УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ
SURFACE CLEANER

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для очистки поверхностей изделий, а, более конкретно, к устройствам для очистки поверхностей изделий ракетно-космической техники в процессе их изготовления, хранения и наземной подготовки.
Необходимым условием обеспечения высокой надежности изделий ракетно-космической техники является обеспечение их чистоты при изготовлении и наземной подготовке. Это связано с тем, что металлические загрязняющие частицы могут вызвать короткие замыкания в электрических цепях. Пыль и грязь на поверхности изделий способствуют возникновению коррозии и микробных загрязнений. Попадание же ворсинки от одежды оператора на поверхность фланцевого стыка может привести к потере герметичности изделия.
Известно устройство для очистки наружных поверхностей изделий путем дождевания, содержащее моечную камеру с форсунками и размещенную в моечной камере платформу с закрепленным на ней очищаемым изделием (емкостью) и снабженную поворотным устройством (см., например, «Технология сборки и испытаний космических аппаратов» под редакцией. И.Т. Белякова и И.А. Зернова, г. Москва, «Машиностроение», 1990 г., стр.251). Однако для многих изделий ракетно-космической техники очистка поверхностей с использованием чистящих жидкостей недопустима принципиально. Это относится к таким изделиям ракетно-космической техники как, например, панели солнечных батарей, приборные блоки, электрические платы и т.д. Попадание чистящей жидкости на поверхности таких изделий либо полностью выведет их из строя, либо снизит их срок службы и технические возможности.
Поэтому для таких изделий (элементов) ракетно-космической техники используются устройства сухой очистки поверхностей.
Так, например, известно устройство для очистки поверхностей изделий, содержащее щетку, штанга которой снабжена чистящими нитями. Оператор путем трения щеткой очищаемых поверхностей изделий обеспечивает отделение механических частиц от очищаемых поверхностей изделий (см. например, «Инструкция по охране труда для уборщиков производственных и бытовых помещений», ИН-16, ПО «Полет» - филиал ГКНПЦ имени М.В. Хруничева, г. Омск, 2011 г., стр.6).
Недостатками данного устройства для очистки поверхностей изделий являются:
- значительные физические нагрузки на оператора в процессе выполнения очистки поверхностей изделий (к щетке прикладываются значительные физические усилия);
- возможность повторного загрязнения ранее очищенных поверхностей изделий (механические частицы после их отделения от участка очищаемой поверхности изделия будут осаждаться на изделие, пол и стены помещения);
- неполная очистка поверхностей изделий (часть механических загрязнений малых размеров останутся незахваченными чистящими нитями щетки);
- возможность механических повреждений очищаемых поверхностей изделий в процессе очистки.
Известно также устройство для очистки поверхностей изделий, содержащее щетку, штанга которой снабжена чистящими нитями и закреплена на выходном валу механизма вращения, установленного в несущем корпусе, снабженном рукояткой и кнопкой управления механизма вращения (см. например, журнал «Центр уникальных товаров», №630, 2009 г., стр.12). Наличие в составе устройства механизма вращения обеспечивает снижение потребных физических усилий со стороны оператора в процессе выполнения очистки поверхностей изделий.
Недостатком же данного устройства для очистки поверхностей изделий является то, что при обработке локального участка поверхности изделия происходит очистка непосредственно данного участка поверхности изделия от механических частиц (отрыв частиц от поверхности изделия) с одновременным автономным перемещением этих механических частиц в окружающем воздухе и последующим их осаждением либо на пол помещения либо на участки очищаемой поверхности изделия (вплоть до повторного загрязнения только что очищенного участка поверхности изделия). Таким образом, данное устройство не позволяет достичь высокой степени очистки поверхностей изделий и, кроме того, требует проведения дополнительной уборки пола и стен помещения (от осаждаемых механических частиц) и проведения неоднократной очистки одного и того же локального участка изделия. При этом даже использование в зоне очистки всасывающих устройств не исключает осаждения загрязняющих механических частиц на пол, стены помещения и очищаемую поверхность изделия. Кроме того, не исключается возможность механических повреждений очищаемых поверхностей изделий в процессе очистки.
Задачей (целью) предполагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей (повышение степени очистки поверхностей изделий) и повышение эксплуатационных характеристик (исключение механических повреждений очищаемых поверхностей изделий в процессе очистки) устройства для очистки поверхностей изделий.
Поставленная задача (цель) достигается тем, что на несущем корпусе соосно выходному валу механизма вращения закрепляется переходная втулка с установленным на ней посредством фиксаторов рабочим стаканом, выполненным из электризующегося неметаллического материала и охватывающим щетку. Чистящие нити контактируют с внутренней поверхностью рабочего стакана и выполняются из упругого неметаллического материала. На рабочем стакане закрепляется надетый на него снаружи сменный полиэтиленовый чехол, контактирующий с внешней поверхностью рабочего стакана. Габариты устройства таковы, что проекция рабочего стакана на плоскость, перпендикулярную продольной оси выходного вала, охватывает проекцию на эту плоскость несущего корпуса. Сменный полиэтиленовый чехол закрепляется на рабочем стакане посредством быстросъемной стяжной ленты, установленной в кольцевой канавке, выполненной на внешней поверхности рабочего стакана. При вращении выходного вала за счет скольжения (трения) чистящих нитей по внутренней поверхности рабочего стакана на его внутренней поверхности возникают электрические заряды, создающие в окружающем пространстве электростатическое поле определенной величины. Наличие электростатического поля обеспечивает притяжение загрязняющих частиц к внешней поверхности сменного полиэтиленового чехла, надетого на рабочий стакан.
Предлагаемое устройство поясняется на фиг.1-5.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого устройства.
На фиг.2 показан вид А согласно фиг.1.
На фиг.3 изображен выносной элемент Б согласно фиг.1.
На фиг.4 представлен выносной элемент В согласно фиг.1.
На фиг.5 показана объемная модель предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство для очистки поверхностей изделий содержит щетку 1 (фиг.5), штанга 2 (фиг.1) которой снабжена чистящими нитями 3 и закреплена (элементы крепления на фиг. условно не показаны) на выходном валу 4 механизма вращения (на фиг. условно не показан), установленного в несущем корпусе 5. Несущий корпус 5, снабжен рукояткой 6 и пультом (кнопкой) 7 управления механизма вращения (на фиг. условно не показан). На несущем корпусе 5 соосно выходному валу 4 механизма вращения (на фиг. условно не показан) закреплена (элементы крепления на фиг. условно не показаны) переходная втулка 8 с установленным на ней посредством фиксаторов 9 (фиг.4) рабочим стаканом 10 (фиг.1, 4), выполненным из электризующегося неметаллического материала. Рабочий стакан 10 охватывает щетку 1. Чистящие нити 3 штанги 2 контактируют с внутренней поверхностью 11 (фиг.1) рабочего стакана 10 и выполнены из упругого неметаллического материала. На рабочий стакан 10 снаружи надет сменный полиэтиленовый чехол 12, контактирующий с внешней поверхностью 13 (фиг.3) рабочего стакана 10. Сменный полиэтиленовый чехол 12 закреплен на рабочем стакане 10 посредством быстросъемной стяжной ленты 14 (фиг.3, 5), установленной в кольцевой канавке 15 (фиг.3, 4), выполненной на внешней поверхности 13 рабочего стакана 10. Проекция рабочего стакана 10 на плоскость, перпендикулярную продольной оси выходного вала 4, охватывает (фиг.2) проекцию на эту плоскость несущего корпуса 5.
Сборка предлагаемого устройства проводится следующим образом.
На несущий корпус 5 соосно выходному валу 4 механизма вращения (на фиг. условно не показан) закрепляется (элементы крепления на фиг. условно не показаны) переходная втулка 8. На выходном вале 4 механизма вращения (на фиг. условно не показан) крепится (элементы крепления на фиг. условно не показаны) штанга 2 щетки 1, снабженная чистящими нитями 3. К переходной втулке 8 посредством фиксаторов 9 (расположенных по окружности) крепится рабочий стакан 10, охватывающий щетку 1. На рабочий стакан 10 надевается сменный полиэтиленовый чехол 12 и крепится к нему посредством быстросъемной стяжной ленты 14, прижимающей сменный полиэтиленовый чехол 12 к внешней поверхности 13 рабочего стакана 10. Быстросъемная стяжная лента 14 может быть выполнена, например, в виде эластичного резинового кольца, для фиксации которого в продольном направлении (рабочего стакана 10) используется кольцевая канавка 15 (рис.3, 4), выполненная на внешней поверхности 13 рабочего стакана 10. Такое крепление обеспечивает надежную фиксацию сменного полиэтиленового чехла 12 на внешней поверхности 13 рабочего стакана 10, а также быструю (оперативную) замену, при необходимости, загрязненного сменного полиэтиленового чехла 12 на новый в процессе очистки поверхностей изделий большой площади.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
При включении механизма вращения с использованием пульта (кнопки) 7 происходит вращение выходного вала 4 механизма вращения и соответствующее вращение щетки 1, штанга 2 которой закреплена (элементы крепления на фиг. условно не показаны) на выходном вале 4. При этом также вращаются чистящие нити 3, которыми снабжена штанга 2.
При своем вращении чистящие нити 3 штанги 2 продолжают контактировать с внутренней поверхностью 11 рабочего стакана 10, скользя по внутренней поверхности 11. При этом контакт чистящих нитей 3 штанги 2 с внутренней поверхностью 11 рабочего стакана 10 осуществляется как по цилиндрической так и по торцевой зонам (фиг.1) внутренней поверхности 11 рабочего стакана 10.
С учетом того, что, чистящие нити 3 выполнены из неметаллического материала, а рабочий стакан 10 выполнен из электризующегося неметаллического материала, то при скольжении (трении) чистящих нитей 3 по внутренней поверхности 11 рабочего стакана 10 на его внутренней поверхности 11 возникают электрические заряды, создающие в окружающем пространстве вокруг рабочего стакана 10 электростатическое поле определенной величины. Наличие электростатического поля обеспечивает притяжение к внешней поверхности 13 рабочего стакана 10 сменного полиэтиленового чехла 12. Также под действием этого электростатического поля загрязняющие механические частицы, находящиеся в непосредственной близости от сменного полиэтиленового чехла 12, надетого на рабочий стакан 10, электризуются (приобретая при этом заряд противоположного знака) и взаимодействуют с электростатическим полем рабочего стакана 10, притягиваясь к наружной поверхности 16 (фиг.3, 4) сменного полиэтиленового чехла 12.
Для проведения очистки поверхности изделия (изделие на фиг. условно не показано) оператор подносит устройство до контакта сменного полиэтиленового чехла 12 с участком поверхности изделия, требующего проведения очистки. При этом загрязняющие поверхность очищаемого изделия механические частицы под действием электростатического поля отрываются от поверхности очищаемого изделия, притягиваются («прилипают») и удерживаются на внешней поверхности 16 сменного полиэтиленового чехла 12.
При контакте сменного полиэтиленового чехла 12 с очищаемой поверхностью изделия собственно и обеспечивается очистка данного изделия.
После выключения предлагаемого устройства и остановки механизма вращения (на фиг. условно не показан) загрязняющие частицы в наэлектризованном (притянутом) состоянии продолжают оставаться на наружной поверхности 16 сменного полиэтиленового чехла 12. При этом исключается повторное загрязнение очищенной поверхности изделия.
В случае значительной площади очищаемых участков поверхности изделия в процессе очистки выполняется замена сменного полиэтиленового чехла 12.
Для этого проводятся:
- выключение механизма вращения выходного вала 4 (путем нажатия кнопки 7);
- открепление сменного полиэтиленового чехла 12 от рабочего стакана 10 путем демонтажа быстросъемной стяжной ленты 14;
- снятие загрязненного (использованного) сменного полиэтиленового чехла 12 с рабочего стакана 10;
- установка нового (чистого) сменного полиэтиленового чехла 12 на рабочий стакан 10;
- закрепление сменного полиэтиленового чехла 12 к рабочему стакану 10 путем установки быстросъемной стяжной ленты 14 в кольцевой канавке 15 рабочего стакана 10.
После этого проводится включение механизма вращения выходного вала 4 (путем нажатия кнопки 7) и продолжается процесс очистки поверхности изделия.
В процессе эксплуатации предлагаемого устройства, по мере истирания чистящих нитей 3 щетки 1 возможно нарушение требуемого контакта чистящих нитей 3 с внутренней поверхностью 11 рабочего стакана 10 и ухудшение электростатических характеристик устройства. Для сохранения электростатических характеристик предлагаемого устройства использованная щетка 1 подлежит замене на новую щетку 1 с кондиционными чистящими нитями 3.
Для этого после снятия с рабочего стакана 10 сменного полиэтиленового чехла 12, демонтируются фиксаторы 9, рабочий стакан 10 снимается с переходной втулки 8. Затем штанга 2 щетки 1 открепляется (элементы крепления на фиг. условно не показаны) от выходного вала 4 механизма вращения (на фиг. условно не показан), а на ее место устанавливается и закрепляется новая щетка 1 с кондиционными чистящими нитями 3.
Предлагаемое устройство не только удерживает собранные загрязняющие частицы на своей рабочей поверхности, которой является внешняя поверхность 16 полиэтиленового чехла 12, но и тем самым препятствует повторному загрязнению очищаемой поверхности изделия (не перемещая загрязняющие частицы в процессе очистки на другие поверхности). Кроме того, предлагаемое устройство позволяет очищать также карманы, ниши и полости с ограниченным доступом, в том числе, при отсутствии прямой видимости оператором очищаемой поверхности изделия.
Предлагаемое устройство также позволяет проводить очистку поверхностей изделий ракетно-космической техники «вафельной» конструкции. Для этого соотношение размеров рабочего стакана 10 и несущего корпуса 5 в предлагаемом устройстве выбирается таким, что проекция рабочего стакана 10 на плоскость, перпендикулярную продольной оси выходного вала 4, охватывает проекцию на эту плоскость несущего корпуса 5. Это позволяет разместить рабочий стакан 10 в ячейке (на фиг. условно не показана) «вафельной» конструкции очищаемого изделия и провести очистку указанной ячейки (полости, ниши) от загрязняющих частиц.
Следует отметить, что предлагаемое устройство не имеет открытых подвижных элементов, что исключает механические повреждения очищаемых поверхностей изделий. Выпадающие и истираемые чистящие нити 3 щетки 1 не попадают на очищаемые поверхности изделий. Оператор, выполняющий операцию очистки поверхности изделия, контролирует только взаимодействие (контакт) сменного полиэтиленового чехла 12 с очищаемой поверхностью изделия.
Кроме того, предлагаемое устройство позволяет собирать пыль, взвешенную в воздухе, не создавая при этом вихревых потоков.
Таким образом, предложенное устройство имеет существенные отличия от ранее известных устройств очистки поверхностей изделий и позволяет расширить их функциональные возможности и повысить их эксплуатационные характеристики.