Инструмент для гидродинамической очистки поверхности

Авторы патента:

B63B59/08 - подводных поверхностей корпусов судов, находящихся на плаву (B63B 59/10 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2263604:

Лось Виталий Михайлович (RU)

Изобретение относится к гидродинамическим средствам для очистки поверхностей от загрязнений, обрастаний и т.п. Инструмент содержит по крайней мере одну группу рабочих сопел, диаметр каждого сопла в группе рассчитывается в зависимости от давления и расхода воды, а рабочее давление в инструменте - в зависимости от расхода воды, числа и диаметра рабочих сопел. Технический результат заключается в повышении производительности и эффективности работы инструмента. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии очистки внутренних поверхностей трубопроводов и других поверхностей - частей судов, гидротехнических сооружений и т.п., а более точно - к инструментам для гидродинамической очистки поверхностей, используемым для очистки от загрязнений и обрастаний внутренних и наружных поверхностей трубопроводов, металлоконструкций, а также для удаления слоев краски, ослабленного бетона и т.п.

Известен способ гидродинамической подводной очистки корпусов судов, описанный в а.с. SU 1102712, кл. В 63 В 59/08. При осуществлении этого известного способа на очищаемую поверхность воздействуют струей воды под давлением, вытекающей из рабочего сопла инструмента, создавая вокруг струи затопленную полость.

Наиболее близким по технической сущности относительно заявляемого объекта является инструмент для подводной гидродинамической очистки поверхности, описанный в патенте RU 2122961, кл. В 63 В 59/08. Этот инструмент содержит корпус и закрепленные на нем рабочее сопло для формирования струи воды и устройство для компенсации ее реакции, при этом рабочее сопло и устройство сообщены с водяным насосом.

Этот известный инструмент имеет недостаточно высокую производительность и, кроме того, в нем не учитывается взаимозависимость давления, расхода воды и скорости ее истечения, что сказывается на качестве очистки поверхности и снижает кпд насоса, т.к. часть воды выбрасывается вхолостую.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка инструмента для гидродинамической очистки, который имеет высокую производительность и эффективность в работе, благодаря учету давления, расхода воды и скорости ее истечения.

Поставленная задача решается тем, что в инструменте для гидродинамической очистки поверхностей, содержащем корпус и закрепленное на нем центральное рабочее сопло для формирования струи воды, соединенное с водяным насосом, согласно изобретению имеется дополнительно по меньшей мере одна группа рабочих сопел, подсоединенных к водяному насосу, а диаметр всех рабочих сопел выбирается в зависимости от заданного давления и расхода воды и рассчитывается по формуле

d - диаметр рабочего сопла, мм;

Q - расход воды, л/мин;

р - давление воды, атм;

n - число рабочих сопел в группе в инструменте, шт.

Наличие нескольких рабочих сопел значительно повышает производительность инструмента, а расчет диаметра рабочего сопла с учетом давления, расхода воды и скорости ее истечения повышает эффективность работы инструмента и кпд насоса.

Также, согласно изобретению, инструмент содержит от 2 до 4 групп дополнительных рабочих сопел, диаметр которых рассчитывается по указанной формуле, при этом давление воды рассчитывается по формуле

d₁ - диаметр сопел первой группы, мм;

n₁ - число сопел в этой группе, шт.;

d₂ - диаметр сопел второй группы, мм;

n₂ - число сопел во второй группе, шт.;

d_k - диаметр сопел k-й группы, шт.;

n_k - число сопел в этой группе, шт.,

а сопла в группах расположены под различными углами α относительно центральной оси инструмента и их количество в группах одинаковое или различное.

Также согласно изобретению сопла первой группы расположены под углом α₁, равным от 0° до 45°, сопла второй группы - под углом α₂, равным от 45° до 90°, сопла третьей группы - под углом α₃, равным от 0° до 30°.

В дальнейшем изобретение будет подробно раскрыто в описании со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором схематично изображен предлагаемый инструмент, частично в разрезе.

Предлагаемый инструмент содержит полый корпус 1, имеющий резьбовые отверстия, в которые ввинчены несколько групп рабочих сопел 2, соединенных с насосом для подачи воды (на чертеже не показан). Диаметр "d" каждого рабочего сопла выбирается в зависимости от давления воды "р", атм, расхода воды "Q", л/мин, и скорости ее истечения. При использовании в инструменте одной группы «А» сопел 2 диаметр "d " рассчитывается по формуле (1).

При использовании в инструменте от двух до четырех групп «Б» и «В» рабочих сопел разного диаметра давление при этом рассчитывается по формуле (2).

Сопла 2 в первой группе «А» расположены под углом α₁ относительно центральной оси инструмента и этот угол лежит в пределах от 0° до 45°, сопла 2 второй группы «Б» расположены под углом α₂ и этот угол лежит в пределах от 45° до 90°, а рабочее сопло 2 третьей группы «В» расположено под углом α₃ и этот угол лежит в пределах от 0° до 30°. Нерабочие отверстия закрываются заглушками 3. Рабочая жидкость подается от насоса через резьбовой штуцер 4 в направлении, на чертеже условно показанном стрелкой "Г".

Рабочие сопла 2 первой «А» и второй «Б» группы осуществляют удаление (смывание) отложений с очищаемой поверхности, а сопла 2 третьей группы «В» продвигают отмытые отложения назад и за счет реактивной силы продвигают инструмент вперед.

Ниже приводятся конкретные примеры расчета диаметра сопел и давления воды при работе с различными группами рабочих сопел в инструменте.

Пример 1.

Инструмент содержит одну группу с шестью рабочими соплами 2, при этом давление воды р равно 250 атм, расход воды Q (производительность насоса) составляет 150 л/мин. Диаметр d каждого рабочего сопла рассчитывается по указанной выше формуле (1) и составляет 1,58 мм.

Пример 2.

Инструмент содержит одну группу с двумя рабочими соплами 2, при этом давление воды р равно 120 атм, расход воды Q (производительность насоса) составляет 80 л/мин. Диаметр d каждого рабочего сопла рассчитывается по указанной выше формуле (1) и составляет 2,4 мм.

Пример 3.

Инструмент содержит две группы рабочих сопел 2 - одна группа из трех сопел диаметром 2 мм, другая - из двух сопел диаметром 1,5 мм.

Давление воды рассчитывается по указанной выше формуле (2) и составляет 206 атм.

Пример 4.

Инструмент содержит три группы рабочих сопел 2 - первая группа из трех сопел диаметром 1,5 мм, вторая - из пяти сопел диаметром 1,2 мм, третья - из четырех сопел диаметром 1,8 мм.

Давление воды, рассчитанное по указанной выше формуле (2), составляет 127 атм.

Работает инструмент следующим образом.

Вода от насоса под давлением подается через штуцер 4 в полый корпус 1, а затем через рабочие сопла 2 под давлением выбрасывается наружу, осуществляя очистку поверхности, причем сопла первой и второй группы удаляют (смывают) отложения с поверхности, а сопла третьей группы продвигают эти смытые отложения назад, а сам инструмент - вперед.

1. Инструмент для гидродинамической очистки поверхности, содержащий корпус и закрепленное на нем центральное рабочее сопло для формирования струи воды, соединенное с водяным насосом, отличающийся тем, что инструмент дополнительно содержит по меньшей мере одну группу рабочих сопел, присоединенных к водяному насосу, и диаметр всех рабочих сопел выбирается в зависимости от давления, расхода воды и рассчитывается по формуле

где d - диаметр рабочего сопла, мм;

Q - расход воды, л/мин;

p - давление воды, атм.;

n - число рабочих сопел в группе в инструменте, шт.

2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что он содержит от 2 до 4 групп дополнительных рабочих сопел, диаметр которых рассчитывается по указанной формуле, при этом давление воды рассчитывается по формуле

где d₁ - диаметр сопел первой группы, мм;

n₁ - число сопел в первой группе, шт.;

d₂ - диаметр сопел второй группы, мм;

n₂ - число сопел во второй группе, шт.;

d_k - диаметр сопел k-й группы, мм;

n_k - число сопел в k-й группе, шт.,

а сопла в группах расположены под различными углами а относительно центральной оси инструмента и их количество в группах одинаковое или различное.

3. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что сопла первой группы расположены под углом α₁, равным 0-45°, сопла второй группы - под углом α₂, равным 45-90°, сопла третьей группы - под углом α₃, равным 0-30°.

Изобретение относится к области технологии обработки закольматированных поверхностей твердых тел, находящихся в подводном положении, в частности для очистки фильтров и стенок гидрогеологических и нефтяных скважин кавитирующей и напорной струей жидкости, и может быть использовано при создании подводных кавитаторов.

Гидродинамический безреактивный инструмент для очистки поверхности // 2232694

Изобретение относится к гидрокавитационному оборудованию и может использоваться для создания инструментов для очистки надводных и подводных поверхностей судов и гидротехнических сооружений.

Кавитационная форсунка // 2222464

Изобретение относится к технологии подводной очистки и касается создания форсунок, имеющих компенсацию реактивной силы истекающей струи воды. .

Форсунка инструмента для подводной очистки // 2222463

Изобретение относится к технологии гидродинамической очистки и касается создания инструментов для очистки подводных поверхностей корпусов и гидротехнических сооружений.

Носитель технологического инструмента для подводно- технических работ // 2219092

Изобретение относится к судостроению и судоремонту, касаясь доставки к подводной части корпуса судна аппаратуры и технологического инструмента, в частности для очистки подводной части корпуса судна.

Дисковый инструмент, приводимый в действие морской водой // 2212353

Изобретение относится к защите подводных поверхностей судов на плаву и к полировке их винтов. .

Инструмент для подводной очистки поверхности и сопло для инструмента // 2163877

Устройство для подводной гидродинамической очистки поверхностей // 2155698

Изобретение относится к судоремонту и касается создания устройств для подводной очистки корпусов судов, которые могут использоваться для других подводных очистных работ.

Способ создания кавитации в струе жидкости // 2155105

Изобретение относится к технике гидродинамической очистки поверхностей, и в частности касается очистки поверхностей подводных сооружений, например внешних поверхностей корпусов судов, находящихся на плаву, от ржавчины, обрастаний и различных наслоений.

Способ создания кавитирующей струи жидкости // 2155104

Изобретение относится к технологии гидродинамической очистки поверхностей и, в частности, может быть использовано для очистки подводных сооружений, например внешних поверхностей корпусов судов, находящихся на плаву, от ржавчины, обрастаний и различных наслоений.

Способ создания кавитирующих струй для обработки погруженных в жидкость поверхностей // 2271300

Изобретение относится к технологии гидродинамической кавитации и касается разработки способа создания кавитирующих струй для обработки погруженных в жидкость поверхностей, в частности корпусов судов и гидротехнических сооружений для устранения обрастаний, коррозионных корок и химических и/или механических отложений

Устройство для очистки корпуса судна на плаву // 2348564

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для очистки корпуса судна от обрастания

Способ гидродинамической очистки поверхностей объектов под водой и устройство для его осуществления // 2376193

Изобретение относится к области подводной гидродинамической очистки поверхностей от наслоений и отложений

Устройство электрогидродинамической очистки подводной поверхности судов // 2438916

Изобретение относится к области защиты корпусов судов, находящихся на плаву, в частности к устройствам для подводной электрогидродинамической очистки поверхности корпусов судов, а также гидротехнических сооружений от биологического обрастания

Способ и чистящее оборудование для чистки поверхностей ниже уровня воды // 2498868

Изобретение относится к способу и моечным инструментам для чистки подводных поверхностей. Способ реализуется с помощью моечного инструмента, выполненного в виде каркасной конструкции с моечными устройствами, выполненными с возможностью распыления водной чистящей текучей среды, причем моечное устройство имеет форму чаши со встроенными каналами для подачи текучей среды ко встроенным распылительным насадкам вокруг края обода чаши и центральное выходное отверстие на верху чаши для всасывания текучей среды и загрязняющего материала, при этом очистку выполняют следующим образом: конструкцию подводят к очищаемой поверхности так, что край обода чаши размещают на расстоянии до поверхности, устанавливают низкое динамическое давление текучей среды в выходном отверстии чаш, для втягивания воды из окружающей среды под край в направлении внутренней части чаши и вверх через выходное отверстие, распыляют текучую среду через насадки, что приводит к вращению чаши и разуплотнению загрязняющего материала на поверхности, при этом смесь загрязняющего материала и воды протекает в уже установившийся поток воды в направлении центра и вверх к верху внутренней части чаши, и переносят смесь загрязняющего материала и воды для дальнейшей обработки. Изобретение обеспечивает эффективную очистку. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство для гидрокавитационной очистки поверхностей под водой // 2522793

Изобретение относится к судоремонтной и нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в устройствах для очистки поверхностей под водой с гидродинамическим приводом и суперкавитационным воздействием на обрастания и наслоения. Устройство для гидрокавитационной очистки поверхностей под водой содержит платформу тарельчатой формы с колесами и реактивным движителем, штурвал ручного управления перемещением устройства, роторный механизм, узел прижима устройства к очищаемой поверхности с верхним и нижним соосными плоскими дисками с взаимно перекрываемыми отверстиями, коллектор для распределения кавитационных струй с радиально расположенными трубчатыми полыми спицами, на концах которых закреплены кавитаторы с возможностью их поворота, крепежные элементы. Роторный механизм выполнен в виде герметически закрытой полой центральной головки с двумя штуцерами, один из которых связан с магистралью подачи рабочей среды. Реактивный движитель содержит сопловой насадок и трубчатые элементы, между которыми установлен регулируемый клапан. Первый трубчатый элемент соединен с другим штуцером полой центральной головки. Сопловой насадок реактивного движителя расположен на конце второго трубчатого элемента. Коллектор распределения кавитационных струй связан с полостью центральной головки. В верхнем диске узла прижима устройства выполнены отверстия, расположенные в круговых зонах диаметром d, а в нижнем диске выполнены отверстия диаметром не менее d. На верхнем диске закреплены элементы захвата для поворота диска. На нижнем диске закреплены радиально расположенные П-образные пластинчатые экраны под углом от 10 до 70° к очищаемой поверхности. Технический результат заключается в повышении надежности устройства, эффективности его работы, повышении качества очистки поверхности под водой. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство и способ обработки подводной поверхности // 2625373

Изобретение относится к устройству и способу его использования для обработки подводной поверхности. Устройство для обработки подводной поверхности содержит кожух, который оснащен двумя щеточными элементами, вращающимися в противоположных друг другу направлениях и снабженными щетинками, юбочную часть, которая окружает щеточные элементы на уровне подводной поверхности, и выпускное отверстие, выполненное в кожухе для освобождения кожуха от материала, удаленного с подводной поверхности. Щетинки щеток находятся по меньшей мере в частичном контакте друг с другом в контактной области на указанном уровне обрабатываемой подводной поверхности. Для обработки подводной поверхности располагают выпускное отверстие устройства в сочетании с юбочной частью на уровне подводной поверхности. Вращают щеточные элементы со щетинками устройства вдоль уровня подводной поверхности. Щетинки щеток находятся по меньшей мере в частичном контакте друг с другом в контактной области на уровне обрабатываемой подводной поверхности и вращаются в направлении к выпускному отверстию, и генерируют вакуум для удерживания кожуха устройства с плотной посадкой на обрабатываемой подводной поверхности посредством вращения щеточных элементов в противоположных направлениях, вместе с юбочной частью. Достигается простота устройства и эффективность работы. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Морская система очистки // 2628021

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.