УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПОДВОДНЫХ РАБОТ

Полезная модель относится к инструменту для выполнения работ под водой при судоремонте и может использоваться для очистки поверхностей от наслоений, шлифовки поверхностей винтов, рулей судов, а также для обрезки металлических деталей, тросов, проволоки и т.д.
Известен гидродинамический безреактивный инструмент для очистки поверхностей [1], содержащий корпус-рукоятку с каналами магистрали подвода рабочей среды, рабочий вал, соединенный с корпусом-рукояткой, высоконапорное рабочее сопло, защитный элемент, переходник, установленный на корпусе-рукоятке, и гибкий шланг, причем он снабжен регулятором расхода рабочей среды с регулировочной ручкой, установленным на корпусе-рукоятке и включенным в магистраль подачи рабочей среды, наконечником, установленным на свободном конце рабочего вала с образованием эжектора и камеры высокого давления за срезом вала, насадкой с регулировочными отверстиями, установленной на наконечнике рабочего вала, регулятором эжектора и опорной скобой, при этом эжектор образован осесимметричными сквозными каналами, выполненными в наконечнике и расположенными вокруг среза вала, а регулятор эжектора выполнен в виде регулировочного кольца с отверстиями, взаимодействующего с регулировочными отверстиями насадки, причем ось вала инструмента выполнена прямолинейной или криволинейной.
Такое устройство обладает низкой производительностью, недостаточной эффективностью и ограниченными функциональными возможностями.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известное устройство для проведения подводных работ [2] содержащее корпус, рукоятку, рабочий вал и рабочую головку с рабочей форсункой, внутри рукоятки расположен трубчатый элемент, соединенный с одной стороны через соответствующий канал подачи рабочей жидкой среды и гибкий шланг с камерой высокого давления, а с другой стороны через выходной коллектор - с каналом рабочего вала, связанного с корпусом, при этом рабочая головка содержит защитный кожух, выполненный в виде тела вращения с криволинейной поверхностью и жестко связанный с корпусом, выполненным цилиндрическим со сквозным осевым отверстием, связанным с каналом рабочего вала через расширительную камеру и радиальные отверстия, а рабочая головка выполнена в виде вала-распределителя и содержит вторую рабочую форсунку, переходные трубчатые элементы и диск для механической обработки поверхностей, закрепленный на одном конце вала-распределителя, второй конец которого вставлен в сквозное осевое отверстие корпуса с обеспечением возможности вращения рабочей головки и с обеспечением герметизации канала подачи рабочей жидкой среды, причем внешний диаметр второго конца вала-распределителя соответствует диаметру сквозного осевого отверстия, выполненного в корпусе, средняя часть вала-распределителя выполнена с внешним диаметром, большим внешних диаметров его концевых частей, внутри вала-распределителя выполнено глухое осевое отверстие, являющееся каналом рабочей головки, а в средней части вала-распределителя выполнены соответствующие радиальные отверстия, сообщающиеся с глухим осевым отверстием вала-распределителя, в упомянутых радиальных отверстиях средней части вала-распределителя закреплены переходные трубчатые элементы, на соответствующих концах которых установлены рабочие форсунки, сопла которых направлены в кольцевой зазор, образованный краем защитного кожуха и торцом диска для механической обработки поверхностей.
В известном устройстве рабочий вал и переходные трубчатые элементы выполнены изогнутыми.
Известное устройство обладает недостаточной эффективностью работы из-за сложной конфигурации гидравлического канала (с изгибами и изломами) в ручке и соединительном узле, что повышает сопротивление потоку рабочей жидкости и приводит к снижению давления рабочей жидкости, поступающей в рабочую головку, а следовательно, приводит к снижению реактивного момента и скорости вращения головки.
Кроме того, использование в известном устройстве скользящего соединения между внешней поверхностью вала-распределителя и внутренней поверхностью корпуса приводит к частому «заклиниванию» упомянутого вала, поскольку в зазор между этими поверхностями могут попадать с водой твердые частицы из-за недостаточной фильтрации рабочей жидкости, поступающей от насоса. Это снижает надежность работы устройства.
Технический результат, заключающийся в повышении эффективности и надежности работы конструкции, достигается в устройстве для проведения подводных работ, содержащем цилиндрический корпус, элементы удержания, трубчатый вал и головку с радиально расположенными форсунками, рабочий исполнительный элемент для механической обработки поверхностей, закрепленный перед упомянутыми форсунками на оси устройства, соединительный элемент, связанный с одной стороны с трубчатым валом, расположенном в корпусе, а с другой стороны связанный со шлангом подачи рабочей жидкой среды под высоким давлением, при этом форсунки и рабочий исполнительный элемент расположены в защитном кожухе, выполненном в виде тела вращения, тем, что цилиндрический корпус содержит соосно расположенные на трубчатом вале подшипники качения и уплотнительные элементы, выполненные в виде сальников, а также торцевую резьбовую втулку и поворотный цилиндрический элемент, на котором закреплен соединительный элемент, выполненный в виде входного штуцера.
Указанный технический результат достигается также тем, что рабочий исполнительный элемент для механической обработки выполнен в виде шлифовального диска, плоская поверхность которого выступает за круговой торец защитного кожуха.
Указанный технический результат достигается также тем, рабочий исполнительный элемент для механической обработки выполнен в виде отрезного диска, рабочая кромка которого выступает на заданное расстояние за торцевой срез защитного кожуха.
Дополнительный технический результат, заключающийся в повышении удобства в эксплуатации, достигается тем, что элементы удержания выполнены в виде двух рукояток, закрепленных с противоположных сторон корпуса на одной оси, ортогональной к продольной оси устройства, а также тем, что одна из рукояток расположена по продольной оси устройства, а другая закреплена на корпусе ортогонально к продольной оси устройства.
Кроме того, в защитном кожухе выполнены отверстия для свободного поступления воды из окружающей водной среды в рабочую зону пониженного давления с целью снижения эффекта присасывания и облегчения перемещения инструмента по обрабатываемой поверхности.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показано устройство со шлифовальным диском в разрезе;
на фиг. 2 а, 6, в показано устройство со шлифовальным диском (вид сбоку и вид спереди;
на фиг. 3 представлен корпус устройства в разрезе.;
на фиг. 4 приведено устройство с отрезным диском в разрезе;
на фиг. 5 приведен боковой вид устройства с отрезным диском;
на фиг. 6 приведен вид спереди на устройство с отрезным диском.
Устройство (фиг. 1, 2, 4, 5) содержит цилиндрический корпус 1, элементы удержания, выполненные в виде двух рукояток 2 и 3, закрепленные на корпусе с помощью хомута 4, трубчатый вал 5 и головку 6 с четырьмя радиально расположенными под углом 90° к оси вращения форсунками 7, крепежный элемент 8 (гайку), рабочий исполнительный элемент 9 для механической обработки поверхностей, закрепленный перед форсунками 7, соединительный элемент, выполненный в виде входного штуцера 10.
Цилиндрический корпус 1 содержит соосно расположенные на трубчатом вале 5 подшипники качения 11 и уплотнительные элементы 12, выполненные в виде сальников, а также переходную резьбовую втулку 13 с гайкой 14 (фиг. 3).
Устройство содержит также поворотный цилиндрический элемент 15 и крепежный элемент 16 (фиг. 1) с уплотнительными элементами 17.
Входной штуцер 10 закреплен на поворотном цилиндрическом элементе 15. Входной штуцер 9 связан с одной стороны с каналом трубчатого вала 5, расположенном в корпусе 1, а с другой стороны - со шлангом подачи рабочей жидкой среды (на чертеже не показан).
Поворотный цилиндрический элемент 15 предназначен для обеспечения возможности ориентации штуцера 10 в нужном направлении для соединения с гибким шлангом (не показан) системы подачи рабочей жидкости под высоким давлением и не позволяет шлангу перекручиваться при перемещении водолаза при проведении подводных работ.
Форсунки 7 и рабочий исполнительный элемент 9 (шлифовальный или отрезной диск) расположены в защитном кожухе 18, выполненном в виде тела вращения и закрепленном на корпусе 1.
В первом варианте конструкции рабочий исполнительный элемент 9 для механической обработки выполнен в виде шлифовального диска (фиг. 1, 2), плоская поверхность которого выступает за круговой торец защитного кожуха 18.
Во втором варианте рабочий исполнительный элемент 9 для механической обработки выполнен в виде отрезного диска, рабочая кромка которого выступает на заданное расстояние h за торцевой срез защитного кожуха 18.
В первом варианте конструкции рукоятки 2 и 3 закреплены с противоположных сторон корпуса на одной оси, ортогональной к продольной оси устройства (фиг. 2).
Во втором варианте конструкции рукоятка 2 расположена по продольной оси устройства, а рукоятка 3 закреплена на корпусе ортогонально к продольной оси устройства, (фиг. 4).
Приведенное расположение рукояток облегчает водолазу проведение работ, т.к. позволяет удерживать конструкцию двумя руками и прилагать при этом большее усилие при механической обработке поверхностей и элементов, находящихся под водой.
В защитном кожухе 18 выполнены отверстия 19 для свободного поступления воды из окружающей водной среды в рабочую зону пониженного давления, образующегося при вращении головки, с целью снижения эффекта присасывания и облегчения перемещения инструмента по обрабатываемой поверхности.
Устройство работает следующим образом.
Вода (морская забортная) от высоконапорного насоса по высоконапорному шлангу (не показаны) подается к штуцеру 10 и по внутреннему каналу поступает к головке к четырем форсункам 7, из которых истекает наружу в виде струйных потоков жидкости. Истекающие под углом к центральной оси 90° струйные потоки жидкости создают крутящий момент, вращающий вал 5, головку 7 и рабочий исполнительный элемент 9 (шлифовальный или отрезной круг).
Трубчатый вал 5 вращается в запрессованных шариковых подшипниках 11 и защитных сальниковых уплотнениях 17, что обеспечивает герметизацию и защиту от попадания механических примесей, содержащихся в забортной воде. Тем самым обеспечивается надежная работа устройства и исключается возможность «заклинивания» вращающихся элементов конструкции.
Устройство по первому варианту (фиг. 1, 2) предназначено для зачистки поверхности сложной криволинейной формы большой площади, например, лопастей гребных винтов, конструкций гидротехнических сооружений с помощью вращающихся шлифовальных абразивных кругов. Зачистка может производиться, как правило до «белого» металла с удалением отложений и слоев краски.
Устройство по второму варианту (фиг. 4, 5) предназначено для выполнения зачистки сварочных швов, а также резки конструкций из металла, дерева и бетона, например, для резки тросов, металлических решеток, сеток, фрезеровки и т.п.
Устройство удерживается водолазом двумя руками за ручки 2 и 3, с прижатием при этом шлифовального диска к обрабатываемой поверхности, очищая и шлифуя ее до «белого» металла, или с воздействием отрезного диска на соответствующую обрабатываемую поверхность или деталь.
Приведенное расположение ручек 2 и 3 повышает удобство в эксплуатации устройства.
Отверстия 19, выполненные на защитном кожухе 18, снижают эффект присасывания инструмента и, тем самым, облегчают перемещение инструмента по обрабатываемой поверхности.
Предложенное устройство изготавливается на машиностроительном предприятии. Устройство прошло промышленные испытания, может быть многократно воспроизведено и соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники информации:
1. Патент №2168441, МПК В63В 59/00, опублик. 10.06.2001.
2. Патент №2237596, МПК В63В 59/00, опублик. 10.10.2004.