Щітка для очищення металу

Щітка для очищення металу, що містить корпус, зв'язаний із джерелом струму, і закріплені Винахід відноситься до очищувальної техніки і стосується конструкції інструменту для очищення поверхні металу листових і фасонних виробів від прокатної окалини, продуктів корозійного нашарування, старого лакофарбового покриття, органічних нашарувань та бруду і якісної підготовки поверхні для нанесення нового антикорозійного покриття Винахід направлено на розв'язування існуючої проблеми очищення поверхні металу від нашарування значної за розмірами товщини, площі покриття, степені зчеплення з основним металом і характеристикою нашарування Відома торцева щітка, що містить корпус, виконаний із пари кільцевих концентричних щіток (Авт ев СССР № 1326224, кл А 46 В 7/10, 1987) Однак дана щітка здатна здійснювати очищення поверхневого нашарування незначної товщини, яке не міцно з'єднане з основною поверхнею металу, оскільки в процесі роботи відбувається лише механічна взаємодія робочих торців металевого ворсу з поверхнею виробу Відома щітка для очищення металу, вибрана в якості прототипу (Авт ев СССР № 1750649, кл А 46 В 7/10, 1992), яка містить корпус, зв'язаний із джерелом струму, і закріплені навколо корпусу секції металевого ворсу, що забезпечують при контакті з поверхнею виникнення електричного розряду Однак робота відомої щітки ефективна лише при очищенні незначних за площею поверхонь, оскільки вона має дуже обмежену за розмірами зону контактної взаємодії з поверхнею виробу, навколо корпусу секції металевого ворсу, яка відрізняється тим, що корпус вільно встановлений на валу, до якого під'єднана одна фаза електроструму, між закріпленими на ньому зовнішньою та внутрішньою торцевими щітками, які ізольовані від контакту із струмом, та вільно встановленими кульовим сегментом і роликом, закріпленим на консолі із можливістю останнього, за сприяння кульової опори, при обертанні вала надавати струмопровідному корпусу складного просторового руху який підлягає очищенню Збільшення геометричних розмірів цієї зони, тобто збільшення ширини робочої поверхні щітки, обмежене, оскільки це приводитиме до зростання КІЛЬКОСТІ одночасного виникнення електророзрядів, що в свою чергу зменшує величину їх температурного впливу Крім того, ізольовані від контакту з електрострумом ЩІТКОВІ секції, які здійснюють лише механічне видалення із поверхні утвореного електророзрядом шламу і зайвого нашарування, не спроможні ефективно обробити поверхню в зв'язку із своєю малочисельністю і обмеженою зоною контакту В основі винаходу поставлена задача створення щітки для очищення металу виробів плоского та фасонного геометричних перерізів, покритих товстим (до 6,0 мм) шаром прокатної окалини, іржі, що утворюється на поверхні внаслідок впливу атмосферних опадів або ХІМІЧНИХ реактивів, поверхневого нашарування органічного та солевого характеру, що утворюється внаслідок тривалого перебування металу в середовищі морської води (ПІДВОДНІ частини корпусів морських кораблів) тощо, шляхом суміщеної дії на поверхню металу миттєвого високотемпературного впливу електродугового розряду і механічного очищення значної за величиною площі поверхні, якісно підготувавши и для нанесення нового антикорозійного покриття Поставлена задача вирішується тим, що щітка для очищення металу, яка містить корпус, зв'язаний із джерелом струму, і закріплені навколо корпусу секції металевого ворсу, які забезпечують при контакті з поверхнею виникнення елек ю 44175 тричного розряду згідно винаходу корпус вільно встановлений на валу, до якого під'єднана одна фаза електроструму, між закріпленими на ньому зовнішньою та внутрішньою щітками, які ізольовані від контакту із струмом, та вільно встановленими кульовим сегментом і роликом, закріпленим на консолі із можливістю останнього, за сприянням кульової опори, при обертанні валу надавати струмопровідному корпусу складного просторового руху Таке виконання щітки для очищення металу дозволяє в процесі обертання її центрального валу, яке здійснюється від окремого приводу, і під'єднання від електромережі до даного валу та поверхні виробу по одній фазі струму, отримувати рівномірний обертовий рух зовнішньої та внутрішньої торцевих щіток, які за посередництвом діелектричного матеріалу ізольовані від контакту з електрострумом Секційна торцева щітка, що вільно встановлена на приводному валі і контактує з електрострумом (струмопровідна), здійснює за допомогою консольно встановленого обкатного ролика коливний рух із одночасним обертанням навколо валу із швидкістю, яка менша від швидкості двох інших торцевих щіток Виконання секційною щіткою коливного руху є необхідним, оскільки в такому випадку в контакт із поверхнею обробки будуть вступати одночасно не всі секції, а лише певна незначна частина металевого ворсу, що тим самим забезпечує стабільність виникнення між щітковим ворсом і поверхнею миттєвого електродугового розряду, адже дуговий розряд виникає лише у випадках входження струмопровідного металевого ворсу в контакт з поверхнею і на етапі його виходу При безпосередньому контакті ворсу із поверхнею дуговий розряд не виникає, а виконує функцію провідника струму РІЗНІ ШВИДКОСТІ обертання всіх торцевих щіток сприяють рівномірному підгорянню контактуючих із поверхнею робочих торців струмопровідного металевого ворсу Поєднування впливів на поверхню виробу високотемпературного (до 5500 6000 К) миттєвого електродугового розряду (в межах 0,06 0,1 с) і механічного оброблювання (тертя) дозволяє очищувати дану поверхню від товстого шару прокатної і отриманої в результаті гарячого кування окалини, іржі будь-якої товщини, бруду органічного характеру, старого лакофарбового покриття тощо Температура дугового розряду регулюється силою струму, що подається даному інструменту Основна суть поєднування таких видів поверхневого впливу полягає утому, що електродуговий розряд своїм високотемпературним впливом частково розплавляє, а частково випаровує поверхневе нашарування, залишаючи на поверхні густу сітку незначних за величиною лунок, одночасно порушуючи МОНОЛІТНІСТЬ зчеплювання поверхневого нашарування із основним металом Далі при оброблюванні поверхні шляхом лише механічного очищення торцевими щітками відбувається видалення утвореного шламу і зруйнованого дуговим розрядом нашарування Густа сітка утворених на поверхні лунок сприяє надійному зчеплюванню (адгезії) нового антикорозійного 4 покриття із основним металом виробу Досить висока ефективність очищення запропонованим методом та інструментом проявляється при оброблюванні морських суден, а саме підводних поверхонь їх корпусів, очищення на практиці здійснюється у надводному положенні на стапелях в сухих доках Адже ці поверхні кораблів від їх тривалої експлуатації в середовищі морської та океанської води покриті товстим шаром залишків органічних відкладень, які при механічному очищенні досить швидко "засалюють" робочу поверхню інструменту, оскільки за своїм характером являють собою желеподібну клейку масу, на висихання якої необхідний тривалий час Суміщення теплового і механічного впливів на поверхню дозволяє відразу просушити дане нашарування на значну його товщину і потім вже легко механічним шляхом видаляти із поверхні На фігурі зображена щітка для очищення металу Щітка для очищення металу складається із корпусу 1 в якому закріплені секції металевого ворсу 2 Даний корпус вільно встановлений на привідний вал 3, з'єднаний із джерелом струму, наприклад при посередництві щіткового струмоз'ємного пристрою 4 Корпус 1 секційної щітки опирається сферичною поверхнею на кульовий сегмент 5, який притискується до нього корпусом внутрішньої торцевої щітки 6 за допомогою пружини 7, зусилля якої зумовлене величиною початкового натягу h металевого ворсу 8, набраного суцільним кільцем в корпусі 6 Обертання корпусу 1 навколо своєї осі забезпечується валом 3 при посередництві встановленого на ньому підшипника 9 та тертя сферичної поверхні кульового сегмента 5 Здійснення корпусом 1 складного просторового руху відбувається за рахунок ролика 10, який закріплений на консолі 11, жорстко з'єднаній із валом 3, та протилежно розташованої відносно ролика 10 кульової опори 12, що жорстко з'єднується із валом 3 за посередництвом сепаратора 13, шарнірно закріпленого важеля 14 та фіксованої гвинтом 15 втулки 16 Обертання кульової опори 12 здійснюється у сферичному пазі диску 17, який при посередництві підшипника 18 також закріпленого на валу З Корпус 19 зовнішньої торцевої щітки, в якому закріплено суцільним кільцем металевий ворс 20э при посередництві фланця 21 та втулки 22 жорстко з'єднаний із привідним валом 3 З'єднання корпусу 19 із фланцем 21 здійснено болтами 23 Ізолювання від контакту із електрострумом корпусів 6 та 19 внутрішньої і зовнішньої торцевих щіток здійснюється за допомогою прокладок 24, 25, 26 та втулки 27, які виготовлені із діелектричного матеріалу Принцип роботи щітки для очищення металу полягає в тому, що до приводного валу 3, який обертається від електроприводу, під'єднана за допомогою струмоз'ємного пристрою 4 одна фаза електроструму, а друга фаза - до поверхні очищення Внаслідок обертання валу 3, на якому жорстко закріплений кільцевий ЗОВНІШНІЙ корпус 19 із суцільним наповненням по кільцю металевого ворсу 20 і внутрішня торцева суцільна щітка 8, 44175 здійснюється механічне очищення поверхні металу від продуктів корозії Дві дані щітки ізольовані від контакту з електрострумом Крім цього на валу 3 вільновстановлений корпус 1 із секціями металевого ворса 2, який здійснює обертовоколивний рух навколо своєї осі, внаслідок чого відбувається послідовне контактування щіткових секцій із поверхнею обробки Оскільки ДО секційної щітки при посередництві валу 3 під'єднаний електрострум, між контактуючими із поверхнею металу секціями і поверхнею обробки виникатиме миттєвий високотемпературний електродуговий розряд Обертовий рух секційної щітки 8 здійснюється за рахунок фрикційної передачі кульового сегмента 5, який при допомозі пружини 7 притискується до внутрішньої сферичної поверхні корпусу 1 секційної щітки Обертання кульового сегмента 5 здійснюється при посередництві підшипника 9, який жорстко закріплений на валу З Коливний рух даної щітки відбувається за рахунок ролика 10, який за допомогою жорстко закріпленої на валу 3 консолі 11, здійснює обертовий рух по колу корпусу 1 Для обмеження амплітуди коливання корпусу 1 в протилежному від ролика 10 положенні встановлена шарнірно закріплена кулька 12, яка також здійснює обертовий рух за посередництвом валу 3 Обертовоколивний рух секційної щітки сприяє послідовному контактуванню всіх секцій даної щітки, отже і послідовному високотемпературному електродуговому ураженню поверхні металу, внаслідок чого відбувається руйнування корозійного нашарування Зовнішня 20 і внутрішня 8 торцеві щітки шляхом механічної взаємодії очищують поверхню металу БІД утвореного шламу, надаючи поверхні виробу властивого їй металевого блиску 19 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90