УЗЕЛ, СОДЕРЖАЩИЙ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ДВА ЭЛЕМЕНТА В ПОДВИЖНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГ ДРУГА И ПРЕДОХРАНЯЮЩУЮ ОТ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАСТАНИЯ СИСТЕМУ
ASSEMBLY COMPRISING AT LEAST TWO ELEMENTS IN A MOVABLE ARRANGEMENT RELATIVE TO EACH OTHER AND PREVENTING A BIOLOGICAL FOULING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к узлу, содержащему по меньшей мере два элемента, в подвижном расположении относительно друг друга для выполнения первой функции узла. При применении изобретения на практике упомянутый узел снабжается предохраняющей от биологического обрастания системой для подвергания по меньшей мере области узла, по меньшей мере частично подвергаемой воздействию воды в течение по меньшей мере части ее срока службы, предохраняющему от биологического обрастания воздействию в качестве дополнительной функции узла, отличной от первой функции узла. В частности, один из элементов является охватывающим элементом, имеющим внутреннее пространство, при этом другой из элементов является охватываемым элементом, простирающимся по меньшей мере частично через внутреннее пространство охватывающего элемента. Кроме того, изобретение относится к способу управления работой упомянутой предохраняющей от биологического обрастания системы.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Биологическое обрастание поверхностей, которые подвергаются воздействию воды в течение по меньшей мере части их срока службы, является хорошо известным явлением, которое создает проблемы во многих областях, в том числе в области узлов, содержащих охватывающий элемент и охватываемый элемент в подвижном расположении относительно друг друга, таких как гидравлические подшипники и фильтровальные узлы, содержащие систему очистки фильтра.
В общем смысле гидравлические подшипники содержат подвижный вал, который по меньшей мере частично охвачен корпусом подшипника. В частности, вал может быть вращаемым и/или перемещаемым линейно в осевом направлении. Известны многочисленные применения гидравлических подшипников, включая применение, при котором подвижный вал служит для поддержания винта судна. Гидравлические подшипники имеют различные варианты осуществления, включая варианты осуществления, в которых корпус подшипника имеет канавки в его внутренней поверхности для обеспечения существования небольшого водяного столба между корпусом подшипника и валом в заданных положениях в гидравлическом подшипнике. В любом случае работа гидравлических подшипников основана на наличии тонкой пленки воды между внутренней поверхностью корпуса подшипника и валом. Вследствие подвергания вала и внутренней поверхности корпуса подшипника воздействию воды может происходить биологическое обрастание по меньшей мере одного из вала и внутренней поверхности корпуса подшипника, в результате чего небольшое пространство между валом и внутренней поверхностью корпуса подшипника засоряется, и это в конечном счете имеет отрицательные последствия для работы гидравлического подшипника.
В заявке WO 2013/153117 A1 раскрыт фильтровальный узел, содержащий трубчатый сетчатый фильтр и подвижный вал, в котором подвижный вал служит для поддержания принимающих мусор частей механизма обратной промывки для удаления мусора с сетчатого фильтра со стороны внутренней поверхности сетчатого фильтра. Проницаемость сетчатого фильтра может быть выбрана порядка микрометров по величине, и в этом случае шаг фильтра должен быть очень малым. Обычно фильтруемая вода принуждается протекать изнутри сетчатого фильтра за пределы сетчатого фильтра. В течение операции очистки, выполняемой системой обратной промывки, вода принуждается протекать в противоположном направлении, следовательно, с внешней стороны сетчатого фильтра внутрь сетчатого фильтра.
В WO 2010/148658 A1 раскрыт фильтр, содержащий тело картриджа, который имеет крышку картриджа и трубку фильтровального элемента, расположенную в теле картриджа. На нижнем конце трубки фильтровального элемента установлена заглушка трубки. Трубка фильтровального элемента покрыта сжимаемым фильтровальным элементом. Пора (поры) для удаления воды предусмотрена (предусмотрены) в трубке фильтровального элемента, расположенной напротив фильтровального элемента. На двух концах фильтровального элемента трубка фильтровального элемента покрыта натяжными пластинками, на которых установлены стержни. Один конец стержня прикреплен к натяжной пластинке на нижней части трубки фильтровального элемента, а другой проходит сквозь натяжную пластинку на верхней части трубки фильтровального элемента и простирается за пределы крышки картриджа. Крышка картриджа снабжена впускной трубкой неочищенной сточной воды, выпускной трубкой фильтрата и выпускной трубкой сточной бытовой воды. Впускная трубка неочищенной сточной воды находится в сообщении с пространством впуска жидкости. Крышка картриджа также снабжена управляющим клапаном, при этом либо впускная трубка фильтрата, либо выпускная трубка сточной бытовой воды находится в сообщении с трубкой фильтровального элемента. Источники бактерицидного света установлены в выпускной трубке фильтрата.
Согласно варианту осуществления при работе механизма обратной промывки предполагается линейное перемещение только вала, и вал выполнен из центральной полой трубки, которая несет набор специально сконструированных принимающий мусор частей в виде дисковидных компонентов, которые простираются наружу от центральной полой трубки к внутренней поверхности сетчатого фильтра. Внешняя периферия дисковидных компонентов заканчивается уплотнительной головкой или уплотнительным устройством, которое компенсирует нерегулярности сетчатого фильтра и обеспечивает эффективное уплотнение между дисковидными компонентами и внутренней поверхностью сетчатого фильтра для минимизации утечки не прошедшей фильтрацию жидкости. Как показано выше, упомянутая уплотнительная головка или уплотнительное устройство содержит паз или канал для обеспечения прохождения мусора от внутренней поверхности сетчатого фильтра в соответствующую принимающую мусор часть. В частности, паз или канал имеется вокруг всей периферии внутренней поверхности сетчатого фильтра, что обеспечивает охват в пределах 360°. Центральная полая трубка приводится в движение извне линейным приводом, который создает линейное перемещение механизма обратной промывки. Центральная полая трубка находится в сообщении с камерой сбора мусора для приема мусора, который удаляется с внутренней поверхности сетчатого фильтра во время работы механизма обратной промывки.
Известная альтернатива дисковидным компонентам включает в себя радиальные рукава, простирающиеся от центральной полой трубки, при этом трубке придается не только линейное перемещение, но и вращательное перемещение, чтобы имелся 360-градусный охват периферии внутренней поверхности сетчатого фильтра.
На практике оказалось, что механизм обратной промывки, предназначенный для использования вместе с трубчатым сетчатым фильтром, такой, как известный из WO 2012/153117 A1, дает хорошие результаты при удалении мусора с сетчатого фильтра. Тем не менее, также оказалось, что известный механизм обратной промывки не является эффективным для поддержания сетчатого фильтра чистым и исключения засорения сетчатого фильтра. Причина заключается в том, что практически невозможно удалять биологическое обрастание с сетчатого фильтра механическими способами. Например, личинки мидии могут застревать в сетчатом фильтре, что может быть причиной роста мидий на сетчатом фильтре несмотря на регулярные действия по очистке, выполняемые механизмом обратной промывки. Вследствие этого эффективность процесса фильтрации, выполняемого фильтровальным узлом, с течением времени снижается и/или процесс фильтрации может выполняться только при высоких давлениях.
Из изложенного выше следует, что имеется необходимость в надежном решении, предназначенном для реализации надлежащего и эффективного действия по предохранению от биологического обрастания в гидравлических подшипниках, фильтровальных узлах, содержащих сетчатые фильтры и подвижный вал, который является частью системы очистки фильтра, и других узлах, содержащих по меньшей мере два элемента в подвижном расположении относительно друг друга, в частности, охватывающий элемент и охватываемый элемент. Для такого решения очень предпочтительно, чтобы не было необходимости изменять первоначальную конструкцию узлов, то есть конструкцию узлов без соответствующей предохраняющей от биологического обрастания системы, поскольку эта конструкция оптимизирована, что позволяет элементам в подвижном расположении выполнять первую функцию узла, которая является функцией опоры в случае гидравлического подшипника и которая является функцией удаления мусора в случае фильтровального узла описанного выше типа.
В общем случае биологическое обрастание представляет собой накопление микроорганизмов, растений, водорослей, небольших животных и т.п. на поверхностях. Согласно некоторым оценкам свыше 1800 видов, содержащих больше 4000 организмов, являются ответственными за биологическое обрастание. Следовательно, биологическое обрастание вызывается самыми разными организмами и включает в себя намного больше, чем прикрепление усоногих раков и морских водорослей к поверхностям. Биологическое обрастание подразделяется на микрообрастание, которое включает в себя образование биопленки и бактериальное прилипание, и макрообрастание, которое включает в себя прикрепление более крупных организмов. Кроме того, вследствие различий в химии и биологии, которыми определяется предотвращение осаждения, организмы классифицируются на сильно загрязняющие и слабо загрязняющие. Вызывающие сильное обрастание организмы включают в себя известковые организмы, такие как усоногие раки, образующие корку мшанки, моллюски, полихеты и другие сидящие в трубке червеобразные и полосатые мидии. Вызывающие слабое обрастание организмы включают в себя неизвестковые организмы, такие как морские водоросли, гидроиды, водорослевая и биопленочная слизь. Совместно эти организмы образуют вызывающее обрастание сообщество.
Как упоминалось выше, биологическое обрастание создает значительные проблемы. Биологическое обрастание может вызывать прекращение работы механизмов и засорение заборников воды, и это упоминание только двух отрицательных последствий. Следовательно, тема предохранения от биологического обрастания, то есть процесса удаления или предотвращения биологического обрастания, является хорошо известной. При выполнении производственных процессов для регулирования биологического обрастания омываемых поверхностей можно использовать биодиспергаторы. В менее контролируемых условиях вызывающие обрастание организмы убивают или отпугивают покрытиями с использованием биоцидов, тепловыми обработками или импульсами энергии. Нетоксичные механические стратегии предотвращения прикрепления организмов к поверхности включают в себя выбор материала или покрытия, обеспечивающего возникновение скользкой поверхности, создание наномасштабных топологий поверхности, подобных коже акул и дельфинов, на которой имеются точки исключительно плохого зацепления. Изобретение предполагается вносящим новый вклад в имеющийся ряд решений задач предохранения от биологического обрастания, в частности, направленным на подвергание предохраняющему от биологического обрастания воздействию по меньшей мере области узла, содержащего по меньшей мере два элемента, таких как охватывающий элемент и охватываемый элемент, в подвижном расположении относительно друг друга, при этом эта область по меньшей мере частично подвергается воздействию воды в течение ее срока службы.
Пример предохраняющей от биологического обрастания системы известен из заявки WO 2016/107829 A1. В частности, известная предохраняющая от биологического обрастания система выполнена с возможностью предотвращения или снижения биологического обрастания на обрастающем элементе объекта. Обрастание предотвращается излучением предохраняющего от биологического обрастания света на обрастающий элемент. Для этого предохраняющая от биологического обрастания система содержит по меньшей мере один лазерный источник света, выполненный с возможностью генерации предохраняющего от биологического обрастания света и подачи во время использования предотвращающего биологическое обрастание света к обрастающему элементу, при этом работа системы организована таким образом, что во время использования обрастающий элемент по меньшей мере частично перемещается относительно лазерного источника света. Практическим примером подвижного обрастающего элемента является винт (лопасть винта) корабля.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно изобретению предусмотрен узел, содержащий по меньшей мере два элемента в подвижном расположении относительно друг друга для выполнения первой функции узла с предохраняющей от биологического обрастания системой для подвергания по меньшей мере области узла, по меньшей мере частично подвергаемой воздействию воды в течение по меньшей мере части ее срока службы, предохраняющему от биологического обрастания воздействию в качестве дополнительной функции узла, отличной от первой функции узла, причем предохраняющая от биологического обрастания система содержит один или более источников света для испускания предохраняющего от биологического обрастания света, причем предохраняющая от биологического обрастания система выполнена c возможностью осуществлять охват области предохраняющим от биологического обрастания светом на основании подвижного расположения упомянутых по меньшей мере двух элементов относительно друг друга для выполнения первой функции узла, причем один из элементов является охватывающим элементом, имеющим внутреннее пространство, причем другой из элементов является охватываемым элементом, простирающимся по меньшей мере частично через внутреннее пространство охватывающего элемента, и при этом область, подвергаемая предохраняющему от биологического обрастания воздействию, включает в себя по меньшей мере участок поверхности охватывающего элемента.
Из приведенного выше описания следует, что изобретение включает в себя больше, чем только оборудование узла, в котором требуется реализовать эффекты предохранения от биологического обрастания с помощью предохраняющей от биологического обрастания системы. В частности, хорошо продуманным является то, что в том виде узла, который является объектом изобретения, имеются по меньшей мере два элемента в подвижном расположении. Согласно представлению, лежащему в основе изобретения, подвижное расположение элементов относительно друг друга можно использовать в процессе реализации охвата области узла предохраняющим от биологического обрастания светом, который испускается из одного или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы, что позволяет иметь в узле только минимум источников света. Поэтому в узле согласно изобретению подвижное расположение упомянутых по меньшей мере двух элементов имеет целью реализацию первой функции узла, которая может быть любой функцией, и, кроме того, подвижное расположение с упомянутых по меньшей мере двух элементов используется, чтобы осуществить охват области узла, подвергаемой предохраняющему от биологического обрастания воздействию, предохраняющим от биологического обрастания светом упомянутых одного или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы, при этом подвергание области предохраняющему от биологического обрастания воздействию составляет дополнительную функцию узла. Этот подход отличается от традиционного подхода, в котором охват области предохраняющим от биологического обрастания светом включает гарантию того, что вся поверхность находится в пределах действия одного источника света или совокупности источников света, так что область полностью подвергается воздействию предохраняющего от биологического обрастания света. Для ясности следует отметить, что выражение «предохраняющий от биологического обрастания свет упомянутых одного или более источников света», используемое в этом описании, следует понимать как означающее «предохраняющий от биологического обрастания свет, испускаемый упомянутым одним или более источниками света во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы». Кроме того, следует отметить, что указание на воздействие как на предохраняющее от биологического обрастания воздействие следует понимать как означающее, что воздействие выполняется с целью предотвращения биологического обрастания, удаления биологического обрастания или выполнения того и другого.
Целесообразно, чтобы один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы были конкретно приспособлены для испускания ультрафиолетового света во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы. Главное преимущество использования ультрафиолетового света для реализации предохранения от биологического обрастания заключается в том, что предотвращается прилипание и обоснование микроорганизмов на поверхности, которая должна поддерживаться чистой, без каких-либо вредных побочных эффектов или побочных эффектов, которые не могут быть легко нейтрализованы.
2
Ради полноты освещения темы нижеследующее относится к предохранению от биологического обрастания при использовании ультрафиолетового света. В частности, упомянутые один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы могут быть выбраны конкретно испускающими ультрафиолетовый свет типа С, который также известен как ультрафиолетовый свет диапазона С, или точнее, свет с длиной волны приблизительно от 250 нм до 300 нм. Обнаружено, что большая часть вызывающих обрастание организмов погибает, становится неактивной или становится неспособной к воспроизведению при воздействии на них определенной дозы ультрафиолетового света. Типичная интенсивность, которая является подходящей для реализации предохранения от биологического обрастания, составляет 10 мВт/м. Свет может подводиться непрерывно или с подходящей периодичностью, которая соответствует данной ситуации, особенно при данной интенсивности света. Очень эффективным источником получения ультрафиолетового света диапазона С является ртутная газоразрядная лампа низкого давления, в которой в среднем 35% входной мощности преобразуются в мощность ультрафиолетового света диапазона С. Используемая лампа другого типа представляет собой ртутную газоразрядную лампу среднего давления. Лампа может быть снабжена колбой из специального стекла для фильтрации образующего озон излучения. Кроме того, при желании вместе с лампой можно использовать диммер. Используемыми лампами ультрафиолетового света диапазона С других типов являются газоразрядные лампы с диэлектрическим барьером, которые известны как создающие очень сильный ультрафиолетовый свет на различных длинах волн и имеющие высокую эффективность преобразования электрической энергии в оптическую, лазеры и СИД. Что касается СИД, то следует отметить, что обычно они могут быть заключены в относительно небольшие корпуса и потребляют меньше энергии, чем источники света других типов. СИД можно изготавливать для испускания (ультрафиолетового) света различных требуемых длин волн, а их рабочие параметры, прежде всего выходную мощность, можно регулировать с высокой степенью точности.
Источник света для испускания ультрафиолетового света может быть предусмотрен в виде цилиндрической лампы, более или менее сравнимой с хорошо известной цилиндрической люминесцентной (цилиндрической люминесцентной/флуоресцентной) лампой. Электрические и механические свойства различных бактерицидных цилиндрических ламп ультрафиолетового света диапазона С являются сравнимыми с теми же свойствами цилиндрических ламп для образования видимого света. Это позволяет эксплуатировать лампы ультрафиолетового света диапазона С таким же образом, как хорошо известные лампы, при этом можно использовать, например, цепь электронного или магнитного балласта/стартера.
В узле согласно изобретению область, подвергаемая предохраняющему от биологического обрастания воздействию, может включать в себя по меньшей мере участок поверхности по меньшей мере одного элемента. Кроме того, один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы могут быть расположены на одном из элементов для испускания предохраняющего от биологического обрастания света к другому из элементов. В более общем смысле, упомянутые один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы могут быть расположены для реализации охвата области, подвергаемой предохраняющему от биологического обрастания воздействию, предохраняющим от биологического воздействия светом на основании подвижного расположения упомянутых по меньшей мере двух элементов узла относительно друг друга. Варианты, существующие в рамках изобретения, включают в себя вариант, согласно которому упомянутые один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы расположены только на одном из элементов, и вариант, согласно которому упомянутые один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы расположены на обоих элементах. Что касается подвижного расположения элементов относительно друг друга, то следует отметить, что наличие такого расположения может означать, что только один из элементов является подвижным и что другой из элементов является неподвижным, или что оба элемента являются подвижными. В этом случае в зависимости от обстоятельств ситуации, в которой желательно располагать один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы на одном или обоих элементах, можно располагать эти источники света только на подвижном элементе, только на неподвижном элементе или распределять эти источники света по обоим элементам.
В рамках изобретения обычно можно иметь конфигурацию, в которой один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы расположены для испускания предохраняющего от биологического обрастания света к участкам поверхности по меньшей мере одного из элементов, которые последовательно вводятся в пределы действия упомянутых одного или более источников света во время относительного перемещения элементов. Например, когда один из элементов, например охватываемый элемент, представляет собой поворотный вал, а другой из элементов, например охватывающий элемент, представляет собой неподвижный кожух, охватывающий участок вала, может быть достаточно иметь только один удлиненный источник света, простирающийся вдоль внутренней поверхности кожуха от одной стороны кожуха к другой в направлении, которое является осевым направлением комбинации вал-кожух, если исходить из того, что желательно подвергать весь участок вала, охваченный кожухом, предохраняющему от биологического обрастания воздействию. Дело в том, что в таком случае охват участка вала в осевом направлении реализуется на основании источника света, простирающегося от одной стороны кожуха к другой в осевом направлении, а 360-градусный охват периферии участка вала реализуется, когда вал вращается.
Реализация охвата области предохраняющим от биологического обрастания светом на основании подвижного расположения по меньшей мере двух элементов относительно друга предполагает необходимость действительного перемещения элементов относительно друг друга по меньшей мере время от времени. С учетом этого предпочтительно, чтобы узел согласно изобретению содержал контроллер, который выполнен с возможностью оценивать того, находятся ли элементы в неподвижном положении относительно друг друга, и если обнаружено, что это так, оценивать, превышает ли продолжительность относительного неподвижного положения заданную максимальную продолжительность, и если обнаружено, что это так, инициировать относительное перемещение элементов в сочетании с активированным состоянием упомянутых одного или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы. Таким образом, даже в ситуациях, в которых нет необходимости в выполнении первой функции узла и перемещении элементов относительно друг друга, все же можно иметь в узле эффективное предохраняющее от биологического обрастания воздействие при условии выбора надлежащего значения заданной максимальной продолжительности.
Что касается возможности узла согласно изобретению, содержащего упомянутый контроллер, то следует отметить, что изобретение также относится к способу управления работой предохраняющей от биологического обрастания системы, которая является частью узла, содержащего по меньшей мере два элемента в подвижном расположении относительно друг друга для выполнения первой функции узла, причем предохраняющая от биологического обрастания система выполнена с возможностью подвергания по меньшей мере области узла, по меньшей мере частично подвергаемой воздействию воды в течение по меньшей мере части ее срока службы, предохраняющему от биологического обрастания воздействию в качестве дополнительной функции узла, отличной от первой функции узла, причем предохраняющая от биологического обрастания система содержит один или более источников света для испускания предохраняющего от биологического обрастания света, причем предохраняющая от биологического обрастания система выполнена с возможностью реализации охвата области предохраняющим от биологического обрастания светом на основании подвижного расположения упомянутых по меньшей мере двух элементов относительно друг друга для выполнения первой функции узла, и причем способ содержит этапы оценивания, находятся ли элементы в неподвижном положении относительно друг друга, и если обнаруживают, что это так, оценивания, превышает ли продолжительность относительного неподвижного положения заданную максимальную продолжительность, и если обнаруживают что это так, инициирования относительного перемещения элементов в сочетании с активированным состоянием упомянутых одного или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы.
Элементы узла, которые находятся в подвижном расположении относительно друг друга для выполнения первой функции узла, могут иметь любую форму и могут находиться в любом положении относительно друг друга. В любом случае, как в случае с гидравлическими подшипниками и фильтровальными узлами, содержащими трубчатый сетчатый фильтр, подвижный вал и несущие детали системы очистки фильтра, один из элементов представляет собой охватывающий элемент, имеющий внутреннее пространство, а другой из элементов представляет собой охватываемый элемент, простирающийся по меньшей мере частично через внутреннее пространство охватывающего элемента. Возможны варианты осуществления узла, в которых упомянутые один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы имеются только на охватывающем элементе, только на охватываемом элементе или на как охватывающем элементе, так и охватываемом элементе. Кроме того, может быть так, что охватывающий элемент является неподвижным, а охватываемый элемент является подвижным, или наоборот, или оба элемента являются подвижными. В любом случае относительные перемещения элементов, которые являются возможными в такой конфигурации, включают в себя вращательные перемещения и линейные перемещения.
В одном возможном варианте осуществления узла, содержащего упомянутые охватывающий элемент и охватываемый элемент, охватываемый элемент является вращаемым и линейно перемещаемым относительно охватывающего элемента, и упомянутые один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы расположены на охватываемом элементе. Благодаря сочетанию различных видов перемещения охватываемого элемента, при любой надлежащей конструкции и любом расположении упомянутых одного или более источников света являются достижимыми выгодные варианты охвата внутренней поверхности охватывающего элемента предохраняющим от биологического обрастания светом одного или более источников света.
В рамках изобретения имеются многочисленные варианты применительно к конструкции предохраняющей от биологического обрастания системы. Теперь будет рассмотрено несколько упомянутых вариантов, при этом следует отметить, что эти варианты могут применяться отдельно, но также возможно иметь сочетание двух или большего числа этих вариантов в одном и том же узле. В соответствии с первым вариантом предохраняющая от биологического обрастания система содержит кожух по меньшей мере участка поверхности по меньшей мере одного из элементов, при этом один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы расположены в кожухе, и причем кожух является по меньшей мере частично прозрачным для предохраняющего от биологического обрастания света упомянутых одного или более источников света так, чтобы позволять предохраняющему от биологического обрастания свету осуществлять освещение фактически из кожуха. В соответствии со вторым вариантом предохраняющая от биологического обрастания система содержит по меньшей мере одну несущую деталь, при этом один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы расположены в несущей детали, и причем несущая деталь является по меньшей мере частично прозрачной для предохраняющего от биологического обрастания света упомянутых одного или более источников света. Предпочтительно, по меньшей мере один из элементов содержит по меньшей мере одну выемку с тем, чтобы по меньшей мере одна несущая деталь предохраняющей от биологического обрастания системы могла быть надежно прикреплена к элементу при расположении в упомянутой по меньшей мере одной выемке этого элемента. В соответствии с третьим вариантом предохраняющая от биологического обрастания система содержит один или более источников света, которые прикреплены к одному из элементов. Например, один или более источников света могут быть расположены непосредственно на одном из элементов или могут быть прикреплены к одному из элементов соответствующей соединительной деталью, которая может быть жесткой или по меньшей мере частично упругой, любой, подходящей к данной ситуации. В соответствии с четвертым вариантом охватываемый элемент содержит вал, который является по меньшей мере частично полым, при этом один или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы расположены внутри вала и при этом вал является по меньшей мере частично прозрачным для предохраняющего от биологического обрастания света упомянутых одного или более источников света. Например, предохраняющая от биологического обрастания система может содержать цилиндрическую лампу, которая расположена так, что простирается через подвижный вал, выполненный из материала, который является прозрачным для предохраняющего от биологического обрастания света, или содержит окна, выполненные из такого материала. Преимущество упомянутого четвертого варианта заключается в том, что можно иметь конфигурацию, которая позволяет легко заменять упомянутый по меньшей мере один источник света предохраняющей от биологического обрастания системы, в частности, осуществлять замену без необходимости в частичной разборке узла.
Как упоминалось ранее, узел согласно изобретению может быть гидравлическим подшипником, содержащим подвижный вал, который по меньшей мере частично охвачен корпусом подшипника, при этом корпус подшипника необязательно имеет канавки в его внутренней поверхности. В таком случае подвижный вал и корпус подшипника образуют два элемента в подвижном расположении относительно друг друга для выполнения первой функции узла, которая представляет собой функцию опоры. В зависимости от основного свойства и предполагаемого применения гидравлического подшипника вал может быть расположен так, чтобы быть вращаемым или линейно перемещаемым относительно корпуса подшипника.
Множество других вариантов существует применительно к типу узла и первой функции, выполняемой по меньшей мере двумя элементами узла в подвижном расположении относительно друг друга. Например, возможно, чтобы узлом согласно изобретению был фильтровальный узел, содержащий трубчатый сетчатый фильтр и подвижный вал, по меньшей мере частично охваченный сетчатым фильтром, и несущие детали системы очистки фильтра для удаления и приема мусора с внутренней поверхности сетчатого фильтра, то есть был фильтровальный узел типа, известного из заявки WO 2012/153117 A1. В таком случае сетчатый фильтр и комбинация вала и деталей, несомых валом, образуют два элемента в подвижном расположении относительно друг друга, для выполнения первой функции узла, которая является функцией удаления мусора с сетчатого фильтра. Это может быть особенно желательным для выполнения предохраняющего от биологического обрастания воздействия относительно сетчатого фильтра. В этом случае предпочтительно, чтобы подвижная комбинация вал-компоненты была снабжена одним или более источниками света предохраняющей от биологического обрастания системы, и при этом один или более источников света были выполнены с возможностью испускания предохраняющего от биологического обрастания света к сетчатому фильтру. Детали системы очистки фильтра могут иметь удлиненную форму и выступать от вала к внутренней поверхности сетчатого фильтра, и в этом случае может быть очень эффективным расположение одного или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы на конце деталей, обращенном к внутренней поверхности сетчатого фильтра, то есть расположение на таком конце или в непосредственной близости к такому концу. Подвижная комбинация вал-компоненты может быть вращаемой и/или линейно перемещаемой, что соответствует выполнению функции удаления мусора с сетчатого фильтра.
В другом примере узел согласно изобретению может быть шлюпочным узлом привода и управления, содержащим вращаемый винт и руль, простирающийся вниз от кожуха вала винта, который служит для размещения вала винта и связанной с ним передачи. В таком случае упомянутый по меньшей мере один источник предохраняющего от биологического обрастания света предохраняющей от биологического обрастания системы может быть расположен на шлюпочном узле привода и управления, в положении для реализации охвата области винта, когда винт вращается. Что касается вала винта, то следует отметить, что этот компонент шлюпочного узла привода и управления может быть полым, и в этом случае предпочтительно для вала винта применять материал, который является прозрачным для предохраняющего от биологического обрастания света, а если предохраняющая от биологического обрастания система содержит удлиненный источник света, то располагать его так, чтобы он простирался через полый вал винта. В такой конфигурации источник света хорошо защищен внутри вала винта, а при необходимости замены легко удалять источник света и помещать в его положение новый источник света.
В практичном варианте осуществления узел согласно изобретению содержит систему электропитания для подвода электрической энергии, используемой для возбуждения упомянутых одного или более источников света предохраняющей от биологического обрастания системы. Подвод электрической энергии может быть проводным и/или беспроводным. В соответствии с предпочтительным вариантом электроэнергетическая система выполнена с возможностью выработки электрической энергии на основании перемещения по меньшей мере одного из элементов.
Изобретение применимо в различных случаях. Например, один или более узлов согласно изобретению можно применить в условиях морского судна. Известны суда различных типов, содержащие систему водного балласта, имеющую одну или более балластных цистерн, и систему фильтрации воды для обработки воды, поступающей из среды, окружающей судно, и предназначенной служить водяным балластом. В частности, на судне такого типа один или более узлов согласно изобретению можно использовать в качестве одного или более фильтровальных узлов системы фильтрации воды из системы водяного балласта.
Описанные выше и другие аспекты изобретения станут очевидными и освещенными при обращении к нижеследующему подробному описанию ряда вариантов осуществления фильтровального узла, содержащего трубчатый сетчатый фильтр, систему очистки фильтра и предохраняющую от биологического обрастания систему, причем система очистки фильтра содержит подвижный вал, простирающийся через сетчатый фильтр, и несущие детали для удаления и приема мусора из внутреннего пространства сетчатого фильтра, и причем предохраняющая от биологического обрастания система содержит один или более источников света для испускания предохраняющего от биологического обрастания света к внутренней поверхности сетчатого фильтра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь изобретение будет пояснено более подробно с обращением к чертежам, на которых одинаковые или аналогичные детали обозначены одинаковыми позициями и на которых:
фиг. 1 иллюстрирует вид общей конструкции фильтровального узла, содержащего трубчатый сетчатый фильтр и систему очистки фильтра, и схематично показывает вид в перспективе фильтровального узла, при этом участок сетчатого фильтра удален;
фиг. 2 схематично показывает вид в перспективе фильтровального узла согласно первому варианту осуществления изобретения, содержащего трубчатый сетчатый фильтр, систему очистки фильтра и предохраняющую от биологического обрастания систему, при этом участок сетчатого фильтра удален;
фиг. 3 схематично показывает поперечный разрез фильтровального узла с фиг. 2;
фиг. 4 схематично показывает вид в перспективе фильтровального узла согласно второму варианту осуществления изобретения, содержащего трубчатый сетчатый фильтр, систему очистки фильтра и предохраняющую от биологического обрастания систему, при этом участок сетчатого фильтра удален;
фиг. 5 схематично показывает поперечный разрез фильтровального узла с фиг. 4;
фиг. 6 иллюстрирует альтернативу детали фильтровального узла, показанного на фиг. 4;
фиг. 7 схематично показывает вид в перспективе участка фильтровального узла согласно третьему варианту осуществления, содержащего трубчатый сетчатый фильтр, систему очистки фильтра и предохраняющую от биологического обрастания систему;
фиг. 8 схематично показывает вид в перспективе участка фильтровального узла согласно четвертому варианту осуществления, содержащего трубчатый сетчатый фильтр, систему очистки фильтра и предохраняющую от биологического обрастания систему; и
фиг. 9 схематично показывает поперечный разрез фильтровального узла, показанного на фиг. 8.
Фиг. 10-12 относятся к шлюпочному узлу привода и управления, включающему винт и руль и снабженному предохраняющей от биологического обрастания системой, при этом на фиг. 10 схематично показан вид сбоку узла, на фиг. 11 показан схематичный вид сзади узла, а на фиг. 12 схематично показывает вид в перспективе узла с отличающимся от показанного на фиг. 10 и 11 расположением источников света предохраняющей от биологического обрастания системы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Теперь изобретение будет пояснено в контексте фильтровального узла, содержащего трубчатый сетчатый фильтр и систему очистки фильтра. Все варианты осуществления, которые теперь будут описаны, будут представлены в этом контексте, но не следует понимать, что изобретение каким-либо образом ограничено этим контекстом.
На фиг. 1 показана общая конструкция фильтровального узла 100, содержащего трубчатый сетчатый фильтр 10 и систему 20 очистки фильтра. Фильтровальный узел 100 может быть частью более крупного объекта, содержащего несколько фильтровальных узлов, при этом каждый из фильтровальных узлов может содержать сетчатый фильтр иного вида. Фильтровальный узел 100 пригоден к применению в различных условиях. Например, фильтровальный узел 100 можно использовать для получения питьевой воды, при заборе воды на электростанциях или при обработке водяного балласта судна, не говоря уже о многих других возможностях.
Сетчатый фильтр 10 можно полностью выполнить из металла, но другие материалы или сочетания материалов также являются возможными. Шаг сетчатого фильтра 10 можно выбирать так, чтобы фильтровальный узел использовался надлежащим образом, и он может находиться даже в микрометровом диапазоне. Обычно вода, подлежащая фильтрации, протекает через трубчатый сетчатый фильтр 10 изнутри наружу. Когда вода проходит через сетчатый фильтр 10, любые частицы, которые являются слишком большими для прохождения через сетчатый фильтр 10 вместе с водой, захватываются на сетчатом фильтре 10, в основном на внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. С течением времени и при работе фильтровального узла 100 число таких частиц возрастает, в результате чего образуется мусор из отфильтрованного вещества. Возрастание количества мусора влечет за собой повышение потери давления на сетчатом фильтре 10. Чтобы избежать получения слишком большого количества мусора, при котором фильтровальный узел 100 не может функционировать надлежащим образом, фильтровальный узел 100 снабжен упомянутой системой 20 очистки фильтра, которая предназначена для удаления мусора с внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10.
Процесс необходимой очистки может достигаться механизмом обратной промывки, который может быть выполнен с возможностью непрерывной очистки или который может активироваться только в случае, когда потеря давления достигает заданной величины, и/или через заданные промежутки времени, и/или вручную в соответствии с потребностью. Фильтровальный узел 100 может быть снабжен камерой сбора мусора (непоказанной), в которой собирается мусор, который удаляется с внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. Кроме того, труба откачки может использоваться для удаления мусора из камеры сбора мусора. Использование механизма обратной промывки может включать в себя очистку сетчатого фильтра 10 обратным потоком воды сквозь сетчатый фильтр 10, то есть потока воды с внешней стороны внутрь.
В показанном примере система 20 очистки фильтра содержит полый вал 21, простирающийся через внутреннее пространство 12 сетчатого фильтра 10 коаксиально с сетчатым фильтром 10, и полые радиальные рукава 22, простирающиеся от вала 21 к внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. В частности, длину радиальных рукавов 22 выбирают так, чтобы сделать возможным перекрытие радиальными рукавами 22 радиального расстояния между валом 21 и сетчатым фильтром 10, при этом принимающий мусор конец 23 радиальных рукавов 22 должен находиться лишь на минимальном расстоянии от внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. Радиальные рукава 22 могут быть расположены на валу 21 в любой подходящей конфигурации. Например, как показано на фиг. 1, радиальные рукава 22 могут быть распределены по длине вала 21 на одинаковых расстояниях друг от друга, при этом следующие друг за другом рукава 22 простираются от вала 21 при различных угловых положениях, разность между соседними последовательными рукавами 22 составляет 90°. Как вал 21, так и радиальные рукава 22 могут быть выполнены из металла, но другие материалы или сочетания материалов также являются возможными. В дальнейшем совокупность вала 21 и радиальных рукавов 22 будет называться комбинацией 24 вал-рукава.
Удаление мусора с сетчатого фильтра 10 включает в себя активацию системы 20 очистки фильтра, посредством которой создается перепад давления на сетчатом фильтре 10. При нормальной работе фильтровального узла 100 давление, преобладающее внутри сетчатого фильтра 10, является более высоким, чем давление, преобладающее снаружи сетчатого фильтра 10, и на основании этого создается выходящий поток воды, подвергаемый воздействию процесса фильтрации. При реверсировании давления на сетчатом фильтре 10 реализуется возвратный или обратный поток воды, вызывающий удаление мусора из сетчатого фильтра 10. Обратный перепад давления на сетчатом фильтре 10 может быть получен любым подходящим способом, при этом вакуумное или всасывающее устройство, находящееся в сообщении с полым валом 21, может быть использовано для создания относительно низкого давления на принимающем мусор конце 23 радиальных рукавов 22. Мусор, который удаляется с участка сетчатого фильтра 10, находящегося под воздействием принимающего мусор конца 23 некоторого радиального рукава 22, продвигается по радиальному рукаву 22 к валу 21 и далее продвигается через вал 21 к заданному месту назначения, которым, как упоминалось ранее, может быть камера сбора мусора.
Чтобы создать условия системе 20 очистки фильтра, описанной выше, для очистки всего сетчатого фильтра 10, комбинация 24 вал-рукава подвижно расположена в сетчатом фильтре 10 так, что каждый участок внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 может достигаться принимающим мусор концом 23 радиального рукава 22 в определенный момент времени. В частности, комбинация 24 вал-рукава является как вращаемой, так и линейно перемещаемой в осевом направлении, то есть направлении вдоль продольной оси как вала 21, так и трубчатого сетчатого фильтра 10. При вращении комбинации 24 вал-рукава может достигаться 360-градусный охват периферии внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. При линейном перемещении комбинации 24 вал-рукава в осевом направлении можно получать охват внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 по всей длины сетчатого фильтра 10. Любое подходящее средство можно использовать для приведения в движение комбинации 24 вал-рукава. Кроме того, любой подходящий контроллер можно использовать для регулирования перемещений комбинации 24 вал-рукава.
Хотя удаление мусора посредством системы 20 очистки фильтра, описанной выше, способствует поддержанию надлежащего функционирования фильтровального узла 100, имеется необходимость в дополнительных мерах, поскольку оказалось, что действие по очистке, выполняемое системой 20 очистки фильтра, не является эффективным при удалении биологического обрастания с сетчатого фильтра 10, и это явление возникает в результате операций фильтрации, выполняемых фильтровальной системой 100, вследствие того, что сетчатый фильтр 10 интенсивно контактирует с водой во время этих операций. С учетом этого в фильтровальном узле согласно изобретению предусмотрена предохраняющая от биологического обрастания система 30. Теперь с обращением к фиг. 2-9 будут описаны различные возможные варианты осуществления фильтровального узла, который к тому же снабжен предохраняющей от биологического обрастания системой 30. Все эти варианты осуществления основаны на фильтровальном узле 100, описанным с обращением к фиг. 1, и поэтому все, что пояснялось относительно этого фильтровального узла 100, особенно относительно трубчатого сетчатого фильтра 10 и системы 20 очистки фильтра, которые являются частями этого фильтровального узла 100, равным образом применимо к этим вариантам осуществления.
Следует отметить, что в соответствии с изобретением общее между всеми вариантами осуществления фильтровального узла заключается в том, что предохраняющая от биологического обрастания система 30 содержит один или более источников 32 света для испускания предохраняющего от биологического обрастания света и что предохраняющая от биологического обрастания система 30 выполнена с возможностью реализации охвата внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 предохраняющим от биологического обрастания светом на основании подвижного расположения комбинации 24 вал-рукава относительно сетчатого фильтра 10 при выполнении функции удаления мусора в качестве главной функции фильтровального узла, при этом функция предохранения от биологического обрастания, реализуемая предохраняющей от биологического обрастания системой 30 во время приведения ее в действие, считается дополнительной функцией фильтровального узла, отличной от функции удаления мусора. В частности, один или более источников 32 света предохраняющей от биологического обрастания системы 30 могут быть выполнены с возможностью испускания ультрафиолетового света во время ее работы. В частности, в показанном примере упомянутые один или более источников 32 света использованы для испускания света к внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10, но это не исключает того, что, когда изобретение применяется относительно показанного фильтровального узла, предохраняющая от биологического обрастания система 30 также может быть рассчитана на воздействие на одну или более других поверхностей фильтровального узла для предохранения от биологического обрастания. В связи с этим следует отметить, что во всех вариантах осуществления, показанных на фиг. 2-9, все из упомянутых одного или более источников 32 света предохраняющей от биологического обрастания системы 30 связаны с комбинацией 24 вал-рукава системы 20 очистки фильтра, но это не является необходимым в рамках изобретения, и что не исключаются возможности альтернативного расположения упомянутых одного или более источников 32 света.
Фиг. 2 и 3 относятся к фильтровальному узлу 1 согласно первому варианту осуществления изобретения, который содержит не только систему 20 очистки фильтра, но также и предохраняющую от биологического обрастания систему 30, упомянутую выше, и эта предохраняющая от биологического обрастания система 30 обладает функцией подвергания внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 предохраняющему от биологического обрастания воздействию. Для этого предохраняющая от биологического обрастания система 30 содержит кожух 31 вала 21, который может быть предусмотрен в виде силиконовой втулки, окружающей вал 21, и который простирается по длине вала 21. Кожух 31 содержит лампы 32 и провода для запитывания ламп 32 во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы 30. Во время процесса изготовления фильтровального узла 1 наиболее практично накладывать кожух 31 на вал 21 до помещения радиальных рукавов 22 в положение на валу 21. Силикон является примером материала, который является прозрачным для предохраняющего от биологического обрастания света в виде ультрафиолетового света. Дополнительно или альтернативно кожух 31 может содержать по меньшей мере другой материал.
Предохраняющее от биологического обрастания воздействие на внутреннюю поверхность 11 сетчатого фильтра 10 реализуется, когда включены лампы 32 предохраняющей от биологического обрастания системы 30. Лампы 32 могут любого подходящего вида и могут иметь любые подходящие формы и размеры. При вращении комбинации 24 вал-рукава и смещении комбинации 24 вал-рукава в осевом направлению можно достичь полного охвата внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 предохраняющим от биологического обрастания светом, испускаемым лампами 32 во время их действия. Чтобы избежать биологического обрастания всего сетчатого фильтра 10, важно, чтобы комбинация 24 вал-рукава перемещалась по меньшей мере с определенными интервалами. Лампы 32 могут включаться только во время перемещения комбинации 24 вал-рукава, но другие варианты работы ламп 32 также являются применимыми в рамках изобретения. В случае, когда работа ламп 32 связана с перемещением комбинации вал-рукава, суммарная необходимость в перемещении комбинации 24 вал-рукава, которой определяет продолжительность допустимых интервалов неподвижного состояния вала, может быть определена с учетом аспектов, подобных качеству воды, диаметру сетчатого фильтра 10 и мощности ламп 32. Как упоминалось ранее, любой подходящий контроллер можно использовать для управления перемещениями комбинации 24 вал-рукава, и такой контроллер также можно использовать для гарантии того, что перемещения комбинации 24 вал-рукава в большинстве случаев будут инициированы достаточными для исключения биологического обрастания сетчатого фильтра 10. Равным образом это применимо к другим вариантам осуществления фильтровального узла 2, 3, 4 согласно изобретению, описываемым ниже.
Во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы 30 лампы 32 запитываются по проводам. Электрическая энергия, которая необходима в процессе работы, может подводиться к проводам любым подходящим способом. Провода могут быть соединены с источником энергии, который расположен вне комбинации 24 вал-рукава, но также можно применять систему катушек и магнитов для выработки электрической энергии при перемещении комбинации 24 вал-рукава, и в этом случае катушки могут быть расположены на принимающем мусор конце 23 каждого из радиальных рукавов 22, а магниты могут быть расположены в соответствующих положениях на внешней поверхности 13 сетчатого фильтра 10, упомянуты только два примера из числа многих практических возможностей.
Фиг. 4 и 5 относятся к фильтровальному узлу 2 согласно второму варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления предохраняющая от биологического обрастания система 30 содержит некоторое число ламп 32, при этом каждая лампа 32 расположена на несущей полоске 33. Фактически, второй вариант осуществления является сравнимым с первым вариантом осуществления в том смысле, что набор несущих полосок 33, вмещающий лампы 32, является сравнимым с участками кожуха 31, на вмещающим лампы 32. Преимущество применения некоторого числа несущих полосок 33 на валу 21 вместо одного кожуха 31 заключается в том, что можно заменять одну или более ламп 32 без необходимости разборки комбинации 24 вал-рукава, кроме того, замена ламп 32 производится намного легче, поскольку включает в себя манипулирование только небольшими объектами, а именно, несущими полосками 33, вмещающими лампы 32. Подобно кожуху 31 из первого варианта осуществления несущие полоски 33 могут быть выполнены из силикона. В общем случае целесообразно, чтобы несущие полоски 33 содержали по меньшей мере один материал, который является прозрачным для предохраняющего от биологического обрастания света ламп 32.
Как лучше всего видно на фиг. 5, вал 21 может быть снабжен эллиптической внешней периферией, чтобы имелось достаточное пространство на валу 21 для заделывания несущих полосок 33, вмещающих лампы 32. В показанном примере вал 21 снабжен двумя выемками 25, простирающимися по длине вала 21, которые пригодны, чтобы вмещать некоторое число несущих полосок 33, при этом предпочтительно, чтобы форма несущих полосок 33 была адаптирована к форме выемок 25, чтобы каждая из несущих полосок 33 была точно посажена в участок выемки. Как показано на фиг. 6, выемкам 25 может быть придана определенная форма, чтобы они были неракрепляющимися в радиальном направлении. В таком случае постановка несущих полосок 33, вмещающих лампы 32, в положение на валу 21 может включать в себя ввод несущих полосок 33 в одну из выемок 25 на одном конце вала 21 и скольжение несущих полосок 33 в требуемое осевое положение на валу 21. Если несущие полоски 33 не удерживаются на месте в выемках 25 на основе геометрического замыкания, можно использовать любые подходящие средства для фиксации несущих полосок 33 в выемках 25.
Во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы 30 лампы 32 запитываются, вследствие чего предохраняющее от биологического обрастания воздействие осуществляется относительно внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. Электрическую энергию, которая необходима при выполнении процесса, можно подавать к лампам 32 любым подходящим способом. Лампы 32 могут быть любого подходящего вида и могут иметь любую подходящую форму и размер. При вращении комбинации 24 вал-рукава и перемещении комбинации 24 вал-рукава в осевом направлении можно получать полный охват внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 предохраняющим от биологического обрастания светом, испускаемым лампами 32 во время их действия. Для повышения выхода света и/или оптимизации распределения света несущие полоски 33 могут снабжаться отражающей задней стороной. Для ясности, в этой связи следует отметить, что сторона несущих полосок 33, обращенная к валу 21 и контактирующая с ним, считается обратной стороной несущих полосок 33.
Фиг. 7 относится к фильтровальному узлу 3 согласно третьему варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления предохраняющая от биологического обрастания система 30 содержит некоторое число ламп 32, при этом принимающий мусор конец 23 каждого из радиальных рукавов 22 снабжен по меньшей мере одной из этих ламп 32. В показанном примере число ламп 32, расположенных на принимающем мусор конце 23 каждого из радиальных рукавов 22, равно двум. Во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы 30 лампы запитываются, вследствие чего предохраняющее от биологического обрастания воздействие осуществляется относительно внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. Электрическая энергия, которая необходима при осуществлении процесса, может подводиться к лампам 32 любым подходящим способом, например по проводам, простирающимся через вал 21 и радиальные рукава 22. При вращении комбинации 24 вал-рукава и смещении комбинации 24 вал-рукава в осевом направлении можно достигать полного охвата внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 предохраняющим от биологического обрастания светом, испускаемым лампами 32 во время их действия. Поскольку лампы 32 расположены на принимающем мусор конце 23 каждого из радиальных рукавов 22, полный охват может быть достигнут, давая оси 21 совершать такие перемещения, которые необходимы для осуществления действия по удалению мусора со всех участков внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10. Таким образом, в этом варианте осуществления предохраняющее от биологического обрастания воздействие сочетается с действием по удалению мусора, что является особенно предпочтительным.
Лампы 32 могут быть любого подходящего вида и могут иметь любые подходящие формы и размеры. Принимая во внимание тот факт, что лампы 32 находятся в положениях, очень близких к внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10, предохраняющему от биологического обрастания свету, испускаемому лампами 32 во время их действия, необходимо проходить только минимальное расстояние в воде. Вследствие этого лампы 32 могут быть лампами низкой мощности, в частности СИД. Преимущество использования СИД состоит в большом сроке службы СИД, на основании чего можно обходиться без необходимости замены ламп 32 в течение срока службы фильтровального узла 3.
Фиг. 8 и 9 относятся к фильтровальному узлу 4 согласно четвертому варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления предохраняющая от биологического обрастания система 30 содержит одну лампу 32. В частности, лампа 32 имеет цилиндрическую форму и простирается через вал 21, а вал 21 снабжен окнами 26 для обеспечения выхода предохраняющего от биологического обрастания света, испускаемого лампой 32 во время ее действия, из вала 21 в заданных положениях. Окна 26 могут быть выполнены, например, из плавленого кварца. Кроме того, фильтровальный узел 4 может содержать защитную втулку 27, простирающуюся через вал 21, чтобы охватывать лампу 32 предохраняющей от биологического обрастания системы 30, и эта втулка 27 также может быть выполнена из плавленого кварца. Чтобы не затруднять выпуск содержащей мусор воды через вал 21, целесообразно выбирать размеры лампы 32 и защитной втулки 27 так, чтобы не все внутреннее пространство 14 вала 21 было занято лампой 32 и защитной втулкой 27.
Во время работы предохраняющей от биологического обрастания системы 30 лампа 32 запитывается, вследствие чего предохраняющее от биологического обрастания воздействие осуществляется относительно внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10, при этом, когда комбинация 24 вал-рукава вращается и/или изменяет положение в осевом направлении, имеет место процесс, при котором положение окон 26 относительно внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10 непрерывно изменяется, так что участки поверхности, которые подвергаются предохраняющему от биологического обрастания воздействию, непрерывно меняются. Размер и форму окон 26 выбирают так, чтобы в сочетании с подвижностью комбинации 24 вал-рукава может было реализовать полный охват внутренней поверхности 11 сетчатого фильтра 10.
Преимущество четвертого варианта осуществления заключается в том, что лампу 32 нет необходимости перемещать подобно комбинации 24 вал-рукава, вследствие чего подача электрической энергии к лампе 32 облегчается. Кроме того, лампу 32 можно легко заменять просто вытягиванием лампы 32 из вала 21 в первом осевом направлении и вставкой новой лампы 32 в вал 21 в противоположном осевом направлении.
Специалисту в области техники должно быть ясно, что объем изобретения не ограничен примерами, рассмотренными выше, и что несколько изменений и модификаций его возможны без отступления от объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. Подразумевается, что изобретение предполагается включающим все такие изменения и модификации в такой мере, в какой они подпадают под объем формулы изобретения или эквивалентов ее. Хотя изобретение было пояснено и подробно рассмотрено на чертежах и в описании, такие пояснение и рассмотрение следует считать только иллюстративными или примерными, а не ограничивающими. Изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Чертежи являются схематичными, при этом подробности, которые не требуются для понимания изобретения, могут быть опущены, а они необязательно выполнены в масштабе.
Изменения к раскрытым вариантам осуществления могут быть поняты и выполнены специалистом в области техники при применении на практике заявленного изобретения на основании изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других этапов или элементов, а упоминание элемента в единственном числе не исключает множества таких элементов. Термин «содержит», используемый в этом описании, специалисту в области техники следует понимать как охватывающий термин «состоит из». Следовательно, термин «содержит» применительно к одному варианту осуществления может означать «состоит из», но в другом варианте осуществления может означать «содержит/включает в себя по меньшей мере определенные признаки и необязательно один или более других признаков». Любые позиции в формуле изобретения не следует толковать как ограничивающие объем изобретения.
Элементы и аспекты, рассмотренные в конкретном варианте осуществления или применительно к нему, можно надлежащим образом объединять с элементами и аспектами из других вариантов осуществления, если иное явным образом не оговорено. Таким образом, то, что некоторые признаки перечисляются во взаимно различных зависимых пунктов формулы изобретения, не означает, что сочетание этих признаков не может использоваться с достижением преимущества.
Что касается возможного применения изобретения в контексте фильтровального узла, то следует отметить, что такое применение не ограничено фильтровальным узлом, содержащим сетчатый фильтр 10, имеющий трубчатую форму. Вместо этого фильтровальный узел может содержать сетчатый фильтр любого вида, причем сетчатый фильтр может иметь любую форму, и причем сетчатый фильтр может иметь подвижное расположение или неподвижное расположение, любую, все, что необходимо в данном случае.
В рамках изобретения по меньшей мере один источник для испускания предохраняющего от биологического обрастания света необязательно должен содержать по меньшей мере одну лампу, которая находится в положении для прямого облучения предохраняющего от биологического обрастания светом области, подвергаемой предохраняющему от биологического обрастания воздействию, или которая приходит в такое положение в результате перемещения лампы и/или перемещения области, но может содержать, например, по меньшей мере один световод, находящийся в связи с лампой, или один или более отражателей для направления света, поступающего от лампы. Таким образом, фактически, в рамках изобретения источник света предполагается находящемся в положении или на ряде положений, с которых испускается свет, в частности, свет, который используется для охвата упомянутой области, независимо от того, подается ли свет непосредственно путем испускания от лампы или опосредованно, например, с помощью световода, отражателя и т.д.
В узле 1, 2, 3, 4 согласно изобретению возможно, чтобы один или более источников 32 света предохраняющей от биологического обрастания системы 30 подключались при условии, что по меньшей мере два элемента 10, 24, которые расположены в узле 1, 2, 3, 4 в подвижном расположении относительно друг друга, на фактически перемещаются. В таком случае активация одного или более источников 32 света может быть связана с относительным перемещением элементов 10, 24. Однако в рамках изобретения также возможно, чтобы один или более источников 32 света приводились в активированное состояние только в течение одного или более интервалов периода относительного перемещения элементов 10, 24. Кроме того, возможно, чтобы один или более источников 32 света приводились в активированное состояние только при других неподвижных состояниях узла 1, 2, 3, 4.
Еще одним практическим применением изобретения, помимо применения в области фильтровальных узлов 1, 2, 3, 4, поясненных выше, является применение в области шлюпочных узлов привода и управления. Фиг. 10-12 относятся к одному возможному примеру шлюпочного узла 5 привода и управления, который также известен как кормовой привод и который предназначен для размещения в задней части шлюпки. Основным компонентом узла 5 является вращаемый винт 51, который выполнен с возможностью реализации приведения в движение шлюпки, когда узел 5 надлежащим образом прикреплен к шлюпке, а шлюпка находится в воде. Ось вращения винта 51 схематично показана на фиг. 10 штрихпунктирной линией и обозначена позицией 52. Другим основным компонентом узла 5 является руль 53, который расположен в положении перед винтом 51. Руль 53 простирается вниз от кожуха 54 вала винта, который служит для размещения вала 55 винта 51 и связанной с ним передачи. Шлюпочные узлы привода и управления, такие как кормовые приводы, хорошо известны и поэтому будут пояснены только детали узла 5, показанного на фиг. 10-12, которые являются релевантными в контексте изобретения.
На фиг. 10 и 11 показан первый практический способ, которым изобретение может быть применено для реализации предохранения от биологического обрастания участков шлюпочного узла 5 привода и управления, включающих поверхности 56, 57, 58 винта 51, руля 53 и кожуха 54 вала винта, соответственно. В показанном примере представлена предохраняющая от биологического обрастания система 30, содержащая два удлиненных источника 32 света, которые расположены на противоположных сторонах кожуха 54 вала винта и которые простираются в направлении оси 52 вращения винта 51. Источники 32 света могут быть выполнены в виде решетки ламп, таких как, например, СИД. Во время работы предохраняющий от биологического обрастания свет, испускаемый источниками 32 света, используется для поддержания поверхностей 56, 57, 58 винта 51, руля 53 и кожуха 54 вала винта, соответственно, а также других поверхностей узла 5, особенно поверхностей, которые имеются выше кожуха 54 вала винта, такие как поверхность 59 корпусной части 60, с которой соединен кожух 54 вала винта, свободными от биологического обрастания.
Эффект предохранения от биологического обрастания поверхности 56 винта 51 является оптимальным, когда винт 51 вращается, поскольку в этом случае все участки винта 51 неоднократно и попеременно оказываются под воздействием предохраняющей от биологического обрастания системы 30 и тем самым обрабатываются более или менее одинаковым образом. Таким образом, функция приведения в движение шлюпочного узла 5 привода и управления, которая достигается при вращении винта 51 относительно кожуха 54 вала винта, или, говоря в более широком смысле, относительно неподвижной части узла 5, может быть идентифицирована как первая функция узла 5. Действительность заключается в том, что, когда винт 51 вращается для выполнения функции приведения в движение, охват поверхности 56 винта 51 предохраняющим от биологического обрастания светом реализуется в процессе работы. Чтобы усилить эффекты предохранения от биологического обрастания в результате действия предохраняющей от биологического обрастания системы 30, практический вариант заключается в применении материала, который сильно отражает предохраняющий от биологического обрастания свет на поверхность 56 винта 51 и/или на одну или более других соответствующих поверхностей 57, 58, 59 шлюпочного узла 5 привода и управления.
В шлюпочном узле 5 привода и управления предохраняющая от биологического обрастания система 30 может содержать любое подходящее число источников 32 света, и имеются различные возможности для расположения по меньшей мере одного источника 32 света системы 30 в узле 5. Например, один или более источников 32 света могут быть расположены на руле 53 и/или корпусной части 60, имеющейся непосредственно над кожухом 54 вала винта, и/или на одном или более участках узла 5, таких как нижняя поверхность 62 пластинчатого элемента 61, с которым соединена верхняя сторона корпусной части 60. В связи с этим следует отметить, что на фиг. 12 показан второй практический способ, которым изобретение может быть применено для реализации предохранения от биологического обрастания участков узла 5, в том числе поверхности 56 винта 51. В конфигурации, показанной на фиг. 12, два удлиненных источника 32 света расположены на нижней поверхности 62 пластинчатого элемента 61, упомянутого ранее, при этом они простираются по значительной части его длины, в положении по левому борту и положении по правому борту в узле 5, соответственно, и два удлиненных источника 32 света расположены на руле 53, по его противоположным сторонам. Кроме того, следует отметить, что также можно предусмотреть полый вал 55 винта, использовать для вала 55 винта материал, который является прозрачным для предохраняющего от биологического обрастания света, чтобы использовать удлиненный источник 32 света, и расположить такой источник 32 света так, чтобы он простирался через полый вал 55 винта для поддержания поверхности 56 винта 51 свободной от биологического обрастания. С другой стороны, можно добавить элементы к конструкции узла 5 для удержания одного или более источников 32 света в положениях, которые являются предпочтительными в части того, что касается повышения охвата предохраняющим от биологического обрастания светом поверхности 56 винта 51 и, возможно, также одной или более других поверхностей 57, 58, 59, 62 рассмотренного узла 5.
Источниками 32 света предохраняющей от биологического обрастания системы, используемыми в шлюпочном узле 5 привода и управления, можно управлять любым подходящим способом. Например, можно реализовать соотношение между интенсивностью предохраняющего от биологического обрастания света и частотой вращения винта 51, при этом более высокая интенсивность света связана с меньшей частотой вращения. Кроме того, может быть полезным иметь более высокую интенсивность света после периода времени, в течение которого система 30 была отключена. В контексте шлюпочного узла 5 привода и управления, который снабжен предохраняющей от биологического обрастания системой 30, также может быть полезным иметь критерии, использованием которых гарантируется, что после удержания винта 51 в неподвижном состоянии в течение определенного периода времени, винт 51 будет приводиться во вращения только для достижения эффектов предохранения от биологического обрастания поверхности 56 винта 51, а не для движения шлюпки, так что вся поверхность 56 винта 51 может поддерживаться свободной от биологического обрастания, а не только те участки поверхности 56, которые оказываются в положении приема большей части предохраняющего от биологического обрастания света в неподвижном состоянии. Например, в таком случае винт 51 можно проворачивать заданное число раз каждый день, когда предохраняющая от биологического обрастания система 30 включена. При этом может быть предпочтительным обращать внимание на то, чтобы в конце циклов проворачивания винт 51 находился в другом положении относительно оси 52 вращения, чем в начале циклов проворачивания. В общем случае шлюпочный узел 5 привода и управления может быть снабжен контроллером подходящего вида, который запрограммирован на реализацию требуемого управления предохраняющей от биологического обрастания системой 30 путем включения и отключения системы 30 и задания интенсивности предохраняющего от биологического обрастания света, и также, возможно, с учетом того, что винт 51 проворачивают время от времени, когда винт 51 должен находиться в неподвижном состоянии.