Изобретение относится к устройству для проведения ремонтных работ под водой, в частности изобретение относится к устройству, которое можно использовать для осуществления ремонтных и восстановительных работ на поверхностях подводных сооружений и оборудования, например на корпусах кораблей, подводных пилонах, в частности на пилонах платформ по разведке и добыче нефти в открытом море.
Все ранее выпускаемые для этой цели сервисные устройства, например для ремонта кораблей, имели конфигурацию, которая позволяла использовать такие устройства выше ватерлинии или при нахождении судна в сухом доке. По мере того, как габариты морских судов становились все больше и больше при одновременно значительном увеличении площади их подводной части, а следовательно, возникали большие проблемы размещения и содержания таких судов в сухих доках, все больше и больше ощущалась необходимость в дальнейшем совершенствовании устройств для проведения ремонтных работ под водой.
Большая часть традиционных устройств для проведения ремонтных работ под водой вынуждена была иметь относительно небольшие габариты, чтобы иметь достаточную маневренность (обычно с помощью рабочего колеса или гребного винта) и постоянно находиться в заданной позиции в ходе выполнения необходимых ремонтных работ. Более того, подавляющая часть подобных устройств была лишь способна выполнять операции по промывке или чистке какой-то подводной поверхности или в лучшем случае была способна окрашивать поверхность краской, которая "могла отверждаться в воде" и которая могла гарантировать положительные конечные результаты даже в условиях нанесения ее в воде.
В ходе разработки и создания более крупных по габаритам устройств для выполнения ремонтных работ под водой были испробованы различные варианты достижения поставленной цели. Например, было предложено использовать сильные магнитные поля для крепления подобных устройств к металлической поверхности корпусов кораблей. Чтобы гарантировать легкое и надежное маневрирование подобных устройств было предложено использовать электромагниты, с помощью которых можно было образовывать и аннулировать магнитные поля.
И тем не менее в случае использование устройств для проведения ремонтных работ под водой, в которых для крепления устройств в точке проведения необходимых сервисных операций использовали силу электромагнитного притяжения, сталкивались с двумя довольно значительными проблемами. Во-первых, по мере регулярного погружения всего устройства под воду все реальнее становился риск повреждения электрической системы, которая обеспечивала питание электротоком электромагнитов. В то время как в рассматриваемых для проведения ремонтных работ под водой устройствах нельзя полностью отказаться от использования электроэнергии и связанного с этим оборудования, предпочтительно свести к минимуму использование электрооборудования, чтобы тем самым минимизировать риск выхода из строя этого оборудования. Совершенно ясно, что в подобной ситуации выход из строя хотя бы одного средства крепления устройства к корпусу корабля будет фатальным для всего устройства (для нормального функционирования этого устройства), что в конечном итоге может привести к потере всего устройства. Во-вторых, что возможно является более важным, подобные устройства можно использовать только в том случае, когда можно получить сильное магнитное притяжение между электромагнитом и поверхностью, которую предстоит обработать. Следовательно, если корпус корабля выполнен не из металла, а например, из бетона или стеклянного волокна, или, если пилон сооружен из бетона или дерева, тогда подобное устройство вообще нельзя использовать. Более того, многие корпуса кораблей со временем покрываются толстым слоем коркообразующих веществ зарождающихся в воде частиц, что будет сильно ограничивать возможность достижения соответствующего притяжения и сцепления между электромагнитом и металлическим корпусом корабля.
Следовательно, существует острая необходимость в создании такого устройства для проведения ремонтных работ под водой, которое было бы способно создавать по существу сухую окружающую среду, в которой можно будет использовать любую краску для морских судов, и которое можно было бы успешно использовать для выполнения различных ремонтных работ, в том числе промывку, чистку и окраску любой подводной конструкции независимо от исходного материала ее изготовления и независимо от толщины или состава любого образованного на поверхности подводной части корабля слоя или покрытия.
Целью настоящего изобретения является создание такого устройства для выполнения ремонтных работ под водой, которое преодолеет или по меньшей мере частично устранит отмеченные выше недостатки существующих подобных же устройств. В патенте США N 4095378 описано устройство для выполнения ремонтных работ под водой, содержащее по существу полый корпус, имеющий открытую сторону, конфигурация которой в основном соответствует поверхности изделия, в которой должен быть прикреплен корпус, уплотняющие средства, установленные по периферийной кромке открытой лицевой поверхности, перекачивающее средство, которое находится к гидравлической связи с внутренней частью корпуса и предназначено для откачивания воды из этой внутренней части и удаления откачанной таким образом воды наружу устройства, средства в виде колес или гусеничных цепей для перемещения устройства по упомянутой поверхности от одного места изделия к другому его месту, средство для отсасывания воздуха из внутренней части корпуса, чтобы создать в ней давление, которое меньше атмосферного давления, и сервисное средство, расположенное во внутренней части корпуса для технического обслуживания поверхности изделия. Когда вода и воздух откачиваются (удаляются) из внутренней части корпуса, устройство под действием положительного давления воды снаружи корпуса прижимается к изделию, так что уплотняющие средства входят в контакт с поверхностью изделия, обеспечивая работу сервисного средства на первой площади поверхности изделия. Сила, которая прикладывается к корпусу вследствие разности давлений снаружи и внутри него, передается на поверхность изделия через колеса или гусеничные цепи. Уплотняющие средства могут быть перемещены на корпусе по направлению к поверхности изделия и от нее, чтобы изменить степень фрикционного взаимодействия между ними и при этом сохранить (поддержать) водонепроницаемое герметичное сцепление между уплотняющими средствами и изделием, когда устройство находится в неподвижном положении или перемещается по поверхности изделия. Корпус должен перемещаться по поверхности с помощью колес или гусеничных цепей, когда уплотняющие средства находятся в герметичном контакте с этой поверхностью.
Целью настоящего изобретения является создание устройства, которое может быть герметично сцеплено с поверхностью и избирательно перемещено в другие места (позиция) на этой поверхности. Перемещение устройства осуществляется посредством отвода уплотняющих средств из зацепления с поверхностью за счет взаимодействия средств перемещения (передвижения) с этой поверхностью, чтобы поддержать устройство в зацеплении с последней для его управляемого перемещения по ней. Кроме того, цель настоящего изобретения заключается в том, что когда устройство находится в герметичном сцеплении с упомянутой поверхностью, оно поддерживается на некотором расстоянии от последней с помощью уплотняющих средств.
Соответственно, настоящее изобретение относится к устройству для выполнения ремонтных работ под водой, содержащему по существу полый корпус, имеющий открытую лицевую поверхность, конфигурация которой в основном соответствует поверхности изделия, к которому должен быть прикреплен корпус, уплотняющие средства, установленные по периферийной кромке открытой лицевой поверхности, перекачивающее средство, которое находится в гидравлической связи с внутренней частью корпуса и предназначено для откачивания воды из этой внутренней части и ее удаления наружу устройства, средства для перемещения устройства от одного его места на изделии к другому, средства регулирования подачи воздуха, обеспечивающие прохождение воздуха во внутреннюю часть корпуса, и сервисное средство, расположенное во внутренней части корпуса для технического обслуживания поверхности изделия, отличающемуся тем, что оно снабжено балластными средствами и одним или более подруливающими средствами и с помощью средств перемещения может быть поднято от изделия, при этом устройство, когда обеспечивается водонепроницаемое герметичное сцепление между уплотняющими средствами и изделием, может быть затоплено водой, чтобы средства перемещения и подъема могли поднять устройство от изделия для возможности его перемещения к другому месту поверхности изделия, причем балластные средства обеспечивают нейтральную плавучесть устройства во время его подъема и перемещения, а одно или более подруливающих средств смещают устройство по направлению к изделию во время его подъема и перемещения.
Такое устройство может быть использовано при осуществлении способа, который заключается в следующем: располагают устройство вблизи изделия так, чтобы упомянутая открытая лицевая поверхность располагалась рядом с последним; откачивают воду из внутренней части корпуса с помощью перекачивающего средства и при этом подают воздух внутрь корпуса через средства регулирования подачи воздуха, так что, когда вода откачивается из внутренней части корпуса и внутрь него подается воздух, под действием положительного давления воды снаружи корпуса устройство перемещается к изделию, чтобы уплотняющие средства вошли в контакт с последним; осуществляют дальнейшее и непрерывное откачивание воды, чтобы обеспечивать по существу водонепроницаемое герметичное сцепление между уплотняющими средствами и изделием; осуществляют техническое обслуживание изделия; затопляют внутреннюю часть корпуса и при этом используют балластные средства, чтобы обеспечить нейтральную плавучесть, и приводят в действие одно или более подруливающих средств, чтобы переместить устройство к изделию; и приводят в действие средства перемещения и подъема, чтобы сначала поднять устройство от изделия и затем переместить его в другое место.
По одному из вариантов изобретения внутреннюю часть корпуса можно оставлять по существу пустой, а само устройство может иметь такие размеры, чтобы в нем могли свободно разместиться один или более водолазов, которые и будут выполнять необходимые ремонтные работы, например промывку, чистку и покраску и т.д. поверхности конструкции. Однако по предпочтительному варианту изобретения внутренняя часть корпуса содержит механические средства и приспособления для сервисного обслуживания поверхности корпуса; эти механические средства обычно имеют форму сервисной головки, которая может включать в себя приспособление для разбрызгивания воды под давлением, приспособление для нанесения красочного покрытия, приспособления для нагревания и сушки или какие-либо иные подобные же приспособления.
Является предпочтительным, чтобы сервисная головка монтировалась на направляющем средстве, которое располагается вдоль всей длины корпуса и которая связана со средством, которое может вызывать движение сервисной головки в продольном направлении вдоль всей длины корпуса, так чтобы сервисная головка могла проходить в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности конструкции.
Корпус описываемого устройства может также включать в себя продувочный клапан, который будет либо связан со средством регулирования подачи воздуха, либо будет выступать в качестве независимого средства и который в случае его срабатывания дает возможность затопить внутреннюю часть корпуса, что обычно происходит после завершения сервисной или ремонтной операции и возникает необходимость переместить устройство в другое место. После включения в работу продувочного клапана рекомендуется одновременно перекрыть или выключить насосное средство, чтобы исключить вероятность продолжения откачивания воды, которая в данный момент затопляет внутреннюю часть корпуса, а средство подачи воздуха будет ограничивать поток воздуха, поступающего во внутреннюю часть корпуса. В результате этого будет уменьшаться положительное давление воды с внешней стороны корпуса, и в этот момент можно включать в работу средства подъема и передвижения устройства с целью разрушения уплотняющего сцепления между уплотняющими средствами и обрабатываемой поверхностью конструкции, чтобы можно было отвести устройство от этой поверхности и поднять его.
После разрушения уплотняющего сцепления можно вновь включить в работу откачивающие насосные средства, хотя при возможно более медленной скорости их работы можно перекрыть продувочный клапан, а все устройство можно будет переместить в другую точку.
После перемещения устройства в другую точку откачивающие насосные средства можно включить на полную мощность, чтобы повторно начать откачивание жидкости из внутренней части корпуса, повторно включить средства подачи воздуха, чтобы подать сюда воздух, и можно включить в работу средства перемещения и подъема, чтобы опустить устройство по направлению к поверхности обрабатываемой конструкции, а после повышения положительного давления воды с внешней стороны корпуса еще раз установить устройство относительно обрабатываемой поверхности с таким расчетом, чтобы уплотняющие средства вошли в непосредственный контакт с поверхностью обрабатываемой конструкции, причем в данном случае дальнейшая откачка воды будет приводить к образованию по существу водонепроницаемого зацепления между уплотняющими средствами и обрабатываемой конструкцией.
Рекомендуется выполнять средства подъема и перемещения устройства в виде колесного шасси с гидроприводом и гидравлическим управлением, которое предназначено для одновременного поднятия или опускания с помощью гидроцилиндров и которое получает необходимую энергию и приводится в действие от одиночного гидравлического или электрического мотора с цепным приводом, соединяющим соответствующие оси. Колеса средства подъема и перемещения могут быть представлены колесами любого приемлемого типа, которые гарантируют образование необходимой силы сцепления между устройством и поверхностью обрабатываемой конструкции.
Является предпочтительным, чтобы уплотняющие средства корпуса устройства состояли из одного или более упругих материалов с конфигурацией, которая будет гарантировать по существу полное водонепроницаемое уплотняющее зацепление с поверхностью обрабатываемой конструкции, независимо от конфигурации самой этой поверхности. В частности, уплотняющие средства, а следовательно, и уплотняющее зацепление, должно быть таковым, чтобы оно компенсировало возможные дефекты поверхности, а именно неровности, прерывистости и выпуклости и т.д., которые являются распространенными и обычными дефектами конструкций, поверхности которых должны обрабатывать (ремонтировать) описываемые здесь устройства.
По одному из предпочтительных вариантов уплотняющих средств для совместного использования с устройством по настоящему изобретению на периферийной кромке корпуса устройства предполагается образование множества слоев, расположенных по существу параллельно относительно поверхности конструкции, с которой будут сцепляться эти уплотняющие средства, причем каждый слой уплотняющих средств имеет различную плотность. Является предпочтительным, чтобы самый внешний слой был выполнен из более мягких упругих материалов, а самый внутренний слой, который находится на минимальном расстоянии от корпуса устройства, был выполнен из более жестких упругих материалов. Кроме того, является также предпочтительным, чтобы самые внешние слои были относительно вязкими и обладали повышенной стойкостью к истиранию и износу, чтобы исключить вероятность их повреждения в ходе движения самого устройства.
По другому предпочтительному варианту уплотняющих средств для совместного использования с устройством по изобретению на периферийной кромке корпуса устройства предполагается образование множества слоев из упругого материала, которые возможно будут иметь различную толщину, причем все эти уплотняющие слои отходят от корпуса устройства в направлении, перпендикулярном поверхности конструкции, которую предстоит обработать. По этому варианту слой упругого материала, который будет самым крайним по отношению к внутренней части корпуса, простирается на максимально большое расстояние от корпуса по направлению к поверхности обрабатываемой конструкции. Последующие слои упругого материала будет постепенно укорачиваться и является предпочтительным, чтобы они отделялись друг от друга небольшими блоками из упругого материала, обеспечивая тем самым образование уплотняющего средства в виде пальцеобразных элементов.
Чтобы лучше понять суть настоящего изобретения, ниже будут детально описаны три предпочтительных варианта изобретения, причем описание будет сопровождаться ссылками на соответствующие чертежи. Однако необходимо иметь в виду, что приводимое ниже описание вовсе не ограничивает приведенные выше замечания общего характера.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематическое изображение первого варианта изобретения в момент выполнения ремонтных работ на корпусе корабля.
Фиг. 2 - поперечный разрез показанного на фиг. 1 варианта изобретения.
Фиг. 3 - перспективный разрез уплотняющего средства по показанному на фиг. 1 варианту изобретения.
Фиг. 4 - перспективный вид второго варианта изобретения; вид снизу.
Фиг. 5 - поперечный разрез показанного на фиг. 4 варианта изобретения.
Фиг. 6 - разрез уплотняющего средства по показанному на фиг. 4 варианту изобретения.
Фиг. 7 - разрез второго типа уплотняющего средства для совместного использования с показанным на фиг. 4 вариантом изобретения.
Фиг. 8 - схематическое изображение третьего варианта изобретения.
Первый и второй варианты связаны с устройством, которое можно использовать для чистки или покраски корпуса кораблей в момент нахождения последних в водной массе; третий вариант относится к устройству, которое можно использовать для чистки пилонов непосредственно под водой. В связи с этим последним аспектом необходимо иметь в виду, что идеи изобретения можно легко и просто адаптировать для использования в любой ситуации, которая предусматривает обязательное проведение соответствующих ремонтных работ под водой.
Первый вариант изобретения, проиллюстрированный на фиг. 1 и 2, содержит по существу полый и в общем-то кубический корпус 11, который выполнен с открытой лицевой поверхностью 12 и снабжен уплотняющим средством 13, расположенным по периферийной кромке открытой лицевой поверхности, чтобы гарантировать образование герметического уплотняющего зацепления между корпусом устройства и поверхностью корпуса корабля, которую предстоит обработать. По этому варианту изобретения корпус устройства имеет по существу прямоугольную форму.
Боковая сторона корпуса устройства, которая после неподвижного закрепления корпуса устройства на корпусе корабля будет самой нижней точкой устройства, связана с субкорпусом, который выходит за пределы нижней кромки 15 корпуса устройства и образует отстойник 14. В этом отстойнике расположено перекачивающее воду средство в виде насоса 16, который откачивает воду из корпуса устройства 11 через отстойник 14 и подает ее в выпускную линию 17, которая доходит до ремонтируемого корабля. Благодаря этому существует возможность отфильтровать и очистить откачиваемую из устройства воду перед моментом ее возврата в океан.
В ходе практического использования устройства корпус 11 удерживается на некотором расстоянии от сервисного судна 18, чтобы корпус устройства располагался рядом с корпусом корабля 19 с таким расчетом, чтобы открытая лицевая поверхность корпуса устройства находилась в близком зацеплении с корпусом корабля, а отстойник 14 располагался в самой нижней точке. После этого с помощью насоса 16 откачивается вода из внутренней части корпуса устройства при одновременном допущении потока воздуха во внутреннюю часть корпуса устройства с помощью средства регулирования подачи воздуха, в качестве которого в данном случае выступает вентиляционная труба 20, простирающаяся с поверхности. Следовательно, по мере откачивания из внутренней части корпуса устройства воды сюда будет поступать воздух. Результатом подобного действия будет то, что давление воды на внешнюю часть корпуса устройства будет заставлять корпус устройства входить в уплотняющее герметизирующее зацепление с боковой стороной корпуса корабля и удерживаться в этом состоянии за счет дальнейшей откачки воды из внутренней части корпуса устройства. После полного освобождения внутренней части корпуса устройства от воды можно будет приступать к проведению ремонтных работ на обнаженной поверхности корпуса корабля 19, которая в этот момент будет полностью перекрыта корпусом устройства. Необходимые ремонтные работы может выполнять персонал, который попадает во внутреннюю часть корпуса устройства через соответствующие люки.
С другой стороны, что хорошо показано на фиг. 2, во внутренней части устройства может располагаться сервисная головка 21, на которой устанавливается соответствующее оборудование, которое будет очищать поверхность корпуса корабля от образовавшейся на ней корки с последующей обработкой этой поверхности в зависимости от конкретных обстоятельств. Упомянутое оборудование может включать в себя блок образования водяных струй высокого давления с или без специального приспособления для продувки. Вода и частицы, которые образуются упомянутыми водяными струями, откачиваются из отстойника 14 с помощью насоса 16.
Сервисная головка 21 может быть также снабжена средством нанесения на поверхность красочного покрытия, которое можно использовать после завершения операции по очистке поверхности корпуса корабля. На сервисной головке можно также устанавливать средство, которое будет стимулировать и ускорять сушку или затвердевание краски, которая уже была нанесена на поверхность корпуса корабля, причем упомянутое средство может включать в себя источники инфракрасного или ультрафиолетового излучения, воздушные вентиляторы и т.д. Подобные сушильные средства можно будет также использовать для окончательного высушивания поверхности до момента образования на ней красочного покрытия.
Сервисная головка 21 обычно устанавливается на направляющем средстве, которое образовано вдоль всей длины корпуса устройства и которое связано со средством привода (на чертежах не показано), которое обеспечивает движение сервисной головки в продольном направлении вдоль длины корпуса устройства таким образом, чтобы сервисная головка находилась в непосредственной близости от обрабатываемой поверхности. Сервисная головка 21 может быть также связана с поддерживающим средством в виде колеса или другого подобного же приспособления, с помощью которого образуется и сохраняется соответствующий интервал между сервисной головкой и обрабатываемой поверхностью, который будет гарантировать максимальный эффект операции обработки поверхности. Кроме того, сервисной головке можно будет придать такой профиль, который будет максимально соответствовать конфигурации корпуса корабля в зоне сцепления устройства с поверхностью корпуса корабля.
В процессе практического использования устройства сервисная головка будет перемещаться вдоль длины направляющего средства и вынуждена будет проходить поверх поверхности корпуса корабля (которая покрывается корпусом устройства) и выполнять очистку поверхности корпуса корабля. После завершения операции чистки корпуса корабля сервисная головка еще раз проходит вдоль длины направляющего средства, чтобы промыть очищенную поверхность свежей водой перед моментом ее высушивания. После этого сервисная головка может открываться и наносить соответствующую краску на поверхность корпуса корабля. Затем сервисную головку можно заставить еще раз пройти вдоль направляющего средства и поверх поверхности с целью стимулирования и ускорения процесса сушки или затвердевания краски.
На фиг. 3 показан один за вариантов уплотняющего средства, которое пригодно для использования с устройством по настоящему изобретению. По этому варианту уплотняющее средство 13 образуется по периферийной кромке открытой лицевой поверхности корпуса устройства по первому варианту. Уплотняющее средство 13 состоит из контактного уплотняющего средства 13a, которое будет гарантировать образование полного уплотняющего сцепления между открытой лицевой поверхностью корпуса устройства и корпусом корабля после того, как открытая лицевая поверхность войдет в тесное стыкующее зацепление с корпусом корабля. Уплотняющее средство 13 также содержит уплотнение в виде полоски 13b, которая фиксированно крепится к боковой стороне корпуса 11 вдоль одной кромки и ширина которой будет выходить за пределы кромки открытой лицевой поверхности, благодаря чему корпус устройства будет вынужден отходить от корпуса корабля (описанным ниже способом), а свободная кромка уплотнения в виде полоски 13b будет удерживаться в зацеплении с корпусом корабля несмотря на отсутствие контакта между контактным уплотняющим средством 13a и корпусом корабля. Уплотнение в виде полоски 13b имеет несколько отверстий 24, через которые после расщепления контактного уплотнения 13a от корпуса корабля во внутреннюю часть корпуса устройства попадает ограниченный поток воды, а в это же время свободная кромка 23 уплотнения в виде полоски 13b будет все еще находиться в зацеплении с корпусом корабля. Скорость потока воды через отверстия 24 регулируется количеством и размером упомянутых отверстий 24 до такой степени, чтобы с этим потоком воды мог легко справиться насос 16.
Боковые стороны корпуса устройства являются опорой для средств передвижения и подъема в виде комплекта удлиняющихся колен 25, движение которых можно регулировать гидравлическим образом или с помощью других соответствующих средств. Нижние концы колен 25 снабжены комплектом опорных колес 26, чтобы можно было поддерживать корпус устройства с боковой стороны корпуса корабля. Степень удлинения колен 25 будет таковой, чтобы после удлинения колен контактное уплотнение 13a выходило из рабочего зацепления с корпусом корабля, однако свободная кромка 23 уплотнения в виде полоски 13b все еще будет удерживаться в контакте с корпусом корабля.
После завершения операции обработки какой-то части корпуса корабля, которая полностью покрывается корпусом 11 устройства, корпус устройства может перемещаться по корпусу корабля с помощью удлиняющихся колен 25 с целью вывода из рабочего зацепления контактного уплотнения 13a с корпусом корабля, давая тем самым возможность осуществить регулируемое затопление корпуса устройства через отверстия 24, образованные в уплотнении в виде полоски 13b. Степень затопления можно регулировать за счет непрерывной работы насоса 16, который в данном случае выполняет также функцию уменьшения силы воздействия на корпус устройства со стороны давления воды. После этого в результате срабатывания приводных моторов, которые можно устанавливать на колесе 26, или с помощью любого другого приемлемого в данном случае средства корпус устройства 11 можно будет переместить в другую позицию на корпусе корабля. После достижения желаемой позиции удлиняющиеся колена 25 оттягиваются назад, гарантируя тем самым вхождение контактных уплотнений 13a в рабочее зацепление с корпусом корабля, а после откачивания всей воды из внутренней части корпуса устройства 11 и подачи сюда воздуха можно будет начинать обработку (ремонт) новой обнаженной площади корпуса корабля.
По желанию давление воздуха внутри корпуса устройства 11 можно будет регулировать с помощью соответствующих компрессоров, чтобы регулировать осевое давление, которое образует корпус устройства и которое воздействует на корпус корабля в результате действия гидравлического давления.
Второй предпочтительный вариант изобретения схематически показан на фиг. 4 - 7. На фиг. 4 схематически показано устройство для выполнения ремонтных работ под водой, которое имеет по существу полый корпус 30 с открытой лицевой поверхностью 32. По своей общей конфигурации корпус 30 будет идентичен корпусу 11, показанному на фиг. 1 и 2; он снабжен уплотняющим средством 34, которое расположено по периферийной кромке открытой лицевой поверхности. Корпус устройства 30 содержит сервисное оборудование 36, которое может совершать скользящее движение вдоль направляющего средства 38. Корпус 30 также содержит субкорпус в форме отстойника 40, в котором установлены перекачивающие средства в виде перекачивающих выпускных отверстий 42 для удаления воды и всех прочих элементов, которые необходимо будет удалять из внутренней части корпуса 30.
Следует иметь в виду, что для большей ясности некоторые признаки этого варианта изобретения не были включены в показанное на фиг. 4 устройство для выполнения ремонтных работ под водой, но включены и показаны на фиг. 5, 6 и 7.
Однако следует иметь в виду, что на фиг. 4 показана предпочтительная конфигурация для сервисного устройства 36. Эта предпочтительная конфигурация содержит систему распыления воды под большим давлением 44 в виде вращающегося устройства, снабженного двумя простирающимися наружу распылительными плечами, на концах которых установлены приспособления для образования одиночных струй воды высокого давления. Распылительная система 44 находится внутри подвижного корпуса 46, который скользящим образом может передвигаться в указанном стрелкой A направлении, чтобы охватить всю ширину самого устройства для выполнения ремонтных работ под водой. Сервисное оборудование 36 также содержит средство для нанесения красочного покрытия 50 в виде одиночного простирающегося в горизонтальном направлении распылительного плеча с расположенными на нем многочисленными распыляющими соплами. Кроме того, сервисное оборудование 36 содержит средство для стимулирования высушивания или отвердевания краски после ее нанесения на поверхность корпуса корабля или подсушивания поверхности корпуса корабля перед моментом нанесения на эту поверхность слоя краски. Сушильное средство 48 показано здесь в виде множества воздуходувок. Следует иметь в виду, что упомянутые выше и предназначенные для чистки и покраски распыляющие плечи и сопла можно заменять множеством качающихся распыляющих форсунок, если, конечно, в этом будет необходимость. Упомянутые качающиеся форсунки могут оказаться особенно эффективными и полезными для обработки поверхностей с острыми вырезами.
Как уже упоминали выше в связи с описанием первого варианта изобретения в случае практического использования устройства сервисное оборудование 36 будет перемещаться вдоль всей длины направляющего средства (в показанном стрелкой B направлении) и будет вынужденно проходить поверх поверхности корпуса корабля, контуры которой охватываются корпусом устройства, чтобы выполнить операции по очистке и последующего нанесения на обработанную поверхность корпуса корабля красочного покрытия. Поставленной цели можно добиться за счет одиночного прохода сервисного оборудования 36 или же в результате нескольких проходов, причем при каждом одном проходе сервисного оборудования будет использован только один какой-то компонент этого оборудования, или же каждый компонент сервисного оборудования будет совершать многократные проходы вдоль обрабатываемой поверхности корпуса корабля. Например, в течение первого прохода сервисного оборудования вдоль направляющего средства может срабатывать только система распыления струй воды 44 для очистки корпуса корабля под высоким давлением, а второй проход этого же оборудования будет осуществлять промывку под несколько меньшим давлением уже предварительно обработанной поверхности корпуса корабля, при этом будут удаляться все частицы, которые могли оставаться здесь после обработки корпуса корабля струями воды под высоким давлением. В ходе третьего прохода сервисного оборудования осуществляется сушка корпуса корабля с удалением всего избыточного количества воды; в ходе четвертого прохода оборудования на корпус корабля можно нанести красочное покрытие, а пятый и последний проход оборудования преследует цель окончательного подсушивания нанесенного красочного покрытия.
После выполнения всех перечисленных выше операций устройство для выполнения ремонтных работ под водой готово для перемешивания к следующей позиции на корпусе корабля. Движение устройства по второму варианту будет описано ниже со ссылками на фиг. 5, 6 и 7, на которых одинаковые признаки устройства для выполнения ремонтных работ под водой будут обозначаться одинаковыми ссылочными позициями.
Как это ясно из фиг. 5, корпус устройства 30 снабжен направляющим средством 38, по которому может перемещаться скользящим образом сервисное оборудование 36. По кромке открытой лицевой поверхности 32 корпуса устройства 30 расположено уплотнение 34, которое и обеспечивает по существу водонепроницаемое уплотняющее зацепление между корпусом устройства и корпусом корабля в момент практического использования устройства для выполнения ремонтных работ под водой. На фиг. 5 также ясно видна внутренняя система подъема и привода, которая состоит из главных подруливающих приспособлений 54 и уплотняющих подруливающих приспособлений 56, которые подробно будут описаны ниже.
Еще до момента первой установки устройства для выполнения ремонтных работ под водой на корпусе корабля это устройство располагается в непосредственной близости от корпуса корабля и включаются главные насосы, соединенные с откачивающими выпускными отверстиями 42, чтобы откачать воду из внутренней части корпуса устройства 30. В это же время обеспечивается допуск воздуха в пространство, освободившееся после удаления воды, чтобы между корпусом устройства 30 и корпусом корабля не происходило образование вакуума. После удаления воды из внутренней части корпуса устройства уплотнение 34 образует предварительное уплотнение между корпусом 30 и корпусом корабля с тем, чтобы положительное давление воды с внешней стороны корпуса устройства принудительно удерживало устройство для выполнения ремонтных работ под водой в непосредственной близости от корпуса корабля, т.е. чтобы устройство удерживалось на месте с помощью по существу водонепроницаемого уплотнения, образованного в результате дальнейшего откачивания воды. Теперь могут происходить уже описанные выше операции сервисного оборудования 36.
В течение выполнения сервисным оборудованием 36 необходимых операций насосы остаются в своем рабочем режиме, "обслуживая" откачивающие выпускные отверстия 42, чтобы постоянно удалять откачиваемую воду, а вместе с ней и все прочие частицы и элементы, которые могли образоваться в результате обработки поверхности корпуса корабля, через откачивающие выпускные отверстия 42.
Движение устройства для выполнения ремонтных работ под водой к второй позиции на корпусе корабля начинается с момента затопления корпуса устройства. В данном случае прекращается подача воздуха в корпус устройства и начинается процесс удаления воздуха из внутренней части корпуса устройства и его замена водой. На этом этапе является предпочтительным, чтобы форма корпуса устройства была таковой, чтобы весь воздух собирался в самой верхней точке корпуса и чтобы при нахождении в этой точке воздух мог бы свободно выходить из корпуса устройства. После удаления всего воздуха и при движении устройства ощущается лишь минимальное влияние на балласт самого устройства.
Положительное давление, необходимое для удерживания устройства в непосредственной близости от корпуса корабля в процессе затопления корпуса устройства, поддерживается главным образом за счет непрерывной работы насосов, которые и обеспечивают поддержание более низкого давления во внутренней части корпуса устройства. И тем не менее это положительное давление поддерживается также и в результате срабатывания как главных, так и уплотняющих подруливающих средств 54 и 56 соответственно. В данном случае главные подруливающие средства представлены гребными винтами, которые образуют поток воды от корпуса корабля, заставляя тем самым устройство перемещаться по направлению к корпусу корабля, тогда как уплотняющие подруливающие средства 56 представлены в виде небольших насосов, которые всасывают воду во впускное отверстие с последующим направлением потока воды в сторону от корпуса корабля через выпускное отверстие и которые помогают тем самым принудительно перемещать устройство по направлению к корпусу корабля. По альтернативному варианту можно устанавливать и использовать только главные подруливающие средства 54, а уплотняющие подруливающие средства 56 вообще отсутствуют.
Как уже упоминали выше, в какой-то момент в процессе затопления корпуса устройства можно включить главные насосы, чтобы начать откачку воды из корпуса устройства. В это же время включаются в работу средства передвижения и подъема, чтобы поднять уплотнение и вывести его из контактирования с корпусом корабля, чтобы вода могла входить в корпус устройства, минуя уплотнение. И тем не менее здесь все еще остается вполне достаточный перепад давления между внутренней и внешней частями устройства, чтобы удержать его в рабочем зацеплении с корпусом корабля в момент его движения. Вполне понятно, что в этот момент необходимо перекрыть источник подачи воздуха, чтобы воздух не попадал в корпус устройства через клапана упомянутого устройства. В случае необходимости в схему главных насосов можно включить трехходовой клапан, что даст возможность аварийно сбросить откачиваемую из корпуса устройства во время выполнения движения воду, чтобы образовать дополнительное осевое давление, а не откачивать воду и сбрасывать ее на поверхность, как это происходит при выполнении сервисных или ремонтных операций.
После этого устройство для выполнения ремонтных работ под водой перемещается во вторую позицию, в которой можно будет удалить средства передвижения и подъема, чтобы дать возможность уплотнению 34 войти в рабочее зацепление с корпусом корабля, причем в этот момент воздушные линии вновь открываются, а насосы вновь начинают выполнять откачивание воды из внутренней части корпуса устройства 30 через выпускные отверстия 42, чтобы образовать соответствующее уплотнение и чтобы можно было начать выполнение соответствующих ремонтных работ. В этот момент можно установить трехходовой клапан таким образом, чтобы воду можно было вновь откачивать на поверхность.
Если предполагается использование устройства для выполнения ремонтных работ под водой в горизонтальной позиции, т.е. так, чтобы открытая лицевая поверхность устройства находилась в самой верхней точке, то может возникнуть необходимость в использовании дополнительного средства для использования положительного давления в процессе затопления. В данном случае может оказаться недостаточным давление, которое образуется главным и уплотняющими подруливающими средствами и может возникнуть необходимость в использовании внутри корпуса устройства балластных цистерн или других подобных же средств. Упомянутые балластные цистерны обычно заполнены водой, однако в описанной выше ситуации из балластных цистерн можно будет откачать воду с помощью сжатого воздуха или каким-либо иным соответствующим образом. Фактически в некоторых ситуациях могут создаваться условия, когда образуемого плавучестью балластных цистерн положительного давления будет достаточно для удерживания устройства на рабочем месте без необходимости обращаться за помощью к дополнительным подруливающим средствам. В данном случае имеется в виду средство в форме клапана, который может взаимодействовать с практической деятельностью средства подъема и передвижения 52. Вполне понятно, что такое средство может быть выполнено за одно целое с системой перекачки воды или с выпускными отверстиями 42 системы перекачки воды.
Что касается балласта, то является предпочтительным использовать те балластные цистерны, которые можно будет соответствующим образом регулировать с целью оказания необходимого содействия в поддержании правильной плавучести самого устройства. Фактически является предпочтительным, чтобы устройство имело нейтральную плавучесть на какой-то конкретной глубине, так что для работы устройства на различных глубинах необходимо изменять условия балласта.
На фиг. 6 показаны предпочтительная конструкция и расположение уплотнения 34, которое ранее было показано на фиг. 4 и 5. Это предпочтительный вариант уплотнения можно будет также использовать в качестве уплотнения 13a, которое было показано на фиг. 3. Является предпочтительным, чтобы уплотнение 34 состояло из множества слоев из упругого материала, имеющего различные плотности. Является также предпочтительным выполнять самый внешний слой уплотнения из более мягкого упругого материала, тогда как самый внутренний слой уплотнения рекомендуется выполнять из более жесткого и твердого материала; этот последний слой уплотнения расположен в непосредственной близости от кронштейна 58 стенки 60 корпуса устройства. Сама сущность упругого материала дает возможность устанавливать уплотнение между корпусом устройства и корпусом корабля независимо от наличия на последнем неровностей и поверхностей. Является также предпочтительным, чтобы упругие материалы или по меньшей мере материал для самых внешних слоев уплотнения были достаточно вязкими и обладали достаточной стойкостью против истирания и износа, чтобы исключить их преждевременное повреждение при перемещении устройства.
В показанной на фиг. 6 предпочтительной форме уплотнения используют три слоя упругого материала, а именно первый и второй полномасштабные слои 62 и 64 и несколько укороченный слой 66. На упомянутом чертеже третий слой 66 показан в виде трех отдельных сегментов из упругого материала 68, в каждом из которых выполнены простирающиеся в продольном направлении отверстия 70. Внутри самих отверстий 70 может устанавливаться дополнительный мягкий упругий материал, например, материал латексного типа, или же в отверстиях может находиться вязкая жидкость, например глицерин или другая подобная же жидкость, либо же упомянутые отверстия могут оставаться полыми.
Наличие трех сегментов 68 является дополнительной гарантией образования надежного уплотнения между корпусом устройства и корпусом корабля независимо от наличия на корпусе корабля любых неровностей или шероховатостей.
На фиг. 7 показан еще один предпочтительный вариант уплотнения 34, которое ранее было проиллюстрировано на фиг. 4 и 5. Это уплотнение 34 состоит из множества слоев из упругого материала, расположенных на различной высоте от кронштейна 58 стенки 60 корпуса устройства. Является предпочтительным, чтобы каждый слой упругого материала изготовлялся из относительно мягкого упругого материала, а разделяющие слои уплотнения блоки 80 изготовлялись из относительно жесткого упругого материала. Однако упомянутые блоки 80 могут быть выполнены полыми, чтобы их можно было заполнить (в случае необходимости) вязкой жидкостью, например глицерином. Такие заполненные жидкостью блоки дают возможность легко и просто образовывать уплотнение вокруг фактически любого типа неровностей или шероховатостей.
Слой 82 расположен на самой внешней стороне кронштейна 58 (находится на максимальном расстоянии от внутренней части корпуса устройства) и простирается на максимальное расстояние от кронштейна 58 каждого из отдельных слоев уплотнения, причем этот слой имеет также максимальную толщину. Длина последующих слоев 84 постепенно уменьшается и они будут простираться на постепенно уменьшающееся расстояние от кронштейна 58. Более того, каждый из слоев 84 будет несколько тоньше по сравнению со слоем 82.
Было установлено, что показанная на фиг. 7 конфигурация уплотнения образует исключительно эффективное уплотнение поверх фактически любого типа поверхности. Она также образует уплотнение, которое в случае необходимости легко и просто разрушается, например, когда устройство по изобретению работает описанным выше способом.
По альтернативному варианту изобретения корпус устройства может иметь конфигурацию, которая специально предназначена для проведения необходимых ремонтных работ пилонов, т.е. корпус устройства может иметь кольцевую конфигурацию, при которой открытой будет внутренняя осевая лицевая поверхность, диаметр которой соответствует диаметру пилона. Кроме того, корпус устройства может иметь любую желаемую конфигурацию, которая пригодна для ремонта каких-то специфических поверхностей. Более того, корпус устройства может содержать множество секций, которые шарнирно и уплотняющим образом соединены между собой, чтобы дать возможность корпусу устройства изменять свой профиль. Один из примеров подобной конфигурации корпуса устройства показан на фиг. 8; в корпусе устройства установлено направляющее средство 72, на котором в свою очередь установлено сервисное оборудование 74 с возможностью скользящего движения по направляющему средству, причем в данном случае это сервисное оборудование приводится в действие через систему шкивов 76. Вполне понятно, что на фиг. 8 показана только одна половина корпуса, которая необходима для образования полномасштабного устройства для выполнения ремонтных работ под водой. Показанная здесь половина может шарнирно соединяться через шарнир или другое подобное же приспособление с другой аналогичной половиной вдоль кромки 78. Дополнительные признаки, описанные выше и которые рекомендуется включать в первый и второй варианты изобретения, в равной степени можно использовать и с этим третьим вариантом изобретения.
Кроме того, каждый вариант настоящего изобретения можно выполнить в модульной форме, чтобы его можно было легко и просто реализовать любого размера. Следовательно, устройство по изобретению можно изготовить с соответствующими торцевыми модулями, в которых будут установлены все необходимые для данного варианта устройства внутренние механизмы, вместе с несколькими промежуточными модулями, которые можно будет вставлять и соединять между торцевыми модулями, чтобы придать устройству любую желаемую длину. Единственным требованием, предъявляемым к промежуточным модулям, является наличие в них достаточного количества компонентов, чтобы дать возможность сервисной головке устройства свободно проходить через них и обеспечить легкое и простое соединение любых компонентов, которые предусматривают обязательное соединение между соответствующими торцевыми модулями.
Устройство по изобретению можно выполнить таким образом, чтобы оно могло ремонтировать и искривленные поверхности, которые типичны для корпуса кораблей. В данном случае корпус устройства лучше всего изготовлять сочлененным, чтобы гарантировать образование непрерывного уплотнения с обрабатываемой поверхностью. Необходимую степень сочленения устройства можно достигнуть за счет использования множества перекрывающих друг друга секций корпуса устройства с возможностью их скользящего движения и образования необходимого уплотнения, а также за счет соответствующей модернизации внутренних элементов с таким расчетом, чтобы можно было образовать соответствующий зазор от поверхности для продолжения выполнения необходимой операции. Вполне понятно, что для обработки поверхностей с резкими изменениями в степени их кривизны потребуется индивидуальное универсальное устройство.
Следовательно, из приведенного выше описания настоящего изобретения можно сделать вывод, что можно создать устройство для выполнения ремонтных работ под водой, которое вовсе не полагается на электромагнитное притяжение, а следовательно его можно использовать с любым типом подводного материала для промывки, очистки и окрашивания и некоторых других видов обработки этого материала. Различные виды ремонтных работ можно выполнять как в сухих, так и во влажных окружающих условиях, при этом имеется возможность удовлетворить любые требования к окружающей среде за счет удаления всех нежелательных и вредных продуктов обработки поверхности из устройства на ближайшее сервисное судно. Устройство по настоящему изобретению является относительно несложным по своей электрической и механической номенклатуре обрабатываемых поверхностей и его можно будет относительно легко и просто использовать практически в любой обстановке. Однако совершенно ясно, что это устройство будет наиболее эффективным для подводного ремонта корпусов кораблей.
Изобретение относится к технологии проведения ремонтных работ под водой. Устройство для проведения ремонтных работ содержит полый корпус, уплотняющие средства, перекачивающее средство, гидравлически связанное с внутренней частью этого корпуса для откачки из нее воды, средства для перемещения устройства от одной его позиции на обрабатываемой поверхности к другой и регулируемое средство подачи воздуха для прохождения его внутрь корпуса устройства. Средства для перемещения устройства, указанные выше, выполнены с возможностью его подъема от обрабатываемой поверхности изделия. Устройство имеет балластные средства для изменения плавучести этого устройства и по крайней мере одно подруливающее устройство для принудительного перемещения устройства к обрабатываемой поверхности и создания дополнительного положительного давления воды снаружи на корпус устройства. В устройстве реализуется способ проведения ремонтных работ под водой, сущность которого состоит в том, что после ремонта обрабатываемой поверхности корпус устройства затопляют водой. При этом используют балластные средства для изменения плавучести и приводят в действие средство для подъема устройства от обрабатываемой поверхности и перемещения его на другую позицию. При этом приводят все или одно из подруливающих устройств для перемещения устройства к изделию и прижатия его к нему. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств устройства для проведения ремонтных работ под водой. 2 с. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| US 4095378 A, 20.06.78 | |||
| Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РЕМОНТА ЛЯДОВЫХ УСТРОЙСТВ И ДНИЩЕВОЙ ЧАСТИ ШАЛАНД НА ПЛАВУ | 1944 |
|
SU68249A1 |
