ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ БЕЗРЕАКТИВНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2001 года по МПК B63B59/00 B63B59/06 B63C11/52 

Изобретение относится к технологическим устройствам для гидродинамической очистки поверхностей и может быть использовано при проектировании и создании инструментов для очистки, например, судов и погружаемых конструкций, гидротехнических сооружений и любых иных поверхностей от биологического обрастания, коррозии, загрязнений и иных подобных поверхностных наслоений как при проведении работ под водой, так и на суше.

Из существующего уровня техники известен безреактивный подводный инструмент для гидродинамической очистки корпусов судов от обрастания подводными микроорганизмами. Инструмент имеет корпус с рукояткой, ствол с установленным на нем генератором высоконапорной струи, шланг подвода рабочего тела от источника высокого давления через корпус к стволу инструмента и контрсопло для реактивной струи, противоположной прямой струе рабочего сопла, образованное профильным обтекаемым кольцом с установленным в нем и приводимым во вращение гидродвигателем гребным винтом с хвостовиком (см. РФ, патент N 2107006, МПК⁶ В 63 В 59/08, 1996 г.).

Достижению требуемого технического результата в известном инструменте препятствует, например, сложность, громоздкость и многоэлементность его конструкции, что создает неудобства для оператора при работе с таким инструментом и снижает его надежность. Кроме того, оператору при работе с этим инструментом приходится постоянно находиться в зоне действия и под постоянным воздействием спутной струи от работы контрсопла, что снижает эффективность и производительность работ.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является гидродинамический безреактивный инструмент для очистки поверхностей, содержащий корпус-рукоятку с каналами магистрали подвода рабочего тела, ствол, соединенный с корпусом-рукояткой, высоконапорное рабочее сопло, соединенное со стволом, эжектор, установленный на стволе, защитную планку, переходник, установленный на корпусе-рукоятке, и шланг, соединяющий каналы магистрали подвода рабочего тела корпуса-рукоятки через ее переходник с источником высокого давления (см. США, патент N 4,716,849, МПК⁴ В 63 В 59/00 (НКИ 114/222), 1988 г.).

Достижению требуемого технического результата в прототипе препятствует, опять же, сложность конструкции инструмента, ее громоздкость за счет размещения эжектора-компенсатора реактивной струи на противоположном от сопла генератора высоконапорной струи конце ствола, а также многоэлементность инструмента и технологическая сложность изготовления эжектора-компенсатора с заданными параметрами. Необходимость отвода спутной струи от эжектора-компенсатора за спину оператора для исключения воздействия ее непосредственно на самого оператора снижает эффективность и производительность работ, создает определенные неудобства в работе с таким инструментом.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание гидродинамического безреактивного инструмента для очистки поверхностей, обеспечивающего экономичность его использования, экологическую безопасность, повышенную производительность труда оператора, а также позволяющего проводить работы под водой и на суше.

К техническим результатам, получаемым при решении поставленной задачи от реализации заявленного изобретения, можно отнести упрощение конструкции, повышение надежности инструмента, повышение безопасности для оператора при работе с ним, повышение качества и эффективности проводимых работ, а также расширение номенклатуры обрабатываемых с помощью данного инструмента поверхностей.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что гидродинамический безреактивный инструмент для очистки поверхностей, содержащий корпус-рукоятку с каналами магистрали подвода рабочего тела, ствол, соединенный с корпусом-рукояткой, высоконапорное рабочее сопло, соединенное со стволом, эжектор, установленный на стволе, защитную планку, переходник, установленный на корпусе-рукоятке, и шланг, соединяющий каналы магистрали подвода рабочего тела корпуса- рукоятки через ее переходник с источником высокого давления, согласно изобретению снабжен регулятором расхода рабочего тела с регулировочной ручкой, установленным на корпусе-рукоятке, и включенным в магистраль подачи рабочего тела, наконечником, установленным на свободном конце ствола с образованием эжектора и камеры высокого давления за срезом ствола со стороны размещения высоконапорного рабочего сопла по отношению к стволу, установленного, в свою очередь, на наконечнике ствола, насадкой с регулировочными отверстиями, установленной на наконечнике ствола, регулятором эжектора и установленной на нем опорной скобой, при этом эжектор образован осесимметричными сквозными каналами, выполненными в наконечнике и расположенными вокруг среза ствола, а регулятор эжектора выполнен в виде установленного с возможностью вращения на насадке ствола регулировочного кольца с отверстиями, взаимодействующими с регулировочными отверстиями насадки, причем ось ствола инструмента выполнена прямолинейной или криволинейной.

Инструмент может быть снабжен, по крайней мере, одним переходником, соединяющим корпус-рукоятку со стволом через регулятор расхода рабочего тела.

Наконечник ствола инструмента может быть выполнен съемным или как единое целое со стволом.

Регулировочные отверстия насадки инструмента и перекрывающие их отверстия регулировочного кольца регулятора эжектора могут быть выполнены осесимметрично относительно оси ствола.

Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен общий вид инструмента с местными разрезами;
на фиг. 2 - узел 1 фиг. 1;
на фиг. 3 - носовая часть ствола инструмента с опорной скобой;
на фиг. 4 - ствол инструмента с криволинейной осью.

Гидродинамический безреактивный инструмент для очистки поверхностей содержит корпус-рукоятку 1 с каналами 2 магистрали подвода рабочего тела. Ствол 3 соединен с корпусом-рукояткой 1. Высоконапорное рабочее сопло 4 соединено со стволом 3. Инструмент имеет защитную планку 5, установленную на корпусе-рукоятке 1, переходник 6, установленный на корпусе-рукоятке 1, и шланг 7, соединяющий каналы 2 магистрали подвода рабочего тела корпуса-рукоятки 1 через ее переходник 6 с источником высокого давления (не показано). Регулятор 8 расхода рабочего тела с регулировочной ручкой 9 установлен на корпусе-рукоятке 1 и включен в магистраль подачи рабочего тела. Наконечник 10 установлен на свободном конце ствола 3 с образованием эжектора 11 и камеры высокого давления 12 за срезом ствола 3 со стороны размещения высоконапорного рабочего сопла 4 по отношению к стволу 3. Сопло 4 установлено, в свою очередь, на наконечнике 10 ствола 3. Насадка 13 с регулировочными отверстиями 14 установлена на наконечнике 10 ствола 3. На регуляторе 15 эжектора 11 установлена опорная скоба 16.

Эжектор 11 образован осесимметричными сквозными каналами 17, выполненными в наконечнике 10 и расположенными вокруг среза ствола 3. Регулятор 15 эжектора 11 выполнен в виде установленного с возможностью вращения на насадке 13 ствола 3 регулировочного кольца 18 с отверстиями 19, взаимодействующими с регулировочными отверстиями 14 насадки 13. Ось 20 ствола 3 инструмента может быть выполнена прямолинейной или криволинейной.

Инструмент может иметь, по крайней мере, один переходник 21, соединяющий корпус-рукоятку 1 со стволом 3 через регулятор 8 расхода рабочего тела.

Наконечник 10 ствола 3 может быть выполнен съемным или как единое целое со стволом 3.

Регулировочные отверстия 14 насадки 13 и перекрывающие их отверстия 19 регулировочного кольца 18 регулятора 15 эжектора 11 могут быть выполнены осесимметрично относительно оси ствола 3.

Инструмент работает следующим образом.

Рабочее тело под заданным давлением поступает по шлангу 7 от источника высокого давления (не показано) через переходник 6 в каналы 2 магистрали подвода рабочего тела в корпус-рукоятку 1. Далее рабочее тело подается в регулятор расхода 8 рабочего тела, где поворотом регулировочной ручки 9 задается его расход. Рабочее тело с заданным расходом поступает по стволу 3 в камеру высокого давления 12 наконечника 10 и оттуда в высоконапорное рабочее сопло 4.

Истекая из высоконапорного рабочего сопла 4 рабочее тело попадает на обрабатываемую поверхность (не показано) и очищает ее от наслоений, обрастаний микроорганизмами, продуктов коррозии и т.п. При истечении струи рабочего тела из рабочего сопла 4 возникает реактивная сила, воздействующая через корпус-рукоятку 1 на оператора. Для компенсации этой реактивной силы в наконечнике 10 выполнены осесимметричные каналы 17, образующие совместно с камерой высокого давления 12 эжектор 11. Для регулирования расхода эжектора 11 инструмент снабжен регулятором 15 эжектора, выполненным в виде регулировочного кольца 18, установленного с возможностью вращения на наконечнике 10 ствола 3, с отверстиями 19, перекрывающими регулировочные отверстия 14 в насадке 13, установленной на наконечнике 10. Поворотом кольца 18 за счет взаимодействия отверстий 19 и 14 осуществляются регулировка расхода эжектора 11 и изменение его тяги в соответствии с давлением в магистрали подачи рабочего тела и заданным его расходом. Для обеспечения стабильного положения высоконапорного рабочего сопла 4 по отношению к обрабатываемой поверхности (не показано) в инструменте предусмотрена опорная скоба 16, установленная на регуляторе 15 эжектора 11. Для защиты руки оператора в инструменте предусмотрена защитная планка 5 на корпусе-рукоятке 1. Ось 20 ствола 3 может быть выполнена как прямолинейной (фиг. 1), так и криволинейной (фиг. 4) для вывода спутной струи от работы эжектора из зоны оператора, что улучшает условия работы оператора и повышает производительность. Изгиб оси 20 ствола 3 может быть также использован для обработки геометрически сложных поверхностей и для обработки поверхностей и их элементов в труднодоступных местах.

В отдельных случаях выполнения данного инструмента он может иметь переходник 21, соединяющий ствол 3 с корпусом-рукояткой 1, и позволяющий оперативно менять стволы 3 различной конфигурации с различными, например, по характеристикам эжекторами 11, насадками 13 и т.п.

Следует обратить внимание на то, что, в отличие от аналога и прототипа, заявленный инструмент может быть использован как под водой для очистки от биологических обрастаний корпусов судов, их, гребных винтов и погружаемых конструкций, так и на суше для проведения тех или иных работ; для зачистки поверхностей и конструкций от наслоений коррозии, слоев краски, от поверхностного загрязнения от действия климатических условий и для любых иных подобных работ, в результате которых необходимо получить зачищенную поверхность для дальнейшего ее использования или обработки (шлифовки, покраски, гальванпокрытия и т.п.). Заявленная конструкция инструмента позволяет это сделать.

Таким образом, заявленный инструмент прост и надежен в эксплуатации, обеспечивает необходимую безопасность оператора при работе с ним, повышает качество и эффективность проводимых работ, а также позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых с его помощью поверхностей. Заявленный инструмент изготавливается из традиционных конструкционных материалов по традиционным технологиям в условиях серийного производства.

Изобретение относится к технологии гидродинамической очистки поверхностей и может использоваться для разработки инструментов для очистки надводных и подводных поверхностей различных сооружений. Инструмент имеет корпус-рукоятку с каналами магистрали подвода рабочего тела. Ствол соединен с корпусом-рукояткой. Высоконапорное рабочее сопло соединено со стволом. Инструмент имеет защитную планку на корпусе-рукоятке, на которой размещен переходник. Шланг соединяет каналы магистрали через переходник с источником высокого давления. Регулятор расхода рабочего тела с регулировочной ручкой установлен на корпусе-рукоятке и включен в магистраль. Наконечник установлен на свободном конце ствола с образованием эжектора и камеры высокого давления за срезом ствола со стороны размещения рабочего сопла по отношению к стволу. Сопло установлено на наконечнике ствола. Насадка с регулировочными отверстиями находится на наконечнике ствола. Опорная скоба размещена на регуляторе эжектора. Эжектор образован осесимметричными сквозными каналами, выполненными в наконечнике и расположенными вокруг среза ствола. Регулятор эжектора выполнен в виде установленного с возможностью вращения на насадке ствола регулировочного кольца с отверстиями, взаимодействующими с регулировочными отверстиями насадки. Ось ствола инструмента является прямолинейной или криволинейной. Технический результат реализации изобретения заключается в упрощении конструкции, повышении надежности инструмента, повышении качества и эффективности проводимых с его помощью работ, повышении безопасности для оператора при работе с ним и расширении функциональных возможностей инструмента при его использовании. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Гидродинамический безреактивный инструмент для очистки поверхностей, содержащий корпус-рукоятку с каналами магистрали подвода рабочего тела, ствол, соединенный с корпусом-рукояткой, высоконапорное рабочее сопло, соединенное со стволом, эжектор, установленный на стволе, защитную планку, переходник, установленный на корпусе-рукоятке, и шланг, соединяющий каналы магистрали подвода рабочего тела, корпуса-рукоятки через ее переходник с источником высокого давления, отличающийся тем, что он снабжен регулятором расхода рабочего тела с регулировочной ручкой, установленным на корпусе-рукоятке и включенным в магистраль подачи рабочего тела, наконечником, установленным на свободном конце ствола с образованием эжектора и камеры высокого давления за срезом ствола со стороны размещения высоконапорного рабочего сопла по отношению к стволу, установленного, в свою очередь, на наконечнике ствола, насадкой с регулировочными отверстиями, установленной на наконечнике ствола, регулятором эжектора и установленной на нем опорной скобой, при этом эжектор образован осесимметричными сквозными каналами, выполненными в наконечнике и расположенными вокруг среза ствола, а регулятор эжектора выполнен в виде установленного с возможностью вращения на насадке ствола регулировочного кольца с отверстиями, взаимодействующими с регулировочными отверстиями насадки, причем ось ствола инструмента выполнена прямолинейной или криволинейной. 2. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что он снабжен, по крайней мере, одним переходником, соединяющим корпус-рукоятку со стволом через регулятор расхода рабочего тела. 3. Инструмент по п.1, отличающийся тем, что наконечник ствола выполнен съемным или как единое целое со стволом. 4. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что регулировочные отверстия насадки и перекрывающие их отверстия регулировочного кольца регулятора эжектора выполнены осесимметрично относительно оси ствола.