NO337620B1 - Rengjøringsverktøy og anvendelse av samme - Google Patents

Description

RENGJØRINGSVERKTØY OG ANVENDELSE AV SAMME

Denne oppfinnelse vedrører et rengjøringsverktøy. Nærmere bestemt dreier det seg om et rengjøringsverktøy for rensing av uønsket materiale fra en komponents overflate hvor en rotor som er dreibar om en akse, omfatter minst ett utoverragende renselegeme som omfatter et sideparti som strekker seg mellom et rotparti og et endeparti, idet renselegemets sideparti ved rotasjon av rotoren om aksen er innrettet til å komme til gjentatt anslag mot komponentens overflate.

Ved ulike arbeidsoperasjoner så som montering, vedlikehold eller demontering av dykkede komponenter, er det ofte nødvendig først å foreta en rengjøring av i det minste deler av komponenten. Typiske overflateforurensninger er groe, skjell, mine-ralbelegg, korrosjonsprodukt, mudder og singel.

Det er kjent å anvende roterende rengjøringsverktøy hvor metalliske rengjøringsele-menter, for eksempel i form av kjetting eller metallstrenger, gjentatt slås mot overfla-ten av den komponenten som skal renses. Rengjøringsverktøy av denne art kan være effektive, men skader ofte komponentens overflate.

Fra publikasjonen US3616484 er det kjent et hylselegeme som omslutter et parti av en roterende endebørste. Hylselegemet kan være fremstilt i et plastmateriale.

Fra publikasjonen US4200947 er det kjent en roterende renseinnretning som omfatter et boss som er forsynt med utragende børsteelementer som fortrinnsvis er fremstilt av stålstrenger med minimal grad av fleksibilitet. Ett av formålene med renseinnret-ningen er å kunne fjerne maling fra en overflate.

Fra publikasjonen US 5903951 er det kjent et støp børstelegeme som omfatter et kjerneparti som er forsynt med et stort antall børsteelementer. Ved bruk føres børste-elementenes tupp eller frie endeparti mot objektet som skal renses for å frembringe en slipende virkning, typisk for å kunne fjerne for eksempel maling, rust og paknings-materialer.

Fra publikasjonen WO8100689 er det kjent et slipeverktøy hvor en rekke stålstenger rager ut fra en kjerne. Stålstengene er innrettet til enkelt å kunne fjernes fra verkt-øyet.

Det er også kjent å anvende skarpe renselegemer som kan ha de samme ulemper som nevnt overfor.

I noen tilfeller anvendes børstelignende rengjøringslegemer fremstilt av tynne fibre i kunst- eller naturmaterialer. Tampico fiber er et eksempel på naturmateriale som blir benyttet i et børstelignende rengjøringslegeme. Slike børstelignende kunst- eller naturmaterialer oppviser oftest en relativt dårlig renseeffekt for fastsittende forurensinger eller for løse forurensinger med relativt høy egenvekt, som for eksempel singel, som begge skal kunne fjernes ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse. Nevnte forurensinger med relativt høy egenvekt kan for eksempel dekke et parti av en rørled-ning på havbunnen.

Rensing ved hjelp av vann under høyt trykk er effektivt på mindre vanndyp, men rensevirkningen avtar med dybden fordi trykkforskjellen mellom vanntrykket og det omgivende trykk blir mindre.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

Det er tilveiebrakt et rengjøringsverktøy for rensing av uønsket materiale fra en komponents overflate hvor en rotor som er dreibar om en akse, omfatter minst ett utoverragende renselegeme som omfatter et sideparti som strekker seg mellom et rotparti og et endeparti, idet renselegemets sideparti ved rotasjon av rotoren om aksen er innrettet til gjentatt å komme til anslag mot komponentens overflate, og hvor renselegemet omfatter et elastomerisk materiale med egenvekt mellom 0,8 og 2.

Således anvendes et elastomerisk materiale med en egenvekt mellom 0,8 og 2 i et renselegeme som rager ut fra et roterbart rengjøringsverktøy.

Det elastomeriske materialet kan være et natur- eller et syntetisk materiale. Egnede materialer som vil kunne benyttes i renselegemet omfatter, men er ikke begrenset til: - Termoplastiske elastomerer (TPE) som for eksempel styren-copolyester, polyuretan, polyamid og polyolefinbaserte plasttyper;

- Naturgummi eller syntetisk gummi. Et eksempel på syntetisk gummi som er egnet til formålet er etylen-propylen gummi (EPM).

Renselegemer av denne art har vist seg å være både effektive og relativt skånsomme ved rensing undervann. De påvirkes ubetydelig av det rådende vanntrykk og oppviser effektivitet også på større dyp. De er også velegnet for anvendelse i luft.

Praktiske forsøk viser at blant annet TPE-materialet polyuretan er velegnet for formålet. Handelskvaliteter av dette materialet forefinnes med egenvekter mellom 1 og 1,25.

Renselegemets hardhet påvirker renseeffekten. Renselegemer med en hardhet på Shore 30A - 100A har vist seg å være velegnet for å oppnå formålet med oppfinnelsen.

Renselegemets forlengelse ved brudd har gjennom forsøk vist seg å være viktig for renselegemets levetid og renseeffekt. Forlengelsen ved brudd bør være mellom om-trent 100 % og 600 %, og fortrinnsvis nærmere 600 % enn 100 %. Nevnte etylen-propylen gummi (EPM) er et eksempel på et materiale som har en forlengelse på 600%.

Det kan i enkelte brukssituasjoner være fordelaktig om renselegemets materiale i til-legg til det elastomeriske materialet omfatter en andel polymere legemer med fysiske egenskaper som er ulike renselegemets samlede fysiske egenskaper. Med samlede fysiske egenskaper menes her de fysiske egenskaper som renselegemet innehar i brukssituasjonen. I noen tilfeller kan også keramiske eller metalliske legemer være inkludert i renselegemets materiale. Hensikten med å inkludere legemer av ulikt materiale er for eksempel å øke renselegemets stivhet eller gjennomsnittlige egenvekt. Nevnte polymere legemer, keramiske legemer og metalliske legemer kan inngå i renselegemet hver for seg, eller i en hvilken som helst kombinasjon med det elastomeriske materialet. Således vil renselegemets egenvekt kunne være høyere enn 2.

I tilfeller hvor det er ønskelig å opprettholde renselegemets skånsomme virkning mot komponentens overflate, er det en fordel om for eksempel nevnte keramiske eller metalliske legemer er innesluttet i renselegemet.

Ved bruk vil renselegemene utsettes for slitasje. Således vil eventuelle tilsatte polymere legemer, keramiske legemer og/eller metalliske legemer etter hvert kunne bli eksponert i slitasjeflaten. For i størst mulig grad å holde nevnte tilsatte legemer inne sluttet i det elastomeriske materialet, kan legemene være anbrakt nær et senterparti av en lengdeakse til renselegemet, eventuelt til den siden av lengdeaksen som ved rotasjon av renseverktøyet ikke føres til anslag mot komponenten som skal renses.

I enkelte tilfeller kan det være ønskelig at renseverktøyet har en viss slipende effekt på objektet som skal renses. Ett slikt tilfelle kan være dersom det er behov for å fjerne for eksempel rust eller maling. I et slikt tilfelle kan det være en fordel om for eksempel nevnte keramiske, metalliske og/eller polymere legemer er i det vesentlige jevnt fordelt i renselegemets tverrsnitt. Dette har den effekt at nevnte legemer ekspo-neres mot objektets overflate også for et nytt renselegeme som ikke er redusert i tverrsnitt som følge av slitasje.

Forsøk har vist at inntil 50% av renselegemets volum vil kunne omfatte én eller en kombinasjon av nevnte polymere, keramiske eller metalliske materialer.

I én utførelse anbringes nevnte polymere, keramiske og/eller metalliske legemer i det vesentlige jevnt fordelt langs en lengdeakse til renselegemet.

I en alternativ utførelse anbringes nevnte polymere, keramiske og/eller metalliske legemer ikke-homogent langs renselegemets lengdeakse. For eksempel kan nevnte legeme(r) tilføres kun i et parti langs renselegemets lengdeakse slik at renselegemets egenvekt varierer langs renselegemets lengdeakse, for eksempel, men ikke uteluk-kende, nærmere et fritt endeparti til renselegemet enn renselegemets innfestingsparti til rotoren. Det kan dermed tilveiebringes et renselegeme som har en varierende renseeffekt langsetter sin lengdeakse. Ved for eksempel å anbringe nevnte polymere, keramiske og/eller metalliske legemer i renselegemets endeparti, vil renselegemet kunne bevirke en kraftigere rengjøring mot ett parti av objektet, enn andre partier av objektet. En slik «varierende» renseeffekt vil være særlig nyttet dersom det er behov for å fjerne maling eller rust på for eksempel en sveisesøm i forbindelse med NDT (ikke destruktiv prøving), mens resten av objektet kun har behov en skånsom rengjø-ring som ikke skader malingen

For å kunne redusere renselegemets egenvekt slik at renselegemets egenvekt reduse-res i forhold til egenvekten til det elastomeriske materialet, kan et vektreduserende middel tilføres det elastomeriske materialet under fremstilling av renselegemet. Et eksempel på et egnet vektreduserende middel er en gass som for eksempel luft eller nitrogen. Et annet eksempel på et egnet vektreduserende middel er små glasskuler for eksempel av den art som selges under handelsbetegnelsen Q-Cel.

Renselegemet kan være leddbart festet i rotoren. Alternativt kan renselegemet være skrudd eller på annen måte koplet til rotoren ved hjelp av en fast forbindelse. I enda en alternativ utførelse kan renselegemet være fremstilt i ett stykke, hvor det minst ene utoverragende legemet er fast forbundet med et kjerne- eller rotparti som settes i forbindelse med en rotor som er tilkoplet en motor.

Rengjøringsverktøyet er relativt skånsomt ved rengjøring av malte overflater, plast, gummi og lignende. Særlig skånsomme er renselegemer som ikke omfatter slipende materialer som for eksempel nevnte keramiske eller metalliske legemer, eller hvor disse er anordnet ikke-homogent i et tverrsnitt av renselegemet slik som diskutert over.

Rengjøringsverktøyets motor, som typisk er elektrisk, hydraulisk eller pneumatisk drevet, kan med fordel befinne seg nær rotoren. Motoren kan om ønskelig anbringes i rotoren.

Rengjøringsverktøyet ifølge oppfinnelsen kan utformes med ulike fester for tilkopling til foreksempel den komponent som skal renses, en nærliggende struktur eller til en ROV. Det skal imidlertid forstås at rengjøringsverktøyet ifølge oppfinnelsen også vil kunne være konfigurert til å kunne håndteres av en operatør, for eksempel en dykker som er satt til å utføre rengjøring på relativt grunt vann. Nevnte fester kan således være egnede håndtak.

Rengjøringsverktøyet ifølge oppfinnelsen muliggjør effektiv og skånsom rensing også på dypt vann. Rengjøringsverktøyet er også velegnet for anvendelse i luft og til å fjerne masse overfor eksempel nedgravde rør på sjøbunnen.

Oppfinnelsen er definert av de selvstendige patentkravene. De uselvstendige kravene definerer fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegning, hvor:

Fig. 1 viser perspektivisk et rengjøringsverktøy ifølge oppfinnelsen; og

Fig. 2 viser en alternativ utførelse av renselegemer som er egnet til bruk i rengjø-ringsverktøyet.

Like eller tilsvarende elementer kan være angitt med samme henvisningstall i fig. 1 og fig. 2.

På fig. 1 betegner henvisningstallet 1 et rengjøringsverktøy omfattende en sentral rotor 2 som er roterbar om en akse 4, og hvor rotoren 2 er forsynt med utoverragende renselegemer 6.

Et antall renselegemer 6 er fordelt i sett av tre om rotoren 2. Hvert sett av renselegemer 6 er på nevnte figur leddbart koplet til rotoren 2 ved hjelp av en leddaksling 8. Det skal forstås at det kan benyttes flere eller færre enn de fire renselegemene 6 som er vist. Uansett antall renselegemer 6, er det en fordel om renselegemene 6 er anordnet med innbyrdes i det vesentlige lik avstand omkring rotoren 2 slik at såkalt kast unngås. Ved bruk av to eller flere sett med renselegemer 6, slik som vist i fig. 1 og 2 hvor tre sett er vist, bør det samlede antall renselegemer 6 være anordnet balansert omkring rotoren 2. Dette betyr at hvert enkelt sett nødvendigvis ikke behøver være balansert, så lenge det totale antallet renselegemer 6 er balansert.

Rotoren 2 med renselegemene 6 er koplet til en motor 10 som er fastholdt ved hjelp av et ikke vist feste. Rotoren 2 og motoren 10 er kun vist i fig. 1

I fig. 2 er også tre sett med renselegemer 6 anordnet omkring rotoren (ikke vist). I motsetning til renselegemene 6 vist i fig. 1, er de fire renselegemene 6 i hvert av settene i fig. 2 anordnet integrert med et rotparti 7 som i bruksstillingen er i omsluttende inngrep med rotoren. Inngrepet kan for eksempel tilveiebringes ved hjelp av en ikke vist splinekopling. Rotpartiet 7 og renselegemene 6 vist i fig. 2 er støpt i ett stykke.

I fig. 2 er de tre settene med renselegemer 6 og tilhørende rotpartier 7 fasthold mot aksial bevegelse langs lengdeaksen 4 ved hjelp av en holdeskive 9 som er ført til an-legg mot et endestykke 7' ved hjelp av en skrue/mutterforbindelse 9'. Skruen i skrue/mutterforbindelsen 9' er gjengeforbundet med en ikke vist motor, for eksempel av den art som er vist i fig. 1. Endestykket 7' kan være fremstilt av samme elastome-re materiale som rotpartiet 7 og renselegemene 6. I én utførelse er endestykket 7', rotpartiet 7 og renselegemene 6 støpt i ett stykke. I en alternativ utførelse kan endestykket 7' være fremstilt separat fra rotpartiet 7 og renselegemene 6.

Ved nevnte alternative utførelse kan endestykket 7' være fremstilt av samme elasto-mere materiale som rotpartiet 7 og renselegemene 6, eller så kan de være fremstilt i et annet egnet materiale.

For å kunne anordne settene med renselegemer 6 med en aksial avstand, er endestykker også anordnet mellom hvert av settene med renselegemer 6.

Ved bruk av separate endestykker 7', altså endestykker T som er fremstilt separat fra rotpartiet 7 og renselegemene 6, kan den aksiale innbyrdes avstanden mellom settene med renselegemene 6 meget enkelt tilpasses bruksområdet. For eksempel vil det være ønskelig med en liten avstand, typisk 0,5-2 cm, mellom renselegemene 6 dersom formålet er å fjerne løse forurensinger fra for eksempel en rørledning på havbunnen. Ved samtidig å anordne hvert av settene med renselegemer 6 side om side i samme plan slik som vist i fig. 2, og altså ikke innbyrdes vinkelforskjøvet omkring lengdeaksen 4, vil renselegemene tilveiebringe en «skuffeeffekt» og således effektivt kunne fjerne løsmasser fra den eksempelvise rørledning. På grunn av de individuelt bevegelige renselegemene 6 vil «skuffen» også være effektiv ved forsenkninger eller utstående partier på objektet som skal renses.

Dersom formålet med rensingen primært er å slå løs forurensninger fra et objekt 12, slik tilfellet ofte vil være for objekter som befinner seg i vannmassen over havbunnen, kan det være hensiktsmessig å anbringe renselegemene 6 med større innbyrdes avstand slik at løsgjorte forurensinger også kan passere mellom to tilliggende renselegemer 6.

Det skal bemerkes at det også kan benyttes en kombinasjon av integrert endestykke 7', det vil si støpt i ett stykke med rotpartiet 7 og renselegemene 6, og separat endestykke 7' for å oppnå ønsket avstand mellom hvert sett av renselegemer 6.

Avhengig av hva slags forurensninger som skal fjernes fra en komponent 12, velges renselegemer 6 blant annet ut fra sin egenvekt, hardhet, elastisitet og dimensjon.

Renselegemene 6 vist i fig. 1 og fig. 2 har en lik tverrsnittsform langs sin lengdeakse. I en alternativ utførelse (ikke vist) kan ett eller flere partier av renselegemene være utformet med varierende tverrsnitt. For eksempel kan et parti av renselegemet 6 som befinner seg nær renselegemets 6 frie endeparti ha et større tverrsnitt enn et parti som befinner seg nærmere nevnte rotpartiet 7 eller rotoren 2. Dermed kan det oppnås en liknende effekt som den som oppnås ved å anbringe nevnte polymere, keramiske og/eller metalliske legemer ikke-homogent langs renselegemets lengdeakse.

Renselegemets 6 overflate som føres til anslag mot komponenten 12 som skal renses, er i utførelsene i fig. 1 og fig. 2 vist med en slett overflate. Det skal imidlertid forstås at i det minste et parti av nevnte overflate vil kunne inneha en ujevn overflate, for eksempel i form av en i aksial retning bølgeformet overflate. En slik bølgeformet overflate vil oppvise større friksjon ved anslaget mot objektet 12 enn et tilsvarende renselegeme 6 med en slett overflate.

Under rotasjon av rengjøringsverktøyet 1 kommer renselegemene 6 til anslag mot

komponenten 12 som skal renses.

Renselegemenes 6 egenvekt, hardhet, elastisitet og dimensjon samt rotasjonshastig-het kan velges til å gi en effektiv, skånsom rensing av komponenten 12 uten å skade denne i nevneverdig grad.

I en prototype av apparatet 1 er renselegemene 6 fremstilt av TPE-materialet polyuretan og har en lengde på 250 mm og et tverrsnitt på 25x25 mm<2>. Det skal imidlertid forstås at renselegemene 6 vil kunne fremstilles av andre egnede materialer og med andre dimensjoner som er tilpasset spesifikke bruksområder.

Det bør bemerkes at alle de ovennevnte utførelsesformer illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke, og fagpersoner på området vil kunne utforme mange alternative utførelsesformer uten å avvike fra omfanget av de avhengige kravene. I kravene skal referansenumre i parentes ikke sees som begrensende. Bruken av verbet "å omfatte" og dets ulike former, ekskluderer ikke tilstedeværelsen av elementer eller trinn som ikke er nevnt i kravene. De ubestemte artiklene "en", "ei" eller "et" foran et element ekskluderer ikke tilstedeværelsen av flere slike elementer.

Claims (14)

1. Rengjøringsverktøy (1) for rensing av uønsket materiale fra en komponents (12) overflate hvor en rotor (2) som er dreibar om en akse (4), omfatter minst ett utoverragende renselegeme (6) som omfatter et sideparti som strekker seg mellom et rotparti (7) og et endeparti, idet renselegemets (6) sideparti ved rotasjon av rotoren (2) om aksen (4) er innrettet til å komme til gjentatt anslag mot komponentens (12) overflate,karakterisert vedat materialet i renselegemet (6) er et elastomerisk materiale med egenvekt mellom 0,8 og 2.

2. Rengjøringsverktøy i henhold til krav 1, hvor renselegemets (6) elastomeriske materiale har en egenvekt mellom 0,8 og 1,5, aller helst mellom 1 og 1,25.

3. Rengjøringsverktøy i henhold til krav 1 eller 2, hvor renselegemets (6) elastomeriske materiale har en hardhet på Shore 30A - 100A.

4. Rengjøringsverktøy i henhold til krav 1, 2 eller 3, hvor renselegemets (6) forlengelse ved brudd er mellom 100 % og 600 %.

5. Rengjøringsverktøy i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav hvor renselegemets (6) materiale ytterligere omfatter polymere legemer med fysiske egenskaper som er ulike renselegemets (6) samlede fysiske egenskaper.

6. Rengjøringsverktøy i henhold til krav 1 eller 5, hvor renselegemets (6) materiale ytterligere omfatter keramiske legemer.

7. Rengjøringsverktøy i henhold til et hvilket som helst av kravene 1, 5 eller 6, hvor renselegemets (6) materiale ytterligere omfatter metalliske legemer.

8. Rengjøringsverktøy i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor renselegemets (6) materiale omfatter et vektreduserende middel som har en egenvekt som er mindre enn egenvekten til det elastomeriske materialet.

9. Rengjøringsverktøy i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor renselegemet (6) er leddbart festet i rotoren (2).

10. Rengjøringsverktøy i henhold til et hvilket som helst av kravene 1 til 8, hvor renselegemet (6) er festet til rotoren (2) med en fast forbindelse.

11. Rengjøringsverktøy i henhold til krav 10, hvor renselegement (6) er integrert med et rotparti (7) som er innrettet til å føres i inngrep med rotoren (2).

12. Rengjøringsverktøy i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav, hvor rengjøringsverktøyet (1) omfatter to eller flere renselegemer (6) anordnet med innbyrdes avstand langs ren seve rktøyets (1) lengdeakse (4).

13. Anvendelse av et elastomerisk materiale med en egenvekt mellom 0,8 og 2 i et renselegeme (6) som rager ut fra et roterbart rengjøringsverktøy (1).

14. Anvendelse av et rengjøringsverktøy (1) for rensing av uønsket materiale fra en komponents (12) overflate hvor en rotor (2) som er dreibar om en akse (4), omfatter minst ett utoverragende renselegeme (6) som omfatter et sideparti som strekker seg mellom et rotparti (7) og et endeparti, idet renselegemets (6) sideparti ved rotasjon av rotoren (2) om aksen (4) er innrettet til å komme til gjentatt anslag mot komponentens (12) overflate, og hvor materialet i renselegemet (6) omfatter et elastomerisk materiale med egenvekt mellom 0,8 og 2.