СОПЛОВАЯ ГОЛОВКА Российский патент 1996 года по МПК B05B3/04 

Изобретение относится к инструментам с вращающимися распылительными соплами, нагружаемым напорной водой под высоким давлением, и может быть использовано для очистки поверхностей, а также для снятия поверхностных покрытий.

Наиболее близкой из известных к изобретению является сопловая головка, установленная с возможностью перемещения вдоль подлежащей очистке ровной поверхности, содержащая укрепленный с возможностью вращения вокруг оси сопловый держатель, несущий распылительные сопла и приводимый в действие отдачей выходящей из сопл напорной воды, тормоз для притормаживания вращательного движения держателя, корпус с присоединением для напорной воды, размещенную в корпусе стационарную, отходящую от присоединения для напорной воды, простирающуюся до области соплового держателя и образующую подводящую линию гильзу, имеющую закрытый свободный конец и, по меньшей мере одно входящее в подводящую линию поперечное отверстие, связанное через средство для сообщения с каналами конструктивного элемента соплового держателя, ведущими к распылительным соплам [1]
Недостатком известной сопловой головки является невысокая эффективность использования расходуемой энергии.

Техническим результатом данного изобретения является повышение эффективности использования расходуемой энергии и усиление подачи.

Это достигается тем, что в сопловой головке, установленной с возможностью перемещения вдоль подлежащей очистке ровной поверхности, содержащей укрепленный с возможностью вращения вокруг оси сопловый держатель, несущий распылительные сопла и приводимый в действие отдачей выходящей из сопл напорной воды, тормоз для притормаживания вращательного движения держателя, корпус с присоединением для напорной воды, размещенная в корпусе стационарная, отходящая от присоединения для напорной воды, простирающаяся до области соплового держателя и образующая подводящую линию гильза, имеющая закрытый свободный конец и по меньшей мере одно входящее в подводящую линию поперечное отверстие, связанное через средство для сообщения с каналами конструктивного элемента соплового держателя, ведущими к распылительным соплам, средство для сообщения поперечного отверстия с каналами конструктивного элемента соплового держателя выполнено в виде по крайней мере одного проходного отверстия, при этом устье поперечного отверстия и устье проходного отверстия расположены непосредственно друг против друга в по меньшей мере одном угловом положении α конструктивного элемента соплового держателя относительно гильзы для сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом, а в другом угловом положении βконструктивного элемента соплового держателя относительно гильзы устье поперечного отверстия и устье проходного отверстия прикрыты для прерывания сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом, так что выходящие при эксплуатации из вращающихся распылительных сопл струи воды, покрывающие концентричную оси вращения цилиндрическую поверхность, в краевых областях прерваны параллельно направлению подачи воды сопловой головкой.

Сопловый держатель выполнен многоугольной формы с цилиндрическими выемками и с угловыми элементами, имеющими вертикальное колено для размещения в нем одного распылительного сопла и цилиндрический патрубок для размещения углового элемента в цилиндрической выемке, при этом угловые элементы выполнены с каналами для подвода напорной воды и установлены с возможностью плавного поворота соплового держателя и аретирования.

Сопловая головка снабжена втулками, размещенными в сопловом держателе для образования каналов для подвода напорной воды, при этом каждая втулка одним из торцов опирается на конструктивный элемент, выполненный в виде полого вала, а вторым на цилиндрический патрубок углового элемента.

Полый вал в сопловой головке может быть выполнен охватывающим стационарную гильзу по всей ее длине.

Впадающее в подводящую линию идентичное отверстие в стационарной гильзе выполнено на расстоянии от закрытого свободного конца.

Конструктивный элемент выполнен в виде полого вала с центральным каналом, и стационарная гильза размещена в последнем по всей длине и зафиксирована в том корпусе с помощью головного элемента.

Полый вал и сопловый держатель могут быть выполнены в виде единого элемента.

На фиг. 1 показана сопловая головка, вертикальное сечение; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.3 сопловая головка, вертикальное сечение, вариант; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 выполненная с помощью соответствующих изобретению сопловых головок дорожка шириной В; на фиг. 6 дорожка шириной А для известной сопловой головки, в которой в течение общего оборота сопла отдают распыляемую воду; на фиг.7 разность между величинами А и В ширины дорожки; на фиг.8 пример выполнения сопловой головки.

Сопловая головка 1 содержит стационарный, имеющий цилиндрическую форму корпус 2, который оснащен присоединением 3 для напорной воды. В корпусе с возможностью вращения укреплен оснащенный центральным каналом 4 полый вал 5.

От присоединения 3 для напорной воды через центральный канал 4 полого вала вплоть до входа в глухое отверстие 11 конструктивного элемента 12 соплового держателя, соединенного с полым валом 5, проходит стационарная гильза 10.

Гильза 10 оснащена на своей окружной поверхности расположенными на незначительном удалении друг от друга круговыми, имеющими в поперечном сечении форму полуокружности пазами, которые представляют собой части лабиринтного целевого уплотнения между гильзой 10 и ограничительной поверхностью канала 4. Частичное количество рабочей среды, протекающее через лабиринтное уплотнение, принимается камерой 13, которая оснащена проходящими радиально наружу сливными отверстиями 14.

Свободный торцовый конец 15 гильзы 10, который расположен внутри глухого отверстия 11 конструктивного элемента 12 соплового держателя, является закрытым. Рядом с торцовым концом 15 в гильзе 10 предусмотрено поперечно отверстие 16, через которое при вращении конструктивного элемента соплового держателя напорная вода вводится в расположенные в сопловом держателе, ведущие к распылительным соплам 18 каналы. В случае изображенного на фиг.1 и фиг. 2 примера исполнения конструктивный элемент 12 соплового держателя оснащен четырьмя соплами, в результате чего в конструктивном элементе 12 соплового держателя предусмотрено четыре канала 19, 20, 21, 22, из которых по два нагружаются через поперечное отверстие 16 напорной водой.

В этом случае гильза 10 содержит исключительно одно поперечное отверстие 16, проходящее через все поперечное сечение гильзы. Центральная ось каналов 19, 20, 21, 22 пересекается в одной точке с центральной осью поперечного отверстия 16 и центральной осью подводящей линии 17.

Из изображенного на фиг.2 следует, что диаметр поперечного отверстия 16 меньше условного прохода ведущих к распылительным соплам 18 каналов 19, 20, 21, 22.

На корпусе 2 укреплен имеющий форму гильзы несущий элемент 23, на котором закреплено медное кольцо 24. Медное кольцо 24 охватывает с зазором постоянные магниты 25, укрепленные на кольцевом элементе 26. Постоянные магниты и медное кольцо образуют тормоз на вихревых токах, с помощью которого осуществляется торможение вращательного движения соплового держателя 12.

Рабочее давление напорной воды может составлять 1000 бар и лежит предпочтительно в диапазоне от 1000 до 3000 бар.

Сопловая головка окружена кожухом 27, открытым в направлении подлежащей очистке поверхности.

В случае примера исполнения по фиг.3 и 4 полый вал 28 простирается на протяжении всей конструктивной высоты конструктивного элемента 29 соплового держателя, который изображен с прямоугольной формой в горизонтальной проекции. Свободная торцовая поверхность 30 полого вала проходит на одной прямой с ограничительной поверхностью 31 конструктивного элемента 29 соплового держателя. Полый вал и сопловый держатель сварены между собой. От присоединения 32 для напорной воды проходит стационарная гильза 33, простирающаяся до области конструктивного элемента 29 соплового держателя и окруженная на протяжении всей длины полого вала этим полым валом.

В этом случае гильза 33 оснащена расположенным рядом с ее закрытым торцовым концом 34 поперечным отверстием 35, простирающимся на протяжении всего поперечного сечения гильзы, которое проходит через образованную гильзой 33 подводящую линию 36 и имеет диаметр, который больше условного прохода каналов, ведущих к распылительным соплам 18.

Имеющий многоугольную форму конструктивный элемент 29 соплового держателя оснащен цилиндрическими выемками 37, в которые введен один конец цилиндрического патрубка 38 углового элемента 39, вертикальное колено 40 которого несет одно распылительное сопло 18. Угловые элементы 39, оснащенные каналами 41 для подвода напорной воды, могут плавно поворачиваться относительно соплового держателя и арретироваться в желаемом положении. За счет этого распылительные сопла 18 переводятся в наклонное положение, которое необходимо для того, чтобы обеспечить привод в действие конструктивного элемента 28 соплового держателя вместе с полым валом 28.

В конструктивном элементе 29 соплового держателя каналы 42 для подвода напорной воды ограничены втулками 43, которые своими торцовыми концами опираются о полый вал 28 и о цилиндрический патрубок 38 углового элемента 39. Каналы 42 проходят на одной прямой с проходными отверстиями 44, предусмотренными в полом валу 28.

В области соединения между сопловым держателем 29 и цилиндрическим патрубком 38 угловых элементов 39 угловые элементы содержат проходящий по всему периметру патрубка кольцевой паз 44, в котором расположено уплотнительное и крепежное кольцо 45. Это кольцо 45 входит в угловые пазы 46 соплового держателя 29 и в угловой паз крепежного блока 48, который охватывает патрубок 38 и соединен с сопловым держателем. Соединение может осуществляться с помощью винтов.

Дорожка с шириной В, которая выполняется под воздействием выходящих из вращающихся распылительных сопл струй на подлежащем обработке объекте, изображена на фиг.5, фиг.6 показывает ширину А дорожки, которая выполняется с помощью известного инструмента, при использовании которого распылительные сопла действуют непрерывно, т.е. без прерывания с поворотом на 360^о.

Фиг. 7 показывает краевые области, которые вытекают из разности А-В и которые отпадают в случае предмета изобретения.

Изображенная на фиг. 8 сопловая головка имеет весьма компактную конструкцию. Эта сопловая головка оснащена имеющим цилиндрическую форму телом 49 корпуса, который оснащен на заднем конце присоединением 50 для напорной воды, а на переднем конце внутренней резьбой 51. В корпусе 49 с возможностью вращения в подшипниках 52 качения укреплен полый вал 53, являющийся единым элементом с конструктивным элементом 54 соплового держателя. На протяжении всей длины центрального канала полого вала простирается вставленная в корпус стационарная гильза 55, закрытая на ее свободном торцовом конце и образующая подводящую линию 57 для поперечного отверстия 58 и для каналов 59, ведущих к соплам 60. Поперечное отверстие 58 расположено на расстоянии от торцового конца 56. За счет этого улучшаются условия крепления в области между полым валом 53 и гильзой 55. Во внутреннюю резьбу 51 ввинчивается защитное кольцо 61.

В корпусе предусмотрено, кроме того, тормозное устройство 62, внутреннее кольцо 63 которого зафиксировано на полом валу 53.

Средство для сообщения поперечного отверстия 16, 35, 58 с каналами соответственно 19, 20, 21, 22, 41, 59 конструктивного элемента 12, 28, 54 соплового держателя выполнено в виде, по крайней мере, одного проходного отверстия 19а, 35а, 44а, 59а, при этом устья поперечного отверстия 16, 35, 58 и устья проходного отверстия 19а, 35а, 44а, 59а расположены непосредственно друг против друга в, по меньшей мере, одном угловом положении конструктивного элемента 12, 29, 54 соплового держателя относительно гильзы для сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом, а в другом угловом положении конструктивного элемента 12, 89, 51 соплового держателя относительно гильзы устье поперечного отверстия 16, 35, 58 и устье проходного отверстия 19а, 35а, 44а, 59а прикрыты для прерывания сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом, так что выходящие при эксплуатации из вращающихся распылительных сопл струи воды, покрывающие концентричную к оси вращения цилиндрическую поверхность, в краевых областях прерваны параллельно направлению подачи воды сопловой головкой.

Сопловая головка работает следующим образом.

Напорную жидкость подводят к сопловой головке 1 из насоса. Эта жидкость проходит по каналу 4 стационарной гильзы 10 через поперечное отверстие 16, 35, 58 и ведущий к соплам 18, 60 канал 19, 20, 21, 22, 41, 59 до тех пор, пока этот канал в ходе обусловленного отдачей вращательного движения сопловой головки остается соединенным с поперечным отверстием 16, 35, 58. Поперечное отверстие 16, 35, 58 расположено таким образом, что к соплам 18, 60, расположенным в краевых областях, параллельно направлению подачи сопловой головки 1 вода не подводится.

Таким образом предотвращается многократое перекрывание одних и тех же поверхностей при одновременном использовании сэкономленной энергии для увеличения энергии струи и скорости подачи, в результате чего увеличивается мощность, передаваемая струей воды.

Использование: очистка поверхностей, а также снятие поверхностных покрытий инструментом с вращающимися распылительными соплами, нагружаемыми напорной водой под высоким давлением. Сущность изобретения: средство для сообщения поперечного отверстия с каналами конструктивного элемента соплового держателя выполнено в виде, по крайней мере, одного проходного отверстия. Устье поперечного отверстия и устье проходного отверстия расположены непосредственно друг против друга в, по меньшей мере, одном угловом положении α конструктивного элемента соплового держателя относительно гильзы для сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом. В другом угловом положении b конструктивного элемента соплового держателя относительно гильзы устье поперечного отверстия и устье проходного отверстия перекрыты для прерывания сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом. Выходящие при эксплуатации из вращающихся распылительных сопл струи воды, покрывающие концентричную оси вращения цилиндрическую поверхность, в краевых областях прерваны параллельно направлению подачи воды сопловой головкой. 6 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Сопловая головка, установленная с возможностью перемещения вдоль подлежащей очистке ровной поверхности, содержащая прикрепленный с возможностью вращения вокруг оси сопловой держатель, несущий распылительные сопла и приводимый в действие отдачей выходящей из сопл напорной воды, тормоз для притормаживания вращательного движения держателя, корпус с присоединением для напорной воды, размещенная в корпусе стационарная, отходящая от присоединения для напорной воды, простирающаяся до области соплового держателя и образующая подводящую линию гильза, имеющая закрытый свободный конец и по меньшей мере одно входящее в подводящую линию поперечное отверстие, связанное через средство для сообщения с каналами конструктивного элемента соплового держателя, ведущими к распылительным соплам, отличающаяся тем, что средство для сообщения поперечного отверстия с каналами, конструктивного элемента соплового держателя выполнено в виде по крайней мере одного проходного отверстия, при этом устье поперечного отверстия и устье проходного отверстия расположены непосредственно друг против друга в по меньшей мере одном угловом положении α конструктивного элемента соплового держателя относительно гильзы для сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом, а в другом угловом положении b конструктивного элемента соплового держателя относительно гильзы устье поперечного отверстия и устье проходного отверстия перекрыты для прерывания сквозного соединения между подводящей линией и разбрызгивающим соплом так, что выходящие при эксплуатации из вращающихся распылительных сопл струи воды, покрывающие концентричную оси вращения цилиндрическую поверхность, в краевых областях прерваны параллельно направлению подачи воды сопловой головкой. 2. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что сопловой держатель выполнен многоугольной формы с цилиндрическими выемками и угловыми элементами, имеющими вертикальное колено для размещения в нем одного распылительного сопла и цилиндрический патрубок для размещения углового элемента в цилиндрической выемке, при этом угловые элементы выполнены с каналами для подвода напорной воды и установлены с возможностью плавного поворота соплового держателя и арретирования. 3. Головка по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена втулками, размещенными в сопловом держателе для образования каналов для подвода напорной воды, при этом каждая втулка одним из торцов опирается о конструктивный элемент, выполненный в виде полого вала, а другим о цилиндрический патрубок углового элемента. 4. Головка по п.3, отличающаяся тем, что полый вал выполнен охватывающим стационарную гильзу по всей ее длине. 5. Головка по п.1, отличающаяся тем, что впадающее в подводящую линию поперечное отверстие в стационарной гильзе выполнено на расстоянии от закрытого свободного конца. 6. Головка по п.1, отличающаяся тем, что конструктивный элемент выполнен в виде полого вала с центральным каналом, а стационарная гильза размещена в последнем по всей длине и зафиксирована в теле корпуса с помощью головного элемента. 7. Головка по п.6, отличающаяся тем, что полый вал и сопловой держатель выполнены в виде единого элемента.