Моечная головка

/08 е 9 Ояц енНое пАтентнСССРСССР) . ГОСУДАР Ведомс ГОСПАТ 8 Е ИЗОБРЕТЕ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ изобретения: моющая головка содержит корпус с входными патрубками, привод по- ворота корпуса в виде турбины, сопло, упруги й тру бап ро вод. Сопл о установлено с возможностью вращения вокруг своей оси. Корпус имеет подшипник, охватывающий трубопровод с образованием колена. Турбина установлена в трубопроводе в месте образования колена и эксцентрично относительно входного патрубка с возможностью круглого плбскопараллельного движения. 10 э.п,ф-лы, 4 ил,73880/12 48709.9012.92. Бюл. М риупольский(21) 48 (22) 03 (46) 15 (71) М титут (72) Г.К (56) Ав М 3 119 (54) МО (57 Ис народн полива аллург ческий инсЖилинорсков свидетельство С518, кл. В 08 В 9/08, 19ЕЧНАЯ ГОЛОВКАпользование: в различного хозяйства для мой обработки поверхносте х областяхемкостей,, Сущйость й 00 энного ятных по- Недостаткомния сопел ется снижение на Изобретение относится к гидравличе- прибегают к устройству комбинированйыхским струйным аппаратам и может приме- головок типа сагнерова колеса, в которыхняться в различных областях народного наряду с реактивными соплами, соэдающихозяйства для мойки емкостей, полива, об- ми момент вращения головки, применяютработки поверхностей. активные сопла, которые такого момента не .Известны сопловые головки, применя- создают.,емые для мойки емкостей, в которых сопла 1 Названная конструкция имеет лучшиерасположены в виде сагнероэа колеса, кото- показатели по кинематике, оцнако сферарое является приводом вращения сопел, . применения расширяется незначительнопричем сопла закреплены на патрубке, ко- ввиду раэмещенияструй водной плоскости,:тарый поворачивается относительно, пат- где вращаются сопла,. рубка, подключенного к питающей .Более широкие возможности в охватемагистрали, струями сложных по форме поверхностейУстройство названного типа имеетогра- имеют конструкции, в которых имеется приниченное применение по причине чреэмер- вод вращения сопел вокруг двух взаимноного "раскручивания" сопел до больших перпендикулярных осей.скоростей вращения, при которых снижает- Устройство, принятое за прототип, сося динамическое воздействие струй на об- держит корпус с входным патрубком длярабатываемую поверхность, В связи с этим, подачи рабочей жидкости с возможностьюописанная конструкция сопловой головки вращения, снабженный приводом поворотаприменяется, в основном, для ополаскива- в виде турбины, смонтированные на корпуния емкостей 1 ри малой степени их загряз- . се сопло, сообщенное с входным патрубнения. ком,Для исключения неблаопри д устройства звляследствий ускоренного враще де и,Снижение надежности объясняется быстрым износом сальниковых уплотнениймежду трубно-цилиндрическими соединениями. При нарушении уплотнений происходит коррозия деталей червячнойпередачи, Червячная передача и сама по, себе в технике известна как достаточно подверженная быстрому износу. В отношенииузловформирующих кинематические свойства, следует заметить, что в устройствевесьма много узлов и деталей, сложных визготовлении, в том числе штифтовые зацепления, которые также подвержены более сильному износу. Конструкциюдостаточно трудно защитить от абразивногоизноса и химической коррозии, к которойдобавляются кавитационные процессы разрушения, связанные с многократным дроблением потока рабочей среды и егоискривления в каналах подачи рабочей среды от входного патрубка к соплам. Узлымоечной головки целесообразно выполнятьиз металла с применением литья. Выполнить же его защиту посредством покрытийвесьма затруднительно из-за сложной формы изделий,Таким образом, складываются ограничения, связанные с применением рабочихсред на загрязненных абразивными минеральными включениями и химически активными веществами,Целью изобретения является повышение надежности работы и технологическихвозможностейМоечная головка содержит корпус свходным патрубком для подачи рабочейжидкости, установленный с возможностьювращения, снабженный приводом поворотав видетурбины, смонтированное на корпусесопло, сообщенное с входным пэтрубкомустановлено с возможностью вращениявокруг своей оси и соединено с входнымпатрубком посредством упругого трубопровода, корпус имеет установленный перпендикулярно его оси и эксцентричноподшипник, охватывающий трубопровод собразованием колена, а турбина установлена в трубопроводе в месте образования колена и эксцентрично относительновходного патрубка с возможностью кругового плоскопараллельного движения.Турбина выполнена в виде кольца свнутренними радиальными лопастями, при-".чем наружный диаметр кольца больше илиравен диаметру трубопровода, э входной. патрубок имеет конфузорный насадок,расположенный по оси корпуса; конфузорный, насадок установлен с возможностью фикси-рованного перемещения вдоль оси входного патрубка; сопло смонтировано на корпусе посредством дугообразной направля ющей; нап равля ющэя. для сопла имеет средство для фиксации положения сопла, направляющая для сопла выполнена про странственно замкнутой сзубчатой рабочейповерхностью, а сопло снабжено зубчатым колесом для обкатывания по зубчатой направляющей; направляющая для сопла выполнена съемной с поворотного корпуса;10 турбина выполнена меньшего диаметра чемдиаметр трубопровода и установлена по-.средствомполуосей, причем полуоси изогнуты по профилю трубопровода и размещены своими концами в опорах вра щения, встроенных в трубопровод по осикорпуса; подшипники трубопровода установлены с возможностью фиксированного перемещения перпендикулярно оси корпуса; полуоси турбины выполнены из упругого 20 материала; сопло закреплено в корпусе свозможностью фиксированного перемещения перпендикулярно его оси.Связь сопла с входным патрубком посредством упругого в отношении изгиба 25 трубопровода полностью иСключает сальниковые трубные уплотнения, что обеспечивает повышение надежности. При этом канал подачи рабочей среды становится плавно изогнутым по направлению к соплу. Упру гость трубопровода. снижает кавитационный износ, нивелирует неравномерное продвижение слоев жидкости, что способствует повышению надежности. Одновременно обеспечивается расширение сферы 35 применения в отношении использованиятрубопровода из химически стойких пластмасс, резин и тканей, Весьма важно и то обстоятельство, что при износе один трубопровод легко заменить другим; Т.е, повы шается технологичность в эксплуатации. Рыполнение турбины в виде кольца свнутренними радиальными лопастями, причем наружный диаметр больше или равен 45 диаметру трубопровода, а входной патрубокимеет конфузорный насадок, расположенный по оси корпуса также повышает надежность устройства, поскольку образуемая кольцом и лопастями турбина обеспечивает 50 поступательное круговое перемещение изогнутой части трубопровода без его враще- .ния, которое реализуют через эксцентрично расположенные подшипники вращения корпуса. При этом, образуемая кольцом и 55 лопастями турбина в трубопроводе размещается без относительного вращения и эта система закрепления обеспечивает повышенную надежность ввиду того, что исключаются опоры вращения и различные стесненные пространства, которые подвер. Выполнение конфузорного насадка свозможностью фиксированного перемещения вдоль входного патрубка дает воэможность изменять скорость вращенияповоротного корпуса за счет изменения .расположения конфузорного патрубка. При его удалении скорость вращения уменьша-. ется, при приближении к турбине скорость 1 увеличивается. Достигается это эа счет локализации струй в секторе турбины, кото,рый обеспечивает реализацию поступательного кругового перемещения, Особенностью действия указанной турбины 1 является то, что она вообще действует толь-: ко при эксцентричном воздействии потока,,сечение которого меньше, чем общее сече-. . ние турбины. За счет этого эффекта и реализуется поступательное круговое 2перемещение. 8 целом регулировка скорозакрепления сопла в направляющих качения.Сопловая головка устроена следующимобразом,Сопло 1 закреплено на поворотном кбрпусе 2, который размещен с возможностьювращения на входном патрубке 3 через подшипник 4, Входной патрубок 3 присоединенк питающей магистрали 5.0 Закрепление сопла 1 осуществлено посредством присоединенной к корпусу 2 направляющей 6, на которой он фиксируетсяпосредством крепления 7, связанного с крепежной муфтой 8, в которой размещен под 5 шипник 9, насаженный ка сопло 1. Такимобразом, угол й наклона сопла можно регулировать, закрепляя сопла в различных зонах направляющей 6. Сопло 1 связаноупругим в отношении изгиба трубопровоО дом 10 с входным патрубком 3. Причем названный трубопровод составлен из двухчастей: входной 11 и выходной 12, соеди-ненных через промежуточный патрубок 13,закрепленный в проходном подшипнике 14корпуса 2.Входная.часть 11 трубопровода 10 поперечно изогнута и своей серединой, черезнадетый нэ него подшипник 15 закрепленав поворотном корпусе 2, В этот же сечениивнутри трубопровода 10 размещена турбина 16. Над кей размещен конфузоркый патрубок 17, относительно которого турбина 16оказывается расположенной эксцентрично,так что часть ее лопаток 18 оказывается подвыходным сечением патрубка 13, а частьлопаток не попадает под живое сечение вы-ходящего потока, чем и создается усилиепоступательного перемещения в каждыйдайный момент времени;0 Внутренняя полость поворотного корпуса для защиты подшипников снабженауплотнительными кольцами 19 и 20. При за-мене же подшипников качения ка подшип-ни ки скол ьжения, в частности, их.фторопластовых материалов необходимость в сальниковых устройствах отпадает.А корпус 2 может быть выполнен в видецилиндрической рамки. Следует заметить,что сальниковь 1 е устройства не являются необходимь 1 ми для изоляции от внешней среды канала подачи. рабочей жидкости. 25 30 35 45 50 55 сти вращения обеспечивает расширениесферы применения, т,к, охватываются процессы, где по технологии лучше применять быстро вращающийся корпус, и можно ох- ватить процессы, где требуются медленное вращение, например, в системах автоматического полива в сельском хозяйстве.Закрепление сопла ка корпусе посредством дугообразной направляющей и несущей средством для фиксации положения сопла и выполнение направляющей пространственно замкнутой с зубчатой рабочей поверхностью обеспечивает также расширение сферы применения благодаря разнообразию кинематических возможностей. Причем, такое расширение дает возможность оптимизировать режим обработки и в тех или иных условиях и достигнуть экономии в расходе рабочей среды и при повышенной эффективности воздействиямоечных струй. Выполнение направляющих съемными обеспечивает расширение сферы применения за счет варьиройания формы направляющих применительно к конкретным условиям,Таким образом, предлагаемая конструкция, по сравнению с прототипом, имеет. повышенную надежность и расширеннуюсферу применения,Принципиальным отличием образованной турбины от известных является и то, чтоона не вращается, а совершает поступательное круговое перемещение,На фиг. 1 изображена сопловая головка в продольном разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; нэ фиг. 3 - устройство про.- странственной направляющей, присоединяемой к корпусу; на фиг, 4 - схема Конфузорный патрубок 17 размещен внутри входного патрубка 3 с возможностью перемещения и закрепляется посредством распорных винтов 21, "распирающих" стенки патрубка 17.В варианте жесткого закрепления направляющая 6 выполнена в видудугообразной полосы с прорезью 22.Предусмотрено и более сложное исполнение направляющей, располагаемой заданным образом в пространстве и .взаимодействующей с соплом путем образования кинематической пары колесо-рейка. Например, в качестве варианта, предусмотрено расположенные направляющей по. форме шаровой поверхности. Возможны и другие варианты.Полый шар 23 с направляющей 6 закреплен на поворотном корпусе 2 посредством болтового скрепления 24. Направляющие имеют замкнутую форму и образованы посредством прорезей 25. Для поддержания "островкой" части пара служат внешние огибающие сопла держатели 26. Прорези 25, с одной стороны, выполнены как зубчатая или фрикционная направляющая качения 27, зацепленная с колесом 28,жестко надетым на сопла, а вторая сторЬна прорези является поддерживающей направляющей 29, обеспечивающей зацепление, В частности, поддержание зацепления может обеспечиваться и через ролики 30, свободно вращающиеся на сопле 1,Сопловая головка работает следующим образом.Рабочая среда поступает во входной патрубок 3 с давлением РЧ. Далее она попадает в конфузорный патрубок 17. Здесь происходит увеличение скорости потока до Ч 1 и снижение давления до Р 1, Благодаря такому ускорению потока конфузорный патрубок является как бы соплом, расположенным внутри части 11 трубопровода 10 над турбиной 16, Ввиду того, что конфуэорный патрубок расположен относительно полости части 11 трубопровода 10 эксцентрично, то укаэанная полость разбивается на два объема 3 и О. В объеме 3, занимающем "теневое" расположение создается область разряжения и пониженных скоростей движения жидкости, Лопатки 18 в указанной области фактически выключаются из динамического взаимодействия со скоростной частью потока, вытекающего из патрубка 17В результате в некоторый момент времени 11 под выходным сечением патрубка 17 окажется часть лопаток Ь, с, и б, где под воздействием потока возникают составляющие Йь, йс, Ко, направленные перпендикулярно радиусу расположения В 1, соединяющему ось Оо расположения патрубка 3 и ось 01 сечения А-А трубопровода 11 в его поперечно изогнутой части.Под действием результирующей силы й, действующей на сечение А-А входной части 11 трубопровода, последнеебудет перемещаться поступательно беэ вращения. При этом взаимодействующая часть лопаток 18, поименованная буквами Ь, с и б будет постепенно выводиться из "зацепления" с потоком рабочей среды, выходящей иэ патрубка 5 17. Зто будет сопровождаться вводом подскоростной поток "очередных" лопаток 17.Так при повороте на 90 корпуса 2 в зацеплении окажется другая часть лопаток 17, поименованных буквами а и и. Изменится 10 направление результирующей силы на й г.Таким образом, в момент времени 1+ Л 1 сечение А-А трубопровода в его части 11 переместится поступательно по круговой траектории на угол 90, Перемещение будет 15 связано с поочередным вводом лопаток 18турбины 16 в зону скоростной струи конфузорного патрубка 17, под действием которого турбина будет не вращаться вокруг своей оси, а поступательно (без вращения) пере мещаться по круговой траектории. При этомпо круговой траектории будет перемещаться беэ вращения и внутренне кольцо подшипника 15, который через внешнее кольцо передаст касательное усилие Г, выэываю щее вращение корпуса 2 вокруг своей оси.Изогнутая часть 11 трубопровода будет играть роль своеобразного коленчатого вала, вызывающего вращение корпуса 2. Но, заметим, что особенностью образованного ко ленчатого вала является отсутствиевращения его поперечных сечений, они всеперемещаются поступательно по круговой траектории, но не вращаются вокруг своей оси, При этом изогнутая часть 11 в процессе 35 взаимодействия изменяет расположениеплоскости, в которой происходит поперечный изгиб, Зта плоскость в процессе взаимодействия поворачивается вокруг оси Оо,Поворот корпуса 2 вокруг вертикальной 40 оси сопла 1,закрепленного в направляющей6, При этом; ввиду того, что трубопровод 10 закреплен жестко на патрубке 3 возникает момент закручивания трубопровода, Для исключения передачи такого момента сопла 45 1 располагается в подшипнике 9, Благодаряналичию этого подшипника при повороте корпуса 2 происходит вращение сопла 1 вокруг своей оси без закручивания отогнутой части 12 трубопровода 10. Происходит, 50 таким образом, только изменение формыизгиба отогнутой части трубопровода без действия усилий скручивания по длине трубопровода.Таким образом, при повороте корпуса 2в отогнутом сечении трубопровода 10 обязательно возникает вращение сечения вокруг оси трубопровода в зоне расположения сечения, и реализацию этого вращения надообеспечить,В варианте с замкнутой направляющей больше или равен диаметру трубопровода, вращение сопла 1 вокруг оси обеСпечивает- а входной патрубок имеет конфузорный нася через качение сопла 1 по направляющей, садок, расположенный по оси корпуса, Осуществляемое с помощью зубчатого коле, Моечная головка по п. 2, о т л и ч а юса 28, надетого на сопла, Таким образом 5 щ а я с я тем, что конфуэорный насадок изгибаемый в выходной части 12 трубопро-установлен с возможностью фиксированноеод 10 используется как гибкий вал, обеспе- го перемещения вдоль оси входного патрубчивающий перемещение по направляющей ка.путем качения по ней. В результате обеспе. Моечная головка по и, 1, отл и ч а ючивается спиральное продвижение сопла в 10 щ а я с я тем, что сопло смонтировано на пространстве. Причем формы траекторий корпусепосредствомдугообрэзнойнаправеродвижения можно применять различные, ляющей,сообразные с технологией мойки конкрет, Моечная головка по и. 4, о т л и ч а юных иэделий. Для замены одной наиравля- щ а я с я тем, что направляющая для сопла ющей на другую достаточно развинтить 15 имеетсредстводля фиксации положениясоскрепление 24. Форма головки 23 может пла,быть нетолько шарообразной, ноивформе 6, Моечная головка ио п.4, отл ичаюзллипсоида вращения или любой другой щ э я с я тем, что направляющая длина йлавноизогнутой формы. сопла выполнена пространственно замкнуФ о р мул а изобретения 20 той сэубчатой рабочей поверхностью, асо. Моечная головка, включающая кор- . пло снабжено зубчатым колесом для йус с входным патрубком для подачи рабо- обкэтывэния по зубчатой направляющей, чей жидкости, установленный с 7. Моечная головка по и. 4, от л и ч а ювозможностью вращения, снабженный при- щ а я с я тем, что направляющая для сопла водом поворота в виде турбины, смонтиро выполнена съемной с поворотного корпуса. ванное на корпусе сопла, сообщенное с 8, Моечная головка по п. 1, о т л и ч а ювходным пэтрубком. о т л и ч а ю щ а я с я щ э я с я тем, что турбина выполнена меньтем, что, с целью повышения надежности щего диаметра, чем диаметр трубопровода работы и расширения технологических воэ- и установлена посредством полуосей, приможностей, сипло установлено с возможно чем полуоси изогнуты по профилю трубопстью врдцения вокруг своей оси и ровода и размещены своими концами в соединен с входным патрубком посредст- опорах вращения, встроенных в трубапровом упругого грубоировода, корпус имеет вод по оси корпуса,установленный перпендикулярной его оси и 9. Моечная головкапои,8, отп ичаюэксцентрично подшипник охватывающий 35 щ а я с я тем, что подшипники трубопровода трубопроводс образованием колена,этурби-. установлены с возможностью фиксированна установлена в трубопроводе в месте об- ного перемещения перпендикулярно оси разовэния колена и эксцентрично корпуса.относительно входного патрубка с возмож. Моечная головка по п. 8, о т л и ч аностью кругового плоскопараллельного 40 ю щ а я с я тем, что полуоси турбины выдеи.же,сия. полнены иэ упругого материала,2, Моечная головка по и, 1, о т л и ч а ю. Моечная головка по п. 1, о т л и ч ащ а я с я тем, что турбина выполнена в виде ю щ а я с я тем, что соплб закреплено в кольца с внутренними радиальными попа- корпусе с возможностью фиксированного стями, причем наружный диаметр кольца 45 перемещения перпендикулярно егооси.,Моты зводственно.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 акаэ 4235 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5