<Desc/Clms Page number 1>
WERKWIJZE EN APPARAAT VOOR HET BEHANDELEN VAN ONDERWATER
EMI1.1
LIGGENDE OPPERVLAKKEN LIGGENDE OPPERVLAKKEN
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een apparaat voor het behandelen van vlakke en gebogen onderwater liggende oppervlakken, zoals de romp van een schip of de onderbouw van een offshore platform.
De werkwijze en het apparaat volgens de uitvinding zijn hoofdzakelijk bestemd voor het verwijderen of afschuren van biologische aangroei of voor het polijsten van genoemde oppervlakken, door middel van ten minste een roterend cirkelvormig behandelingselement dat aan een verplaatsbaar frame gebonden is.
Voor het behandelen van onderwater liggende strukturen, worden meestal schijfvormige snel draaiende stalen borstels of schrapers gebruikt.
Door de snelle rotatie van de behandelingselementen ontstaat er een onderdruk tussen het te behandelen oppervlak en de behandelingselementen. Deze onderdruk wordt veroorzaakt door het centrifugaal effect van de draaiende behandelingselementen in het water.
Deze onderdruk resulteert in een zuigkracht tussen het apparaat, waaraan de behandelingselementen
<Desc/Clms Page number 2>
gehecht zijn, en het te behandelen oppervlak, zodat het apparaat krachtig tegen dit oppervlak wordt aangedrukt.
De grootte van de zuigkracht is functie van verschillende faktoren, zoals het toerental van de behandelingselementen, de diameter van deze elementen, de afstand tussen de behandelingselementen en het te behandelen oppervlak, de structuur en de ruwheid van de behandelingselementen en van het te reinigen oppervlak.
Wanneer echter deze factoren een maal bepaald worden, kunnen zij niet meer veranderd worden tijdens het in werking zijn van het apparaat. Dit wil zeggen dat de aanzuigkracht van het apparaat niet kan geregeld worden in functie van de ogenblikkelijke omstandigheden, zoals het type van aangroei, de ruwheid van het te behandelen oppervlak, het type van verf- of beschermlaag van het oppervlak, enz...
In de bestaande systemen kan de aanzuigkracht inderdaad slechts beinvloed worden ofwel door de diameter van de behandelingselementen te veranderen, ofwel door het toerental van deze elementen te varieren, ofwel door de ruwheid van de borstels of schrapers te modificeren, of nog door in te werken op de afstand tussen de behandelingselementen en het te behandelen oppervlak.
Door het wijzigen van elk van deze factoren, wordt echter de efficiente werking van het apparaat gereduceerd. Dit betekent dat de oppervlakte die per uur kan behandeld worden en de kwaliteit van de behandeling nadelig beinvloed worden :
<Desc/Clms Page number 3>
door het verkleinen van de diameter van het behandelingselement, vermindert de behandelde oppervlakte en ontstaat, bij een apparaat dat voorzien is van meerdere behandelingselementen, een niet gereinigde strook, daar de behandelingselementen elkaar niet meer overlappen, omwille van hun geringe diameter ; door het verlagen van het toerental van de behandelingselementen, wordt de reinigingssnelheid sterk gereduceerd ;
bij het vergroten van de afstand tussen een borstelschijf en een te behandelen oppervlak, dienen de borstelharen verlengd te worden, waardoor
EMI3.1
deze gemakkelijk platgedrukt worden ;door het verminderen van het aantal haren per borstel verandert wel de aanzuigkracht, maar de
EMI3.2
efficientie de standtijd ook Een eenvoudige manier om de aanzuigkracht tussen het te behandelen oppervlak en de behandelingselementen te beinvloeden zonder de efficientie van het apparaat aan te tasten is dus niet beschikbaar, alhoewel het aanpassen van de aanzuigkracht aan ogenblikkelijke omstandigheden zoals de dikte en het type van de te verwijderen aangroei van belang is om de onderliggende verflagen, bij voorbeeld op de romp van een schip, niet af te schuren of te beschadigen.
Bovendien verhoogt het aanpassen van de aanzuigkracht aan de ogenblikkelijke omstandigheden, de
<Desc/Clms Page number 4>
handelbaarheid van het apparaat in aanzienlijke mate, waardoor dit apparaat efficiënter wordt.
Een ander probleem dat zich voordoet bij het reinigen van onderwater liggende oppervlakken met een borstelmachine is de oneffenheid van dit oppervlak.
Oneffenheden bestaan vooral aan de lassen die de verschillende platen van de romp van een schip verbinden.
Om efficient te reinigen moet de borstelschijf elke willekeurige positie innemen zodat ze, in het ideale geval, tangentiaal aan het te reinigen oppervlak aanligt.
Ook is het van belang dat het apparaat zieh kan bewegen over oppervlakken met grote krommingen, zodat ook op deze plaatsen de biologische aangroei kan verwijderd worden.
Het feit dat, door de slijtage van de borstelharen, de afstand tussen de borstelschijf en het te behandelen oppervlak vermindert is ook van belang.
Deze slijtage moet liefst kunnen opgevangen worden.
In bekende apparaten die voorzien zijn met meerdere borstels worden deze laatste aan een aandrijfmechanisme verbonden door middel van flexibele koppelingen opgesteld op veren. Deze veren hebben een kracht-verdelende functie en de kracht die zij uitoefenen is tegengesteld aan de bovengenoemde zuigkracht. Dit betekent dat deze veren een gedeelte van de zuigkracht overbrengen op het frame van het apparaat. De kracht waarmee het apparaat aldus tegen het te behandelen oppervlak wordt gedrukt is gelijk aan
<Desc/Clms Page number 5>
het verschil tussen de zuigkracht en de trekkracht van de veren. De constante van de veren is echter een constructief gegeven, zodat de trekkracht van de veren niet regelbaar is, wat ook betekent dat de aandrukkracht van het apparaat tegen het oppervlak niet regelbaar is, vermits ook de zuigkracht constant is.
Een bijkomend nadeel van met veren voorziene apparaten bestaat erin dat de ligging van elke borstel verschillend is omwille van de krommingen en van de oneffenheden van het te behandelen oppervlak. Hierdoor wijkt elk van de veren op een verschillende manier uit waardoor, telkens verschillende verkrachten, dus ook verschillende aandrukkrachten ontstaan. Elke borstel gedraagt zieh dus verschillend van de andere en het effect van elke borstel op de te verwijderen biologische aangroei en op de verf van het te behandelen oppervlak is verschillend.
De huidige uitvinding betreft een werkwijze en een apparaat die de bovengenoemde nadelen niet vertonen en die het behandelen van oppervlakken met een grote kromtestraal mogelijk maken.
Met de werkwijze en het apparaat volgens de uitvinding is de aandrukkracht van de behandelingselementen op het te behandelen oppervlak traploos regelbaar, zonder gereedschappen of hulpmiddelen, ook tijdens het in werking zijn van het apparaat, waarbij genoemde aandrukkracht onafhankelijk is van de variatie van de behandelingselementen (borstels of schrapers).
In de werkwijze en het apparaat volgens de uitvinding is de aandrukkracht niet alleen traploos
<Desc/Clms Page number 6>
regelbaar, maar blijft ook constant, ongeacht de stand van de behandelingselementen en ongeacht de vorm of de oneffenheden van het te behandelen oppervlak.
De uitvinding heeft als doel een werkwijze en een apparaat waarin de kracht die op de verschillende behandelingselementen uitgeoefend is, gelijk is, zodat elk behandelingselement een zelfde effect heeft op de te verwijderen aangroei of op de onderliggende verflagen.
De werkwijze voor het behandelen van vlakke en gebogen onderwater liggende oppervlakken, namelijk voor het verwijderen van biologische aangroei of voor het polijsten of schuren van deze oppervlakken, door middel van ten minste een roterend cirkelvormig behandelingselement dat aan een frame gebonden is, is hoofdzakelijk gekenmerkt doordat de aandrukkracht van het behandelingselement tegen het te behandelen oppervlak naar willekeur regelbaar is tijdens het draaien van het behandelingselement om dit element steeds met een constante druk tegen het te behandelen oppervlak te handhaven, ongeacht de stand van het behandelingselement en ongeacht de vorm of de oneffenheden van het te behandelen oppervlak.
De genoemde aandrukkracht is bij voorkeur hydraulisch regelbaar en aanpasbaar aan ogenblikkelijke omstandigheden van dikte en type aangroei of beschermof verflaag op het te reinigen oppervlak.
In het apparaat volgens de uitvinding dat uit ten minste een roterend cirkelvormig behandelingselement bestaat, welk element aan een verplaatsbaar frame verbonden is, is het
<Desc/Clms Page number 7>
behandelingselement aan een vrije uiteinde van een hefboom verbonden, waarvan het andere uiteinde scharnierend met een plaat van het frame verbonden is, terwijl een hydraulische cilinder op genoemde hefboom een regelbare kracht uitoefent om de aandrukkracht van het behandelingselement tegen het te behandelen oppervlak naar willekeur aan te passen, om dit behandelingselement steeds met een constante druk tegen het te behandelen oppervlak te handhaven, ongeacht de stand van het behandelingselement en ongeacht de vorm of de oneffenheden van het te behandelen oppervlak.
Volgens een bijzonder kenmerk is het behandelingselement in een cardansysteem opgehangen. In dit cardansysteem is een motor bevestigd en op de as van de motor wordt een borstel of schraper vastgeschroefd.
Tussen de scharnierpunten van de hefboom en een ring waarin het cardansysteem wordt ingebouwd, is in de hefboom een bevestigingspunt voorzien voor een hydraulische cilinder welke de hefboom aan de frame van het apparaat verbindt en het regelbaar pivoteren van de hefboom veroorzaakt.
Indien op een zijde van de cilinder druk wordt uitgeoefend zal de cilinder de hefboom bewegen tot het einde van zijn slag.
Deze beweging ontstaat zodra de kracht die de cilinder uitoefent groter is dan de som van de tegenwerkende krachten. Indien men de druk op de cilinder verhoogt of verlaagt, zal een grotere of kleinere kracht nodig zijn om de hefboom te bewegen.
<Desc/Clms Page number 8>
De trekkracht van de cilinder is aldus gelijk aan een bepaalde ingestelde waarde, onafgezien van de uitwijking van de hefboom.
Volgens een kenmerk van het apparaat wordt een drukregelaar geplaatst tussen de hydraulische voeding en de cilinder (s) zodat de aandrukkracht van de behandelingselement (en) tijdens het inwerking zijn van het apparaat regelbaar is.
Hierdoor ontstaat een apparaat waarvan de aandrukkracht aanpasbaar is aan de ogenblikkelijke omstandigheden van dikte aangroei en onderliggende verflaag.
Bijkomend biedt het apparaat volgens de uitvinding de volgende voordelen : - vermits de aandrukkracht niet langer functie is van de uitwijking van een veer is de aandrukkracht onafhankelijk van de variatie van de borstel (s) ; - de aandrukkracht is onafhankelijk van de slijtage van de borstel ; vermits de kracht die de cilinder uitoefent onafhankelijk is van zijn uitwijking, is de aandrukkracht onafhankelijk van de slijtage van de borstel ; - doordat de borstels op hefbomen gemonteerd staan kunnen met het apparaat grotere krommingen genomen worden waardoor de borstelstand, ook bij grotere krommingen, minder afwijkt van de ideaal aanliggen- de (tangentiele) positie ;
<Desc/Clms Page number 9>
door de kracht op de cilinder te verhogen (en groter te maken dan de tegenwerkende aanzuigkracht) wordt het mogelijk het apparaat, met draaiende borstels of schrapers, te verplaatsen zonder dat de borstels de romp van het schip raken ; wanneer men nu bovendien de verschillende wielen van het apparaat aandrijft in plaats van een, zoals in de bestaande apparaten, en dit om een meer gecontroleerde en betere lineaire voorwaartse bewe- ging te bekomen ontstaat, in combinatie met de hoger genoemde voordelen, een apparaat die de be- staande qua produktiviteit ver overtreft.
De werkwijze en het apparaat volgens de uitvinding worden hierna beschreven met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen die een uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding vertonen.
In deze tekeningen tonen : - figuur 1 een onderaanzicht van een uitvoeringsvorm van een apparaat volgens de uitvinding, en - figuren 2 en 3 een zijaanzicht van het apparaat volgens figuur l, waarin een hefboom, waaraan een borstel door tussenkomst van een cardansysteem verbonden is, zieh in een uitgeweken toestand bevindt (figuur 3).
In deze figuren verwijzen de cijfers naar identieke elementen.
Het apparaat bestaat. uit een frame of beschermkast 1, een basisplaat 2, drie wielen 3 en
<Desc/Clms Page number 10>
drie cirkelvormige of schijfvormige draaiende borstels 4.
Elk wiel 3 is voorzien van een hydraulische motor 5 waarvan het debiet kan ingesteld worden door middel van een regelaar 6 zoals een ventiel of klep die door een bedieningsorgaan 7 bestuurd wordt.
Door het regelen van het debiet van de hydraulische motor 5 kan de snelheid van het bewegen van het apparaat tegen het te behandelen oppervlak aangepast worden aan de behoeften.
In de op de tekeningen getoonde uitvoeringsvorm zijn een voorwiel en twee achterwielen voorzien.
Het voorwiel kan naar willekeur georienteerd worden volgens de gewenste richting waarin het apparaat zieh moet bewegen op het te behandelen oppervlak.
Het aantal wielen 3 kan natuurlijk variëren in functie van de afmetingen van het apparaat. Deze wielen 3 kunnen door rupskettingen vervangen worden.
De schijfvormige borstels 4 zijn elk op de as 8 van een hydraulische motor 9 vastgeschroefd, waarbij de snelheid van deze motoren 9 desnoods afzonderlijk aangepast kan worden door middel van een debietregelaar waarvan het bedieningsorgaan 10 op de beschermkast 1 ter beschikking is van de duiker die het apparaat bestuurt.
Elke borstel 4 is met zijn hydraulische motor 5 in een cardansysteem 11 opgehangen. Dit cardansysteem bestaat uit drie coaxiale ringen 12,13, 14 waarvan twee
<Desc/Clms Page number 11>
binnen liggende ringen 12,13 volgens twee haaks op elkaar staande assen X-X en Y-Y kunnen draaien ten opzichte van de buitenring 14.
De ring 13 is aan de buitenring 14, door middel van twee tegenover elkaar liggende spillen 15, draaibaar bevestigd (as X-X). terwijl de ring 12 door middel van twee spillen 16 (as Y-Y) draaibaar aan de ring 13 verbonden is.
Elke hydraulische motor 9 die een borstel 4 aandrijft is aan de ring 12 van het cardansysteem 11 bevestigd.
Aan de buitenring 14 is een uiteinde 17 van een hefboom 18 vastgehecht, waarvan het andere uiteinde 19 scharnierend (as Z-Z) aan de plaat 2 verbonden is. De hefboom 18 bestaat uit twee uiteenlopende armen 20.
Aan hun uiteinde 17 zijn deze armen 20 aan de ring 14 gelast, terwijl zij aan hun andere uiteinde op spillen 21 kunnen pivoteren ten opzichte van de plaat 2 in de richting van de pijlen 22.
Tussen hun twee uiteinden 17, 19 zijn de armen 20 van de hefboom 18 door een dwarsligger 23 verbonden waaraan een stang 24 van een (niet afgebeelde) zuiger van een hydraulische cilinder of vijzel 25 scharnierend gekoppeld is.
Aan de dwarsliggers 23 zijn twee evenwijdige oren 26 bevestigd, die als steun dienen van een spil 27 waarop het vrije uiteinde 28 van de stang 24 kan draaien.
<Desc/Clms Page number 12>
De druk van elke cilinder 25 is aanpasbaar door middel van een drukregelaar die van een bedieningsorgaan 29 voorzien is.
Naar gelang de kracht die de stang 24 van de cilinder 25 op de hefboom 18 uitoefent, neemt deze hefboom een min of meer schuine positie (zie rechts figuur 3).
De cilinders 25 kunnen trekkend of drukkend opgesteld worden. Doordat de cilinders de overeenkomstige hefbomen kunnen doen uitwijken in de richting van de pijlen 22, kunnen oppervlakken, zoals oppervlak 30 met min of meer grote kromtestralen gereinigd worden door de borstelharen 31 die steeds in aanraking blijven met genoemde oppervlakken.
Door het gebruik van de drukregelaar 32 tussen de hydraulische voeding en de cilinder is het mogelijk de aandrukkracht van de borstels 4 tegen het te behandelen oppervlak 30 te regelen tijdens het in werking zijn van het apparaat. Hierdoor is genoemde aandrukkracht aanpasbaar aan de ogenblikkelijke omstandigheden van dikte en type aangroei en onderliggende verflaag van het te behandelen oppervlak 30.
Bij wijziging van de druk in de hydraulische cilinders 25, kan de aandrukkracht op elke borstel 4 geregeld worden.
Vanzelfsprekend kunnen de borstels 4 door andere behandelingselementen vervangen worden, zoals schrapers of abrasieve cirkelvormige schijven.
<Desc/Clms Page number 13>
Zoals blijkt uit tiguur 1, kan het apparaat volgens de uitvinding drie borstel-dragende mechanismen bevatten, waarbij de scharnieras Z-Z van één hefboom 18 een hoek van 900 vormt met de scharnierassen van de twee andere hefbomen.