Устройство для гидродинамической очистки поверхности

 

Использование: изобретение относится к общему машиностроению, а именно к устройствам для гидродинамической очистки поверхности корпусов судов. Сущность заключается в том, что кольцевая камера, устройства для гидродинамической очистки поверхности сообщена, по крайней мере, с одним каналом низкого давления, который выполнен в корпусе и гидравлически связан с источником давления. Кроме того, устройство снабжено патрубком, резьбой связанным с корпусом с возможностью фиксируемого перемещения относительно него, причем патрубок выполнен с центральным каналом высокого давления, в котором размещено сопло, которое выполнено сменным и, с по крайней мере, одним периферийным каналом с выходом на боковой поверхности этого патрубка, причем напротив этого выхода в корпусе выполнена кольцевая проточка, сообщенная с каналом низкого давления, при этом оба канала гидравлически связаны с источником давления, а ширина кольцевой проточки равна рабочему ходу патрубка относительно корпуса. 6 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к общему машиностроению,в частности к устройствам для гидродинамической очистки поверхности, преимущественно судов, например, от ржавчины, обрастаний и различных наслоений. Кроме очистки корпусов судов, устройство может найти применение в других областях техники.

Известно устройство для гидродинамической очистки поверхности, преимущественно судов, содержащее корпус с установленным в нем соплом, обращенным в сторону очищаемой поверхности и гидравлически сообщенным с источником давления, и кожух,охватывающий корпус с образованием кольцевой камеры, гидравлически связанной с источником давления, при этом торец кожуха со стороны очищаемой поверхности выполнен открытым и образующим рабочую камеру, сообщенную с кольцевой камерой.

Однако производительность и качество очистки с помощью известного устройства являются невысокими.

Технический результат от внедрения изобретения заключается в повышении производительности и улучшении качества очистки обрабатываемой поверхности.

Указанный технический результат достигается тем, что кольцевая камера сообщена, по крайней мере, с одним каналом низкого давления, который выполнен в корпусе и гидравлически связан с источником давления.

Кроме того, торец корпуса выполнен с конической поверхностью, сужающейся в сторону очищаемой поверхности, а часть кожуха со стороны его открытого торца установлена параллельно этой конической поверхности корпуса, образуя кольцевое сопло, сообщающее рабочую камеру с кольцевой камерой.

Кроме того, часть корпуса, имеющая коническую поверхность, выполнена съемной и связана с остальной частью корпуса с возможностью фиксируемого перемещения, изменяющего величину зазора кольцевого сопла.

Кроме того, оно снабжено патрубком, резьбой, связанным с корпусом с возможностью фиксируемого перемещения относительно него, причем патрубок выполнен с центральным каналом высокого давления, в котором размещено вышеуказанное сопло, которое выполнено сменным и с по крайней мере, одним периферийным каналом с выходом на боковую поверхность этого патрубка, причем напротив этого выхода в корпусе выполнена кольцевая проточка, сообщенная с вышеуказанным каналом низкого давления, причем периферийный и центральный каналы гидравлически связаны с источником давления, а ширина кольцевой проточки равна рабочему ходу патрубка относительно корпуса.

Кроме того, кожух установлен на корпусе с возможностью фиксированного перемещения вдоль продольной оси корпуса для изменения величины зазора кольцевого сопла.

Кроме того, сопло установлено в корпусе с возможностью его фиксируемого перемещения вдоль продольной оси корпуса для изменения положения сопла относительно очищаемой поверхности.

Кроме того, оно выполнено с двумя регулируемыми перепускными вентилями с клапанами, которые размещены соответственно в канале низкого давления и в центральном канале высокого давления.

На чертеже изображен общий вид устройства для гидродинамической очистки поверхности.

Устройство для гидродинамической очистки поверхности, преимущественно корпуса судна, содержит корпус 1 с установленным в нем соплом 2, обращенным в сторону очищаемой поверхности 3 и гидравлически связанный посредством магистрали 4 с источником давления 5, при этом предусмотрено установление сопла 2 с возможностью фиксированного перемещения относительно корпуса.

В другом варианте в корпусе 1 посредством резьбового соединения 6 установлен патрубок 7 с возможностью фиксированного перемещения относительно корпуса, причем в патрубке выполнен центральный канал 8 высокого давления, на конце которого установлено сменяемое сопло 2, и, по меньшей мере, один периферийный канал 9 с выходом 10 на боковую поверхность патрубка, а в корпусе выполнена кольцевая проточка 11, расположенная напротив бокового выхода 10 периферийного канала 9 и соединенная с каналом 12 низкого давления. Оба канала 8 и 9 гидравлически связаны с источником давления 5, а ширина кольцевой проточки равна рабочему ходу патрубка 7 относительно корпуса 1.

Корпус 1 охвачен кожухом 13 с образованием кольцевой камеры 14, сообщенной, по меньшей мере, с одним каналом 12 низкого давления. Торец кожуха 13 со стороны очищаемой поверхности выполнен открытым и образует перед соплом 2 рабочую камеру 15.

На торце корпуса 1 выполнена коническая поверхность 16, сужающаяся в сторону очищаемой поверхности корпуса судна. Часть кожуха 13 со стороны открытого торца установлена параллельно поверхности 16, образуя кольцевое сопло 17, посредством которого рабочая камера 15 сообщена с кольцевой камерой 14.

В одном из вариантов часть 18 корпуса 1, на котором выполнена коническая поверхность 16, является съемной и связана с корпусом с возможностью фиксированного перемещения для изменения величины зазора 19 кольцевого сопла 17, например, резьбового соединения с контргайкой. Регулируемые вентили с клапанами 20 размещены в канале 8 и в канале 9.

Для обеспечения изменения проходного сечения (или величины зазора) также служит установка сопла 2 с возможностью фиксированного перемещения относительно корпуса, посредством известных средств, например цапфового зажима, резьбового соединения и т.п.

Благодаря изменению проходного сечения кольцевого сопла 17 обеспечивается регулирование расходных и скоростных параметров потока низкого давления.

С целью обеспечения включения и регулирования режимов очистки поверхности корпуса судна в зависимости от степени загрязненности в каналах высокого и низкого давлений установлены регулируемые перепускные клапаны (вентили).

Работа устройства осуществляется следующим образом. Вода для очистки поверхности судов от источника давления под давлением не ниже 20 МПа и с расходом в пределах 3 5 м³/ч поступает в общую магистраль 4, откуда поступает в каналы 8,9,12.

Часть потока из канала 8 высокого давления через сопло 2 подается в рабочую камеру 15, а часть потока через канал 9 и регулируемый перепускной вентиль с клапаном 20 поступает через канал 12 низкого давления в кольцевую камеру 14 и затем через кольцевое сопло 17 в рабочую камеру 15. Контроль за состоянием давления в патрубке осуществляется манометром (на чертеже не показан).

В высоконапорном потоке, истекающем из сопла 2 с заданной скоростью, возникают газопаровые пузырьки, которые переносятся растекающимся потоком к очищаемой поверхности 3. Одновременно вода низкого давления, поступающая через каналы 9 и 12, равномерно распределяется по кольцевой камере 14 ввиду того, что площадь сопла 17 меньше площади проходного сечения канала низкого давления.Далее вода кольцевой камеры 14 через кольцевое сопло 17 в виде равномерного потока, направленного под углом к очищаемой поверхности, встречается с высоконапорным потоком, истекающим из сопла 2, в рабочей камере 15 и способствует созданию затопленности струйного потока и развитию в нем кавитации.

Струйный затопленный поток, содержащий огромное количество образовавшихся газопаровых пузырьков, растекается по очищаемой поверхности, образуя зону эрозионного воздействия разрывающихся газопаровых пузырьков на отложения по всей площади рабочей камеры. Причем в растекающемся потоке между торцем 21, кожухом 13 и очищаемой поверхностью 3 статическое давление становится ниже давления окружающей кожух 13 среды, что является причиной возникновения присасывающего эффекта прижима установки к очищаемой поверхности. Сила присасывания устройства намного больше реактивного давления, имеющего место в истекающей из сопла 2 струи, что удерживает устройство вблизи очищаемой поверхности без приложения значительных усилий со стороны оператора и позволяет ему (оператору) легко перемещать устройство за рукоятки 22, 23 вдоль очищаемой поверхности, смачиваемой жидкостью истекающего потока, являющегося одновременно как бы водяной подушкой между торцем кожуха 13 и поверхностью 3.

Фиксация положения сопла относительно очищаемой поверхности изменение зазора кольцевого сопла, подбор расходных характеристик все это позволяет достигнуть максимум эрозионного воздействия кавитации на наслоения, имеющие место на очищаемой поверхности корпуса судна, при одновременном уменьшении энергетических затрат.

Формула изобретения

1. Устройство для гидродинамической очистки поверхности, преимущественно судов, содержащее корпус с установленным в нем соплом, обращенным в сторону очищаемой поверхности и гидравлически сообщенным с источником давления, и кожух, охватывающий корпус с образованием кольцевой камеры, гидравлически связанной с источником давления, при этом торец кожуха со стороны очищаемой поверхности выполнен открытым и образующим рабочую камеру, сообщенную с кольцевой камерой, отличающееся тем, что кольцевая камера сообщена, по крайней мере, с одним каналом низкого давления, который выполнен в корпусе и гидравлически связан с источником давления.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что торец корпуса выполнен с конической поверхностью, сужающейся в сторону очищаемой поверхности, а часть кожуха со стороны его открытого торца установлена параллельно этой конической поверхности корпуса, образуя кольцевое сопло, сообщающее рабочую камеру с кольцевой камерой.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что часть корпуса, имеющая коническую поверхность, выполнена съемной и связана с остальной частью корпуса с возможностью фиксируемого перемещения, изменяющего величину зазора кольцевого сопла.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено патрубком, резьбой связанным с корпусом с возможностью фиксируемого перемещения относительно него, причем патрубок выполнен с центральным каналом высокого давления, в котором размещено указанное сопло, которое выполнено сменным, и с по крайней мере одним периферийным каналом с выходом на боковой поверхности этого патрубка, причем напротив этого выхода в корпусе выполнена кольцевая проточка, сообщенная с указанным каналом низкого давления, причем периферийный и центральный каналы гидравлически связаны с источником давления, а ширина кольцевой проточки равна рабочему ходу патрубка относительно корпуса.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кожух установлен на корпусе с возможностью фиксируемого перемещения вдоль продольной оси корпуса для изменения величины зазора кольцевого сопла.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сопло установлено в корпусе с возможностью его фиксируемого перемещения вдоль продольной оси корпуса для изменения положения сопла относительно очищаемой поверхности.

7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что оно выполнено с двумя регулируемыми перепускными вентилями с клапанами, которые размещены соответственно в канале низкого давления и центральном канале высокого давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1