Морская система очистки
Изобретение относится к системе очистки поверхности, в частности корпуса судна, под водой. Раскрыта в составе системы чистящая головка для очистки погруженной поверхности, которая содержит корпусную часть и юбочную часть по контуру корпусной части, выполняющую функцию герметизации между корпусной частью и погруженной поверхностью, которую необходимо очистить. Чистящая головка также содержит по меньшей мере один чистящий элемент для отделения материала на погруженной поверхности от погруженной поверхности, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования, и по меньшей мере одно всасывающее отверстие, находящееся в связи по текучей среде с полостью, образованной между корпусной частью и погруженной поверхностью. Когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности, и по меньшей мере одно всасывающее отверстие соединено по текучей среде с устройством для создания отрицательного давления, отделяемый от погруженной поверхности материал по меньшей мере одним чистящим элементом откачивается из чистящей головки через всасывающее отверстие. Указанный по меньшей мере один чистящий элемент содержит по меньшей мере один чистящий компонент, предназначенный для создания потока жидкости, смежного с погруженной поверхностью, когда чистящий компонент движется относительно, но практически не касается, погруженной поверхности во время использования, при этом поток жидкости отделяет материал от погруженной поверхности. Изобретение позволит улучшить качество очистки без загрязнения морской среды. 3 н. и 55 з.п. ф-лы, 13 ил.
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к морской системе очистки, в частности, для очистки подводной части корпуса судна или другой конструкции.
Предпосылки создания изобретения
Известно, что существует тенденция к все большему обрастанию подводной части корпуса судна или конструкции со временем настолько, что в результате значительный слой материала, включающий при некоторых обстоятельствах живые организмы, аккумулируется на подводной части корпуса судна или конструкции.
Если подобное обрастание не удаляют с корпуса судна или конструкции, то могут возникнуть серьезные проблемы, включая повреждение корпуса судна или конструкции, а в случае морского судна сокращение мореходных характеристик судна. В дополнение некоторые живые организмы могут быть вредоносными, а при перевозке в другое место могут быть опасны для местных видов.
Неконтролируемая очистка в воде может выпускать химические или биологические загрязнители в местную окружающую среду, и например, может стимулировать выпуск репродуктивных ростков или фрагментов растений и животных, способных к регенерации.
Чтобы избежать выпуска данных загрязнителей в местную морскую среду, общепринятая техника очистки корпуса судна включает извлечение судна из воды и последующую очистку корпуса судна. Однако, данный подход дорогостоящий и времязатратный.
Краткое изложение сущности изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается система очистки для очистки поверхности под водой, при этом система очистки содержит:
чистящую головку, имеющую:
корпусную часть;
юбочную часть, проходящую по контуру корпусной части, при этом юбочная часть выполняет функцию герметизации между корпусной частью и погруженной очищаемой поверхностью, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования; и
по меньшей мере один чистящий элемент для отделения материала на погруженной поверхности от погруженной поверхности, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования;
устройство для создания отрицательного давления; и
всасывающую трубу, проходящую между указанным устройством и чистящей головкой, при этом всасывающая труба находится в связи по текучей среде с полостью, образованной между корпусной частью и погруженной поверхностью во время использования;
при этом во время использования, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности, материал, отделенный от погруженной поверхности, откачивается из чистящей головки через всасывающую трубу.
В одном из вариантов осуществления корпусная часть содержит несколько деталей корпусной части, подвижно соединенных вместе.
В одном из вариантов осуществления корпусная часть содержит первую и вторую корпусные части, подвижно соединенные вместе.
В одном из вариантов осуществления первая и вторая корпусные части подвижно соединены вместе при помощи шарнира.
В одном варианте осуществления юбочная часть выполнена в конфигурации в виде щетки.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит систему регулирования высоты, предназначенную для выполнения регулирования расстояния между корпусной частью и погруженной очищаемой поверхностью, и, следовательно, регулирования степени сжатия юбочной части во время использования и регулирования эффективности созданной герметизации между юбочной частью и погруженной поверхностью.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит приводной механизм, предназначенный для приведения чистящей головки в движение относительно погруженной поверхности во время использования.
В одном из вариантов осуществления приводной механизм содержит по меньшей мере 2 приводных вала, соединенных вместе универсальным шарниром, каждый приводной вал содержит приводное колесо, установленное на приводном валу.
В одном из вариантов осуществления система регулирования высоты предназначена для выполнения регулирования расстояния между одним или более приводными валами и корпусной частью.
Водном из вариантов осуществления приводной механизм содержит гидравлический двигатель и гидрораспределитель, предназначенный для облегчения регулирования количества жидкости, подаваемой в гидравлический двигатель и, следовательно, скорости движения чистящей головки.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит несколько чистящих элементов.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один чистящий элемент содержит вращающуюся щетку.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один чистящий элемент содержит вращающееся лезвие, предназначенное для соскребания материала с погруженной поверхности во время использования.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один чистящий элемент содержит по меньшей мере один чистящий компонент, предназначенный для создания потока жидкости, смежного с погруженной поверхностью, когда чистящий компонент движется относительно погруженной поверхности во время использования, при этом данный поток жидкости отделяет материал от погруженной поверхности.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один чистящий компонент содержит носок, расположенный на первой стороне чистящего компонента, обращенной по направлению движения чистящего компонента во время использования, и скошенную часть, расположенную на второй стороне чистящего компонента, обращенной против направления движения чистящего компонента во время использования.
В одном из вариантов осуществления носок по существу является клиновидным.
В одном из вариантов осуществления клиновидная форма сужается под углом приблизительно 45°.
В одном из вариантов осуществления форма скошенной части по существу такая же как и форма носка.
В одном из вариантов осуществления каждый чистящий компонент предназначен для вращения таким образом, что скошенная часть следует по пути вращения, определяемому носком.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит по меньшей мере один двигатель, предназначенный для вращения одного или каждого из чистящих элементов.
В одном из вариантов осуществления по меньшей мере один двигатель содержит по меньшей мере один гидравлический двигатель.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит по меньшей мере одну вращающуюся дискообразную часть, при этом каждая дискообразная часть содержит по меньшей мере один чистящий компонент.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит по меньшей мере один плавучий элемент.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит устройство для снижения давления в чистящей головке в области между чистящей головкой и погруженной поверхностью во время использования.
В одном из вариантов осуществления устройство для снижения давления в чистящей головке предназначено для снижения давления в месте, расположенном по существу по центру чистящего элемента.
В одном из вариантов осуществления устройство для снижения давления содержит рабочее колесо.
В одном из вариантов осуществления двигатель приспособлен для осуществления вращения рабочего колеса.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит кожух, предназначенный для вмещения рабочего колеса с возможностью вращения, при этом кожух содержит юбочную часть кожуха, предназначенную для осуществления функции герметизации между кожухом и погруженной поверхностью, которую необходимо очистить, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования.
В одном из вариантов осуществления рабочее колесо содержит полую выступающую деталь, имеющую попеременно расположенные по окружности части в виде стенки и отверстия в стенке, и по меньшей мере одну лопатку рабочего колеса выступающую наружу из соответствующей части в виде стенки, при этом полая выступающая деталь образует отверстие рабочего колеса, находящееся в связи по текучей среде с отверстиями в стенке, при этом вращение рабочего колеса вызывает понижение давления в полой выступающей детали.
В одном из вариантов осуществления дискообразная часть содержит центральное отверстие, и полая выступающая деталь примыкает и находится в связи по текучей среде с центральным отверстием.
В одном из вариантов осуществления рабочее колесо упруго соединено с чистящим элементом.
В одном из вариантов осуществления чистящая головка содержит предохранительный механизм, предусмотренный для завершения работы чистящей головки, если оператор будет неспособен или иначе не в состоянии управлять чистящей головкой.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предлагается система очистки для очистки поверхности под водой, при этом система очистки содержит:
чистящую головку согласно первому аспекту настоящего изобретения;
устройство для создания отрицательного давления; и
всасывающую трубу, проходящую между указанным устройством и чистящей головкой, при этом всасывающая труба находится в связи по текучей среде с полостью, образованной между корпусной частью и погруженной поверхностью во время использования;
при этом во время использования, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности, материал, отделенный от погруженной поверхности, откачивается из чистящей головки через всасывающую трубу.
В одном из вариантов осуществления устройство для создания отрицательного давления содержит всасывающий насос.
В одном из вариантов осуществления система очистки содержит дополнительную чистящую головку, соединяемую с всасывающим насосом и управляемую оператором в ручном режиме.
В одном из вариантов осуществления система содержит разделительное устройство, предназначенное для получения шлама воды и отделяемого от погруженной поверхности материала и для отделения воды и материала от шлама.
В одном из вариантов осуществления система содержит обеззараживающее устройство, выполненное по существу для обеззараживания воды, которая отделяется от шлама.
В одном из вариантов осуществления система содержит чистящую камеру, содержащую по меньшей мере одну прозрачную часть в виде стенки, по меньшей мере одно отверстие, герметизирующее устройство, связанное с каждым отверстием, и всасывающее отверстие, находящееся в связи по текучей среде с полостью, образованной камерой, при этом чистящее устройство смонтировано через отверстие и герметизирующее устройство таким образом, что чистящее устройство формирует по существу герметичную связь с отверстием.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предлагается способ очистки погруженной поверхности, при этом способ включает:
предоставление чистящей головки, имеющей: корпусную часть;
юбочную часть, проходящую по контуру корпусной части; и
по меньшей мере один чистящий элемент для отделения материала на погруженной поверхности от погруженной поверхности, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности;
расположение чистящей головки на погруженную поверхность так, чтобы юбочная часть контактировала с погруженной поверхностью и выполняла функцию герметизации между корпусной частью и погруженной поверхностью;
соединение полости, образованной между корпусной частью и погруженной поверхностью, находящейся в связи по текучей среде с устройством для образования отрицательного давления;
активация указанного устройства и по меньшей мере одного чистящего элемента так, чтобы материал отделялся от погруженной поверхности и откачивался из чистящей головки.
Краткое описание графических материалов
Далее только для примера приводится описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
На фиг. 1 схематически представлена морская система очистки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 представлен схематический вид сверху в перспективе чистящей головки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 представлен схематический вид снизу в перспективе чистящей головки, показанной на фиг. 2;
на фиг. 4 представлен схематический вид сверху альтернативного чистящего элемента альтернативного варианта осуществления морской системы очистки;
на фиг. 5-8 представлены схематические виды сбоку, сверху и снизу чистящего компонента чистящего элемента, показанного на фиг. 4;
на фиг. 9 представлен схематический вид сверху в перспективе кожуха чистящей головки согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10 представлен схематический вид снизу в перспективе кожуха, показанного на фиг. 9;
на фиг. 11 представлен схематический развернутый вид в перспективе узла чистящего элемента чистящей головки согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 12 представлен схематический вид в перспективе узла чистящего элемента, показанного на фиг. 11; и
на фиг. 13 представлен схематический вид снизу в перспективе альтернативной чистящей головки.
Описание одного из вариантов осуществления изобретения
Ссылаясь на графические материалы, на фиг. 1 показана морская система 10 очистки для очистки погруженной части судна или другой конструкции на месте.
Настоящий вариант осуществления описан касательно очистки корпуса судна, однако понятно, что предусматриваются другие применения.
Система 10 содержит чистящую головку 14, в данном примере устроенную таким образом, чтобы во время использования она располагалась на подводной части корпуса 12 судна и выполненную так, чтобы отделять материал обрастания от корпуса 12 судна.
Система 10 также содержит устройство для создания отрицательного давления в полости, образованной между чистящей головкой 14 и корпусом 12 судна, чтобы препятствовать попаданию материала, отделяемого от корпуса судна чистящей головкой 14, в окружающую морскую среду, а вместо этого откачивался из чистящей головки 14. В данном примере устройство для создания отрицательного давления представляет собой обычный всасывающий насос 16 типа исполнения с возможностью работы в морской среде. Всасывающий насос 16 может быть с гидравлическим или электрическим приводом.
В морской среде материал обрастания, присутствующий на корпусе 12 судна, обычно преимущественно биологического типа, однако также могут присутствовать и другие типы материала.
Система 10 также содержит разделительное устройство 18, выполненное для получения шлама воды и отделяемого материала от судна 12 и для отделения воды и материала друг от друга, и обеззараживающее устройство 20, предназначенное по существу для обеззараживания воды, отделенной от материала.
Следует понимать, что разделительное устройство 18 и обеззараживающее устройство 20 могут принимать любую подходящую форму, и в данном примере разделительное устройство 18 является выпущенным компанией Baleen Filters Pty Ltd, например фильтр B1010S Baleen, а обеззараживающее устройство относится к устройству, выпущенному компанией Berson Milieutechniek BV, например обеззараживающее устройство Berson inline 450 UV. Обеззараживающее устройство может дополнительно или альтернативно содержать обеззараживающий компонент на химической основе. Расходомерные устройства и другие объемометрические устройства также могут быть включены, чтобы улучшить качество обработки воды.
Система 10 также содержит силовую установку 22, предназначенную для обеспечения компонентов системы требуемой электрической и/или гидравлической энергией.
В данном примере разделительное устройство 18, обеззараживающее устройство 20 и силовая установка 22 располагаются выше ватерлинии 32, например на причале 30, а всасывающий насос 16 расположен ниже ватерлинии 32.
Во время использования чистящая головка 14 расположена смежно с частью корпуса 12 судна, которую необходимо очистить, и всасывающий насос 16 приводится в действие, чтобы шлам с содержанием воды и материала, отделяемого от корпуса 12 судна чистящей головкой 14, откачивался из чистящей головки 14 и двигался вверх к разделительному устройству 18 через выпускной водовод 19. В разделительном устройстве 18 твердый материал, отделяемый от шлама, собирается в бункере-накопителе 36 твердых веществ, а вода, отфильтрованная от шлама, проходит через обеззараживающее устройство 20 и обратно в окружающую морскую среду через выпускную трубу 34.
Хотя данный пример описан в отношении корпуса 12 судна, следует понимать, что система применима к любой структуре, имеющей погруженную часть и соответственно подверженной обрастанию. Также следует понимать, что хотя данный пример описан в отношении очистки биологического обрастания корпуса судна или погруженной структуры, система также применима для очистки других типов обрастания, которое может формироваться на погруженных под водой конструкциях или более того в других жидких средах в течение продолжительного периода времени.
На фиг. 2 и 3 чистящая головка 14 показана более подробно.
Чистящая головка 14 в данном примере содержит первую и вторую корпусные части 40, 42, которые подвижно соединены друг с другом таким образом, что профиль, созданный первой и второй корпусной частями 40, 42, является регулируемым. В данном примере первая и вторая корпусные части 40, 42 соединены друг с другом шарниром 44, что позволяет первой и второй корпусным частям 40, 42 вращаться относительно друг друга. Это позволяет первой и второй корпусным частям 40, 42 в принципе совпадать с линией изгиба конструкции, такой как корпус 12 судна.
Контур, образованный первой и второй корпусными частями 40, 42, содержит юбочную часть 46, которая в данном примере выполнена в конфигурации в виде щетки. Цель юбочной части 46 заключается в обеспечении герметизации достаточной эффективности между первой и второй корпусными частями 40, 42 и поверхностью конструкции, подлежащей очистке. В этом отношении герметизация должна быть достаточно эффективной, чтобы отрицательное давление, создаваемое всасывающим насосом 16, приводило к тому, что отделяемый от поверхности материал откачивается от поверхности через чистящую головку 14 с минимальным выходом материала через юбочную часть 46 в окружающую морскую среду. Это важно, так как биологический материл, отделенный от поверхности корпуса 12 судна, может вызвать нежелательные последствия в окружающей среде.
Как подробнее показано на фиг. 3, чистящая головка 14 содержит один или более чистящих элементов, предназначенных для того, чтобы материал на поверхности судна 12 отделялся от поверхности. В данном примере два противоположно вращающихся чистящих элемента и каждый чистящий элемент выполнены в виде вращающейся щетки 48.
В данном примере щетки 48 приводятся во вращение по меньшей мере одним первым гидравлическим двигателем 50, хотя следует понимать, что предусматриваются другие устройства для вращения щеток 48. В данном примере предлагаются 2 первых гидравлических двигателя 50, при этом каждая вращающаяся щетка имеет соответствующий первый гидравлический двигатель 50.
Чистящая головка 14 также содержит всасывающую трубу 52, которая протянута от чистящей головки 14 до всасывающего насоса 16. Всасывающая труба 52 проводит шлам воды и материала, отделяемого от поверхности, из чистящей головки 14 во время использования. Первые всасывающие трубопроводы 54, выступающие из всасывающей трубы 52, находятся в связи с всасывающей трубой 52 и проходят к соответствующим первым всасывающим отверстиям 56, расположенным на противоположных сторонах чистящей головки 14. Также вторые всасывающие трубопроводы 58, выступающие из всасывающей трубы 52, находятся в связи с всасывающей трубой 52, и проходят к соответствующим первым всасывающим отверстиям 60, расположенным на конце чистящей головки 14, удаленном от всасывающей трубы 52. В данном примере первое и второе всасывающие отверстия 56, 60 расположены смежно с вращающимися щетками 48.
В примере первый гидравлический двигатель(и) 50 может содержать насосную установку, предназначенную для увеличения эффективности в чистящей головке путем проталкивания шлама воды и материала, отделенного от поверхности, в направлении всасывающих отверстий 56, 60.
В данном примере чистящая головка 14 также содержит приводной механизм, предназначенный для приведения чистящей головки в движение в направлении параллельном шарниру 44 во время использования. В данном примере приводной механизм содержит второй гидравлический двигатель 62, соединенный с понижающим редуктором 64 и предназначенный для приведения в движение чистящей головки 14.
Приводной механизм содержит первый приводной вал 66, соединенный с понижающим редуктором 64, и первое приводное колесо 68, установленное на приводном валу 66. Первый приводной вал 66 соединен при помощи универсального шарнира 70 со вторым приводным валом 72, а второе приводное колесо 74 установлено на втором приводном валу 72.
Так как первый и второй приводные валы 66, 72 соединены вместе при помощи универсального шарнира 70, вращение первого приводного вала 66 вызывает вращение второго приводного вала 72 и, таким образом, вращение первого и второго приводных колес 68, 74. Во время использования, когда первое и второе приводные колеса 68, 74 вращаются, контакт между первым и вторым приводными колесами 68, 74 и очищаемой поверхностью приводит чистящую головку 14 в движение в направлении в целом параллельном шарниру 44.
Следует понимать, что универсальный шарнир 70 позволяет, чтобы приводной механизм мог приводить в движение чистящую головку 14 под углами в широком диапазоне между первой и второй корпусными частями 40, 42.
Также предусмотрено неприводное заднее колесо 76.
Колеса 68, 74, 76 могут иметь любую подходящую конфигурацию, и в данном примере каждое колесо содержит корпус колеса и металлический провод 78, накрученный вокруг корпуса колеса.
В данном примере чистящая головка 14 также содержит гидрораспределитель 80, предназначенный для регулирования потока гидравлической жидкости во второй гидравлический двигатель 62 и, следовательно, числа оборотов второго гидравлического двигателя 62, скорости вращения первого и второго приводных колес 68, 74 и скорости движения чистящей головки 14.
На первый и второй гидравлические двигатели 50, 62 подают гидравлическую жидкость через гидравлические трубопроводы 92, которые проходят от первого и второго гидравлических двигателей 50, 62 до силовой установки 22, расположенной над ватерлинией 32.
В примере гидравлическая энергия может быть получена из гидравлической системы соленой воды, предусмотренной для подачи соленой воды под давлением на первый и второй гидравлические двигатели 50, 62. Данное устройство имеет преимущества в том, что не требуется обратная линия.
В данном примере чистящая головка 14 также содержит первое и второе устройства 84, 86 регулирования высоты, предназначенные для регулирования расстояния между первой и второй корпусными частями 40, 42 и очищаемой поверхностью. Устройства 84, 86 регулирования высоты обеспечивают изменение положения приводных колес 68, 74 и неприводного колеса 75 относительно первой и второй корпусных частей 40, 42. Таким образом, степень сжатия юбочной части 46 во время использования является регулируемой, и, как следствие, эффективность герметизации, полученной между юбочной частью 46 и очищаемой поверхностью, является регулируемой. Результатом этого является то, что разница давлений между окружающей морской средой и полостью, сформированной чистящей головкой 14 и очищаемой поверхностью, при необходимости является регулируемой, и, следовательно, количество проходящей воды в полость, образованную чистящей головкой 14 и поверхностью, является контролируемым.
В данном примере чистящая головка 14 также содержит плавучие элементы 90, которые помогают чистящей головке оставаться в контакте с очищаемой поверхностью.
Система 10 может также содержать дополнительную чистящую головку 100, соединяемую с всасывающим насосом 16 и используемую оператором в ручном режиме для очистки материала с поверхности. Такая дополнительная чистящая головка 100 может содержать юбочную часть 102 с конфигурацией подобной юбочной части 46 чистящей головки 14, может создавать область отрицательного давления смежную с очищаемой поверхностью, и может или не может содержать чистящие элементы, которые активно удаляют материал с поверхности.
Система 10 также может содержать предохранительный механизм 104, сконфигурированный таким образом, что требуется положительный входной импульс от оператора, чтобы активировать вращающиеся щетки 48 и/или приводной механизм. При отсутствии такого положительного входного импульса работа вращающихся щеток 48 и/или приводного механизма прекращается. Предохранительный механизм может быть обычно называемого типа «аварийный блокиратор», когда работа прекращается, если оператор не в состоянии или не может иным образом управлять чистящей головкой 14.
Во время работы оператор помещает чистящую головку 14 непосредственно на очищаемую поверхность так, чтобы юбочная часть 46 контактировала с поверхностью, и запускает систему, чтобы щетки 48 начали вращаться и создавалось отрицательное давление в полости, образованной первой и второй корпусными частями 40, 42 и очищаемой поверхностью. По мере отделения материала от поверхности щетками 48 материал попадает в окружающую воду, и шлам, содержащий воду и отделенный материал, засасывается через всасывающую трубу 52 при помощи всасывающего насоса 16 до разделительного устройства 18, на данном примере расположенного на причале 30. Разделительное устройство получает шлам, отделяет воду от шлама и подает отделенную воду в обеззараживающее устройство 20. Твердый материал, отделенный от шлама, проходит в бункер-накопитель 36 твердых веществ, а вода, проходящая через обеззараживающее устройство 20, обеззараживается и подается обратно в морскую среду через выпускную трубу 34.
Следует принимать во внимание, что система очистки позволяет оператору по существу очищать материал с погруженной поверхности, в частности, поверхности корпуса 12 судна, на месте, потому что по существу весь удаленный с поверхности материал удаляется с поверхности без попадания в окружающую воду. Удаление судна из воды для проведения очистки необязательно.
В вариации вышеописанного варианта осуществления в дополнение к или вместо вращающихся щеток 48 чистящие элементы могут содержать один или более вращающихся чистящих компонентов, предусмотренных для соскабливания материала с обрабатываемой поверхности во время использования.
В другой вариации выше описанного варианта осуществления в дополнение к или вместо вращающихся щеток 48 чистящие элементы могут содержать один или более чистящих компонентов, установленных для создания потока жидкости смежного с обрабатываемой поверхностью, что приводит с удалению материала с поверхности во время использования по существу без прикосновения к поверхности.
Например, на фиг. 4-8 показан альтернативный чистящий элемент 90, который содержит несколько чистящих компонентов 92. Чистящие компоненты 92 в данном примере располагаются с возможностью отсоединения на вращающейся дискообразной части 94, в данном примере путем соединения болтами с фиксирующими отверстиями 93, предусмотренными на дискообразной части 94.
В данном примере чистящий элемент 90 выполнен таким образом, что всасывание может применяться непосредственно в месте между чистящим элементом и очищаемой поверхностью во время использования, и для этой цели дискообразная часть 94 содержит центральное отверстие 95, через которое может осуществляться всасывание во время использования.
На фиг. 5-8 чистящий компонент 92 показан более подробно. Чистящий компонент 92 в данном примере содержит фиксирующие отверстия 96, которые обеспечивают крепление чистящих компонентов к дискообразной части 94, фиксирующие отверстия 96 утоплены на верхней стороне чистящего компонента, как показано на фиг. 8.
В данном примере чистящий компонент 92 содержит П-образный выступ 97, который стыкуется с соответствующим углублением или отверстием в дискообразной части 94.
Чистящий компонент 92 также содержит носок 98, выступающий наружу и который, в данном примере, образует клиновидную часть, которая сужается под углом а, показанном на фиг. 6, приблизительно 45°. На противоположной к носку 98 стороне чистящего компонента находится скошенная часть 99, которая в данном примере, образует область приблизительно такой же формы и размера, как и носок 98.
Чистящие компоненты 92 расположены на дискообразной части 94, а дискообразная часть расположена и движется во время использования так, что, когда дискообразная часть 94 вращается, скошенная часть 99 следует по пути вращения, определяемому носком 98, и носок 98, и скошенная часть 99 движутся относительно обрабатываемой поверхности, при этом носок 98 и скошенная часть 99 расположены близко к и на расстоянии от поверхности. Не желая быть связанными теорией, полагают, что данное устройство позволяет создать область положительного давления рядом с носком 98 и создать область отрицательного давления рядом со скошенной частью 99, что в свою очередь создает вихрь в жидкости рядом с поверхностью, которая приводит к удалению материала, расположенного на поверхности.
Следует понимать, что альтернативный чистящий элемент 90 позволяет удалять материал с обрабатываемой поверхности по существу без прикосновения к поверхности, и это может быть особенно полезно в ситуациях, когда контакт с поверхностью может причинить повреждение или в ситуациях, когда поверхность покрыта веществом, таким как силикон или оксид меди, которое необходимо сохранять на поверхности или которое будет токсично при удалении.
В данном примере чистящие компоненты 92 выполнены из полиамида, хотя следует понимать, что предусматривается любой подходящий материал.
Альтернативный вариант осуществления чистящей головки 88, содержащий альтернативный чистящий элемент 90, показан на фиг. 9-13. Одинаковые и сходные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
В данном примере каждый чистящий элемент 90 установлен в кожухе 140 с возможностью вращения, что более подробно показано на фиг. 9-12. Каждый кожух 14 0 содержит выпускную трубу 142 для жидкости, находящуюся в связи по текучей среде с всасывающим насосом 16 и отверстием 144 для приводного вала, предназначенным для вмещения приводного вала 14 6 с возможностью вращения.
Каждый приводной вал 14 6 соединен с устройством создания давления, предназначенным для создания области пониженного давления по центру кожуха 140. В данном примере устройство создания давления содержит рабочее колесо 148.
Рабочее колесо 148 в данном примере содержит дискообразную часть 150, соединенную с полой выступающей деталью 152, снабженной попеременно расположенными частями 154 в виде стенки и отверстиями 156. Рабочее колесо 148 также содержит расположенные снаружи лопатки 158, которые служат для перемещения жидкости по мере вращения рабочего колеса 148, и центральное отверстие 159, образованное центральной выступающей деталью 152, и находится в связи по текучей среде с отверстиями 156.
Рабочее колесо 148 соединено с дискообразной частью 94 при помощи упругих элементов 160, в данном примере пружин, которые служат для того, чтобы позволить дискообразной части 94 и, соответственно, чистящему элементу 90 упруго двигаться по отношению к рабочему колесу 148. Центральное отверстие 159 рабочего колеса 148 и центральное отверстие 95 дискообразной части 94 по существу совпадают, когда дискообразная часть 94 и рабочее колесо 148 соединены вместе.
Во время использования первый гидравлический двигатель 50 вызывает вращение приводного вала 146, в данном примере в направлении против часовой стрелки, указанном на фиг. 11, что вызывает вращение рабочего колеса 148 и, соответственно, создает область отрицательного давления внутри центральной выступающей детали 152 рабочего колеса 148. В это же время чистящий элемент 90 также вращается, в результате чего удаляется материал с поверхности, смежной с чистящими компонентами 92.
Следует понимать, что область отрицательного давления в центральной выступающей детали 152 рабочего колеса 148 приводит к вытягиванию удаленного с поверхности материала в рабочее колесо 148 и через отверстия 156 в рабочем колесе 148 в выпускную трубу 142.
Таким образом, в дополнение к отрицательному давлению, создаваемому всасывающим насосом 16 между чистящим элементом 90 и очищаемой поверхностью, отрицательное давление также создается при работе рабочего колеса 148, которое усиливает силу всасывания, прикладываемую к шламу, смежно с чистящим элементом 90.
Также следует понимать, что создание отрицательного давления в чистящей головке в дополнение к созданию отрицательного давления при помощи всасывающего насоса с дистанционным управлением, дает возможность использовать более легкий и менее дорогой трубопровод между всасывающим насосом 16 и чистящей головкой 14, 88.
Как показано на фиг. 13 альтернативная чистящая головка 88 в данном примере содержит 2 альтернативных чистящих элемента 90, каждый из которых установлен в соответствующем кожухе 140. Альтернативные чистящие элементы 90 и связанные приводные двигатели устроены таким образом, что чистящие элементы 90 вращаются по направлению друг к другу во время использования.
В данном примере периферическая стенка 160 каждого кожуха содержит юбочную часть, которая в данном примере выполнена в конфигурации в виде щетки, целью которой является улучшение герметизации с поверхностью 12 очищаемой конструкции.
Следует принимать во внимание, что во время использования альтернативная чистящая головка 88 определяет первую камеру, образованную каждым кожухом 140 и очищаемой поверхностью 12, и вторую камеру, образованную очищаемой поверхностью 12, которая окружает первую камеру. Данная конфигурация обеспечивает двойную защиту от выхода материала из чистящей головки 88 в окружающую воду во время использования.
Вместе с тем, что альтернативная чистящая головка 88 описана в связи с чистящим элементом 90, оснащенным чистящими компонентами 92, следует понимать, что характеристики альтернативной чистящей головки 88, где применимо, могут быть включены в чистящую головку 14, показанную на фиг. 2-3. Например, чистящая головка 14 может содержать устройство для создания отрицательного давления на чистящей головке 14, например, при помощи конфигурации рабочего колеса по типу, показанному на фиг. 9-13, для создания всасывания в основном по центру от вращающихся щеток 48.
Система 10 очистки может также содержать камеру, которую можно использовать для удаления обрастания на и рядом с выступающими частями судна, такими как аноды, корпусы преобразователя, всасывающие решетки и выгородки.
Камера содержит элемент рамы, пару опорных обручей на продольных концах камеры и пару торцевых пластин. Элемент рамы, опорные обручи и торцевые пластины обеспечивают структурную целостность для прозрачного верха, боковых и торцевых стенок. В данном варианте осуществления прозрачные стенки выполнены из материала плексиглас, хотя следует понимать, что предусматриваются другие подходящие материалы.
Верхняя стенка содержит верхнюю опорную балку, в которой сформированы вытянутые верхние отверстия, и уплотняющая лента прикреплена внутри камеры над верхними отверстиями. Уплотняющая лента выполнена из упругого материала, такого как резина, и имеет продольный разрез.
Аналогично боковые и торцевые стенки также содержат боковые отверстия, образованные на боковых балках, торцевые отверстия и соответствующие уплотнительные ленты и продольные разрезы.
Элемент рамы может также быть выполнен с одним или более уплотнительными элементами, например, выполненными из резинового материала, который помогает обеспечивать хорошую герметизацию между камерой и судном во время использования.
Назначение отверстий и уплотнительных лент заключается в том, чтобы обеспечить расположение чистящего сопла (не показано) в полости, образованной камерой, без наложения, сохраняя относительное отрицательное давление среды в полости.
Камера также содержит патрубок в соединении с полостью внутри камеры, патрубок расположен на одной из опорных боковых балок и способствует соединению с всасывающим шлангом системы очистки.
В данном примере элемент рамы, опорные обручи, боковые элементы и опорные балки выполнены из алюминиевого материала, хотя следует понимать, что предусматриваются другие подходящие материалы.
Во время использования камера расположена над выступающей частью, которую необходимо очистить, и всасывающий шланг (не показан) присоединен к патрубку с тем, чтобы создать относительное отрицательное давление среды внутри камеры. Затем вводят подходящее чистящее сопло высокого давления через одно из отверстий и используют, чтобы счистить обрастания с и вокруг выступающей части(ей). Материал обрастания, который отделен от судна, вытягивается из камеры и, например, перемещается вверх к разделительному устройству 18 по отводящему трубопроводу 19.
Следует принимать во внимание, что прозрачные стенки предоставляют пользователю хороший обзор во время операции очистки, а конфигурация камеры позволяет очищать части корпуса судна, смежные с выступающими частями, при минимизации выхода обрастающего материала в окружающую морскую среду из камеры.
Модификации и изменения, как будет очевидно специалисту в данной области, считаются подпадающими под объем настоящего изобретения.
Следует понимать, что, если в данном документе делается ссылка на какую-нибудь публикацию известного уровня техники, то данная ссылка не означает признание того, что публикация формирует часть общедоступных известных знаний в данной области в Австралии или любой другой стране.
В последующей формуле изобретения и в предыдущем описании настоящего изобретения, за исключением случаев, когда контекст требует иного из-за языка выражения или необходимой импликации, слово «содержать» или вариации, такие как «содержит» или «содержащий» используется во включающем смысле, т.е. для определения наличия изложенных признаков, но не для исключения наличия или добавления дополнительных признаков в различных вариантах осуществления изобретения.
1. Чистящая головка для очистки погруженной поверхности, при этом чистящая головка содержит:
корпусную часть;
юбочную часть, проходящую по контуру корпусной части, при этом юбочная часть выполняет функцию герметизации между корпусной частью и погруженной очищаемой поверхностью, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования;
по меньшей мере один чистящий элемент для отделения материала на погруженной поверхности от погруженной поверхности, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования, и при этом чистящий элемент движется относительно погруженной поверхности; и
по меньшей мере одно всасывающее отверстие, находящееся в связи по текучей среде с полостью, образованной между корпусной частью и погруженной поверхностью во время использования;
при этом во время использования, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности, и по меньшей мере одно всасывающее отверстие соединено по текучей среде с устройством для создания отрицательного давления, отделяемый от погруженной поверхности материал по меньшей мере одним чистящим элементом откачивают из чистящей головки через всасывающее отверстие;
при этом указанный по меньшей мере один чистящий элемент содержит по меньшей мере один чистящий компонент, предназначенный для создания потока жидкости, смежного с погруженной поверхностью, когда чистящий компонент движется относительно, но практически не касается, погруженной поверхности во время использования, при этом поток жидкости отделяет материал от погруженной поверхности.
2. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что корпусная часть содержит несколько деталей корпусной части, подвижно соединенных вместе.
3. Чистящая головка по п. 2, отличающаяся тем, что корпусная часть содержит первую и вторую корпусные части, подвижно соединенные вместе.
4. Чистящая головка по п. 3, отличающаяся тем, что первая и вторая корпусные части подвижно соединены вместе при помощи шарнира.
5. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что юбочная часть выполнена в конфигурации в виде щетки.
6. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит систему регулирования высоты, предназначенную для выполнения регулирования расстояния между корпусной частью и погруженной очищаемой поверхностью, и, следовательно, регулирования степени сжатия юбочной части во время использования и регулирования эффективности созданной герметизации между юбочной частью и погруженной поверхностью.
7. Чистящая головка по п. 6, отличающаяся тем, что она содержит приводной механизм, предназначенный для приведения чистящей головки в движение относительно погруженной поверхности во время использования.
8. Чистящая головка по п. 7, отличающаяся тем, что приводной механизм содержит по меньшей мере два приводных вала, соединенных вместе универсальным шарниром, при этом каждый приводной вал содержит приводное колесо, установленное на приводном валу.
9. Чистящая головка по п. 8, отличающаяся тем, что система регулирования высоты предназначена для облегчения регулирования расстояния между одним или более приводным валом и корпусной частью.
10. Чистящая головка по п. 7, отличающаяся тем, что приводной механизм содержит гидравлический двигатель и гидрораспределитель, предназначенный для облегчения регулирования количества жидкости, подаваемой в гидравлический двигатель, и, следовательно, скорости движения чистящей головки.
11. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит несколько чистящих элементов.
12. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один чистящий компонент содержит носок, расположенный на первой стороне чистящего компонента, обращенной по направлению движения чистящего компонента во время использования, и скошенную часть, расположенную на второй стороне чистящего компонента, обращенной против направления движения чистящего компонента во время использования.
13. Чистящая головка по п. 12, отличающаяся тем, что носок, по существу, является клиновидным.
14. Чистящая головка по п. 13, отличающаяся тем, что клиновидная форма сужается под углом приблизительно 45°.
15. Чистящая головка по п. 12, отличающаяся тем, что форма скошенной части, по существу, такая же, как и форма носка.
16. Чистящая головка по п. 12, отличающаяся тем, что каждый чистящий компонент предназначен для вращения таким образом, что скошенная часть следует по пути вращения, определяемому носком.
17. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один двигатель, предназначенный для вращения одного или каждого из чистящих элементов.
18. Чистящая головка по п. 17, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один двигатель содержит по меньшей мере один гидравлический двигатель.
19. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что чистящий элемент содержит по меньшей мере одну вращающуюся дискообразную часть, при этом каждая дискообразная часть содержит по меньшей мере один чистящий компонент.
20. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что чистящая головка содержит по меньшей мере один плавучий элемент.
21. Чистящая головка по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит устройство для снижения давления в чистящей головке в области между чистящей головкой и погруженной поверхностью во время использования.
22. Чистящая головка по п. 21, отличающаяся тем, что устройство для снижения давления в чистящей головке предназначено для снижения давления в месте, по существу, по центру чистящего элемента.
23. Чистящая головка по п. 21, отличающаяся тем, что устройство для снижения давления содержит рабочее колесо.
24. Чистящая головка по п. 22, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один двигатель, предназначенный для вращения одного или каждого из чистящих элементов, при этом двигатель предназначен для осуществления вращения рабочего колеса.
25. Чистящая головка по п. 24, отличающаяся тем, что она содержит кожух, предназначенный для вмещения рабочего колеса с возможностью вращения, при этом кожух содержит юбочную часть кожуха, предназначенную для выполнения функции герметизации между кожухом и погруженной поверхностью, которую необходимо очистить, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования.
26. Чистящая головка по п. 24, отличающаяся тем, что рабочее колесо содержит полую выступающую деталь, имеющую попеременно расположенные по окружности части в виде стенки и отверстия в стенке, и по меньшей мере одну лопатку рабочего колеса, выступающую наружу от соответствующей части в виде стенки, при этом полая выступающая деталь, образующая отверстие рабочего колеса, находится в связи по текучей среде с отверстиями в стенке, при этом вращение рабочего колеса вызывает понижение давления в полой выступающей детали.
27. Чистящая головка по п. 26, отличающаяся тем, что чистящий элемент содержит по меньшей мере одну вращающуюся дискообразную часть, при этом каждая дискообразная часть содержит по меньшей мере один чистящий компонент, причем дискообразная часть имеет центральное отверстие, а полая выступающая деталь расположена рядом и находится в связи по текучей среде с центральным отверстием.
28. Чистящая головка по п. 27, отличающаяся тем, что рабочее колесо упруго соединено с чистящим элементом.
29. Чистящая головка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит предохранительный механизм, предназначенный для завершения работы чистящей головки, если оператор будет неспособен или другим способом не в состоянии управлять чистящей головкой.
30. Система очистки для очистки погруженной поверхности, при этом система очистки содержит:
чистящую головку по любому из предыдущих пунктов;
устройство для создания отрицательного давления; и
всасывающую трубу, проходящую между указанным устройством и чистящей головкой, при этом всасывающая труба находится в связи по текучей среде с полостью, образованной между корпусной частью и погруженной поверхностью во время использования;
при этом во время использования, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности, материал, отделенный от погруженной поверхности, откачивают из чистящей головки через всасывающую трубу.
31. Система очистки по п. 30, отличающаяся тем, что устройство для создания отрицательного давления содержит всасывающий насос.
32. Система очистки по п. 30, отличающаяся тем, что она содержит дополнительную чистящую головку, соединяемую с всасывающим насосом и управляемую оператором в ручном режиме.
33. Система очистки по п. 30, отличающаяся тем, что она содержит разделительное устройство, предназначенное для получения шлама воды и отделенного от погруженной поверхности материала и для отделения воды и материала от шлама.
34. Система очистки по п. 33, отличающаяся тем, что она содержит обеззараживающее устройство, предназначенное, по существу, для обеззараживания воды, которая отделяется от шлама.
35. Система очистки по любому из пп. 30-34, отличающаяся тем, что она содержит чистящую камеру, содержащую по меньшей мере одну прозрачную часть в виде стенки, по меньшей мере одно отверстие, герметизирующее устройство, связанное с каждым отверстием, и всасывающее отверстие, находящееся в связи по текучей среде с полостью, образованной камерой, при этом чистящее устройство смонтировано через отверстие и герметизирующее устройство таким образом, что чистящее устройство формирует, по существу, герметичную связь с отверстием.
36. Способ очистки погруженной поверхности, при этом способ включает:
предоставление чистящей головки, имеющей:
корпусную часть;
юбочную часть, проходящую по контуру корпусной части, и
по меньшей мере один чистящий элемент, содержащий по меньшей мере один чистящий компонент для отделения материала на погруженной поверхности от погруженной поверхности, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности, и при этом по меньшей мере один чистящий компонент движется относительно погруженной поверхности;
расположение чистящей головки на погруженной поверхности так, чтобы юбочная часть контактировала с погруженной поверхностью и выполняла функцию герметизации между корпусной частью и погруженной поверхностью;
соединение полости, образованной между корпусной частью и погруженной поверхностью, находящейся в связи по текучей среде с устройством для образования отрицательного давления; и
активацию указанного устройства и по меньшей мере одного чистящего элемента так, что материал отделяют от погруженной поверхности и откачивают из чистящей головки;
по меньшей мере один чистящий компонент, предназначенный для создания потока жидкости, смежного с погруженной поверхностью, когда чистящий компонент движется относительно, но практически не касается, погруженной поверхности во время использования, при этом поток жидкости отделяет материал от погруженной поверхности.
37. Способ по п. 36, отличающийся тем, что корпусная часть содержит первую и вторую корпусные части, подвижно соединенные вместе.
38. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает облегчение регулирования расстояния между корпусной частью и погруженной очищаемой поверхностью и, следовательно, регулирования степени сжатия юбочной части во время использования и регулирования эффективности созданной герметизации между юбочной частью и погруженной поверхностью.
39. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает предоставление приводного механизма, предназначенного для приведения чистящей головки в движение относительно погруженной поверхности во время использования.
40. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает предоставление нескольких чистящих элементов.
41. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает вращение каждого чистящего элемента при помощи одного или более гидравлического двигателя.
42. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает предоставление по меньшей мере одного чистящего компонента с носком, расположенным на первой стороне чистящего компонента, обращенной по направлению движения чистящего компонента во время использования, и скошенной частью, расположенной на второй стороне чистящего компонента, обращенной против направления движения чистящего компонента во время использования.
43. Способ по п. 42, отличающийся тем, что носок, по существу, является клиновидным.
44. Способ по п. 43, отличающийся тем, что клиновидная форма сужается под углом приблизительно 45°.
45. Способ по п. 42, отличающийся тем, что форма скошенной части, по существу, такая же, как и форма носка.
46. Способ по п. 42, отличающийся тем, что включает вращение чистящего элемента таким образом, что скошенная часть следует по пути вращения, определяемому носком.
47. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает предоставление чистящей головки с устройством для снижения давления в чистящей головке в области между чистящей головкой и погруженной поверхностью во время использования.
48. Способ по п. 47, отличающийся тем, что включает снижение давления в чистящей головке в месте, по существу, по центру чистящего элемента.
49. Способ по п. 47, отличающийся тем, что устройство для снижения давления содержит рабочее колесо.
50. Способ по п. 49, отличающийся тем, что включает вращение каждого чистящего элемента при помощи одного или более гидравлического двигателя и включает вращение рабочего колеса при помощи одного или более гидравлического двигателя.
51. Способ по п. 49, отличающийся тем, что включает вмещение рабочего колеса в кожухе с возможностью вращения, при этом кожух содержит юбочную часть кожуха, предусмотренную для выполнения функции герметизации между кожухом и погруженной поверхностью, которую необходимо очистить, когда чистящая головка расположена на погруженной поверхности во время использования.
52. Способ по п. 49, отличающийся тем, что рабочее колесо содержит полую выступающую деталь, имеющую попеременно расположенные по окружности части в виде стенки и отверстия в стенке, и по меньшей мере одну лопатку рабочего колеса, выступающую наружу от соответствующей части в виде стенки, при этом полая выступающая деталь образует отверстие рабочего колеса, находящееся в связи по текучей среде с отверстиями в стенке, при этом вращение рабочего колеса вызывает понижение давления в полой выступающей детали.
53. Способ по п. 52, отличающийся тем, что чистящий элемент содержит дискообразную часть с центральным отверстием, и при этом полая выступающая деталь расположена рядом и в связи по текучей среде с центральным отверстием.
54. Способ по п. 53, отличающийся тем, что включает упругое соединение рабочего колеса с чистящим элементом.
55. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает предоставление предохранительного механизма, предусмотренного для завершения работы чистящей головки, если оператор будет неспособен или другим способом не в состоянии управлять чистящей головкой.
56. Способ по п. 36, отличающийся тем, что включает получение шлама воды и отделенного от погруженной поверхности материала и отделение воды и материала от шлама.
57. Способ по п. 56, отличающийся тем, что включает, по существу, обеззараживание воды, отделенной от шлама.
58. Способ по любому из пп. 36-57, отличающийся тем, что включает предоставление чистящей камеры, содержащей по меньшей мере одну прозрачную часть в виде стенки, по меньшей мере одно отверстие, герметизирующее устройство, связанное с каждым отверстием, и всасывающее отверстие, находящееся в связи по текучей среде с полостью, образованной камерой, и расположение чистящего устройства через отверстие и герметизирующее устройство таким образом, что чистящее устройство формирует, по существу, герметичную связь с отверстием.
