Патент на изобретение №2310703

(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ПРИВОДА БИЛ В УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ОДЕЯЛ И КОВРОВЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Универсальный механизм привода бил в устройстве для очистки одеял и ковровых изделий, в котором рабочими инструментами являются плоские из упругого материала билы, содержит единый общий вал для размещения системы блоков бил. Привод вала осуществляется посредством пневмо- либо гидродвигателя с возвратно-поступательным движением поршня, шток которого представляет зубчатую рейку, взаимодействующую с зубчатым колесом, жестко посаженным на общий вал. На валу по количеству однотипных блоков бил закреплены кулачковые муфты, контактирующие с подвешенными на осях рычагами. Нижние концы рычагов контактируют с подпружиненными Г-образными упорами, встроенными на осях внутри плунжеров, в которые с другой стороны закреплены тяги с упорами. Г-образные рычаги обеспечивают силовое перемещение плунжеров с тягами, в результате чего тяги, контактируя с рычагами всего ряда бил, изгибают их. При упоре каждого верхнего плеча Г-образного упора в регулировочный болт оно поворачивает упор вниз, освобождая подвешенные на осях рычаги, плунжеры, тяги и билы для упругого удара последних по изделию. Каждый подвешенный на оси рычаг возвращается в исходное положение под действием пружины растяжения. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и удобство в обслуживании. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

Несмотря на достижения современной науки и техники, проблема гигиенической очистки изделий массового использования, особенно одеял, ковровых изделий, остается нерешенной, проблематичной, и причиной тому является отсутствие мобильного, универсального, высокопроизводительного, доступного технического решения задачи.

Пылесосная индустрия иллюзорно заслонила проблематику. Бытовые удобства пылесосов выдаются за аргумент абсолютного, единственного, достаточного решения.

Самый инфекционный носитель – общественные одеяла, вообще остаются неприкосновенной частью решения. Армия, лагеря, госпитали, гостиницы, общежития, санатории, железные дороги и авиационный транспорт, сотни различных учреждений остаются на примитивном уровне: ручная выбивка, стирка, прожарка, вытряхивание, дезинфекция, проветривание.

Поверхностное отсасывание пыли пылесосами из ковровых изделий под видом внешней чистоты не позволяет видеть “кто и что” размещается внизу под красавцами коврами, паласами, дорожками, тот, кто способен это разглядеть, выколачивает их вручную периодически на улицах, во дворах.

Создание технических устройств, решающих эту проблему – неизбежно, оно обусловлено реальной, бытовой необходимостью гигиены. Проблема в техническом решении, которое должно отвечать существенному ряду особенностей: конвейерной поточности, универсальности, качеству и бездефектности чистки, предельной компактности, простоты и удобства обслуживания и, конечно, стоимости изготовления.

Этому решению вполне отвечает идея патента №2232836 “Устройство для механического, сухого обеспыливания плоских изделий типа ковров, одеял”, его универсальный способ чистки изделий путем применения упругих плоских бил, применение которых практически охватывает все известные способы чистки: ударный импульс, вибрационно-качательный, вакуумирование, выметание щетками, выдувание сжатым воздухом, кроме малоизвестного электростатического, малоэффективного, дорогого, небезопасного.

Упругий удар плоского била по изделию согласно изобретению сопровождается следующим рядом физических явлений: во-первых, непосредственный ударный импульс, который вибрационно может повторяться несколько раз за один рабочий ход по движущемуся изделию на упругой основе конвейера, способствует вибрационно-колебательному способу вытряхивания пыли. Предполагается, что этот фактор распространяется на обе стороны изделия /линейка, положенная на край стола, демонстрирует это явление/.

Во-вторых, при движении била вниз он интенсивно сжимает воздух, который находится между ним и изделием, тем самым выталкивая его, создает сложный поток завихрения, выдувает частицы пыли, а, возвращаясь в исходное положение вверх, било отсасывает воздух с частицами пыли. Такое действие способно преодолевать электростатическое притяжение частиц, характерное для современных полу- и синтетических изделий. Поднятые частицы пыли частично удаляются движущимся потоком воздуха от работы самих бил, но в основном выдуваются свободным потоком воздуха от вентилятора /предусмотренного в патенте/. Такая особенность работы бил, которые конструктивно возможно широко изменять путем доводки геометрических и физических данных /упругих/, при этом с учетом возможности управлять кинематическими данными – амплитудой и частотой, что предусматривается данной заявкой, создают уверенность практической реализации устройства.

В данной заявке на изобретение рассматривается как исходный базовый прототип вышеуказанный патент RU №2232836.

В указанном прототипе весь механизм привода бил взаимосвязан посредством нескольких валов, необходимых опор, звездочек, цепей, громоздкой надстройки, что делает конструкцию наглядно малоприемлемой, скрывающей ценность самого способа чистки. Привод от цилиндрического редуктора с жесткой, ступенчатой характеристикой делает устройство плохо регулируемым, а другой вид его исполнения неоправданно усложняет конструкцию, делает его неприемлемым из-за сложности. Совершенно невозможно использовать другой вид привода. Возникает неизбежная задача в необходимости предусмотреть целый ряд побочных, дополнительных свойств привода, а именно таких, как конструктивные возможности универсального характера привода. Вместо цилиндрического с однонаправленным вращением редуктора, использовать другие виды, например пневмо-, гидродвигатели, в частности широко распространенные поршневые цилиндры, имеющие возможность плавного, гибкого регулирования параметров очистки путем изменения характеристик рабочего тела /воздуха, масла/ на входе.

В массовом производстве имеет существенное значение унифицированность узлов, компактность, удобство технического и эксплуатационного обслуживания, широкие возможности регулирования параметров очистки/ переналадка. В немалой степени существенную роль имеет затратный сектор, внешняя привлекательность, наконец, при проектировании – возможность наличия простейшего опытного образца для проверки ожидаемых результатов и подбора оптимальных режимов.

В известных изобретениях привод инструментов очистки как отдельный вид не рассматривается в отдельно разработанной форме.

Задачей предлагаемого решения является доводка исходного прототипа, его механизма привода бил до качественно нового состояния следующим образом.

а. Предусматривается универсальная возможность применения в одном устройстве, любого вида трансформатора механической энергии, имеющего вращательное движение независимого направления, любое поступательное, возвратно-поступательное, в том числе и ручное.

Редукторный механизм не исключается, хотя неизбежна необходимость учета регулировки его частоты. Возможность применения пневмо- и гидродвигателей, в том числе поршневых цилиндров, с возвратно-поступательным движением штока, обеспечит путем управления исходными параметрами рабочего тела /воздуха, масла/ плавное изменение рабочей частоты бил, кроме того, последний вид привода, поршневой, освоен, имеет исключительно широкое распространение в современной промышленности и поставит реализацию патента 2232836 вне затруднений.

б. Вместо единосвязанного механизма привода бил через валы, звездочки, цепи, которые представляют вместе труднодоступную систему с ее надстройкой, задача предлагаемого механизма – предусмотреть систему независимых блоков очистки с возможностью их отдельной сборки, изъятия, перестановки, регулировки, набора любого количества блоков в зависимости от расчетной необходимости установки, ее габаритов.

Поставленная задача решается за счет того, что универсальный механизм привода бил в устройстве для очистки одеял и ковровых изделий, в котором рабочими инструментами являются плоские из упругого материала билы, получающие рабочее движение от системы взаимосвязанных валов, вся механическая система блоков бил посажена на единый общий вал, привод которого осуществляется посредством пневмо- либо гидродвигателя с возвратно-поступательным движением поршня, шток которого представляет зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом, жестко посаженным на общий вал, на котором по количеству отдельных однотипных блоков, состоящих каждый из нескольких бил, закреплены кулачковые муфты с симметричным профилем нескольких однотипных выступов по окружности, при этом муфты при вращении вала в любом направлении одинаково контактируют с подвешенными на осях рычагами, нижние концы которых, поворачиваясь, входят в контакт с подпружиненными Г-образными упорами, встроенными на осях внутри плунжеров, в которые с другой стороны жестко на ввернутых болтах закреплены тяги в виде тросиков, тонких стержней, либо трубок, с закрепленными на них упорами, при этом Г-образные упоры производят силовое перемещение плунжеров с тягами, в результате чего последние, контактируя с рычагами всего ряда бил, изгибают их, а при упоре каждого верхнего плеча Г-образного упора в регулировочный болт оно поворачивает упор вниз, освобождая подвешенные на осях рычаги, плунжеры, тяги и билы для упругого удара последних по изделию, причем каждый подвешенный на оси рычаг возвращается в исходное положение под действием пружины растяжения.

Кроме того, поставленная задача решена за счет того, что имеется рукоять с зацепом, которая при повороте позволяет отвести подвешенный на оси рычаг в нейтральное положение, а Г-образный упор отжать вниз для обеспечения вывода отдельного блока из рабочего положения, а однотипный блок состоит из 3-5 бил.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид части устройства, на фиг.2 – вид сверху на устройство по фиг.1, на фиг.3 – продольное сечение рабочего блока, на фиг.4 – сечение по линии К-К фиг.2, на фиг.5 – сечение по лини СОС фиг.3, на фиг.6 – сечение по линии d-d фиг.5, на фиг.7 – сечение по линии М-М фиг.3, на фиг.8 – вид по стрелке А на фиг.3, на фиг.9 – то же, что на фиг.3, но с билами, отведенными в нерабочее положение, на фиг.10 – сечение по А-А фиг.9.

На фиг.1 под пунктом 1 показана рама для компоновки узлов механизма, которая посредством ребер 7, присоединяется к конвейеру для транспортировки очищаемых изделий с указанием его элементов 10, и самого изделия 9. Силовой узел привода – цилиндр 2, для которого рабочим телом является воздух либо жидкость, крепится к раме с переключателями хода поршня вперед-назад клапанами 6, а шток 3 цилиндра (сечение по К-К) представляет зубчатую рейку, перемещаемую в направляющих 5 и взаимодействующую с зубчатым колесом 4, насаженным на общий вал 8 (фиг.2), являющийся приводом для всех независимых блоков 11, закрепленных на раме болтами 38 (фиг.9) в количестве, определяемом техническим заданием.

На фиг.3 показано продольное сечение рабочего блока, механизм которого состоит из кулачковой муфты 12 (из соображений разборки – разрезной), укрепленной на валу болтом с гайкой 13. Муфта контактирует с подвешенным на оси 39 (фиг.9) через ролик 37 (сечение А-А) рычагом 22 (фиг.3), который притягивается к ней пружиной растяжения 14.

К раме 1 болтами 38 (фиг.9) прикреплена своими ребрами (сечение d-d) обойма 29, в верхней части которой имеется продольный паз, а внутри нее (сечение СОС) свободно перемещается плунжер 24, в паз которого с одной стороны на оси 28 установлен Г-образный рычаг – упор 20, удерживаемый пружиной 21, а с другой в него ввернут болт 25, в осевое отверстие которого вставлена и жестко закреплена тяга 15, в данном случае в виде троса. С этой же стороны в обойму вложена прокладка 26 из эластичного материала.

Тяга поддерживается роликом 27 на оси 30 и специально закрепленными на ней зажимами 16 упирается в колена 17 (предполагается в количестве четырех), которые (фиг.7) установлены на опорах 34, с возможностью поворота на осях 35, при этом их нижний конец поднимает упругие билы 33, концы которых жестко закреплены на опорах 32, установленных на продольных уголках 31.

На фиг.3 показана двухплечая рукоять 19 с жестко закрепленным на ней зацепом 23, которая поворачивается вокруг оси 36 (фиг.9, сечение А-А), и под ней расположен регулировочный болт 18.

Устройство работает следующим образом. Универсальный механизм привода бил предусматривает применения любого механического, силового источника от обычного редуктора, оборудованного средством плавного изменения рабочей характеристики, поршневого пневматического либо гидравлического двигателя с возвратно-поступательным движением штока, до ручного привода в условиях, лишенных энергетического источника, при этом все виды двигателей при использовании не нуждаются в корректировке направления движения.

В предлагаемом изобретении рассматривается применение поршневого двигателя (пневмо, либо гидро), в котором удлиненный шток поршня выполняет роль зубчатой рейки, передающей свое возвратно-поступательное движение зубчатому колесу 4, жестко насаженному на общий вал 8 механизма привода бил 33, при этом изменение хода поршня осуществляется посредством концевых клапанов 6, либо золотниковых переключателей.

В результате изменения направления хода поршня вал механизма совершает циклические колебания, повороты на некоторый угол, который определяется величиной хода и передаточным отношением – рейка – колесо. Этот угол может быть даже больше 360° (в случае, если привод осуществляется от цилиндрического редуктора, вращение вала может быть непрерывным в одном направлении).

Весь механизм привода бил 33 набран из нескольких однотипных блоков, механическая энергия к которым передается от единого вала 8 снабженными на нем для каждого блока кулачковыми муфтами 12, такая муфта может нести два, три, четыре геометрически равноудаленных кулачка, имеющих одинаковый с обеих сторон симметричный профиль и плавный переход от одного кулачка к другому. Каждая кулачковая муфта 12 через ролик 37 контактирует со свободно подвешенным перед ней рычагом 22, который удерживается в исходном положении пружиной растяжения 14. При вращении вала 8 кулачковый выступ муфты 12 нажимает на рычаг 22 и отталкивает его в направлении, указанном стрелкой (фиг.3), при этом направление вращения муфты не имеет значения.

Движение поршня вперед или назад вызывает отклонение рычага 22 в одном и том же направлении (фиг.9), при этом за один прямой или обратный ход поршня рычаг 22 может отклоняться 2-3-4 раза в зависимости от величины хода и числа кулачков муфты 12. Нижний конец рычага имеет ступенчатый переход (фиг.3) и в исходном положении упирается в подпружиненный Г-образный упор 20, поворачивающийся на оси в пазу подвижного плунжера 24, конец которого с другой стороны имеет болт 25 с заделанной в нем тягой 15 (в данном случае в виде троса), которая с помощью зажимов 16 упирается в ряд колен 17, способных при поворотах поднимать, изгибая в заделках, упругие билы 33.

Цикл работы механизма состоит в следующей последовательности.

Шток поршня через зубчатую передачу поворачивает вал 8 с кулачковыми муфтами 12 на определенный угол, тем самым отжимаются рычаги 22 рабочих блоков (не обязательно все одновременно симметрично), концы рычагов 22, упираясь в Г-образные упоры 20, производят силовое перемещение плунжерных пар 24 с тягами 15, в результате чего последние осуществляют посредством колен 17 упругий изгиб одновременно всего ряда бил 33 данного блока, подготавливая рабочий удар последних по изделию 9 (фиг.9). Величина амплитуды изгиба бил 33, для каждого блока определяется регулировочным болтом 18, надвигаясь на который верхнее плечо Г-образного упора 20 поворачивается по часовой стрелке, освобождая узел от контакта с рычагом, в результате чего плунжер 24, упор 20, тяга 15, колена 17 возвращаются в исходное положение под действием упругих сил бил 33, которые при этом производят рабочий удар по изделию. Сам рычаг 22 возвращается в начальное положение под действием пружины растяжения 14.

Поскольку очистка изделий на конвейере предусматривает унификацию от одеял до ковров различных размеров, что означает необходимость операции отключения – включения отдельных блоков. Это позволяет делать специальная рукоятка 19, установленная на оси 36, при повороте которой по стрелке ее нижний конец нажимает на верхнее плечо Г-образного упора 20 и тем самым поворачивает его вниз в нерабочее положение, а зацеп 23 на рукоятке 19 отводит рычаг 22 в нейтральное положение, захватив его за выступ “а” (фиг.3).

Формула изобретения

1. Универсальный механизм привода бил в устройстве для очистки одеял и ковровых изделий, в котором рабочими инструментами являются плоские из упругого материала билы, получающие рабочее движение от системы взаимосвязанных валов, отличающийся тем, что вся механическая система блоков бил посажена на единый общий вал, привод которого осуществляется посредством пневмо либо гидродвигателя с возвратно-поступательным движением поршня, шток которого представляет зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с зубчатым колесом, жестко посаженным на общий вал, на котором по количеству отдельных, однотипных блоков, состоящих каждый из нескольких бил, закреплены кулачковые муфты с симметричным профилем нескольких однотипных выступов по окружности, при этом муфты при вращении вала в любом направлении одинаково контактируют с подвешенными на осях рычагами, нижние концы которых, поворачиваясь, входят в контакт с подпружиненными Г-образными упорами, встроенными на осях внутри плунжеров, в которые с другой стороны жестко на ввернутых болтах закреплены тяги в виде тросиков, тонких стержней, либо трубок с закрепленными на них упорами, при этом Г-образные упоры производят силовое перемещение плунжеров с тягами, в результате чего последние, контактируя с рычагами всего ряда бил, изгибают их, а при упоре каждого верхнего плеча Г-образного упора в регулировочный болт оно поворачивает упор вниз, освобождая подвешенные на осях рычаги, плунжеры, тяги и билы для упругого удара последних по изделию, причем каждый подвешенный на оси рычаг возвращается в исходное положение под действием пружины растяжения.

2. Универсальный механизм привода бил по п.1, отличающийся тем, что имеется рукоять с зацепом, которая при повороте позволяет отвести подвешенный на оси рычаг в нейтральное положение, а Г-образный упор – отжать вниз для обеспечения вывода отдельного блока из рабочего положения.

3. Универсальный механизм привода бил по п.1, отличающийся тем, что однотипный блок состоит из 3-5 бил.

РИСУНКИ