ПРИВОДНАЯ ЦЕНТРОБЕЖНАЯ РАЗБРЫЗГИВАЮЩАЯ ГОЛОВКА Российский патент 2006 года по МПК B05C7/02 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода.

Известны устройства для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, включающие емкость для материала покрытия и пневматическую разбрызгивающую головку [1].

К недостаткам этого устройства следует отнести то, что пневматическая разбрызгивающая головка не обеспечивает равномерной толщины покрытия, требует значительного расхода материала и не позволяет наносить вязкие и быстротвердеющие материалы покрытия.

Известны устройства, у которых разбрызгивание смеси достигается за счет центробежных сил, возникающих при вращении цилиндрического корпуса - емкости разбрызгивающей головки, через сквозные щели которой, размещенные под углом к оси корпуса, и по радиальным наружным лопаткам, пересекающим щели, истекает разбрызгиваемая смесь и попадает на внутреннюю поверхность трубы [2].

Недостатком этого устройства является то, что все частицы материала смеси вылетают с концов лопаток с одинаковой скоростью и в течение времени полета частиц происходит их разделение в зависимости от веса. Наиболее тяжелые и острые опережают мелкие частицы, первыми ударяются о стенку трубы, отскакивают от нее и летят навстречу мелким, тормозят их, в результате чего покрытие получается рыхлым, низкого качества, что может привести к его разрушению в процессе эксплуатации.

Задача, решаемая данным изобретением, заключается в получении покрытия, способного противостоять самым тяжелым гидравлическим режимам протекания жидкости с различной абразивностью частиц.

Эта задача решается путем выполнения лопаток, состоящих из плоских пластин в передней части головки, по направлению движения головки, и пластин, изогнутых по спирали гиперболического профиля с ускорителями потока в форме криволинейной поверхности на периферии кромки лопаток, прочно соединенных между собой.

Такое выполнение конструкции лопаток головки обеспечивает достижение технического результата, проявляющегося в том, что покрытие по всей своей толщине получается предельно плотным, качественным, что обеспечивает высокую работоспособность и длительный срок эксплуатации трубопровода с таким покрытием. Высокое качество покрытия достигается за счет того, что конструкция лопаток обеспечивает получение многослойного покрытия. Первый слой наносится с помощью плоской части лопаток, с которых на внутреннюю поверхность трубы с плоской части лопаток наносится равномерный слой покрытия, насыщенный мелкими и крупными частицами песка по всей толщине. Последующие слои наносятся с той части лопаток, на которой скорость протока смеси выше за счет ускорения потока на криволинейной поверхности лопаток. Кроме того, кромки лопаток изогнуты по кривой с радиусом R, на которой происходит дополнительное ускорение потока смеси, потому что путь смеси на кривизне длиннее, чем на плоской пластине, и время воздействия на поток центробежной силы больше, в результате чего поток смеси ускоряется больше, чем на плоской части пластины. В ускоренном потоке тяжелые частицы с большей силой ударяются в предшествующий слой, уплотняют его и проникают в него на большую глубину и, в конечном итоге, повышают прочность покрытия по всей толщине, что обеспечивает высокую работоспособность и длительный срок эксплуатации трубопровода.

На фиг.1 изображен продольный разрез головки, на фиг.2 - разрез по передним лопаткам, на фиг.3 - разрез по задним лопаткам, на фиг.4 - разрез по стыку передней части лопаток с задней.

Приводная центробежная разбрызгивающая головка 1 содержит цилиндрический корпус-емкость 2 с прорезями 3 в стенке головки. Скорость вращения головки, угол наклона, ширина и длина прорезей подбираются экспериментально в зависимости от физических характеристик смеси. Лопатки 4, высота, угол спирали лопаток в задней части, ширина лопаток, ширина плоских пластин и пластин, изогнутых по спирали, форма криволинейной поверхности на периферии кромки лопатки и иные геометрические характеристики, такие как радиус R изгиба криволинейной поверхности на периферии кромки лопатки головки, определяются экспериментально.

Критерием оценки эффективности работы головки является работоспособность и срок службы покрытия.

Головка 1 работает как центробежная форсунка, распыливающая подаваемую в нее смесь. Корпус-емкость 2 вращается через вал 6 приводом 7. Через прорези 3 смесь истекает и попадает на стенки лопаток 4. Под действием центробежных сил смесь течет по стенкам лопаток и скорость ее течения зависит от времени нахождения ее на стенке лопатки. На плоских лопатках скорость истечения зависит числа оборотов и длины лопатки. На лопатках, изогнутых по спирали, скорость течения смеси увеличивается за счет дополнительного разгона под действием центробежных сил, возникающих на криволинейной поверхности. С увеличением кривизны лопатки увеличение скорости возрастает и, чем меньше радиус кривизны, тем больше увеличение скорости.

С прямолинейных лопаток смесь истекает с меньшей скоростью, чем с изогнутых, поэтому разделение частиц песка по крупности меньше, и смесь получается более однородной по всему слою покрытия, чем у покрытия, наносимого на поверхность с криволинейной части лопаток. На криволинейной поверхности возникает большая скорость смеси, и крупные частицы песка проникают на большую глубину предшествующего слоя покрытия и уплотняют его, что обеспечивает большую прочность покрытия. Этот эффект возникает благодаря комбинированной конструкции лопатки, состоящей из плоской пластины в передней части лопатки по направлению движения головки и криволинейной пластины в задней части лопатки.

Источники информации

1. А.с. СССР №263443, кл. В 05 С 7/08, 1970.

2. А.с. СССР №531552, кл. В 05 С 7/08, 1976.

Приводная центробежная разбрызгивающая головка предназначена для нанесения защитного покрытия из цементно-песчаной смеси на внутреннюю поверхность стальной трубы и относится к области строительства, в частности к устройствам для нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода. Приводная центробежная разбрызгивающая головка состоит из корпуса-емкости с цементно-песчаной смесью, выдавливаемой центробежной силой через пазы в стенке головки на радиальные лопатки различного профиля, с которых сбрасывается на внутренние стенки трубы. С плоских лопаток наносится первый слой с равномерным распределением песчаных частиц, а с лопаток криволинейного профиля наносится слой с большей скоростью, который уплотняет многослойное покрытие, обеспечивает надежную защиту стенки трубы от разрушения и попадания на нее агрессивной среды, протекающей по трубопроводу. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Приводная центробежная разбрызгивающая головка, включающая цилиндрический корпус-емкость со сквозными щелями в стенке, размещенными под углом к оси корпуса, и радиальные наружные лопатки, пересекающие щели, отличающаяся тем, что лопатки выполнены переменного профиля по высоте и по длине от плоской пластины до изогнутой по гиперболической кривой.2. Головка по п.1, отличающаяся тем, что каждая лопатка выполнена по длине из двух деталей, прочно соединенных между собой, при этом передняя часть лопатки выполнена из плоской пластины, а задняя - из пластины, изогнутой по спирали с ускорителем потока смеси в форме криволинейной поверхности на периферии кромки лопатки.