ЧИСТЯЩАЯ ГОЛОВКА

Полезная модель относится к устройствам для очистки трубопроводов, а именно к очистке внутренней поверхности труб теплообменников от накипи и отложений.
Известна шарошка раскидная модели ШР.2.150.000 [1, с.13]. Каждый из конических очистных элементов закреплен на серьге. Прижатие шарошек к внутренней поверхности трубы осуществляется за счет центробежных сил инерции. Оси серег расположены через 120° относительно оси корпуса инструмента.
Недостатками устройства является то, что шарошка раскидная работает в узком диапазоне диаметров труб, шарошки быстро изнашиваются и мало эффективны в процессе очистки.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является шарошка раскидная модели ШР.5.120 [1, с.15].
Устройство состоит из неподвижных дисков, жестко закрепленных на корпусе, с тремя серьгами, подвижно установленными на дисках, причем на периферии торцевой поверхности одного из неподвижных дисков выполнены пазы, которые ограничивают угол складывания серег, и тремя очистными элементами. В отверстиях серег размещены оси, на которых установлены очистные элементы. При вращении корпуса серьги поворачиваются на осях под действием центробежных сил до соприкосновения зубчатых очистных элементов с отложениями. Обкатываясь по отложениям, очистные элементы разрушают их путем многократного воздействия. Перемещение шарошки раскидной вдоль трубы, осуществляется за счет продольной подачи гибкого вала.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: чистящая головка, содержащая корпус с присоединительной поверхностью, неподвижные диски, жестко установленные на корпусе и серьги, закрепленные на неподвижных дисках, один из которых имеет пазы, равномерно расположенные на периферии торцевой поверхности и попарно связанные осями, несущими очистные элементы.
Недостатком прототипа является невысокая надежность, связанная с повышенным износом, а также невысокое качество очистки.
Указанные недостатки возникают вследствие отсутствия связи между очистными элементами, что приводит к несинхронному раскрытию очистных элементов в процессе работы и возникновению поперечных биений и крутильных колебаний корпуса чистящей головки. Очистные элементы с серьгами при работе будут находиться под разными углами по отношению к оси крепления серег, поэтому устройство работает в устойчивом режиме только на определенных оборотах.
Сущность полезной модели заключается в том, что чистящая головка, содержащая корпус с присоединительной поверхностью, неподвижные диски жестко установленные на корпусе и серьги, закрепленные на неподвижных дисках, один из которых имеет пазы равномерно расположенные на периферии торцевой поверхности, и попарно связанные осями несущими очистные элементы, снабжена подвижными дисками, имеющими пазы на периферии торцевой поверхности, свободно установленными на ступицах неподвижных дисков, соосно с ними, при этом серьги выполнены двухзвенными, и звенья каждой серьги закреплены соответственно в пазах на подвижном и неподвижном дисках.
Целью полезной модели является создание устройства, которое позволит повысить надежность, обеспечить качественную очистку.
Поставленная цель достигается за счет того, что чистящая головка снабжена подвижными дисками, имеющими пазы на периферии торцевой поверхности, свободно установленными на ступицах неподвижных дисков, соосно с ними, при этом серьги выполнены двухзвенными и звенья каждой серьги закреплены соответственно в пазах на подвижном и неподвижном дисках.
Совокупность отличительных признаков позволяет очистным элементам симметрично раскрыться при очистке, что приводит к стабилизации положения чистящей головки, и дает возможность повысить качество очистки.
Кроме того, разработанная конструкция чистящей головки позволит обеспечить равномерность нагружения промежуточного элемента, предназначенного для передачи крутящего момента от двигателя к чистящей головке, например гибкого вала.
Гибкий вал соединяется с чистящей головкой посредством присоединительной поверхности чистящей головки, которая может быть выполнена, например, в виде внутренней резьбовой поверхности на торце корпуса головки.
Гибкий вал будет меньше изнашиваться, при этом повысится надежность устройства.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг.1 представлена чистящая головка, общий вид. На фиг.2 изображен разрез чистящей головки через ось корпуса.
Чистящая головка состоит из корпуса 1 с присоединительной поверхностью 2, выполненной, например, в виде внутренней резьбовой поверхности на торце корпуса 1. На корпусе 1 установлены два неподвижных относительно корпуса диска 3, например, с помощью шпоночного соединения. На ступицах неподвижных дисков 3 размещены подвижные диски 4 с возможностью вращения относительно неподвижных дисков 3. Постоянное расстояние между дисками обеспечивается дистанционной втулкой 5. Каждый из дисков представляет собой тело вращения со сквозными отверстиями для уменьшения массы. Отверстия расположены симметрично относительно центра вращения диска для исключения дисбаланса при вращении. В пазах 6 равномерно расположенных на периферии торцевой поверхности каждого из дисков 3 и 4 установлены серьги 7, выполненные двухзвенными и каждое звено закреплено в соответствующем пазу 6 на неподвижном диске 3 и подвижном диске 4, с возможностью поворота относительно осей 8. Серьги установлены попарно, соосно в количестве не менее трех. В сквозных отверстиях серег 7 размещены оси 9 с установленными очистными элементами 10, выполненными например, в виде цилиндров с рифленой или волнистой поверхностью. Каждый из очистных элементов 10 может быть цельным или наборным. Осевое перемещение дисков исключается за счет шайбы 11 и гайки 12. Для обеспечения вращательного движения чистящей головки предназначен промежуточный элемент, например гибкий вал и электродвигатель (условно не показаны)
Чистящая головка работает следующим образом.
На корпус 1 устанавливают две пары дисков 3 и 4 с предварительно установленными очистными элементами 10 на осях 9. Оси 9 устанавливают в сквозные соосные отверстия серег 7, которые закреплены на дисках посредством осей 8. Между двумя парами дисков 3 и 4 устанавливают втулку 5. На корпус 1 устанавливают шайбу 11 и затягивают гайкой 12. Чистящая головка соединяется с гибким валом посредством присоединительной поверхности 2, выполненной на торце корпуса 1 например, в виде внутренней резьбовой поверхности. Гибкий вал (условно не показан) соединяет корпус с двигателем, и позволяет работать инструменту на криволинейном участке трубы.
Перед началом работы чистящая головка устанавливается внутрь трубы.
От двигателя (условно не показан) к чистящей головке вращение передается через промежуточный элемент, например, гибкий вал (условно не показан) и сопряженную с ним присоединительную поверхность 2, выполненную, например, в виде внутренней резьбовой поверхности на торце корпуса 1. В процессе вращения чистящей головки очистные элементы 10 под действием сил инерции раскрываются в радиальном направлении, тянут за собой серьги 7, закрепленные на неподвижных дисках 3. Благодаря тому, что ось 9 каждого очистного элемента с обеих сторон имеет по серьге 7 закрепленной на соответствующем подвижном диске 4, происходит одновременное и симметричное раскрытие всех очистных элементов 10. Поворот серег 7 относительно подвижных и неподвижных дисков обеспечивается за счет осей 8. Вследствие этого при отрыве одного или двух элементов от поверхности отложения возникает суммарная центробежная сила, действующая на корпус чистящей головки в радиальном направлении к центру трубы. Очистные элементы 10 за счет ребристой поверхности совершают фрикционное вращение. При многократном взаимодействии ребристой поверхности с отложениями происходит очистка трубы. В процессе работы втулка 5 обеспечивает постоянное расстояние между подвижными дисками 4. Фиксация неподвижных дисков 3, подвижных дисков 4 и втулки 5 на корпусе 1 чистящей головки во время работы обеспечивается с помощью шайбы 11 и гайки 12. Во время работы пазы 6 выполненные на периферии торцевых поверхностях неподвижных 3 и подвижных дисков 4 не позволяют очистным элементам 10 соприкасаться с дисками 3 и 4.
1. Каталог оборудования для очистки котлов и теплообменников от накипи и отложений / Научно-техническое предприятие "Сплавы-сервис". - Белгород, 2002. - 22 с.