NO334779B1 - Anordning og fremgangsmåte for undervanns overflatebehandling med et abrasiv - Google Patents

Abstract

Det beskrives et apparat for utsprøyting av et væskeblandet, abrasivt materiale (4) gjennom et munnstykke (1) tilkoplet en trykkfluidledning (11), hvor munnstykket (1) er forsynt med en første ejektor (14) anordnet nedstrøms ei trykkfluiddyse (12), og et sideløp (142) på den første ejektoren (14) via en tilførselsledning (2) er innrettet til å kunne stå i fluidkommunikasjon med en væskekilde (5), og det på tilførselsledningen (2) er anordnet en andre ejektor (32) innrettet til a kunne være neddykket i masse av partikkelformet, abrasivt materiale (4). Det beskrives også en framgangsmåte for å tilveiebringe en utstrømning av et væske- blandet, abrasivt materiale (4) gjennom et munnstykke (1) tilkoplet en trykkfluidledning (11).

Description

ANORDNING OG FRAMGANGSMÅTE FOR UNDERVANNS OVERFLATEBEHANDLING MED ET ABRASIV

Det beskrives et apparat for utsprøyting av et væskebtandet, abrasivt materiale gjennom et munnstykke tilkoplet en trykkfluidledning. Det beskrives også en framgangsmåte for å tilveiebringe en utstrømning av et væskeblandet, abrasivt materiale gjennom et munnstykke tilkoplet en trykkfluidledning.

Ved overflatebehandling med fluidlserte, abrasive materialer, typisk såkalt sandblåsing, av undervannskonstruksjoner, eksempelvis brønninstallasjoner og rørledninger på undersjøiske hydrokarbonfelt, transporteres det partikkelformede, slipende materialet vanligvis i fluidisert form gjennom slange- og/eller rørforbindelser fra havover-flaten, idet det er blandet inn i et fluid, for eksempel vann, idet den fluidiserte blan-dingen er satt under så høyt trykk at et foreskrevet arbeidstrykk oppnås ved munningen av et arbeidsorgan, typisk et munnstykke som kan konsentrere en mate-rialstrøm mot et område som skal behandles. Slik transport over lange strekninger er både energikrevende og utsetter transportutstyret, det vil si slanger og rør, for sterk slitasje. Det er også kjent å føre det partikkelformede, slipende materialet fram til arbeidsstedet i tørr form, idet transporten skjer gjennom slange og/eller rørforbindel-ser fram til arbeidsorganet, idet det tørre materialet blandes med et fluid under høyt trykk, eksempelvis vann fra en høytrykks vaske r, i et ejektorsystem.

Fra JP 6039723 er det kjent et anlegg for sandblåsing eller lignende under vann, hvor det abrasive materialet blandet med vann er anbrakt i en beholder, idet det abrasive materialet kontinuerlig tilføres beholderen fra et skip via et såld, og det fluidiserte materialet trekkes ut fra beholderen ved hjelp av en ejektor og ledes til et munnstykke.

Fra US 5065551 er det kjent et apparat for rengjøring eller skjæring med et abrasivt materiale, særlig innrettet til undervannsbruk. I en blandesone tilveiebringes det en blanding av abrasive partikler, ei væske og luft og/eller andre gasser. Et munnstykke danner utløp for en strøm av nevnte blanding som rettes mot det objektet som skal rengjøres eller kuttes.

WO 8804220 beskriver et munnstykke hvor en blanding av vann og sand ledes gjennom ei dyse som er omsluttet av ei ringdyse for trykkluft som dermed tilveiebringer en luftkappe omkring den sandblandede vannstråla.

US 4555872 beskriver en prosess for nøyaktig kontroll av innføringen av faste partikler i en flu idst røm. Det beskrives eksempler på munnstykker hvor en utstrømmende stråle omsluttes av en gasskappe.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller å redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk, eller i det minste å skaffe til veie et nyttig alternativ til kjent teknikk.

Formålet oppnås ved trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen tilveiebringer et apparat for utsprøyting av et væskeblandet, abrasivt materiale gjennom et munnstykke, idet en tilførselsledning for et partikketformet, abrasivt materiale er ført fra et materialinntak i et materiallager og til en første ejektor anordnet i et parti av munnstykket. Munnstykket er tilkoplet et væskeforsyningsan-legg innrettet til å avlevere trykksatt væske gjennom ei dyse i munnstykket opp-strøms den første ejektoren. Væska har typisk et overtrykk på 200 bar. Materialinnta-ket er ti Ida nn et som en andre ejektor som er neddykket i en masse av et abrasivt materiale. Den andre ejektoren er forsynt med en væsketilførselsledning som står i ftuidkommunikasjon med et væskeinntak. Væskeinntaket kan være anordnet i en vannmasse som omslutter material lageret. Materiallageret kan stå i fluidkommunikasjon med omgivelsene. Når apparatet er plassert i en vannmasse, vil den omsluttende vannmassen kunne trenge inn i materiallageret og blande seg med det abrasive materialet uten at det påvirker tilførselen av abrasivt materiale til munnstykket i negativ retning.

Ved å stenge tilførselsledningen mellom munnstykket og materiallageret vil innblan-dingen av abrasivt materiale i den trykksatte væskestrømmen opphøre, og ren, trykksatt væske kan strømme ut av munnstykket og benyttes for eksempel til spyling av et arbeidsstykke som er under overflatebehandling.

For å øke rekkevidden til stråla av det væskeblandede, trykksatte, abrasive materialet, kan det ved et munningsparti på munnstykket være anordnet en gasstilførsel som fortrinnsvis omkranser hele munningspartiet. Væska som strømmer med stor hastig-het ut av munnstykket, vil med en ejektorvirkning trekke med seg gassen som dermed vil omslutte stråla og redusere strømningsmotstanden mellom stråla og den om-

sluttende vannmassen.

Oppfinnelsen vedrører også en framgangsmåte for å tilveiebringe en utstrømning av et væskeblandet, abrasivt materiale gjennom et munnstykke tilkoplet en trykkfluidledning, idet en trykkfluidstrømning gjennom en første ejektor sørger for innstrømning av ei materialbærende væske inn i munnstykket via et sideløp. Den materialbærende væska strømmer fra en væskekilde via en andre ejektor som er neddykket i en masse av det abrasive materialet.

I et første aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt et apparat for utsprøyting av et væskeblandet, abrasivt materiale gjennom et munnstykke tilkoplet en trykkfluidledning, kjennetegnet ved at munnstykket er forsynt med en første ejektor anordnet nedstrøms ei trykkfluiddyse, og et sideløp på den første ejektoren er via en tilførsels-ledning innrettet til å kunne stå i fluid kommunikasjon med en væskekilde, og det på tilførselsledningen er anordnet en andre ejektor innrettet til å kunne være neddykket i en masse av partikkelformet, abrasivt materiale.

Den andre ejektoren kan på fluidkommuniserende vis være tilknyttet et væskeinntak anordnet utenfor et materiallager som rommer det partikkelfomede, abrasive materialet. Materiallageret behøver dermed ikke være tildannet med en væsketilførsel for fluidisering av det abrasive materialet.

Væskeinntaket kan være anordnet i en vannmasse som i det minste delvis omslutter materiallageret. Det er dermed ikke behov for noen anordning for tilførsel av væske over store avstander, for eksempel fra et overflatefartøy.

Tilførselsledningen, den andre ejektoren eller væskeinntaket kan være forsynt med midler innrettet til å kunne regulere strømningsraten av ei materialbærende væske mellom den første og den andre ejektoren. Ved å stanse innstrømningen av materialbærende væske til munnstykket, kan munnstykkets trykkftuidstråle benyttes til spyling av behandlingsflatene før og etter overflatebehandlingen med det abrasive materialet.

Ved et munningsparti på munnstykket kan det være anordnet minst ei gassdyse som står i fluidkommunikasjon med et gassanlegg. Tilførsel av gass ved periferien av trykkfluidstråla øker erfaringsmessig strålas rekkevidde ved arbeid i vann.

Gassdysa kan være ringformet og omkranse munningspartiet. Det sikres dermed at hele trykkfluidstråleomkretsen omsluttes av gass.

Gassdysa kan være en ejektor.

Materiallageret kan være avgrenset av en beholder. En kan dermed benytte samme enhet både til transport og til oppbevaring av det abrasive materialet.

Materiallageret kan være åpent mot en omsluttende vannmasse. Det abrasive materialet kan dermed være delvis flu id i sert idet det føres inn i tilførselsledningen.

I et andre aspekt vedrører oppfinnelsen mer spesifikt en framgangsmåte for å tilveiebringe en utstrømning av et væskeblandet, abrasivt materiale gjennom et munnstykke tilkoplet en trykkfluidledning, kjennetegnet ved at framgangsmåten omfatter følgende trinn: a) ved hjelp av et trykkfluidanlegg å tilveiebringe en trykkfluidstrøm gjennom et senterløp i en første ejektor i munnstykket; og b) ved hjelp av den første ejektoren å tilveiebringe en strømning av ei materialbærende væske inn i munnstykket, idet et sideløp på den første ejektoren via en til—

førselsledmng står i fluidkommunikasjon med en væskekilde, og det abrasive materialet ved hjelp av en andre ejektor som er anordnet på tilførselsledningen og er neddykket i en masse av det abrasive materialet, føres inn i en strømning av nevnte væske som tilveiebringes fra væske kilden.

Det kan tilveiebringes en strømning av en gass ut fra ei eller flere gassdyser anordnet ved et munningsparti på munnstykket, hvor gassen, idet den forlater munningspartiet, omslutter en vesentlig andel av omkretsen til den utstrømmende væskestråla.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser en prinsippskisse av et apparat ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser i større målestokk et utsnitt av et materiallager hvor abrasivt materiale føres inn i en tilførselsledning gjennom en ejektor; og Fig. 3 viser i mindre målestokk ei prinsippskisse av et munnstykke forsynt med

en gasstilførsel ved et munningsparti.

Det henvises først til figur 1, hvor henvisningstallet 1 angir et munnstykke 1 som via en trykkfluidledning 11 er tilknyttet et trykkfluidanlegg 6, og via en tilførselsledning 2 er tilknyttet en væskekilde 5 samt et materiallager 3 inneholdende et partikkelformet, abrasivt materiale 4. Materiallageret 3 er neddykket i en vannmasse som utgjør nevnte væskekilde 5.

Munnstykket 1 er forsynt med ei trykkfluiddyse 12 som står i fluidkommunikasjon med trykkflutdledningen 11. En første ejektors 14 senterløp 141 er anordnet nedstrøms trykkfluiddysa 12. Et munningsparti 13 tildanner et utløp for ei stråle 63 av et trykkfluid 62.

Trykkfluidanlegget 6 er på i og for seg kjent vis forsynt med ei trykkfluidkitde 61 som kan være et fjerntliggende reservoar 611 forsynt med ei pumpe 612, eventuelt at pumpa 612 forsynes med væske fra den omkringliggende vannmassen 5.

Munnstykket 1 er tilkoplet tilførselsledningen 2 via et sideløp 142 på den første ejektoren 14. Tilførselsledningen 2 er ført gjennom materiallageret 3, her vist som en mate-nalbeholder 31 forsynt med egnede ledningsgjennomførmger, hvor den er neddykket i massen av abrasivt materiale 4. En andre ejektor 32 utgjør et parti av den neddykke-de tilførselsledningen 2 (se særlig figur 2), og tilførselsledningen 2 munner ut i et væskemntak 33 utenfor materiallageret 3. Den andre ejektoren 32 er forsynt med sideløp 321, her vist som åpninger, som munner ut i materiallageret 3.

Tilførselsledningen 2 er forsynt med en mengderegulermgsventil 21 som er innrettet til å kunne lukke tilførselsledningen 2 fullstendig.

Det henvises nå til figur 3, hvor det er vist en alternativ utførelse av oppfinnelsen, idet munnstykket 1 er tilknyttet et gassanlegg 7. Ei gassdyse 72, her vist som ei ringformet dyse, er anordnet ved munningspartiet 13, og en gass 73, for eksempel luft, tilfø-res gassdysa 72 gjennom en gasstilførselsledning 71. Gassen 73 strømmer ut ved periferien av trykkfluidstråla 63 idet denne forlater munnstykket 1. Gassen 73 tildanner dermed en kappe omkring trykkfluidstråla 63 når denne trenger ut i det mediet som omslutter munnstykket 1, for eksempel vannmassen 5. Gassdysa 72 kan være en ejektor.

Når et objekt (ikke vist) skal overflatebehandles, rettes munnstykket 1 mot objektet idet det tilveiebringes ei trykkfluidstråle 63. For innledende rengjøringsarbeid kan trykkfluidstråla 63 omfatte bare trykkfluid 62. Ved behov åpnes det for tilførsel av væske 51 gjennom tilførselsledningen 2 ved at mengdereguleringsventilen 21 åpnes. På grunn av undertrykket ved den første ejektorens 14 sideløp 142 suges væske 51 fra tilførselsledningens 2 væskeinntak 33 og inn i den første ejektoren 14, og det oppstår en strømning gjennom den andre ejektoren 32. På grunn av det undertrykket som oppstår i den andre ejektoren 32, suges det inn abrasivt materiale 4 fra materiallageret 3 gjennom sideløpet 321, og det abrasive materialet 4 blander seg med væska 51 og føres med denne til munnstykket 1, hvor det abrasive materialet 4 blandes med

trykkfluidet 62 og strømmer ut fra munnstykket 1 innblandet i trykkfluidstråla 63.

For å forbedre rekkevidden til trykkfluidstråla 63 kan det, slik det er vist i figur 3, tilfø-res gass 73 i en kappe som omslutter i det minste deler av trykkfluidstråla 63. Etter hvert som trykkfluidet fjerner seg fra munnstykket 1, avtar virkningen av gassen 73, idet den blander seg med trykkfluidet og den omkringliggende vannmassen 5.

Claims (12)

1. Apparat for utsprøyttng av et væskeblandet, abrasivt materiale (4) gjennom et munnstykke (1) tilkoplet en trykkfluidledning (11),karakterisert vedat munnstykket (1) er forsynt med en første ejektor (14) anordnet nedstrøms ei trykkfluiddyse (12), og et sideløp (142) på den første ejektoren (14) er via en tilførselsledning (2) innrettet til å kunne stå i fluid-kommumkasjon med en væskekilde (5), og det på tilførselsledningen (2) er anordnet en andre ejektor (32) innrettet til å kunne være neddykket i masse av partikkelformet, abrasivt materiale (4).

2. Anordning i henhold til krav 1, hvor den andre ejektoren (32) på fluid kommu-niserende vis er tilknyttet et væskeinntak (33) anordnet utenfor et materiallager (3) som rommer det partikkelformede, abrasive materialet (4).

3. Anordning i henhold til krav 2, hvor væskeinntaket (33) er anordnet i en vannmasse (5) som i det minste delvis omslutter materiallageret (3).

4. Anordning i henhold til krav 1 eller 2, hvor tilførselsledningen (2), den andre ejektoren (32) eller væskeinntaket (33) er forsynt med midler (21) innrettet til å kunne regulere strømningsraten av en materialbærende væske (Sl) mellom den første og den andre ejektoren (14, 32).

5. Anordning i henhold til krav 1, hvor det ved et munningsparti (13) på munnstykket (1) er anordnet minst ei gassdyse (72) som står i fluidkommunikasjon med et gassanlegg (7).

6. Anordning i henhold til krav 5, hvor gassdysa (72) er ringformet og omkranser munningspartiet (13).

7. Anordning i henhold til krav 5 eller 6, hvor gassdysa (72) er en ejektor.

8. Anordning i henhold til krav 2, hvor materiallageret (3) er avgrenset av en beholder (31).

9. Anordning i henhold til krav 2, hvor materiallageret (3) er åpent mot en omsluttende vannmasse (5).

10. Framgangsmåte for å tilveiebringe en utstrømning av et væskeblandet, abrasivt materiale (4) gjennom et munnstykke (1) tilkoplet en trykkfluidledning (11),karakterisert vedat framgangsmåten omfatter følgende trinn: a) ved hjelp av et trykkfluidanlegg (6) å tilveiebringe en trykkfluidstrøm gjennom et senterløp i en første ejektor (14) i munnstykket (1); og b) ved hjelp av den første ejektoren (14) å tilveiebringe en strømning av en materialbærende væske (51) inn i munnstykket (1), idet et sideløp (142) på den første ejektoren (14) via en tilførselsledning (2) står i fluidkommunikasjon med en væskekilde (5), og det abrasive materialet (4} ved hjelp av en andre ejektor (32) som er anordnet på tilførselsledningen (2) og er neddykket i en masse av det abrasive materialet (4), føres inn i en strømning av nevnte væske (51) som tilveiebringes fra væskekilden (5).

11. Framgangsmåte i henhold til krav 10, hvor væskekilden (5) er en vannmasse som i det minste delvis omslutter materiallageret (3).

12. Framgangsmåte i henhold til krav 10, hvor det tilveiebringes en strømning av en gass (5) ut fra ei eller flere gassdyser (72) anordnet ved et munningsparti (13) på munnstykket (1), og hvor gassen (5), idet den forlater munningspartiet (13), omslutter en vesentlig andel av omkretsen til den utstrømmende væskestråla (51, 62).