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 защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб (RU № 206603, B05B13/06 от 30.04.2021), состоящее из подводящей трубки, соединяемой с распределительной головкой посредством радиального подшипника, установленного внутренним кольцом по прессовой посадке на подводящей трубке и наружным кольцом по скользящей посадке в корпусе распределительной головки и закрываемого крепежной крышкой. На подводящей трубке с одной стороны, для предотвращения утечек, установлен сальник, а с другой, посредством резьбового соединения, установлена соединительная муфта, служащая для наращивания подводящей трубки по длине путем подсоединения дополнительных подводящих трубных сегментов, на которые устанавливается центрирующий механизм, состоящий из корпуса, фиксирующийся на подводящем трубном сегменте посредством двух винтов. Во втулках, жестко соединенных с корпусом и расположенных под углом 120° относительно друг друга, установлены, с возможностью регулировки по длине вылета в зависимости от диаметра трубы, оси с роликами на концах. По периметру распределительной головки, по резьбовому соединению, установлены заглушки и выводящие трубки, на которых, по резьбовому соединению, устанавливаются муфты, служащие для наращивания выводящих трубок по длине путем подсоединения дополнительных выводящих трубных сегментов, на концах которых, по резьбовому соединению, крепится обратный клапан, состоящий из клапана, пружины и ограничителя. К обратному клапану крепится механизм распыления, состоящий из сопла, установленного в корпусе с выполненными по его периметру перфорированными отверстиями.
Недостатком приведенного выше устройства для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб, взятого за прототип, является низкая эксплуатационная надежность и низкое качество наносимого покрытия вследствие наличия сальникового уплотнения. Наличие высокого момента трения сальникового уплотнения создает условие для повышения рабочего давления в системе, что приводит к перерасходу рабочей жидкости и дополнительной нагрузке на герметизирующие узлы. Сальниковые уплотнения быстро изнашиваются и к тому же допускают в процессе эксплуатации так называемую гарантированную утечку, что неизбежно приведет к проникновению в зону покраски и в рабочую зону подшипника рабочей жидкости, что вызовет в дальнейшем как  неравномерности в нанесении защитно-декоративного слоя на внутренней поверхности трубы, так и неравномерности в работе подшипникового узла, с высоковероятным последующим его заклиниванием вследствие накопления и застывания рабочей жидкости на поверхностях трения качения подшипника.
Цель полезной модели – улучшение эксплуатационных показателей устройства для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества наносимого покрытия и повышение надежности работы устройства для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб.
Технический результат достигается тем, что устройство для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб состоит из подводящей трубки, распределительной головки, соединительных муфт, центрирующего механизма, подводящих/выводящих трубных сегментов, обратного клапана и механизма распыления, при этом устройство  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, отличающееся тем, что на подводящей трубке, со стороны крепления распределительной головки, установлено многоступенчатое магнитожидкостное уплотнение, состоящее из постоянного магнита, магнитопровода с концентраторами и магнитной жидкости.
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, на Фиг 4 - общий вид магнитожидкостного уплотнения 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 смонтировано многоступенчатое магнитожидкостное уплотнение, состоящее из постоянного магнита 5, магнитопровода с  концентраторами 6 и магнитной жидкости 7, а с другой, посредством резьбового соединения, установлена соединительная муфта 8, служащая для наращивания подводящей трубки по длине путем подсоединения дополнительных подводящих трубных сегментов 9, на которые устанавливается центрирующий механизм, состоящий из корпуса 10 (Фиг. 1), фиксирующийся на подводящем трубном сегменте 9 посредством двух винтов 11. Во втулках 12, жестко соединенных с корпусом 10 и расположенных под углом 120° относительно друг друга, установлены, с возможностью регулировки по длине вылета в зависимости от диаметра трубы, оси 13 с роликами 14 на концах. По периметру распределительной головки 2 (Фиг.3), по резьбовому соединению, установлены заглушки 15 и выводящие трубки 16, на которых, по резьбовому соединению, устанавливаются муфты 17, служащие для наращивания выводящих трубок по длине путем подсоединения дополнительных выводящих трубных сегментов 18, на концах которых, по резьбовому соединению, крепится обратный клапан 19, состоящий из клапана 20, пружины 21 и ограничителя 22. К обратному клапану крепится механизм распыления, состоящий из сопла 23, установленного в корпусе 24 с выполненными по его периметру перфорированными отверстиями 25.
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 9 по длине трубы и трубных сегментов 18 по диаметру. Одновременно по диаметру трубы настраивают и оси 13 с расположенными на них роликами 14. После устройство помещается вовнутрь трубы с расчетом, что покрытие будет наноситься на ее поверхность по направлению вслед за роликами. Рабочая жидкость под рабочим давлением через подводящий трубный сегмент 9 (или набор подводящих трубных сегментов в зависимости от длины окрашиваемой трубы) и подводящую трубку 1 подается в распределительную головку 2. Магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 5, создает между магнитопроводом с концентраторами 6 и подводящей трубкой 1 магнитное поле, которое образует и удерживает кольцевой слой магнитной жидкости на вращающейся поверхности подводящей трубки 1. Многоступенчатая герметизация повышает удерживающее давление магнитожидкостного уплотнения, при этом обладая малым коэффициентом трения. Сквозь каналы распределительной головки 2 рабочая жидкость попадает в выводящие трубки 16 и далее, пройдя через выводящие трубные сегменты 18  (или набор выводящих трубных сегментов в зависимости от диаметра окрашиваемой трубы), доходит до обратных клапанов 19. Наличие обратных клапанов позволяет осуществлять пассивный контроль создаваемого рабочего давления в системе на выходе в не 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 22, 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 23. Приобретя ускорение, за счет местного сужения выходной части сопла, она попадает в расширяющийся воздушный конусный канал корпуса 24, 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 25 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.