 12 им. Лоханкова используется принтер «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ» для нумерации дополнительных региональных марок для подакцизных товаров. Мелкосимвольным шрифтом наносится двухбуквенная серия и цифровой шестизначный номер поперек марки между штрих-кодом и голографической этикеткой.

Непосредственно на саму голографическую акцизную марку для алкогольных товаров аналогичная маркировка наносится в Санкт-Петербурге фирмой ЗАО «Холо Грэйт» — производителем голограмм и дифракционных решеток. Особенностью маркировки является очень высокая скорость следования (до 25 марок в секунду) небольших (1-2 см) марок при размотке с рулона. При этом просвет между ними очень узкий, а фон отражения от голографического материала очень высок. Это потребовало применения на просвет датчика команды печати специальной конструкции, которая легла в основу разработки новой модификации штатного датчика.

На предприятии «Сибзнак» г. Красноярска модернизированный аппарат «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ» использован для нумерации проездных билетов и талонов. Модернизация потребовалась для обеспечения синхронизации с перемоточным устройством бобин с билетной лентой и возможности согласования с управляющем компьютером.

Принтеры «ЭКСТ» применяют для нанесения номера или спецсимволов на пластиковые карточки. На карточках с магнитным носителем маркировка может быть нанесена прямо на носитель, например на магнитную ленту, так как бесконтактная маркировка не повреждает поверхность. Фирмы «Тариф» и «Стэк» — практически монополисты производства пластиковых таксофонных карт в Санкт-Петербурге — используют для их маркировки и нумерации пять аппаратов «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА 2 и ЗМ». Для этих же целей используют принтеры «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА М» в ПКФ «Телекарт», а принтером «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА 2М» ПКФ «Востокэлектроника» (Украина) наносит девятизначный буквенно-цифровой код на пластиковые проездные карточки для Харьковского метрополитена.

Следует отметить, что данные применения электрокаплеструйной маркировки непрерывно расширяются, предъявляя к изготовителям принтеров дополнительные, все более жесткие требования и стимулируя новые разработки.

7.6.2 Маркировочные ЭКС-комплексы в кабельном производстве и при изготовлении профильно-погонажных изделий

Весь мир окутан паутиной проводов линий передач — осветительных, телефонных, силовых и прочих. Все дома и сооружения на земле пронизаны станционными и контрольными проводами и кабелями. Под землей проло-жего множество мощных оптических кабелей и всевозможных труб. Три четверти алюминия уходит на производство проводов и кабеля. Номенклатура их вместе с оболочками и гибкими трубами составляет более 1000 типоразмеров и наименований.

В любом современном технически сложном аппарате масса переплетающихся сетевых и монтажных проводов, жгутов и подводок. Разобраться в них при внешней схожести помогает только повторяющаяся на проводе, трубе или кабеле маркировка. Наиболее универсальной и чаще всего использующейся в современном кабельном и трубном производстве является электрокаплеструйная маркировка.

Для маркировки проводов, кабельных оболочек и труб из семи выпускающихся в настоящее время принтеров пригодны модели «ЭКСТ-ДАТА ЗМ», «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ» и «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ». Наиболее часто в кабельном и трубном производствах используется «Этикетка» и «Универсал».

Первый маркировочный принтер «ЭКСТ» был внедрен на заводе «Са-рансккабель» в 1994 г. Он был установлен в цехе по производству проводов и кабелей связи на прессе изготовления осветительных проводов ППВ и АППВ. На оболочку белого цвета наносилась черная маркировка. На заводе быстро оценили, что удобные и надежные принтеры вполне отвечают требованиям международных стандартов. Были приобретены принтеры «ЭКСТ» для нанесения несмываемой маркировки белыми чернилами на темной оболочке кабеля. Высокое качество маркировки стимулировало новые ежегодные закупки. Сейчас на «Сарансккабеле» внедрены уже 10 маркировочных принтеров «ЭКСТ», из них 6 — для маркировки белыми чернилами. Например на прессе МЕ-160 наносится маркировка на городские кабели ТПП, ТППЭП, ТППЭЭПМ, имеющие темную полиэтиленовую оболочку. Момент нанесения маркировки на кабель задается обработанным сигналом с датчика мерного колеса счетчика метража. Расстояние между марками выбирается из ряда 0,25; 0,5; 1 м. При невозможности или затруднении выдачи сигнала со счетчика устанавливается генератор с регулируемой частотой печати марки.

Также белыми чернилами маркируются судовые, контрольные, телефонные и станционные кабели. Маркировочный принтер установлен на прессе МЕ-125 по изготовлению осветительных проводов около экструдера перед ванной охлаждения. После маркировки кабель попадает в валки и направляется в контролирующее оборудование Beta, Acciscan. На темной цилиндрической поверхности маркировка легко контролируется, не стирается и хорошо читается при скорости протяжки кабеля до 80 м/мин, даже несмотря на неизбежные отклонения — «гуляние» кабеля в области печатающей головки. Электрокаплеструйная маркировка не приводит к повреждениям внешней оболочки кабеля, снижает брак и улучшает качество продукции. Отмаркированная продукция, как уже отмечалось, стала соответствовать международным стандартам и была удостоена одной из высших международных наград — «Звезды Качества».

На ряде кабельных предприятий было проведено сравнение принтеров «ЭКСТ» и аналогичных зарубежных принтеров. По многим важным параметрам принтеры «ЭКСТ» оказались лучше.

Например, на московском заводе «Электропровод» используются маркировочные принтеры «ЭКСТ» и Wiedenbach. Принтер «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ» установлен на участке маркировки внешней оболочки оптоволоконного кабеля после ванны охлаждения перед тягой. Команда на вывод марки поступает от сигнала со счетчика метража. Маркировка, включающая бегущий номер, наносится через каждый метр черным цветом на серую полиэтиленовую оболочку многожильного кабеля. При этом маркировочный принтер «ЭКСТ» имеет следующие преимущества перед принтером фирмы Wiedenbach:

• не требует стабилизированной сети питания и подключения к магистрали воздушного давления;

• имеет 7 основных шрифтов (Wiedenbach —4);

• облегченная настройка параметров печати с клавиатуры, в отличие от введения текста маркировки по таблице кодов в принтере «Wiedenbach»;

• обеспечена высокая надежность сохранения марки, в отличие от возможности ее потери в аппарате Wiedenbach при замене батарейки;

• обладает легкой юстировкой печатающей головки, простым снятием и установкой сопла;

• техническое обслуживание принтера «ЭКСТ» более простое и дешевое (стоимость контракта на годовое обслуживание принтера Wiedenbach 6000 долл, что почти равно стоимости нового принтера «ЭКСТ» — 6600 долл.).

На различных кабельных производствах процесс маркировки имеет характерные особенности. Однако вследствие сходства технологического цикла в целом аналогичен.

На заводе «Чувашкабель» в Чебоксарах принтерами «ЭКСТ» маркируют черную пластиковую оболочку провода АЧМ-63. Маркировка наносится в одну строку латинским шрифтом через каждый метр при скорости протяжки 80-100 м/мин. Сигнал на печать подается с мерного колеса с использованием работающего на отражение оптического датчика, входящего в комплектацию маркировочного принтера. Маркировка производится после выхода из ванной охлаждения при нормальной температуре на поверхность, высушенную сжатым воздухом.

Также белой краской маркируется черная оболочка городского телефонного кабеля на предприятии «Белтелекабель» (г. Мозырь, Беларусь). На скорости 50-70 м/мин на оболочку наносится марка, содержащая информацию о параметрах кабеля (длина, диаметр) и наименование предприятия. Особенностью технологии на этом предприятии (а также и на некоторых других) является необходимость размещения маркировочного принтера вблизи высоковольтного оборудования, с помощью которого кабель испытывается на пробой. В таких случаях необходимо учитывать, что при одновременном включении обоих приборов могут возникнуть сбои в работе принтера вследствие электрических наводок.

Высокая надежность, эксплуатационные свойства принтеров и качество маркировки «ЭКСТ» позволяют использовать их на уникальных промышленных объектах, например на заводе «Электропульт» в Санкт-Петербурге для маркировки кабельных оболочек созданного по международной кооперации тренажера для атомных электростанций.

Помимо маркировки оболочек кабелей и проводов маркировочные принтеры «ЭКСТ» широко используются при маркировке пластиковых труб разных размеров и различного назначения. Одними из первых для этих целей внедрило принтеры Узловское ПО «Пластик» при маркировке профильно-погонажных изделий для автомобильной промышленности. В частности, маркировались (с нанесением товарного знака) трубки диаметром 1,8-48 мм, изготавливающиеся на экструдерах с диаметром шнека 45-63 мм из полиамидов, полиэтилена, пластикатов поливинилхлорида и других материалов, предназначенные для комплектации автомобилей ВАЗ и других транспортных средств.

Интересен опыт маркировки труб на московской фирме ООО «Метал-лополимер», где работают три принтера «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ». Маркируются полиэтиленовые трубы после выхода из ванны охлаждения перед намоткой на барабан. Перед маркировкой воду с труб сдувают сжатым воздухом, и марка наносится на сухую трубу с периодичностью 1 м. На внешнюю поверхность диаметром 16 и 22 мм в одну строку печатается название фирмы, параметры трубы (размеры), технические условия и назначение (пищевая, непищевая, холодная, горячая и т. д.), а также бегущий номер. Сигнал с мерного колеса через каждый метр подается на принтер для запуска марки и в компьютер для подсчета и регистрации метража. Особенностью производства является дистанционное обнуление марки, так как маркировка происходит за ванной охлаждения, а пульт управления находится у экструдера. Обнуление запускается вводом внешнего сигнала по интерфейсу 118-232 — одной кнопкой с пульта обнуляется и счетчик метража и маркировочный принтер. После обнуления трубу обрезают и получают бухту заданного метража.

Общепринятой практикой является маркировка электрокаплеструйны-ми принтерами холодных труб, однако возможна и маркировка горячей трубы. Так, на фирме «Каучук» принтером «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ» маркируется белыми чернилами труба еще сырой резины сразу после обработки при 120С, до вулканизации. Особенностью маркировки является необходимость использовать специальные необратимые полимеризующиеся чернила.

В производстве пластиковых труб принтеры «ЭКСТ» благодаря высокому качеству используются для маркировки уникальной продукций и продукции экспортного назначения. Так, на Подольском заводе электромонтажных изделий маркируются белой краской термоусаживаемые полиэтиленовые трубы. Маркировка происходит на участке между ванной охлаждения и печью (до раздутия) принтерами «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ». Отмаркированная продукция отправляется на экспорт.

На сегодняшний день принтеры «ЭКСТ» используются уже не только непосредственными изготовителями, но и разработчиками и производителями оборудования для изготовителей. Так, московская фирма «Маяк-93» поставляет целиком линии по производству металлопластиковых труб, укомплектованные маркировочными принтерами «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ».

Следует отметить, что принтеры «ЭКСТ» используются в производстве кабельно-погонажных изделий не только в России или ближнем зарубежье. Например, принтером «ЭКСТ-ДАТА ЗМ» успешно маркируют защитные пластиковые трубки-кожуха для свечей зажигания на одном из дочерних предприятий автоконцерна KIA в г. Аньян в Южной Корее.

С ростом кабельного и трубного производства непрерывно растет и внедрение в этих отраслях самой современной промышленной маркировки — электрокаплеструйной маркировки с помощью отечественных принтеров «ЭКСТ».

7.6.3 Опыт внедрения маркировочных ЭКС-комплексов в пищевой промышленности, в агропроме и в других отраслях

Рассмотрим и кратко обобщим накопленный Институтом ЭКСТ опыт внедрения маркировочных принтеров на предприятиях самых различных отраслей.

Как уже отмечалось, одним из важнейших направлений электрокаплеструйной маркировки является скоростная безбойная маркировка яиц и продукции птицеводства. Институтом ЭКСТ разработан и внедрен на отечественных и зарубежных птицефабриках целый ряд специализированных принтеров для маркировки яиц. Это принтеры «ЭКСТ-ПТИЦЕПРОМ пя-тиканальный», «ЭКСТ-ДРАКОН пятиголовочный», «ЭКСТ-ЧЕЛНОК М», «ЭКСТ-ЧЕЛНОК 2М», а также «ЭКСТ-ДАТА ЗМ», «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ» и «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ». Они предназначены как для маркировки каждого яйца, так и в рифленых прокладках, как на яйцескладах, так и на яйцесортировальных машинах, как в зоне взвешивания, так и в зоне яйце-укладчиков, в зависимости от требований заказчиков и производственных условий конкретной птицефабрики.

Ни одна зарубежная фирма, производящая маркировочные принтеры, не способна предложить такую широкую гамму принтеров для продукции птицеводства. Более того, ни одна из них, за исключением фирмы «Videojet», вообще не поставляет на рынок маркираторы яиц, но и та поставляет их крайне мало, только в составе производственных линий, а маркировка «Videojet» не соответствует российскому ГОСТу на маркировку яиц и поэтому не может быть рекомендована. В то же время наши принтеры и чернила имеют Российские сертификаты, а чернила являются пищевыми, полностью соответствуют ГОСТам на маркировку и являются самыми дешевыми среди всех чернил для электрокаплеструйных принтеров.

Внедрение наших маркировочных принтеров для яиц началось в 1988 году на птицефабрике «Скворицы» Ленинградской области, где и сейчас эксплуатируются высокопроизводительные (до 150 тыс. яиц в час) принтеры «ЭКСТ-ПТИЦЕПРОМ пятиканальный». Наибольшее же их число — 35 шт. — работает сегодня на крупнейшей в Европе птицефабрике «Синя-винская».

Одним из ведущих направлений маркетинговой работы Института ЭКСТ является постоянное изучение и учет в своей работе, даже с опережением, возможных требований клиентов. Именно так, вовремя уловив тенденцию птицеводов иметь принтер со многими печатающими головками, но единым блоком управления, Институтом была создана самая современная модель принтера для маркировки яиц, не уступающая по своей производительности предыдущей — «ЭКСТ-ДРАКОН пятиголовочный».

Пионером внедрения этого принтера была птицефабрика «Заводская» Ленинградской области, пример которой стимулировал рост спроса на принтер со стороны многих новых птицефабрик. На этой же птицефабрике еще в 1997 г. была испытана и запущена в работу наиболее популярная на сегодняшний день модель двухкоординатного комплекса «ЭКСТ-ЧЕЛНОК М», снабженная собственным транспортирующим устройством для перемещения прокладок с яйцами. Птицефабрики «Большевик», «Магнитогорская», «Островная», «Еманжелинская» в России, «Гунранд», «Сигунда», «Ниукреты» в странах Балтии, в Монголии и много других успешно работают с комплексами «ЭКСТ-ЧЕЛНОК М» при производительности до 20 тыс. яиц в час.

Другая модель принтера типа «ЧЕЛНОК» — однокоординатный двух-скоростной принтер производительностью до 27 тыс. яиц в час «ЭКСТ-ЧЕЛНОК 2М», предназначенный для установки на конвейер. Эта модель идеально приспособлена для работы в составе высокопроизводительных яйцесортировальных комплексов, в частности, голландских «Staalkat» и «МОВА». Именно на них внедрены 24 таких принтера на крупнейшей в Северо-Западном регионе птицефабрике «Роскар».

Для сверхскоростной поштучной маркировки яиц вне прокладок предназначены усовершенствованные принтеры «ЭКСТ-ДАТА ЗМ», «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА ЗМ» и «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ». Их также устанавливают на машины «Staalkat» и «МОВА» и обычно на каждое яйцо наносится категория, соответствующая его весу и название птицефабрики. Впервые в России суперскоростная маркировка в зоне взвешивания была внедрена в 2000 г. на птицефабрике «Сеймовская» Нижегородской области. Производительность принтеров достигает 38 тыс. яиц в час.

Дополнение голландских яйцесортировальных линий принтерами «ЭКСТ» согласовано и одобрено официальными представителями фирмы «МОВА» в России, предоставившими также Институту «ЭКСТ» необходимую для этого техническую документацию.

Рекордно большое количество маркираторов «ЭКСТ» на одной птицефабрике—60 шт.— внедрено на одной из крупнейших в мире птицефабрик — «Боровской» Тюменской области.

Маркираторы яиц первыми из принтеров «ЭКСТ» стали предметом экспорта в европейские и азиатские страны. Так, для немецких птицефабрик поставлено более 80 аппаратов «ЧЕЛНОК 2М» через фирму «Volker GMbh», более 60 принтеров поставлено в Китай, в том числе для китайскоанглийской птицефабрики «Ляо хэ», выпускающей экологически чистые яйца и др.

По отзывам птицеводов, маркировка принтерами «ЭКСТ» имеет существенные преимущества, в том числе такие весомые, как более качественная и контрастная надпись, возможность нанесения отчетливо прорисованных товарных знаков, водостойкость марки, наличие российских сертификатов на чернила и принтеры, низкие эксплуатационные расходы. При этом она дает весомый экономический эффект за счет полного исключения боя и насечки яиц и улучшения их товарного вида.

Крупными потребителями маркировочных принтеров являются хлебобулочные, крупяные, бакалейные и кондитерские производства.

Обусловлено это тем, что в этих отраслях требуется маркировка не только для конечного продукта (например, упаковки с печеньем, или пряниками), но и для продуктов всех промежуточных этапов переработки зерна — муки, крупы, фасованного теста, хлеба, а также необходимых ингредиентов, таких как дрожжи, добавки, пряности и т. д.

При этом принтеры «ЭКСТ» одинаково хорошо маркируют полиэтиленовую стрейч, и термоусадочную пищевые пленки, техническую пленку любой толщины, и ПВХ и ПП пленки, и целлофан — т. е. любую полимерно-пленочную упаковку, используемую в хлебобулочной и кондитерской промышленности.

Поэтому они широко распространены на предприятиях отрасли, в том числе на таких гигантах, как концерн «СладКо» (екатеринбургская фабрика «Конфи»), Санкт-Петербургской кондитерской фабрике «Петроконд», рижской кондитерской фабрике «Лайма», одном из крупнейших производителей хлебобулочных изделий на Урале — Челябинском хлебокомбинате № 1 и др.

Мука, хлеб, коробки или гофрокороба с конфетами, полиэтиленовые и полипропиленовые упаковки с пряниками, сухарями и сушками, бумажные и пергаментные упаковки с печеньем, жестебанки с драже, халвой, леденцами, мешки и пачки с сыпучими продуктами, мелкоштучная продукция, продукты быстрого приготовления — всё маркируется принтерами «ЭКСТ» одинаково хорошо.

Более того, по результатам выигрыша тендеров на маркировку продукции, к которой предъявляются повышенные санитарные требования — кондитерских изделий для комплектации детских завтраков в школах и дошкольных учреждениях — принтеры «ЭКСТ» установлены, например, на предприятии «Дедовскхлеб» Московской области и в Новоалтайске.

Особенно много продуктов, к маркировке которых предъявляются наиболее строгие требования — в молочной и масложировой промышленности, где многие продукты имеют сроки реализации, измеряемые часами.

Принтеры «ЭКСТ» устанавливаются здесь как в составе фасовочных, разливочных и других технологических линий, так и для автономной работы, например, совместно с миниконвейером разработки Института «ЭКСТ» или любым транспортером, как для маркировки готовой продукции, так и заготовленной тары.

Так, в составе скоростной линии розлива молока в полиэтиленовые пакеты, они работают на Гормолзаводе г. Минска, в пюрпаки — на смоленской «Росе», в тетрапаки —в фирме «Пармалат» (г.Липецк). Пустую тару — контейнеры для творога, стаканчики под сметану, бутылки для йогуртов принтерами «ЭКСТ» маркируют, например, на Тольяттинском молочном заводе, что позволяет предприятию быстро подстраиваться под изменения ассортимента.

Для производственников большим плюсом принтеров «ЭКСТ» является стабильность в работе при ежедневной обработке помещения молочного цеха паром.

Для экономистов преимуществом принтеров «ЭКСТ» оказывается возможность отказаться от заказов дорогостоящих типографских этикеток, реализованная на Оршанском заводе плавленых сыров при печати вкладышей, на Башкирском хладокомбинате при печати пятачков на мороженое, на Верхнедвинском молочном заводе при печати на коробках с маслом.

Выбор десятков предприятий России, Беларуси, Украины подтверждают лидерство маркировочных принтеров «ЭКСТ» в молочной отрасли.

Благодаря таким свойствам, как бесконтактное нанесение печати и наличие сертифицированных пищевых красок, в том числе выдерживающих автоклавирование, электрокаплеструйные принтеры нашли широкое применение в мясо- и рыбоперерабатывающем и консервном производстве. Маркируются колбасы, консервы, полуфабрикаты и фасованные мясо- и рыбопродукты.

Принтерами «ЭКСТ» маркируют тушки цыплят на птицефабрике «Рев-динская» Свердловской области, колбасные оболочки на мясокомбинатах Бреста, Брянска, Невинномысска, Омска, готовые батоны с паштетом в ООО «Царицыно» (Москва). Фасовки с сосисками и пельменями — на мясокомбинате «Нейма», фирме «Фрост» и многих других.

Отдельно следует сказать о маркировке консервов и пресервов. На современных производствах используют банки из гораздо более тонкого листа, чем раньше. Слой лакового покрытия отличается от толщины жести гораздо меньше. Поэтому при традиционной маркировке выдавкой лак трескается. Микротрещины разъедаются консервами и солью, особенно при закатке рыбных деликатесов и икры, банка ржавеет, а продукты окисления металла портят содержимое банки.

Электрокаплеструйные принтеры не повреждают защитное покрытие банки, поэтому струйная маркировка дополнительно защищает консервированную продукцию и интенсивно внедряется на консервных предприятиях. Ее внедрению способствует то, что электрокаплеструйные принтеры могут работать на специальных чернилах, выдержывающих термообработку автоклавированием.

Следует отметить особую актуальность струйной маркировки в рыбоконсервной отрасли, так как даже при отсутствии этикетки банка должна быть идентифицирована.

Это обусловило широкое использование принтеров «ЭКСТ» на мясо-и рыбоконсервных предприятиях Центральной и Южной России, Северо-Запада, Дальнего Востока, стран Балтии и др.

Как и в консервной промышленности, главным образом по металлическим крышкам или стеклу маркируют продукцию в производстве алкогольных и слабоалкогольных напитков.

Третья часть всех принтеров «ЭКСТ» — более 750 шт. — работает в этой отрасли.

Такое большое количество маркираторов объясняется важнейшим для алкогольной продукции свойством электрокаплеструйной маркировки — она придает продукции дополнительные степени защиты от подделки, при комплексном использовании которых подделать ее практически невозможно.

Принтеры «ЭКСТ» позволяют гибко использовать различные схемы маркировки, быстро переходя с одной на дургую, маркировать как возвратную, так и разовую тару, маркировать любую часть бутылки — колпачок и винтовую пробку, защитное кольцо, горлышко, плечико, низ, и лицевую, и тыльную стороны этикеток, контрэтикетку, термоусадочные колпачки, фольговую обертку.

Все российское производство самой известной в мире водки «Эпптой», одна из лучших российских водок класса «премиум» «Русский стандарт», лучшие российские коньяки, Цимлянское и Екатеринбургское шампанское, бальзам «Иремель», и сотни других водок и вин маркируются принтерами «ЭКСТ».

Они работают на самой скоростной в мире линии по розливу водки на Санкт-Петербургском заводе «Ливиз», на любых отечественных, немецких и итальянских линиях розлива, на линиях сувенирной продукции, на линиях розлива пива.

Отдельно надо упомянуть маркировку безалкогольной продукции — ПЭТ-бутылки, банки и пакеты с соками, нектарами, минеральной водой и газированными напитками. На заводе минеральных вод в г. Саки (Украина) принтер «ЭКСТ» еще одного из предыдущих поколений настолько хорошо работает в три смены с 1995 года, без единого ремонта, что завод на вновь запускаемую линию принял решение приобретать только принтер «ЭКСТ».

Остановимся на работе принтеров «ЭКСТ» в непищевых секторах промышленности.

Можно сказать, пограничным между пищевым и непищевым сектором промышленности является химико-фармацевтическая и парфюмерно-косметичеср отрасли, вместе с производством препаратов бытовой химии. Продукция этой группы отраслей требует обязательной маркировки, чтобы не оказаться опасной для здоровья людей, поскольку она может быть токсичной, аллергенной или ядовитой.

Поэтому они являются крупными потребителями маркировочных принтеров. В первую очередь это относится к парфюмерно- косметической отрасли. Одна из самых известных марок косметической продукции — совместного итало-белорусского предприятия «Белита» полностью маркируется принтерами «ЭКСТ». Шампуни и восстановители, тубы, флаконы и баночки с кремами, масками и пр. в 1-4 строки, и белой, и черной краской маркируют 16 принтеров «ЭКСТ». Принтеры «ЭКСТ» выбраны вторым в Беларуси предприятием в отрасли — фирмой «Маркелл», предприятиями «Белкосмекс», «Белбыткомплект», «Брестский ЗБХ». Практически вся отрасль работает на принтерах «ЭКСТ», несмотря на протекционистскую политику ряда руководящих хозяйственных органов Беларуси по отношению к аппаратам английской фирмы «Виллетт» (заметим, что аналогичная картина и в мясо-молочном секторе Беларуси).

В России одними из первых внедрили принтеры «ЭКСТ» в Санкт-Петербурге на фабрике «Невская косметика». Ориетируясь именно на принтеры «ЭКСТ» активно внедряет каплеструйную маркировку крупнейший концерн «Калина», все предприятия которого в г. Омске, Екатеринбурге и Алмалыке оснащены нашими маркираторами. Самарская фабрика «Весна», «Невская фабрика косметики «Элона», знаменитая рижская фабрика «Ог^агв», казанский «Хитон», продукция которого удостоена «международной Звезды качества» маркируют свои изделия принтерами «ЭКСТ».

Еще в период стновления ЭКС технологии, ею активно заинтересовались медико-фармацевтические предприятия. Маркировка «ЭКСТ» удовлетворяет огромному ассортименту их продукции. Коробки с лекарственными препаратами, аэрозольные баллончики, порошки в разовой фольговой упаковке, тубы с линиментами и мазями, флаконы с микстурами и тинктурами, блистерные упаковки и пеналы с таблетками — на всем можно увидеть маркировку «ЭКСТ». Принтеры «ЭКСТ» успешно работают по всей стране — на АО «Партнер», ФНПП «Ретиноиды», предприятии «Мед-сервис» (Москва), АО «Синтез-Курган» (Курган), фармацевтическом предприятии «Мелиген» (Санкт-Петербург), ОАО «Красфарм» (Красноярск), Борисовском заводе медпрепаратов (Беларусь) и т. д. На предприятии «Акрихин» они используются совместно с английскими аппаратами фирмы «Виллетт», а на объединении «Мосхимфармпрепараты» принтеры «ЭКСТ» приобретены вместо немецких принтеров ЕВЭ.

Заключение

Главным итогом диссертационной работы является разработка завершенных научно-технических основ электрокаплеструйной технологии, а также создание методов построения, основ расчета и проектирования и решение комплекса реализационных проблем по организации впервые на постсоветском пространстве серийного выпуска и широкого внедрения нового класса отечественных импортозамещающих, патентночистых и конкурентоспособных ЭКС-элементов, устройств, комплексов и композиций для автоматизации технологических процессов промышленной маркировки в машиностроении и в других отраслях.

Тем самым внесен существенный вклад в создание и развитие нового научно-технического направления — Электрокаплеструйная технология, т. е. решена крупная научно-техническая проблема, а также предложен и научно обоснован комплекс технических и технологических решений, внедрение которых внесло значительный вклад в развитие экономики страны.

К основным результатам диссертационной работы относится следующее.

1. На базе комплексных сравнительных исследований трех основных способов эмиссии капель (сильным электрическим полем, импульсным давлением и высоким давлением с ультразвуковой синхронизацией) обосновано предпочтительное применение для задачи автоматизации промышленной маркировки третьего из них по показателям производительности, стабильности параметров, надежности, экономичности и продолжительности срока эксплуатации.

2. Выполнены комплексные теоретические и экспериментальные исследования основных физических процессов автоматизированной электрокаплеструйной маркировки, включающих капиллярное монодиспергирование с ультразвуковой синхронизацией, индукционную электризацию капель, управляемый полет одиночных капель и их упорядоченных групп в сильных электрических полях с учетом электростатического и аэродинамического взаимодействий, получения скоростных качественных отпечатков на обширном классе маркируемых поверхностей различной формы из всевозможных материалов, движущихся с высокими скоростями в цеховых условиях, процессы контроля и коррекции электризации капель и их полета с попаданием в нужную точку с высокой точностью, контроль фазового соотношения между процессами эмиссии капель и их электризации.

3. Разработана комплексная компьютерная модель для математическиго моделирования базовых физических процессов печатающей головки и получения машинных траекторий управляемого полета заряженных капель в электрических полях по всей траектории от эмиттера до подложки с получением машинных отпечатков, их анализа и расчета сигналов для коррекции полета, а также для диагностики и аттестации различных вариантов конструкций печатающих головок,.причем, компьютерная модель включала следующие взаимосвязанные продпро-граммы: модель колебательной системы, включающей пьезоэлектрический преобразователь, концентратор, форсунку, сопловой элемент, подпрограмма монодисперсного капиллярного распада струи на капли, подпрограмма индуционной электризации капель с учетом влияния множества параметров реальной электродной системы индуктор-струя, предыдущих капель и динамических характеристик; подпрограмма расчета картины отклоняющего электрического поля с учетом входных, выходных и боковых краевых эффектов и подпрограмма полета как уединенных капель, так и регулярных ловуптечных цепочек и упорядоченных капельных групп.

4. Разработаны базовые научно-технические основы электрокаплеструй-ной технологии, достаточные для создания нового класса отечественного конкурентоспособного, импортозаменяющего ЭКС-оборудования для автоматизации промышленной маркировки и других технологических процессов в машиностроении, приборостроении и других отраслях.

5. Разработана, исследована и доведена до промышленного освоения элементная база для построения нового семейства печатающих головок, включающая генераторы капель, заряжающие индукторы, отклоняющие системы, ловушечные узлы с датчиками фазы, зарядки, скорости полета капель, точки дробления струи и диагностики системы, миниатюрные электромагнитные клапаны, стробоскопические системы для визуализации и контроля качества каплеобразования, элементы внешнего поддува и др.

Разработана, исследована и доведена до промышленного освоения новая оригинальная элементная база для построения специализированных систем гидроавтоматики применительно к ЭКС-оборудованию, включающая электромагнитные помпы высокого давления и разрежения, насосы, электромагнитные клапаны, системы фильтрации, преце-зионные малогабаритные пьезорезистивные жидкостные датчики давления, гидроаккумуляторы, малогабаритные вискозиметры, бесконтактные датчики попадания струи в ловушку, малогабаритные элек-тролиртические источники давления и др.

6. Исследованы, разработаны и доведены до промышленного освоения оригинальные современные перепрограммируемые микропроцессорные системы управления процессами печати и гидроавтоматикой, а также системы сопряжения маркировочного оборудования ЭКСТ с управляющими ЭВМ и другими внешними устройствами, например, с датчиками объектов, скорости движения, с конвейерами, а также соответствующее программное обеспечение с учетом реализации версий на следующих языках: русский, английский, немецкий, итальянский, китайский, корейский, иранский и др.

7. Разработаны научно-технические основы, рецептуры и технологии приготовления новых классов ЭКС-ком позиций для автоматизированной маркировки различной машиностроительной и другой продукции с произвольными формами и материалами на основе воды, спирта, ме-тилэтилкетона, этилцеллозольва, включая пигментированные и др. ЭКС-композиции, отвечающие множеству требований как со стороны надежной работы ЭКС-оборудования, так и со стороны эксплуатационных требований к самой маркировке.

8. Новизна и практическая значимость разработанных и исследованных новых методов и технических средств электрокаплеструйной технологии подтверждены 44 авторскими свидетельствами, патентами и сертификатами, в том числе 16 изобретениями на новые способы, 5 изобретениями на элементы и системы гидроавтоматики и вискозиметрии, 5 изобретениями на генераторы капель, заряжающие электроды и системы управления, 2 изобретениями на ЭКС-композиции, 2 изобретениями на стробоскопические устройства визуализации и т. д.

9. В 1993 г. Безрукову В. И. в соавторстве с учеными Московского энергетического института была присуждена Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники «За комплекс научно-технических работ по энергофизическим основам получения и применения монодисперсных систем».

10. Наряду с решением проблемы комплексной автоматизации всего технологического процесса маркировки на базе ЭКС-метода, был также решен ряд задач по автоматизации отдельных операций:

• автоматическое включение и выключение струи;

• автоматический контроль и стабилизация давления;

• автоматический контроль вязкости красок и дозированный долив растворителя;

• автоматизация сервисных, диагностических операций и операций Пользователя;

• автоматизация операций по аварийной прочистке сопла и по консервации ЭКС-оборудования;

• автоматизация контроля качества каплеобразования и электризации капель;

• автоматическая синхронизация скорости печати и скорости движения конвейера с маркируемыми изделиями;

• автоматический ввод информации от ЭВМ или микропроцессорного контроллера и др.

11. Решен комплекс реализационных проблем по промышленному серийному освоению и широкому внедрению новых классов ЭКС-оборудования для автоматизации маркировки во многих отраслях: машиностроение, приборостроение, кабельная, строительная, легкая, фармацевтическая, полиграфическая, целлюлозно-бумажная, пищевая промышленность, на птицефабриках и т. д.

Результаты диссертации легли в основу разработки, исследования и промышленного освоения семейства ЭКС технологического оборудования для автоматизации промышленной маркировки 1, 2, 3 и поколений типа «ЭКСТ-ДАТА», «ЭКСТ-ЭТИКЕТКА», «ЭКСТ-УНИВЕРСАЛ», «ЭКСТ-ЧЕЛНОК», «ЭКСТ-ДРАКОН пятиголовочный».

Отличительной особенностью ЭКС-маркираторов по «российской» версии является их повышенная универсальность, так как эти аппараты в отличие от иностранных совместимы и могут адаптироваться к любой струйной краске (от разных фирм), к разным диаметрам сопел, не критичны к изменениям расстояния до маркируемой поверхности в широком диапазоне, к вибрациям оборудования, к быстрым перемещениям печатающей головки и к ударным нагрузкам, т.е. лучше приспособлены к работе в тяжелых цеховых условиях.

За период с 1985 г. по 2002 г. Институтом ЭКСТ (раньше Инженерный центр «ЭКСТ» и Научно-производственный центр «ЭКСТ») под руководством соискателя внедрено в различных отраслях более 2000 единиц ЭКС-оборудования с 1 по 4 поколение для автоматизации промышленной маркировки в России, странах СНГ, Балтии, а также поставлено на экспорт в страны дальнего зарубежья: США, ФРГ, Италия, КНР, Южная Корея, Тайвань, Иран и др.

Таким образом, на базе выполненных автором работ наметился экспортный прорыв российской конкурентоспособной, патентночистой, высокотехнологичной и интеллектуальноемкой научно-технической продукции на рынки развитых стран.

12. Разработанные автором научно-технические основы ЭКС-технологии, а также созданная полная технологическая элементная база для печатающих головок, систем гидроавтоматики, схемные решения и микропроцессорные системы управления имеют также самостоятельное значение и могут послужить основой для автоматизации других новых технологий, например, программно-управляемого прецезионного микродозирования, моногранулирования с управляемой формой, получения управляемой топологии, при обработке нитей в легкой промышленности, и в других областях науки и техники, связанных с пре-цезионным программноуправляемым переносом вещества, зарядов и других свойств.

1. Безруков В. И. Основы электрокаплеструйных технологий. СПБ.: Судостроение, 2001. 240 с.

2. Безруков В. И. Основы проектирования струйных печатающих устройств для ЭВМ и множительных средств оргтехники. М.: Мин-прибор, 1981. 140 с.

3. Безруков В. И. Математическое моделирование физических процессов струйных печатающих устройств. М.: Минприбор, 1982. 185 с.

4. Безруков В. И. Опыт разработки и внедрения гибких автоматических модулей на базе методов и средств электрокаплеструйной технологии. JL: Знание, 1986. 24 с.

5. Безруков В. И. Струйная печать и ее применение. М.: Книга, Экспресс-информация, 1984. Вып. 7. 20 с.

6. Электрокаплеструйные гибкие автоматические системы для маркирования деталей в судостроении / Под ред. В. И. Безрукова. JL: ЦНИИ «Румб», 1988. 170 с.

7. Разработка методов и средств электрокаплеструйной технологии для гибких производственных систем / Под ред. В. И. Безрукова. JL: Знание, ЛДНТП, 1987. 42 с.

8. Методы и средства электрокаплеструйной технологии в ГПС, САПР и АСТПП / Под ред. В. И.Безрукова. Л.: Знание, ЛДНТП, 1988. 95с.

9. Электрокаплеструйная технология в реализации программы «Интенсификация-90» / Под ред. В. И. Безрукова Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. 95 с.

10. Методы и средства электрокаплеструйной технологии / Под ред. В.И.Безрукова Л.: Знание, ЛДНТП, 1990. 107с.

11. Безруков В.И., Костылев A.A. Опыт разработки и перспективы внедрения универсальных электростатических каплеструйных устройств: Метод, рекомендации. Л.: Всесоюзное НТО радиотехники, электроники и связи, 1989. 59 с.

12. Безруков В.И., Суходолов Е.Ф., Доронин O.A. Разработка систем управления для автоматических электрокаплеструйных модулей на базе жесткой логики и микропроцессоров. Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. 26 с.

13. Опыт разработки и внедрения электрокаплеструйных технологий, устройств и композиций / Под ред. В. И. Безрукова и А. А. Выдрика. СПб.: ИЦ «ЭКСТ» при ЛИТМО, 1992. 86 с.

14. Капиллярный распад струй, иницируемый полигармоническим воздействием в истоке / В. И. Безруков, В. О. Водянюк, А. Ф. Колесниченко и др. / Институт электродинамики АН Украины. Киев, 1993. 25 с.

15. Безруков В. И. Исследование электрофлюидного каплеструйного печатающего устройства для ЭВМ: Автореф. дис. .канд. техн. наук. Л., 1981. 19с.

16. Безруков В. И. Теоретические и экспериментальные основы проектирования струйных печатающих устройств с эмиссией капель высоким давлением // Электронная обработка материалов. 1985. № 5.

17. Безруков В. И. Исследование полета заряженных капель в электрических полях струйных печатающих устройств // Электронная обработка материалов. 1984. № 5. С. 52-59.

18. Безруков В. И. Методы расчета и проектирования электрокаплеструйных устройств для гибких производственных систем // Изв. вузов СССР Приборостроение. Л., 1986. № 12. С. 58-65.

19. Безруков В. И. Исследование генератора заряженных монодисперсных капель с управляемой траекторией движения // Физика облаков и активных воздействий / Труды ГГО. Л.: Гидрометиздат, 1986. Вып. 497. С. 106-115.

20. Безруков В. И. Способ эмиссии монодисперсных заряженных капель электрическим полем // Труды II Всесоюзного симпозиума по атмосферному электричеству. Л.: Гидрометиздат, 1984. С. 123-126.

21. Безруков В. И. Методы и средства электрокаплеструйной технологии для гибких автоматических производственных модулей // Пневмоавтоматика, XV Всесоюзное совещание. М., 1985. Ч. 2. С. 135-136.

22. Безруков В. И. Разработка научно-технических основ электрокаплеструйной тезнологии // Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем, XV Всесоюзная конференция: Тез. докл. Одесса, 1989. T. I. С. 48.

23. Безруков В. И., Спиридонов В. Д. Элементы и системы гидроавтоматики для устройств электрокаплеструйных технологий. //Изв. вузов—Приборостроение. JI, 2002. Т45, № 9, С. 62-68.

24. Безруков В. И., Васильев А. С., Разумовский Н. А. и др. Исследование пограничного слоя регулярной капельной цепочки и ее управляемого полета // Инженерно-физический журнал. Минск, 1991. Т. 60. № 4. С. 661-668.

25. Безруков В. И., Спиридонов В. Д., Сыщиков Ю. В. Влияние конфигурации электродов на эффективность индукционной электризации капель // Инженерно-физический журнал. Минск, 1991. Т. 60. N® 4. С. 642-645.

26. Безруков В. И., Выдрик А. А., Суходолов Е. Ф. Модель полета капельной струи и одиночной капли в электрокаплеструйных устройствах // Инженерно-физический журнал. Минск. 1991. Т. 60. № 4. С. 652-655.

27. Безруков В. И., Спиридонов В. Д. Исследование индукционной электризации монодисперсных капель в поле плоскопараллельных электродов // Прикладная физика монодисперсных систем: Сб. науч. трудов. № 232. М.: Моск. энерг. ин-т, 1990. С. 50-61.

28. Арефьев Б. А., Безруков В. И., Талайкова Н. Б. Выбор частоты возбуждения каплеструйного устройства // Изв. вузов — Приборостроение. Л., 1990. № 5. С. 25-29.

29. Безруков В.И., Костылев A.A. Экспериментальное исследование электростатической эмиссии мон^цисперсных капель // Физико-технические проблемы монодисперсных систем: Сб. науч. трудов. № 185. М.: МЭИ, 1988. С. 43-53.

30. Безруков В. И., Спиридонов В. Д. Исследование капиллярного монодиспергирования жидкости и электризации капель // Физика и техника монодисперсных систем / Всесоюзная конференция: Тезисы докладов. М.: МЭИ, 1988. С. 12-13.

31. Безруков В. И., Костылев А. А. Исследование методов электростатического монодиспергирования жидкости // Физика и техника монодисперсных систем: Всесоюзная конференция: Тезисы докладов. М.: МЭИ, 1988. С. 60-61.

32. Безруков В. И., Бриллиант М. Д. Струйная печать. Способы реализации и области применения // Приборы и системы управления. 1987. № 7. С. 28-30.

33. Безруков В. И., Бриллиант М. Д. Электрокаплеструйная печать. Технические возможности и области применения // Полиграфия. 1985. № 12. С. 26-29.

34. Безруков В. И., Макарова JI. В. Краски для электрокаплеструйной печати // Полиграфическая промышленность: Экспресс-информация. М.: Книжная палата, 1988. Вып. 21/88. С. 9-14.

35. Безруков В.И., Нагорный B.C. Оптимизация каплеструйных выводных устройств ЭВМ // Изв. вузов СССР — Приборостроение. JL, 1980. Т. 23. № 7. С. 52-55.

36. Нагорный B.C., Безруков В.И. Анализ электрогидродинамического преобразователя с радиальными электрическим полем и потоком жидкости // Магнитная гидродинамика. 1978. № 2. С. 137-142.

37. Нагорный В. С., Безруков В. И. Элементы проектирования капле-струйных регистрирующих устройств // Изв. вузов СССР — Приборостроение. Л., 1981. № 3. С. 16-20.

38. Денисов A.A., Нагорный B.C., Безруков В.И. Характеристики электрогидродинамического каплеструйного регистрирующего устройства // Приборы и устройства струйной техники. Л.: Знание, ЛДНТП, 1980. С. 49-56.

39. Безруков В. И. Опыт проектирования струйных печатающих устройств с применением ЭВМ и моделирования // Приборы и устройства струйной пневмоавтоматики. Л.: Знание, ЛДНТП, 1983. С. 59-66.

40. Безруков В. И. Опыт разработки и внедрения струйных печатающих устройств в ЭВМ и множительных средствах оргтехники: Нагл, пособие. Л.: Знание, ЛДНТП, 1984.

41. Безруков В. И. Электрокаплеструйная технология: достижения, перспективы и проблемы // Электрокаплеструйная технология в реализации программы «Интенсификация-90». Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. С. 4-8.

42. Безруков В. И. Повышение производительности автоматического вывода графической информации при решении технологических задач холодной штамповки // Использование элементной базы ГАП в процессах холодной штамповки. Л.: Знание, ЛДНТП, 1984. С. 78-82.

43. Безруков В. И. Автоматизация изготовления технологической документации на базе струйной печати при подготовке группового производства // Современная технология и организация группового производства в машиностроении. Л.: Знание, ЛДНТП, 1983. С. 83-87.

44. Безруков В. И., Иванов Д. В. Экспериментальное исследование рабочих жидкостей для устройств электрокаплеструйной технологии // Методы и средства электрокаплеструйной технологии в ГПС, САПР и АСТПП. Л.: Знание, ЛДНТП, 1988. С. 49-56.

45. Безруков В.И., Костылев A.A. Экспериментальное исследование эмиссии капель в электростатическом поле // Методы и средства электрокаплеструйной технологии в ГПС, САПР и АСТПП. Л.: Знание, ЛДНТП, 1988. С. 65-71.

46. Безруков В. И., Костылев А. А. Фокусировка фонового аэрозольного факела при электростатическом монодиспергировании // Электрокаплеструйная технология в реализации программы «Интенсификация-90». Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. С. 48-51.

47. Безруков В. И., Иванов Д. В., Костылев A.A. Возможности применения электрокаплеструйной технологии в радиоэлектронной промышленности // Электрокаплеструйная технология в реализации программы «Интенсификация-90». Л.: Знание, ЛДНТП, 1989. С. 73-75.

48. Безруков В. И., Спиридонов В. Д., Суходолов Е. Ф. Разработка блока управления и усилителей для электрокаплеструйного модуля // Методы и средства электрокаплеструйной технологии в ГПС, САПР и АСТПП. Л.: Знание, ЛДНТП, 1988. С. 11-18.

49. Безруков В. И., Суходолов Е. Ф., Спиридонов В. Д. Разработка устройств контроля и диагностики для гибких автоматических элек-трокаплеструйных модулей // Оборудование и диагностика в гибких производственных системах. Л.: Знание, ЛДНТП, 1987. С. 26-30.

50. Безруков В.И., Нагорный B.C. Электрогидродинамические капле-струйньте регистрирующие устройства // Электронные и полупроводниковые преобразователи энергии, технической и биологической информации / XXIII конф.: Тез. докл. Томск, 1979. С. 83.

51. Безруков В. И., Спиридонов В. Д., Суходолов Е. Ф. Гибкий автоматический модуль для маркировки материалов, заготовок и изделий электрокаплеструйным методом: Нагл, пособие. Л.: Знание, ЛДНТП, 1987.

52. Электрокаплеструйный гибкий производственный модуль в радиоэлектронной промышленности: Нагл, пособие / Под научной ред. В.И.Безрукова. Л.: Знание, ЛДНТП, 1988.

53. Безруков В. И., Суходолов Е. Ф. Разработка систем управления полетом капель // Разработка методов и средств электрокаплеструйной технологии для гибких производственных систем. Л.: Знание, ЛДНТП, 1987. С. 5-7.

54. Безруков В.И., Костылев A.A. Устройства электрокаплеструйной технологии с эмиссией капель сильным электрическим полем // Разработка методов и средств электрокаплеструйной технологии для гибких производственных систем. JL: Знание, ЛДНТП, 1987. С. 8-11.

55. Безруков В. И., Иванов Д. В. Требования к физико-химическим характеристикам рабочих жидкостей устройств ЭКСТ // Разработка методов и средств электрокаплеструйной технологии для гибких производственных систем. Л.: Знание, ЛДНТП, 1987. С. 11-15.

56. Безруков В. И. Электрокаплеструйные технологии, приборы и установки: опыт исследования, разработки и внедрения // Методы и средства электрокаплеструйной технологии. Л.: Знание, ЛДНТП, 1990. С. 4-9.

57. Безруков В. И., Сыщиков Ю. В., Спиридонов В. Д. Расчет удельной емкости двумерных заряжающих систем и его экспериментальная проверка // Методы и средства электрокаплеструйной технологии. Л.: Знание, ЛДНТП, 1990. С. 28-37.

58. Безруков В.И., Выдрик A.A. Проблемы математического моделирования процессов электрокаплеструйной технологии. Л.: Знание, ЛДНТП, 1990. С. 65-68.

59. Безруков В. И. Инженерный центр «Электрокаплеструйная технология» предлагает технологии будущего // Методы и средства электрокаплеструйной технологии в народном хозяйстве. Л.: Знание, ЛДНТП, 1991. С. 3-7.

60. Безруков В. И., Григорьев А. И., Лазарянц А. Э., Сыщиков Ю. В. Синхронизация процесса электродиспергирования переменным электрическим полем V / VI Всесоюзное совещание по электрической обработке материалов: Тез. докл. Кишинев, 1990. С. 110-111.

61. Безруков В. И., Выдрик A.A. Исследование неоднородных электрических полей в отклоняющих системах электрокаплеструйных устройств / VI Всесоюзное совещание по электрической обработке материалов: Тез. докл. Кишинев, 1990. С. 182-183.

62. A.c. 1169868 (СССР). Способ печати / В. И. Безруков. Б.И., 1985, № 28.

63. A.c. 1290072 (СССР). Способ электризации капель водных чернил в генераторах капель / В. И. Безруков. — Б.И., 1987, № 6.

64. A.c. 1278250 (СССР). Способ регистрации летящих капель в устройствах электрокаплеструйной технологии / В.И.Безруков. — Б.И.,1986, № 47.

65. A.c. 1173184 (СССР). Способ бесконтактного измерения линейных размеров / В.И.Безруков, П. К. Блоков, А. Г. Корольчук, Л. Г. Муханин. Б.И., 1985, № 30.

66. A.c. 1386488 (СССР). Способ изготовления струйной каплепечатаю-щей головки / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов, Е.Ф.Суходолов.— Б.И., 1988, № 13.

67. A.c. 1716332 (СССР). Способ настройки генератора капель. В. И. Безруков, В. Д. Спиридонов, Е. Ф. Суходолов. — Б.И., 1992, № 8.

68. A.c. 1818941 (СССР). Способ электрокаплеструйной печати / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов, Е. Ф. Суходолов. — Пол. рент, от 26.12.86.

69. A.c. 1662021 (СССР). Способ изготовления рисунка проводящих и диэлектрических слоев микросхем / В. И. Безруков, Д. В. Иванов, В.Д.Спиридонов, Е.Ф.Суходолов. —Б.И., 1991, № 25.

70. A.c. 1736326 (СССР). Способ изготовления печатных плат / В. И. Безруков, С. Б. Герасимов, Д. В. Иванов и др. — Пол. реш. от 23.02.90.

71. A.c. 1839151 (СССР). Способ нанесения изображений / В. И. Безруков, С. В. Афанасьев. — Б.И., 1993, № 47-48.

72. A.c. 795978 (СССР). Способ регулирования плотности и толщины обводки каплеструйного регистрирующего устройства / А. А. Денисов, В.С.Нагорный, В.И.Безруков.-Б.И., 1981, № 2.

73. A.c. 845027 (СССР). Способ измерения давления / В.С.Нагорный, В. И. Безруков. -Б.И., 1981, № 25.

74. A.c. 873255 (СССР). Способ регистрации капель в устройствах струйной печати / В. С. Нагорный, В. И. Безруков. — Б.И., 1981, № 38.

75. A.c. 1292021 (СССР). Заряжающий электрод для устройства электрокаплеструйной печати / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов. — Б.И.,1987, № 7.

76. A.c. 1418569 (СССР). Гидравлическая система устройства управления электрокаплеструйной печатью / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов, Е.Ф. Суходолов.-Б.И., 1988. № 31.

77. A.c. 1442835 (СССР). Гидросистема для устройств электрокаплеструйной технологии / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов, Е. Ф. Суходолов, С. А. Хаеш. Б.И., 1988, № 45.

78. A.c. 1474470 (СССР). Электрокаплеструйное регистрирующее устройство / В.И.Безруков, В.А.Осминин, В.Д.Спиридонов, Е.Ф.Суходолов.-Б.И., 1989, № 15.

79. A.c. 1567392 (СССР). Устройство управления процессом электрокаплеструйной печати / В.И.Безруков, А. А. Костылев, В.Д.Спиридонов, Е.Ф.Суходолов и др. —Б.И., 1990, № 20.

80. A.c. 857713 (СССР). Генератор капель / В.С.Нагорный, В. И. Безруков.-Б.И., 1981, № 31.

81. A.c. 1352184 (СССР). Устройство для измерения длины, скорости и ускорения / В.И.Безруков, В.А.Иванов, В.Д.Спиридонов, Е. Ф. Суходолов. Б.И., 1987, № 42.

82. A.c. 1250847 (СССР). Устройство для измерения перемещений / JI. Г. Муханин, П. А. Галайдин, Л.А.Шахматов, В.И.Безруков.— Б.И., 1986.

83. A.c. 1430755 (СССР). Стробоскопическое устройство / В. И. Безруков, В.Д.Спиридонов, Е.Ф.Суходолов.-Б.И., 1988, № 38.

84. A.c. 1483263 (СССР). Стробоскопическое устройство / В. И. Безруков, В.Д.Спиридонов, Е.Ф.Суходолов.-Б.И., 1989, № 20.

85. A.c. 1422642 (СССР). Краска для электрокаплеструйной печати и маркировки / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов, Е.Ф.Суходолов.— Б.И., 1988, ДО 33.

86. A.c. 1680578 (СССР). Устройство электрокаплеструйной технологии / В. И. Безруков, Е. Ф. Суходолов, В. Д. Спиридонов. — Б.И., 1991, № 36.

87. A.c. 1716331 (СССР). Генератор капель для электрокаплеструйной печати / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов, Е. Ф. Суходолов. — Б.И., 1992, № 8.

88. Патент 1817758 (СССР). Пневмогидросистема для электро-каплеструйных устройств / В.И.Безруков, Е.Ф. Суходолов, В. Д. Спиридонов.-Б.И., 1993, № 19.

89. Заявка 4295181/27 (СССР). Машина для резки и разметки / В. И. Безруков, В. Д. Спиридонов, Е. Ф. Суходолов и др. — Пол. реш. от 31.01.92.

90. A.c. 1682039 (СССР). Способ получения металлических порошков и устройство для его осуществления / В. И. Безруков, В. Д. Спиридонов и др.-Б.И., 1991, № 37.

91. A.c. 1757218 (СССР). Краска для электрокаплеструйной печати / В. И. Безруков и др. —1992.

92. Пат. 45966 РФ на промышленный образец. Маркиратор электрокапле-струйный / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов. Приоритет от 27.02.98.

93. Пат. 46732 РФ на промышленный образец. Электрокаплеструй-ный маркиратор / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов. Приоритет от 07.08.98.

94. Пат. 48840 РФ на промышленный образец. Маркиратор электрокапле-струйный / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов. Приоритет от 07.12.99.

95. Пат. 2196317 РФ. Способ измерения вязкости жидкости и устройство для его осуществления. (Приоритет 28.12.2000г.) / В.И.Безруков, В. Д. Спиридонов.-Б.И., 2003, № 1.

96. Пат. 2197717 РФ. Гидросистема электрокаплеструйного принтера и ловушка неиспользованных капель для гидросистемы электрокаплеструйного принтера. (Приоритет 29.12.2000г.) / В.И.Безруков, В.Д.Спиридонов. —Б.И., 2003, № 3.

97. Денисов A.A., Нагорный B.C. Пневматические и гидравлические устройства автоматики. М.: Высш. шк., 1978. 214 с.

98. Денисов А. А., Нагорный В. С., Телемтаев М. М., Воеводин В. П. АСУ процессами дозирования. Л.: Машиностроение, 1985. 223 с.

99. Нагорный В. С., Денисов А. А. Устройства автоматики гидро- и пнев-мосистем. М.: Высш. шк., 1991. 367 с.

100. Нагорный В. С. Электрофлюидные преобразователи. Л.: Судостроение, 1987. 251 с.

101. Нагорный В. С. Электрокаплеструйные регистрирующие устройства. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. 269 с.

102. Нагорный B.C., Левченко Ю.А. Электрокаплеструйная автоматика в производстве химических нитей. СПб.: Политехника, 2001. 231 с.

103. Григорьев А. И. Капиллярные электрогидродинамические неустойчивости в дисперсных системах. Автореф. . дис. докт. физ.-мат. наук. Одесса, 1991. 32 с.

104. Ширяева С. О. Релаксационные и дисперсионные явления в капиллярных электростатических неустойчивостях и электродиспергирование жидкостей. Автореф. дис. . .докт. физ.-мат. наук. М., 1996. 32 с.

105. Саранин В. А. Электрогидродинамика: устойчивость равновесия, зарядка и конвекция жидких масс в электрических полях. Автореф. дис. .докт. физ.-мат. наук. Пермь, 1999. 31 с.

106. Алиев И. Н. Возмущения и неустойчивости поверхности проводящей среды в электрическом поле. Автореф. дис. . докт. физ.-мат. наук. М., 1997. 30 с.

107. Болога А. М. Генерирование и использование водных заряженных аэрозолей. Автореф. дис. . .докт. техн. наук. Кишинев, 1998. 40 с.

108. Монодиспергирование веществ: принципы и применение / Под ред. В.А.Григорьева. М.: Энергоатомиздат, 1991. 331 с.

109. Клименко А. В. Разработка методов расчета и решения характерных задач теплообмена в потоках монодисперсных капель. Автореф. . .дис. докт. техн. наук. М., 1990. 40 с.

110. Блаженков В. В. Тепло- и электрофизические основы генерации и транспорта потоков монодисперсных макрочастиц. Автореф. дис. . докт. техн. наук. М., 1992. 40 с.

111. Власов В. В. Векторно-энергетический анализ и синтез электрогидродинамических и высоковольтных усилителей мощности в системах управления. Автореф.дис. .докт. техн. наук. Л., 1991. 39 с.

112. Колесниченко А. Ф. Технологические МГД установки и процессы. Киев: Наук, думка, 1980. 190 с.

113. Колесниченко А. Ф., Лысак Н.В. Численное моделирование нестационарных свободных границ проводящей жидкости. Киев: АН УССР, 1985. 38 с.

114. Капиллярные МГД течения со свободными границами / А. Ф. Колесниченко, И. В. Казачков, В.О.Водянюк, Н.В. Лысак. Киев: Наук, думка, 1988. 176 с.

115. Контуш С.М. Поверхностные явления в физике водных грубодис-персных аэрозолей. Автореф. дис. .докт. физ.-мат. наук. Л., 1987. 31 с.

116. Основы электрогазодинамики дисперсных систем / И. П. Верещагин, В. И. Левитов, Г. 3. Мирзабекян, М.М.Пашин. М.: Энергия, 1974. 480 с.

117. Бриллиант М.Д., Елимелех И. М. Струйная техника в печатных и отделочных процессах. М.: Книга, 1982. 184 с.

118. Печатающие устройства / Н. Н.Савета, Л. М. Хохлов, Б. С. Брикман и др. М.: Машиностроение, 1977. 246 с.

119. Шкадов В. Я., Запрянов З.Д. Течение вязких жидкостей. М.: МГУ, 1984. 200 с.

120. Рэлей Дж. Теория звука. М.: Гостехиздат, 1955. Т.2. 475 с.

121. Вебер К. Распад струи жидкости // Двигатели внутреннего сгорания: Сб. науч. тр. ОНТИ НКТП СССР. 1936. Т.1. С.25-54.

122. Демирчан К. С. Моделирование магнитных полей. Л.: Энергия, 1973. 283 с.

123. Поль Р. Механика, акустика и учение о теплоте. М.: Наука, 1971. 480 с.

124. Поль Р. Учение об электричестве. М.: Наука, 1962. 516 с.

125. Остроумов Г. А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. Физические основы электрогидродинамики. М.: Наука, 1979. 320 с.

126. Рубашов И. Б., Бортников Ю. С. Электрогазодинамика. М.: Атомиз-дат, 1971.

127. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным управлениям. М.: Наука, 1971. 576 с.

128. Залманзон Л. А. Теория элементов пневмосистем. М., 1969.

129. Залманзон Л. А. Специализированные аэрогидродинамические системы автоматического управления. М.: Наука, 1978. 464 с.

130. Казакова Е. А. Гранулирование и охлаждение азотосодержащих удобрений. М.: Химия, 1980.

131. Мечетннер Б.Х. Методы расчета и конструирования инструментов для ультразвуковой обработки. М.: ЭНИМС, 1963.

132. Бетчелор Дж. Введение в динамику жидкостей. М.: Наука, 1973.

133. Попов Е.П. Автоматическое регулирование. М.: Наука, 1959. 296 с.

134. Кухлинг X. Справочник по физике. М.: Мир, 1982. 519 с.

135. Тамм И. Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1976. 616 с.

136. Гидравлика и гидропривод / В. Г. Гейер, В.С.Дулин, А. Г. Боруменский, А. Н. Заря. М.: Недра, 1981. 295 с.

137. Сухоруков В. В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах. М.: Энергия, 1975. 150 с.

138. Динкель В. Г., Баширова Н. М. Электролитические дозаторы жидкости. М.: ВНИИ ОЭНГ, 1986.

139. Beuhner W.L., Hill D.J., Williams Т.Н. Application of Ink Jet Technology to a Word Processing Output Printer // IBM Journal of research and development. 1977. V. 21. JV* 1. P. 2-9.

140. Bogy D.B. Break-Up of a Liquid Jet: Second Perturbation Solution for One-Dimensional Cosserat. Theory // IBM Journal of research and development. 1979. V. 23. № 1. P. 87-92.

141. Bogy D.B., Talke F.E. Experimental and Theoretical Study of Wave Propagation Phenomena in Drop-on-Demand Ink Jet Devices // IBM Journal of research and development. 1983. V. 27. № 2. P. 171-180.

142. British journal of photography. 1982. № 14. P. 357, 363.

143. Bruce C. A. Dependence of Ink Jet Dynamics on Fluid Characteristics // IBM Journal of research and development. 1976. V. 20. № 3. P. 258-270.

144. Bugdayci N., Bogy D.B., Talke F.E. Axisymmetric Motion of Radially Polarized Piezoelectric Cylinders Used in Ink Jet Printing // IBM Journal of research and development. 1983. V. 27. № 2. P. 171-180.

145. Darling R. H., Lee C.H., Kuhn L. Multiple-Nozzle Ink-Jet Printing Experiment // IBM Journal of research and development. 1984. V. 28. № 3. P. 300-306.

146. Hertz E. H., Meyer R. Aufseichnungsvor-richtung (Agfa-Gevalrt A G), OS 2147934 (BRD) // Anm. 25.09.1971, 29.03.1973.

147. Johnson S. H. Ink-Jet Printing System—An Analytical Computer Model // IEEE Transactions on Industry Applications. 1976. № 3. P. 294-305.

148. Kamphoefner F.J. Ink Jet Printing // IEEE Transactions on electron devices. 1972. № 4. P. 584-593.

149. Keur R. I., Stone J. J. Some Effects of Fluid jet Dynamics on Ink Jet Printing // IEEE Transactions on Industry Applications. 1976. January/February. P. 86-90.

150. Kraus H., Wismuller S. Sicograph, Ausgabeterjinal ft»r flachenhafte Farbdar stellungen // Siemens Zeitschrift. 1975. № 1. S. 34-40.

151. Kyser E. L., Collins L. F., Herbert H. Design of an Impulse Ink Jet //J. Appl. Photogr. Eng. 1981. № 7. P.73-79.

152. Lee F.C., Mills R.N., Talke F.E. The Application of Drop-on-Demand Ink Jet Technology to Color Printing // IBM Journal of research and development. 1984. V. 28. № 3. P. 307-313.

153. Levanovi M. Study of Fluid Flow through Scaled-up Ink Nozzles // IBM Journal of research and development. 1977. V. 21. № 1. P. 56-68.

154. Procedes nimpression dans les Imprimantes rapides pour ordinateurs: III-Les imprimantes sans frappe // Ingenieurs Techniciens. 1971. Sept. № 256. P.15.

155. Stemme E, Larson S. G. The piezoelectric capillary injecktor — a new hydrodynamic method for dot pattern generation // IEEE Trans. Electron. Devices. 1973. V. 20. № 1. P. 14-19.

156. Sweet R. G. High-Frequency Oscillography with Electrostatically Deflected Ink-Jet // Stanford Electronics Laboratories Technical Report. 1964; Stanford University. March. Л* 1. 1972. P. 11.

157. Zalewski E.W. Electrostatic Ink-Jet Printing // IEEE IAS Annu Meet. Pap 10-th Annu. Meet. New York. 1975. P. 19-23.

158. Свидетельство 103942 СССР на товарный знак. Электрокаплеструй-ные маркировочные аппараты / Правообладатель Институт ЭКСТ (ген. директор В.И.Безруков). Приоритет от 13.06.91.

159. Свидетельство 154278 РФ на товарный знак. Электрокаплеструй-ные аппараты / Правообладатель Институт ЭКСТ (ген. директор В. И. Безруков). Приоритет от 22.11.95.

160. Сертификат соответствия Госстандарт РФ JV® РОС RU/ME48. В00611. Маркираторы электрокаплеструйные ЭКСТ. Срок действия 31.07.00-31.07.03. Изготовитель Институт ЭКСТ (ген. директор В. И. Безруков).

161. Заявка № 2002114218/12 (015044) РФ. Гидросистема электрокапле-стуйного принтера и ее элементы. / В. И. Безруков, В. Д. Спиридонов. (Приоритет 27.05.2002 г., полож. реш. Роспатента о выдаче патента от 11.02.2003 г.)

162. Заявка № 2001502190/49 (033138) РФ на промышленный образец. Электрокаплеструйный маркиратор / В. И. Безруков, В.Д.Спиридонов. (Приоритет 13.11.2001г., полож. pera. Роспатента о выдаче патента от 02.10.2002 г.)