RU2098315C1

RU2098315C1 - Device for cleaning underwater surfaces of ship's hulls

Info

Publication number: RU2098315C1
Application number: RU96119502A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Александрович Ватутин
Original assignee: Анатолий Александрович Ватутин
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1996-09-30
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: shipbuilding and ship-repairing; technological equipment for cleaning underwater surfaces of ship's hulls. SUBSTANCE: according to first version of invention, device has housing, hydraulic pump, cavitation nozzles, hydraulic distributor and water-jet nozzles mounted for motion of device in water in different directions. Device is provided with sealing units with disk-type brushes secured on them. Drive cavitation nozzles may be fitted on lateral surfaces of disk-type brushes at controllable angle. Disk-type brushes may be inclined to one side or to opposite sides; provision is made for fixation of preset angle of inclination relative to vertical axes, thus providing for self-motion of device in different directions relative to surface to be cleaned. According to second version of invention, device is provided with propellers instead of disk-type brushes for motion of device over surface being cleaned. EFFECT: enhanced efficiency. 6 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к технологии судостроения и судоремонта, касаясь конструирования технологического оборудования для очистки подводных поверхностей корпусов судов. The invention relates to the technology of shipbuilding and ship repair, relating to the design of technological equipment for cleaning underwater surfaces of ship hulls.

Известно устройство для очистки подводных поверхностей корпусов судов, содержащее корпус, гидронасос, приводные кавитирующие сопла, гидравлический распределитель, а также ведомые сопла, установленные на корпусе для обеспечения перемещения устройства в воде в различных направлениях (US, патент N 5048445, кл. B 63 B 59/00, 1991). A device is known for cleaning the underwater surfaces of ship hulls, comprising a hull, a hydraulic pump, driving cavitation nozzles, a hydraulic distributor, as well as driven nozzles mounted on the hull to allow the device to move in water in different directions (US Patent No. 5048445, class B 63 B 59/00, 1991).

Однако оно обладает низкой производительностью очистки. However, it has poor cleaning performance.

Технический результат от реализации группы изобретений состоит в повышении производительности очистки подводных поверхностей корпусов судов. The technical result from the implementation of the group of inventions is to increase the cleaning performance of the underwater surfaces of the hulls.

Этот технический результат при реализации изобретения по первому варианту состоит в том, что описываемое устройство, содержащее корпус, гидронасос, приводные кавитирующие сопла, гидравлический распределитель, а также водометные сопла, установленные для обеспечения перемещения устройства в воде в различных направлениях, снабжено уплотнительными узлами, на которых укреплены дисковые щетки, упомянутые приводные кавитирующие сопла имеют возможность установки под регулируемым углом на боковых поверхностях дисковых щеток, а последние установлены с возможностью их наклона в одну или разные стороны и с возможностью фиксации заданного угла наклона относительно вертикальных осей, обеспечивая самостоятельное перемещение устройства в различных направлениях относительно очищаемой поверхности судна. This technical result when implementing the invention according to the first embodiment, consists in the fact that the described device, comprising a housing, a hydraulic pump, driving cavitation nozzles, a hydraulic distributor, and also water-jet nozzles installed to ensure the device moves in water in different directions, is equipped with sealing units, on which reinforced disc brushes, said driving cavitation nozzles have the ability to be installed at an adjustable angle on the side surfaces of the disc brushes, and the latter anovleny with the possibility of inclination in one or opposite directions and with the possibility of fixing the predetermined angle of inclination relative to the vertical axis, ensuring independent movement of the device in various directions relative to the surface being cleaned vessel.

Такое устройство может быть выполнено с гидроцилиндрами, которые через шарнир могут быть соединены с уплотнительными узлами, которые могут быть шарнирно укреплены в опорах на параллельных осях на корпусе с возможностью поворота относительно шарниров, расположенных в одной вертикальной плоскости. Such a device can be made with hydraulic cylinders, which through a hinge can be connected to sealing units, which can be pivotally mounted in supports on parallel axes on the housing with the possibility of rotation relative to hinges located in one vertical plane.

Кроме того, корпус такого устройства может быть выполнен из двух частей, соединенных подвижным шарниром в центральной части и снабжен подвижной винтовой передачей, с двух сторон шарнирно закрепленной на подшипниковых опорах каждой части корпуса и расположенной перпендикулярно шарнирному соединению последнего, а уплотнительные узлы могут быть размещены в шарнирных опорах с соосными осями на каждой части корпуса. In addition, the housing of such a device can be made of two parts connected by a movable hinge in the central part and equipped with a movable helical gear, pivotally mounted on the bearings of each part of the housing on both sides and located perpendicular to the hinge of the latter, and the sealing units can be placed in articulated bearings with coaxial axes on each part of the housing.

Кроме того, угол наклона дисковых щеток может составлять ±15^o.In addition, the angle of inclination of the disk brushes can be ± 15 ^o .

При реализации описанного изобретения по второму варианту вышеуказанный технический результат от внедрения изобретения достигается тем, что описываемое устройство для очистки подводных поверхностей корпусов судов, содержащее корпус, гидронасос, приводные кавитирующие сопла, гидравлический распределитель, а также водометные сопла, установленные на корпусе для обеспечения перемещения устройства в воде в различных направлениях, выполнено с уплотнительными узлами, которые снабжены вращаемыми гребными винтами со ступицами, нижняя часть которых выполнена в виде сферических опор с шаровыми подшипниками в центральной части, а на краях лопастей в районе выходных кромок установлены прямоугольные приводные кавитирующие сопла. When implementing the described invention according to the second embodiment, the above technical result from the implementation of the invention is achieved by the fact that the described device for cleaning the underwater surfaces of ship hulls, comprising a hull, a hydraulic pump, driving cavitation nozzles, a hydraulic distributor, as well as water jet nozzles mounted on the hull to provide movement of the device in water in various directions, made with sealing units, which are equipped with rotary propellers with hubs, the lower part which are made in the form of spherical bearings with spherical bearings in the central part, and on the edges of the blades in the area of the outlet edges rectangular driving cavitating nozzles are installed.

На фиг. 1 схематически показан вид спереди на описываемое устройство, выполненное по первому варианту его изготовления; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 5 схематически показан вид спереди на описываемое устройство, выполненное для ручного управления по первому варианту его изготовления с корпусом, состоящим из двух частей; на фиг. 6 вид по стрелке В на фиг. 5; на фиг. 7 схематически показан вид спереди на описываемое устройство, выполненное (и показанное без трубопроводов) по второму варианту его изготовления с гребными винтами, с вырывами; на фиг. 8 узел Г на фиг. 7; на фиг. 9 разрез Д-Д на фиг. 7; на фиг. 10 принципиальная схема перемещения описываемого устройства по борту судна. In FIG. 1 schematically shows a front view of the described device, made according to the first embodiment of its manufacture; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3, section AA in FIG. 2; in FIG. 4 is a view along arrow B in FIG. 2; in FIG. 5 schematically shows a front view of the described device, made for manual control according to the first embodiment of its manufacture with a housing consisting of two parts; in FIG. 6 is a view along arrow B in FIG. 5; in FIG. 7 schematically shows a front view of the described device, made (and shown without piping) according to the second embodiment of its manufacture with propellers, with tears; in FIG. 8 node G in FIG. 7; in FIG. 9 a section DD in FIG. 7; in FIG. 10 is a schematic diagram of the movement of the described device on board the vessel.

Устройство содержит корпус 1, на котором установлены подшипниковые опоры 2. Вращающиеся дисковые щетки 3 на осях 4 установлены в подшипниковых опорах 2. На вращающихся дисках в нижней их части закреплены щетки (например, капроновый или стальной ворс 5). На цилиндрической поверхности дисков установлены под углом приводные кавитирующие сопла 6. Кавитирующие сопла 6 ввернуты в диск на резьбе с контргайкой, что позволяет изменять и фиксировать угол наклона сопел 6 для выбора оптимального режима работы. The device comprises a housing 1 on which bearing bearings 2 are mounted. Rotating disk brushes 3 on axles 4 are mounted in bearing bearings 2. Brushes are mounted on rotating disks in their lower part (for example, nylon or steel pile 5). On the cylindrical surface of the discs, cavitation nozzles 6 are mounted at an angle. The cavitation nozzles 6 are screwed into the disc with a thread with a lock nut, which allows you to change and fix the angle of inclination of the nozzles 6 to select the optimal operating mode.

На корпусе 1 установлены также гидравлический распределитель 7, к которому подключены трубопроводы 8, 9, 10 и гидроцилиндры 11, которые через шарниры 12 соединены с уплотнительными узлами 13. Питающий гидравлическую систему гидронасос на чертежах не показан. A hydraulic distributor 7 is also installed on the housing 1, to which pipelines 8, 9, 10 and hydraulic cylinders 11 are connected, which are connected through the hinges 12 to the sealing units 13. The hydraulic pump supplying the hydraulic system is not shown in the drawings.

В нижней части корпуса 1 установлены водометные сопла 14, трубопроводами связанные с распределителем 7. In the lower part of the housing 1, water-jet nozzles 14 are installed, connected by pipelines to the distributor 7.

На фиг. 5, 6 показана конструктивная схема устройства, выполненного по первому варианту для ручного управления с механизмом наклона дисковых щеток "винт гайка". Наклон осей вращения на фиг. 5, 6 выполняется в разных плоскостях, что позволяет обеспечить маневры "влево" и "вправо" иным способом (см. фиг. 10,в,е в отличие от фиг. 10,г,д). Подруливающие водометные сопла 14 на фиг. 5 и 6 условно не показаны. In FIG. 5, 6 show a structural diagram of a device made according to the first embodiment for manual control with a screw nut tilt mechanism for disk brushes. The inclination of the axes of rotation in FIG. 5, 6 is performed in different planes, which allows to provide maneuvers "left" and "right" in a different way (see Fig. 10, c, e, in contrast to Fig. 10, d, e). Thrusters water jet nozzles 14 in FIG. 5 and 6 are conventionally not shown.

Устройство на фиг. 5 и 6 содержит корпус 1, на котором установлены гидравлический распределитель 7 и ось 15. Корпус 1 выполнен из двух частей, шарнирно связанных между собой посредством оси 15 и винтовой передачей 16 (типа "талреп"). Вращающиеся дисковые щетки 3 через уплотнительные узлы 13 и через трубопроводы высокого давления 8 связаны с гидравлическим распределителем 7. Кавитирующие сопла 6 ввернуты на резьбе в цилиндрическую поверхность дисков. Части корпуса 1 (фиг. 5 и 6) и уплотнительные узлы 13 через шарниры 17 соединены между собой винтовой передачей 18. The device of FIG. 5 and 6 comprise a housing 1 on which a hydraulic distributor 7 and an axis 15 are mounted. The housing 1 is made of two parts articulated between each other by an axis 15 and a helical gear 16 (lanyard type). Rotating disk brushes 3 through sealing nodes 13 and through high pressure pipelines 8 are connected to a hydraulic distributor 7. Cavity nozzles 6 are screwed into the cylindrical surface of the disks. Parts of the housing 1 (Fig. 5 and 6) and the sealing nodes 13 through the hinges 17 are interconnected by a helical gear 18.

На фиг. 7 и 9 изображена конструктивная схема устройства, выполненного по второму варианту, при котором кавитирующие сопла 6 установлены на краю лопасти в районе выходной кромки гребного винта 19, контактирующего с поверхностью борта 20 судна (на фиг. 9 не показан) через сферическую опору. Трубопроводы высокого давления, гидравлический распределитель 7 и водометные сопла 14 на фиг. 7 и 9 условно не показаны. Устройство (фиг. 7 9) состоит из корпуса 1 с установленными на нем подшипниковыми опорами 2, в которых на осях 4 закреплены уплотнительные узлы 13. Гребные винты 19 установлены в уплотнительных узлах 13. Нижняя часть ступицы 21 гребного винта 19 выполнена в виде сферической опоры. На краях лопастей гребного винта 19 в районе выходной кромки установлены кавитирующие сопла 6. В нижней части сферической опоры на ее оси (см. фиг. 8) установлен шаровой подшипник 22. In FIG. 7 and 9 show a structural diagram of a device made according to the second embodiment, in which cavitating nozzles 6 are mounted on the edge of the blade in the region of the outlet edge of the propeller 19 in contact with the surface of the side of the vessel 20 (not shown in FIG. 9) through a spherical support. High pressure pipelines, hydraulic distributor 7, and water jet nozzles 14 in FIG. 7 and 9 are conventionally not shown. The device (Fig. 7 9) consists of a housing 1 with bearings mounted on it 2, in which the sealing units 13 are mounted on the axles 4. The propellers 19 are installed in the sealing units 13. The lower part of the hub 21 of the propeller 19 is made in the form of a spherical support . At the edges of the propeller blades 19 in the area of the outlet edge, cavitating nozzles 6 are installed. At the bottom of the spherical support, a ball bearing 22 is installed on its axis (see Fig. 8).

Описываемое устройство, выполненное по первому варианту, эксплуатируется следующим образом. The described device, made according to the first embodiment, is operated as follows.

Рабочая жидкость под давлением по трубопроводу 10 подается к распределителю 7. От распределителя 7 по трубопроводам 8, через уплотнительные узлы 13 рабочая жидкость поступает в кавитирующие сопла 6. Рабочая жидкость вырывается из сопел 6 и на своем пути разрушает и сбивает обрастание ("болянус") с поверхности борта 20 судна. Под давлением реактивной силы на соплах 6 дисковые щетки 3 начинают вращаться. Дисковые щетки 3 своим ворсом 5 под действием центробежной силы выбрасывают на периферию воду, создавая тем самым под плоскостью диска зону пониженного давления. В результате действия возникшего перепада давления на плоскости дисков последние, вращаясь, прижимаются к борту судна. Для перемещения устройства по борту судна в заданном направлении давление воды от распределителя 7 подается в соответствующие полости гидроцилиндров 11. Гидроцилиндры 11 создают заданный наклон осей вращения дисковых щеток (см. фиг. 10) и за счет разницы силы трения щеток о борт судна на каждом диске появляется сила, перемещающая устройство в заданном направлении (эффект перекатывания). The working fluid under pressure through a pipe 10 is supplied to the distributor 7. From the distributor 7 through the pipelines 8, through the sealing units 13, the working fluid enters the cavitation nozzle 6. The working fluid breaks out of the nozzles 6 and destroys and foules fouling ("bolanus") from the surface of the side 20 of the vessel. Under the pressure of the reactive force on the nozzles 6, the disk brushes 3 begin to rotate. Disk brushes 3 with their pile 5 under the action of centrifugal force eject water to the periphery, thereby creating a zone of reduced pressure under the plane of the disk. As a result of the action of the resulting pressure drop on the plane of the disks, the latter, rotating, are pressed to the side of the vessel. To move the device on board the vessel in a predetermined direction, the water pressure from the distributor 7 is supplied to the corresponding cavities of the hydraulic cylinders 11. The hydraulic cylinders 11 create a given inclination of the axis of rotation of the disk brushes (see Fig. 10) and due to the difference in the friction force of the brushes on the side of the vessel on each disk there is a force moving the device in a given direction (rolling effect).

Для перемещения устройства и для подруливания к месту работы от распределителя 7 рабочая жидкость поступает в заданные водометные сопла 14 (фиг. 2) и за счет реактивной силы перемещает устройство в нужном направлении. Для изменения режима работы устройства (скорости вращения и направления вращения дисков) сопла 6 поворачиваются в своих резьбовых отверстиях на требуемый угол и стопорятся (фиксируются) контргайками. To move the device and to taxi to the place of work from the dispenser 7, the working fluid enters the predetermined water-jet nozzles 14 (Fig. 2) and, due to the reactive force, moves the device in the desired direction. To change the operating mode of the device (speed of rotation and direction of rotation of the disks), the nozzles 6 rotate in their threaded holes to the required angle and are locked (locked) by lock nuts.

Для перемещения устройства вперед или назад (см. фиг. 5, 6 и фиг. 10,в, е) наклон осей вращающихся дисков щеток 3 осуществляется винтовой передачей 16. Для перемещения устройства влево или вправо указанные оси наклоняются винтовыми передачами 18. To move the device forward or backward (see Fig. 5, 6 and Fig. 10, c, f), the axis of the rotating disks of the brushes 3 is tilted by a screw gear 16. To move the device to the left or right, these axes are tilted by screw gears 18.

Описываемое устройство (см. фиг. 7 9), выполненное по второму варианту, эксплуатируется следующим образом. The described device (see Fig. 7 9), made according to the second embodiment, is operated as follows.

Исходное положение обе оси гребных винтов 19 расположены перпендикулярно поверхности борта 20 судна. Рабочая жидкость, вырываясь из сопел 6, под действием реактивной силы раскручивает гребные винты 19, производят при этом на своем пути очистку борта судна. Винт 19, вращаясь, прижимаются к борту судна шаровыми подшипниками 22 (фиг. 8). Устройство при этом неподвижно. Для перемещения устройства в заданном направлении по борту судна гидроцилиндры 11 производят соответствующий наклон осей винтов 19 (см. фиг. 7). При наклоне осей гребных винтов 19 их сферическая опора начинает перекатываться по борту 20 судна, перемещая при этом все устройство в нужном направлении. Угол наклона осей гребных винтов 19 находится в прямой зависимости от скорости перемещения всего устройства. The initial position of both axis of the propellers 19 are perpendicular to the surface of the side 20 of the vessel. The working fluid, breaking out of the nozzles 6, under the influence of a reactive force untwists the propellers 19, while cleaning the side of the vessel on its way. The screw 19, rotating, is pressed against the side of the vessel by ball bearings 22 (Fig. 8). The device is stationary. To move the device in a given direction along the side of the vessel, the hydraulic cylinders 11 produce a corresponding inclination of the axes of the screws 19 (see Fig. 7). When the axes of the propellers 19 are tilted, their spherical support begins to roll along the side 20 of the vessel, moving the entire device in the desired direction. The angle of inclination of the axes of the propellers 19 is directly dependent on the speed of movement of the entire device.

Claims

1. A device for cleaning the underwater surfaces of ship hulls, comprising a hull, a hydraulic pump, driving cavitation nozzles, a hydraulic distributor, as well as water jet nozzles mounted on the hull to ensure the device moves in water in different directions, characterized in that it is equipped with sealing units, on which are reinforced with disk brushes, the aforementioned drive cavitation nozzles can be installed at an adjustable angle on the side surfaces of the disk brushes, and the latter are installed with the possibility of their tilt in one or different directions and with the possibility of fixing a predetermined tilt angle relative to the vertical axes, providing independent movement of the device in different directions relative to the surface of the vessel being cleaned.

2. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with hydraulic cylinders that are connected through a hinge to the sealing units, which are pivotally mounted in supports on parallel axes on the housing with the possibility of rotation relative to the hinges located in one vertical plane.

3. The device according to claim 1, characterized in that the housing is made of two parts connected by a movable hinge in the central part, and is equipped with a movable helical gear, pivotally mounted on the bearings of each part of the housing on both sides and located perpendicular to the hinge of the latter, and sealing units are placed in articulated bearings with coaxial axes on each part of the housing.

4. The device according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the angle of inclination of the disk brushes is ± 15 ^o .

5. A device for cleaning the underwater surfaces of ship hulls, comprising a hull, a hydraulic pump, driving cavitation nozzles, a hydraulic distributor, as well as water jet nozzles mounted on the hull to ensure the device moves in water in different directions, characterized in that it is made with sealing units, which are equipped with rotary propellers with hubs, the lower part of which is made in the form of spherical bearings with ball bearings in the central part, and at the edges of the blades in the area of the exit Omoko set said drive cavitating nozzle.

6. The device according to p. 5, characterized in that it is equipped with hydraulic cylinders, which are connected through a hinge to the sealing nodes, which are pivotally mounted in supports on parallel axes on the housing with the possibility of rotation relative to the hinges located in one vertical plane.