RU206603U1

RU206603U1 - Device for applying a protective and decorative coating on the inner surface of pipes

Info

Publication number: RU206603U1
Application number: RU2021112714U
Authority: RU
Inventors: Юлия Александровна Ханина; Ольга Николаевна Стародубцева; Денис Даутказыевич Закиев; Сергей Якубович Алибеков
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2021-09-17

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, и может быть использована в качестве устройства для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб различной длины и диаметра.Техническим результатом полезной модели является повышение качества наносимого покрытия, уменьшение перерасхода материала покрытия с одновременным расширением функциональных возможностей устройства.Устройство состоит из подводящей трубки 1, соединяемой с распределительной головкой 2 посредством радиального подшипника 3, установленного внутренним кольцом по прессовой посадке на подводящей трубке 1 и наружным кольцом по скользящей посадке в корпусе распределительной головки 2 и закрываемого крепежной крышкой 4. На подводящей трубке 1 с одной стороны, для предотвращения утечек, установлен сальник 5, а с другой, посредством резьбового соединения, установлена соединительная муфта 6, служащая для наращивания подводящей трубки по длине путем подсоединения дополнительных подводящих трубных сегментов 7, на которые устанавливается центрирующий механизм, состоящий из корпуса 8, фиксирующийся на подводящем трубном сегменте 7 посредством двух винтов 9. Во втулках 10, жестко соединенных с корпусом 8 и расположенных под углом 120° относительно друг друга, установлены, с возможностью регулировки по длине вылета в зависимости от диаметра трубы, оси 11 с роликами 12 на концах. По периметру распределительной головки 2, по резьбовому соединению, установлены заглушки 13 и выводящие трубки 14, на которых, по резьбовому соединению, устанавливаются муфты 15, служащие для наращивания выводящих трубок по длине путем подсоединения дополнительных выводящих трубных сегментов 16, на концах которых, по резьбовому соединению, крепится обратный клапан 17, состоящий из клапана 18, пружины 19 и ограничителя 20. К обратному клапану крепится механизм распыления, состоящий из сопла 21, установленного в корпусе 22, с выполненными по его периметру перфорированными отверстиями 23.The utility model relates to the field of mechanical engineering, and can be used as a device for applying a protective and decorative coating on the inner surface of pipes of various lengths and diameters. The technical result of the utility model is to improve the quality of the applied coating, reduce the overspending of the coating material while expanding the functionality of the device. The device consists of an inlet tube 1, connected to the distributor head 2 by means of a radial bearing 3, installed with an inner ring on a press fit on the inlet tube 1 and the outer ring along a sliding fit in the housing of the distributor head 2 and closed with a fastening cap 4. On the inlet tube 1 with one on the side, to prevent leaks, an oil seal 5 is installed, and on the other, by means of a threaded connection, a coupling 6 is installed, which serves to build up the supply pipe along the length by connecting additional supply pipe segments tents 7, on which a centering mechanism is installed, consisting of a housing 8, which is fixed on the inlet pipe segment 7 by means of two screws 9. In bushings 10, rigidly connected to the housing 8 and located at an angle of 120 ° relative to each other, they are installed, with the possibility of adjusting overhang length, depending on the diameter of the pipe, axis 11 with rollers 12 at the ends. Along the perimeter of the distributor head 2, along the threaded connection, plugs 13 and outlet pipes 14 are installed, on which, along the threaded connection, couplings 15 are installed, which serve to build up the outlet pipes along the length by connecting additional outlet pipe segments 16, at the ends of which, along the threaded connection, a check valve 17 is attached, consisting of a valve 18, a spring 19 and a stop 20. A spraying mechanism is attached to the check valve, consisting of a nozzle 21 installed in a housing 22, with perforated holes 23 made around its perimeter.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве устройства для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб различной длины и диаметра.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used as a device for applying a protective and decorative coating on the inner surface of pipes of various lengths and diameters.

Известно устройство для нанесения покрытий на внутреннюю поверхность изделий типа труб (RU №2029635, В05В 13/06, от 07.08.1991) содержащее емкость для материала покрытий, распылители, отверстия с пробкой для заливки материала покрытий в емкость, лопасти, ролики, изготовленные из магнитомягкого материала и установленные на внешней поверхности емкости на осях с возможностью вращения. На наружной поверхности трубы установлен корпус, в котором размещены электромагниты, обмотки которых подключены к источнику переменного тока, создающему вращающееся электромагнитное поле.Known device for coating the inner surface of products such as pipes (RU No. 2029635, В05В 13/06, from 07.08.1991) containing a container for the coating material, sprayers, holes with a plug for pouring the coating material into the container, blades, rollers made of magnetically soft material and mounted on the outer surface of the container on the axes with the possibility of rotation. On the outer surface of the pipe, a housing is installed, in which there are electromagnets, the windings of which are connected to an alternating current source that creates a rotating electromagnetic field.

Недостатком приведенного выше устройства является сложность конструкции, требующая для своей работы дополнительных затрат энергии. Отсутствие подвода материала покрытия к емкости, что требует постоянного контроля его уровня. Отсутствие механизма ограничения расхода материала покрытия через распылители и системы запирания распылителей для предотвращения вытекания материала покрытия под действие гравитационной составляющей. Ограниченность установки по материалу окрашиваемых труб.The disadvantage of the above device is the complexity of the design, which requires additional energy consumption for its operation. Lack of supply of the coating material to the container, which requires constant monitoring of its level. The lack of a mechanism for limiting the consumption of the coating material through the nozzles and nozzle locking systems to prevent the outflow of the coating material under the action of the gravitational component. Limited installation in terms of the material of the painted pipes.

Известно устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб (SU №1242258, В05В 13/06, от 11.01.1985) содержащее привод вращения и осевого перемещения трубы, расположенную соосно трубе штангу и установленные на ней патрубок подачи распыляемого материала с блоком сопел и диск.Known device for coating the inner surface of pipes (SU No. 1242258, В05В 13/06, from 01/11/1985) containing a drive for rotation and axial movement of the pipe, located coaxially with the pipe rod and installed on it a branch pipe for supplying sprayed material with a block of nozzles and a disk.

Недостатком приведенного выше устройства является отсутствие в его конструкции механизма регулировки для обработки труб большего диаметра. Обработка осуществляется вращением и перемещением трубы по оси за счет внешнего привода, что требует затрат на установку и настройку дополнительного оборудования, уменьшая уровень ее мобильности и увеличивая занимаемую ей площадь.The disadvantage of the above device is the lack of an adjustment mechanism in its design for processing pipes of larger diameter. Processing is carried out by rotating and moving the pipe along the axis due to an external drive, which requires the cost of installing and configuring additional equipment, reducing the level of its mobility and increasing its area.

Наиболее близким по технической сущности прототипом является устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб (SU №1558501, В05В 13/06, от 25.04.1988) содержащее манжету, установленную на корпусе перпендикулярно его продольной оси, тормозное устройство, горизонтальную перегородку, разделяющую корпус на верхнюю и нижнюю полости и питающую трубку, установленную в емкости. Верхняя полость на одном конце корпуса выполнена открытой и обращена к источнику подачи сжатого воздуха, а на другом его конце сообщена с нижней полостью. Нижняя полость сообщена с верхним концом питающей трубки и распылительной головкой, выполненной с Г-образными выпускными трубками, расположенными в плоскости вращения распылительной головки.The closest prototype in technical essence is a device for coating the inner surface of pipes (SU No. 1558501, V05B 13/06, dated 04/25/1988) containing a cuff mounted on the body perpendicular to its longitudinal axis, a brake device, a horizontal partition dividing the body into upper and lower cavities and a feed tube installed in the container. The upper cavity at one end of the housing is made open and faces the source of compressed air supply, and at its other end is communicated with the lower cavity. The lower cavity communicates with the upper end of the feed tube and the spray head made with L-shaped outlet pipes located in the plane of rotation of the spray head.

Недостатком приведенного выше устройства является необходимость создания внутри обрабатываемой трубы избыточного воздушного давления для перемещения устройства, что приводит к необходимости ее герметизации с величиной создаваемого избыточного давления достаточного для преодоления трения скольжения, создаваемого фрикционным элементом и манжетой и трения качения, создаваемого опорными колесами.The disadvantage of the above device is the need to create an excess air pressure inside the pipe being treated to move the device, which leads to the need to seal it with a value of the generated excess pressure sufficient to overcome the sliding friction created by the friction element and the collar and rolling friction created by the support wheels.

Неравномерность и низкое качество наносимого покрытия из-за скольжения манжеты по нанесенному слою покрытия во время работы и наличия тормозного устройства с фрикционным элементом, скользящим по внутренней поверхности трубы, что может привести как к неравномерности перемещения устройства, вследствие наличия неровностей на поверхности трубы, так и к заклиниванию устройства в процессе работы.Unevenness and poor quality of the applied coating due to the sliding of the cuff over the applied coating layer during operation and the presence of a braking device with a friction element sliding along the inner surface of the pipe, which can lead to both uneven movement of the device due to the presence of irregularities on the surface of the pipe, and to jamming the device during operation.

Отсутствие изоляции подшипников от контакта с материалом покрытия, что приведет к быстрому выходу из строя распылительной головки.Lack of bearing insulation from contact with the coating material, which will lead to rapid failure of the spray head.

Отсутствие регулировки опорных колес в зависимости от диаметра обрабатываемой трубы.Lack of adjustment of support wheels depending on the diameter of the pipe being processed.

Необходимость постоянного контроля уровня материала покрытия в емкости из-за отсутствия его подвода в процессе работы.The need for constant control of the level of the coating material in the container due to the lack of its supply during operation.

Техническим результатом полезной модели является повышение качества наносимого покрытия.The technical result of the utility model is to improve the quality of the applied coating.

Технический результат достигается тем, что устройство для нанесения защитно-декоративного покрытия на внутреннюю поверхность труб состоящее из подводящей трубки, распределительной головки, соединительных муфт, центрирующего механизма, подводящих/выводящих трубных сегментов, обратного клапана и механизма распыления согласно полезной модели, оно выполнено сборно-разборным с возможностью наращивания геометрических параметров как по длине, посредством муфтового соединения дополнительных подводящих трубных сегментов, обеспечивающих подачу рабочей жидкости до распределительной головки, так и по диаметру, посредством муфтового соединения дополнительных выводящих трубных сегментов, соединяемых одним концом с выводящими трубками, установленными в распределительной головке со смещением к ее оси вращения, при этом выводящие трубные сегменты обеспечивающие подачу рабочей жидкости до устанавливаемых на их противоположных концах обратных клапанов со встроенными в них ограничительными элементами, служащими для пассивной регулировки давления рабочей жидкости на входе в механизмы распыления с образованием на их выходе реактивным моментом, обеспечивающим вращательное движениеThe technical result is achieved by the fact that a device for applying a protective and decorative coating on the inner surface of pipes, consisting of a supply tube, a distribution head, couplings, a centering mechanism, supply / output pipe segments, a check valve and a spraying mechanism according to the utility model, it is made prefabricated collapsible with the possibility of increasing geometric parameters both along the length, by means of a coupling connection of additional supply pipe segments, providing the supply of working fluid to the distribution head, and in diameter, by means of a coupling connection of additional output pipe segments connected at one end with the output tubes installed in the distribution head with an offset to its axis of rotation, while the outlet pipe segments provide the supply of working fluid to the check valves installed at their opposite ends with built-in restrictive elements, which are holding for passive regulation of the pressure of the working fluid at the inlet to the spraying mechanisms with the formation of a reactive moment at their outlet, providing rotational motion

распределительной головки.distribution head.

На Фиг. 1 изображен общий вид установки. На Фиг. 2 общий вид установки в продольном разрезе. На Фиг. 3 общий вид установки в поперечном разрезе.FIG. 1 shows a general view of the installation. FIG. 2 is a general view of the installation in longitudinal section. FIG. 3 is a general view of the installation in cross section.

Устройство состоит из подводящей трубки 1 (Фиг. 2) соединяемой с распределительной головкой 2 посредством радиального подшипника 3 установленного внутренним кольцом по прессовой посадке на подводящей трубке 1 и наружным кольцом по скользящей посадке в корпусе распределительной головки 2 и закрываемого крепежной крышкой 4. На подводящей трубке 1 с одной стороны, для предотвращения утечек, установлен сальник 5, а с другой, посредством резьбового соединения, установлена соединительная муфта 6 служащая для наращивания подводящей трубки по длине путем подсоединения дополнительных подводящих трубных сегментов 7 на которые устанавливается центрирующий механизм состоящий из корпуса 8 (Фиг. 1), фиксирующийся на подводящем трубном сегменте 7 посредством двух винтов 9. Во втулках 10, жестко соединенных с корпусом 8 и расположенных под углом 120° относительно друг друга, установлены, с возможностью регулировки по длине вылета в зависимости от диаметра трубы, оси 11 с роликами 12 на концах. По периметру распределительной головки 2 (Фиг. 3), по резьбовому соединению, установлены заглушки 13 и выводящие трубки 14, на которых, по резьбовому соединению, устанавливаются муфты 15, служащие для наращивания выводящих трубок по длине путем подсоединения дополнительных выводящих трубных сегментов 16, на концах которых, по резьбовому соединению, крепится обратный клапан 17, состоящий из клапана 18, пружины 19 и ограничителя 20. К обратному клапану крепится механизм распыления состоящий из сопла 21 установленного в корпусе 22 с выполненными по его периметру перфорированными отверстиями 23.The device consists of an inlet tube 1 (Fig. 2) connected to the distributor head 2 by means of a radial bearing 3 installed with an inner ring on a press fit on the inlet tube 1 and an outer ring along a sliding fit in the housing of the distributor head 2 and closed with a fastening cap 4. On the inlet tube 1 on the one hand, to prevent leaks, an oil seal 5 is installed, and on the other, by means of a threaded connection, a coupling 6 is installed, which serves to build up the supply pipe along the length by connecting additional supply pipe segments 7 on which a centering mechanism consisting of a body 8 is installed (Fig. . 1), fixed on the inlet pipe segment 7 by means of two screws 9. In the sleeves 10, rigidly connected to the body 8 and located at an angle of 120 ° relative to each other, the axle 11 with 12 rollers at the ends. Along the perimeter of the distributor head 2 (Fig. 3), along the threaded connection, plugs 13 and outlet pipes 14 are installed, on which, along the threaded connection, couplings 15 are installed, which serve to build up the outlet pipes along the length by connecting additional outgoing pipe segments 16, on at the ends of which, through a threaded connection, a check valve 17 is attached, consisting of a valve 18, a spring 19 and a stop 20. A spraying mechanism is attached to the check valve, consisting of a nozzle 21 installed in a housing 22 with perforated holes 23 made around its perimeter.

Устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб работает следующим образом. В зависимости от геометрических размеров трубы, осуществляется надстройка установки путем установки дополнительных трубных сегментов 7 по длине трубы и трубных сегментов 16 по диаметру. Одновременно, по диаметру трубы, настраивают и оси 11 с расположенными на них роликами 12. После устройство помещается во внутрь трубы с расчетом, что покрытие будет наноситься на ее поверхность по направлению вслед за роликами. Рабочая жидкость, под рабочим давлением, через подводящий трубный сегмент 7 (или набор подводящих трубных сегментов в зависимости от длины окрашиваемой трубы) и подводящую трубку 1 подается в распределительную головку 2. Сквозь каналы распределительной головки 2 рабочая жидкость попадает в выводящие трубки 14 и далее, пройдя через выводящие трубные сегменты 16 (или набор выводящих трубных сегментов в зависимости от диаметра окрашиваемой трубы), доходит до обратных клапанов 17. Наличие обратных клапанов позволяет осуществлять пассивный контроль создаваемого рабочего давления в системе на выходе вне зависимости от длины монтируемых/демонтируемых подводящих и выводящих трубных сегментов, которые влияют на суммарные гидравлические потери. При недостаточном рабочем давлении в системе обратный клапан исключит запуск установки. Ограничитель 20, установленный в обратном клапане, служит для ограничения величины открытия клапана в случае превышения рабочего давления в системе, что влияет на отсутствие перерасхода рабочей жидкости и стабильность технологического процесса покрытия, в частности, при отработанном процессе синхронизации цикла нанесения покрытия (частоты вращения распределительной головки) со скоростью перемещения самой установки вдоль оси трубы. Через обратный клапан рабочая жидкость попадает в сопло 21. Приобретя ускорение, за счет местного сужения выходной части сопла, она попадает в расширяющийся воздушный конусный канал корпуса 22, где происходит замедление скорости ее истечения за счет всевозрастающего давления, с одновременным образованием мелкодисперсной газокапельной смеси вследствие смешения рабочей жидкости с пассивным воздушным потоком поступающим в корпус через перфорированные отверстия 23 за счет возникающего разрежения внутри воздушного канала корпуса при истечении рабочей жидкости из сопла. Возникающая на выходе из механизма распыления реактивная сила придает распределительной головке 2, за счет установки выводящих трубок со смещением (с плечом) к оси вращения, вращательное движение, что в совокупности с механизмом распыления и движения установки вдоль оси трубы, позволяет получать равномерное покрытие по всей длине трубы или на ее локализованном участке. После окончания цикла обработки и сброса рабочего давления, обратные клапаны, срабатывая и запирая выводящие трубные сегменты, предотвращают вытекание остатков рабочей жидкости под действием гравитационной составляющей, исключая нецелевой расход и образование локальных неравномерностей на нанесенном покрытии.The device for coating the inner surface of pipes works as follows. Depending on the geometric dimensions of the pipe, the superstructure of the installation is carried out by installing additional pipe segments 7 along the length of the pipe and pipe segments 16 in diameter. At the same time, the axes 11 with rollers 12 located on them are adjusted along the pipe diameter. After that, the device is placed inside the pipe with the expectation that the coating will be applied to its surface in the direction following the rollers. The working fluid, under working pressure, through the supply pipe segment 7 (or a set of supply pipe segments, depending on the length of the pipe to be painted) and the supply pipe 1 is supplied to the distributor head 2. Through the channels of the distributor head 2, the working fluid enters the outlet pipes 14 and further, Having passed through the outlet pipe segments 16 (or a set of outlet pipe segments, depending on the diameter of the pipe to be painted), it reaches the check valves 17. The presence of check valves allows passive control of the generated operating pressure in the outlet system, regardless of the length of the installed / dismantled inlet and outlet pipe segments that affect the total hydraulic loss. If the operating pressure in the system is insufficient, the check valve will prevent the installation from starting. The limiter 20, installed in the check valve, serves to limit the amount of valve opening in case of exceeding the working pressure in the system, which affects the absence of overspending of the working fluid and the stability of the coating process, in particular, when the synchronization process of the coating cycle (rotation frequency of the distributor head ) with the speed of movement of the installation itself along the axis of the pipe. Through the check valve, the working fluid enters the nozzle 21. Having acquired acceleration, due to the local narrowing of the nozzle outlet, it enters the expanding air conical channel of the housing 22, where its flow rate slows down due to the ever-increasing pressure, with the simultaneous formation of a finely dispersed gas-droplet mixture due to mixing working fluid with passive air flow entering the housing through the perforated holes 23 due to the resulting vacuum inside the air channel of the housing when the working fluid flows out of the nozzle. The reactive force arising at the exit from the spraying mechanism gives the distribution head 2, due to the installation of the outlet tubes with an offset (with a shoulder) to the axis of rotation, a rotational movement, which, in combination with the spraying mechanism and the movement of the installation along the axis of the pipe, makes it possible to obtain a uniform coating over the entire the length of the pipe or at its localized section. After the end of the treatment cycle and the release of the working pressure, the check valves, triggering and locking the outlet pipe segments, prevent the remaining working fluid from flowing out under the influence of the gravitational component, eliminating inappropriate consumption and the formation of local irregularities on the applied coating.

Технический результат достигается благодаря тому, что устройство сделано сборно/разборным, с возможностью увеличения/уменьшения его габаритных размеров путем установки/снятия дополнительных трубных сегментов различных типоразмеров посредством соединительных муфт, как по длине, так и по диаметру в зависимости от размеров обрабатываемых труб. Распределительная головка 2, установленная на подводящей трубке 1 на радиальном подшипнике 3, выполнена с возможностью вращения за счет возникающей реактивной силы создаваемой рабочей жидкостью на выходе из механизмов распыления расположенных с обратными клапанами 17 на выводящих трубках, которые крепятся по периметру распределительной головки 2 со смещением (с плечом) к оси вращения. Обратный клапан 17 с ограничительным элементом внутри, функционально обеспечивает постоянство расхода рабочей жидкости вне зависимости от величины превышения рабочего давления в системе, одновременно предохраняя устройство как от срабатывания в случае недостаточного уровня рабочего давления, так и от вытекания материала покрытия под действием гравитационной составляющей после сброса рабочего давления в системе по окончанию цикла обработки.The technical result is achieved due to the fact that the device is made collapsible / collapsible, with the possibility of increasing / decreasing its overall dimensions by installing / removing additional pipe segments of various sizes by means of couplings, both in length and in diameter, depending on the size of the processed pipes. The distribution head 2, mounted on the supply pipe 1 on the radial bearing 3, is made with the possibility of rotation due to the arising reactive force created by the working fluid at the outlet from the spraying mechanisms located with check valves 17 on the outlet pipes, which are mounted along the perimeter of the distribution head 2 with an offset ( with shoulder) to the axis of rotation. The check valve 17 with a restrictive element inside, functionally ensures a constant flow rate of the working fluid regardless of the amount of excess working pressure in the system, while protecting the device both from triggering in the event of an insufficient level of working pressure, and from the outflow of the coating material under the action of the gravitational component after the working pressure is released. pressure in the system at the end of the treatment cycle.

Это достигается за счет реализации в установке принципа универсальности путем частичной унификации деталей, используемых для надстройки конструкции с целью изменения ее геометрических параметров, с введением в конструкцию дополнительных ограничительных элементов пассивного контроля создаваемого в установке давления способствующих динамической стабилизации выходных характеристик истечения рабочей жидкости на обрабатываемую поверхность.This is achieved due to the implementation of the principle of universality in the installation by partial unification of the parts used for the superstructure of the structure in order to change its geometric parameters, with the introduction of additional restrictive elements of passive control of the pressure created in the installation into the design, which contribute to the dynamic stabilization of the output characteristics of the outflow of the working fluid to the treated surface.

Claims

A device for applying a protective and decorative coating on the inner surface of pipes, consisting of an inlet tube, a distribution head, couplings, a centering mechanism, inlet / outlet pipe segments, a check valve and a spray mechanism, characterized in that it is collapsible and can be extended geometric parameters both in length, by means of a coupling connection of additional supply pipe segments, providing the supply of working fluid to the distributor head, and in diameter, by means of a coupling connection of additional outlet pipe segments connected at one end with outlet pipes installed in the distributor head with an offset to it the axis of rotation, while the outlet pipe segments, providing the supply of working fluid to the check valves installed at their opposite ends with built-in restrictive elements that serve for passive regulation of the pressure pa barreled liquid at the entrance to the spraying mechanisms with the formation of a reactive moment at their exit, which ensures the rotational movement of the distribution head.