УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОЧИСТКИ КОРПУСА СУДНА Российский патент 2019 года по МПК B63B59/08 B23K26/38 

Описание патента на изобретение RU2702884C1

Изобретение относится к технологии лазерной обработки материалов и может быть использовано в различных технологических процессах, а именно нагрев, очистка, резка, создание аморфных слоев.

Известно устройство электрогидродинамической очистки подводной поверхности судов, относящееся к области защиты корпусов судов, а также гидротехнических сооружений от биологического обрастания, содержащее две гидравлически сообщающиеся трубы малого и большого диаметра с поршнями, внешний конец трубы меньшего диаметра снабжен днищем, выполненным в форме полусферы, в фокусе которой установлены разрядные электроды, а с внешней стороны трубы большего диаметра установлено щелевидное сопло (см. патент RU № 2438916, МПК В63В59/08, В63С11/52, 2012 г.).

Недостатком этого устройства является сложность его позиционирования относительно очищаемой поверхности, поскольку очистка идет жидкостью – продуктом электрогидравлического эффекта, что в водной среде приводит к проявлениям реактивного эффекта.

В качестве ближайшего аналога принято устройство для лазерной очистки, содержащее корпус с размещенным внутри лазером и отверстием-соплом для вывода лазерного излучения, являющийся наиболее близким к заявляемому изобретению и принятый за прототип (https://www.laser-bulat.ru/products/lasersystems/htf-clean/, [электронный ресурс] дата обращения 15.10.2018). Устройство представляет собой моноблок, содержащий в себе лазерный источник и все органы управления. Лазерное излучение проходит через объектив и падает на обрабатываемую поверхность.

Недостатком этого технического решения является невозможность работы под водой.

Основной задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение возможности очистки корпусов судов под водой.

Технический результат заявляемого устройства заключается в обеспечении возможности его работы под водой, при упрощении его позиционирования над очищаемой поверхностью.

Поставленная задача решается тем, что устройство для лазерной очистки корпуса судна, содержащее контейнер с отверстием для вывода лазерного излучения и лазер, отличается тем, что контейнер выполнен герметичным, снабжен фокусирующей и сканирующей системой, выходное отверстие которой, выполнено как щелевидный конфузор, причем контейнер установлен на телеуправляем необитаемом подводном аппарате, его фокусирующая и сканирующая система посредством оптоволокна сообщена с лазером, установленным на борту судна, причем полость конфузора, сообщена посредством гибкого шланга с источником сжатого воздуха, установленного на борту судна, кроме того, сканирующая система выполнена, с возможностью формирования лазерного излучения по длине щелевидного конфузора.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленного технического решения с существенными признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом совокупность признаков отличительной части формулы изобретения обеспечивает возможность работы под водой, при упрощении его позиционирования над очищаемой поверхностью, причем отличительные признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение нижеследующего комплекса функциональных задач.

Признаки, указывающие, что «контейнер выполнен герметичным, снабжен фокусирующей и сканирующей системой» исключают заполнение корпуса водой и прямое взаимодействие с ней лазерного излучения.

Признаки, указывающие, что сканирующая система «выходное отверстие которой выполнено как щелевидный конфузор» обеспечивают уменьшение поперечного сечения выходного отверстия, что упрощает организацию газовой «оболочки» в его полости, при условии подачи в него газа от источника газа.

Признаки, указывающие, что «контейнер установлен на телеуправляем необитаемом подводном аппарате» обеспечивают возможность работы устройства лазерной очистки под водой дистанционно.

Признаки, указывающие, что «фокусирующая и сканирующая система посредством оптоволокна сообщена с лазером, установленным на борту судна» обеспечивают возможность изолирования лазерного излучения от воздействия воды.

Признаки, указывающие, что «полость конфузора, сообщена посредством гибкого шланга с источником сжатого воздуха, установленного на борту судна» обеспечивают в конфузоре давление несколько большее давления воды на глубине, что предотвращает попадание жидкости внутрь конфузора при работе под водой.

Признаки, указывающие, что «сканирующая система выполнена, с возможностью формирования лазерного излучения по длине щелевидного конфузора» позволяют повысить производительности устройства за счет придания щелевидности пятну лазерного излучения.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено устройство для лазерной очистки.

На чертежах показаны лазер 1, оптоволокно 2, герметичный контейнер 3, фокусирующая система 4, сканирующая система 5, защитное стекло 6, щелевидный кожух 7, плоская щель 8, сфокусированное лазерное излучение 9, газовая оболочка 10, обрабатываемая поверхность 11, персональный компьютер 12, кабель управления контроллером 13, контроллер 14, кабель управления системой сканирования лазерного луча 15, источник сжатого воздуха (пневматическая магистраль судна) 16, гибкий шланг 17, телеуправляемый необитаемый подводный аппарат 18.

Устройство состоит из надводной и подводной частей.

Надводная часть устройства состоит из корпуса, выполненного герметичным и служащего для размещения лазера 1, работающего в импульсном режиме, кабельных вводов (на чертежах не показаны) для питания лазера электроэнергией и оптоволокна 2 длиной от 10 до 100 метров, для управления режимом сканирования лазерного луча, по кабелю управления 13 подключен контроллер 14 с персональным компьютером 12.

Подводная часть устройства состоит из телеуправляемого необитаемого подводного аппарата 18 с установленным герметичным контейнером 3 внутри которого находится фокусирующая система 4 и сканирующая система (сканатор) 5 с защитным стеклом 6 прозрачным для лазерного излучения, и щелевидным кожухом 7 с плоской щелью 8, через которую выводится сфокусированное лазерное излучение 9 на обрабатываемую поверхность 11. Причем к щелевидному кожуху 7 подключен источник сжатого воздуха 16 (пневматическая магистраль судна) с помощью гибкого шланга 17.

Работает устройство следующим образом.

Предварительно осуществляют подготовку устройства лазерной очистки к работе. Для этого на палубе судна устанавливают лазер 1, контроллер 14 и персональный компьютер 12. Лазер 1 соединяют с фокусирующей системой 4 с помощью оптоволокна 2. Контроллер 14 подключают к сканирующей системе 5 и к персональному компьютеру 12 с помощью кабелей управления 13 и 15 соответственно. Щелевидный кожух 7 подключают к источнику сжатого воздуха 16 с помощью гибкого шланга 17. Герметичный контейнер 3 с элементами «устройства» размещают на телеуправляемом необитаемом подводном аппарате 18 и погружают под воду, предварительно создав давление сжатого воздуха в щелевидном кожухе 7 от 6 до 16 бар. Включают питание лазера 1 и персонального компьютера 12. Программно устанавливают заданный режим сканирования лазерного луча и частоту импульсов лазерного излучения.

Телеуправляемый необитаемый подводный аппарат 18 с герметичным контейнером 3 ориентируют (позиционируют) в воде таким образом, чтобы плоская щель 8 находилась над обрабатываемой поверхностью 11 на расстоянии от 2 до 10 мм. Включают импульсное лазерное излучение на лазере 1 и перемещают телеуправляемый необитаемый подводный аппарат 18 в заданном направлении над обрабатываемой поверхностью 11. Сфокусированный сканирующий в плоской щели 8 лазерный луч 9, находясь в области воздушного (газового) пузыря 10, попадает на обрабатываемую поверхность 11 и в режиме абляции удаляет биообрастатели.

Похожие патенты RU2702884C1

название год авторы номер документа
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ МОДУЛЬ МЛМ (КОМПЛЕКС) 2021
  • Метляев Дмитрий Дмитриевич
  • Романов Роман Евгеньевич
  • Гвоздев Сергей Викторович
  • Белых Александр Дмитриевич
  • Балабанов Сергей Сергеевич
  • Дубровский Владимир Юрьевич
  • Емельянов Константин Андреевич
  • Красюков Александр Григорьевич
  • Масленников Роман Вячеславович
  • Малышкин Илья Александрович
  • Мочалов Анатолий Владимирович
  • Пазюк Степан Владимирович
  • Смирнов Геннадий Васильевич
RU2769194C1
ПОГРУЖАЕМАЯ ПЛАТФОРМА-ТРАНСФОРМЕР И РОБОТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОДВОДНЫХ РАБОТ 2010
  • Есаулов Евгений Игоревич
  • Култыгин Евгений Юрьевич
  • Гуркин Вячеслав Федорович
  • Черников Сергей Григорьевич
  • Глущенко Михаил Юрьевич
  • Белотелов Дмитрий Вадимович
  • Фофанов Дмитрий Викторович
  • Захаров Арсений Викторович
RU2438914C1
КОМБИНИРОВАННЫЙ ПОДВОДНЫЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС 2022
  • Аскералиев Агамирзе Аскералиевич
  • Подкользин Алексей Валерьевич
  • Скакун Алексей Николаевич
  • Морозов Артем Александрович
  • Марков Александр Сергеевич
  • Котомкин Семен Владимирович
  • Дмитриев Андрей Александрович
  • Фирсанов Сергей Владимирович
  • Тоницой Антон Олегович
  • Кашанина Александра Алексеевна
RU2809785C1
БЫСТРОХОДНОЕ СПАСАТЕЛЬНОЕ СУДНО 2023
  • Овчинников Алексей Викторович
  • Марков Александр Сергеевич
  • Поплутин Игорь Александрович
  • Берков Юрий Алексеевич
  • Агеев Антон Сергеевич
RU2798921C1
ПОДВОДНЫЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС 2010
  • Есаулов Евгений Игоревич
  • Култыгин Евгений Юрьевич
  • Гуркин Вячеслав Федорович
  • Черников Сергей Григорьевич
  • Глущенко Михаил Юрьевич
  • Белотелов Дмитрий Вадимович
  • Фофанов Дмитрий Викторович
  • Захаров Арсений Викторович
RU2446983C2
ГЛУБОКОВОДНЫЙ ДОБЫЧНОЙ КОМПЛЕКС И ТЕЛЕУПРАВЛЯЕМЫЙ ПОДВОДНЫЙ РОБОТ 2002
  • Шестаченко Ф.А.
  • Маракуца Г.С.
  • Тетюхин В.В.
  • Львович Ю.А.
  • Ястребов В.С.
  • Човушян Э.О.
  • Терехов А.Н.
  • Каплун Ф.В.
  • Хервиг Кнут
RU2214510C1
Малогабаритный телеуправляемый подводный аппарат 2021
  • Чернявец Владимир Васильевич
RU2775894C1
Комплекс для осуществления подводных работ 2022
  • Чернявец Владимир Васильевич
RU2785237C1
Подводный робототехнический комплекс 2015
  • Чернявец Владимир Васильевич
RU2609618C1
ПОДВОДНЫЙ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС 2014
  • Чернявец Владимир Васильевич
  • Зеньков Андрей Федорович
  • Бродский Павел Григорьевич
  • Руденко Евгений Иванович
  • Леньков Валерий Павлович
RU2563074C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 702 884 C1

Реферат патента 2019 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОЧИСТКИ КОРПУСА СУДНА

Изобретение относится к устройству для лазерной очистки корпуса судна. Устройство содержит контейнер с отверстием для вывода лазерного излучения и лазер. Контейнер выполнен герметичным с фокусирующей и сканирующей системой, выходное отверстие которой выполнено как щелевидный конфузор. Контейнер установлен на телеуправляемом необитаемом подводном аппарате. Фокусирующая и сканирующая система посредством оптоволокна сообщена с лазером, установленным на борту судна. Полость конфузора сообщена посредством гибкого шланга с источником сжатого воздуха, установленного на борту судна. Сканирующая система выполнена с возможностью формирования лазерного излучения по длине щелевидного конфузора. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности работы под водой при упрощении позиционирования устройства над очищаемой поверхностью. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 702 884 C1

Устройство для лазерной очистки корпуса судна, состоящее из надводной и телеуправляемой подводной частей, при этом надводная часть содержит лазер и источник сжатого воздуха, устанавливаемые на борту судна, а телеуправляемая подводная часть содержит фокусирующую и сканирующую системы, сообщенные с лазером посредством оптоволокна, и герметичный контейнер с щелевидным кожухом, в котором выполнена плоская щель для вывода лазерного излучения, при этом фокусирующая и сканирующая системы установлены в упомянутом контейнере, а полость плоской щели сообщена посредством гибкого шланга с источником сжатого воздуха, причем сканирующая система выполнена с возможностью формирования лазерного излучения по длине плоской щели.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2702884C1

RU2016123158 A, 14.12.2017
Многофункциональный комплекс для выполнения подводно-технических работ 2017
  • Карташев Владимир Александрович
RU2653527C1
RU 2016123158 A, 14.12.2017
US 20170081000 A1, 23.03.2017
US 5852984 A1, 29.12.1998
JP 2011016153 A,27.01.2011
JP 8103882 A, 23.04.1996
JP 2005081368 A, 31.03.2005
JP 9010980 A, 14.01.1997
JP 7001171 A, 06.01.1995
JP 8206869 A, 13.08.1996.

RU 2 702 884 C1

Авторы

Кульчин Юрий Николаевич

Саланин Денис Алексеевич

Субботин Евгений Петрович

Никитин Александр Иванович

Пивоваров Дмитрий Сергеевич

Яцко Дмитрий Сергеевич

Костянко Артем Алексеевич

Даты

2019-10-11Публикация

2018-12-28Подача