УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B08B3/02 F28G1/16 

Изобретение относится к струйной обработки поверхностей изделий, преимущественно, к струйной очистке и может быть использовано в энергетике для очистки поверхностей нагрева топочных камер и в других областях промышленности.

Известно устройство для очистки от золошлаковых отложений экранных поверхностей нагрева котлов [1] содержащее основание, смонтированную на основании каретку, установленный на ней ствол с сопловой головкой, привод его поступательного и вращательного движения относительно собственной оси, включающий винтовую пару, гайка которой размещена на каретке, и средство смещения траектории струи рабочего агента при изменении направления движения ствола в виде выполненного на ведомой звездочке шпоночного паза, ширина которого больше ширины шпонки, что обеспечивает ведомой звездочке привода свободный ход на угол 180^o при вращении ее относительно ходовой гайки винтовой передачи и смещение тем самым траектории струи рабочего агента при обратном ходе ствола.

Недостатком ее является ненадежность работы средства смещения траектории в широком диапазоне давлений рабочего агента вследствие того, что осевое усилие от давления агента, приложенное к стволу, вызывает появление в кинематической цепи усилий, направленных в сторону действия крутящего момента от двигателя, что нагружает передние стенки шпонки и лишает ведомую звездочку свободного хода относительно гайки винтовой передачи.

Это обстоятельство существенно ограничивает область применения устройства.

Техническая задача, решаемая в данном предложении, заключается в создании средства смещения струи рабочего агента, обеспечивающего надежную работу устройства независимо от величины давления агента. Таким образом, предлагаемое изобретение направлено на расширение технологических возможностей устройства для очистки поверхностей и повышение производительности путем создания средства смещения струи рабочего агента при изменении направления движения, работа которого не зависит от величины давления агента.

Для решения поставленной задачи в устройстве для обработки поверхностей, содержащем основание, смонтированную на нем каретку, ствол с сопловой головкой, установленный на каретке, привод вращательного и поступательного движения ствола относительно его оси с обеспечением изменения направления вращения при изменении направления поступательного движения, включающий винтовую пару, гайка которой смонтирована на каретке, систему подачи в ствол рабочего агента и средство смещения траектории струи рабочего агента при изменении направления движения ствола, согласно данного предложения гайка зафиксирована от проворота, а средство смещения траектории струи рабочего агента имеет систему элементов, обеспечивающих, при изменении направления движения ствола, смещения гайки относительно каретки в осевом направлении за счет торможения каретки в одном из крайних ее положений и фиксацию осевого положения гайки при требуемом зазоре с последующей ее расфиксацией в другом крайнем положении каретки.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан схематический продольный разрез по устройству в положении механизмов в начале движения ствола вперед (по стрелке) без подачи рабочего агента в ствол; на фиг. 2 дано положение механизмов устройства при подаче рабочего агента в ствол и движении его вперед; на фиг. 3 положение механизмов в крайнем переднем положении ствола; на фиг. 4 положение механизмов при движении ствола назад.

Устройство содержит основание 1, в котором в опорах 2 установлен ходовой винт 3 со шпоночным пазом 4. На винте установлена каретка 5, на которой в опоре 6 установлено зубчатое колесо 7, в отверстии которого размещена шпонка 8, помещенная в паз 4 винта. Зубчатое колесо 7 в осевом направлении неподвижно относительно каретки, на которой также соосно колесу установлена гайка 9 с упорами 10 и 11. Гайка 9 находится в зацеплении с винтом, подвижна в осевом направлении относительно упора 12 каретки на величину хода, соответствующего зазору 13, величина которого равна 1/2 шага винта. Угловое вращение гайки относительно каретки предотвращено шпонкой 14.

На каретке установлен упор 15, подвижный в радиальном направлении относительно винта.

На основании 1 установлен неподвижный упор 16 и подвижные в радиальном направлении подпружиненные упоры 17 и 18.

Вращение винту сообщает через муфту 19 привод 20 (показан условно).

На каретке установлен в опорах 21 поворотный ствол 22, на котором закреплено зубчатое колесо 23, взаимодействующее с колесом 7.

Давление рабочего агента в ствол и сопловую головку 24 подается через трубку 25, неподвижную относительно основания, введенную во внутреннюю полость ствола, имеющую скользящий уплотнитель 26. Подвижные упоры 17 и 18 подпружинены пружинами сжатия 27.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент (фиг. 1) ствол с вращением перемещается вперед без подачи в него давления рабочего агента. Это достигается за счет того, что привод 20 вращает винт 3, который перемещает гайку 9 в направлении стрелки и ее упор 10, воздействуя на упор 12 каретки, перемещает каретку, а вместе с ней и ствол в том же направлении.

Одновременно шпонка 8, скользя по пазу 4 винта, приводит во вращение зубчатое колесо 7, а через него зубчатое колесо 23 ствол.

После выхода сопловой головки 24 в зону очистки, в трубу 25 подается давление рабочего агента и сопловая головка, вращаясь и поступательно перемещаясь, производит очистку поверхностей за счет динамического напора рабочего агента.

Одновременно вследствие действия сил давления рабочего агента на переднюю стенку сопловой головки осевое движение ствола опережает осевое движение гайки по винту и зазор 13 закрывается.

Это положение (фиг. 2) определяет зависимость текущего значения углового расположения сопла относительно его линейной координаты в направлении движения. А очистки производится по винтовой поверхности с шагом, зависящим от шага винта.

В конце хода вперед упор 15 воздействует на подпружиненный упор 18, а упор 12 каретки соответственно на упор 16. При этом преодолеваются силы давления рабочего агента, каретка останавливается, а гайка 9 еще некоторое время до воздействия упора 12 на концевой выключатель (на чертеже условно не показан) движется вперед, вызывая образование зазора 13, в который под действием подпружиненного упора 18 вводится упор 15 каретки.

Таким образом, изменяется угловое положение сопловой головки относительно ее линейного положения и при обратном ходе (фиг. 3) очистка производится по винтовой поверхности, смещенной на 1/2 величины шага винта относительно описанной выше. В конце движения каретки назад (фиг. 4) упор 17 воздействует на упор 15 в направлении, соответствующем выведению последнего из паза 13.

Выведение будет осуществлено в начальной фазе движения каретки вперед (фиг. 1).

Таким образом, за счет предлагаемой конструкции обеспечивается при обратном движении ствола создание фиксированного зазора между гайкой и кареткой посредством осевого перемещения ствола относительно заторможенной гайки. Этим достигается смещение траектории струи рабочего агента при изменении направления движения ствола, т.е. более полное заполнение поверхности обработки. При этом, такое смещение надежно обеспечивается предлагаемой конструкцией независимо от величины давления рабочего агента.

Использование: для струйной обработки поверхностей, преимущественно, очистки, в частности, в энергетике для очистки поверхностей нагрева топочных камер. Сущность изобретения: устройство содержит размещенную на основании каретку, привод с винтовой парой, ствол с сопловой головкой и средство смешения траектории струи рабочего агента при изменении направления осевого движения ствола. Ствол и гайка винтовой пары смонтированы на каретке, а гайка зафиксирована от проворота. Средство смешения струи рабочего агента имеет систему подвижных в направлении к оси движения и неподвижных упоров для обеспечения смешения гайки относительно каретки при изменении направления ствола и фиксации зазора между ними, чем достигается необходимое смешение траектории струи рабочего агента, независимо от величины давления рабочего агента. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для струйной обработки поверхностей, имеющее основание, смонтированную на основании каретку, ствол с сопловой головкой, установленный на каретке, привод вращательного и поступательного движения ствола относительно его оси с обеспечением изменения направления вращения при изменении направления поступательного движения, включающий винтовую пару, гайка которой смонтирована на каретке, систему подачи в ствол рабочего агента и средство смещения траектории струи рабочего агента при изменении направления движения ствола, отличающееся тем, что гайка зафиксирована от проворота, а средство смещения траектории струи рабочего агента имеет систему элементов, обеспечивающих при изменении направления движения ствола смещение гайки относительно каретки в осевом направлении за счет торможения каретки в одном из крайних ее положений и фиксацию осевого положения гайки при требуемом зазоре с последующей ее расфиксацией в другом крайнем положении каретки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система элементов для смещения и фиксации гайки содержит неподвижные и подвижные в направлении к оси перемещения каретки упоры, причем по меньшей мере два неподвижных упора смонтированы на гайке вдоль ее оси, по меньшей мере один неподвижный упор установлен на каретке с расположением с зазором между упорами гайки и по меньшей мере один неподвижный упор на основании со стороны конца ствола, несущего сопловую головку, в крайнем положении каретки для обеспечения перемещения гайки относительно каретки путем торможения последней, при этом по меньшей мере один из подвижных упоров смонтирован на каретке с возможностью захода в зазор между упором гайки, расположенным со стороны конца ствола, несущего сопловую головку, и неподвижным упором каретки для фиксации гайки в этом положении относительно каретки при изменении направления движения ствола, и по меньшей мере один подвижный упор установлен на основании со стороны конца ствола, противоположного концу с сопловой головкой, с возможностью взаимодействия с расположенным в зазоре подвижным упором каретки для расфиксации гайки путем вывода упора из зазора. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что подвижный упор основания подпружинен относительно основания в направлении его подвижности. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что подвижный упор каретки имеет размер в направлении поступательного движения каретки, равный половине шага каретки винта винтовой пары для образования соответствующей величины зазора между кареткой и гайкой, и смещения при этом траектории струи рабочего агента на половину оборота сопла. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что неподвижные упоры гайки образованы двумя кольцевыми выступами по краям гайки за счет выполнения в центральной части гайки кольцевой проточки. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что основание содержит дополнительный подвижный в направлении к оси поступательного движения каретки упор, установленный с возможностью воздействия на подвижный упор каретки, для обеспечения захода этого подвижного упора в зазор между неподвижными упорами гайки и каретки. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что дополнительный подвижный упор основания подпружинен относительно основания в направлении его подвижности. 8. Устройство по пп. 6 и 7, отличающееся тем, что подвижный упор каретки имеет заплечики для обеспечения условий воздействия на него дополнительного подвижного упора основания. 9. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что подвижный упор каретки имеет заплечики для облегчения условий воздействия на него подвижного упора основания.