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" Brosseuse sous-menine".
La présente invention est relative à une brosseuse du type sous-marin destinée notamment à l'élimination par brossage sous eau de mer ou de riviè- re des salissures fixées aux oeuvres vives d'un navire ou, de façon générale, fixées à la surface d'une struc- ture immergée.
L'invention s'appliquant particulièrement au nettoyage et au ponçage des carènes sera décrite en référence à cet exemple, étant entendu qu'il ne s'agit là que d'une application préférée, non exclusive des autres utilisations possibles de la brosseuse de l'invention.
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Les brosseuses sous-marines actuellement uti- lisées sont au mieux dès brosseuses à entraînement auto- matique qui, malgré les avantages qu'elles procurent sur le simple brossage manuel, sont entachées de nombreu- ses imperfections ayant notamment pour origines le fait qu'une telle brosseuse est à un seul sens de rotation, et que sa variation de vitesse s'obtient par modifica- tion du volume d'air moteur.
Une brcsseusé sous-marine, destinée à être portée et maniée sous l'eau par un plongeur ou un sca- phandrier dans des conditions de travail relativement difficiles ne peut en effet excéder un certain encombre- ment, et cette limitation de l'encombrement ne permet pas de la pourvoir d'un moteur à air comprimé qui serait conçu pour provoquer à volonté dans un sens ou dans l'autre la rotation d'un arbre portant une brosse, soit qu'un tel moteur serait trop encombrant, soit que l'in- version du sens de marche s'obtenant par inversion des pignons du réducteur nécessiterait une remontée du plon- geur en surface pour cette opération or la rotation de la brosse donne naissance à des forces centrifuges qui suffisent à provoquer un déplacement longitudinal de l'outil le long de la carène,
l'opérateur libéré de la pesanteur et jouissant des avantages d'une grande mobilité n'ayant qu'à se laisser entraîner par la bros- seuse; on conçoit que dans ces conditions, un plongeur muni d'une brasseuse à un sens unique de rotation ne peut être entraîné que dans une seule direction le long de la carène, et qu'il doit revenir par ses propres moyens à son point de départ lorsqu'il a terminé une première phase de travail, sans pouvoir se servir de l'outil pendant sa course de retour puisque cet emploi provoquerait son entraînement dans une direction op- posée à la direction de retour, ou en étant obligé de
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pousser fortement l'outil pour procéder au brossage.
Les variations de la vitesse de rotation de la brosse, qui sont nécessaires pour obtenir dans tous les cas de bonnes conditions de travail tenant compte de la nature et de l'état de la brosse et de la proliféra- tion et de l'adhérence des salissures sur la structure à nettoyer, ne sont Guère possibles lorsqu'on utilise une brosseuse à entraînement pneumatique, car ces varia- tions s'obtiennent alors par modification du volume d'air, modification qui dans le cas d'une réduction pro- voque la chute du couple moteur et rend l'outil inuti- lisable.
La faiblesse du couple moteur d'une brosseuse à entraînement pneumatique interdit aussi pratiquement l'emploi de brosses de gran diamètres, car il serait alors nécessaire d'interposer un réducteur de vitesse entre le moteur et la brosse, ce qui conduirait à une surélévation du centre de gravité de la machine au dé- triment de sa stabilité, et à une augmentation de son poids ; l'élévation du centre de gravité de la brosseuse par rapport à la brosse provoquerait un déséquilibre de cette dernière quand la brosse rencontrerait une aspéri- té et l'amorce d'un mouvement pendulaire ne s'arrêtant qu'aveo l'arrêt du moteur.
Il est à noter en outre que l'emploi d'une brosseuse à entraînement pneumatique exige des compres- seurs puissants et par conséquent onéreux, un faible pourcentage seulement de la puissance du compresseur (10 à 12 %) pouvant être utilisé efficacement.
De plus un moteur à turbine à air comprimé perd assez rapidement une partie de sa force par suite de l'usure des palettes et du. stator, et les fuites d'air qui en résultent représentent autant de puissance perdue.
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lies demandeurs ont cherché à supprimer tous ces inconvénients propres aux brosseuses à entrainement pneumatique en réalisant une brosseuse de conception nouvelle.
Un premier but de l'invention est de fournir une brosseuse d'encombrement réduit ayant deux sens possibles de rotation.
Un second but de l'invention est de fournir une brosseuse à couple moteur élevé et à variation de vitesse possible sans diminution sensible du couple moteur, de façon à permettre la variation de vitesse et l'utilisation de brosses de grand diamètre, par exemple de 400 mm de diamètre au.lieu du diamètre cou- rant de 200 mm, conduisant à une amélioration élevée du rendement de la brosseuse et par abaissement du centre de gravité supprimant les risques de mouvement pendulaire.
La brosseuse de l'invention qui répond à ces vues est de façon caractéristique pourvue d'un moteur d'entraînement à deux sens possibles de rotatbn fonctionnant à l'aide'd'un liquide moteur.
Suivant l'invention, ce liquide moteur est de préférence un liquide de densité inférieure à la densi- té de l'eau, une huile à faible densité par exemple, circulant en circuit fermé entre une centrale de pompage et la brosseuse, et de préférence envoyé à cette derniè- re par une canalisation d'alimentation contenue dans une conduite de plus grand diamètre servant au retour du liquide dans la centrale de pompage, cette conduite de retour pouvant avoir un diamètre suffisamment grand pour que le liquide qu'elle contient soit en quantité suffisante pour procurer l'allégement et la flottabili- té de la conduite du fait de sa densité inférieure à
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celle de l'eau.
Il est à noter qu'un autre avantage de cette disposition provient du fait que le passage du liquide dans une conduite de plus grand diamètre provoque un ralentissement de sa vitesse et assure son refroidisse- ment pendant son paroours au contact des parois de la conduite baignant dans l'eau.
A titre d'exemple, la canalisation d'alimenta- tion peut avoir un diamètre d'environ 10 mm et être contenue dans une conduite de retour ayant un diamètre d'environ 30 mm, et longue de 50 mètres.
Dans ces conditions, pour un liquide moteur arrivant sous une pression de l'ordre de 100 kg/cm2, la déter.te qui se produit pour un débit déterminé a pour effet d'abaisser la pression d'écoulement à 2 kg/cm2 environ pour le retour de ce liquide.
On notera. que l'alimentation en circuit fermé du liquide moteur permet d'obtenir et de conserver la même puissance quelle que soit la profondeur d'immersion de l'outil.
La pression d'écoulement élevée du liquide circulant dans la conduite d'alimentation pourrait don- ner lieu à des coups de bélier importants et dangereux à l'occasion de l'arrêt brusque de cette circulation à la fermeture de la vanne réglant la distribution du liquide dans la brosseuse, aussi l'invention prévoit- elle de munir la brosseuse d'une vanne telle que le liquide ne soit pas arrêté par la vanne lorsque celle- ci est réglée pour commander l'arrêt du moteur, mais soit alors dévié pour rejoindre la conduite de retour sans passer par le moteur.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, la brosse peut être montée directement en bout
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de l'arbre du moteur hydraulique ce qui permet un mon- tage offrant une grande stabilité, et une butée à billes c autres corps de roulement peut être placée sous l'arbre pour annuler les poussées axiales susceptibles de se transmettre aux engrenages.
L'invention prévoit encore de disposer le moteur de la brosseuse dans un bottier étanche de pro- teotion contenant un volume d'air calculé en fonction de la masse de la brosseuse pour que le poids dans l'eau de l'ensemble immergé, grâce à la poussée d'Archimède, ne dépasse pas une valeur acceptable pour que l'ensem- ble puisse être manipulé par le plongeur.
Suivant une autre particularité importante de l'invention, la brosseuse peut être munie d'au moins un flotteur muni de moyens permettant son ballastage.
En outre un tel flotteur peut être disposé de façon à contenir le moteur de la brosseuse ou le boîtier le contenant.
Ce flotteur peut être une enveloppe étanche supplémentaire entourant le moteur de la brosseuse ou le boîtier le contenant et pourvue de vannes de ballastage et d'une entrée contrôlée de fluide sous pression, de l'air comprimé par exemple.
Ces dernières dispositions permettent avanta- geusement d'introduire dans le flotteur de l'eau de mer en quantité voulue pour conférer à la brosseuse les caractéristiques désirées de flottabilité négative ou positive pour le travail des surfaces verticales, in- clinées ou horizontales, par exemple de chasser cette eau par introduction d'air pour donner à la brosseuse une flottabilité positive.
Cette flottabilité positive est mise à profit pour le traitement des surfaces horizontales ou sensi- blement horizontales des oeuvres vives d'un navire qui
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sont généralement rugueuses et sur lesquelles se mani- feste un fort développement de salissures aux endroits n'ayant pu recevoir une application de peinture toxique lors du dernier passage au bassin du bâtiment du fait de leur oontact avec le ber : le traitement de telles surfaces nécessite pratiquement l'emploi de brosses métalliques à gros poils tournant à vitesse réduite pour éviter l'arrachage des poils métalliques peu sou- ples, et cette réduction de vitesse correspond aussi à une réduction des forces qui tendent à appliquer les brosses contre la surface à traiter car ces forces ont pour origine la rotai;ion de l'outil.
La flottabilité positive conférée à l'outil suivant l'invention supplée à cette réduction d'attrao- tion en imprimant à la bros@@use une poussée dirigée de bas en haut.
La commande du fonctionnement de la brosseuse de l'invention peut avantageusement se réduire à la manipulation d'une manette agissant sur la partie mobi- le de la vanne du liquide moteur, et pouvant être dépla- cée à droite ou à gauche d'une poeition d'arrêt pour commander la rotation de la brosse dans un sens ou dans l'autre, un écartement progressif oommandant une augmen- tation progressive de la vitesse de rotation de la bros- se, par action sur le débit et la pression du liquide moteur.
Dans un exemple typique d'utilisation une brosseuse conforme à l'invention permet de traiter à l'heure une surface de 500 à 600 m2 et une équipe de quatre plongeurs peut brosser en trois heures un tanker long de 220 m, large de 30 m, ayant 6 m de tirant d'eau, le rendement ainsi obtenu représentant le double envi- ron du rendement obtenu avec des brosseuses classiques entraînées à air comprimé.
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Le liquide moteur de la brosseuse de l'inven- tion peut avantageusement être fourni par un groupe moto-pompe incorpore dans une centrale hydro-mécanique fournissant également l'air comprimé aux plongeurs opérateurs. Cette centrale peut être montée sur un ra- deau en matière plastique, le tout pouvant être embar- qué à bord du navire utilisateur.
Un navire ainsi équipé d'une ou de plusieurs brasseuses selon l'invention et d'une centrale montée sur radeau est parfaitement indépendant de toute ins- tallation portuaire en ce qui concerne le brossage de sa carène qui peut être effectué en tant que besoin par mise à flot du radeau, et manipulation des brosses par plongeurs, le déplacement du radeau se faisant progres- sivement autour du bâtiment au fur et à mesure de l'a- vanoement des travaux le long de la carène.
Le dessin joint montre essentiellement à titre indicatif une brosseuse conforme à l'invention, abstrao- tion faite des conduites d'alimentation et d'évacuation établies entre la brosseuse et un groupe de pompage l'alimentant en liquide moteur.
Sur le dessin on voit - en figure 1, une vue extérieure en perspec- tive d'une brosseuse à entraînement hydraulique confor- me au brevet principal ; - en figure 2, une coupe schématique d'une brosseuse à flottabilité variable conforme à la présente invention ; - en figure 3, une coupe partielle suivant la ligne IV-IV de la figure 5 d'une brosseuse à 'entrai- nement hydraulique munie d'une vanne à tournant conforme à ia présente invention, le plan de coupe passant par l'axe de rotation du tournant. de la vanne et par les axes des canalisations d'alimentation et d'évacuation du liquide moteur, le tournant de la Vanne étant dans
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une position correspondant à la rotation dans un sens, à vitesse maximale, du moteur de la brosseuse ;
- en figure 4, une coupe partielle de la brosseuse suivant la ligne I-I de la figure 3 : - en figure 5, une coupe partielle de la brosseuse suivant la ligne II-II de la figure 3; - en figure 6, une coupe partielle de la brosseuse suivant la ligne III-III de la figure 3 ; - en figure 7, une vue partielle de la vanne telle qu'en figure 5, le tournant de la vanne étant dans une position correcpondant à l'arrêt du moteur, et - en figure 8, une vue partielle de la vanne telle qu'en figure 6, le tournant de la vanne étant dans une position correspondant à l'arrêt du moteur.
Les mêmes références désignent sur les dif- férentes figures des éléments identiques ou correspon- dants.
Un exemple de réalisation de la brosseuse sous-marine à entraînement hydraulique de l'invention est représenté en perspective et vue de l'extérieur sur la figure 1 qui montre en 1 le carter de la brosseu- se, en 2 la brosse qui est montée sur l'arbre du mo- teur hydraulique contenu dans le carter, en 3 et 4 les embouts de raccordement des tuyaux d'alimentation et d'évacuation de l'huile servant à faire fonctionner le moteur, en 5 la manette de commande de la vanne de distribution de l'huile dans la brosseuse, et en 6 et 7 les poignées qui permettent la manipulation de l'ap- pareil.
La manette 5 est représentée dans une position 5a qui est celle voulue pour que la brosse tourne dans un sens donné avec une vitesse de rotation maximale; les positions 5b et 5c désignent respectivement les positions de la manette qui commandent l'arrêt de la
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brosse et sa rotation à vitesse maximale en sens opposé,
La figure 2 montre en coupe et de façon très schématique une brosseuse disposée conformément à l'in- vention dans une enceinte étanche 30 qui est munie de vannes de ballastage 32 et 33 et dans laquelle peut être introduit, sous contrôle d'une vanne 31a, de l'air ali- menté par une conduite 31.
Le moteur de la brossause est figuré par son carter 1 tandis que la référencé 5 désigne la poignée de commande de la vanne de distribution du liquide mo- teur dans la brosseuse, poignée qui agit sur un arbre 35 prolongeant la partie mobile de la vanne et passant à travers un passage étanche approprié la de l'encein- te 30.
Des passages étanohes (non représentés sur la figure 2) sont égalemènt prévus¯en tant que besoin à travers cette enceinte pour l'introduction des canali- sayions amenant et évacuant de la brosseuse le liquide nécessaire au fonctionnement de:son moteur hydraulique qui entraine une brosse 2.
L'ouverture des vannes 32 et 33 provoque une introduction d'eau de mer dans l'enceinte et l' alour- dissement de la brosseuse, dont'les vannes sont fermées lorsque l'outil a atteint le poids désiré.
Pour traiter une surface horizontale disposée au-dessus de lui, comme la surface représentée en 34 sur la figure 2, le plongeur ferme la vanne 32 et ouvre les vannes 31a et 33 jusqu'à échappement de l'air par cette dernière vanne, conférant ainsi à la brosseuse ,une flottabilité positive, l'outil étant soumis à une poussée dirigée de bas en haut (ce que schématisent les flècjes 36) qui l'applique de la façon voulue, aveo une intensité réglable suivant le volume d'air admis dans l'enceinte 30, contre la surface à brosser,
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Une telle brosseuse'ballastée est susceptible de nombreuses variantes par le nombre et l'emplacement des passages étanches percés dans l'enceinte, par la forme et le volume de cette dernière, par le montage du moteur dans l'enceinte,
celui-ci pouvant former au moins partiellement un des côtés de l'enoeinte ou s'y trouver tout entier contenu, par le type du moteur uti- lisé, etc., et toutes ces variantes rentrent dans le cadre de l'invention qui prévoit également que le moteur peut être disposé directement dans l'enceinte sans être lui-même entouré d'un carter étanche tel que 1, dans les cas où le moteur est lui-même étanche.
Suivant une autre particularité de l'invention, la brosseuse peut être avantageusement munie d'une bu- tée à corps de roulement, @@s billes par exemple, dis- posés à l'emplacement figuré en 37 sur la figure 2, sous l'arbre porte-brosse, pour absorber les poussées axia- les qui sinon pourraient se transmettre aux engrenages.
Une brosseuse à entraînement hydraulique conforme à l'invention fonctionne avec un liquide mo- teur, généralement de l'huile, qui arrive à la brosseu- se sous une pression pouvant atteindre 100 kg/cm2, et . qui en est évacué sous une pression beaucoup plus fai- ble de l'ordre de 2 kg/cm2, et dans ces conditions, en l'absence de dispositions particulières, l'ouverture et la fermeture de l'admission de l'huile dans l'appa- reil pourraient provoquer des coups de bélier importants dans lescanalisations de circulation d'huile, dont la résistance mécanique devrait alors être renforcée au détriment de la flexibilité, du poids et de l'encombre- ment de ces canalisations.
Suivantl'invention, l'apparition de ces coups de bélier peut être évitée en munissant la brosseuse d'une vanne de commande de la distribution du liquide
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moteur de conception particulière et dont un exemple dé réalisation est représenté sur les figures 3 à 8.
Cette vanne qUi commande le fonctionnement du moteur hydraulique 8 sur l'arbre 8a duquel est montée la brosse 2 (non représentée sur les figures 3 à 6) est du type à pièce fixe (boisseau) et pièce mobile (clef) montée à rotation dans un alésage de la pièce fixe. Le boisseau et la clef sont ici désignés par les références générales 9 et 10.
Le boisseau 9 présente un alésage 9a à un pre- mier niveau duquel débouchent par un orifice 11a, la canalisation 11 qui alimente la brosseuse aveo le liquide moteur provenant d'une centrale de pompage (non repré- sentée), par un orifice 12a , un conduite 12 communi- quant aveo la ohambre du moteur hydraulique 8, et par un orifice 12'a, une autre conduite 12' communiquant avec cette chambre,
Les conduites de distribution 12 et 12' servent pour alimenter la chambre du moteur en liquide moteur, o u pour évacuer ce fluideles entres de ces oonduites dans la ohambre sont disposées de façon que l'huile, lors- qu'elle arrive par la conduite 12 fait tourner l'arbre mbteur dans un sens et est évacuée par la conduite 12', , alors que son introduction par la conduite 12' fait tourner le moteur en sens inverse,
l'huile étant alors évacuée par la conduite 12.
A un autre niveau de l'alésage 9a débouchent dans ce dernier, par des orifices 13a et 13'a, deux conduites d'évacuation 13 et 13' qui communiquent avec une chambre d'évacuation 14 dans laquelle débouche la canalisation 15 par laquelle l'huile sort de la @rosseu- de sous une pression voisine de 2 kg/cm2 et revient à la pompe.
Dans cette chambre 14 débouche également, une
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tubulure 16 qui conduit à la chambre les fuites d'huile du moteur 8,
Dans l'alésage 9a du boisseau 9 est montée à pivotement la clef 10 de la vanne utilisée suivant l'invention.
Cette clef 10 présente deux canaux déflecteurs 17 et 17' séparés par une partie pleine 10a dans la- quelle sont percées deux lumières 20 et 20' dont le rôle sera expliqué plus loin.
Le canal déflecteur 17 est destiné à dévier vers la conduite de distribution 12 l'huile sous haute pression qui est alimentée par la canalisation d'alimen- tation générale 11, et le canal défleoteur 17' joue un rôle analogue vis-à-vis de la conduite de distribution 12'.
Dans la clef 10 sont percées en outre deux cheminées 19 et 19' s'ouvrant respectivement, à leur partie supérieure, l'une dans le canal déflecteur 17 par une ouverture d'entrée 19a et l'autre dans le canal déflecteur 17' par une ouverture d'entrée 19'a. A leur partie inférieure, les deux cheminées débouchent sur la surface latérale de la clef par des orifices de sortie 19b et 19c (pour la cheminée 19) et 19'b et 19'o (pour la cheminée 19').
La cheminée 19 est destinée notamment à déchar- ger dans certaines conditions l'huile présente dans la conduite 12, décharge qui se réalise lorsque la position de la clef est telle que l'orifice de sortie 19b de cette cheminée se trouve en face de l'ouverture 13a de la conduite d'évacuation 13.
Des considérations analogues s'appliquent à la décharge de la conduite 12' via la cheminée 19' lorsque l'orifice de sortie 19'b de cette cheminée se trouve en face de l'ouverture 13'a de la conduit d'éva-
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ouation 13', comme dans le cas représente sur la figu- re 6.
Le fonctionnement de la clef 10 qui, suivant l'invention peut être déplacée vers la gauche ou vers la froite. sur des plages de 45 , à partir d'une position de repos , pour commander la rotation du moteur de la brosseuse dans l'un ou l'autre de deux sens opposés, la position de repos étant une position d'arrêt du mo- teur, est expliqué ci-après, en référence aux figures 3 à 8.
Les figures 3 à 6 sont relatives à une posi- tion de la clef pour laquelle le liquide d'entraînement fait tourner le moteur de la brosseuse à vitesse maxi- male suivant un sens donné de rotation, et les figures 7 et 8 sont relatives à une position de la clef comman- dant l'arrêt du moteur de la brosseuse.
Dans la position représentée sur les figures 3 à 6, le liquide d'entraînement arrivant sous forte pressibn par la canalisation 11 (figure 5) est reçu par le canal 17, sans possibilité d'évacuation par la chemi- née 19 dont l'orifice de sortie 19b, 19c est au contact de la paroi de l'alésage (figure 6); le liquide passe donc dans la conduite 12 jusque dans la chambre du moteur dont il ressort par la conduite 12', le canal 17' et la cheminée 19' dont l'orifice de sortie 19'b est en vis à vis de l'ouverture 13'a de la conduite d'évacua- tion 13' (figure 6). Le liquide s'écoule enfin dans cette conduite pour rejoindre la chambre 14 et la cana- lisation d'évacuation 13.
Une rotation de la clef dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre réduit progressive- ment le débit du liquide dans la canalisation 12 et provoque un ralentissement du moteur.
Lorsque la clef a atteint la position représen-
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tée sur les figures 7 et 8, c'est-à-dire après un pivo- tement de 45 à partir de la position de pleine ouverture des figures 3 à 6, le liquide arrivant par la canalisa- tion 11 ne rejoint plus la chambre du moteur mais n'est cependant pas arrêté.
Suivant l'invention en effet, il peut alors passer par les lumières 20 et 20' pour re- joindra directement les cheminées 19 et 19' (figure 7) dont il sort par les orifices 19c et 19'c qui à ce moment se trouvent en regard des ouvertures 13a et 13'a des conduites 13 et 13'; par ces conduites le liquide rejoint enfin la chambre 14 et la canalisation d'éva- cuation.15'
Un pivotement supplémentaire de la clef provoquerait la rotation du moteur dans le sens opposé au sens de rotation précédent, la circulation du liquide d'entraînement se faisant cette fois par le canal 17', la conduite 12', etc ...
Si la vanne représentée à titre d'exemple sur les figures 3 à 8 est conçue pour qu'un pivotement de sa clef, de 45 à droite ou à gauche d'une position de repos, commande la rotation de la'brosse dans un sens ou dans l'autre, à une vitesse maximale, on comprendra qu'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en dispo- sant autrement les orifices coopérant des conduites et des canaux de façon que l'angle de pivotement maximal de la clef, dans un sens ou dans l'autre, soit différent de la valeur indiquée précédemment.
Les canalisations d'alimentation et de retour de l'huile ou d'un autre liquide moteur peuvent être contenues l'une dans l'autre sur une grande partie de leur longueur, comme cela est expliqué plus haut ou être indépendantes. En outre ces canalisations peuvent sortir du boîtier de la brasseuse par des ouvertures distino- tes ou par une seule ouverture; de plus, lorsque ces
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canalisations sortent par des ouvertures distinctes, il peut être avantageux de les faire passer à l'intérieur de poignées oreuses montées sur ces ouvertures.
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"Sub-menine brush".
The present invention relates to a brushing machine of the underwater type intended in particular for the removal by brushing under sea or river water of dirt fixed to the living works of a ship or, in general, fixed to the surface. of a submerged structure.
The invention being particularly applicable to the cleaning and sanding of hulls will be described with reference to this example, it being understood that this is only a preferred application, not exclusive of the other possible uses of the brushing machine. 'invention.
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The underwater brushing machines currently in use are at best self-driven brushing machines which, despite the advantages they provide over simple manual brushing, are marred by numerous imperfections having in particular for origin the fact that a such a brushing machine has only one direction of rotation, and its speed variation is obtained by modifying the volume of motor air.
A submarine brcsseusé, intended to be carried and handled underwater by a diver or a diver under relatively difficult working conditions cannot in fact exceed a certain size, and this limitation of the size does not does not allow it to be provided with a compressed air motor which would be designed to cause at will in one direction or the other the rotation of a shaft carrying a brush, either that such a motor would be too bulky, or that the 'Reversing the direction of travel obtained by reversing the gears of the reducer would require the plunger to rise to the surface for this operation, but the rotation of the brush gives rise to centrifugal forces which are sufficient to cause a longitudinal displacement of the 'tool along the hull,
the operator freed from gravity and enjoying the advantages of great mobility having only to let himself be carried away by the brush; it is understandable that under these conditions, a diver equipped with a stirrer with one direction of rotation can only be driven in one direction along the hull, and that he must return by his own means to his starting point when he has completed a first phase of work, without being able to use the tool during its return stroke since this use would cause it to be driven in a direction opposite to the return direction, or by being obliged to
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push the tool strongly to proceed with brushing.
The variations in the speed of rotation of the brush, which are necessary to obtain in all cases good working conditions taking into account the nature and condition of the brush and the proliferation and adhesion of soiling on the structure to be cleaned is hardly possible when using a brushing machine with pneumatic drive, because these variations are then obtained by modifying the air volume, a modification which in the case of a reduction causes the drop in engine torque and makes the tool useless.
The low motor torque of a pneumatically driven brush machine also practically prohibits the use of large diameter brushes, because it would then be necessary to interpose a speed reducer between the motor and the brush, which would lead to an elevation of the brush. center of gravity of the machine to the detriment of its stability, and to an increase in its weight; the rise in the center of gravity of the brush machine in relation to the brush would cause an imbalance of the latter when the brush encounters a roughness and the initiation of a pendulum movement stopping only after stopping the engine .
It should be further noted that the use of an air driven brush machine requires powerful and therefore expensive compressors, only a small percentage of the compressor power (10 to 12%) can be used effectively.
In addition, a compressed air turbine engine loses some of its force fairly quickly as a result of wear of the vanes and. stator, and the resulting air leaks represent as much lost power.
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The applicants have sought to eliminate all these drawbacks specific to pneumatically driven brushing machines by producing a new design brushing machine.
A first object of the invention is to provide a brushing machine of reduced dimensions having two possible directions of rotation.
A second object of the invention is to provide a brushing machine with high motor torque and with possible speed variation without appreciable reduction in motor torque, so as to allow the speed variation and the use of large diameter brushes, for example 400 mm in diameter instead of the current diameter of 200 mm, leading to a high improvement in the efficiency of the brushing machine and by lowering the center of gravity eliminating the risk of pendulum movement.
The brushing machine of the invention which satisfies these views is typically provided with a drive motor with two possible rotational directions operating with the aid of a motor liquid.
According to the invention, this motor liquid is preferably a liquid of lower density than the density of water, a low density oil for example, circulating in a closed circuit between a pumping station and the brushing machine, and preferably sent to the latter by a supply pipe contained in a pipe of larger diameter serving to return the liquid to the pumping station, this return pipe possibly having a diameter large enough for the liquid it contains to be in sufficient quantity to provide relief and buoyancy of the pipe due to its density less than
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that of water.
It should be noted that another advantage of this arrangement stems from the fact that the passage of the liquid in a pipe of larger diameter causes a slowing down of its speed and ensures its cooling during its journey in contact with the walls of the bathing pipe. in water.
For example, the supply line may have a diameter of about 10 mm and be contained in a return line having a diameter of about 30 mm, and 50 meters long.
Under these conditions, for a motor liquid arriving at a pressure of the order of 100 kg / cm2, the deter.te which occurs for a determined flow rate has the effect of lowering the flow pressure to approximately 2 kg / cm2. for the return of this liquid.
We will note. that the closed-circuit supply of the motor liquid makes it possible to obtain and maintain the same power whatever the depth of immersion of the tool.
The high flow pressure of the liquid circulating in the supply line could give rise to significant and dangerous water hammers when this circulation abruptly stops when the valve regulating the distribution of the water is closed. liquid in the brushing machine, also the invention provides for providing the brushing machine with a valve such that the liquid is not stopped by the valve when the latter is set to control the stopping of the motor, but is then diverted to join the return line without going through the engine.
According to another characteristic of the invention, the brush can be mounted directly at the end.
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of the shaft of the hydraulic motor which allows an assembly offering great stability, and a thrust ball c other bearing bodies can be placed under the shaft to cancel the axial thrusts likely to be transmitted to the gears.
The invention also provides for placing the motor of the brushing machine in a waterproof protective casing containing a volume of air calculated as a function of the mass of the brushing machine so that the weight in water of the immersed assembly, thanks to at Archimedes' thrust, does not exceed an acceptable value so that the assembly can be handled by the diver.
According to another important feature of the invention, the brushing machine can be provided with at least one float provided with means allowing its ballasting.
In addition, such a float can be arranged so as to contain the motor of the brushing machine or the housing containing it.
This float can be an additional sealed envelope surrounding the motor of the brushing machine or the housing containing it and provided with ballast valves and a controlled inlet of pressurized fluid, compressed air for example.
These latter arrangements advantageously make it possible to introduce into the float sea water in the desired quantity to give the brushing machine the desired characteristics of negative or positive buoyancy for working vertical, inclined or horizontal surfaces, for example. to expel this water by introducing air to give the brushing machine a positive buoyancy.
This positive buoyancy is put to good use for the treatment of the horizontal or more or less horizontal surfaces of the living works of a ship which
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are generally rough and on which there is a strong development of dirt in places which could not receive an application of toxic paint during the last passage through the building basin due to their contact with the cradle: the treatment of such surfaces requires practically the use of metal brushes with coarse bristles rotating at reduced speed to avoid the pulling out of weak metal bristles, and this speed reduction also corresponds to a reduction in the forces which tend to apply the brushes against the surface to be treated because these forces originate from the rotation of the tool.
The positive buoyancy imparted to the tool according to the invention compensates for this reduction in attraction by imparting to the brush a downward directed thrust.
Control of the operation of the brush of the invention can advantageously be reduced to the manipulation of a lever acting on the moving part of the motor liquid valve, and which can be moved to the right or to the left of a stop position to control the rotation of the brush in one direction or the other, a progressive separation controlling a progressive increase in the speed of rotation of the brush, by action on the flow rate and the pressure of the liquid engine.
In a typical example of use, a scrubber according to the invention makes it possible to treat an area of 500 to 600 m2 per hour and a team of four divers can brush a tanker 220 m long and 30 m wide in three hours. , having a draft of 6 m, the yield thus obtained representing about twice the yield obtained with conventional brushing machines driven by compressed air.
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The motor liquid for the brush of the invention can advantageously be supplied by a motor-pump unit incorporated in a hydro-mechanical unit also supplying the compressed air to the operating plungers. This unit can be mounted on a plastics material rack, the whole being able to be taken on board the user vessel.
A ship thus equipped with one or more stirrers according to the invention and with a power plant mounted on a raft is perfectly independent of any port installation as regards the brushing of its hull which can be carried out as needed by launching of the raft, and handling of the brushes by divers, the movement of the raft gradually taking place around the vessel as the work progresses along the hull.
The attached drawing shows essentially by way of indication a brush machine in accordance with the invention, abstracted from the supply and discharge pipes established between the brush machine and a pumping unit supplying it with motor liquid.
In the drawing is seen - in Figure 1, an exterior perspective view of a hydraulically driven brush machine according to the main patent; - in Figure 2, a schematic section of a brushing machine with variable buoyancy in accordance with the present invention; - in figure 3, a partial section along the line IV-IV of figure 5 of a brushing machine with hydraulic drive provided with a rotary valve in accordance with the present invention, the section plane passing through the axis of the turntable. of the valve and by the axes of the supply and discharge pipes of the motor liquid, the turn of the valve being in
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a position corresponding to the rotation in one direction, at maximum speed, of the brush motor;
- in Figure 4, a partial section of the brush machine along the line I-I of Figure 3: - in Figure 5, a partial section of the brush machine along the line II-II of Figure 3; - in Figure 6, a partial section of the brush machine along line III-III of Figure 3; - in Figure 7, a partial view of the valve as in Figure 5, the turn of the valve being in a position corresponding to the stopping of the engine, and - in Figure 8, a partial view of the valve such as in FIG. 6, the turning of the valve being in a position corresponding to stopping the engine.
The same references designate in the different figures identical or corresponding elements.
An exemplary embodiment of the underwater brushing machine with hydraulic drive of the invention is shown in perspective and seen from the outside in FIG. 1 which shows at 1 the brush housing, at 2 the brush which is mounted. on the shaft of the hydraulic motor contained in the crankcase, at 3 and 4 the connectors for the oil supply and discharge pipes used to operate the engine, at 5 the control lever of the valve for distributing the oil in the brushing machine, and at 6 and 7 the handles which allow handling of the machine.
The lever 5 is shown in a position 5a which is that desired for the brush to rotate in a given direction with a maximum speed of rotation; positions 5b and 5c respectively denote the positions of the lever which control the stopping of the
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brush and its rotation at maximum speed in the opposite direction,
FIG. 2 shows in section and very schematically a brush machine arranged in accordance with the invention in a sealed enclosure 30 which is provided with ballast valves 32 and 33 and into which can be introduced, under the control of a valve 31a , air supplied by a pipe 31.
The brush motor is represented by its housing 1 while the reference 5 designates the control handle of the motor liquid distribution valve in the brushing machine, which handle acts on a shaft 35 extending the movable part of the valve and passing through a suitable sealed passage 1a of the enclosure 30.
Ethanol passages (not shown in FIG. 2) are also provided as necessary through this chamber for the introduction of the ducts bringing and discharging from the brushing machine the liquid necessary for the operation of: its hydraulic motor which drives a brush 2.
The opening of the valves 32 and 33 causes the introduction of sea water into the enclosure and the weighting of the scrubber, the valves of which are closed when the tool has reached the desired weight.
To treat a horizontal surface disposed above it, such as the surface shown at 34 in Figure 2, the plunger closes valve 32 and opens valves 31a and 33 until air escapes through the latter valve, providing thus with the brushing machine, a positive buoyancy, the tool being subjected to a thrust directed from bottom to top (which schematically the arrows 36) which applies it in the desired way, with an adjustable intensity according to the volume of air admitted in enclosure 30, against the surface to be brushed,
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Such a ballasted brush machine is susceptible of numerous variations by the number and location of the sealed passages pierced in the enclosure, by the shape and volume of the latter, by the mounting of the motor in the enclosure,
the latter may form at least partially one of the sides of the enclosure or be entirely contained therein, by the type of engine used, etc., and all these variants come within the scope of the invention which provides also that the motor can be placed directly in the enclosure without itself being surrounded by a sealed casing such as 1, in cases where the motor is itself sealed.
According to another feature of the invention, the brushing machine can advantageously be provided with a stopper with a rolling body, balls for example, arranged at the location shown at 37 in FIG. 2, under l brush-holder shaft, to absorb axial thrusts which otherwise could be transmitted to the gears.
A hydraulically driven brush machine according to the invention operates with a motor liquid, generally oil, which arrives at the brush machine under a pressure of up to 100 kg / cm2, and. which is discharged from it under a much lower pressure of the order of 2 kg / cm2, and under these conditions, in the absence of special provisions, the opening and closing of the oil inlet in the appliance could cause significant water hammers in the oil circulation pipes, the mechanical resistance of which would then have to be reinforced to the detriment of the flexibility, weight and size of these pipes.
According to the invention, the appearance of these water hammers can be avoided by providing the brushing machine with a valve to control the distribution of the liquid.
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engine of particular design and an exemplary embodiment of which is shown in Figures 3 to 8.
This valve which controls the operation of the hydraulic motor 8 on the shaft 8a of which the brush 2 (not shown in FIGS. 3 to 6) is mounted is of the type with a fixed part (plug) and a moving part (key) mounted to rotate in a bore of the fixed part. The bushel and the key are here designated by the general references 9 and 10.
The plug 9 has a bore 9a at a first level from which the pipe 11 opens through an orifice 11a which supplies the brushing machine with the motor liquid coming from a pumping unit (not shown), through an orifice 12a, a pipe 12 communicating with the ohambre of the hydraulic motor 8, and through an orifice 12'a, another pipe 12 'communicating with this chamber,
The distribution pipes 12 and 12 'serve to supply the motor chamber with motor liquid, or to evacuate this fluid. The entries of these pipes into the chamber are arranged so that the oil, when it arrives through the pipe 12 turns the engine shaft in one direction and is discharged through line 12 ', while its introduction through line 12' turns the motor in the opposite direction,
the oil then being discharged via line 12.
At another level of the bore 9a open into the latter, through orifices 13a and 13'a, two discharge pipes 13 and 13 'which communicate with an discharge chamber 14 into which the pipe 15 opens through which the The oil leaves the @ rosseu- de under a pressure close to 2 kg / cm2 and returns to the pump.
In this chamber 14 also opens, a
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pipe 16 which leads to the engine oil leaks chamber 8,
In the bore 9a of the plug 9 is pivotally mounted the key 10 of the valve used according to the invention.
This key 10 has two deflector channels 17 and 17 'separated by a solid part 10a in which two slots 20 and 20' are pierced, the role of which will be explained later.
The deflector channel 17 is intended to divert to the distribution pipe 12 the oil under high pressure which is supplied by the general supply pipe 11, and the defleotor channel 17 'plays a similar role vis-à-vis the distribution pipe 12 '.
In the key 10 are further drilled two chimneys 19 and 19 'opening respectively, at their upper part, one in the deflector channel 17 by an inlet opening 19a and the other in the deflector channel 17' by an entrance opening 19'a. At their lower part, the two chimneys open onto the side surface of the key through outlet openings 19b and 19c (for the chimney 19) and 19'b and 19'o (for the chimney 19 ').
The chimney 19 is intended in particular to discharge, under certain conditions, the oil present in the conduit 12, which discharge takes place when the position of the key is such that the outlet orifice 19b of this chimney is located opposite the chimney. opening 13a of the discharge pipe 13.
Similar considerations apply to the discharge of the pipe 12 'via the chimney 19' when the outlet 19'b of this chimney is located opposite the opening 13'a of the evacuation pipe.
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oration 13 ', as shown in FIG. 6.
The operation of the key 10 which, according to the invention can be moved to the left or to the cold. in ranges of 45, from a rest position, to control the rotation of the brush motor in one or the other of two opposite directions, the rest position being a stop position of the motor. tor, is explained below, with reference to Figures 3 to 8.
Figures 3 to 6 relate to a position of the key for which the drive liquid rotates the brush motor at maximum speed in a given direction of rotation, and Figures 7 and 8 relate to a key position controlling the stopping of the brush motor.
In the position shown in Figures 3 to 6, the drive liquid arriving under high pressure through line 11 (Figure 5) is received through channel 17, without the possibility of evacuation through duct 19, the orifice of which outlet 19b, 19c is in contact with the wall of the bore (FIG. 6); the liquid therefore passes through line 12 into the engine chamber from which it emerges through line 12 ', channel 17' and chimney 19 ', the outlet of which 19'b is opposite the opening 13'a of the discharge pipe 13 '(figure 6). The liquid finally flows in this pipe to join the chamber 14 and the discharge pipe 13.
Turning the key counterclockwise gradually reduces the flow of liquid in line 12 and slows down the motor.
When the key has reached the position shown
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shown in Figures 7 and 8, that is to say after a pivot 45 from the fully open position of Figures 3 to 6, the liquid arriving through line 11 no longer reaches the chamber. engine but is not stopped.
According to the invention in fact, it can then pass through the slots 20 and 20 'to directly join the chimneys 19 and 19' (FIG. 7) from which it leaves through the orifices 19c and 19'c which at this time are located facing the openings 13a and 13'a of the pipes 13 and 13 '; through these pipes the liquid finally reaches the chamber 14 and the evacuation pipe. 15 '
Further pivoting of the key would cause the motor to rotate in the opposite direction to the previous direction of rotation, the circulation of the drive liquid being this time through channel 17 ', line 12', etc.
If the valve shown by way of example in Figures 3 to 8 is designed so that a pivoting of its key, 45 to the right or to the left from a rest position, controls the rotation of the brush in one direction. or in the other, at maximum speed, it will be understood that it would not be departing from the scope of the invention to otherwise arrange the cooperating orifices of the pipes and the channels so that the maximum pivot angle of the key , in one direction or the other, is different from the value indicated previously.
The supply and return lines for oil or other motor liquid may be contained one within the other over a large part of their length, as explained above, or may be independent. In addition, these pipes can leave the casing of the brewer through separate openings or through a single opening; moreover, when these
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pipes come out through separate openings, it may be advantageous to pass them through the interior of the handles mounted on these openings.