Механизированная машина для очистки дренажных труб

Машина содержит трос, механически связанный с моторным блоком, содержащим двигатель постоянного тока, приспособленный для работы в диапазоне рабочих частот вращения и для создания по существу постоянного крутящего момента при работе с меняющимися частотами вращения по всему диапазону. Машина также содержит устройство управления двигателем переменного тока, выполненное с возможностью преобразования переменного тока в постоянный ток и передающее постоянный ток на двигатель, и устройство контроля частоты вращения, сообщающееся с моторным блоком и выполненное с возможностью варьирования рабочей частоты вращения двигателя в диапазоне рабочих частот вращения. По другому варианту машина содержит рамный узел, соединенный с корпусом для вращения корпуса, имеющего проем в передней части и трос, часть которого свернута внутри корпуса, а исполнительный его конец выполнен с возможностью ввода в сток через проем в корпусе. Машина содержит также электрический двигатель, установленный на рамный узел, выходной вал которого механически связан с корпусом для вращения корпуса и троса. При этом двигатель может работать в диапазоне рабочих частот вращения, содержащем первую и вторую частоты вращения, причем величина крутящего момента, созданного двигателем во время работы на первой частоте вращения, равна крутящему моменту во время работы на второй частоте вращения. По третьему варианту выполнения машина содержит рамный узел, имеющий несколько протяженных трубчатых элементов, состоящих из первого и второго нижних опорных элементов. При этом второй опорный элемент содержит протяженный трубчатый элемент, а оба опорных элемента параллельны друг другу в горизонтальной плоскости. Рамный узел содержит также угловой и вертикальный петлевые элементы, проходящие между первым и вторым нижними опорными элементами, вертикальную установочную плиту с отверстием и верхний опорный элемент с фиксированным концом, прикрепленным к вертикальному петлевому элементу, и свободным концом, ориентированным параллельно горизонтальной плоскости. Машина содержит также трос, вставляемый в сток, вращающийся барабан с размещенным в нем по меньшей мере части троса, причем трос и барабан вращаются одновременно, двигатель постоянного тока, выполненный с возможностью работы на множестве различных рабочих частот вращения и приспособленный для создания постоянного крутящего момента во время работы на каждой из множества отдельных рабочих частот вращения, и устройство контроля частоты вращения, выполненное так, как это описано выше. Группа изобретений обеспечивает повышение эффективности и безопасности при устранений загрязнений. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Настоящее изобретение относится к машине для очистки дренажных труб.

Механизированные устройства для очистки дренажных труб, содержащие вращающийся трос и обычно упоминаемые как змея, применяются в течение многих лет. В некоторых видах устройств для очистки дренажных труб для создания движущей силы применяется конденсаторный электродвигатель переменного тока с постоянно включенным конденсатором (PSC/AC). Однако крутящий момент на выходе в двигателе PSC/AC может быстро ослабевать, когда частота вращения двигателя уменьшается под нагрузкой, как показано на графике А. Кроме того, двигатель PSC/AC может перегреваться под небольшими нагрузками, требуя, таким образом, наличия внешнего охлаждающего вентилятора для охлаждения. Эта неотъемлемая характеристика двигателя PSC/AC может сделать нежелательным применение двигателя PSC/AC во вращающихся устройствах для очистки дренажных труб. Когда вращающийся трос, или змея, сталкивается с неподатливым препятствием, вращающийся трос может замедлиться, что ведет к нежелательному уменьшению крутящего момента и возможности перегрева двигателя. Из-за недостаточного уровня рабочих характеристик двигатель PSC/AC может оказаться не подходящим для работы при меняющейся частоте вращения или в областях, требующих, чтобы двигатель вызывал вращение с меняющейся частотой.

Один альтернативный тип механизированного устройства для очистки дренажных труб со вращающимся кабелем, описанный в патенте США № 4763374, выданном Кайе 16 августа 1988 г, описывает механизированное устройство для очистки дренажных труб, включающее в себя электродвигатель с постоянными магнитами. В предпочтительном варианте реализации устройство очистки включает в себя электродвигатель постоянного тока 12В. Однако Кайе предложил только устройство очистки, содержащее триггерный выключатель для переключения электродвигателя между установками «включено» и «выключено». Устройство, описанное Кайе, не дает пользователю возможности варьировать частоту вращения двигателя в процессе работы, что может мешать пользователю эффективно и безопасно убирать препятствия из канализационной трубы или стока.

Хотя до сих пор для удаления препятствий из канализационных труб и стоков были изготовлены и использовались многочисленные механизированные устройства для очистки сточных труб, полагаем, что ни один из предыдущих изобретателей не создал и не применял изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения.

В то время как описание изобретения завершается формулой изобретения, в которой подробно описывается и отчетливо заявляется изобретение, предполагается, что настоящее изобретение станет более понятным из следующего описания, выполненного со ссылками с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковыми числовыми позициями обозначены одинаковые элементы. Чертежи и подробное описание, следующие далее, должны служить только в качестве иллюстрации и не должны ограничивать объем изобретения, изложенный в прилагаемой формуле изобретения.

На фиг.1 показан вид в перспективе варианта реализации механизированной машины для очистки сточных труб;

на фиг.2 показан вид в перспективе с разделением на детали машины для очистки сточных труб, проиллюстрированной на фиг.1;

на фиг.3 показан вид в перспективе с разделением на детали варианта реализации барабана, такого как барабан, включенный в машину для очистки сточных труб, проиллюстрированную на фиг.1;

на фиг.4 показан вид сбоку машины для очистки сточных труб, проиллюстрированной на фиг.1;

на фиг.5 показан вид сверху машины для очистки сточных труб, проиллюстрированной на фиг.1;

на фиг.6 показан вид сбоку машины для очистки сточных труб, проиллюстрированной на фиг.1, сходной с показанной на фиг.4, с удаленной частью сборки кожуха и рамы;

на фиг.7 поперечный вид машины для очистки сточных труб, проиллюстрированной на фиг.1, в разрезе, выполненном по линии 7-7;

на фиг.8 показан вид в перспективе с разделением на детали варианта реализации узла контроля скорости, такого как узел, включенный в машину для очистки сточных труб, проиллюстрированную на фиг.1;

на фиг.9 показан вид в перспективе с разделением на детали варианта реализации узла переключателя направления, такого как узел переключателя направления, включенный в машину для очистки сточных труб, проиллюстрированную на фиг.1;

на фиг.10 показан альтернативный вариант реализации механизированной машины для очистки сточных труб;

На графике А изображена зависимость между крутящим моментом на выходе и рабочей частотой вращения типичного двигателя PSC/AC.

На графике В изображено типичное семейство кривых частоты вращения/крутящего момента для двигателя с постоянными магнитами (DC) при различном напряжении на входе, при повышении напряжения слева направо.

Следующее описание некоторых примеров изобретения не должно использоваться для ограничения объема настоящего изобретения. Другие примеры, признаки, аспекты, варианты реализации и преимущества изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники из следующего описания, приведенного в качестве иллюстрации, одного из наилучших вариантов, предусмотренных для осуществления изобретения. Как станет понятно, изобретение может иметь другие различные и очевидные аспекты - все без отступления от изобретения. Соответственно чертежи и описания следует рассматривать как иллюстративные по характеру, но не ограничивающие.

Для удобства и ясности следует понимать, что пространственные термины, такие как «вертикальный» и «горизонтальный», используются здесь в отношении чертежей. Однако машины для очистки сточных труб могут использоваться с различной ориентацией и в различном положении, и эти термины не должны быть ограничительными и абсолютными.

На фиг.1-9 изображена типовая машина для очистки сточных труб 10 и варианты реализации различных ее компонентов. В проиллюстрированном варианте реализации машина 10 содержит вмещающий трос корпус или барабан 12, трос 13, функциональный блок 20 и блок рамы 30. Как показано, машина 10 содержит также шнур питания 50 и дополнительную пневматическую опору с управлением от двухпозиционного выключателя 52. Конечно, возможно использование любого подходящего двухпозиционного выключателя. Машина 10 приспособлена для того, чтобы позволять пользователю вставить трос 13, который обычно называют змеей, в канализационную трубу или сток при вращении троса 13 для того, чтобы удалить засоры, закупоривающие сток. В проиллюстрированной версии трос 13 приспособлен для вращения вокруг его продольной оси под воздействием вращательного усилия, создаваемого моторным блоком 40, который будет более подробно рассмотрен ниже. Излишние части троса 13 могут храниться в барабане 12, так что подходящий отрезок троса 13 может быть извлечен из барабана 12 в процессе использования и загружен обратно в барабан 12 для хранения. Трос 13 может быть извлечен из барабана 12 и вставлен в сток пользователем вручную. Аналогичным образом трос 13 может также быть возвращен из стока и подан вручную обратно в барабан 12. С другой стороны, механизм автоматической подачи, такой как показанный на фиг.10 и описанный ниже, может быть использован для автоматического извлечения троса 13 из барабана 12 и повторного вкладывания троса 13 в барабан 12. Как показано, трос 13 содержит исполнительный конец 15, который выходит наружу через отверстие 16 в конической части барабана 12. Как показано, трос 13 проходит также через вращающийся патрон 18, который может быть приспособлен для того, чтобы зажимать часть троса 13 для облегчения вращения троса 13. Патрон 18 может содержать бесключевой патрон или любое другое подходящее устройство. Исполнительный конец 15 может быть увеличен для облегчения удаления препятствий в процессе применения. Трос 13 может иметь любой подходящий диаметр и может быть приспособлен для того, чтобы позволить пользователю присоединять приспособления или инструменты к исполнительному концу для того, чтобы дополнительно облегчить удаление препятствий.

В проиллюстрированной версии барабан 12 установлен с возможностью вращения на приводном валу 41 и размещается рядом с передней поверхностью рамной установочной плиты 32. Рамную установочную плиту 32 приваривают к вертикальному петлевому элементу 33 рамного узла 30. Конечно, рамная установочная плита 32 может быть присоединена к рамному узлу 30 с помощью любого подходящего способа или устройства. Как упоминалось выше, барабан 12 может быть приспособлен для размещения по меньшей мере части троса 13. Барабан 12 может быть выполнен из нержавеющей стали или любого другого подходящего материала. В проиллюстрированном примере барабан содержит цилиндрическое тело с присоединенной к нему конической частью. Конечно, следует понимать, что барабан 12 может содержать камеру любой подходящей формы или размера. В этой версии приводной вал 41 выходит наружу из задней части барабана 12 и через отверстие в рамной установочной плите 32. Приводной вал 41 связан с моторным блоком 40 и приспособлен для передачи вращательного усилия, создаваемого моторным блоком 40, на барабан 12 и трос 13, вызывая таким образом вращение и барабана 12, и троса 13.

Как показано на фиг.1-2 и 4-7, рамный узел 30 содержит вертикальный петлевой элемент 33, пару нижних опорных элементов 34, 36, угловой петлевой элемент 37 и верхний опорный элемент 38. В этом примере вертикальный петлевой элемент 33 и угловой петлевой элемент 37 располагаются между нижними опорными элементами 34, 36, в то время как верхний опорный элемент 38 отходит наружу от вертикального петлевого элемента 33. Компоненты рамного узла 30 могут составлять одно целое друг с другом или, альтернативно, компоненты могут быть прикреплены друг к другу с использованием любого подходящего устройства или способа, включая крепежные изделия и сварку, но не ограничиваясь ими. Нижние опорные элементы 34, 36 содержат, каждый, подкладки под стойки 35а, 35b, 36с, 35d, прикрепленные к каждому концу соответствующего нижнего опорного элемента 34, 36. Аналогичным образом верхний опорный элемент 38 содержит подкладку под стойку 35е, прикрепленную к свободному концу верхнего опорного элемента 38. Подкладки под стойки 35а, 35b, 36с, 35d, 35е могут быть приспособлены для смягчения вибраций машины и уменьшения вызванного вибрацией движения машины в процессе работы. Нижние опорные элементы 34, 36 могут быть приспособлены для позиционирования и стабилизации машины 10 на опорной поверхности в горизонтальном рабочем положении, проиллюстрированном в целом на фиг.1-2 и 3-7. Однако машина 10 может также работать в отвесном, вертикальном положении путем установки машины 10 вертикально так, чтобы она опиралась на каждый из двух нижних опорных элементов 34, 36 и верхний опорный элемент 38.

В проиллюстрированной версии функциональный блок 20 содержит кожух 22, приспособленный для размещения и защиты моторного блока 40 и связанных с ним проводки и компонентов. Кожух 22 может состоять из пластика, металла или любого иного подходящего материала. Как показано, кожух присоединен к задней поверхности рамной установочной плиты 32. На фиг.6-7 показан вид машины 10 с по меньшей мере частью кожуха 22 и рамного узла 30, снятыми для того, чтобы показать внутренние компоненты функционального блока 20. В этом примере в дополнение к кожуху 22 функциональный блок 20 содержит также моторный блок 40, узел контроля частоты вращения 70 и узел переключателя направления 80.

В проиллюстрированном варианте реализации моторный блок 40 содержит двигатель 42, скобу установки двигателя 44, устройство управления двигателем 46, установочную пластину устройства управления двигателем 47, ведущий шкив 48 и приводной ремень 49. Двигатель 42 содержит также выходной вал двигателя 43 и шкив привода двигателя 45, установленный на нем. Выходной вал двигателя 43 и шкив привода двигателя 45 могут быть приспособлены к равномерному вращению, передавая таким образом усилие вращения, которое вырабатывает двигатель 42, на приводной вал 41, барабан 12 и, наконец, на трос 13. В результате, частота вращения троса 13 может соответствовать рабочей частоте вращения двигателя 42. Частота вращения троса 13 необязательно может быть равна рабочей частоте вращения двигателя 42, но возможна согласованность между частотой вращения троса 13 и рабочей частотой вращения двигателя 42. Например, соотношение между рабочей частотой вращения двигателя 42 и частотой вращения троса 13 может определяться выходом на шкиве, создаваемым сочетанием двигателя 42, шкивом привода двигателя 45 и ведущим шкивом 48. И выход на шкиве может определяться передаточным отношением между ведущим шкивом 48 и шкивом привода двигателя 45. В одном варианте реализации передаточное отношение между ведущим шкивом 48 и шкивом привода двигателя 45 может равняться 6:1, но возможно использование любого подходящего передаточного отношения.

Двигателем 42 может быть электродвигатель, такой как реверсивный двигатель мощностью 1/7 л.с., работающий на постоянном токе 90В, способный работать с частотой вращения от приблизительно 600 об/мин до приблизительно 1713 об/мин, или любой другой подходящий двигатель. Рабочая частота вращения двигателя 42 может варьироваться путем варьирования величины напряжения, подаваемого от устройства управления двигателем 46 на двигатель 42. В одном варианте реализации двигатель 42 приспособлен для работы с рабочей частотой вращения около 1713 об/мин в то время, когда двигатель работает без нагрузки и принимает питание постоянным током напряжением около 90В. В таком варианте реализации выход на шкиве, который получают путем сочетания ведущего шкива 48 и шкива привода двигателя 45 (и, соответственно, частота вращения троса 13) может составлять около 286 об/мин в то время, когда двигатель работает без нагрузки и принимает питание постоянным током напряжением около 90В. Конечно, двигатель 42, ведущий шкив 48 и шкив привода двигателя 45 могут быть приспособлены для работы при любой подходящей частоте вращения и при любом подходящем выходе на шкиве.

Скоба установки двигателя 44 крепится к задней поверхности рамной установочной плиты 32, как показано на иллюстрации, а двигатель 42 устанавливается на скобе установки двигателя 44. Скоба установки двигателя 44 может быть прикреплена к рамной установочной плите 32 с помощью любого подходящего способа или устройства. Аналогичным образом двигатель 42 может быть установлен на скобу установки двигателя 44 с использованием одного или более крепежных изделий, таких как винты и болты, или любым другим подходящим способом или устройством. В проиллюстрированном варианте реализации ведущий шкив 48 механически связан с двигателем 42 посредством приводного ремня 49, который охватывает ведущий шкив 48 - шкив привода двигателя 45.

Как показано на фиг.2 и 6, устройство управления двигателем 46 установлено поверх двигателя 42 на установочной пластине устройства управления двигателем 47. Устройство управления двигателем 46 может быть установлено в любом подходящем месте. Двигатель 42, установочная пластина 47 и устройство управления двигателем 46 могут быть присоединены один к другому с помощью одного или более крепежных изделий, таких как винты и болты, или любым другим подходящим способом или устройством. Устройство управления двигателем 46 может быть приспособлено для приема питания в форме переменного тока по шнуру питания 50 и для преобразования переменного тока в постоянный ток, который может затем передаваться и использоваться для питания двигателя 42. Устройство управления двигателем 46 может быть также приспособлено для того, чтобы допустить применение переменного потенциометра для варьирования частоты вращения двигателя 42. В частности, устройство контроля частоты вращения 70, которое может содержать переменный потенциометр или какое-либо другое подобное устройство, может использоваться для контроля и варьирования величины выходного напряжения, передающегося с устройства управления двигателем 46 на двигатель 42. Выходное напряжение, создаваемое устройством управления двигателем 46, может составлять от приблизительно 30В до приблизительно 90В, хотя такого конкретного диапазона и не требуется. Устройство управления двигателем может быть приспособлено для создания выходного напряжения в пределах нужного диапазона.

Устройство управления двигателем 46 может содержать полный волновой мост, или другое подходящее устройство. Кроме того, устройство управления двигателем 46 может содержать одну или более регулируемых уставок, приспособленных для контроля одного или более рабочих параметров. Исключительно в качестве примера можно указать, что одна из регулируемых уставок может определить предельное значение тока, что может помочь предотвратить перегрузку устройства путем ограничения количества тока, распределенного для двигателя 42. Устройство управления двигателем может также содержать уставки минимального выходного напряжения и максимального выходного напряжения. Уставка минимального выходного напряжения и уставка максимального выходного напряжения могут регулироваться и приспособлены для установления минимальной и максимальной величины выходного напряжения, передаваемого на двигатель, контролируя, таким образом, эффективную минимальную рабочую частоту вращения и эффективную максимальную рабочую частоту вращения двигателя 42. Термин «минимальная рабочая частота вращения» относится к частоте вращения, с которой двигатель работает, принимая минимальное выходное напряжение, а термин «максимальная рабочая частота вращения» относится к частоте вращения, с которой двигатель работает, принимая максимальное выходное напряжение. Путем контроля уставки минимального выходного напряжения и уставки максимального выходного напряжения устройство управления двигателем 46 может настраивать эффективную минимальную рабочую частоту вращения и эффективную максимальную рабочую частоту вращения двигателя 42. Устройство управления двигателем 46 может также быть приспособлено для того, чтобы допустить стабилизацию напряжения. В частности, устройство управления двигателем 46 может быть приспособлено для того, чтобы автоматически регулировать напряжение, поступающее на устройство управления двигателем тока, чтобы входное напряжение соответствовало заданному напряжению. Например, в случае, если входное напряжение, передающееся на устройство управления двигателем 46, равно 85В, это входное напряжение может быть повышено устройством управления двигателя до 120В, или до некоторого другого подходящего заданного напряжения. Аналогичным образом, в случае, если входное напряжение равно 135В, это входное напряжение может быть понижено до 120В, или до некоторого другого подходящего заданного напряжения. И, наконец, устройство управления двигателем 46 может быть приспособлено для получения от двигателя 42 варьируемой мощности.

Устройство контроля частоты вращения 70 может быть приспособлено для контроля рабочей частоты вращения двигателя 42 и, следовательно, частоты вращения троса 13. Как показано на фиг.8, устройство контроля частоты вращения 70 содержит маховик контроля частоты вращения 72, опору переключателя контроля частоты вращения 74 и переключатель контроля частоты вращения 76. В проиллюстрированной версии маховик контроля частоты вращения 72 присоединен с возможностью вращения к переключателю контроля частоты вращения 76, а опора переключателя частоты вращения 74 помещается между маховиком контроля частоты вращения 72 и переключателем контроля частоты вращения 76. Маховик контроля частоты вращения 72 может быть установлен на внешней стороне кожуха 22 для того, чтобы позволить пользователю получить доступ и настроить маховик контроля частоты вращения 72. Конечно, другие подходящие средства контроля, включающие, но не ограничивающиеся ползунами или цифровым контролем, могут использоваться вместо маховика контроля 72 для сообщения с переключателем контроля частоты вращения 76. В проиллюстрированном примере переключатель контроля частоты вращения 76 находится в электрической связи с устройством управления двигателем 46, так что выходное напряжение устройства управления двигателем 46 и, соответственно, рабочая частота вращения двигателя 42 могут регулироваться в ответ на манипулирование маховиком контроля частоты вращения 72. Переключатель контроля частоты вращения 76 может содержать переменный потенциометр, ножное управление с резистором с ползунком, любое другое подходящее устройство.

Устройство контроля частоты вращения 70 может быть приспособлено для настройки выходного напряжения устройства управления двигателем 46 в диапазоне выходных напряжений между первой - «низкой» уставкой и второй - «высокой» уставкой. Соответственно, устройство контроля частоты вращения 70 может быть также приспособлено для настройки частоты вращения двигателя 42 в диапазоне частот вращения между первой - «низкой» уставкой и второй - «высокой» уставкой. Первая - «низкая» уставка может соответствовать уставке минимального выходного напряжения устройства управления двигателем 46 и/или номинальной минимальной рабочей частоте вращения двигателя 42, в то время как вторая - «высокая» уставка может соответствовать уставке максимального выходного напряжения устройства управления двигателем 46 и/или номинальной максимальной рабочей частоте вращения двигателя 42. В одном таком варианте реализации устройство контроля частоты вращения 70 может быть приспособлено для контроля частоты вращения двигателя 42 в диапазоне частот вращения, который заключает в себе частоты вращения между номинальной минимальной рабочей частотой вращения и номинальной максимальной рабочей частотой вращения и включает их. Применяемый здесь термин «номинальная минимальная рабочая частота вращения» относится к минимальной частоте вращения двигателя, на которой согласно проекту должен работать двигатель, а термин «номинальная максимальная рабочая частота вращения» относится к максимальной частоте вращения двигателя, на которой согласно проекту должен работать двигатель. Эффективная минимальная рабочая частота вращения может быть больше, или по существу равняться номинальной минимальной рабочей частоте вращения. Аналогичным образом, эффективная максимальная рабочая частота вращения может быть меньше, или по существу равняться номинальной максимальной рабочей частоте вращения. Исключительно в качестве примера можно указать, что если двигатель 42 приспособлен для работы при рабочих частотах вращения в диапазоне от номинальной минимальной рабочей частоты вращения около 600 об/мин до номинальной максимальной рабочей частоты вращения около 1731 об/мин и, включая их, величина постоянного крутящего момента, полученная при работе на приблизительно 600 об/мин, может быть по существу такой же, как величина постоянного крутящего момента, полученная при работе на приблизительно 1731 об/мин. Конечно, двигатель 42 может быть приспособлен для работы в любом подходящем диапазоне скоростей.

Как показано на фиг.9, узел переключателя направления 80 содержит переключатель направления 82 и предохранитель переключателя 84. Узел переключателя направления 80 сообщается с двигателем 42 так, что направление вращательного усилия, создаваемого двигателем 42, может контролироваться переключателем направления 82. В одном варианте реализации переключатель направления 82 может быть приспособлен для переключения двигателя 42 между уставкой «вперед» и уставкой «обратный ход». В альтернативном варианте реализации переключатель направления 82 может быть приспособлен для переключения двигателя между более чем двумя уставками. Исключительно в качестве примера переключатель направления 82 может быть приспособлен для переключения двигателя 42 между уставкой «вперед», уставкой «обратный ход» и третьей уставкой, включая, но не ограничиваясь уставкой «отключено» и уставкой «пауза». Исключительно в качестве примера двигатель 42 может быть приспособлен для вращения по часовой стрелке при уставке «вперед» и для вращения против часовой стрелки при уставке «обратный ход». Конечно, эти ориентации могут быть изменены на противоположные, а для обозначения уставок могут использоваться любые подходящие термины.

В варианте реализации, показанном на фиг.1-9, моторный блок 40 приспособлен для того, чтобы позволить пользователю варьировать рабочую частоту вращения двигателя 42 при одновременном получении по существу постоянного значения крутящего момента, остающегося одинаковым по всему диапазону рабочих частот вращения. Как упоминалось выше, крутящий момент на выходе двигателя PSC/AC может быстро снижаться при снижении частоты вращения двигателя под нагрузкой, как показано на графике А. И наоборот, в проиллюстрированном варианте реализации крутящий момент, создаваемый моторным блоком 40, может оставаться по существу постоянным при варьировании рабочей частоты вращения, подобно типичному семейству кривых взаимозависимости частоты вращения и крутящего момента, показанных на графике В. Как показано на графике В, двигатель с постоянными магнитами приспособлен для получения постоянного значения крутящего момента несмотря на получение меняющегося напряжения (V1, V2, V3, V4 и V5) и работу с разной частотой вращения.

Этот аспект моторного блока 40 может повысить надежность и эффективность по нескольким причинам. Во-первых, способность регулировать рабочую частоту вращения двигателя 42 может позволить пользователю эксплуатировать двигатель при высокой частоте вращения при первоначальном вводе троса 13 в сток или в канализационную трубу. В результате, пользователь может получить возможность подавать трос 13 в сток или канализационную трубу гораздо быстрее, чем в случае, когда двигатель 42 работает с одной частотой вращения. Во-вторых, в случае, если трос 13 вращается с большой частотой вращения в то время, когда трос 13 сталкивается с препятствием, трос 13 может оказаться погруженным в препятствие. В результате, пользователь может уменьшить частоту вращения двигателя 42 и частоту вращения троса 13 перед встречей с препятствием, что может предотвратить погружение троса 13 в препятствие. Кроме того, в случае, если двигатель 42 может создавать крутящий момент по существу постоянной величины, даже при более низкой частоте вращения, трос 13 может быть способен более эффективно и основательно удалить препятствие. В-третьих, после удаления препятствия пользователь может повысить частоту вращения двигателя 42 для того, чтобы более быстро возвратить трос 13. В заключение, перед выходом троса из стока или канализационной трубы пользователь может уменьшить частоту вращения двигателя 42 и частоту вращения троса 13 для того, чтобы избежать биения троса и способствуя таким образом предотвращению повреждения тросом 13 участка, окружающего сток или канализационную трубу (т.е. ванну или раковину) и/или разбрызгивания массы по окружающему участку.

На фиг.10 изображен альтернативный вариант реализации механизированной машины для очистки дренажных труб 110. Этот вариант реализации по существу сходен с вариантом реализации, показанном на фиг.1-8 и описанном выше. Однако, как показано на фиг.9 [10], машина 110 содержит также в дополнение к компонентам, показанным на фиг.1-9 и описанным выше, механизм автоматической подачи 120 и направляющий шланг для троса 130. Конечно, механизм автоматической подачи 120 и направляющий шланг для троса 130 необязательны. Различные варианты реализации могут содержать и механизм автоматической подачи 120, и направляющий шланг для троса 130, только механизм автоматической подачи 120 или направляющий шланг для троса 130, или ни механизма автоматической подачи 120 и ни направляющего шланга для троса 130. Механизма автоматической подачи 120 приспособлен для автоматической подачи троса в барабан 12 и из него. Конструкция механизма автоматической подачи 120 хорошо известна в технике.

В проиллюстрированной версии механизм автоматической подачи 120 содержит исполнительный рычаг 122. Механизм автоматической подачи 120 может быть приспособлен для автоматической подачи троса 13 в барабан и из него через направляющий шланг для троса 130 при нажатии на исполнительный рычаг 122. Например, когда машина 110 включена и переключатель направления 82 установлен в положение «вперед», пользователь может автоматически подавать трос 13 из барабана 12 и в сточную трубу путем нажатия исполнительного рычага 122. С другой стороны, когда машина 110 включена, а переключатель направления 82 находится в положении «обратный ход», пользователь может автоматически возвращать трос и подавать трос 13 обратно в барабан 12 путем нажатия исполнительного рычага 122. Конечно, эти ориентации могут быть изменены на противоположные. Скорость, с которой трос 13 может подаваться в барабан и из него, может контролироваться путем регулирования частоты вращения двигателя 42 посредством устройства контроля частоты вращения 70.

В версии, показанной на фиг.10, направляющий шланг для троса 130 содержит гофрированную протяженную трубку. В этом примере направляющий шланг для троса 130 прикреплен к механизму автоматической подачи 120 и приспособлен для того, чтобы принимать трос 13, когда он проходит из барабана 12 и через механизм автоматической подачи 120. Как показано, направляющий шланг для троса 130 содержит открытый дальний конец 132, приспособленный для того, чтобы позволить тросу 13 выйти из направляющего шланга для троса 130 и войти в сточную трубу. Направляющий шланг для троса 130 может быть приспособлен для того, чтобы уменьшать возможности для биения троса 13 во время ввода или извлечения, будучи приспособлен также к уменьшению возможности для троса 13 разбрызгивать воду и другой материал на рабочей площадке во время извлечения из сточной трубы. Конечно, направляющий шланг троса 130 может иметь любую подходящую длину. Направляющий шланг троса 130 может состоять из пластика или любого другого подходящего материала. Направляющий шланг троса 130 может также быть гибким, растяжимым или иметь любые другие подходящие характеристики для того, чтобы облегчить применение машины.

С учетом вышеприведенных вариантов осуществления настоящего изобретения для специалистов в данной области техники представляется очевидным использование способов и систем, описанных выше, для реализации различных модификаций без отклонения от объема настоящего изобретения. Несколько таких возможных модификаций упоминались, а другие могут быть очевидны для специалиста в данной области техники. Например, примеры, варианты реализации, геометрические формы, материалы, размеры, соотношения, шаги и тому подобное, рассмотренные выше, являются иллюстративными и не требуются. Соответственно, объем настоящего изобретения должен рассматриваться в терминах приведенной далее формулы изобретения и рассматриваться как неограничительный в отношении деталей конструкции и операции, показанных и описанных в описании изобретения и на чертежах.

1. Машина для очистки сточных труб, содержащая:
a) трос, причем трос содержит продольную ось; и
b) моторный блок, причем моторный блок находится в механической связи с тросом и выполнен с возможностью вращения троса вдоль продольной оси троса, при этом моторный блок содержит:
i) двигатель, приспособленный для работы с рабочей частотой вращения, которая может варьироваться в диапазоне рабочих частот вращения, причем двигатель приспособлен для создания, по существу, постоянного крутящего момента при работе с меняющимися частотами вращения по всему диапазону частот вращения, при этом двигатель приспособлен для питания постоянным током, и
ii) устройство управления двигателем, приспособленное для получения питания переменным током от источника питания переменным током, причем устройство управления двигателем выполнено с возможностью преобразования переменного тока в постоянный ток, при этом устройство управления двигателем передает постоянный ток на двигатель;
c) устройство контроля частоты вращения, сообщающееся с моторным блоком и выполненное с возможностью варьирования рабочей частоты вращения двигателя в диапазоне рабочих частот вращения.

2. Машина для очистки сточных труб по п.1, в которой устройство управления двигателем выполнено с возможностью создания выходного напряжения, которое варьируется в диапазоне выходных напряжений, при этом двигатель приспособлен для приема выходного напряжения, а рабочая частота вращения двигателя соответствует выходному напряжению, принятому двигателем.

3. Машина для очистки сточных труб по п.1, в которой устройство управления двигателем выполнено с возможностью варьирования выходного напряжения в пределах диапазона выходных напряжений.

4. Машина для очистки сточных труб по п.1, в которой моторный блок выполнен с возможностью создания вращательного усилия в первом направлении и во втором направлении, причем машина для очистки сточных труб дополнительно содержит узел переключателя направлений, выполненный с возможностью изменения пользователем направления вращательного усилия, созданного моторным блоком, между первым направлением и вторым направлением.

5. Машина для очистки сточных труб по п.1, в которой устройство контроля частоты вращения содержит маховик контроля частоты вращения и переключатель контроля частоты вращения, причем маховик контроля частоты вращения присоединен с возможностью вращения к переключателю контроля частоты вращения, при этом устройство контроля частоты вращения выполнено таким образом, что регулирование положения маховика контроля частоты вращения ведет к соответствующему регулированию рабочей частоты вращения двигателя.

6. Машина для очистки сточных труб по п.5, в которой переключатель контроля частоты вращения содержит переменный потенциометр.

7. Машина для очистки сточных труб по п.1, в которой двигателем является реверсивный электродвигатель, работающий на постоянном токе напряжением 90 В.

8. Машина для очистки сточных труб по п.7, в которой двигатель предназначен для работы с частотой вращения от приблизительно 600 до приблизительно 1713 об/мин.

9. Машина для очистки сточных труб, содержащая:
а) рамный узел;
b) вмещающий трос корпус, причем вмещающий трос корпус соединен с рамным узлом для вращения вокруг оси вращения и вмещающий трос корпус содержит проем в передней части вмещающего трос корпуса;
c) трос, в котором по меньшей мере часть троса свернута внутри корпуса, причем трос содержит исполнительный конец, выполненный с возможностью ввода в сток, при этом исполнительный конец проходит через проем в передней части корпуса; и
d) электрический двигатель, установленный на рамный узел, причем электрический двигатель содержит выходной вал, механически связанный с вмещающим трос корпусом, так что вращение выходного вала вызывает соответствующее вращение вмещающего трос корпуса и троса, при этом электрический двигатель приспособлен работать в диапазоне рабочих частот вращения, где диапазон рабочих скоростей вращения содержит первую рабочую частоту вращения и вторую рабочую частоту вращения, причем величина крутящего момента, созданного двигателем во время работы на первой рабочей частоте вращения, по существу, равна крутящему моменту, созданному двигателем во время работы на второй рабочей частоте вращения.

10. Машина для очистки сточных труб по п.9, которая содержит также устройство контроля частоты вращения, сообщающееся с электрическим двигателем, причем устройство контроля частоты вращения приспособлено для варьирования рабочей частоты вращения электрического двигателя в пределах диапазона рабочих частот вращения.

11. Машина для очистки сточных труб по п.9, в которой электрический двигатель является двигателем постоянного тока.

12. Машина для очистки сточных труб по п.11, которая содержит также устройство управления двигателем, выполненное с возможностью получения питания переменным током от источника питания переменным током, при этом устройство управления двигателем выполнено с возможностью преобразования переменного тока в постоянный ток, причем устройство управления двигателем передает постоянный ток на электрический двигатель.

13. Машина для очистки сточных труб по п.9, в которой двигатель приспособлен для работы в пределах охватывающего диапазона, содержащего эффективную минимальную рабочую частоту вращения и эффективную максимальную рабочую частоту вращения, причем первая рабочая частота вращения содержит эффективную минимальную рабочую частоту вращения, а вторая рабочая частота вращения содержит эффективную максимальную рабочую частоту вращения.

14. Машина для очистки сточных труб по п.9, которая содержит также устройство управления двигателем, выполненное с возможностью подачи регулируемой мощности на электрический двигатель, при этом регулируемая мощность содержит напряжение, которое меняется в диапазоне напряжений.

15. Машина для очистки сточных труб, содержащая:
а) рамный узел, содержащий несколько протяженных трубчатых элементов, которые содержат:
i) первый нижний опорный элемент,
ii) второй нижний опорный элемент, содержащий протяженный трубчатый элемент, при этом первый нижний опорный элемент и второй нижний опорный элемент параллельны друг другу в пределах общей горизонтальной плоскости,
iii) угловой петлевой элемент, проходящий между первым нижним опорным элементом и вторым нижним опорным элементом,
iv) вертикальный петлевой элемент, проходящий между первым нижним опорным элементом и вторым нижним опорным элементом,
v) вертикальная установочная плита, прикрепленная к вертикальному петлевому элементу, при этом вертикальная установочная плита содержит отверстие, и
vi) верхний опорный элемент, содержащий фиксированный конец и свободный конец, причем фиксированный конец прикреплен к вертикальному петлевому элементу, а свободный конец ориентирован в горизонтальной плоскости параллельно горизонтальной плоскости, содержащей первый нижний опорный элемент и второй нижний опорный элемент;
b) приводной вал, проходящий через отверстие в вертикальной установочной плите;
c) трос, содержащий исполнительный конец, который должен вставляться в сток;
d) барабан, установленный с возможностью вращения на приводном валу, при этом барабан приспособлен для размещения по меньшей мере части троса, а трос и барабан приспособлены для одновременного вращения с приводным валом;
e) двигатель, являющийся электрическим двигателем постоянного тока, причем двигатель содержит входной вал двигателя и выполнен с возможностью работы на множестве различных рабочих частотах вращения, при этом двигатель приспособлен для создания определенного крутящего момента во время работы на каждой из множества отдельных рабочих частотах вращения, когда величина крутящего момента, созданного двигателем при каждой из множества отдельных рабочих частотах вращения остается, по существу, постоянной, причем двигатель находится в механической связи с приводным валом, так что вращение выходного вала двигателя вызывает соответствующее вращение приводного вала; и
f) устройство контроля частоты вращения, выполненное с возможностью определения текущей рабочей частоты вращении двигателя, причем текущая рабочая частота вращения выбрана из множества различных частот вращения.

16. Машина для очистки сточных труб по п.15, которая предназначена для работы с вертикальной ориентацией, когда машина для очистки сточных труб стоит на свободном конце верхнего опорного элемента, первом конце первого нижнего опорного элемента и первом конце второго нижнего опорного элемента, имея вертикальную ориентацию.

17. Машина для очистки сточных труб по п.15, которая содержит также преобразующее устройство, выполненное с возможностью преобразования переменного тока в постоянный ток, причем преобразующее устройство находится в электрической связи с двигателем, так что преобразующее устройство подает постоянный ток на двигатель.

18. Машина для очистки сточных труб по п.15, которая также содержит:
a) шкив привода двигателя, установленный с возможностью вращения на выходной вал двигателя;
b) ведущий шкив, установленный с возможностью вращения на приводной вал;
c) приводной ремень, пропущенный вокруг шкива привода двигателя и ведущего шкива;
при этом вращательное движение, созданное выходным валом, передается на приводной вал через шкив привода двигателя, ведущий шкив и приводной ремень.

19. Машина для очистки сточных труб по п.18, в которой передаточное число между ведущим шкивом и шкивом привода двигателя равно 6:1.

20. Машина для очистки сточных труб по п.18, в которой ведущий шкив и шкив привода двигателя выполнены с возможностью создания максимальной частоты вращения шкива на выходе около 286 об/мин в то время, когда двигатель работает с эффективной максимальной частотой вращения.