Устройство для абразивно-струйной обработки с дистанционным управлением дозатором

Изобретение относится к устройствам для абразивно-струйной обработки поверхности изделий и конструкций и может быть использовано для очистки поверхностей от загрязнений. Устройство содержит источник сжатого воздуха, сопловой инструмент, на котором установлено управляющее запорное устройство, пневмопривод с пневмоцилиндром, соединенный каналом управления с управляющим запорным устройством, смеситель, дозатор, связанный с пневмоцилиндром, и сосуд для абразива, сообщенный со смесителем через дозатор. Пневмопривод содержит распределитель, имеющий вход, подключенный с помощью магистрали подачи сжатого воздуха к источнику сжатого воздуха. Распределитель содержит золотник, канал подпитки, пневматическую полость управления, расположенную с одной стороны золотника, и полость с регулируемой пружиной, расположенную с другой стороны золотника. Пневматическая полость управления сообщена посредством канала подпитки с входом распределителя и посредством канала управления с управляющим запорным устройством. Распределитель выполнен с возможностью сообщения полостей пневмоцилиндра соответственно с его входом и с атмосферой. Управляющее запорное устройство выполнено с возможностью сообщения канала управления с атмосферой. В результате чего упрощается система управления устройства. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для абразивно-струйной обработки поверхности изделий и конструкций и может быть использовано в промышленности, строительстве, для очистки поверхностей от загрязнений разных видов, в частности, перед нанесением защитных покрытий.

Специфика использования нестационарных устройств абразивно-струйной обработки, особенно в труднодоступных местах, состоит в том, что абразиво-воздушная смесь формируется вне объекта, а подается к сопловому инструменту по длинным шлангам. Это обстоятельство обеспечивает мобильность перемещения оператора с инструментом внутри очищаемого объекта в том случае, если пространство обработки ограничено. Ряд изобретений касается средств безопасности оператора при аварийных ситуациях, требующих немедленного останова подачи абразива и прекращения работы. Так, в заявке (DE 3643060, GENUIT, 19.11.1987) описаны средства управления сопловым инструментом посредством укрепленных на нем электронных датчиков, требующих, однако, подключения к устройству с помощью кабеля.

Известны устройства для абразивно-струйной обработки поверхности различных объектов, которые содержат бункер для абразива с дозатором, подключенный к средствам подачи сжатого воздуха и управления, связанный шлангами с сопловым инструментом (см., например, US 5607342, Evdokimenko et al., 04.03.1997; US 7101266 B2, Grechishkin, 05.09.2006). В этих устройствах средства управления предусматривают наличие органов аварийного отключения устройства в том случае, если оператор потеряет контроль над процессом.

Известно устройство для абразивно-струйной обработки (US 4135068, BURNS, 16.01.1979), содержащее бункер для абразива, дозатор, соединенный шлангом подачи абразивной смеси с сопловым инструментом и прикрепленный к инструменту аварийный кланан с рукояткой. Аварийный клапан связан с системой двумя шлангами: по одному штуцеру (36) поступает питание, а по другому (38) - управляющее воздействие для перекрытия сети сжатого воздуха от компрессора и дозатора абразива. Недостаток устройства в том, что к инструменту подводятся три магистрали - силовая и две управления, что создает оператору определенные неудобства при работе.

Известно устройство с дистанционным управлением (SU 1209423, Лымарь и др., 07.02.1986), в котором управление осуществляется по одной линии, однако привод имеет сложную конструкцию: внутри запорного клапана установлен эжектор, а сам клапан выполнен в виде двух жестко связанных диафрагм с различными площадями поперечного сечения.

Известно устройство безопасности для устройства абразивно-струйной обработки (DE 3617035, WEINEM HANNELORE, 26.11.1987). Сопловый инструмент содержит подпружиненную аварийную рукоятку, которая перекрывает отверстие в сопле, и одновременно электромагнитный механизм выключает электропитание компрессора. К недостатку устройства следует отнести то обстоятельство, что требуется подвести электропитание непосредственно к инструменту на всю длину шланга.

Известно устройство абразивно-струйной обработки (ЕР 0201145, KONING et al., RIJNDELTA COATING TECHNIEKEN В, 11.12.1986), содержащее компрессор, бак для абразива со смесителем, подключенный через длинный шланг (ок.100 м) к сопловому инструменту, и блок (40) управления с аварийным клапаном (27) (dead man's valve), который подключается через отдельную магистраль питания шлема. Блок управления имеет клапан (28) включения подачи воздуха в смеситель и перекрытия магистрали абразивной смеси (35). Аварийный клапан укреплен непосредственно на инструменте и срабатывает, если оператор отпускает его рукоятку. При этом одновременно производится перекрытие магистрали подачи аэроабразивной смеси в инструмент, перекрытие магистрали подачи воздуха в смеситель и напуск воздуха в бак.

Однако при использовании соплового устройства в термоабразивном режиме обработки недопустимо перекрытие воздушной магистрали, т.к. воздух является охлаждающим компонентом и при его отсутствии сопловое устройство разрушится.

В другом устройстве для абразиво-струйной обработки для строительства и судостроения (FR 2764539, KEGLER, 18.12.1998) смеситель (7) связан длинным (100-120 м) шлангом с Т-образным соединителем, к одному плечу которого присоединено через разгрузочный клапан (10) устройство безопасности, а к другому - сопловый инструмент с аварийной рукояткой. При сбросе рукоятки срабатывает клапан (10) и абразив направляется в сборник устройства безопасности, а также срабатывают клапаны (8, 9) перекрытия компрессора и бункера с абразивом.

Этому устройству свойственны те же недостатки, что и для предыдущего решения, кроме того, сама конструкция достаточно сложна.

В патенте (US 6176439, MASISON, 23.01.2001) использован управляемый вентиль, связанный с дозатором, и двухпроводная подающая и выходная линии для клапана запуска. Недостатки устройств те же, что и в вышерассмотренном устройстве по патенту US 4135068 - необходимость использования двух пневматических управляющих линий.

Наиболее близким аналогом является устройство для абразивно-струйной обработки с дистанционным управлением дозатором по патенту US 4802313, Smith, 07.02.1989, содержащее сопловой инструмент, сосуд для абразива с выходным патрубком, сообщенным со смесителем через дозатор, выполненный в виде запорно-регулирующего устройства с пневмоприводом, имеющим пневмоцилиндр, при этом смеситель подключен к источнику сжатого воздуха и гибким шлангом - к сопловому инструменту.

Практика работы с сопловым инструментом на значительных удалениях от смесителя показывает, что первоочередным мероприятием в аварийной ситуации или для кратковременной остановки процесса является перекрытие поступления абразива в смеситель без перекрытия магистрали сжатого воздуха или отключения компрессора. После эвакуации остатков абразива воздушная струя не будет опасной для оператора, что обеспечит безопасность при смене зоны обработки, например, при переходе из одного отсека в другой внутри одного объекта. Если же производить в аварийной ситуации полное перекрытие потока абразивно-воздушной смеси в самом сопле, то это может вызвать заиливание длинного шланга, а, кроме того, потребует высокой степени синхронизации работы клапанов предельного давления. В техническом плане целесообразно обеспечить пневмоуправление по однопроводной линии - единственному шлангу, без использования электрических схем.

Соответственно, задачей изобретения является устройство для абразивно-струйной обработки, в котором безопасность оператора обеспечивается, в аварийном случае, перекрытием канала поступления абразива в дозатор по однопроводной управляющей пневмомагистрали, клапан которой размещен на самом инструменте.

Решение задачи обеспечивается тем, что устройство для абразивно-струйной обработки поверхности содержит сопловой инструмент, сосуд для абразива с выходным патрубком, сообщенным со смесителем через дозатор, выполненный в виде запорно-регулирующего устройства, связанного с пневмоцилиндром пневмопривода, соединенного каналом управления с установленным на сопловом инструменте управляющим элементом с ручным приводом, при этом смеситель подключен к источнику сжатого воздуха и гибким шлангом - к сопловому инструменту. Пневмопривод имеет распределитель, выполненный с возможностью сообщения полостей пневмоцилиндра соответственно со своим входом, подключенным к магистрали подачи сжатого воздуха от источника сжатого воздуха, и с атмосферой. Распределитель имеет с одной стороны золотника пневматическую полость управления, а с другой стороны - полость с регулируемой пружиной, воздействующей на золотник в сторону полости управления. При этом полость управления сообщена каналом подпитки с входом распределителя и каналом управления с управляющим запорным устройством, выполненным с возможностью сообщения канала управления с атмосферой.

Устройство может характеризоваться тем, что управляющее запорное устройство выполнено в виде двухпозиционного двухлинейного клапана или распределителя золотникового типа.

Устройство может характеризоваться и тем, что распределитель пневмопривода расположен на корпусе пневмоцилиндра.

Устройство может характеризоваться также тем, что запорно-регулирующее устройство выполнено в виде деформируемой упругой втулки с осевым каналом, установленной в корпусе между двумя нажимными элементами, один из которых выполнен с возможностью регулирования проходного сечения канала, а другой, связанный со штоком пневмоцилиндра - полного перекрытия канала.

Устройство может характеризоваться, кроме того, тем, что пневмоцилиндр прикреплен к стенке сосуда для абразива.

Устройство может характеризоваться также тем, что сопротивления каналов подпитки и управления выбраны из условия падения давления сжатого воздуха в полости управления распределителя при ее сообщении с атмосферой через управляющее запорное устройство до величины, соответствующей перемещению золотника распределителя в крайнее положение под действием пружины.

Устройство может характеризоваться и тем, что в канале у подпитки установлен дроссель, а также тем, что дроссель выполнен регулируемым.

Технический результат изобретения состоит в упрощении системы управления при значительном удалении соплового инструмента от места размещения средств формирования абразиво-воздушной смеси при использовании единственного шланга управления.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

на фиг.1 представлена схема устройства;

на фиг.2 - пример конструктивного решения запорно-регулирующего устройства - общий вид;

на фиг.3 - то же, что на фиг.2, вид в сечении А-А;

на фиг.4 - конструктивное решение распределителя - общий вид;

на фиг.5 - то же, что на фиг.4, вид в сечении А-А;

на фиг.6 - то же, что на фиг.4, вид в сечении В-В;

на фиг.7 - запорное устройство, общий вид;

на фиг.8 - то же, что на фиг.7, вид в сечении А-А.

Устройство для абразивно-струйной обработки поверхности (фиг.1) включает сопловой инструмент, сосуд 10 для абразива 11 с выходным патрубком 12, сообщенным через дозатор 14 со смесителем 16. Дозатор 14 выполнен в виде запорно-регулирующего устройства, подсоединенного через шток 18 к пневмоцилиндру 20. Пневмоцилиндр 20 по каналам 21, 22 через распределитель 24 связан каналом 26 управления в виде длинного гибкого шланга с установленным на сопловом инструменте 28 аварийным клапаном - управляющим элементом 30, имеющим ручной привод 32. Смеситель 16 и распределитель 24 подключены к источнику 34 сжатого воздуха магистралями 36, 37, соответственно.

Пример выполнения дозатора 14 абразива представлен на фиг.2, 3. Он представляет собой запорно-регулирующее устройство, выполненное в виде деформируемой упругой втулки 38 с осевым каналом 39 для потока абразива 11. Втулка 38 установлена в корпусе 19 между двумя нажимными элементами 40, 42. Элемент 40 выполнен с возможностью регулирования проходного сечения канала путем сжатия втулки в поперечном направлении с помощью болта 43. Элемент 42 связан со штоком 18 пневмоцилиндра 20. При перемещении штока 18 элемент 42 перемещается по направляющим 44 до полного перекрытия канала 39 втулки 38 - в этом случае поток абразива в смеситель прекращается.

На фиг.4, 5, 6 представлен распределитель 24. Распределитель 24 выполнен с возможностью сообщения полостей пневмоцилиндра 20 по каналам 21, 22 соответственно со своим входом 50, подключенным к магистрали 37 подачи сжатого воздуха от источника 34 сжатого воздуха, и также с атмосферой.

Распределитель 24 имеет с одной стороны золотника 51 пневматическую полость 52 управления, а с другой стороны - полость 54 с регулируемой посредством винта 56 пружиной 57, воздействующей на золотник 51 в сторону полости 52 управления. Полость 52 управления сообщена каналом 58 подпитки с входом 59 распределителя. В канале 58 может быть установлен регулируемый дроссель 60. Сопротивления каналов подпитки и управления выбраны из условия падения давления сжатого воздуха в полости 52 управления распределителя при ее сообщении с атмосферой через управляющее запорное устройство 30 до величины, соответствующей перемещению золотника 51 распределителя в крайнее положение под действием пружины 57. Сообщение распределителя 24 с атмосферой осуществляется через отверстия 61. Подключение распределителя к устройству осуществляется шлангами через штуцеры 62. Распределитель пневмопривода может располагаться на корпусе пневмоцилиндра или в любом другом удобном месте вблизи сосуда для абразива.

Управляющее запорное устройство 30 может быть выполнено в виде двухпозиционного двухлинейного клапана или распределителя золотникового типа и прикрепляется к корпусу соплового инструмента 28. Пример выполнения представлен на фиг.7, 8. Канал 26 подключен к запорному устройству 30 через штуцер 64, сообщенный с полостью 66 в корпусе 68, имеющем отверстие 69 для сообщения канала управления с золотником 70 ручного привода 32 с атмосферой. Крепление корпуса 68 запорного устройства 30 на сопловом инструменте проводится посредством элемента 71. На фиг.8 золотник находится в положении, когда канал 26 управления сообщен с атмосферой через отверстие 69.

Устройство работает следующим образом. При возникновении необходимости прекращения подачи абразива в сопловый инструмент (рабочее состояние - золотник вверху - показано на фиг.1), оператор, утапливая рукоятку привода 32, переводит золотник 70 запорного устройства в нижнее положение (фиг.8). В результате этого канал 26 управления сообщается с атмосферой, золотник 51 перемещается и сообщает вход 50 с каналом 22 полости пневмоцилиндра 20. Шток 18 перемещается, деформирует упругую втулку 38 и перекрывает канал 39 для поступления абразива 11 в смеситель 16. Соответственно прекращается подача абразива в сопловый инструмент 28. Для возобновления процесса оператору необходимо возвратить привод 32 в верхнее положение. Регулировка распределителя осуществляется посредством винта 56 и дросселя 60. Регулирование проходного сечения канала 39 для подбора режима истечения абразива осуществляется болтом 43. Для удаления воздуха из полости 66 при переводе рукоятки привода 32 в рабочее положение оператор должен приложить определенное усилие, без которого сводится к минимуму несанкционированный перевод рукоятки привода 32 в рабочее положение.

1. Устройство для абразивно-струйной обработки поверхности, содержащее источник сжатого воздуха, магистраль подачи сжатого воздуха, канал управления, сопловой инструмент, на котором установлено управляющее запорное устройство с ручным приводом, пневмопривод с пневмоцилиндром, соединенный каналом управления с управляющим запорным устройством, смеситель, подключенный к источнику сжатого воздуха и посредством гибкого шланга к сопловому инструменту, дозатор, выполненный в виде запорно-регулирующего устройства и связанный с пневмоцилиндром, и сосуд для абразива с выходным патрубком, сообщенный со смесителем через дозатор, отличающееся тем, что пневмопривод содержит распределитель, имеющий вход, подключенный с помощью магистрали подачи сжатого воздуха к источнику сжатого воздуха, и содержащий золотник, канал подпитки, пневматическую полость управления, расположенную с одной стороны золотника, и полость с регулируемой пружиной, расположенную с другой стороны золотника, регулируемая пружина выполнена с возможностью воздействия на золотник в направлении пневматической полости управления, которая сообщена посредством канала подпитки с входом распределителя и посредством канала управления с управляющим запорным устройством, при этом распределитель выполнен с возможностью сообщения полостей пневмоцилиндра соответственно с его входом и с атмосферой, а управляющее запорное устройство выполнено с возможностью сообщения канала управления с атмосферой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управляющее запорное устройство выполнено в виде двухпозиционного двухлинейного клапана или распределителя золотникового типа.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что распределитель расположен на корпусе пневмоцилиндра.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запорно-регулирующее устройство выполнено в виде корпуса, двух нажимных элементов и деформируемой упругой втулки с осевым каналом, установленной в корпусе между двумя нажимными элементами, один из которых выполнен с возможностью регулирования проходного сечения осевого канала деформируемой упругой втулки, а другой, связанный со штоком пневмоцилиндра, - с возможностью полного перекрытия упомянутого осевого канала.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пневмоцилиндр прикреплен к стенке сосуда для абразива.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы подпитки и управления выбраны из условия создания сопротивления, обеспечивающего падение давления сжатого воздуха в полости управления распределителя при ее сообщении с атмосферой через управляющее запорное устройство до величины, обеспечивающей перемещение золотника распределителя в крайнее положение под действием пружины.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в канале подпитки установлен дроссель.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что дроссель выполнен регулируемым.