УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2003 года по МПК B05B13/06 B05C7/08 

Изобретение относится к техническим средствам для нанесения защитных покрытий на внутреннюю поверхность стальных труб и может быть использовано в канализационных системах, магистральных и иных трубопроводах для нужд водоснабжения и орошения при их строительстве и эксплуатации.

Известно устройство для нанесения покрытия на внутренние поверхности труб, содержащее узел центробежного разбрызгивания материала покрытия, приспособление для разглаживания покрытия и центрирующие элементы, в котором с целью снижения энергозатрат узел центробежного разбрызгивания выполнен в виде распылительной форсунки и установленного соосно ей с возможностью вращения экрана в виде обращенного вершиной в сторону выпускного отверстия распылительной форсунки конуса и равномерно закрепленных на его поверхности криволинейных лопастей, расширяющихся от вершины к периферии конуса (SU, авторское свидетельство 1416203 А1, М.кл.⁴ В 05 С 7/02, В 05 В 13/06. Устройство для нанесения покрытия на внутренние поверхности труб / В.Ф. Закржевский (СССР). - 4082761/29-05; заявлено 15.05.1986; опубл. 15.08.1988, Бюл. 30 // Открытия. Изобретения. - 1988. 30).

К недостаткам известного устройства относятся сложность конструкции, низкое качество распыла материала покрытия, отсутствие возможности регулировки количества наносимого материала, необходимость частой замены разглаживающих лопаток в зависимости от типоразмера и диаметра нестандартных труб, необходимость изменения конструкции экрана под размер трубы, отсутствие возможности подвода к устройству различных по химическому составу компонентов покрытия.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является устройство для нанесения краски на внутреннюю поверхность цилиндрических литейных форм, содержащее соосно расположенные цилиндрические камеры, к боковой поверхности которых по касательной с двух диаметрально противоположных сторон встроены патрубки для подвода краски и воздуха, крышки с отверстием в центре и распылитель, выполненный в виде плавно сопряженных цилиндрического основания, псевдосферы и тарели, в котором с целью повышения качества окрашивания поверхности литейной формы за счет увеличения степени дисперсности распыливаемой краски на поверхности цилиндрического основания и псевдосферы распылителя выполнена трехзаходная винтовая канавка с углом подъема 25-45^o, имеющая в поперечном сечении форму сегмента окружности; на поверхности цилиндрического основания распылителя винтовая канавка в поперечном сечении выполнена в форме полуокружности с радиусом, равным 0,10-0,16 диаметра цилиндрического основания; от участка сопряжения цилиндрического основания и псевдосферы и до участка сопряжения псевдосферы с тарелью винтовая канавка выполнена с равномерно уменьшающейся по длине от нуля глубиной и равномерно увеличивающейся шириной, равной на участке сопряжения псевдосферы с тарелью 0,942-1,046 диаметра тарели (SU, авторское свидетельство 996069, М.кл.³ В 22 С 23/02, В 05 В 13/06, В 05 В 1/26. Устройство для нанесения краски на внутреннюю поверхность цилиндрических литейных форм / В.К. Могилев, О.И. Лев, Ю. Г. Гуляев и Н.А. Максимова (СССР). - 3327138/22-02; заявлено 27.07.1981; опубл. 15.02.1983, Бюл. 6 // Открытия. Изобретения. - 1983. - 16).

К недостаткам данного устройства относятся низкая технологическая надежность распылителя. Несмотря на то что канавки выполнены переменного сечения, с увеличением размеров в сторону подачи материала покрытия, последние забиваются лакокрасочным покрытием. При использовании данного устройства в решаемой технической задаче должны быть повышены требования к качеству имеющихся наносимых покрытий. Однако это приводит к повышению себестоимости работ.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту относится устройство для нанесения антикоррозионного покрытия на поверхности стальных трубопроводов, содержащее полый цилиндрический корпус, один конец которого посредством резьбовых муфт соединен с концентрично установленными трубопроводами и соосно расположенные в корпусе и выступающие на его втором конце распылители, один из которых выполнен в виде тела вращения, снабженный на меньшей по диаметру части резьбовым хвостовиком, а на большей части сопряжен с тарелью, при этом упомянутый распылитель размещен в полости другого - полого распылителя, сопряженного с корпусом посредством резьбовой муфты, спиц и установочных винтов (SU, патент 3737105, М.кл. В 05 В 1/14, В 05 В 1/26, национальный класс US C1, 239/423, 239/500, 239/518, 239/554, 239/568. Заявка 179944; заявлено 13.09.1971; опубл. 5.06.1973).

Несмотря на то что данное устройство позволяет одновременно наносить два компонента на внутреннюю поверхность стального трубопровода, однако в решаемой нами технической задаче возникает следующее противоречие: первым по ходу перемещения устройства должен в полость трубы подаваться, например, преобразователь ржавчины и окислов с окрашиваемой поверхности, а только затем лакокрасочное покрытие. В данном устройстве подвод указанных компонентов в описанной последовательности (против шерсти) приводит к снижению качества на внутренней поверхности окрашиваемой трубы из-за механических повреждений роликами механизма перемещения и центровки штанги, а также из-за плохой текучести преобразователя ржавчины в межстенном пространстве внутренних и внешних трубопроводов.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - равномерное нанесение лакокрасочного покрытия на внутренние поверхности труб в широком диапазоне их диаметров.

Технический результат - упрощение конструкции, повышение эксплуатационной надежности и качества распыла лакокрасочного покрытия, снижение себестоимости выполняемых работ.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для нанесения антикоррозионного покрытия на внутреннюю поверхность стальных трубопроводов, включающем полый цилиндрический корпус, один конец которого посредством резьбовых муфт соединен с концентрично установленными трубопроводами и соосно расположенные в корпусе на другом его конце распылители, один из которых выполнен в виде тела вращения, снабженный на меньшей по диаметру части резьбовым участком, а на большей части сопряжено с тарелью, при этом упомянутый распылитель размещен в полости другого полого распылителя, сопряженного с корпусом посредством резьбовой муфты и спиц, согласно изобретению корпус, муфта и спицы выполнены единой деталью, при этом полые спицы имеют полости, гидравлически соединенные с полостью полого распылителя и полостью трубопровода большого сечения; трубопровод меньшего диаметра в полости трубопровода большого диаметра соосно зафиксирован радиально ориентированными в резьбовых отверстиях внешней стенки штифтами; полости спиц ориентированы в диаметральной полости корпуса.

За счет того что корпус, муфты и спицы выполнены единой деталью, достигается упрощение конструкции. Подача преобразователя ржавчины по внутреннему трубопроводу в полости корпуса устройства, а лакокрасочного покрытия через полые спицы в полость между сопрягаемыми (смежными) распылителями обеспечивает бесперебойную подачу компонентов независимо от температуры окружающей среды, обеспечивает повышение эксплуатационной надежности всей установки. Последовательное нанесение на внутреннюю поверхность окрашиваемого стального трубопровода компонентов антикоррозионного покрытия обеспечивает адгезию материала. Протекающие химические реакции преобразователя ржавчины с окислами металла на поверхности стального трубопровода способствуют лучшему схватыванию лакокрасочного покрытия и снижают их расход. Этим достигается снижение себестоимости работ по антикоррозионной обработке поверхностей стальных трубопроводов.

Проведенный заявителями анализ уровня технологий покраски стального и т. п. изделий и технических средств, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителями не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по установленному законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию "изобретательского уровня" заявители провели дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от ближайшего аналога признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителями, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен диаметральный разрез части устройства для нанесения антикоррозионного покрытия на поверхности стальных трубопроводов.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, концентричное расположение полостей для подачи преобразователя ржавчины и антикоррозионного покрытия в корпусе устройства.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Устройство для нанесения антикоррозионного покрытия на поверхности стальных трубопроводов (см. фиг.1 и 2) содержит полый цилиндрический корпус 1 с резьбовыми цилиндрическими муфтами 2 и 3 с внешними трубными цилиндрическими резьбами на одном конце.

Названный конец корпуса 1 посредством резьбовых муфт 2 и 3 соединен с концентрично установленными трубопроводами 4 и 5. На внутренних поверхностях трубопроводов 4 и 5 нарезаны трубные цилиндрические резьбы, сопрягаемые с муфтами 2 и 3. Трубопровод 5 выполняет роль штанги несущего элемента, вводимой посредством направляющих в полости окрашиваемых стальных трубопроводов. Трубопровод 4 меньшего диаметра в полости трубопровода 5 большого диаметра зафиксирован радиально ориентированными резьбовыми штифтами 6. Штифты 6 удерживают внутренний трубопровод 4 равноудаленно от внутренней стенки трубопровода 5. Этим обеспечивается ламинарное истечение лакокрасочного покрытия в трубопроводе 5. В полости корпуса 1 соосно расположены два распылителя 7 и 8. Концы распылителей 7 и 8 выступают за второй (свободный) конец корпуса 1. Распылитель 7 выполнен в виде тела вращения. Он снабжен на меньшей по диаметру части резьбовым участком 9. Большая часть распылителя 7 сопряжена с тарелью 10. В качестве образующей поверхности распылителя 7 нами выбрана ветвь параболы, вершина которой удалена от геометрической оси симметрии распылителя 7 на величину половины диаметра тарели 10. Резьбовой участок 9 распылителя 7 размещен в глухом отверстии 11 корпуса 1. Этим исключается налипание антикоррозионного покрытия на поверхностях распылителей 7 и 8 при выходе из кольцевого зазора.

Распылитель 7 размещен в полости другого полого распылителя 8. Распылитель 8 сопряжен с корпусом 1 посредством резьбовой муфты 12 и спиц 13.

Корпус 1, муфты 2, 3 и 12 и спицы 13 выполнены единой деталью. Это позволило выполнить распылители 7 и 8 с меньшими диаметрами, чем диаметр трубы 5. Полые спицы 13 имеют полости 14, гидравлически соединенные с полостью полого распылителя 8 и полостью трубопровода 5 большого сечения. Полости 14 спиц 13 ориентированы в диаметральной плоскости корпуса 1.

Внешняя и внутренняя поверхности 15 и 16 распылителя 8 образованы вращением ветвей параболы с разными угловыми коэффициентами. На цилиндрической на рабочей выступающей поверхности 17 выполнена накатка для ввинчивания распылителя 8 с целью изменения технологического кольцевого зазора Δ1 между торцевым срезом 18 корпуса 1. Насечки выполнены на цилиндрической поверхности тарели 10 для изменения зазора Δ2 между распылителями 7 и 8.

Полость 19 корпуса 1 имеет незначительное сужение с торцевой части внутреннего трубопровода 4, затем это сечение несколько сужается спицами 13, а далее плавно увеличивается (расширяется) в направлении торцевого среза 18 корпуса 1.

Трубопровод 4 и полость 19 корпуса 1 гидравлически связаны через вентиль (двухходовой кран) с резервуаром, наполненным, например, преобразователем ржавчины. Трубопровод 5, полость 20 корпуса 1 и полая часть 21 распылителя 8 гидравлически связаны с емкостью для лакокрасочного материала. Преобразователь ржавчины и лакокрасочное покрытие из резервуара и емкости к распылителям 7 и 8 подаются под избыточным давлением в пределах от 0,02 до 0,08 МПа. Вязкость преобразователя ржавчины больше, нежели лакокрасочного покрытия.

Устройство для нанесения антикоррозионного покрытия на поверхности стальных трубопроводов работает следующим образом.

Штангу устройства посредством центрирующих роликов вводят внутрь окрашиваемой трубы любого диаметра длиной от 6 до 12 м. Тарель 10 совмещают до другого противоположного среза окрашиваемой трубы.

Со стороны открытого среза трубы оператор (маляр соответствующего разряда), вращая сначала за накатку на цилиндрической поверхности 17, изменяет величину зазора Δ1, добиваясь этим надлежащего качества нанесения и тонкости (дисперсности) распыла преобразователя ржавчины, поступающего из трубопровода 4 устройства. Вентиль, перекрывающий подачу лакокрасочного покрытия в трубопровод 5, в это время закрыт. Далее, манипулируя вентилями и распылителями аналогичным образом, оператор регулирует зазор Δ2 между распылителями 7 и 8, добиваясь соответствующего качества и равномерности распыла на внутреннюю поверхность окрашиваемого стального трубопровода.

После выполнения этих регулировок при обоих открытых вентилях штангу с распылителями 7 и 8 перемещают по длине окрашиваемой трубы. Преобразователь ржавчины, взаимодействуя с окислами металлов, очищает пленку из окислов до основного металла трубопровода.

На очищенную от ржавчины и других окислов и включений поверхность стальной трубы укладывают тонкий слой антикоррозионного или лакокрасочного покрытий. Этим достигается высокое соединение (адгезия) защитной краски со стальной поверхностью трубы.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в мелиорации и сельскохозяйственном машиностроении;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение рассматриваемого заявителями технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Использование: в технических средствах для нанесения защитных покрытий на внутреннюю поверхность стальных труб и может быть использовано в канализационных системах, магистральных и иных трубопроводах для нужд водоснабжения и орошения при их строительстве и эксплуатации. Сущность изобретения: устройство содержит полый цилиндрический корпус, один конец которого посредством резьбовых муфт соединен с концентрично установленными трубопроводами. На другом конце корпуса в нем соосно расположены распылители. Один из распылителей выполнен в виде тела вращения, снабженный на меньшей по диаметру части резьбовым участком, а на большей части тело вращения сопряжено с тарелью. Упомянутый распылитель размещен в полости другого полого распылителя. Распылители сопряжены с корпусом посредством резьбовой муфты и спиц. Корпус, резьбовые муфты и спицы выполнены единой деталью. Полые спицы имеют разомкные полости. Полости спиц гидравлически соединены с полостью полого распылителя и полостью трубопровода большого сечения. Трубопровод меньшего диаметра зафиксирован соосно в полости трубопровода большого диаметра радиально ориентированными в резьбовых отверстиях стенки трубы штифтами. Полости спиц ориентированы в диаметральной плоскости корпуса. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение эксплуатационной надежности и качества распыла лакокрасочного покрытия, снижение себестоимости выполняемых работ. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для нанесения антикоррозионного покрытия на поверхности стальных трубопроводов, содержащее полый цилиндрический корпус, один конец которого посредством резьбовых муфт соединен с концентрично установленными трубопроводами и соосно расположенные в корпусе на другом его конце распылители, один из которых выполнен в виде тела вращения, снабженный на меньшей по диаметру части резьбовым участком, а на большей части оно сопряжено с тарелью, при этом упомянутый распылитель размещен в полости другого полого распылителя, сопряженного с корпусом посредством резьбовой муфты и спиц, отличающееся тем, что корпус, муфты и спицы выполнены единой деталью, при этом полые спицы имеют полости, гидравлически соединенные с полостью полого распылителя и полостью трубопровода большого сечения. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубопровод меньшего диаметра в полости трубопровода большого диаметра соосно зафиксирован радиально ориентированными в резьбовых отверстиях внешней стенки штифтами. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полости спиц ориентированы в диаметральной плоскости корпуса.