УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Полезная модель относится к технологии судоремонта, а именно - устройствам для очистки под водой поверхностей от наслоений, например, для обработки поверхностей винтов, рулей судов 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 и недостаточной эффективностью.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известное устройство для гидродинамической очистки поверхностей [2]., Устройство для гидродинамической очистки поверхностей, состоящее из корпуса-рукоятки, рабочего ствола и рабочей головки, содержащей корпус и рабочую форсунку, внутри корпуса-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 рабочим стволом, связанным с каналом рабочей головки, отличающееся тем, что рабочая головка содержит защитный кожух, выполненный в виде диффузора, жестко связанного с корпусом рабочей головки, выполненного цилиндрическим и соединенного с рабочим стволом, вторую рабочую форсунку и насадок с осевым отверстием, диаметр которого соответствует внешнему диаметру цилиндрического корпуса головки, насадок установлен на цилиндрическом корпусе головки с обеспечением возможности его вращения и с обеспечением герметизации канала подачи рабочей жидкой среды, внутри насадка выполнена расширительная камера, сообщающаяся через радиальные отверстия и глухое осевое отверстие, выполненные в корпусе рабочей головки, с каналом подачи рабочей жидкой среды в рабочем стволе, при этом в насадке под углом к горизонтальной оси выполнены отверстия, сообщающиеся с расширительной камерой, причем в упомянутых отверстиях закреплены рабочие форсунки посредством резьбового соединения через соответствующие уплотнительные элементы.
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 снижению 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 гидродинамической очистки поверхностей, содержащем цилиндрический корпус, внутри которого расположен трубчатый вал, связанный с вращающейся головкой, содержащей симметрично расположенные под углом к очищаемой поверхности рабочие форсунки, компенсирующую форсунку, установленную на продольной оси устройства противоположно расположению вращающейся головки, соединительный элемент, выполненный в виде штуцера и связанный с одной стороны с каналом подачи рабочей жидкой среды в корпусе, а с другой стороны связанный со шлангом подачи рабочей жидкой среды под высоким давлением, при этом рабочие форсунки расположены в защитном кожухе, выполненном в виде решетчатого или сеточного диффузора, а также рукоятку для удержания, отличающееся тем, что рабочие форсунки выполнены в виде кавитаторов, причем цилиндрический корпус содержит соосно расположенные на трубчатом валу подшипники качения и уплотнительные элементы, выполненные в виде сальников, а также торцевую резьбовую втулку и поворотный цилиндрический элемент, связанный с упомянутым штуцером.
При этом устройство содержит также кран, установленный между штуцером и поворотным цилиндрическим элементом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1а), b) показано устройство в двух проекциях (вид сбоку и вид сверху);
на фиг. 2 приведен вид А на устройство со стороны рабочей головки;
на фиг. 3 изображен корпус устройства в разрезе.
Устройство (фиг. 1, 2) содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого расположен трубчатый вал 2, связанный с вращающейся головкой 3, содержащей симметрично расположенные под углом к очищаемой поверхности рабочие форсунки 4, компенсирующую форсунку 5, установленную по продольной оси устройства противоположно расположению вращающейся головки 3, соединительный элемент, выполненный в виде штуцера 6 и связанный с одной стороны с каналом подачи рабочей жидкой среды в корпусе 1, а с другой стороны связанный со шлангом подачи рабочей жидкой среды под высоким давлением (на чертежах не показан).
При этом рабочие форсунки 4 расположены в защитном кожухе 7, выполненном в виде решетчатого или сеточного диффузора, а также рукоятку 8 для удержания.
Рабочие форсунки 4 могут быть выполнены, например, в виде кавитаторов Родионова В.П [3].
Цилиндрический корпус 1 (фиг. 3) содержит соосно расположенные на трубчатом валу 2 подшипники качения 9 и уплотнительные элементы 10, выполненные в виде сальников, а также торцевую резьбовую втулку 11 с гайкой 12, поворотный цилиндрический элемент 13, связанный со штуцером 6, а также кран 14 с дополнительной рукояткой 15, установленный между штуцером 6 и поворотным цилиндрическим элементом. 13. Штуцер 6 связан с одной стороны с каналом трубчатого вала 2, расположенном в корпусе 1, а с другой стороны - со шлангом подачи рабочей жидкой среды (на чертеже не показан).
Поворотный цилиндрический элемент 13 предназначен для обеспечения возможности ориентации штуцера 6 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.
Компенсирующая форсунка 5, установленная по продольной оси устройства, связана с каналом подачи рабочей жидкой среды в корпусе через трубчатый элемент 16.
Устройство работает следующим образом.
Водолаз, удерживая устройство за рукоятку 8, направляет его на очищаемую поверхность и открывает кран 14 с помощью дополнительной рукоятки 15. Вода (морская забортная) от высоконапорного насоса по гибкому шлангу (не показаны) подается к штуцеру 6 и через открытый кран 14 поступает во внутренний канал трубчатого вала 2. Истекающие под углом струйные потоки жидкости создают крутящий момент, вращающий головку 3 и связанный с ней трубчатый вал 2.
При этом часть жидкости поступает из корпуса 1 через трубчатый элемент 16 к компенсирующей форсунке 5, а основная часть потока жидкости поступает во внутреннюю полость вала 2 и далее истекает в виде струйного кавитирующего потока из форсунок 4 (кавитаторов Родионова В.П. [3]), воздействуя на очищаемую поверхность суммарным пульсирующим динамическим давлением и кавитационной эрозией на наслоения и обрастания на поверхности и очищает ее.
Трубчатый вал 2 вращается в запрессованных шариковых подшипниках 9 и защитных сальниковых уплотнениях 10, 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.
При перемещении водолаза с устройством в случае необходимости обеспечивается возможность прекращения подачи рабочей жидкости с помощью дополнительной рукоятки 15, воздействующей на кран 14.
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 №2236980, МПК В63В 59/00, опублик. 27.09.2004
3. Патент РФ №2568467, МПК В08В 3/12, опублик. 20.11.2015.