Устройство для подводной гидродинамической очистки поверхностей

 

Изобретение относится к судоремонту и касается создания устройств для подводной очистки корпусов судов, которые могут использоваться для других подводных очистных работ. Устройство имеет корпус с опорными колесами, маршевый и прижимной движители, а также коллектор. На вращаемой части коллектора закреплены гидродинамические сопла. Устройство снабжено гидродинамическим рулем с тягой и регулируемыми захлопками. Вращаемая часть коллектора кинематически связана с маршевым движителем. Движитель выполнен в виде гребного винта в насадке. Перед входной кромкой насадки установлены регулируемые захлопки. За выходной кромкой насадки установлен гидродинамический руль. Он связан тягой с задними колесами. Колеса выполнены поворотными. Их ось поворота смещена относительно вертикальной оси колес. Гидродинамические сопла выполнены с возможностью фиксируемого поворота на 360^o относительно оси, перпендикулярной направлению выброса струи рабочего агента. Передние колеса расположены внутри кольцевой зоны воздействия гидродинамических сопл, а задние колеса - вне этой зоны. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении производительности и качества очистки обрабатываемой поверхности, а также в снижении энергозатрат и трудозатрат и упрощении управления устройством. 2 ил.

Изобретение относится к области судоремонта, в частности к устройствам для подводной очистки корпусов судов, и может быть использовано для других подводных очистных работ.

Известно устройство для подводной очистки корпусов судов, содержащее собственный корпус, опирающийся на колеса, ротор с закрепленными на нем гидродинамическими соплами, реактивные сопла для перемещения устройства и прижатия его к борту судна (патент США N 5048445, кл. B 63 B 59/00, 1991 г.).

Известно также роторное устройство с гидродинамическими соплами, создающими одновременно на роторе вращающий момент за счет кососимметричной их установки на роторе относительно оси вращения последнего (патент РФ N 2098315, кл. B 63 B 59/08, 1997 г.).

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство, содержащее корпус, опирающийся на колеса, ротор с закрепленными на нем гидродинамическими соплами, эжекторы (движители) для перемещения устройства и прижатия его к борту судна. Недостатком этого устройства является повышенное потребление гидравлической энергии для его перемещения и прижатия его к борту судна, что снижает производительность устройства в целом. Эжекторы, установленные на данном устройстве, и гидродинамические сопла питаются от одного насоса высокого давления. При высоком давлении и малых расходах - эжектор, как движитель в швартовном режиме, имеет крайне низкий КПД (не более 5%). Кроме того, опорные колеса в указанном устройстве расположены в зоне воздействия гидродинамической струи на очищаемую поверхность, что затеняет поверхность очистки и затрудняет прямолинейное перемещение устройства, т.е. гидродинамическая струя периодически воздействует на каждое колесо, создавая переменный вектор неуравновешенной силы на устройстве.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где на: фиг. 1 - показан продольный разрез устройства; фиг. 2 - вид устройства сверху.

Сущность изобретения и достигаемый технический результат заключаются в следующем.

Устройство для подводной гидродинамической очистки поверхности содержит корпус с опорными колесами, коллектор, на вращаемой части которого закреплены гидродинамические сопла, маршевый и прижимной движители. Изобретение отличается тем, что оно снабжено гидродинамическим рулем с тягой и регулируемыми захлопками. Вращаемая часть коллектора кинематически связана с маршевым движителем, выполненным в виде гребного винта в насадке, перед входной кромкой которой установлены регулируемые захлопки. За выходной кромкой насадки установлен гидродинамический руль, связанный тягой с задними колесами, выполненными поворотными, ось поворота которых смещена относительно вертикальной оси колес. Гидродинамические сопла выполнены с возможностью фиксируемого поворота на 360^o относительно оси, перпендикулярной направлению выброса струи рабочего агента. Передние колеса расположены внутри кольцевой зоны воздействия гидродинамических сопл, а задние колеса - вне этой зоны.

Достигаемый изобретением технический результат заключается в повышении производительности и качества очистки обрабатываемой поверхности, а также в снижении энергозатрат и трудозатрат и упрощении управления устройством.

Устройство содержит (см. фиг.1) корпус 1, опирающийся на передние колеса 2 и задние колеса 3. На корпусе 1 установлен коллектор, состоящий из неподвижной части 4 и вращаемой части 5. На вращаемой части 5 коллектора через трубопроводы 6 и уплотнительный поворотный узел 7 закреплены гидродинамические сопла 8. На вращаемой части 5 установлена коническая шестерня 9, состоящая в зацеплении с другой конической шестерней 10. Коническая шестерня 10 через вал 11 соединена с гребным винтом 12. Вал 11 установлен в подшипниках 13. Гребной винт 12 установлен в насадке 14. За выходной кромкой насадки 14 установлен поворотный гидродинамический руль 15, неподвижно связанный с шасси задних колес 3. Таким образом, гидродинамический руль 15 и задние колеса 3 имеют возможность одновременного поворота вокруг оси 16. Перед входной кромкой насадки 14 установлены регулируемые захлопки 17, связанные тягой с рукояткой управления 18, имеющей фиксируемые положения.

Ось передних колес 2 закреплена на нижней неподвижной части 4 коллектора. К верхней неподвижной части 4 коллектора подстыкованы трубопроводы 19, которые через гибкий шланг 20 соединены с водяным насосом 21 (поз. 20 и 21 на чертеже показаны схематично). На верхней части корпуса 1 установлен круговой поручень 22.

Работает устройство следующим образом.

Насос 21 под давлением подает воду через шланг 20 и трубопроводы 19 к неподвижной части коллектора 4. Далее через вращаемую часть 5 коллектора, трубопроводы 6 и уплотнительные поворотные узлы 7 вода поступает в гидродинамические сопла 8 (по патенту РФ N 2139222), истекая из которых производит очистку поверхности. Одновременно с этим за счет реактивных сил струй и установки сопл 8 под заданным углом в поворотном узле 7 гидродинамические сопла 8 начинают вращаться вместе с трубопроводами 6, вращаемой частью 5 коллектора и конической шестерней 9 вокруг вертикальной оси коллектора.

При вращении указанных деталей под корпусом 1 создается пониженное давление по отношению к окружающей среде за счет центробежных сил, действующих на воду под действием вращающихся деталей и эжекционного эффекта от гидродинамических сопл. За счет указанного перепада давления устройство прижимается к очищаемой поверхности. Одновременно с этим коническая шестерня 9 через коническую шестерню 10 и вал 11 передает вращение гребному винту 12, который, в свою очередь, создает упор для поступательного перемещения устройства. Величина упора гребного винта 12 и скорость поступательного перемещения устройства регулируется захлопками 17, связанными тягой с рукояткой управления 18, имеющей фиксируемые положения. Для изменения траектории поступательного перемещения устройства водолаз поворачивает устройство за круговой поручень 22. При управлении устройством одновременно поворачиваются задние колеса 3 и гидродинамический руль 15, т.е. изменяется направление упора гребного винта 12, что значительно облегчает труд водолаза. Угол установки гидродинамических сопл 8 в поворотном узле 7 определяется в зависимости от характера предстоящей работы. Угол установки гидродинамических сопл в поворотном узле 7 определяет скорость их вращения, площадь очистки за один оборот, максимальную скорость перемещения устройства.

Формула изобретения

Устройство для подводной гидродинамической очистки поверхности, содержащее корпус с опорными колесами, коллектор, на вращаемой части которого закреплены гидродинамические сопла, маршевый и прижимной движители, отличающееся тем, что оно снабжено гидродинамическим рулем с тягой и регулируемыми захлопками, а вращаемая часть коллектора кинематически связана с маршевым движителем, выполненным в виде гребного винта в насадке, перед входной кромкой которой установлены регулируемые захлопки, при этом за выходной кромкой насадки установлен гидродинамический руль, связанный тягой с задними колесами, выполненными поворотными, ось поворота которых смещена относительно вертикальной оси колес, причем гидродинамические сопла выполнены с возможностью фиксируемого поворота на 360^o относительно оси, перпендикулярной направлению выброса струи рабочего агента, передние колеса расположены внутри кольцевой зоны воздействия гидродинамических сопел, а задние колеса - вне этой зоны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2