БЛОКИРУЮЩИЙСЯ МНОГОЦЕЛЕВОЙ ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2001 года по МПК B08B5/02 

Изобретение относится к сменному узлу, расположенному между рукояткой и множеством приспособлений, каждое из которых при присоединении к рукоятке придает изобретение разные назначения, например, одно приспособление может представлять собой устройство для прочистки под давлением, используемое для запуска шариков с целью прочистки труб разного размера и шлангов, а другое приспособление может быть катушкой, позволяющей пропустить шнур с прикрепленным к нему шариком через трубы разного диаметра или шланга.

Загрязнение шлангов и труб создает серьезные проблемы в промышленности, так как приводит к отказам основных установок и механизмов и к необходимости ремонтных работ. Чем меньше внутренний диаметр трубы, тем выше потенциальная возможность повреждений, вызванных присутствием загрязнений, так как узкие трубы невозможно эффективно прочистить.

Поэтому существует потребность в системе, позволяющей эффективно удалять из труб разного размера и шлангов загрязнения, возникающие в работе, во время резки или установки новых узлов. Также существует потребность в способе решения проблем неисправности узлов и систем, вызванных частицами загрязнений. Традиционно используемые способы, такие как протягивание протяжек, продувка линий воздухом или промывка маслом, растворителями или химикалиями, не эффективны. Эти способы, как правило, трудоемки и неэкономичны. Растворители и химикалии, используемые в таких процессах, представляют опасность для пользователя и часто создают проблемы, связанные с их удалением, учитывая токсичность химикалий с точки зрения окружающей среды.

Известно, что эту сложную задачу можно решить, пропустив пенопластовый шарик через шланг или трубу, подлежащую очистке. Внешний диаметр этого шарика немного больше внутреннего диаметра шланга или трубы, и поэтому он прижимается к внутренней поверхности, удаляя тем самым загрязнения на своем пути, независимо от того, жидкие они или твердые.

В патенте США 4974277 на имя David Wayne Casella описан ручной пневматический пистолет с казенной частью, установленной с возможностью поворота, т. е. с шарнирной пластиной, которую можно открыть для изменения размера сопла и установки в нем снаряда. Этот пистолет не имеет предохранительного механизма, и его применение ограничено шлангами и трубами с небольшим диапазоном диаметров. Он состоит из одного узла и не имеет блокирующегося многоцелевого узла. Заявка AU 663294 (83338/91) является усовершенствованием патента США 4974277 и имеет такие же недостатки.

Из а.с. N 1669593, кл. B 05 B 5/02, 1991 г. известен блокирующийся многоцелевой пневматический инструмент, содержащий многофункциональную рукоятку, соединительный элемент в рукоятке для присоединения к источнику сжатого воздуха, курок, приводящий в действие клапан в рукоятке для регулирования потока сжатого воздуха, головку, приспособление, присоединенное к головке и соединяющее источник сжатого воздуха с местом использования.

Изобретение решает задачу создания широкого ассортимента сменных головок, которые можно адаптировать для выполнения разных целей, но каждая из которых совместима с блокировочным узлом.

Данная задача достигается в блокирующемся многоцелевом пневматическом инструменте, содержащем многофункциональную рукоятку, соединительный элемент в рукоятке для присоединения к источнику сжатого воздуха, курок, приводящий в действие клапан в рукоятке для регулирования потока сжатого воздуха, головку, приспособление, присоединенное к головке и соединяющее источник сжатого воздуха с местом использования, за счет того, что согласно изобретению содержит блокировочное средство, съемно соединяющее головку с рукояткой, и предохранитель между головкой и рукояткой для предотвращения срабатывания курка, пока головка не будет правильно установлена на рукоятке, причем головка может держать одно из множества приспособлений в зависимости от области применения пневматического инструмента, а блокировочный механизм содержит полую втулку для прохождения через нее воздуха, соединяющую головку с рукояткой и байонетное соединение между ними, включающее штифт с головкой и дугообразную выемку, радиус кривизны которой центрирован на полой втулке, в результате чего относительный поворот между головкой и рукояткой блокирует штифт в дугообразной щели.

Рукоятка имеет поверхность, контактирующую с головкой, канал, открытый в сторону поверхности и сообщающийся с упомянутым клапаном, поверхность на головке для контакта с поверхностью на рукоятке, а полая втулка, выступающая от поверхности, выполнена с возможностью герметичной установки в канале, при этом головка соединяется с рукояткой посредством восстановления втулки в канал и частичного поворота головки относительно рукоятки для блокировки головки на рукоятке.

Штифт с головкой, выступающий от указанной поверхности, выполнен с возможностью зацепления в дугообразной выемке в поверхности рукоятки.

Кроме того, дугообразная выемка имеет на одном конце отверстие для приема штифта с головкой, края дугообразной выемки, простирающиеся от отверстия, разнесены для приема штифта, но препятствуют выходу штифта с головкой из выемки.

Предохранитель содержит запорный штифт, шарнирно соединенный с курком и выступающий от поверхности рукоятки, когда головка правильно расположена на рукоятке и когда приводится в действие курок, или когда используется ручной рычаг запорного штифта, но запорный штифт упирается в поверхность головки, когда головка установлена неправильно, препятствуя срабатыванию курка.

Приспособлением является устройство для прочистки под давлением, предназначенное для запуска шариков для прочистки труб разного диаметра и шлангов, причем головка имеет шарнирно закрепленную на ней лицевую панель для приема сменного сопла для этого шарика.

Лицевая панель имеет центральный канал для приема сопла, герметично прилегающего к лицевой панели.

Головка имеет полость для приема катушки со шнуром или нитью, свободный конец которой соединен с шариком, чтобы при срабатывании устройства шарик протянул нить через трубчатый элемент.

Изобретение также решает задачу создания предохранительного устройства, как автоматического, так и ручного, для предотвращения срабатывания рукоятки, пока приспособление или головка не будет правильно расположена и закреплена блокировочным узлом между многофункциональной рукояткой и приспособлением или головкой.

В дальнейшем описывается предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает перспективный вид рукоятки, блокированной с головкой пускового механизма;
фиг. 2 - поперечное сечение одного из вариантов выполнения изобретения;
фиг. 3a - вид рукоятки со снятой головкой, а
фиг. 3b, c и d изображают снятую головку и лицевую панель, имеющие разные размеры для адаптации к соплам и снарядам разного размера;
фиг. 4a - еще одна форма головки со снятой лицевой панелью, в которой закреплена катушка;
фиг. 4b - свободная катушка для замены фиксированной катушки;
фиг. 5 - фронтальный вид рукоятки, к которой прикреплена головка, и части головки блокировочного узла;
фиг. 6a и b - примерные варианты выполнения головки и лицевой панели с соплами разного размера, и
фиг. 7 - вид сзади части головки, контактирующей с рукояткой, также изображающий часть головки блокировочного узла.

Предложен блокирующийся многоцелевой пневматический инструмент, содержащий многофункциональную рукоятку, соединительный элемент в рукоятке для подсоединения к источнику сжатого воздуха, курок, приводящий в действие клапан в рукоятке, для регулирования потока сжатого воздуха, отличающийся тем, что имеет головку, блокировочное средство, съемно соединяющее головку с рукояткой, приспособление, присоединенное к головке и соединяющее источник сжатого воздуха с местом использования, и предохранитель между головкой и рукояткой для предотвращения срабатывания курка, пока головка не будет правильно установлена на рукоятке, причем головка может содержать одно из множества приспособлений в зависимости от применения пневматического инструмента.

Блокировочный механизм предпочтительно содержит полую втулку для прохождения через нее воздуха, соединяющую головку с рукояткой, и байонетное соединение между ними, включающее штифт с головкой и дугообразную щель, радиус кривизны которой центрирован на полой втулке, в результате чего относительный поворот между головкой и рукояткой блокирует штифт в дугообразной щели.

На головке предпочтительно шарнирно установлена лицевая панель, имеющая отверстие для приема одного из множества сопел, предназначенных для запуска шариков через трубу или шланг.

На фиг. 1 представлен общий вид изобретения.

Пусковое устройство 1 имеет две составные части - многофункциональную рукоятку 2 и головку 3. В данном примере на головке шарнирно закреплена лицевая панель 4 с соплом 5.

Рукоятка 2 содержит соединительный элемент 6, к которому может быть подсоединен источник сжатого воздуха, при этом соединительный элемент открывается в канал 7, соединяющийся с каналом 8, один конец которого закрыт заглушкой 9, а другой - клапаном 11 со штоком 10. Клапан имеет уплотнительное кольцо 12, взаимодействующее с седлом 13, выполненным в рукоятке. Клапан 11 отжимается в закрытое положение пружиной 14. Шток 10 клапана взаимодействует с курком 15. Клапан 11 предпочтительно выполнен так, чтобы при его открывании оператору не нужно было противодействовать давлению воздуха, которое может составлять 250 фунтов/дюймов² и выше. Поэтому клапан выполняется в виде управляемого давления или уравнительного клапана, обеспечивающего одинаковое давление воздуха с обеих его сторон, так что пользователь должен противодействовать только давлению пружины 14.

Курок 15 шарнирно закреплен на рукоятке 2 с помощью поворотного штифта 41 и также взаимодействует с концом предохранителя 16, работа которого будет более подробно описана ниже.

Клапан 11 регулирует поток сжатого воздуха в канал 17, открывающийся в канал 18, ведущий в головку 3. Головка 3 имеет полую втулку 19 со сквозным отверстием 42, которая герметизирована с помощью уплотнительных колец 20 в канале 18. Головка 3 может сниматься с рукоятки 2 и фиксируется на месте с помощью байонетного соединения, содержащего крепежный штифт 21, закрепленный на поверхности 22 головки. Как показано на фиг. 5, торцевая поверхность 43 рукоятки имеет дугообразную выемку 32, простирающуюся от отверстия 33 для приема штифта 21 и его увеличенного конца, образующего головку 23. Радиус кривизны дугообразной выемки простирается от центральной линии втулки 19. Выемка 32 имеет дугообразное отверстие 34, ширина которого меньше ширины выемки 32, диаметр отверстия 33 позволяет принимать головку 23, а ширина дугообразного отверстия 34 позволяет штифту проходить по нему, втулка 19 вставляется в канал 18, а штифт 21 и его головка 23 в отверстие 33. Поворот головки 3 вокруг втулки 19 относительно рукоятки 2 надежно блокирует головку 3 на рукоятке 2 за счет вхождения фланца 23 в дугообразную выемку 32, при этом поверхность 22 головки контактирует с поверхностью 43 рукоятки.

Предохранитель 16 в рукоятке 2 выполнен с возможностью выдвигаться из поверхности 43 рукоятки, когда приводится в действие курок. Но если головка не установлена в соответствующее положение, предохранитель не может выступать через нее, так как упрется в поверхность головки 23. Таким образом, предохранитель гарантирует, что пока головка не будет установлена правильно, курок не сможет открыть клапан, что исключает самопроизвольное срабатывание клапана, так как воздух под давлением может сорвать головку с рукоятки с большой силой, если она не будет зафиксирована.

Лицевая панель 4 шарнирно соединена с головкой 3 с помощью шарнирных болтов 24, а на противоположной стороне имеет стопорный штифт 25, входящий в зацепление с замком 26 на головке 3. Лицевая панель 4 имеет отверстие 44 для приема сопла 5, которое в данном примере имеет цилиндрическую часть 27, сужающуюся к выпускному отверстию 28. На другом конце сопло имеет раструб 29. На лицевой панели предусмотрены уплотнительные кольца 30 для взаимодействия с соплом, когда оно размещается в лицевой панели, а уплотнительные кольца 31 расположены на головке для герметизации сопла во время использования. Таким образом, сопло герметизировано как с лицевой панелью, так и с головкой.

При использовании этого варианта изобретения, чтобы прикрепить сопло, лицевую панель открывают с помощью нажатия на замок 26, чтобы разблокировать лицевую панель и головку, в результате чего лицевая панель откидывается от головки. Затем сопло вставляется через отверстие в лицевой панели и проталкивается, пока оно не сядет на уплотнительные кольца.

После этого в сопло вставляется очистительный шарик, лицевая панель закрывается, и фланец на сопле прижимается к уплотнительным кольцам на головке.

При использовании этого варианта сопло прикладывается к концу шланга или трубы (которую надо очистить от загрязнений) и плотно прижимается к концу шланга или трубы. Ничего кроме плотного прижатия не требуется. Приводится в действие курок, и давление воздуха вынуждает шарик двигаться через шланг или трубу. Шарик пройдет по изгибам и коленам, даже прямоугольной формы, а также через шаровые и другие сквозные клапаны. Если шланг или труба содержит несколько ответвлений и альтернативных маршрутов и все они закрыты, кроме того, который подлежит очистке (и открыт в атмосферу), шарик пройдет по этому маршруту и выйдет наружу. Шарик предпочтительно выполняется из сжимаемого пенопласта и может быть извлечен из конца шланга или трубы.

Чтобы снять головку с рукоятки, ручной рычаг 48 запорного штифта отводится назад, освобождая запорный штифт 16. Затем головка 2 частично поворачивается для того, чтобы головка 23 штифта вышла из дугообразной выемки в рукоятке, и головка 2 движется по оси для извлечения втулки из канала в рукоятке.

Как показано на чертежах, съемная головка может быть выполнена разных размеров, например, в диапазоне 2-32 мм, 32-55 мм и 60-80 мм. В нефтедобывающей отрасли ее размер может достигать 150 мм. Следовательно, к каждому размеру головки можно адаптировать набор сопел, которые имеют подходящий для головки фланец и расширяются до диаметра, требующегося в конкретной ситуации. Кроме того, концы входящих в набор сопел, присоединяемые к концу трубы или шланга, могут быть выполнены в соответствии с формой конца трубы или шланга, например, они могут иметь раструб, резьбу или быть прямоугольными. Примерные варианты лицевой панели и сопел показаны на фиг. 6.

Если необходимо протянуть провода, кабель или т.п. через трубу или шланг, изобретением также предусмотрен снаряд с прикрепленным к нему шнуром, который протягивается через трубу или шланг с помощью шарика. На фиг. 4 представлен примерный вариант выполнения головки 3 с полостью 36, в которой установлена на оси 38 катушка 37. Катушка может содержать отрезок тонкого шнура или нити, к свободному концу которой прикреплен шарик. Лицевая панель (не показана) шарнирно крепится на головке, как было описано выше. Воздух проходит через канал 42 в полость 36 вокруг катушки и через сопло, прикрепленное к лицевой панели, выталкивая шарик с прикрепленным к нему шнуром через трубу.

На фиг. 4 показана вращающаяся катушка со шнуром, проходящим через направляющие по мере его движения от катушки. Изображенная на фиг. 4 катушка выполнена с возможностью вращения, и предусмотрен регулируемый тормоз 39 для предотвращения избыточного вращения катушки, когда шарик достигает конца своего хода. Регулировочный элемент, например гайка 40, обеспечивает необходимую регулировку, чтобы торможение не оказывало излишнего сопротивления движению шарика, но при этом исключало избыточный ход катушки. На фиг. 4а представлен примерный вариант стационарной катушки без тормоза, для предотвращения вращения должна быть затянута гайка или катушка может быть установлена на оси, имеющей лыску, которая дополняет форму отверстия в катушке.

Рукоятка имеет отверстия 46 и 47, закрытые заглушками, но которые можно подсоединить к манометру, или к клапану сброса давления, или к другим системам, таким как система Вентури.

Несмотря на то, что выше была описана многоцелевая рукоятка, к которой можно присоединить головки пусковых механизмов, понятно, что другие головки могут быть также частью других устройств и узлов, кроме пусковых механизмов. Следовательно, описанные выше головки могут быть использованы в устройствах для проверки давления на линиях, опылителях, пневматических сверлах и т.п. и адаптированы для прикрепления к многоцелевой рукоятке. Пользователю достаточно иметь только многоцелевую рукоятку и набор головок, составляющих часть разных устройств.

Таким образом, предложена многоцелевая рукоятка, образующая пневматический инструмент. Ее легко приспособить для разнообразных шлангов и труб разного диаметра, просто заменяя сопла и используя головку соответствующего размера. Предохранитель на рукоятке предотвращает самопроизвольное срабатывание курка во время присоединения головки.

Изобретение не ограничено описанными выше формами выполнения, и его изобретательский замысел и объем охватывают разные варианты и модификации.

Универсальный пневматический инструмент содержит рукоятку, на которой съемно крепится головка. К головке могут крепиться разные инструменты, такие как лицевая панель и сменные сопла. Головка блокируется на рукоятке с помощью втулки и байонетного соединения. Предохранитель предотвращает срабатывание курка и клапана, если головка не установлена в соответствующее положение на рукоятке. В изобретении обеспечивается повышение эффективности очистки и надежности работы инструмента. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Блокирующийся многоцелевой пневматический инструмент, содержащий многофункциональную рукоятку, соединительный элемент в рукоятке для присоединения к источнику сжатого воздуха курок, приводящий в действие клапан в рукоятке для регулирования потока сжатого воздуха, головку, приспособление, присоединенное к головке и соединяющее источник сжатого воздуха с местом использования, отличающийся тем, что содержит блокировочное средство, съемно соединяющее головку с рукояткой и предохранитель между головкой и рукояткой для предотвращения срабатывания курка, пока головка не будет правильно установлена на рукоятке, причем головка может держать одно из множества приспособлений в зависимости от области применения пневматического инструмента, а блокировочный механизм содержит полую втулку для прохождения через нее воздуха, соединяющую головку с рукояткой и байонетное соединение между ними, включающее штифт с головкой и дугообразную выемку, радиус кривизны которой центрирован на полой втулке, в результате чего относительный поворот между головкой и рукояткой блокирует штифт в дугообразной щели. 2. Пневматический инструмент по п. 1, отличающийся тем, что рукоятка имеет поверхность, контактирующую с головкой, канал, открытый в сторону поверхности и сообщающийся с упомянутым клапаном, поверхность на головке для контакта с поверхностью на рукоятке, а полая втулка, выступающая от поверхности, выполнена с возможностью герметичной установки в канале, при этом головка соединяется с рукояткой посредством вставления втулки в канал и частичного поворота головки относительно рукоятки для блокировки головки на рукоятке. 3. Пневматический инструмент по п.2, отличающийся тем, что штифт с головкой, выступающий от указанной поверхности, выполнен с возможностью зацепления в дугообразной выемке в поверхности рукоятки. 4. Пневматический инструмент по п.3, отличающийся тем, что дугообразная выемка имеет на одном конце отверстие для приема штифта с головкой, края дугообразной выемки, простирающиеся от отверстия, разнесены для приема штифта, но препятствуют выходу штифта с головкой из выемки. 5. Пневматический инструмент по п.1, отличающийся тем, что предохранитель содержит запорный штифт, шарнирно соединенный с курком и выступающий от поверхности рукоятки, когда головка правильно расположена на рукоятке и когда приводится в действие курок, или когда используется ручной рычаг запорного штифта, но запорный штифт упирается в поверхность головки, когда головка установлена неправильно, препятствуя срабатыванию курка. 6. Пневматический инструмент по п.1, отличающийся тем, что приспособлением является устройство для прочистки под давлением, предназначенное для запуска шариков для прочистки труб разного диаметра и шлангов, причем головка имеет шарнирно закрепленную на ней лицевую панель для приема сменного сопла для этого шарика. 7. Пневматический инструмент по п.6, отличающийся тем, что лицевая панель имеет центральный канал для приема сопла, герметично прилегающего к лицевой панели. 8. Пневматический инструмент по п.6, отличающийся тем, что головка имеет полость для приема катушки со шнуром или нитью, свободный конец которой соединен с шариком, чтобы при срабатывании устройства шарик протянул нить через трубчатый элемент.