НОСИТЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ПОДВОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ Российский патент 2003 года по МПК B63B59/08 

Изобретение относится к области судостроения и судоремонта и предназначено для доставки к подводной части корпуса судна аппаратуры и технологического инструмента, в частности для очистки подводной части корпуса судна.

В практике подводной очистки как в отечественном, так и в зарубежном судоремонте были попытки применения электромагнитов и вакуумных элементов для фиксации носителя на корпусе судна. Электромагниты в комбинации с колесами оказались неудачными, т.к. колеса стопорились при встрече со сварными швами на корпусе судна ввиду того, что сила сопротивления магнитов увеличению зазора для преодоления высоты сварного шва была значительно выше, чем усилие продольной подачи носителя. Были попытки применения электромагнитов на ленточном трапе (гусеничный вариант), однако и эта попытка оказалась неудачной, потому что требовалось большое количество электромагнитов и сложная система коммутации тока при их последовательном переключении в условиях окружающей воды, а также сложная кинематика.

Вакуумные "присоски" на корпусе очищаемого судна неэффективны, т.к. сплошность его корпуса нарушается в отдельных местах водозаборными решетками, где вакуумные "присоски" не действуют.

Известно "Устройство для подводной очистки судов и погруженных конструкций" по патенту 2076824, МПК 6 В 63 В 59/00, 10.04.1997 г. Устройство содержит несущую раму, снабженную зачистным механизмом, соединенным через высоконапорный шланг с надводным постом управления и водяной насосной станцией, а также блоками плавучести, колесами для передвижения по обрабатываемой поверхности и прижимным движителем. Зачистной механизм выполнен многосекционным, каждая секция зачистного механизма выполнена с независимой от других секций подвесной. Устройство снабжено генераторами кавитирующей струи и механизмами прижима секции к обрабатываемой поверхности, дополнительно снабжено маршевыми движителями, масляной насосной станцией и блоком управления, соединенными электрическим кабелем с надводным постом управления, причем маршевые и прижимные движители выполнены винтовыми, а двигатели их - гидравлическими с масляной насосной станцией.

Устройство имеет существенные недостатки:
- при винтовых движителях прижима носителя к корпусу и перемещения его вдоль корпуса невозможно добиться строгой фиксации носителя на корпусе и его равномерного перемещения строго по курсу, что приводит к снижению эффективности подводной очистки;
- носитель для перемещения и удержания возле корпуса использует гидродвигатели и гидравлическую станцию, что увеличивает массо-габаритные характеристики носителя;
- носитель ориентирован исключительно на кавитационный метод очистки, который обладает низкой производительностью, но зато очищает корпус до чистого металла, что недопустимо для профилактической подводной очистки, когда надо удалить только выступающие продукты обрастания, но сохранить действующее лакокрасочное покрытие.

Основными задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются следующие:
- повышение строгости фиксации и удержания курса в процессе движения носителя, а также при поворотах, что является непременным условием повышения эффективности очистки и других технологических операций;
- повышение надежности носителя за счет уменьшения количества коммутирующих элементов, обеспечивающих движение, прижим и маневрирование носителя, а также за счет уменьшения каналов подачи энергоносителя, в частности высоконапорных шлангов, которые подвержены истиранию, резким перегибам и т.п.;
- снижение энергопотребления и массогабаритных характеристик.

Для решения перечисленных задач предлагается носитель выполнить с копирным механизмом, который перемещает и фиксирует носитель на очищаемой поверхности. Копирный механизм закреплен на раме и состоит из расположенной на оси крестовины со штангами. К концам штанг присоединены электромагниты и копиры с желобами. Пальцы, закрепленные на штангах, выполнены с возможностью скольжения в желобах копира и совершения возвратно-поступательного и одновременно вращательного движения относительно оси. Траектория движения штанг задана неподвижными желобами копира копирного механизма и пазами, расположенными на вращающейся крестовине. Пальцы штанг выполнены с возможностью одновременного перемещения в пазах крестовины. Ось вращения штанги соединена с электродвигателем через электромагнитную муфту, при этом электромагниты выполнены с возможностью переключения на них тока при касании очередным по ходу движения электромагнитом очищаемой поверхности.

Носитель ориентирован на виброгидравлический метод очистки либо для несения телевизионной аппаратуры для обследования, поэтому никаких других видов энергии кроме электрической по фидер-тросу подавать не надо, чем повышается надежность носителя. Для обеспечения подачи воды под давлением 0,2-0,6 МПа на рабочие очистные элементы на носителе устанавливается электронасосный агрегат, потребляющий забортную воду, и отпадает необходимость в высоконапорных шлангах.

Количество коммутирующих элементов снижено, они необходимы только для управления электромагнитными муфтами и электромагнитами стоп. Таким образом, повышается надежность носителя.

На приведенном чертеже изображено предлагаемое устройство, где использованы следующие обозначения:
1 - электромагнит;
2 - ось;
3 - палец;
4 - паз крестовины;
5 - направляющий желоб копира;
6 - штанга;
7 - крестовина.

Предлагаемый носитель технологического инструмента работает следующим образом:
Траектория движения штанг 6 задается копирным механизмом, состоящим из направляющего коробчатого желоба 5 на раме носителя и пальцев 3, перпендикулярно расположенных на штангах 6.

Пальцы 3, имеющие втулки для обкатывания, одновременно движутся в направляющих желобах копира 5 и пазах крестовины 4, жестко соединенной с осью 2 и вращающейся вместе с этой осью.

При этом траектория движения электромагнитных "стоп" 1 обеспечивает постоянное отстояние рамы от обшивки корпуса судна, а также свободное преодоление выступающих сварных швов.

С постановкой "стопы", находящейся впереди по направлению движения, происходит переключение тока на электромагнит этой "стопы" и отключение электромагнита "стопы", заканчивающей движение вблизи обшивки.

Ось поворачивает штангу со "стопой", обеспечивая поступательное движение рамы носителя вперед или назад (в зависимости от назначенной оператором стороны движения), при этом штанга изменяет свою длину по программе копира, обеспечивая неизменным клиренс до тех пор, когда следующая по направлению движения "стопа" не коснется обшивки корпуса, при этом происходит очередное переключение магнитов с помощью электронного коммутатора и все повторяется без остановки движения строго по курсу. Магнит промышленного изготовления одной "стопы" при массе 7 кг обеспечивает при зазоре в 5 мм прижимное усилие 7000 Н, а три "стопы", одновременно участвующие в работе", развивают при том же зазоре усилие в 21000 Н, как показала экспериментальная проверка, при этом на вертикальных поверхностях боковое скольжение отсутствовало, носитель двигался плавно по курсу при общей массе полностью оборудованного для очистки экспериментального носителя 480 кг и реакции свисающей петли фидер-троса 600 Н. Общую массу установки можно снизить в 1,5 раза при замене стали на легкие сплавы в конструкциях рамы, крестовины, штанг и отсеков плавучести.

Изобретение относится к судостроению и судоремонту, касаясь доставки к подводной части корпуса судна аппаратуры и технологического инструмента, в частности для очистки подводной части корпуса судна. Носитель технологического инструмента для подводно-технических работ содержит несущую раму, плавучести, ведущие механизмы, двигатель, подводный узел коммутации, соединенный с надводным постом оператора. Носитель выполнен с копирным механизмом для перемещения и фиксации носителя на очищаемой поверхности. Копирный механизм закреплен на раме и состоит из расположенной на оси крестовины со штангами, к концам которых шарнирно присоединены электромагниты, и копира с желобами. Пальцы, закрепленные на штангах, выполнены с возможностью скольжения в желобах копира и совершения возвратно-поступательного и одновременно вращательного движения относительно оси. Траектория движения штанг задана неподвижными желобами копира копирного механизма и пазами, расположенными на вращающейся крестовине. Пальцы штанг выполнены с возможностью одновременного перемещения в пазах крестовины. Ось вращения штанги соединена с электродвигателем через электромагнитную муфту. Электромагниты выполнены с возможностью переключения на них тока при касании очередным по ходу движения электромагнитом очищаемой поверхности. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности выполнения технологических операций и надежности носителя, а также в снижении энергопотребления и массогабаритных характеристик носителя. 1 ил.

Носитель технологического инструмента для подводно-технических работ, включающий несущую раму, плавучести, ведущие механизмы, двигатель, подводный узел коммутации, соединенный с надводным постом оператора, отличающийся тем, что носитель выполнен с копирным механизмом для перемещения и фиксации носителя на очищаемой поверхности, при этом копирный механизм закреплен на раме и состоит из расположенной на оси крестовины со штангами, к концам которых шарнирно присоединены электромагниты, и копира с желобами, при этом пальцы, закрепленные на штангах, выполнены с возможностью скольжения в желобах копира и совершения возвратно-поступательного и одновременно вращательного движения относительно оси, причем траектория движения штанг задана неподвижными желобами копира копирного механизма и пазами, расположенными на вращающейся крестовине, при этом пальцы штанг выполнены с возможностью одновременного перемещения в пазах крестовины, а ось вращения штанги соединена с электродвигателем через электромагнитную муфту, при этом электромагниты выполнены с возможностью переключения на них тока при касании очередным по ходу движения электромагнитом очищаемой поверхности.