RU2083445C1

RU2083445C1 - Device for cleaning and polishing surfaces

Info

Publication number: RU2083445C1
Authority: RU
Inventors: Евгений Сергеевич Барышев; Надежда Евгеньевна Барышева
Original assignee: Евгений Сергеевич Барышев
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: devices for cleaning and polishing surfaces, aircraft for example. SUBSTANCE: device has housing 1 with tangential nozzles 2, end seals 3 and adjustable pressure air chamber 4. Housing 1 is connected via pipe line 5 with evacuation system 7 and detergent supply system 7. Rotor 8 mounted in housing 1 has holes 9 for passage of gas from gas source inside rotor 8 through pressure regulator 10. Rotor 8 is made in form of hollow ring connected with adjustable pressure air chamber 4. Brushes 13 are articulated on rotor 8. Interior of rotor 8 is brought in communication with adjustable pressure air chamber 4 through holes 15. Each brush 13 consists of housing with pneumatic chamber and jacket with working members (nap). Interior of rotor 8 is brought in communication with interior of pneumatic chamber of brush 13 by means of pipe line. Availability of pneumatic chambers makes the brushes adaptive to surface being treated and automatic maintenance of pressure inside them provides for required stress at contact spot irrespective of deformation of chambers, thus excluding damage to surface, increasing productivity and improving quality of jobs. EFFECT: increased productivity and improved quality of jobs. 8 dwg

Description

Изобретение относится к средствам механизации очистки и полировки поверхности, например, наружной поверхности воздушного судна (ВС). The invention relates to mechanization tools for cleaning and polishing a surface, for example, the outer surface of an aircraft (aircraft).

Известное устройство для очистки и полировки поверхности (а.с. СССР N 1433468, кл. A 47 L 1/02,1988 г.) содержит корпус с тангенциальными соплами и торцевыми уплотнениями, системы вакуумирования и подачи рабочей жидкости, ротор с узлами крепления к нему щеток, каждая из которых выполнена в виде корпуса и прикрепленного к нему рабочего элемента. The known device for cleaning and polishing the surface (AS USSR N 1433468, class A 47 L 1 / 02.1988) contains a housing with tangential nozzles and mechanical seals, a vacuum system and a supply of working fluid, a rotor with attachment points to brushes, each of which is made in the form of a housing and a working element attached to it.

Недостатком этого устройства является низкая производительность и качество работ при очистке не только криволинейных поверхностей, но и тех, у которых имеются местные неровности (выступы, впадины и др.), которые имеются не только на наружных поверхностях ВС, но и на других объектах, из-за использования в этом и ему подобных устройствах плоских щеток, содержащих жесткий корпус и закрепленный на нем рабочий элемент (ворс, фетр, войлок и др. ). Для повышения производительности работ при прочих равных условиях необходимо увеличить размер (в основном длину) щеток, что входит в противоречие с качеством работ, так как при обработке неровных поверхностей для повышения качества работ необходимо уменьшить размер щеток, чтобы они могли полнее повторять очищаемую поверхность. Указанное противоречие обычно решается выбором размеров щеток для условного размера площади поверхности и ее кривизны, что обычно при повышении кривизны приводит к уменьшению размеров щеток и как следствие к снижению производительности работ. С другой стороны, в рецензируемом и известных устройствах щетка прижата к поверхности выбранным значением силы из расчета, что щетка во всех случаях будет иметь неизменное пятно контакта с обрабатываемой поверхностью, а значит, и напряжение в пятне контакта, при котором не будет повреждения (разрушения) поверхности. Однако при обработке криволинейных поверхностей и особенно поверхностей, имеющих местные неровности, площадь пятна контакта щетки при встрече с ними всегда уменьшается, что приводит к увеличению напряжения в пятне контакта, а это не исключает повреждения не только лакокрасочного покрытия (ЛКП), но и конструкции объекта. Это вынуждает снижать величину силы прижатия щетки к поверхности, чтобы избежать повреждения ЛКП, а это приводит к снижению напряжения в пятне контакта, т.е. воздействия на загрязнения и как следствие к снижению производительности работ. В случаях, когда на поверхности имеются впадины, выступы размером меньше размера щетки, то они остаются неочищенными, что снижает не только качество, но и производительность работ, так как для обработки этих участков приходится использовать ручной труд. Указанные противоречия ограничивают размеры щеток, а следовательно, и устройства, что снижает производительность и качество работ и является основной причиной, сдерживающей их внедрение. The disadvantage of this device is the low productivity and quality of work when cleaning not only curved surfaces, but also those that have local irregularities (protrusions, depressions, etc.) that are not only on the outer surfaces of the aircraft, but also on other objects from -for the use of flat brushes in this and similar devices containing a rigid body and a working element fixed on it (pile, felt, felt, etc.). To increase the productivity of work, ceteris paribus, it is necessary to increase the size (mainly the length) of the brushes, which contradicts the quality of the work, since when processing uneven surfaces to improve the quality of work, it is necessary to reduce the size of the brushes so that they can more closely repeat the surface being cleaned. This contradiction is usually resolved by choosing the sizes of the brushes for the conditional size of the surface area and its curvature, which usually leads to a decrease in the size of the brushes and, as a consequence, to a decrease in productivity. On the other hand, in peer-reviewed and well-known devices, the brush is pressed to the surface with the selected force value in the calculation that the brush will in all cases have an unchanged contact spot with the surface to be treated, and hence the stress in the contact spot, at which there will be no damage (destruction) surface. However, when treating curved surfaces and especially surfaces with local irregularities, the brush contact spot area when meeting with them always decreases, which leads to an increase in the contact spot stress, and this does not exclude damage not only to the paintwork (LPC), but also to the structure of the object . This forces a decrease in the force of pressing the brush to the surface in order to avoid damage to the paintwork, and this leads to a decrease in stress in the contact spot, i.e. impact on pollution and, as a result, to a decrease in productivity. In cases where there are cavities on the surface, protrusions smaller than the size of the brush, they remain uncleaned, which reduces not only the quality but also the productivity of the work, since manual work is necessary to process these areas. These contradictions limit the size of the brushes, and therefore the device, which reduces the productivity and quality of work and is the main reason that impedes their implementation.

Целью изобретения является повышение производительности и качества работ посредством создания и поддержания неизменными расчетные (потребные) значения напряжения в пятне контакта и увеличения площади пятна контакта щетки с обрабатываемой поверхностью. The aim of the invention is to increase productivity and quality of work by creating and maintaining unchanged calculated (required) voltage values in the contact spot and increasing the area of the contact spot of the brush with the treated surface.

Цель достигается созданием устройства, у которого щетка оборудована упругими элементами. Устройство содержит корпус с тангенциальными соплами, торцевыми уплотнениями, воздушной полостью регулируемого давления, системы вакуумирования и подачи моющей жидкости, ротор, выполненный в виде жесткого полого кольца с узлами шарнирного крепления к нему щеток, причем полость ротора сообщена с воздушной полостью регулируемого давления, а на корпусе щетки со стороны рабочей полости установлена пневматическая камера, на которой закреплена рубашка с закрепленным на ней рабочим элементом, размещенной на внешней поверхности камеры, а упругие элементы установлены с противоположных сторон каждой камеры для соединения рубашки с корпусом щетки и при этом внутренние полости пневматических камер щеток сообщаются с внутренней полостью ротора. The goal is achieved by creating a device in which the brush is equipped with elastic elements. The device comprises a housing with tangential nozzles, mechanical seals, an air cavity of adjustable pressure, a vacuum system and a supply of washing liquid, a rotor made in the form of a rigid hollow ring with nodes for swiveling brushes to it, and the cavity of the rotor is in communication with the air cavity of adjustable pressure, and a pneumatic chamber is mounted on the brush body on the side of the working cavity, on which a shirt is fixed with a working element fixed on it, located on the outer surface of the chamber, and Other elements are installed on opposite sides of each chamber to connect the shirt to the brush body, and the internal cavities of the pneumatic chambers of the brushes are in communication with the internal cavity of the rotor.

На фиг.1 показана схема сечения устройства при соединении щетки с ротором через шток и диафрагму; на фиг.2 сечение А-А фиг.1; на фиг.3 схема сечения устройства при соединении щетки с ротором без промежуточных элементов; на фиг. 4 сечение Б-Б фиг.3; на фиг.5,6,7 варианты соединения внутренних полостей пневматических камер щеток с ротором; на фиг.8 вид Д-Д фиг.5,6,7. Figure 1 shows a cross-sectional diagram of the device when connecting the brush to the rotor through the rod and diaphragm; figure 2 section aa figure 1; figure 3 diagram of the cross section of the device when connecting the brush with the rotor without intermediate elements; in FIG. 4 section BB figure 3; 5,6,7 options for connecting the internal cavities of the pneumatic chambers of the brushes with a rotor; Fig. 8 is a view of DD of Figs. 5, 6, 7.

Устройство для очистки и полировки поверхности корпус 1 с тангенциальными соплами 2, торцевыми уплотнениями 3 и воздушной полостью регулируемого давления 4, соединенный через трубопровод 5 с системой вакуумирования 6 и подачи моющей жидкости 7, ротор 8, имеющий отверстия 9, обеспечивающие проход газа во внутрь ротора 8, от источника через регулятор давления 10. Ротор 8 выполнен в виде жесткого полого кольца с профилированными отверстиями 11 (или без таковых) в стенке со стороны рабочей полости, в которые установлены штоки 12. Щетки 13 шарнирно закреплены на штоках 12, которые соединены с ротором через диафрагмы 14, соединенные герметично со стенкой ротора 8. Внутренняя полость ротора 8 сообщена с центральной воздушной полостью регулируемого давления 4 через отверстия 15. Полость может сообщаться с атмосферой через предохранительный клапан 16. В штоке 12 со стороны внутренней полости ротора 8 выполнен несквозной канал 17, который через трубопровод 18 сообщен с внутренней полостью пневматической камеры 19 щетки 13. Щетка 13 содержит корпус 20, пневматическую камеру 19, рубашку 21 с закрепленным на ней ворсом 22. Рубашка 21 с помощью упругих элементов 23 закреплена к корпусу 20. A device for cleaning and polishing the surface of the housing 1 with tangential nozzles 2, mechanical seals 3 and an air cavity of adjustable pressure 4, connected through a pipe 5 with a vacuum system 6 and a washing fluid 7, a rotor 8 having openings 9 that allow gas to pass into the rotor 8, from the source through the pressure regulator 10. The rotor 8 is made in the form of a rigid hollow ring with profiled holes 11 (or without those) in the wall from the side of the working cavity into which the rods 12 are mounted. Brushes 13 are pivotally closed len on the rods 12, which are connected to the rotor through the diaphragm 14, connected hermetically to the wall of the rotor 8. The inner cavity of the rotor 8 is in communication with the Central air cavity of adjustable pressure 4 through the holes 15. The cavity can communicate with the atmosphere through the safety valve 16. In the rod 12 with a non-through channel 17 is made on the side of the inner cavity of the rotor 8, which is connected through the pipe 18 to the internal cavity of the pneumatic chamber 19 of the brush 13. The brush 13 contains a housing 20, a pneumatic chamber 19, and a shirt 21 fixed to th pile 22. Shirt 21 with the help of elastic elements 23 is fixed to the housing 20.

Устройство работает следующим образом. Включается в работу устройство после размещения его на обрабатываемой поверхности. При включении системы вакуумирования 6 в полости 24 корпуса 1 создается разряжение, обеспечивающее в ней пониженное давление. За счет перепада давления корпус 1 оседает по причине деформации уплотнения 3, последнее повторяет кривизну обрабатываемой поверхности, герметизируя полость 24. При включении системы подачи воздуха (газа) от источника давления в полость 4, а значит, и в полости ротора 8 и пневматические камеры 19, в них регулятором давления 10 формируется расчетное давление, при котором в пятне контакта щетки с поверхностью достигается потребное напряжение. При этом пневматические камеры 19 щеток 13, упруго деформируясь, повторяют обрабатываемую поверхность и обеспечивают доставку рабочего элемента к ней, т.е. щетки такой конструкции становятся адаптивными к поверхности. Геометрией пневматической камеры обеспечивается адаптивность щеток к обрабатываемой поверхности любой кривизны, что позволяет увеличить размеры щеток, а значит, и площадь пятна контакта и производительность устройства, использовать его для полировки поверхностей и других работ, а в случае мойки уменьшить длину ворса щеток, а давлением внутри камеры - постоянство напряжения в пятне контакта, независимо от величины деформации (обжатия) камеры щетки и ее положения, что исключает повреждение обрабатываемой поверхности. В результате создавшегося системой вакуумирования перепада давлений между окружающей корпус средой и рабочей полостью 24 из окружающей среды по тангенциальным соплам 2 в рабочую полость 24 втекает воздух (газ) и образует в ней вращающийся воздушный поток, вращающий ротор 8 и связанные с ним щетки. The device operates as follows. The device is turned on after placing it on the work surface. When you turn on the evacuation system 6 in the cavity 24 of the housing 1 creates a vacuum that provides a reduced pressure in it. Due to the pressure drop, the housing 1 settles due to deformation of the seal 3, the latter repeats the curvature of the surface being treated, sealing the cavity 24. When the air (gas) supply system is turned on from the pressure source into the cavity 4, and hence in the cavity of the rotor 8 and the pneumatic chambers 19 , in them the pressure regulator 10 forms the calculated pressure at which the required voltage is achieved in the contact patch of the brush with the surface. In this case, the pneumatic chambers 19 of the brushes 13, elastically deformed, repeat the surface to be treated and ensure the delivery of the working element to it, i.e. brushes of this design become adaptive to the surface. The geometry of the pneumatic chamber ensures the adaptability of the brushes to the machined surface of any curvature, which allows to increase the size of the brushes, and therefore the contact spot area and productivity of the device, use it for polishing surfaces and other works, and in case of washing, reduce the length of the bristles bristles, and the pressure inside camera - the constant voltage in the contact spot, regardless of the magnitude of the deformation (compression) of the brush chamber and its position, which eliminates damage to the treated surface. As a result of the pressure differential created by the vacuum system between the medium surrounding the housing and the working cavity 24, air (gas) flows into the working cavity 24 through tangential nozzles 2 from the environment and forms a rotating air stream in it, rotating rotor 8 and associated brushes.

Моющаяся (рабочая) жидкость из системы подачи 7 по трубопроводу 25 подается на обрабатываемую поверхность внутри корпуса 1. Перемещаясь закрученным потоком в рабочей полости 24, моющая жидкость вместе с вращающимися щетками 13 воздействует на загрязнение и обрабатываемую поверхность, очищая (полируя) ее от загрязнения. При этом напряжение в пятне контакта щеток с обрабатываемой поверхностью одинаковое и легко регулируется давлением газа внутри полости 4, а значит, и во внутренних полостях ротора 8 и пневматических камерах 19. Из рабочей полости 24 продукты очистки отсасываются системой вакуумирования, где проходит сепарация, генерация моющей (рабочей) жидкости для повторного ее использования. Washable (working) fluid from the supply system 7 through a pipe 25 is supplied to the surface to be treated inside the housing 1. Moving in a swirling flow in the working cavity 24, the washing liquid along with the rotating brushes 13 affects the contamination and the treated surface, cleaning it (polishing) from contamination. In this case, the voltage at the contact spot of the brushes with the treated surface is the same and is easily regulated by the gas pressure inside the cavity 4, and hence in the internal cavities of the rotor 8 and the pneumatic chambers 19. From the working cavity 24, the cleaning products are sucked off by a vacuum system, where the washing (working) fluid for reuse.

Claims

A device for cleaning and polishing a surface, comprising a housing with tangential nozzles and mechanical seals, connected to vacuum systems and supplying detergent composition, and a rotor installed in the housing with attachment points for brushes to it, each of which is made in the form of a housing and a working element attached to it characterized in that the casing is made with an air cavity of adjustable pressure, and each brush is made in the form of a pneumatic chamber mounted on its casing and a shirt with a working element, located and attached on the camera via the elastic elements to the brush body, the brush attachment to the rotor units are arranged to pivot, and the rotor is configured as a hollow ring, the inner cavity of which is connected with the air cavity and with an adjustable pressure air bladders cavities brushes.