Устройство для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве устройства для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб различной длины и диаметра.
Известно устройство для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность изделий типа труб (RU №2029635, В05В 13/06, от 07.08.1991) содержащее емкость для материала покрытий, распылители, отверстия с пробкой для заливки материала покрытий в емкость, лопасти, ролики, изготовленные из магнитомягкого материала и установленные на внешней поверхности емкости на осях с возможностью вращения. На наружной поверхности трубы установлен корпус, в котором размещены электромагниты, обмотки которых подключены к источнику переменного тока, создающему вращающееся электромагнитное поле.
Недостатком приведенного выше устройства является сложность конструкции, требующая для своей работы дополнительных затрат энергии. Отсутствие подвода материала покрытия к емкости, что требует постоянного контроля его уровня. Отсутствие механизма ограничения расхода материала покрытия через распылители и системы запирания распылителей для предотвращения вытекания материала покрытия под действие гравитационной составляющей. Ограниченность установки по материалу окрашиваемых труб.
Известно устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб (SU №1242258, В05В 13/06, от 11.01.1985) содержащее привод вращения и осевого перемещения трубы, расположенную соосно трубе штангу и установленные на ней патрубок подачи распыляемого материала с блоком сопел и диск.
Недостатком приведенного выше устройства является отсутствие в его конструкции механизма регулировки для обработки труб большего диаметра. Обработка осуществляется вращением и перемещением трубы по оси за счет внешнего привода, что требует затрат на установку и настройку дополнительного оборудования, уменьшая уровень ее мобильности и увеличивая занимаемую ей площадь.
Наиболее близким по технической сущности прототипом является устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб (SU №1558501, В05В 13/06, от 25.04.1988) содержащее манжету, установленную на корпусе перпендикулярно его продольной оси, тормозное устройство, горизонтальную перегородку, разделяющую корпус на верхнюю и нижнюю полости и питающую трубку, установленную в емкости. Верхняя полость на одном конце корпуса выполнена открытой и обращена к источнику подачи сжатого воздуха, а на другом его конце сообщена с нижней полостью. Нижняя полость сообщена с верхним концом питающей трубки и распылительной головкой, выполненной с Г-образными выпускными трубками, расположенными в плоскости вращения распылительной головки.
Недостатком приведенного выше устройства является необходимость создания внутри обрабатываемой трубы избыточного воздушного давления для перемещения устройства, что приводит к необходимости ее герметизации с величиной создаваемого избыточного давления достаточного для преодоления трения скольжения, создаваемого фрикционным элементом и манжетой и трения качения, создаваемого опорными колесами.
Неравномерность и низкое качество наносимого покрытия из-за скольжения манжеты по нанесенному слою покрытия во время работы и наличия тормозного устройства с фрикционным элементом, скользящим по внутренней поверхности трубы, что может привести как к неравномерности перемещения устройства, вследствие наличия неровностей на поверхности трубы, так и к заклиниванию устройства в процессе работы.
Отсутствие изоляции подшипников от контакта с материалом покрытия, что приведет к быстрому выходу из строя распылительной головки.
Отсутствие регулировки опорных колес в зависимости от диаметра обрабатываемой трубы.
Необходимость постоянного контроля уровня материала покрытия в емкости из-за отсутствия его подвода в процессе работы.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества наносимого покрытия.
Технический результат достигается тем, что устройство для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб состоящее из подводящей трубки, распределительной головки, соединительных муфт, центрирующего механизма, подводящих/выводящих трубных сегментов, обратного клапана и механизма распыления согласно полезной модели, оно выполнено сборно-разборным с возможностью наращивания геометрических параметров как по длине, посредством муфтового соединения дополнительных подводящих трубных сегментов, обеспечивающих подачу рабочей жидкости до распределительной головки, так и по диаметру, посредством муфтового соединения дополнительных выводящих трубных сегментов, соединяемых одним концом с выводящими трубками, установленными в распределительной головке со смещением к ее оси вращения, при этом выводящие трубные сегменты обеспечивающие подачу рабочей жидкости до устанавливаемых на их противоположных концах обратных клапанов со встроенными в них ограничительными элементами, служащими для пассивной регулировки давления рабочей жидкости на входе в механизмы распыления с образованием на их выходе реактивным моментом, обеспечивающим вращательное движение
распределительной головки.
На Фиг. 1 изображен общий вид установки. На Фиг. 2 общий вид установки в продольном разрезе. На Фиг. 3 общий вид установки в поперечном разрезе.
Устройство состоит из подводящей трубки 1 (Фиг. 2) соединяемой с распределительной головкой 2 посредством радиального подшипника 3 установленного внутренним кольцом по прессовой посадке на подводящей трубке 1 и наружным кольцом по скользящей посадке в корпусе распределительной головки 2 и закрываемого крепежной крышкой 4. На подводящей трубке 1 с одной стороны, для предотвращения утечек, установлен сальник 5, а с другой, посредством резьбового соединения, установлена соединительная муфта 6 служащая для наращивания подводящей трубки по длине путем подсоединения дополнительных подводящих трубных сегментов 7 на которые устанавливается центрирующий механизм состоящий из корпуса 8 (Фиг. 1), фиксирующийся на подводящем трубном сегменте 7 посредством двух винтов 9. Во втулках 10, жестко соединенных с корпусом 8 и расположенных под углом 120° относительно друг друга, установлены, с возможностью регулировки по длине вылета в зависимости от диаметра трубы, оси 11 с роликами 12 на концах. По периметру распределительной головки 2 (Фиг. 3), по резьбовому соединению, установлены заглушки 13 и выводящие трубки 14, на которых, по резьбовому соединению, устанавливаются муфты 15, служащие для наращивания выводящих трубок по длине путем подсоединения дополнительных выводящих трубных сегментов 16, на концах которых, по резьбовому соединению, крепится обратный клапан 17, состоящий из клапана 18, пружины 19 и ограничителя 20. К обратному клапану крепится механизм распыления состоящий из сопла 21 установленного в корпусе 22 с выполненными по его периметру перфорированными отверстиями 23.
Устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб работает следующим образом. В зависимости от геометрических размеров трубы, осуществляется надстройка установки путем установки дополнительных трубных сегментов 7 по длине трубы и трубных сегментов 16 по диаметру. Одновременно, по диаметру трубы, настраивают и оси 11 с расположенными на них роликами 12. После устройство помещается во внутрь трубы с расчетом, что покрытие будет наноситься на ее поверхность по направлению вслед за роликами. Рабочая жидкость, под рабочим давлением, через подводящий трубный сегмент 7 (или набор подводящих трубных сегментов в зависимости от длины окрашиваемой трубы) и подводящую трубку 1 подается в распределительную головку 2. Сквозь каналы распределительной головки 2 рабочая жидкость попадает в выводящие трубки 14 и далее, пройдя через выводящие трубные сегменты 16 (или набор выводящих трубных сегментов в зависимости от диаметра окрашиваемой трубы), доходит до обратных клапанов 17. Наличие обратных клапанов позволяет осуществлять пассивный контроль создаваемого рабочего давления в системе на выходе вне зависимости от длины монтируемых/демонтируемых подводящих и выводящих трубных сегментов, которые влияют на суммарные гидравлические потери. При недостаточном рабочем давлении в системе обратный клапан исключит запуск установки. Ограничитель 20, установленный в обратном клапане, служит для ограничения величины открытия клапана в случае превышения рабочего давления в системе, что влияет на отсутствие перерасхода рабочей жидкости и стабильность технологического процесса покрытия, в частности, при отработанном процессе синхронизации цикла нанесения покрытия (частоты вращения распределительной головки) со скоростью перемещения самой установки вдоль оси трубы. Через обратный клапан рабочая жидкость попадает в сопло 21. Приобретя ускорение, за счет местного сужения выходной части сопла, она попадает в расширяющийся воздушный конусный канал корпуса 22, где происходит замедление скорости ее истечения за счет всевозрастающего давления, с одновременным образованием мелкодисперсной газокапельной смеси вследствие смешения рабочей жидкости с пассивным воздушным потоком поступающим в корпус через перфорированные отверстия 23 за счет возникающего разрежения внутри воздушного канала корпуса при истечении рабочей жидкости из сопла. Возникающая на выходе из механизма распыления реактивная сила придает распределительной головке 2, за счет установки выводящих трубок со смещением (с плечом) к оси вращения, вращательное движение, что в совокупности с механизмом распыления и движения установки вдоль оси трубы, позволяет получать равномерное покрытие по всей длине трубы или на ее локализованном участке. После окончания цикла обработки и сброса рабочего давления, обратные клапаны, срабатывая и запирая выводящие трубные сегменты, предотвращают вытекание остатков рабочей жидкости под действием гравитационной составляющей, исключая нецелевой расход и образование локальных неравномерностей на нанесенном покрытии.
Технический результат достигается благодаря тому, что устройство сделано сборно/разборным, с возможностью увеличения/уменьшения его габаритных размеров путем установки/снятия дополнительных трубных сегментов различных типоразмеров посредством соединительных муфт, как по длине, так и по диаметру в зависимости от размеров обрабатываемых труб. Распределительная головка 2, установленная на подводящей трубке 1 на радиальном подшипнике 3, выполнена с возможностью вращения за счет возникающей реактивной силы создаваемой рабочей жидкостью на выходе из механизмов распыления расположенных с обратными клапанами 17 на выводящих трубках, которые крепятся по периметру распределительной головки 2 со смещением (с плечом) к оси вращения. Обратный клапан 17 с ограничительным элементом внутри, функционально обеспечивает постоянство расхода рабочей жидкости вне зависимости от величины превышения рабочего давления в системе, одновременно предохраняя устройство как от срабатывания в случае недостаточного уровня рабочего давления, так и от вытекания материала покрытия под действием гравитационной составляющей после сброса рабочего давления в системе по окончанию цикла обработки.
Это достигается за счет реализации в установке принципа универсальности путем частичной унификации деталей, используемых для надстройки конструкции с целью изменения ее геометрических параметров, с введением в конструкцию дополнительных ограничительных элементов пассивного контроля создаваемого в установке давления способствующих динамической стабилизации выходных характеристик истечения рабочей жидкости на обрабатываемую поверхность.