Дисковый инструмент, приводимый в действие морской водой

 

Изобретение относится к защите подводных поверхностей судов на плаву и к полировке их винтов. Дисковый инструмент содержит корпус с закрепленными на нем ручками для удержания инструмента. Его гидравлический привод расположен внутри корпуса, связан с гидравлическим приводом и имеет включающее устройство. Корпус выполнен в виде полого диска, на одном из торцов которого жестко закреплена ось и выполнена, по крайней мере, одна кольцевая канавка с образованием кольцевой полости, открытой со стороны торца. Другой торец полого диска выполнен в виде кольца, закрывающего его полость. Гидравлический привод выполнен в виде свободноструйной турбины, представляющей собой закрепленный через подшипниковый узел на оси корпуса диск, на одном из торцов которого со стороны наружного диаметра установлены лопатки, а на другом торце в его центральной части выполнен выходной фланец, выступающий из корпуса. На фланце посредством оправки закреплен абразивный диск. На корпусе установлены, по крайней мере, три ручки для удержания инструмента, одна из которых выполнена грибовидной, а две другие - цилиндрическими. Включающее устройство расположено в одной из цилиндрических ручек и выполнено в виде качающегося трубопровода с фиксирующим устройством, с одной стороны которого, примыкающей к лопаткам, расположено рабочее сопло для подвода рабочего тела, а с другой - входной штуцер для подсоединения гибкого шланга. Ось качания трубопровода расположена с возможностью обеспечения при его повороте отвода струи рабочего тела, вытекающего из сопла, от лопаток турбины в кольцевую полость, образованную внутри корпуса перегородкой, установленной относительно кольцевого торца корпуса с зазором для выхода рабочего тела. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных качеств инструмента. 3 з.п.ф-лы. 6 ил.

Изобретение относится к области защиты подводных поверхностей корпусов судов, находящихся на плаву, в частности к экологически безопасным устройствам для подводной очистки элементов подводной части корпусов судов, включающей полировку винтов.

Известен дисковый инструмент, приводимый в действие морской водой, содержащий корпус с закрепленными на нем ручками для удержания инструмента, гидравлический привод, расположенный внутри корпуса, абразивный диск, связанный с гидравлическим приводом, и включающее устройство для гидравлического привода (патент США 5038523, класс В 24 В 23/02, 13.08.91г.). Данное техническое решение является прототипом заявленного объекта изобретения.

Известный инструмент является экологически безопасным, поскольку при его работе в качестве рабочего тела используется забортная вода, что исключает, в случае повреждения гибких подводящих шлангов, соединяющих инструмент с насосной станцией, загрязнение акватории моря в зоне проведения очистных работ.

Недостатком известного инструмента является использование в нем конструктивно сложного, громоздкого и с малым ресурсом работы роторного гидравлического двигателя. Кроме этого, необходимость использования уплотнений в рабочих камерах и распределительном механизме этого двигателя делает проблематичной работу инструмента на высоких давлениях и предъявляет повышенные требования к степени очистки морской воды, используемой в качестве рабочей жидкости. Все это ограничивает возможность применения данного инструмента для подводной очистки элементов корпусов судов, в частности для полировки винтов.

Задачей, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является создание инструмента для подводной очистки элементов корпусов судов, способного обеспечить технический результат, связанный с упрощением конструкции, увеличением ресурса работы и расширением функциональных возможностей инструмента.

Указанная задача в заявленном устройстве решается за счет того, что в дисковом инструменте, приводимом в действие морской водой и содержащем корпус с закрепленными на нем ручками для удержания инструмента, гидравлический привод, расположенный внутри корпуса, абразивный диск, связанный с гидравлическим приводом, и включающее устройство для гидравлического привода, корпус выполнен в виде полого диска, на одном из торцов которого жестко закреплена ось и выполнена по крайней мере одна кольцевая канавка с образованием кольцевой полости, открытой со стороны торца, а другой торец выполнен в виде кольца, закрывающего полость диска, гидравлический привод выполнен в виде свободноструйной турбины, представляющей собой закрепленный через подшипниковый узел на оси корпуса диск, на одном из торцов которого со стороны наружного диаметра установлены лопатки, а на другом торце в его центральной части выполнен выходной фланец, выступающий из корпуса, на котором посредством оправки закреплен абразивный диск, на корпусе установлены по крайней мере три ручки для удержания инструмента, одна из которых выполнена грибообразной, а две другие - цилиндрическими, включающее устройство расположено в одной из цилиндрических ручек и выполнено в виде качающегося трубопровода с фиксирующим устройством, с одной стороны которого, примыкающей к лопаткам, расположено рабочее сопло для подвода рабочего тела, а с другой - входной штуцер для подсоединения гибкого шланга, при этом ось качания трубопровода расположена со стороны входного штуцера перпендикулярно продольной оси трубопровода с возможностью обеспечения при его повороте отвод струи рабочего тела, вытекающего из сопла, oт лопаток турбины в кольцевую полость, образованную внутри корпуса перегородкой, установленной относительно кольцевого торца корпуса с зазором для выхода рабочего тела.

Кроме того, в дисковом инструменте фиксирующее устройство выполнено в виде закрепленных на одной оси, параллельной оси качания трубопровода, двух ручек, каждая из которых снабжена дисковым основанием, в котором эксцентрично оси ручек выполнены кольцевые проточки, взаимодействующие с перемещающимися по ним пальцами, закрепленными на рабочем сопле качающегося трубопровода, при этом на оси ручек выполнены лыски, взаимодействующие с плоской пружиной.

Кроме того, в заявленном инструменте в выходном фланце турбины выполнены проточки, а в оправке - по крайней мере одно отверстие, соединяющее торцевые поверхности оправки, при этом ось грибообразной ручки расположена параллельно оси корпуса, а оси цилиндрических ручек - перпендикулярно ей с образованием между собой угла 70-150^o.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструкция дискового инструмента, вид сверху; на фиг.2 - поперечный разрез дискового инструмента, вид сбоку; на фиг.3 - взаимное расположение конструктивных элементов дискового инструмента в положении "включен"; на фиг.4 - взаимное расположение конструктивных элементов дискового инструмента в положении "выключен"; на фиг.5 - разрез А-А дискового инструмента; на фиг.6 - разрез В-В дискового инструмента.

Дисковый инструмент содержит корпус 1, выполненный в виде полого диска, на торце 2 которого посредством болтового соединения 3 жестко закреплена ось 4 и выполнена по крайней мере одна кольцевая канавка 5 с образованием кольцевой полости, открытой со стороны торца 2, при этом торец 6 корпуса 1 выполнен в виде кольца, закрывающего полость диска. Гидравлический привод выполнен в виде свободноструйной турбины (см., например, Кривченко Г.И. Насосы и гидротурбины, М., Энергия, 1970, с.448). Конструктивно свободноструйная турбина представляет собой диск 7, закрепленный через подшипниковый узел 8 на оси 4 корпуса 1. Подшипниковый узел 8 защищен от действия воды крышкой 9 и манжетой 10. Со стороны наружного диаметра на одним из торцов диска 7 установлены лопатки 11, а на другом торце в центральной части диска 7 выполнен выходной фланец 12, выступающий из корпуса 1. На выходном фланце 12 посредством оправки 13 закреплен абразивный диск 14. Оправка 13 посредством болтового соединения 15 закреплена на выходном фланце 12.

На корпусе 1 установлены по крайней мере три ручки для удержания инструмента: грибообразная ручка 16 и две цилиндрические 17 и 18. Ось грибообразной ручки 16 расположена параллельно оси корпуса 1, а оси цилиндрических ручек 17 и 18 перпендикулярно этой оси с образованием между собой угла, равного 70-150^o.

Включающее устройство расположено в цилиндрической ручке 17 и выполнено в виде качающегося трубопровода 19 с фиксирующим устройством 20.

Со стороны, примыкающей к лопаткам 11, в трубопроводе 19 выполнено рабочее сопло 21 для подвода, к лопаткам 11 рабочего тела (воды), а с противоположной стороны трубопровода 19 расположен входной штуцер 22 для подсоединения к нему гибкого шланга, связанного с водяной насосной станцией (не чертежах не показаны).

Ось качания 23 трубопровода 19 расположена со стороны входного штуцера 22 перпендикулярно продольной оси 24 трубопровода 19. Внутри корпуса 1 установлена перегородка 25, образующая кольцевую полость 26. Перегородка 25 установлена относительно торца 6 корпуса 1 с зазором 27, обеспечивающим выход рабочего тела из кольцевой полости 26 в наружное пространство.

Фиксирующее устройство 20 выполнено в виде закрепленных на одной оси 28, параллельной оси качания трубопровода 23, двух ручек 29, каждая из которых снабжена дисковым основанием 30. В дисковых основаниях 30 эксцентрично оси 28 выполнены кольцевые проточки 31, взаимодействующие с перемещающимися по ним пальцами 32, закрепленными на рабочем сопле 21. На оси 28 ручек выполнены лыски 33, взаимодействующие с плоской пружиной 34.

В выходном фланце 12 турбины выполнены проточки: одна кольцевая 35 и шесть радиальных 36, а в оправке 13 - по крайней мере одно отверстие 37, соединяющее торцевые поверхности оправки 13.

На корпусе 1 со стороны, противоположной размещению абразивного диска 14, может быть установлена декоративная накладка 38.

Устройство работает следующим образом.

При функционировании инструмента в рабочем режиме - режиме проведения водолазом подводных работ по полировке винтов, соответствующем взаимному расположению конструктивных элементов инструмента в положении "включен" (фиг. 3), через входной штуцер 22, связанный гибким шлангом с наружной водяной насосной станцией, к инструменту подается под давлением вода. Эта вода с помощью трубопровода 19 подводится к рабочему соплу 21 и через него струя воды воздействует на лопатки 11 турбины, приводя ее во вращение, а вместе с ней оправку 13 с абразивным диском 14. С помощью абразивного диска 14 осуществляется очистка и полировка винтов.

Вращение абразивного диска 14 создает разрежение между ним и очищаемой поверхностью, что вызывает чрезмерное "присасывание" инструмента к очищаемой поверхности и уменьшение скорости вращения диска. Для уменьшения этого эффекта служит отверстие 37, выполненное в оправке 13, и проточки 35,36, выполненные в выходном фланце 12, посредством которых обеспечивается связь между полостью инструмента, образованной абразивным диском 14 на оправке 13 с полируемой поверхностью, и внешней средой. Сечение и количество отверстий 37 выбирается практическим путем из оптимального соотношения между необходимым усилием прижима абразивного диска 14 к полируемой поверхности и его скоростью вращения.

Размещенные на корпусе 1 ручки 16, 17, 18 служат для удержания инструмента водолазом, а их расположение на корпусе выбирается из условия удобства пользования инструментом.

Для перевода инструмента положение "выключен" (фиг.4) ручки 29 фиксирующего устройства 20 вместе с осью 28 поворачивают на 180^o. При этом кольцевые проточки 31, выполненные в каждом дисковом основании 30 ручек 29, воздействуют на пальцы 32, установленные на рабочем сопле 21, отводя его от кольцевой полости корпуса, в которой расположены лопатки 11 турбины, и опуская сопло 21 на уровень кольцевой полости 26, образованной внутри корпуса перегородкой 25. Положение ручек 29 в таком состоянии фиксируется попаданием пружины 34 на одну из лысок 33. Вода, попадая в кольцевую полость 26, теряет энергию и вытекает через зазор 27 наружу, не воздействуя на турбину. Возврат инструмента положение "включен" осуществляется повторным поворотом ручек 29 на 180^o и любую сторону.

Предложенное устройство является экологически безопасным и позволяет водолазу осуществлять работы по подводной очистке элементов корпусов судов, включающей полировку винтов, простыми средствами с высоким ресурсом работы.

Формула изобретения

1. Дисковый инструмент, приводимый в действие морской водой, содержащий корпус с закрепленными на нем ручками для удержания инструмента, гидравлический привод, расположенный внутри корпуса, абразивный диск, связанный с гидравлическим приводом, и включающее устройство для гидравлического привода, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде полого диска, на одном из торцов которого жестко закреплена ось и выполнена, по крайней мере, одна кольцевая канавка с образованием кольцевой полости, открытой со стороны торца, а другой торец выполнен в виде кольца, закрывающего полость диска, гидравлический привод выполнен в виде свободноструйной турбины, представляющей собой закрепленный через подшипниковый узел на оси корпуса диск, на одном из торцов которого со стороны наружного диаметра установлены лопатки, а на другом торце в его центральной части выполнен выходной фланец, выступающий из корпуса, на котором посредством оправки закреплен абразивный диск, на корпусе установлены, по крайней мере, три ручки для удержания инструмента, одна из которых выполнена грибовидной, а две другие - цилиндрическими, включающее устройство расположено в одной из цилиндрических ручек и выполнено в виде качающегося трубопровода с фиксирующим устройством, с одной стороны которого, примыкающей к лопаткам, расположено рабочее сопло для подвода рабочего тела, а с другой - входной штуцер для подсоединения гибкого шланга, при этом ось качания трубопровода расположена с возможностью обеспечения при его повороте отвода струи рабочего тела, вытекающего из сопла, от лопаток турбины в кольцевую полость, образованную внутри корпуса перегородкой, установленной относительно кольцевого торца корпуса с зазором для выхода рабочего тела.

2. Дисковый инструмент по п. 1, отличающийся тем, что фиксирующее устройство выполнено в виде закрепленных на одной оси, параллельной оси качания трубопровода, двух ручек, каждая из которых снабжена дисковым основанием, в котором эксцентрично оси ручек выполнены кольцевые проточки, взаимодействующие с перемещающимися по ним пальцами, закрепленными на рабочем сопле качающегося трубопровода, при этом на оси ручек выполнены лыски, взаимодействующие с плоской пружиной.

3. Дисковый инструмент по п. 1, отличающийся тем, что в выходном фланце турбины выполнены проточки, а в оправке, по крайней мере, одно отверстие, соединяющее торцевые поверхности оправки.

4. Дисковый инструмент по п. 1, отличающийся тем, что ось грибообразной ручки расположена параллельно оси корпуса, а оси цилиндрических ручек - перпендикулярно ей с образованием между собой угла 70-150^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6