NO118890B - - Google Patents

Description

Børsteapparat for bruk under vann.

Foreliggende oppfinnelse angår et børsteapparat for bruk: ved børs ting under vann i sjø eller elver for å fjerne smuss som har festet seg under vannlinjen på et fartøy eller, i sin alminnelighet, på overflaten av en nedsenket gjenstand.

Oppfinnelsen angår spesielt vasking og rensing av skip under vannlinjen og skal beskrives under henvisning til dette eksempel, men det er klart at det der bare dreier seg om en foretrukket anvendelse, mens andre anvendelser er mulig for børsten i henhold til oppfinnelsen.

De undervanns-børster som nå brukes er i alminnelighet børster

med pneumatisk drif-t som, tross de fordeler de bringer _ce over-

for vanlig manuell børsting, er beheftet med tallrike mangler som særlig skyldes den omstendighet at en slik børste har bare en omdreiningsretning og at dens hastighet bare kan endres ved å endre volumet av drivluften.

En undervannsbørste som skal bæres og håndteres under vann ved

hjelp av en dykker eller en froskemann under arbeidsforhold som er forholdsvis vanskelig må ikke oppta mere enn en viss plass og denne begrensing av plassen gjør det ikke mulig å forskyve den med trykk-luftmotor utført slik at den aksel som bærer en børste kan dreie seg i den ene eller annen retning uten at en slik motor vil ta for stor plass eller vendingen av dreie-retningen foregår ved vending av tann-hjul i et oversetningsdrev som krever at dykkeren kommer opp til overflaten for å utføre den. Dreiningen av børsten foranlediger sentrifugalkrefter som er tilstrekkelige til å fremkalle en langs-gående forskyvning av redskapet langs skroget, arbeideren som er frigitt for vekten og nyder godt av fordelene ved en stor bevegelighet har herunder bare å la seg trekke med av børsten. Det er klart at under disse forhold kan en dykker som er utstyrt med en børste med bare en omdreiningsretning bare trekkes med i en eneste retning langs skroget, og han må vende tilbake ved egen hjelp til utgangspunktet når han har avsluttet et første arbeidsslag, uten å kunne .gjøre bruk av verktøyet på tilbaSEg^ji^-ia denne bruk ville bevirke at han trekkes med i en retning motsatt tilbake-retningen, eller han er tvungen til å skyve kraftig på redskapet for å bevirke børstingen.

Variasjonene i dreiehastigheten for børsten, som er nødvendige for i alle tilfeller å oppnå gode arbeidsforhold under hensyn til arten og tilstanden av børsten og størrelsen og vedhengingen av smusset på den gjenstand som skal renses, er neppe mulig når det brukes en børste med pneumatisk drift, da disse variasjoner da oppnås ved å endre luftvolumet, en endring som når det gjelder en nedsettelse, bevirker et fall i motorens dreiemoment og gjør verktøyet ubruke-

lig.

Det lille dreiemoment for en borste med pneumatisk drift forbyr også i praksis bruken av borster med stor diameter, da det da ville være nodvendig å skyte inn en hastighetsoversetter mellom motoren og borsten, noe som ville fore til en lofting av tyngdepunktet far maskinen til skade for dens stabilitet, og til en okning av dens vekt. Loftingen av tyngdepunktet for borsten i forhold til kosten vil fremkalle en uljkevekt i denne når kosten moter et fremspring og setter i gang en loddrett bevegelse som ikke stanser uten at motoren stanses.

Det skal dessuten bemerkes at bruken av en borste med pneutmatisk drift krever kraftige og dermed omfangsrike kompressorer, idet bare en liten prosentdel av kompressorens ytelse 10-1 2%, kan ut-nyttes effektivt.

Dessuten mister en trykkluftturbin raskt en del av sin kraft som folge av slitasje på vinger og stator, og den luft-lekkasje som er folgen betyr et like stort tap i effekt.

Foreliggende oppfinnelse går ut på å overvinne alle de ulemper som folger med borster med pneumatisk drift og,, går ut på et apparat av den art som omfatter en dreibart lagret rundborste, en hydraulisk motor som er innholdt i et tett hus for drift av borsten og innrettet for dreining i begge retninger med variabel hastighet, driv-anordninger som er forbundet med motoren gjennom en regu-lerirgsventil for drift av motoren med en væske under trykk og bortforingsanordninger for væsken etter bruk og hvor også bortforings-anordningene for driv-væsken er forbundet med motoren gjennom regulerings-ventilen, og det særegne består i at drivanordning-ene og bortforingsanordningene er tilsluttet en uavhengig utenforliggende pumpe som sorger for at væsken strommer i et lukket kretslop, og at ventilen omfatter en dreie-del som kan styres ved hjelp av styreanordninger for innstilling av retningen og hastigheten for motoromdreiningen i avhengighet av stillingen av den bevegelige del. Herved er det for det å skaffe en borste som tar liten plass oppnådd, og som har to mulige dreie-retninger og har hoyt driv-dreiemoment og med mulighet for hastighets-variasjon uten særlig nedsettelse av driv-dreiemomentet, slik at hastigheten

kan varieres og det kan brukes koster med stor diameter, f.eks.

med en diameter på 400 mm i stedet for den vsnlige diameter på

200 mm, noe som fører til en betraktelig bedring av børstens ydelse og, ved senkning av tyngedpunktet blir farene for lodd-

rett bevegelse nedsatt.

For drift av børsten kan det fortrinnsvis brukes en v&ske med

lavere spesifikke vekt enn vann, eksempelvis en tynn olje, som strømmer i lukket kretsløp mellom en pumpesentral og børsten, og som fortrinnsvis føres til denne ved hjelp av en tilførselsledning som inneholdes i eri ledning med større diameter som tjener til tilbakeføring av va:sken til pumpesentralen, idet denne tilbake-føringsledning kan ha en så stor diameter at den væske den inne-holder er tilstrekkelig til å fremkalle en oppdrift og flottør-virkning av ledningen ved den lave spesifikke vekt i forhold til vann.

Det skal bemerkes at en annen fordel ved denne anordning skyldes

den omstendighet at når vaisken føres gjennom en ledning med større diameter vil va;skehastigheten bli forholdsvis lav slik at væsken vil kjøles under sitt løp i berøring med veggene i ledningen som utvendig bestrykes av vann.

Som eksempel kan tilførselsledningen ha en diameter på ca. 10 mm

og inneholdes i en returledning som har en diameter på ca. 30 mm og en lengde på 50 m.

Under disse forhold og for en drivmotor med et trykk på ca. 100 kg/cm p vil det trykkfall som frembringes ved en viss levering bevirke en senkning av utløpstrykket til ca. 2 kg/cm 2 for tilbake-føringen av væsken.

Det lukkete kretsløp for drivvæsken gjør det også mulig å oppnå og beholde samme effekt, hvor dypt verktøyet enn senkes ned.

Det høye utløpstrykk for den væske som strømmer i tilførselsledningen kan fremkalle kraftige og farlige slag ved plutselig stansing i strømmen ved lukking av regulerings-ventilen for fordelingen av væsken i børsten, og oppfinnelsen går også ut på å forsyne børsten med en slik ventil at væsken ikke stanses ved hjelp av ventilen når denne innstilles på å stanse motoren, men blir da avledet for å slutte seg til tilbakeledningen uten å passere gjennom motoren.

Børsten kan være anbragt direkte på enden av akselen for den hydrauliske motor hvorved det oppnås en meget stabil anbringelse,

og et kule-støtlager eller annet rullelegeme kan anbringes under akselen for å oppta de aksiale krefter som ellers ville overføres til tannhjulsutvekslingene.

Styringen av virkningen av børsten i henhold til oppfinnelsen kan med fordel innskrenkes til påvirkningen av et håndtak som påvirker den bevegelige del av ventilen for drivvæsken og som kan forskyves til høyre eller venstre fra en stillstand-stilling for å styre dreiningen av børsten i den ene eller annen retning, mens en progressiv forstilling bevirker en progressiv øking av hastigheten for børsten ved å påvirke mengden og trykket for drivv;i:sken.

I et typisk eksempel på anvendelsen av en børste i henhold til oppfinnelsen er det mulig pr. time å behandle en overflate på 500-600 m o og en gjeng på fire dykkere kan på tre timer børste et tankskip med en lengde på 220 m en bredde på 30 m og et dypgående på 6 m, en ydelse som representerer ca. det dobbelte av den ydelse som oppnås med vanlige børster som drives med trykkluft.

Drivvæsken for børsten i henhold til oppfinnelsen kan med fordel tilføres fra en motorpumpegruppe som inneholdes i en hydromekanisk sentral som også skaffer trykkluft for dykkerne. Denne sentral kan være anbragt på en plastflåte og det hele kan settes ombord i fartøyet.

Et fartøy som er utstyrt på denne måte med en eller flere børster

i henhold til oppfinnelsen og en sentral anbragt på flåte er helt uavhengig av et hvert havneanlegg når det gjelder børsting av skroget som kan foretas etter behov ved bare å sette ut flåten og la dykkere håndtere børstene, idet flåten forskyves etter-hvert rundt

skroget etterhvert som arbeidet skrider, frem langs dette.

På vedføyete. tegning er det som eksempel vist et apparat i henhold til oppfinnelsen, bortsett fra tilførsels- og bortførings-ledninger mellom børsten og en pumpestasjon for drivvæsken. Fig. 1 viser et perspektivriss av en børste med hydraulisk drift i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser et skjematisk snitt gjennom en børste med variabel flyteevne. Fig. 3 viser, delvis i snitt etter linjen IV-IV i fig. 5, en børste med hydraulisk drift forsynt med en kik-ventil i henhold til oppfinnelsen, hvor snitt-planet går gjennom dreiea.ksen for ventilen og gjennom aksene for tilførsel- og bortførings-ledningene for driv-væsken, idet ventillegemet er i en stilling som svarer til om-dreining i en retning, med største hasighet, av børstemotoren. Fig. 4 viser et delsnitt gjennom børsten, etter linjen I-.I i fig. 3. Fig. 5 viser et delsnitt gjennom børsten, etter linjen II-II i fig. 3.

Fig. 6 viser et delsnitt gjennom børsten, etter linjen III-III

i fig. 3..

Fig.7viser et delsnitt gjennom den ventil som er vist.i fig. 5, med ventillegemet i en stilling som svarer til stans for motoren. Fig. 8 viser et delsnitt gjennom den ventil som er vist i fig. 6, med ventillegemet i en stilling som svarer til stans for motoren

Samme henvisningstall er brukt i alle figurer for like eller til-svarende elementer.

Et eksempel på utførelsen av undervannsbørsten med hydraulisk drift i henhold til oppfinnelsen er vist sett utenfra og i perspektiv i fig. 1 hvor 1 betegner børste-huset, 2 børsten som er anbragt på akslen for den hydrauliske motor som inneholdes i huset 1, og 3 og 4 betegner tilknytnings-stussene for tilførsels- og bort-førings-slangene for den olje som brukes for driften av motoren, 5 betegner styrehåndgrepet for ventilen for fordeling av oljen i børsten og 6 og 7 betegner håndtak for håndtering av apparatet.

Håndgrepet 5 er vist i en stilling 5a som er den som tilsvarer at børsten dreier seg i en bestemt retning med størst omdreinings-hastighet, mens stillingene 5b og 5c betegner henholdsvis de stillinger av håndgrepet som tilsvarer stans av børsten og dreining med størst hasdghct i motsatt retning.

Fig. 2 viser i snitt, og sterkt skjematisk, en børste som er anordnet i henhold til oppfinnelsen i et tett hus 30 som er forsynt med ballast-ventiler 32 og 33 og hvor det under styring av en ventil 31a kan føres inn luft som tilføres gjennom en ledning 31.

Motoren for børsten er vist ved sitt hus 1, mens 5 betegner håndgrepet for styring av ventilen for fordeling av drivvæsken i børsten, et håndtak som påvirker en aksel 35 som forlenger den bevegelige del av ventilen og går gjennom en tett kanal 1a i . huset 30.

Tette kanaler, som ikke er vist i fig. 2, er også anordnet etter behov gjennom dette hus for innføring av ledninger for tilførsel og bortføring av den væske som er nødvendig for driften av den hydrauliske motor som driver børsten 2.

Åpningen ar ventilene 32 og 33 bevirker innføring av sjøvann i huset og nedtynging av børsten idet ventilene lukkes når redskapet' har nådd den ønskede vekt.

Por å behandle en vannrett flate som ligger over børsten, slik som den flate 34 »om er viet i fig. 2, lukker dykkeren ventilen 32 og åpner ventilene 31* og 33 inntil luft slipper ut gjennom den siste ventil, slik at børsten får en positiv flyteevne, idet redskapet er utsatt for en kraft som er rettet nedenfra oppover, skjematisk antydet ved hjelp av pilene 36, som på ønsket måte, med regulerbar styrke alt etter det luftvolum som er sluppet inn i huset 3o, legger redskapet mot den flate som skal børstes.

En slik ballastet børste kan varieres sterkt ved hjelp av antall

' ig beliggenhet av de tette kanaler gjennom husveggen, ved hjelp av formen og volumet av huset, ved hjelp av anbringelsen av motoren i huset idet denne i det minste delvis kan lukke en av sidene av huset eller inneholdes fullstendig i dette, ved hjelp av den type motor som brukes, osv., og alle disse varianter omfattes av oppfinnelsen som likeledes omfatter at motoren kan være anbragt direkte i huset uten selv å være omgitt av den tette kappe 1, i tilfelle motoren er tett i seg selv.

I henhold til et annet trekk ved oppfinnelsen, kan børsten med fordel være forsynt med en støtte med rulle-legemer, f.eks. kuler, anbragt på det sted som er betegnet 37 i fig. 2, under børsteb;«rer-akslcn, for a. oppta de aksiale krefter som ellars ville kunne over-føres til tannhjuloversetningene.

En børste med hydraulisk drift i henhold til oppfinnelsen arbeider med en drivvæske, i alminnelighet olje, som kommer frem til børsten under et trykk som kan gå opp i 100 kg/cm 2, og som føres bort under et meget lavere trykk, av størrelsesordenen 2 kg/cm 2, og under disse forhold og uten spesielle foranstaltninger, vil åpning og lukking av oljetilførselen til apparatet fremkalle sterke trykk-støt i oljeledningene, hvis mekaniske styrke da måtte forøkes til skade for deres bøyelighet, vekt og den plass de tar.

I henhold til oppfinnelsen kan slike trykkstøt unngås ved å ut-styre børaten med en ventil for styring av fordelingen av driv-vfjisken, med en spesiell utformning og hvorav et utførelseseksempel som er vist i fig. 3-8.

Denne ventil som styrer driften av den hydrauliske motor 8, hvor børsten 2, som ikke er vist i fig. 3-8, er anbragt på akslen 8a,

ex- ov den type surn har en fast del, hus, og en bevegelig del,

kiken, dreibart anordnet i en boring i den faste del. Huset og kiken er her betegnet 9 og 10.

Huset 9 har en boring 9a i en første høyde hvor det gjennom en åpning 11a munner ut en ledning 11 som fører frem drivvæsken som kommer inn fra en pumpestasjon, som ikke er vist, og gjennom en åpning 12a en ledning 12 som står i forbindelse med kammeret i den hydrauliske motor 8, og gjennom en åpning 12<*>a en annen ledning 12' som står i forbindelse med dette kammer.

Fordelingsledningene 12 og 12<*>tjener til å føre drivvæsken til motorkammeret, eller til å føre bort denne væske. Inngangene for disse ledninger i kammeret er anbragt slik at oljen, når den kommer frem gjennom ledningen 12, bringer motorakslen til å dreie seg i en retning og føres bort gjennom ledningen 12<*>, mens innfør-ing av olje gjennom ledningen 12' bringer motoren til å dreie i motsatt retning, idet oljen da føres bort gjennom ledningen 12.

I en annen høyde i boringen 9 munner det, gjennom åpningene 13a og 13'a, to bortføringsledninger 13 og 13' som står i forbindelse med et bortføringskammer 14 hvor ledningen 15 munner ut, hvori-gjennom oljen forlater børsten under et trykk på ca. 2 kg/cm og vender tilbake til pumpen.

I kammeret 14 munner det også ut et rør 16 som fører lekk-olje fra motoren 8 til kammeret.

I boringen 9a i huset 9 er ventillegemet 10 dreibart anordnet. Dette legeme 10, kiken, har to avbøyningskanaler 17 og 17' som er adskilt ved hjelp av et tett parti 10a hvor det er tatt ut to slisser 20 og 20' hvis rolle, skal forklares nedenfor.

Avbøyningskanalen 17 skal avlede til fordelingsledningen 12, den høytrykk-olje som kommer inn gjennom hoved-tilførselsledningen 11, og avbøyningskanalen 17' spiller en lignende rolle overfor fordelingsledningen 12<*>.

I legemet 10 er det dessuten tatt ut to kanaler 19 or 19' som i

sin øvre del munner inn, henholdsvis, åen ene i avbøyziingskanalen 17 gjennom en inngangsåpning 19a og den annen i avbøyningskanalen

17' gjennom en inngangsåpning 19<*>a. I sin nedre del, munner de to kanaler ut på sideflaten på ventillegemet gjennom utgangsåpninger 19b og 19c for kanalen 19»og 19'b og 19<*>c, for kanalen 19<*>.

Kanalen 19 er spesielt beregnet til under visse forhold å tømme ut den olje som er tilstede i ledningen 12, en uttømming som foretas når ventillegemet .står i den stilling hvor utgangsåpningen 19b for kanalen 19 befinner seg overfor åpninger^ 13a for bortføringsledningen 13.

Lignende betraktninger gjelder tømming av ledningen 12' gjennom kanalen 19' når utgangsåpningen 19'b for denne kanal ligger overfor åpningen 13<*>a for bortføringsledningen 13',.slik som i det tilfelle som er vist i fig. 6.

Under henvisning til fig. 3-8 skal det nå forklares hvilken virkning ventillegemet 10 har når det, i henhold til oppfinnelsen, dreies til venstre eller til høyre, med 45°, fra en hvilestilling, for styring av dreiningen for børstemotoren i den ene eller annen av to mot-satte retninger, idet hvilestillingen tilsvarer stans av motoren.

Fig. 3-6 angår en stilling av ventillegemet hvor den væske som bringer børstemotoren til å dreie med maksimal hasighet i en bestemt retning, og fig. 7 og 8 angår en stilling av ventillegemet til-svarende stans av børstemotoren.

I den stilling som er vist i fig. 3-5, kommer drivvæsken inn under høyt trykk gjennom ledningen 11, fig. 5, og opptas av kanalen 17, uten mulighet for å føres bort gjennom kanalen 19 hvis utgangsåpnirig 19b, 19c er i berøring med veggen i boringen, fig. 6. Væsken strømmer følgelig inn i ledningen 12 ±11 motorkammeret som den så forlater gjennom ledningen 12<*>, kanalen 17' og kanalen 19<*>hvis utgangsåpning 19'b ligger overfor åpningen 13'a for bortførings-ledningen 13'»fig. 6. Væsken strømmer tilslutt bort gjennom denne ledning til kammeret 14 og bortføringsledningen 15.

Ved dreining av ventillegemet i retning mot bevegelsesretningen for utviserne, blir den mengde væske som føres inn i ledningen 12 gradvis nedsatt og motoren vil gå langsommere.

Når ventillegemet har nådd den stilling som er vist i fig. 7 og 8, d.v.s. etter en dreining på 45° fra den helt åpne stilling som er vist i fig. 3-6, vil den væske som kommer inn gjennom ledningen 11 ikke lenger komme frem til motorkammeret, men-blir allikevel ikke stanset. I henhold til oppfinnelsen kan den nemlig da strømme ut gjennom slissene 20 og 20<*>og direkte til kanalene 19 og 19'»fig.

7 hvorfra den kommer ut gjennom åpningen 19c og 19'c som i dette

øyeblikk ligger overfor åpningene 13a og 13*a for ledningene 13 og 13<*>. Gjennom disse ledninger kommer væsken tilslutt inn i kammeret 14 og bortføringsledningen 15.

En ytterligere dreining av ventillegemet bevirker dreining av motoren i retning motsatt den tidligere dreieretning, idet strømmen av drivvæske da foregår gjennom ledningen 17', ledningen 12<*>osv.

Selv om- den ventil som er vist som eksempel i fig. 3-8 er Innrettet for en dreining på 45° til høyre eller til venstre fra en hvilestilling for styring av dreiningen av børsten i den ene eller den annen retning, med maksimal hastighet, er det klart at de åpninger som samvirker med ledningene og kanalene kan anordnes på annen måte slik at den største dreiningsvinkel for ventillegemet i den ene eller annen retning blir forskjellig fra den verdi som er angitt ovenfor.

Ledningene for tilførsel og bortføring av oljen eller en annen drivvæske kan være inneholdt i hverandre over en stor del av sin lengde, slik som forklart ovenfor, eller de kan være uavhengige. Dessuten kan ledningen gå ut fra børstehuset gjennom særskilte åpninger, eller gjennom bare en åpning. Hvis ledningene går ut gjennom særskilte åpninger, kan det også være fordelaktig å føre dem gjennom hule fremspring anordnet over disse åpninger.

Claims (4)

1. Bbrsteapparat for bruk under vann av en dykker, for rensing av et skipsskrog eller en annen nedsenket konstruksjon, med en dreibart lagret rundbbrste, en hydraulisk motor som er innholdt i et tett hus for drift av borsten og innrettet for dreining i begge retninger med variabel hastighet, driv-anordninger som er forbundet med motoren gjennom en reguleringsv.entil for drift av motoren med en væske under trykk og bortforingsanordninger for væsken etter bruk, hvor også bortforings-anordningene for driv-væsken er forbundet med motoren gjennom reguleringsventilen,karakterisert vedat driv-anordningene (3, 11) og bortforings-anordningene (<!>f, 15) er tilsluttet en uavhengig utenforliggende pumpe som sorger for at væsken strommer i et lukket kretslop, og at ventilen omfatter en dreie-del (10) som kan styres ved hjelp av styre-anordninger (5) for innstilling av retningen og hastigheten for motor-omdreiningen i avhengighet av stillingen av dei bevegelige del (10).

2. Apparat som angitt i krav 1,karakterisertved at den dreibare del (10) i reguleringsventilen er innrettet til å slippe driv-væsken forbi i den stilling som tilsvarer stanset motor.

3. Apparat som angitt i krav 2,karakterisertved at ventilen har en kik (10) som kan dreies i en boring (9a) i et hus (9), idet driv-væsken kommer inn i borsten gjennom minst en tilfbrselsledning (11) som munner inn i boringen (9a) gjennom en åpning (11a) i boringen (9a) i huset (9) og forlater borsten gjennom minst en tommeledning (15) som er tilsluttet minst en åpning (13a, 13'a) i sideveggen i boringen,(9a), at ventil-kiken (10) har to kanaler (17, 17') i hbyde med åpningene (11a) for tilfor-selsledningen (11), adskilt med en skillevegg (10a) og innrettet til, hver enkelt, å kunne settes i forbindelse med åpningen (11a) alt etter vinkelstillingen av kiken (1a) i huset (9), at det i den del av skilleveggen (10a) som ligger overfor åpningen (11a), når kiken (10) er i stilling for stans av motoren er anordnet minst ett hull (20, 20') og i kiken (10) minst en kanal (19, 19<*>), for forbislipping av driv-væsken, som ved sin inngangsende står i forbindelse med hullet (20,20') og som munner ut i sideflaten på kiken (10) gjennom en utgangsåpning (19b, 19'b) som i det minste delvis ligger overfor den åpning (13a, 13'a) som står i forbindelse med tømmeledningen (15), når kiken (10) er i stilling for stans av motoren»

4. Apparat som angitt i krav 1-3,karakterisertved at tilførsels- og tømme-ledningene (11,15) for driv-væske er anordnet på i og for seg kjent måte inne i hverandre over i det minste en stor del av sin lengde, idet den indre ledning tjener for tilførsel og den ytre ledning for tømming, og er ført sammen gjennom det håndtak (6,7) hvormed dykkeren kan holde apparatet.