Гидропневматическое устройство очистки поверхностей

 

Область применения: для очистки поверхностей. Сущность изобретения: устройство содержит корпус, рабочую пневмокамеру, управляющую камеру, поршень. Устройство дополнительно снабжено гидравлической камерой, последовательно соединенной с пневматической через затвор, например дифференциальный поршень. Гидрокамера снабжена в нижней части сопловой щелью под углом к продольной оси камеры, а в верхней части - дроссельным отверстием. 1 ил.

Изобретение относится к очистке поверхностей, например очистке корпусов судов от наросших отложений.

Известно устройство для очистки поверхностей [1] , содержащее корпус с выхлопными отверстиями, подпружиненный золотник и воздухопровод, образующие рабочую и зарядную камеры. Зарядная камера сообщается с окружающей средой через обратные клапаны.

Недостатками устройства являются сложность конструкции (наличие пружин, обратных клапанов, большие поверхности трущихся пар) и низкая эффективность при очистке плоских поверхностей или поверхностей большого радиуса изгиба, т. к. запасенная энергия сжатого воздуха из устройства излучается в виде сферы.

Известно устройство [2] , содержащее приемную и рабочую камеры, а также дифференциальный поршень, который с корпусом образует вспомогательную и шлюзовую камеры, имеющие отверстия в стенках для сообщения их с внешней средой.

Устройство эффективно при работе в трубопроводах и плохо очищает плоские поверхности, т. к. энергия излучается по окружности.

Техническим результатом от применения изобретения является повышение эффективности очистки поверхностей.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные через клапан гидравлическую и пневматическую камеры, причем гидравлическая камера снабжена в нижней части сопловой щелью, расположенной под углом к ее продольной оси, а в верхней части - дроссельным отверстием.

Это позволяет концентрировать и направлять излучаемую энергию, а использование гидравлической струи и воздушной струи повышает эффект использования запасенной энергии.

Более подробно сущность изобретения будет описана ниже.

На чертеже показано схематически предлагаемое устройство.

Гидропневматическое устройство очистки поверхностей состоит из корпуса 1 с воздуховодным каналом 2 и сопловой щелью 3. Корпус 1 соединен с рабочей пневмокамерой 4, снабженной тросом 5, опорами 6 и уплотнительным кольцом 7. Корпус 1 и пневмокамера 4 образуют гидравлическую камеру 8, снабженную в верхней части дроссельным отверстием 9.

Между корпусом 1 и пневмокамерой 4 размещен клапан, выполненный, например, в виде дифференциального поршня 10 с каналом 11 и уплотнительным кольцом 12. Поршень 10 имеет фланец 13. Диаметр D₁ больше диаметра D₂. Поршень 10 и корпус 1 образуют также управляющую камеру 14.

На чертеже показаны также корпус судна 15 и отложения 16.

Работу устройства разберем на примере очистки корпуса судна от наросших отложений.

При помощи технологической оснастки (не показано) устройство прижимается к корпусу судна 15 через опоры 6. От компрессора по рукавам высокого давления (не показано) сжатый воздух подается в канал 2 и далее в управляющую камеру 14.

Воздействуя на торец поршня 10 (диаметр D₂), сжатый воздух перемещает поршень 10 вверх до полного уплотнения в кольце 7. Диаметр канала 11 меньше диаметра канала 2, это обеспечивает перепад давления по нижнему торцу (D₂) и верхнему торцу (D₁) поршня 10.

Далее сжатый воздух поступает в рабочую пневмокамеру 4.

Одновременно с этим вода (в данном случае морская) заполняет гидравлическую камеру 8.

При достижении заданного рабочего давления во всех полостях устройства поршень 10 начинает движение назад, вниз. Это обусловлено тем, что площадь верхнего торца поршня 10 по диаметру D₁ больше площади нижнего торца поршня 10 по диаметру D₂, и возникшая сила перемещает поршень 10 вниз. Происходит разуплотнение кольца 7, и сжатый воздух рабочей пневмокамеры начинает резко воздействовать на фланец 13, при этом верхняя площадь фланца суммируется с площадью поршня по диаметру D₁, сила, перемещающая поршень 10 вниз, резко возрастает.

Сжатый воздух пневмокамеры 4 начинает воздействовать на воду в гидравлической камере 8 и вытеснять ее с большой скоростью через сопловую щель 3, которая ориентирована под углом к очищаемой поверхности и воздействует на отложение 16 (чертеж).

В связи с тем, что рабочее давление сжатого воздуха может составлять 10-20 МПа, воздействие жидкости на отложение 16 сравнимо с воздействием твердого тела, действующего при вышеуказанном давлении. Отложения 16 отрываются от корпуса судна 15.

Далее, после "выстреливаемой" воды из щели 3 начинается выброс сжатого воздуха, который производит доочистку участка корпуса, создает трещины в отложениях 16, подготавливая новый участок для последующего воздействия.

Таким образом, щель 3 концентрирует и направляет излучаемую энергию. Поршень 10 тормозится в нижней части управляющей камеры 14, сжимая там воздух и возвращается вверх до уплотнения в кольцо 7. Снова начинается заполнение пневмокамеры 4 сжатым воздухом.

Вода заполняет гидравлическую камеру 8 через щель 3, а воздух покидает эту камеру через отверстие 9.

При помощи троса 5 устройство перемещается на новое место.

Описываемое устройство было изготовлено, а затем опробовано в Новориссийском порту на судне "Курсант". Уже при давлении 4 МПа устройство эффективно очищало корпус судна от всех ракушек и других отложений, что доказывает полезность устройства. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1530706, кл. Е 03 F 9/00, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР N 1530705, кл. Е 03 F 9/00, 1985.

Формула изобретения

ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ , содеpжащее коpпус, выполненные в нем pабочую пневматическую камеpу и упpавляющую камеpу с диффеpенциальным поpшнем для сообщения камеp, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной гидpавлической камеpой, последовательно соединенной с пневматической посpедством затвоpа, напpимеp диффеpенциального поpшня, для сообщения пневматической и упpавляющей камеp, пpичем гидpавлическая камеpа снабжена с одной стоpоны сопловой щелью, а с дpугой стоpоны - дpоссельным отвеpстием.

РИСУНКИ

Рисунок 1