NO871233L - Apparat for arbeid under vann. - Google Patents

Description

APPARAT FOR ARBEID UNDER VANN

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for arbeid under vann, spesielt oppvarming, sveising, flamme-kapping, rengjøring og elektrolyttisk belegning av metallkonstruksjoner, ved hjelp av elektrisk strøm. Apparatet omfatter en elektrisk ledende dreieaksel som er anordnet på rammeelementet og leder elektrisk strøm til et fjernbart tuppelement, som.er festet til akselenden og dreier seg sammen med akselen, samtidig som tuppen kan utgjøre en varmebøssing, sveiseelektrode, skjære-, rengjørings- og/ eller belegningsskive.

Det er tidligere kjent å bruke i forbindelse med denne type apparater, forskjellige elektriske terminaler og kar-bon-sammenstillinger for overføring av nødvendig elektrisk strøm til akselen. Problemet og den største ulempe med disse løsninger er imidlertid at apparatene ikke kan brukes på store dyp, på grunn av utilstrekkelig kompensasjon for det hydrauliske vanntrykk.

Der er gjort forsøk på å løse dette problem ved massive rammekonstruksjoner og kompliserte avtetningssystemer, som skulle motstå det høye ytre trykk. Slike apparater er imidlertid dyre og nokså vanskelig å montere, fordi de er tunge og har et stort volum. Som et resultat av ikke foreliggende eller utilstrekkelig trykkompensasjon, vil vann trenge inn i verktøyet å forhindre bruken av dette, eller hylsteret for rammedelen vil bokstavelig talt bryte sammen .

En ytterligere ulempe ved foreliggende verktøy er at de, uten unntak, krever en jordingsledning forbundet med "-"-polen fra kraftkilden i den hensikt å fremskaffe en flammebue. Dette forhold vil i stor utstrekning begrense an-vendelsene av apparatet, og gjør det så og si umulig å bruke det som et verktøy i forbindelse med drift av roboter eller fjernstyrt utstyr. Fordi arbeidet vanligvis krever bistand av dykkere, er det innlysende at bruken av slikt utstyr foregår langsomt og innebærer store utlegg samtidig som det innebærer sikkerhetsrisikoer.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere ulempene og de svake punkter som finnes i eksisterende apparater, og å fremskaffe et apparat for arbeid under vann, som er lettere, mer pålitelig og enklere å bruke.

Denne hensikt er oppnådd ved et apparat i henhold til oppfinnelsen, hvis karakterisktiske egenskaper er definert i de vedføyde patentkrav.

Med hensyn til fordelene ved den foreliggende oppfinnelse skal det nevnes at, i henhold til oppfinnelsen, vil løs-ningen med elektrisk konduktans vedrøre både fremføring av elektrisk kraft og kompensasjon for hydraulisk vanntrykk. En annen fordel går ut på at jordstrøm også kan ledes gjennom dreieakselen, hvilket innebærer at flammebuen kan fremskaffes nøyaktig hvor det er påkrevet, uten noen plasskrevende separat forbundne jordledninger. Således vil apparatet i henhold til oppfinnelsen være enkelt i bruk også i forbindelse med dykker-roboter og andre fjernstyrte innretninger. Det er også kjennetegnende ved den foreliggende oppfinnelse at trykket er hovedsakelig det samme på innsiden og utsiden av rammeelementet, og det hydrauliske vanntrykk kan således være temmelig høyt uten å innebære noe betydelig problem, og det er også mulig å bruke for-holdsvis enkle og rimelige løsninger med hensyn til kon-struksjonen av rammeelementet.

I det følgende vil oppfinnelsen bli beskrevet ved hjelp av et fordelaktig brukseksempel, idet der henvises til den vedføyde tegning, som er et sidesnitt gjennom apparatet i henhold til oppfinnelsen. Dette apparat ble bygget for å tjene som et skjæreverktøy.

På figuren er henvisningstall 1 den generelle betegnelse for et rammeelement som består av flere enheter som er føyet sammen, i likhet med en pakke, ved hjelp av bolter slik det fremgår av figuren, idet en dreibar elektrisk ledende aksel 2 omfattende to stykker er montert i lagre på nevnte aksel. Slik det fremgår av figuren er akselen 2, i henhold til det foreliggende eksempel på apparatet basert på oppfinnelsen, tildannet av to akselelementer som er anordnet inne i hverandre, henholdsvis akselelement 21 og 22, idet et av akselelementene kan dreie seg. Akselelementene 21 og 22 er elektrisk isolert fra hverandre idet der er anordnet et elektrisk isolerende mellomliggende element 23 mellom deres motsatte flater. Det mellomliggende element 23 som blir benyttet ved det viste eksempel, utgjøres av en passende hylse tildannet av gummi eller plastbasert materiale. Også profilene hos de motsatte flater av akselelementene 21 og 22 er slik konstruert at de forhindrer rotasjon av akselelementene i forhold til hverandre. Passende profiler kan utgjøres av en hvilken som helst form, unntatt runde former, idet f.eks. det ytre akselelement 21 er en rørformet aksel med et sentralt polygonalt hulrom, mens den ytre omkrets av det indre akselelement 22 er tildannet for å svare til formen av den ytre rørformede aksel 21. Alternative løsninger på det å forhindre at akselelementene 21 og 22 dreier seg i forhold til hverandre, kan gå ut på å låse dem sammen med f.eks. et kileelement.

For fremføring av elektrisitet til akselen 2, foreligger der to kamre 13 og 14 i rammeelementet, idet kamrene inneholder et vaeskef ormet, elektrisk ledende medium, fortrinnsvis kvikksølv. Et av disse kamre, ved det foreliggende eksempel kammer 13, er konstruert for å omgi den ytre omkrets av det ytre akselelement 21, mens det annet kammer, ved det foreliggende eksempel kammer 14, er konstruert for å omslutte den ytre omkrets av det indre akselelement 22 som rager ut fra innsiden av det ytre akselelement 21. Begge kamre 13 og 14 er ved det foreliggende eksempel lukket av et deksel tildannet av elektrisk ledende materiale, f.eks. metall, og forbundet med elektrisk ledning med en av polene fra kraftkilden, slik at elektrisk strøm blir ført fra ledningen gjennom dekselelement-et til mediet og derfra videre til akselen. Ved det viste eksempel er det ytre skaftelement 21, via det medium som rommes i det omgivende kammer 13, forbundet med "+"-polen fra kraftkilden (ikke vist), og det indre skaftelement 22, via det medium som rommes i det omgivende kammer 14, forbundet med "-"-polen hos kraftkilden. Dessuten er kamrene 13 og 14 avtettet mot overflaten av den ytre omkrets av akselelementene 21 og 22, ved hjelp av passende pakninger som vil motstå mekanisk slitasje som bevirkes av dreieaks-en 22, samtidig som de forhindrer lekasje av mediet. Der foreligger en samme type pakning mellom rammeelementet og akselen 2, for å hindre inntrengning av vann i rammeelementet 1.

For å forhindre elektrisk ledning fra kammer 13 og 14 til rammeelementet 1 og dertil hørende skader, er kamrene for-et med et elektrisk isolerende lag eller, slik tilfellet er ved det foreliggende eksempel hvor rammeelementveggene omgir kamrene 13 og 14, og da mest fordelaktig hele delen av rammeelementet 1 hvor kammeret er lokalisert, kamrene blir tildannet av et ikke-ledende materiale, fortrinnsvis gummi eller plastbasert materiale.

I den hensikt å kompensere for det hydrostatiske vanntrykk, som er en viktig faktor i forbindelse med under-vannsarbeider, er begge kamre 13 og 14 forsynt med trykkutjevningsinnretninger 11 og 12. Ved det viste eksempel er trykkutjevningsinnretningene 11 og 12 utført med sylindre 17, 18 og fjærbelastede stempler 15, 16 som blir ført frem og tilbake i det indre av sylinderen i henhold til det hydrostatiske vanntrykk. Sylinderen 15, 16 omfatter et hulrom som strekker seg gjennom rammeelementet 1 og har en utvidelse ved midtpartiet, samtidig som den ene ende munner ut til et mellomrom utenfor rammeelementet 1, og den annen ende munner ut i kammeret 13, 14 som inneholder mediet, slik at trykket i hovedsak er det samme utenpå rammedelen 1 og inne i kamrene 13, 14. Takket være denne trykkompensasjon er det mulig å redusere styrken og be-lastningen av kammeravtetningene, sammenlignet med den si-tuasjon hvor ingen trykkutjevning foreligger.

Ved det viste eksempel er tuppelementet 3 tildannet av to elektrisk ledende flenstype-elementer 31 ov 32, anordnet

konsentrisk på avstand fra hverandre. Elementet 32 som er plassert nærmere rammeelementet 1, er festet til det ytre akselelement 21 på en fjernbar måte, samtidig som elementet 31 på lignende måte er festet til det indre akselelement 22 på en fjernbar måte. Det apparat som er tildannet for å tjene som et skjæreverktøy, omfatter også innretninger 4, 5, 6 og 7 hvis formål er å tilføre skjæremedium mellom flenstype-elementene 31 og 32 og det materiale som skal skjæres. Det skal her pekes på at i denne forbindelse vil flenstype-elementene 31 og 32 ikke ta del i den egent-lige skjæreprosedyre, idet de bare vil tjene som instru-menter med hensyn til fremføring av elektrisk kraft til det stykke som skal skjæres og for dannelse av flammebuen. Det mest fordelaktige skjæremedium som kan brukes, er et termisk materiale av pasta-typen eller pulver-typen som brenner i flammebuen, f.eks. grafittgris som er legert med aluminiumspulver, idet dette vil smelte materialet på det nødvendige sted.

I forbindelse med det viste eksempel vil mateinnretningen for skjæremediet omfatte en tvangsmate-innretning 7, f.eks. en skruepumpe som blir drevet ved hjelp av kraft-overføringselementer 9 og 10, og da ved hjelp av kraftakselen 8 for kraftenheten (ikke vist) som driver akselen 2. En giroversetning blir benyttet i det foreliggende eksempel, idet et av tannhjulene, her tannhjul 10, er montert på akselen 8 og det andre tannhjul er montert på akselen av skruepumpen 7. Fra tvangsmate-innretningen 7 er en strømningskanal 6 for skjæremediet ført til det ringformede kammermellomrom som omgir det indre akselelement 22. For å kunne lede skjæremedium til skjærepunktet mellom flenstype-elementene 31 og 32, blir en annen strømnings-kanal 4 for skjæremedium tilføyet mateinnretningen, idet den starter fra kammermellomrommet 5 som forløper sentralt inne i det indre akselelement 22 og ender i radiale ut-løpskanaler som munner ut i mellomrommet mellom flenstype-elementene 31 og 32.

Fordi skjæremediet omfatter aluminiumskorn, vil det være elektrisk ledende, og det er grunnen til at i det minste en av strømningskanalene, her kanal 4 såvel som dennes radiale utløpskanaler er dekket med elektrisk isolerende materiale for å forhindre elektrisk strømføring gjennom skjæremediet, fra akselen 2 til tvangsmate-innretningen 7 eller kraftenhet-drivakselen 2. Videre har man eliminert strømlekasje ved hjelp av et mellomliggende element tildannet av elektrisk isolerende materiale som er anordnet mellom akselen 2 og kraftakselen 8.

I den hensikt å fremskaffe flammebue nøyaktig på det nød-vendige punkt, dvs. i nærheten av den ytre omkrets av flenstype-elementene 31 og 32, og ikke, f.eks., mellom flenstype-elementene 31 og 32, er de motsatte flater av elementene 31 og 32 belagt med et lag av elektrisk isolerende materiale. Naturligvis kan flenstype-elementene sam-menstilles i henhold til andre teknikker, f.eks. slik at finger-lignende elektriske ledninger som er bygget inn i ikke-ledende materiale, forløper på innsiden av elementene og er ført fra det ledende midtre ringelement til den ledende ytre omkrets.

For å øke sikkerheten under arbeid, er elementene av flenstype innelukket inne i dekselhalvdelene 19, 20 som er festet til rammeelementet og dreier seg inne i hverandre som kjever når apparatet blir presset mot arbeidsstykket. Dekselhalvdelene er mest fordelaktig fjærbelastet, slik at de automatisk blir presset mot hverandre når apparatet trekkes bort fra arbeidsstykket. Dessuten er de indre om-kretser av dekselhalvdelene konstruert for hovedsakelig å svare til omkretsene av flenstype-elementene 31 og 32, og fordelaktig blir de avtettet mot flenstype-elementene, noe som forhindrer overskytende innstrømning av omgivende vann og unødig strøm av skjæremedium inn i dekselet eller ut av dekselet.

For å redusere et overflødig forbruk av skjæremedium, og for å dirigere det nøyaktig til det stykke som skal skjær es, foreligger der en stasjonær dyseinnretning som er festet til innsiden av det deksel som omgir flenstype-elementene 31 og 32, samtidig som dyseinnretningen dirigerer det skjæremedium som kommer ut fra de radiale utløpskanaler, mot den seksjon i omkretsen av flenstype-elementene 31 og 32, som på et gitt tidspunkt vender mot arbeidsstykket. Således vil der blir fremskaffet en flammebue bare på et punkt mellom flenstype-elementene 31 og 32. Et passende dirigeringsinstrument kan være f.eks. en ringbøssing, som er stasjonær og omgir delen av akselen 2 mellom flenstype-elementene 31 og 32, og som i sin vegg rommer et utløp for skjæremedium. En rørformet strømningskanal for skjæremedium kan f.eks. strekke seg fra ringbøssingen til omkretsen av de nevnte elementer 31 og 32 av flenstypen.

I henhold til en fordelaktig anvendelse av den foreliggende oppfinnelse, er radiale utstrømningskanaler fra en av strømningskanalene, her kanal 4, anordnet i et fjernbart endestykke 24 som er festet til enden av akselen 2. Ved endring av tuppelement og endestykke, der som i helhet kan være tildannet av elektrisk ledende materiale, er det således mulig å omforme apparatet basert på den foreliggende oppfinnelse fra et skjæreapparat til andre anvendelser, idet den viktigste av disse kan være: sveising med sveiseelektroden roterende om sin lengdeakse, i hvilken forbindelse jording blir fremskaffet ved hjelp av en bøssing som dreier seg mot basismaterialet og omgir sveiseelektroden; rengjøring og belegning av metallflate ved bruk av en av flenstype-elementene som er festet til en av akselelementene, idet rengjøringsmidlet eller belegningsmaterialet i den forbindelse blir matet gjennom strømningskanalen i innerakselen, fortrinnsvis mellom den flate som skal be-handles, og flenstype-elementene.

Den foreliggende oppfinnelse er nå beskrevet på grunnlag av bare et fordelaktig anvendelseseksempel. Hensikten er imidlertid på ingen måte å begrense oppfinnelsens omfang. Med hensyn til detaljer kan oppfinnelsen og dennes anvendelser variere betydelig fra det ovenfor omtalte, og signi- fikante endringer kan tillegges oppfinnelsen innen rammen av de vedføyde patentkrav.

Claims (10)

1. Apparat for arbeid under vann, fortrinnsvis oppvarming, sveising, flammeskjæring, rengjøring og elektrolyttisk belegning av metallkonstruksjoner, idet apparatet omfatter en elektrisk ledende dreieaksel (2) anordnet på et rammelement (1), idet akselen leder elektrisk strøm til et fjernbart typpelement (3) som er festet til enden av akselen (2) og dreier seg sammen med akselen (2), samtidig som tuppelementet kan være f.eks. en varmebæssing, sveiseelektrode, skjære-, rengjørings- og/eller belegningsskive,karakterisert vedat akselen (2) omfatter ytre skaftelement (21) og indre skaftelement (22) som fortrinnsvis er anordnet konsentrisk inne i hverandre og er elektrisk isolert fra hverandre, at der er tildannet to kamre (13, 14) i rammeelementet (1) og tildannet med trykkutjevningsinnretninger (11, 12) som inneholder væske-formet elektrisk ledende medium, idet det ene kammer (13 eller 14) er forbundet med "+"-pol for kraftkilden og omgir et av akselelementene (21 eller 22) anrodnet inne i hverandre, samtidig som den annen aksel (hhv. 14 eller 13) er forbundet med "-"-pol for kraftkilden og omgir tilsvarende den annen ende av akselelementene (22 eller 21) anordnet inne i hverandre, og at tuppelementet (3) er elektrisk ledende og omfatter to deler, idet den ene del (31) er forbundet med et av akselelementene (21 eller 22) og at den annen del (32) tilsvarende er forbundet med det annet akselelement (22 eller 21).

2. Apparat som angitt i krav 1,karakterisert vedat et elektrisk isolerende mellomliggende element (23) er anordnet mellom de motsatte flater av akselelementene (21, 22), og at profilene av de motsatte flater av akselelementene (21, 22) er konstruert til å svare til hverandre for derved å forhindre akselelementene (21, 22) fra å dreie seg i forhold til hverandre.

3. Apparat som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat hver av de trykkutjevnende innretninger (11 og 12) omfatter et fjærbelastet stempel (15, 16) som er innrettet til å bevege seg i et sylindrisk hulrom (17, 18), idet dettes ene ende munner ut i mellomrommet utenfor rammeelementet, og dettes andre ende munner ut i det kammer (13, 14) som inneholder mediet.

4. Apparat som angitt i et av de foregående krav,karakterisert vedat i det minste veggen av rammeelementet (1) som begrenser kammeret (13 og 14) er tildannet av hovedsakelig elektrisk ikke-ledende materiale.

5. Apparat som angitt i et av de foregående krav, idet det er tildannet for å virke som et skjæreverktøy,karakterisert vedat tuppelementet (3) omfatter i det minste to flenstype-elementer (31, 32) anordnet konsentrisk på avstand fra hverandre, idet det ene flenstype-element (32) fortrinnsvis det som er plassert nærmere rammeelementet (1) er festet til det ytre akselelement (21), mens det annet, fortrinnsvis det flenstype-element som er plassert lengre fra rammeelementet (1), er festet til det indre akselelement (22), og at verktøyet omfatter mateinnretninger (4, 5, 6, 7) hvis hensikt er å mate skjæremedium som brenner i flammebuen som fremskaffes mellom flenstype-elementene, nemlig mellom flenstype-elementene (31, 32) og det materialet som skal skjæres, slik at materialet som skal skjæres, vil smelte.

6. Apparat som angitt i krav 5,karakterisert vedat mateinnretningen for skjæremediet omfatter en tvangsmate-innretning (7), fortrinnsvis en skruepumpe som drives med hjelp av krafoverføringsinnret-ninger (9, 10) ved hjelp av kraftakselen hos kraftenheten som driver akselen (2), en første strømningskanal (6) for skjæremedium forløpende fra tvangsmateinnretningen (7) til det ringformede kammer (5) som omgir det indre akselelement (22), samt en annen strømningskanal (4) for skjære medium som starter fra kammeret (5) og forløper, fortrinnsvis konsentrisk, på innsiden av det indre akselelement (22) og ender hovedsakelig ved radiale utløpskanaler som munner ut i det mellomliggende mellomrom mellom flenstype-elementene (31 og 32).

7. Apparat som angitt i krav 6,karakterisert vedat i det minste den ene av strømnings-kanalene (4) og dennes utløpskanaler er elektrisk isolert fra det indre akselelement (22), og at de motsatte flater av flenstype-elementene er forsynt med et elektrisk isolerende lag (33, 34).

8. Apparat som angitt i krav 7,karakterisert vedat utløpskanalene fra en av strømnings-kanalene (4) for skjæremedium er tildannet i det fjernbare endestykke (24) som er festet til enden av det indre akselelement (4 ) .

9. Apparat som angitt i et av de foregående krav 4-8,karakterisert vedat flenstype-elementene (31, 32) er innelukket i to dekselhalvdeler (19, 20) som dreier seg som kjever, fortrinnsvis inne i hverandre.

10. Apparat som angitt i et av de foregående krav 4-9,karakterisert vedat en hovedsakelig stasjonær innretning er anordnet mellom flenstype-elementene (31, 32), hvis formål er å dirigere skjæremedium til den seksjon av flenstype-elementene (31, 32) som til en-hver tid vender seg mot det stykke som skal skjæres.