RU2168440C1 - Device for hydrodynamic cleaning of surfaces (versions) - Google Patents

Device for hydrodynamic cleaning of surfaces (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2168440C1
RU2168440C1 RU2000123809A RU2000123809A RU2168440C1 RU 2168440 C1 RU2168440 C1 RU 2168440C1 RU 2000123809 A RU2000123809 A RU 2000123809A RU 2000123809 A RU2000123809 A RU 2000123809A RU 2168440 C1 RU2168440 C1 RU 2168440C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
rotor
axis
working fluid
collector
Prior art date
Application number
RU2000123809A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000123809A (en
Inventor
В.М. Шуранов
В.И. Ларин
Э.Л. Гольберг
Original Assignee
Шуранов Владимир Михайлович
Ларин Вячеслав Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шуранов Владимир Михайлович, Ларин Вячеслав Иванович filed Critical Шуранов Владимир Михайлович
Priority to RU2000123809A priority Critical patent/RU2168440C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2168440C1 publication Critical patent/RU2168440C1/en
Publication of RU2000123809A publication Critical patent/RU2000123809A/en

Links

Images

Landscapes

  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: hydrodynamic cleaning. SUBSTANCE: according to first design version, device is provided with housing, collector, stator, rotor in form of radial pipelines and high-pressure jet generators. Housing is made to shape of profiled disk and is partially filled with movable ballast. Platform with supports is installed on stator. Shaped blades of rotor build low pressure under device housing. Description of device provides distances from nozzle to extreme points of jet contact pattern with treated surface. Device to change direction of movement of entire cleaning device is also provided. According to second design version, angle of turning of generator nozzle axis in horizontal plane relative to axis of radial pipelines in direction of rotor rotation is greater than zero. Rotation of rotor is provided by ejector nozzles. Each nozzle is installed on radial pipeline of collector rotor at right angle to its axis. EFFECT: increased reliability, efficiency, capacity and safety of device of any design version, enlarged operating capabilities, possibility of operation on ground. 18 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к технологическим устройствам для гидродинамической очистки поверхностей и может быть использовано при проектировании и создании устройств для очистки, например, судов и погружаемых конструкций, гидротехнических сооружений и любых иных поверхностей от биологического обрастания, коррозии, загрязнений и иных подобных поверхностных наслоений как при проведении работ под водой, так и на суше. The invention relates to technological devices for hydrodynamic cleaning of surfaces and can be used in the design and creation of devices for cleaning, for example, ships and immersed structures, hydraulic structures and any other surfaces from biological fouling, corrosion, pollution and other similar surface layers as during work under water and on land.

Из существующего уровня техники известно устройство для механической очистки корпусов судов от обрастания микроорганизмами, имеющее корпус в виде диска и размещенный под диском вращающийся ротор, приводимый во вращение двигателем. Ротор выполнен в виде радиальных скребков, механически воздействующих на наслоения очищаемой поверхности при его вращении и снимающих их с поверхности (см. США, патент N 4,372,242, МПК3 В 63 В 59/00 (НКИ 114/222), 1983 г.).A prior art device is known for mechanically cleaning ship hulls from fouling by microorganisms, having a disk-shaped housing and a rotating rotor placed under the disk, driven by the engine. The rotor is made in the form of radial scrapers, mechanically acting on the layers of the surface being cleaned during its rotation and removing them from the surface (see USA, patent N 4,372,242, IPC 3 B 63 V 59/00 (NKI 114/222), 1983).

Также известно гидромеханическое устройство для очистки подводных поверхностей судов, содержащее корпус, гидронасос, дисковые щетки и высоконапорные сопла для обработки очищаемой поверхности, а также водометные сопла для обеспечения перемещения устройства в воде в различных направлениях. Высоконапорные сопла имеют регулируемый угол установки, а дисковые щетки - изменяемый угол наклона (см. РФ, патент N 2098315, МПК6 В 63 В 59/08, 1996 г. ).It is also known a hydromechanical device for cleaning the underwater surfaces of ships, comprising a hull, a hydraulic pump, disk brushes and high-pressure nozzles for treating the surface to be cleaned, as well as water-jet nozzles to ensure the device moves in water in different directions. High-pressure nozzles have an adjustable installation angle, and disk brushes have a variable angle of inclination (see RF, patent N 2098315, IPC 6 V 63 V 59/08, 1996).

Кроме того, известно гидродинамическое устройство для очистки поверхностей, имеющее корпус с установленными на нем опорами в виде колес, кольцевой коллектор с высоконапорными соплами, соединенный через переходник в центральной части корпуса и шланг с источником высокого давления, подающим в коллектор рабочее тело. Коллектор вращается под действием реакции струй, вытекающих из высоконапорных сопел, одновременно очищающих обрабатываемую поверхность (см. США, патент N 5,048,445, МПК5 В 63 В 59/00 (НКИ 114/222), 1991 г. ).In addition, it is known a hydrodynamic device for cleaning surfaces, having a housing with wheel supports mounted on it, an annular manifold with high-pressure nozzles, connected through an adapter in the central part of the housing and a hose with a high pressure source supplying a working fluid to the collector. The collector rotates under the action of the reaction of the jets emerging from high-pressure nozzles while cleaning the surface to be treated (see US Patent N 5,048,445, IPC 5 V 63 V 59/00 (NKI 114/222), 1991).

Достижению требуемого технического результата во всех вышеприведенных аналогах препятствует недостаточная эффективность очистки в механических устройствах из-за высокой прочности обрастания и опасность повреждения самой очищаемой поверхности механическими скребками. В гидромеханических устройствах, где используется комбинация очищающих поверхность щеток и высоконапорных струй, невысока эффективность каждой из составляющих: неполно используется производительность щеток и высоконапорных струй. Известное гидродинамическое устройство имеет громоздкую сложную конструкцию, что снижает эффективность функционального использования самой установки. The achievement of the required technical result in all of the above analogues is hindered by insufficient cleaning efficiency in mechanical devices due to the high fouling strength and the risk of damage to the surface being cleaned by mechanical scrapers. In hydromechanical devices, where a combination of surface cleaning brushes and high-pressure jets is used, the efficiency of each component is low: the performance of brushes and high-pressure jets is not fully used. The known hydrodynamic device has a cumbersome complex design, which reduces the efficiency of the functional use of the installation itself.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип для обоих вариантов выполнения заявленного изобретения, является устройство для гидродинамической очистки поверхностей, содержащее корпус в виде диска, коллектор, размещенный в корпусе по его центру и состоящий из неподвижного полого статора, размещенного по оси корпуса, и вращающегося на статоре ротора, размещенного под нижней поверхностью корпуса, ось вращения которого совпадает с осью корпуса, выполненного в виде радиальных трубопроводов, соединенных с каналами магистрали подачи рабочего тела, на концах которых под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно оси коллектора установлены генераторы высоконапорных струй, опоры, взаимодействующие с обрабатываемой поверхностью, переходник и трубопровод подвода рабочего тела от источника высокого давления к коллектору (см. РФ, патент N 2122961, МПК6 В 63 В 59/00, 1998 г.).The closest technical solution chosen for the prototype for both embodiments of the claimed invention is a device for hydrodynamic cleaning of surfaces, comprising a housing in the form of a disk, a collector placed in the housing along its center and consisting of a fixed hollow stator placed along the axis of the housing and rotating on the stator of the rotor located under the lower surface of the housing, the axis of rotation of which coincides with the axis of the housing, made in the form of radial pipelines connected to the channels of the master and the supply of the working fluid, at the ends of which, at an angle in the horizontal and vertical planes relative to the axis of the collector, high-pressure jet generators, supports interacting with the surface being machined, an adapter and a pipeline for supplying the working fluid from a high-pressure source to the collector are installed (see RF patent No. 2122961 , IPC 6 V 63 V 59/00, 1998).

Получению требуемого технического результата в прототипе для обоих вариантов выполнения заявленного изобретения препятствует недостаточная эффективность устройства в связи с особенностями конструкции его ротора, невысокая производительность и качество обработки поверхностей; отсутствие балластировки устройства ухудшает его эксплуатационные характеристики, а также невозможность использования известного устройства для очистки поверхностей на суше, например в сухом доке. The required technical result in the prototype for both embodiments of the claimed invention is prevented by the insufficient efficiency of the device due to the design features of its rotor, low productivity and quality of surface treatment; the lack of ballasting of the device affects its operational characteristics, as well as the inability to use the known device for cleaning surfaces on land, for example in a dry dock.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание устройства для гидродинамической очистки поверхностей, обладающего высокой эффективностью, производительностью, обеспечивающего безопасность проведения работ и позволяющего проводить работы как под водой, так и на суше для обработки поверхностей конструкций, сооружений, зданий. The task to which the claimed invention is directed is to create a device for hydrodynamic cleaning of surfaces with high efficiency, productivity, safety of work and allowing work both under water and on land to surface the surfaces of structures, structures, buildings.

К техническим результатам, получаемым при решении поставленной задачи при реализации данного изобретения, можно отнести повышение надежности устройства, его эффективности, производительности, безопасности проведения работ, а также расширение номенклатуры обрабатываемых поверхностей, в том числе и при проведении работ на суше. The technical results obtained in solving the problem during the implementation of this invention include improving the reliability of the device, its efficiency, productivity, safety of work, as well as expanding the range of processed surfaces, including when carrying out work on land.

Поставленная задача решается, а технический результат по первому варианту выполнения изобретения достигается тем, что в устройстве для гидродинамической очистки поверхностей, содержащем корпус в виде диска, коллектор, размещенный в корпусе по его центру и состоящий из неподвижного полого статора, размещенного по оси корпуса, и вращающегося на статоре ротора, размещенного под нижней поверхностью корпуса, ось вращения которого совпадает с осью корпуса, выполненного в виде радиальных трубопроводов, соединенных с каналами магистрали подачи рабочего тела, на концах которых под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно оси коллектора установлены генераторы высоконапорных струй, опоры, взаимодействующие с обрабатываемой поверхностью, переходник и трубопровод подвода рабочего тела от источника высокого давления к коллектору, согласно изобретению корпус выполнен в виде полого профилированного диска по крайней мере с одной нижней профилированной поверхностью, частично заполненного подвижным балластом, в центральной части корпуса по окружности выполнены окна, перекрываемые идентичными по расположению, форме выполнения и площади окнами, выполненными в кольце, установленном с возможностью вращения на верхней части корпуса аппарата в центральной его части, аппарат снабжен платформой с размещенными на ней опорами, установленной на статоре коллектора и размещенной под его ротором, профилированными лопатками, установленными на роторе с возможностью обеспечения формирования потока рабочей среды из-под нижней профилированной поверхности корпуса от его центра к периферии и создания пониженного давления под нижней поверхностью корпуса, и устройством изменения направления движения аппарата, причем форсунки генераторов высоконапорных струй установлены под углом α к обрабатываемой поверхности так, что границы пятна контакта высоконапорной струи рабочего тела с обрабатываемой поверхностью, имеющего форму эллипса, малая ось которого равна максимальному диаметру сечения тела струи, определяются крайними точками большой оси эллипса, удаленными от среза сопла форсунки генератора высоконапорной струи на расстояние, определяемое из следующих математических соотношений:
L1 max = 0,8 P0 d0,
L2 min = 0,5 p0 d0,
где L1 max и L2 min (мм) - максимальное и минимальное расстояния соответственно;
P0 - давление на входе в форсунку;
d0 - минимальный диаметр проходного сечения форсунки.
The problem is solved, and the technical result according to the first embodiment of the invention is achieved by the fact that in the device for hydrodynamic cleaning of surfaces containing a housing in the form of a disk, a collector placed in the housing in its center and consisting of a fixed hollow stator placed along the axis of the housing, and a rotor rotating on a stator located under the lower surface of the housing, the axis of rotation of which coincides with the axis of the housing, made in the form of radial pipelines connected to the channels of the hearth and a working fluid, at the ends of which, at an angle in the horizontal and vertical planes relative to the axis of the collector, high-pressure jet generators, supports interacting with the surface being machined, an adapter and a pipeline for supplying the working fluid from a high pressure source to the manifold are installed, according to the invention, the casing is made in the form of a hollow profiled a disk with at least one lower profiled surface, partially filled with a movable ballast, in a central circumference of the housing The windows are covered by windows identical in location, form of execution and area, made in a ring mounted for rotation on the upper part of the apparatus body in its central part, the apparatus is equipped with a platform with supports placed on it, mounted on the collector stator and placed under its rotor , profiled blades mounted on the rotor with the ability to ensure the formation of a flow of the working medium from under the bottom profiled surface of the body from its center to the periphery and create a pony pressure under the lower surface of the housing, and a device for changing the direction of movement of the apparatus, and the nozzles of the generators of high-pressure jets are installed at an angle α to the surface to be treated so that the boundaries of the contact spot of the high-pressure jet of the working fluid with the surface being treated, having the shape of an ellipse, whose small axis is equal to the maximum diameter the cross sections of the jet body are determined by the extreme points of the major axis of the ellipse, remote from the nozzle exit of the nozzle of the high-pressure jet generator at a distance determined yaemoe of the following mathematical relationships:
L 1 max = 0.8 P 0 d 0 ,
L 2 min = 0.5 p 0 d 0 ,
where L 1 max and L 2 min (mm) are the maximum and minimum distances, respectively;
P 0 - pressure at the inlet to the nozzle;
d 0 - the minimum diameter of the nozzle orifice.

Поставленная задача решается, а технический результат по второму варианту выполнения изобретения достигается тем, что в устройстве для гидродинамической очистки поверхностей, содержащем корпус в виде диска, коллектор, размещенный в корпусе по его центру и состоящий из неподвижного полого статора, размещенного по оси корпуса, и вращающегося на статоре ротора, размещенного под нижней поверхностью корпуса, ось вращения которого совпадает с осью корпуса, выполненного в виде радиальных трубопроводов, соединенных с каналами магистрали подачи рабочего тела, на концах которых под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно оси коллектора установлены генераторы высоконапорных струй, опоры, взаимодействующие с обрабатываемой поверхностью, переходник и трубопровод подвода рабочего тела от источника высокого давления к коллектору, согласно изобретению корпус выполнен в виде полого профилированного диска по крайней мере с одной нижней профилированной поверхностью, частично заполненного подвижным балластом, в центральной части корпуса по окружности выполнены окна, перекрываемые идентичными по расположению, форме выполнения и площади окнами, выполненными в кольце, установленном с возможностью вращения на верхней части корпуса аппарата в центральной его части, а генераторы высоконапорных струй установлены на радиальных трубопроводах так, что угол β поворота оси их сопел в горизонтальной плоскости относительно оси радиальных трубопроводов по направлению вращения ротора составляет β > 0o, при этом аппарат снабжен эжекторными соплами, каждое из которых установлено на радиальном трубопроводе ротора коллектора под прямым углом с возможностью обеспечения вращательного движения ротора коллектора за счет реактивной силы от истекающей из него струи рабочего тела, соединенными через радиальный трубопровод с магистралью подачи рабочего тела, платформой с размещенными на ней опорами, установленной на статоре коллектора и размещенной под его ротором, профилированными лопатками, установленными на роторе с возможностью обеспечения формирования потока рабочей среды из-под нижней профилированной поверхности корпуса от его центра к периферии и создания пониженного давления под нижней поверхностью корпуса, и устройством изменения направления движения аппарата, причем форсунки генераторов высоконапорных струй установлены под углом α к обрабатываемой поверхности так, что границы пятна контакта высоконапорной струи рабочего тела с обрабатываемой поверхностью, имеющего форму эллипса, малая ось которого равна максимальному диаметру сечения тела струи, определяются крайними точками большой оси эллипса, удаленными от среза сопла форсунки генератора высоконапорной струи на расстояние, определяемое из следующих математических соотношений:
L1 max = 0,8 P0 d0,
L2 min = 0,5 P0 d0,
где L1 max и L2 min (мм) максимальное и минимальное расстояния, соответственно;
P0 давление на входе в форсунку;
d0 минимальный диаметр проходного сечения форсунки.
The problem is solved, and the technical result according to the second embodiment of the invention is achieved by the fact that in the device for hydrodynamic cleaning of surfaces containing a housing in the form of a disk, a collector placed in the housing in its center and consisting of a fixed hollow stator placed along the axis of the housing, and a rotor rotating on a stator located under the lower surface of the housing, the axis of rotation of which coincides with the axis of the housing, made in the form of radial pipelines connected to the channels of the hearth and a working fluid, at the ends of which, at an angle in the horizontal and vertical planes relative to the axis of the collector, high-pressure jet generators, supports interacting with the surface being machined, an adapter and a pipeline for supplying the working fluid from a high pressure source to the manifold are installed, according to the invention, the casing is made in the form of a hollow profiled a disk with at least one lower profiled surface, partially filled with a movable ballast, in a central circumference of the housing There are windows that are overlapped by windows identical in location, form, and area, made in a ring mounted for rotation on the upper part of the apparatus body in its central part, and high-pressure jet generators are mounted on radial pipelines so that the rotation angle β of their nozzle axis in horizontal plane relative to the axis of radial conduits in the direction of rotor rotation is β> 0 o, wherein the apparatus is provided with ejector nozzles, each of which is mounted on radial truboprovo e of the rotor of the collector at right angles with the possibility of providing rotational movement of the rotor of the collector due to reactive force from the jet of the working fluid flowing from it, connected through a radial pipeline to the supply line of the working fluid, a platform with supports placed on it, mounted on the collector stator and placed under it rotor, profiled blades mounted on the rotor with the ability to ensure the formation of the flow of the working medium from under the lower profiled surface of the housing from its center to the periphery and the creation of reduced pressure under the lower surface of the housing, and a device for changing the direction of movement of the apparatus, and the nozzles of the generators of high-pressure jets are installed at an angle α to the surface to be machined so that the boundary of the contact spot of the high-pressure jet of the working fluid with the surface being elliptical has a small axis which is equal to the maximum diameter of the cross section of the jet body, are determined by the extreme points of the major axis of the ellipse, remote from the nozzle exit of the high-pressure generator nozzle jets at a distance determined from the following mathematical relationships:
L 1 max = 0.8 P 0 d 0 ,
L 2 min = 0.5 P 0 d 0 ,
where L 1 max and L 2 min (mm) the maximum and minimum distances, respectively;
P 0 pressure at the inlet to the nozzle;
d 0 minimum diameter of the nozzle orifice.

Кроме того, для обоих вариантов выполнения изобретения имеет место то, что устройство изменения направления движения может быть выполнено гидромеханическим, например, в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса, направленных в противоположные стороны пар эжекторных сопел, оси которых и ориентированы по направлению вектора поступательного движения устройства, соединенных трубопроводами с магистралью подачи рабочего тела и связанных через механизм управления с рукояткой управления, при этом оси эжекторных сопел параллельны между собой. При этом механизм управления устройством изменения направления его движения выполнен состоящим из подпружиненного двухпозиционного золотника для каждой пары эжекторных сопел, размещенного в корпусе, связывающим пары эжекторных сопел с трубопроводом подачи рабочего тела, соединенного управляющим тросиком с рычагом управления на рукоятке управления. In addition, for both embodiments of the invention, it is the case that the device for changing the direction of movement can be hydromechanical, for example, in the form of diametrically spaced apart on the outer surface of the housing directed to opposite sides of pairs of ejector nozzles, the axes of which are oriented in the direction of the translational motion vector devices connected by pipelines to the supply line of the working fluid and connected through the control mechanism to the control handle, while the axis of the ejector nozzles allelic together. At the same time, the control mechanism of the device for changing its direction of movement is made up of a spring-loaded on-off slide valve for each pair of ejector nozzles located in the housing connecting the pairs of ejector nozzles with the working fluid supply pipe connected by a control cable to the control lever on the control handle.

Устройство изменения направления движения может быть выполнено гидромеханическим, например, в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса однонаправленных эжекторных сопел, оси которых ориентированы по направлению вектора поступательного движения устройства, соединенных трубопроводами с магистралью подачи рабочего тела и связанных через механизм управления с рукояткой управления, при этом оси эжекторных сопел параллельны между собой. При этом механизм управления устройством изменения направления движения выполнен состоящим из подпружиненного золотника на каждое эжекторное сопло, размещенного в корпусе, связывающим каждое эжекторное сопло с трубопроводом подачи рабочего тела, соединенного управляющим тросиком с рычагом управления на рукоятке управления. A device for changing the direction of movement can be made hydromechanical, for example, in the form of unidirectional ejector nozzles diametrically spaced along the outer surface of the casing, the axes of which are oriented in the direction of the translational motion vector of the device, connected by pipelines to the supply line of the working fluid and connected through the control mechanism to the control handle, this axis of the ejector nozzles are parallel to each other. In this case, the control mechanism of the device for changing the direction of movement is made up of a spring-loaded spool for each ejector nozzle located in the housing connecting each ejector nozzle to the working fluid supply pipe connected by a control cable to the control lever on the control handle.

Устройство изменения направления движения может быть выполнено гидромеханическим, например, в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса поворотных эжекторных сопел, оси которых смещены относительно оси их поворота, установленных посредством обойм, имеющих фланцы, на полых стойках, соединенных, в свою очередь, трубопроводами с магистралью подачи рабочего тела и связанных через механизм управления с рукояткой управления. The device for changing the direction of movement can be made hydromechanical, for example, in the form of rotary ejector nozzles diametrically spaced along the outer surface of the housing, the axes of which are offset from the axis of rotation, mounted by cages having flanges, on hollow legs connected, in turn, by pipelines with the supply line of the working fluid and connected through a control mechanism with a control handle.

При этом механизм управления устройством изменения направления движения инструмента выполнен состоящим из установленной на оси подпружиненной поворотной скобы, имеющей зуб на одном из своих концов и взаимодействующей этим зубом или другим своим концом с упором, установленным на фланце обоймы поворотного сопла, при перекладке поворотного сопла из одного рабочего положения в другое, и управляющего тросика, соединяющего подпружиненную скобу с рычагом управления на рукоятке управления. In this case, the control mechanism of the device for changing the direction of movement of the tool is made up of a spring-loaded rotary bracket mounted on the axis, having a tooth at one of its ends and interacting with this tooth or its other end with a stop mounted on the flange of the holder of the rotary nozzle, when transferring the rotary nozzle from one working position to another, and a control cable connecting the spring-loaded bracket to the control lever on the control handle.

Устройство по обоим вариантам выполнения изобретения может быть снабжено распределительным кольцом, связывающим радиальные трубопроводы ротора коллектора по окружности между собой, выполненным или монолитным, соединяющим трубопроводы ротора коллектора с обеспечением его жесткости, или в виде трубчатого кольцевого коллектора, подключенного к магистрали подачи рабочего тела, и соединяющего трубопроводы ротора коллектора с возможностью обеспечения выравнивания давления рабочего тела в нем. При этом профилированные лопатки могут быть установлены равномерно по периметру распределительного кольца с внешней его стороны. The device according to both embodiments of the invention can be provided with a distribution ring connecting the radial pipelines of the collector rotor around a circle, made either monolithic, connecting the pipelines of the collector rotor to ensure its rigidity, or in the form of a tubular annular collector connected to the supply line of the working fluid, and connecting the manifold rotor pipelines with the ability to ensure equalization of the pressure of the working fluid in it. In this case, the profiled blades can be installed evenly around the perimeter of the distribution ring from its outer side.

В устройстве в качестве подвижного балласта может использоваться, например, вода. In the device, for example, water can be used as a moving ballast.

Опоры устройства, установленные на платформе, могут быть выполнены или в виде колес, или в виде самоориентирующихся колес, или в виде сферических или шаровых опор, или магнитными, или виде магнитных колес, или виде самоориентирующихся магнитных колес. The device supports mounted on the platform can be made either in the form of wheels, or in the form of self-orientating wheels, or in the form of spherical or ball bearings, or magnetic, or in the form of magnetic wheels, or in the form of self-orientating magnetic wheels.

Переходник устройства может быть выполнен в виде поворотного патрубка, установленного по центру корпуса на статоре коллектора и соединяющего трубопроводом коллектор с источником высокого давления рабочего тела. The adapter of the device can be made in the form of a rotary nozzle mounted in the center of the housing on the stator of the collector and connecting the collector with a pipeline to a source of high pressure of the working fluid.

Изобретение поясняется чертежами, где
На Фиг. 1 изображено устройство по первому варианту выполнения изобретения, вид в плане;
На Фиг. 2 - устройство по второму варианту выполнения изобретения, вид в плане;
На Фиг. 3 - устройство при виде спереди с частичным разрезом;
На Фиг. 4 и Фиг. 5 - устройство изменения направления движения и механизм его управления при выполнении из пар эжекторных сопел;
На Фиг. 6 - устройство, вид в плане, при выполнении устройства изменения направления движения из однонаправленных эжекторных сопел;
На Фиг. 7 - механизм управления однонаправленными эжекторными соплами;
На Фиг. 8 - устройство, вид в плане при выполнении устройства изменения направления движения из поворотных эжекторных сопел;
На Фиг. 9 - то же, вид спереди с частичным разрезом;
На Фиг. 10 и Фиг. 11 - механизм управления поворотными соплами на Фиг. 9;
На Фиг. 12 и Фиг. 13 - графическая иллюстрация углов α и β установки генераторов высоконапорных струй с образованием пятна контакта на обрабатываемой поверхности в вертикальной и горизонтальной плоскостях по первому (α) и второму (α и β) вариантам выполнения изобретения.
The invention is illustrated by drawings, where
In FIG. 1 shows a device according to a first embodiment of the invention, a plan view;
In FIG. 2 is a plan view of a device according to a second embodiment of the invention;
In FIG. 3 - the device when viewed from the front with a partial section;
In FIG. 4 and FIG. 5 - a device for changing the direction of movement and the mechanism of its control when executed from pairs of ejector nozzles;
In FIG. 6 is a device, a plan view, when performing a device for changing the direction of movement of unidirectional ejector nozzles;
In FIG. 7 - control mechanism of unidirectional ejector nozzles;
In FIG. 8 is a device, a plan view when performing a device for changing the direction of movement from rotary ejector nozzles;
In FIG. 9 is the same, front view with a partial section;
In FIG. 10 and FIG. 11 is a control mechanism for the rotary nozzles in FIG. 9;
In FIG. 12 and FIG. 13 is a graphical illustration of the angles α and β of the installation of high-pressure jet generators with the formation of a contact spot on the treated surface in the vertical and horizontal planes according to the first (α) and second (α and β) embodiments of the invention.

Устройство для гидродинамической очистки поверхностей по первому варианту выполнения изобретения имеет корпус 1 в виде диска, коллектор 2, размещенный в корпусе 1 по его центру и состоящий из неподвижного полого статора 3, размещенного по оси корпуса 1, и вращающегося на статоре 3 ротора 4, размещенного под нижней поверхностью корпуса 1. The device for hydrodynamic cleaning of surfaces according to the first embodiment of the invention has a housing 1 in the form of a disk, a collector 2 located in the housing 1 in its center and consisting of a fixed hollow stator 3 placed along the axis of the housing 1 and rotating on the stator 3 of the rotor 4 located under the bottom surface of the housing 1.

Ось вращения ротора 4 совпадает с осью корпуса 1. Ротор 4 выполнен в виде радиальных трубопроводов 5, соединенных с каналами магистрали подачи рабочего тела (не показано). На концах трубопроводов 5 под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно их оси (оси коллектора) установлены генераторы 6 высоконапорных струй. Устройство имеет опоры 7, взаимодействующие с обрабатываемой поверхностью 8, переходник 9 и трубопровод 10 подвода рабочего тела от источника высокого давления (не показано) к коллектору 2. The axis of rotation of the rotor 4 coincides with the axis of the housing 1. The rotor 4 is made in the form of radial pipelines 5 connected to the channels of the supply line of the working fluid (not shown). At the ends of the pipelines 5, at an angle in the horizontal and vertical planes relative to their axis (collector axis), generators 6 of high-pressure jets are installed. The device has supports 7, interacting with the treated surface 8, an adapter 9 and a pipeline 10 for supplying a working fluid from a high pressure source (not shown) to the collector 2.

Корпус 1 выполнен в виде полого профилированного диска по крайней мере с одной нижней профилированной поверхностью 11, частично заполненного подвижным балластом 12. В центральной части корпуса 1 по окружности выполнены окна 13, перекрываемые идентичными по расположению, форме выполнения и площади окнами 14, выполненными в кольце 15, установленном с возможностью вращения на верхней части корпуса 1 устройства в центральной его части. Устройство снабжено платформой 16 с размещенными на ней опорами 7. Платформа 16 установлена на статоре 3 коллектора и размещена под его ротором 4. Устройство имеет профилированные лопатки 17, установленные на роторе 4 с возможностью обеспечения формирования потока рабочей среды из-под нижней профилированной поверхности 11 корпуса 1 от его центра к периферии и создания пониженного давления под нижней поверхностью 11 корпуса 1. Во всех вариантах заявленное изобретение имеет устройство изменения направления движения. Форсунки генераторов 6 высоконапорных струй установлены под углом α к обрабатываемой поверхности так, что с границы пятна контакта высоконапорной струи рабочего тела с обрабатываемой поверхностью, имеющего форму эллипса, малая ось которого равна максимальному диаметру сечения тела струи, определяются крайними точками большой оси эллипса, удаленными от среза сопла форсунки генератора высоконапорной струи на расстояние, определяемое из следующих математических соотношений:
L1 max = 0,8 P0 d0,
L2 min = 0,5 P0 d0,
где L1 max и L2 min (мм) максимальное и минимальное расстояния соответственно;
P0 - давление на входе в форсунку;
d0 - минимальный диаметр проходного сечения форсунки.
The housing 1 is made in the form of a hollow profiled disk with at least one lower profiled surface 11, partially filled with a movable ballast 12. In the central part of the housing 1, windows 13 are made around the circumference, overlapped by windows 14, identical in location, shape and area, made in the ring 15 mounted rotatably on the upper part of the device body 1 in its central part. The device is equipped with a platform 16 with supports placed on it 7. The platform 16 is mounted on the collector stator 3 and placed under its rotor 4. The device has profiled blades 17 mounted on the rotor 4 with the possibility of generating a working fluid flow from under the lower profiled surface 11 of the housing 1 from its center to the periphery and creating reduced pressure under the lower surface 11 of the housing 1. In all embodiments, the claimed invention has a device for changing the direction of movement. The nozzles of the generators of 6 high-pressure jets are installed at an angle α to the surface to be machined so that from the boundary of the contact spot of the high-pressure jet of the working fluid and the surface to be treated, having the shape of an ellipse, the small axis of which is equal to the maximum diameter of the cross section of the body of the jet, are determined by the extreme points of the major axis of the ellipse, remote from cut off the nozzle of the nozzle of the high-pressure jet generator at a distance determined from the following mathematical relations:
L 1 max = 0.8 P 0 d 0 ,
L 2 min = 0.5 P 0 d 0 ,
where L 1 max and L 2 min (mm) the maximum and minimum distances, respectively;
P 0 - pressure at the inlet to the nozzle;
d 0 - the minimum diameter of the nozzle orifice.

Устройство для гидродинамической очистки поверхностей, по второму варианту выполнения изобретения имеет все вышеперечисленные признаки первого варианта выполнения изобретения. The device for hydrodynamic cleaning of surfaces according to the second embodiment of the invention has all of the above features of the first embodiment of the invention.

Однако второй вариант выполнения изобретения отличается от первого варианта тем, что генераторы 6 высоконапорных струй установлены на радиальных трубопроводах 5 так, что угол β поворота оси их сопел в горизонтальной плоскости относительно оси радиальных трубопроводов 5 по направлению вращения ротора 4 составляет β > 0o. Устройство имеет эжекторные сопла 18, каждое из которых установлено на радиальном трубопроводе 5 ротора 4 коллектора 2 под прямым углом к его оси с возможностью обеспечения вращательного движения ротора 4 коллектора 2 за счет реактивной силы от истекающей из него струи рабочего тела, соединенными через радиальный трубопровод 5 с магистралью подачи рабочего тела (не показано).However, the second embodiment of the invention differs from the first embodiment in that the high-pressure jet generators 6 are mounted on the radial pipelines 5 so that the angle β of rotation of the axis of their nozzles in the horizontal plane relative to the axis of the radial pipelines 5 in the direction of rotation of the rotor 4 is β> 0 o . The device has ejector nozzles 18, each of which is installed on the radial pipe 5 of the rotor 4 of the collector 2 at right angles to its axis with the possibility of providing rotational movement of the rotor 4 of the collector 2 due to the reactive force from the jet of the working fluid flowing from it, connected through a radial pipe 5 with the supply line of the working fluid (not shown).

Устройство изменения направления движения в обоих вариантах выполнения изобретения может быть выполнено гидромеханическим, например, в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса 1, направленных в противоположные стороны пар эжекторных сопел 19, оси которых ориентированы по направлению вектора поступательного движения устройства. Сопла 19 соединены трубопроводами 20 с магистралью подачи рабочего тела (не показано) и связаны через механизм управления с рукояткой управления 21, при этом оси эжекторных сопел 19 параллельны между собой. Причем в данном устройстве изменения направления движения механизм его управления выполнен состоящим из подпружиненного двухпозиционного золотника 22 для каждой пары эжекторных сопел 19, размещенного в корпусе 23, связывающим пары эжекторных сопел 19 с трубопроводом 20 подачи рабочего тела. Золотник 22 соединен управляющим тросиком 24 с рычагом 25 управления на рукоятке управления 21. The device for changing the direction of movement in both embodiments of the invention can be made hydromechanical, for example, in the form of diametrically spaced apart on the outer surface of the housing 1, directed to the opposite sides of the pairs of ejector nozzles 19, the axes of which are oriented in the direction of the translational motion vector of the device. The nozzles 19 are connected by pipelines 20 to the supply line of the working fluid (not shown) and are connected via a control mechanism to the control handle 21, while the axes of the ejector nozzles 19 are parallel to each other. Moreover, in this device, the direction of movement of the control mechanism is made up of a spring-loaded on-off slide valve 22 for each pair of ejector nozzles 19 located in the housing 23, connecting the pairs of ejector nozzles 19 with the pipeline 20 for supplying the working fluid. The spool 22 is connected by a control cable 24 to the control lever 25 on the control handle 21.

Также устройство изменения направления движения по обоим вариантам изобретения может быть выполнено гидромеханическим, например, в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса 1 однонаправленных эжекторных сопел 26, оси которых ориентированы по направлению вектора поступательного движения устройства. Сопла 26 соединены трубопроводами 20 с магистралью подачи рабочего тела (не показано) и связаны через механизм управления с рукояткой управления 21. Оси эжекторных сопел 26 параллельны между собой. Причем в данном устройстве изменения направления движения механизм его управления выполнен состоящим из подпружиненного золотника 27 на каждое эжекторное сопло 26, размещенного в корпусе 28, связывающим каждое эжекторное сопло 26 с трубопроводом 20 подачи рабочего тела, соединенного управляющим тросиком 24 с рычагом 25 управления на рукоятке управления 21. Also, the device for changing the direction of motion in both variants of the invention can be made hydromechanical, for example, in the form of unidirectional ejector nozzles 26 diametrically spaced along the outer surface of the housing 1, the axes of which are oriented in the direction of the translational motion vector of the device. The nozzles 26 are connected by pipelines 20 to the supply line of the working fluid (not shown) and are connected through the control mechanism to the control handle 21. The axes of the ejector nozzles 26 are parallel to each other. Moreover, in this device, the direction of movement of the control mechanism is made up of a spring-loaded spool 27 for each ejector nozzle 26 located in the housing 28, connecting each ejector nozzle 26 with a working fluid supply pipe 20 connected by a control cable 24 to the control lever 25 on the control handle 21.

Кроме того, устройство изменения направления движения по обоим вариантам изобретения может быть выполнено гидромеханическим, например, в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса 1 поворотных эжекторных сопел 29, оси которых смещены относительно оси их поворота. Сопла 29 установлены посредством обойм 30, имеющих фланцы 31, на полых стойках 32, соединенных, в свою очередь, трубопроводами 33 с магистралью подачи рабочего тела (не показано) и связанных через механизм управления с рукояткой управления 21. Причем c устройством изменения направления движения механизм его управления выполнен состоящим из установленной на оси 34 подпружиненной поворотной скобы 35, имеющей зуб 36 на одном из своих концов. Скоба 35 взаимодействует зубом 36 или другим своим концом 37 с упором 38, установленным на фланце 31 обоймы 30 поворотного сопла 29 при перекладке поворотного сопла 29 из одного рабочего положения в другое. Управляющий тросик 24 соединяет подпружиненную скобу 35 с рычагом 25 управления на рукоятке управления 21. In addition, the device for changing the direction of movement for both variants of the invention can be made hydromechanical, for example, in the form of rotary ejector nozzles 29 diametrically spaced along the outer surface of the housing 1, the axes of which are offset from the axis of their rotation. The nozzles 29 are installed by means of cages 30 having flanges 31, on hollow legs 32, connected, in turn, by pipelines 33 to the supply line of the working fluid (not shown) and connected through a control mechanism with a control handle 21. Moreover, with a device for changing the direction of movement, the mechanism its control is made up of a spring-loaded swinging bracket 35 mounted on an axis 34, having a tooth 36 at one of its ends. The bracket 35 interacts with a tooth 36 or its other end 37 with a stop 38 mounted on the flange 31 of the holder 30 of the rotary nozzle 29 when shifting the rotary nozzle 29 from one operating position to another. The control cable 24 connects the spring-loaded bracket 35 to the control lever 25 on the control handle 21.

Устройство может быть снабжено распределительным кольцом 37, связывающим радиальные трубопроводы 5 ротора 4 коллектора 2 по окружности между собой. Распределительное кольцо 37 может быть выполнено или монолитным, соединяющим трубопроводы 5 ротора 4 коллектора 2 с обеспечением его жесткости, или в виде трубчатого кольцевого коллектора, подключенного к магистрали подачи рабочего тела (не показано) и соединяющего трубопроводы 5 ротора 4 коллектора 2 с возможностью обеспечения выравнивания давления рабочего тела в нем. The device can be equipped with a distribution ring 37, connecting the radial pipelines 5 of the rotor 4 of the collector 2 around each other in a circle. The distribution ring 37 can be either monolithic, connecting the pipelines 5 of the rotor 4 of the collector 2 to ensure its rigidity, or in the form of a tubular ring collector connected to the supply line of the working fluid (not shown) and connecting the pipelines 5 of the rotor 4 of the collector 2 with the possibility of alignment working fluid pressure in it.

При этом профилированные лопатки 17 могут быть установлены равномерно по периметру распределительного кольца 37 с внешней его стороны. В качестве подвижного балласта 12 в устройстве используется, например, вода. While the profiled blades 17 can be installed evenly around the perimeter of the distribution ring 37 from the outside. As the movable ballast 12 in the device, for example, water is used.

Опоры 7, установленные на платформе 16 устройства, могут быть выполнены или в виде колес, или в виде самоориентирующихся колес, или в виде сферических или шаровых опор, или магнитными, или в виде магнитных колес, или в виде самоориентирующихся магнитных колес. The supports 7 mounted on the platform 16 of the device can be made either in the form of wheels, or in the form of self-orientating wheels, or in the form of spherical or ball bearings, or magnetic, or in the form of magnetic wheels, or in the form of self-orientating magnetic wheels.

Кроме того, в устройстве переходник 9 может быть выполнен, например, в виде поворотного патрубка, установленного по центру корпуса 1 на статоре 3 коллектора 2 и соединяющего трубопроводом 10 коллектор 2 с источником высокого давления (не показано) рабочего тела. In addition, the adapter 9 can be made in the device, for example, in the form of a rotary nozzle mounted in the center of the housing 1 on the stator 3 of the collector 2 and connecting the manifold 2 with a pipeline 10 to a high pressure source (not shown) of the working fluid.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Устройство устанавливается на очищаемой поверхности и благодаря наличию подвижного балласта 12, например, в виде воды, размещенного в полости корпуса 1, занимает заданное вертикальное положение, ориентируясь по направлению движения. Если опоры 7 выполнены магнитными, а обрабатываемая поверхность может намагничиваться вне зависимости от того, где проводятся работы - под водой или на суше, устройство примагничивается к обрабатываемой поверхности. Если опоры 7 немагнитные, или обрабатываемая поверхность не намагничивается, то в первоначальный момент времени устройство удерживается на поверхности оператором. The device is installed on the surface to be cleaned and due to the presence of a movable ballast 12, for example, in the form of water placed in the cavity of the housing 1, it occupies a predetermined vertical position, being guided in the direction of movement. If the supports 7 are made magnetic, and the treated surface can be magnetized, regardless of whether the work is carried out - under water or on land, the device is magnetized to the treated surface. If the supports 7 are non-magnetic, or the surface being treated is not magnetized, then at the initial time the device is held on the surface by the operator.

Рабочее тело под давлением через трубопровод 10 и переходник 9 подается в полость статора 3 коллектора 2. За счет выполнения переходника 9 в виде поворотного патрубка он занимает заданное вертикальное положение и остается так ориентированным при всех эволюциях устройства. Далее, рабочее тело поступает в ротор 4 по радиальным трубопроводам 5 и оттуда к рабочим соплам генераторов 6 высоконапорных струй. The working fluid under pressure through the pipeline 10 and the adapter 9 is fed into the cavity of the stator 3 of the collector 2. Due to the implementation of the adapter 9 in the form of a rotary nozzle, it occupies a predetermined vertical position and remains so oriented for all the evolution of the device. Further, the working fluid enters the rotor 4 through radial pipelines 5 and from there to the working nozzles of the generators 6 of high-pressure jets.

Истекая из генераторов 6 высоконапорных струй, установленных под углами к обрабатываемой поверхности 8, по первому варианту выполнения изобретения, рабочее тело создает реактивную силу, заставляющую вращаться ротор 4 коллектора. По второму варианту выполнения изобретения одновременно с генераторами 6 высоконапорных струй, оси сопел которых повернуты по направлению вращения ротора 4, т.е. навстречу вращению ротора 4, рабочее тело поступает также в эжекторные сопла 18, установленные под прямым углом к оси трубопроводов 5. Истекая из сопел 18, рабочее тело создает реактивную силу, заставляющую вращаться ротор 4. Суммарная сила, заставляющая вращаться ротор 4 по второму варианту выполнения изобретения, будет определяться разностью сил, создаваемых соплами 18 и соплами генераторов 6 высоконапорных струй. Профилированные лопатки 17, установленные на вращающемся роторе 4, формируют поток рабочей среды из-под нижней профилированной поверхности 11 корпуса 1 от его центра к периферии и создают пониженное давление (разрежение) под нижней поверхностью 11 корпуса 1 как за счет выброса рабочей среды, так и за счет того, что нижняя поверхность корпуса 1 выполнена профилированной по определенному закону, что обеспечивает создание дополнительной силы, прижимающей устройство к обрабатываемой поверхности 8. В случае отсутствия магнитного взаимодействия между опорами 7 и поверхностью 8 эти силы обеспечивают прижим устройства к обрабатываемой поверхности 8, и после начала вращения ротора 4 оператор может перестать принудительно удерживать устройство на поверхности 8. Expiring from the generators 6 high-pressure jets installed at angles to the work surface 8, according to the first embodiment of the invention, the working fluid creates a reactive force that causes the rotor 4 of the collector to rotate. According to the second embodiment of the invention, simultaneously with the generators 6 of high-pressure jets, the axis of the nozzles of which are rotated in the direction of rotation of the rotor 4, i.e. towards the rotation of the rotor 4, the working fluid also enters the ejector nozzles 18, installed at right angles to the axis of the pipelines 5. Expiring from the nozzles 18, the working fluid creates a reactive force causing the rotor 4 to rotate. The total force causing the rotor 4 to rotate according to the second embodiment invention, will be determined by the difference in forces created by the nozzles 18 and nozzles of the generators 6 high-pressure jets. Profiled blades 17 mounted on a rotating rotor 4 form a working fluid flow from under the lower profiled surface 11 of the housing 1 from its center to the periphery and create reduced pressure (vacuum) under the lower surface 11 of the housing 1 due to the discharge of the working medium and due to the fact that the lower surface of the housing 1 is profiled according to a certain law, which ensures the creation of additional force, pressing the device to the work surface 8. In the absence of magnetic interaction m forward supports 7 and 8, the surface, these forces provide the clamping device 8 to the surface, and after the start of rotation of the rotor 4, the operator may stop forcibly retain the device on the surface 8.

Поворачивая кольцо 15, можно регулировать перекрытие окон 13 окнами 14 кольца 15, регулируя расход рабочей среды через них и тем самым регулируя прижимающую силу на корпусе 1 устройства. By turning the ring 15, it is possible to adjust the overlap of the windows 13 by the windows 14 of the ring 15, adjusting the flow rate of the working medium through them and thereby regulating the pressing force on the device body 1.

Истекая из сопел генераторов 6 высоконапорных струй под давлением, рабочее тело, сформированное в струю, в том числе и кавитирующую, воздействует на наслоения очищаемой поверхности 8, снимая их и зачищая ее за счет многократного прохода высоконапорными струями (ротор 4 вращается) для дальнейшего использования или дальнейшей обработки. Expiring from the nozzles of the generators of 6 high-pressure jets under pressure, the working fluid formed into the jet, including the cavitating one, acts on the layers of the surface 8 to be cleaned, removing them and cleaning it due to repeated passage by high-pressure jets (rotor 4 rotates) for further use or further processing.

По второму варианту выполнения изобретения, когда высоконапорная струя рабочего тела направлена по направлению вращения ротора, эффективность очистки возрастает, т.к., во-первых, сила воздействия высоконапорной струи на наслоения очищаемой поверхности определяется суммой скоростей собственно высоконапорной струи рабочего тела и скорости вращения ротора 4, а не их разностью, как в первом варианте выполнения изобретения, а во вторых, струя воздействует под основание наслоения и снимает его, как бы срезая его "под корень". According to the second embodiment of the invention, when the high-pressure jet of the working fluid is directed in the direction of rotation of the rotor, the cleaning efficiency increases, because, firstly, the force of the high-pressure jet on the layers of the surface to be cleaned is determined by the sum of the speeds of the high-pressure jet of the working fluid itself and the rotor speed 4, and not their difference, as in the first embodiment of the invention, and secondly, the jet acts under the base of the stratification and removes it, as if cutting it “under the root”.

Для поступательного движения и эволюций устройства по обрабатываемой поверхности 8 в обоих вариантах выполнения изобретения служит устройство изменения направления движения, которое само по себе может иметь, например, три конструктивных выполнения при сохранении мнемоники управления во всех предлагаемых вариантах. For translational movement and evolutions of the device along the machined surface 8 in both embodiments of the invention, there is a device for changing the direction of movement, which itself can have, for example, three structural designs while maintaining the control mnemonics in all proposed variants.

Поступательное движение осуществляется за счет реактивной силы при истечении рабочего тела из эжекторных сопел 19 в одном направлении, однонаправленных эжекторных сопел 26 и поворотных эжекторных сопел 29. При необходимости произвести поворот устройства на поверхности в ту или иную сторону или его разворот на месте оператор нажимает на рычаг 25 на ручке управления 21, воздействуя через управляющий тросик 24, или на подпружиненный двухпозиционный золотник 22, или на подпружиненный золотник 27, или на подпружиненную поворотную скобу 35. The translational movement is carried out due to reactive force when the working fluid flows from the ejector nozzles 19 in one direction, the unidirectional ejector nozzles 26 and the rotary ejector nozzles 29. If necessary, rotate the device on the surface in one direction or another or turn it in place, the operator presses the lever 25 on the control handle 21, acting through the control cable 24, or on a spring-loaded on-off slide valve 22, or on a spring-loaded slide valve 27, or on a spring-loaded swivel bracket 35.

В первом случае двухпозиционный золотник 22, перемещаясь в корпусе 23, отключает одно из сопел 19 в паре, подключая другое. При сохранении направления выдува рабочего тела из сопла 19 второй пары сопел на устройстве создается момент сил, поворачивающих его в нужную сторону. In the first case, the on-off valve 22, moving in the housing 23, turns off one of the nozzles 19 in pair, connecting the other. While maintaining the direction of blowing the working fluid from the nozzle 19 of the second pair of nozzles on the device creates a moment of force, turning it in the right direction.

Во втором случае подпружиненный золотник 27 также управляет подачей рабочего тела к одному из сопел 26 в паре и процессы, происходящие в данном случае, аналогичны вышеописанным. При частичном перекрытии одного из сопел 26 происходит поворот устройства по заданной траектории с установкой устройства на параллельную очищаемую полосу в обратном направлении. In the second case, the spring-loaded spool 27 also controls the supply of the working fluid to one of the nozzles 26 in pairs and the processes occurring in this case are similar to those described above. With the partial overlap of one of the nozzles 26, the device rotates along a predetermined path with the device installed on a parallel strip to be cleaned in the opposite direction.

В третьем случае под воздействием управляющего тросика 24 зуб 36 подпружиненной поворотной скобы 35 выходит из зацепления с упором 38. Поворотное сопло 29 под действием реактивной силы от истекающего из него рабочего тела начинает вращаться и поворачивается на 180o из одного рабочего положения в другое до взаимодействия противоположного конца 37 скобы 35 с тем же упором 38.In the third case, under the influence of the control cable 24, the tooth 36 of the spring-loaded rotary bracket 35 disengages with the focus 38. The rotary nozzle 29 under the influence of reactive force from the working fluid flowing out of it begins to rotate and rotates 180 o from one working position to another until the opposite interaction the end 37 of the bracket 35 with the same emphasis 38.

Создается момент сил на устройстве от разнонаправленного положения сопел 29, и оно поворачивается, изменяя направление своего дальнейшего движения. По окончании маневра оператор снова нажимает на рычаг 25 на рукоятке управления 21, скоба 35 поворачивается, конец 37 скобы 35 выходит из взаимодействия с упором 38, и сопло 29 аналогично предыдущей операции возвращается в исходное положение. Устройство продолжает прямолинейное движение в новом направлении. A moment of forces is created on the device from the multidirectional position of the nozzles 29, and it rotates, changing the direction of its further movement. At the end of the maneuver, the operator again presses the lever 25 on the control handle 21, the bracket 35 rotates, the end 37 of the bracket 35 goes out of interaction with the stop 38, and the nozzle 29 returns to its original position similar to the previous operation. The device continues rectilinear movement in a new direction.

Заявленное устройство выполнено из традиционных конструкционных материалов по традиционной технологии и может быть изготовлено в условиях обычного производства. The claimed device is made of traditional structural materials using traditional technology and can be manufactured under normal production conditions.

Claims (18)

1. Устройство для гидродинамической очистки поверхностей, содержащее корпус в виде диска, коллектор, размещенный в корпусе по его центру и состоящий из неподвижного полого статора, размещенного по оси корпуса, и вращающегося на статоре ротора, размещенного под нижней поверхностью корпуса, ось вращения которого совпадает с осью корпуса, выполненного в виде радиальных трубопроводов, соединенных с каналами магистрали подачи рабочего тела, на концах которых под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно оси коллектора установлены генераторы высоконапорных струй, опоры, взаимодействующие с обрабатываемой поверхностью, переходник и трубопровод подвода рабочего тела от источника высокого давления к коллектору, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде полого профилированного диска с, по крайней мере, одной нижней профилированной поверхностью, частично заполненного подвижным балластом, в центральной части корпуса по окружности выполнены окна, перекрываемые идентичными по расположению, форме выполнения и площади окнами, выполненными в кольце, установленном с возможностью вращения на верхней части корпуса устройства в центральной его части, устройство снабжено платформой с размещенными на ней опорами, установленной на статоре коллектора и размещенной под его ротором, профилированными лопатками, установленными на роторе с возможностью обеспечения формирования потока рабочей среды из-под нижней профилированной поверхности корпуса от его центра к периферии и создания пониженного давления под нижней поверхностью корпуса, и устройством изменения направления движения, причем форсунки генераторов высоконапорных струй установлены под углом α к обрабатываемой поверхности так, что границы пятна контакта высоконапорной струи рабочего тела с обрабатываемой поверхностью, имеющего форму эллипса, малая ось которого равна максимальному диаметру сечения тела струи, определяются крайними точками большой оси эллипса, удаленными от среза сопла форсунки генератора высоконапорной струи на расстояние, определяемое из следующих математических соотношений:
L1max = 0,8P0d0;
L2min = 0,5P0d0,
где L1max и L2min - максимальное и минимальное расстояния соответственно, мм;
P0 - давление на входе в форсунку;
d0 - минимальный диаметр проходного сечения форсунки.
1. Device for hydrodynamic cleaning of surfaces, comprising a housing in the form of a disk, a collector placed in the housing at its center and consisting of a fixed hollow stator located along the axis of the housing and rotating on a stator rotor located under the lower surface of the housing, the axis of rotation of which coincides with the axis of the housing, made in the form of radial pipelines connected to the channels of the supply line of the working fluid, at the ends of which at an angle in the horizontal and vertical planes relative to the axis of the collector generators of high-pressure jets, supports interacting with the treated surface, an adapter and a pipeline for supplying a working fluid from a high-pressure source to a collector are installed, characterized in that the casing is made in the form of a hollow profiled disk with at least one lower profiled surface partially filled with a movable with a ballast, in the central part of the housing around the circumference there are windows overlapping by windows arranged in the ring, identical in location, form of execution and area, installing mounted on the upper part of the device body in its central part, the device is equipped with a platform with supports placed on it, mounted on the collector stator and placed under its rotor, profiled blades mounted on the rotor with the ability to ensure the formation of a working medium flow from under a profiled surface of the housing from its center to the periphery and creating reduced pressure under the lower surface of the housing, and a device for changing the direction of movement, and the nozzle generators of high-pressure jets are installed at an angle α to the surface to be machined so that the boundaries of the contact spot of the high-pressure jet of the working fluid and the surface to be treated, having the shape of an ellipse, the small axis of which is equal to the maximum diameter of the cross section of the body of the jet, are determined by the extreme points of the major axis of the ellipse remote from the nozzle nozzle exit a high-pressure jet generator at a distance determined from the following mathematical relationships:
L 1max = 0.8P 0 d 0 ;
L 2min = 0.5P 0 d 0 ,
where L 1max and L 2min - the maximum and minimum distances, respectively, mm;
P 0 - pressure at the inlet to the nozzle;
d 0 - the minimum diameter of the nozzle orifice.
2. Устройство для гидродинамической очистки поверхностей, содержащее корпус в виде диска, коллектор, размещенный в корпусе по его центру и состоящий из неподвижного полого статора, размещенного по оси корпуса, и вращающегося на статоре ротора, размещенного под нижней поверхностью корпуса, ось вращения которого совпадает с осью корпуса, выполненного в виде радиальных трубопроводов, соединенных с каналами магистрали подачи рабочего тела, на концах которых под углом в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно оси коллектора установлены генераторы высоконапорных струй, опоры, взаимодействующие с обрабатываемой поверхностью, переходник и трубопровод подвода рабочего тела от источника высокого давления к коллектору, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде полого профилированного диска с, по крайней мере, одной нижней профилированной поверхностью, частично заполненного подвижным балластом, в центральной части корпуса по окружности выполнены окна, перекрываемые идентичными по расположению, форме выполнения и площади окнами, выполненными в кольце, установленном с возможностью вращения на верхней части корпуса устройства в центральной его части, а генераторы высоконапорных струй установлены на радиальных трубопроводах так, что угол β поворота оси их сопел в горизонтальной плоскости относительно оси радиальных трубопроводов по направлению вращения ротора составляет β > 0°, при этом устройство снабжено эжекторными соплами, каждое из которых установлено на радиальном трубопроводе ротора коллектора под прямым углом к оси трубопровода с возможностью обеспечения вращательного движения ротора коллектора за счет реактивной силы от истекающей из него струи рабочего тела, платформой с размещенными на ней опорами, установленной на статоре коллектора и размещенной под его ротором, профилированными лопатками, установленными на роторе с возможностью обеспечения формирования потока рабочей среды из-под нижней профилированной поверхности корпуса от его центра к периферии и создания пониженного давления под нижней поверхностью корпуса, и устройством изменения направления движения, причем форсунки генераторов высоконапорных струй установлены под углом α к обрабатываемой поверхности так, что границы пятна контакта высоконапорной струи рабочего тела с обрабатываемой поверхностью, имеющего форму эллипса, малая ось которого равна максимальному диаметру сечения тела струи, определяются крайними точками большой оси эллипса, удаленными от среза сопла форсунки генератора высоконапорной струи на расстояние, определяемое из следующих математических соотношений:
L1max = 0,8P0d0;
L2min = 0,5P0d0;
где L1max и L2min - максимальное и минимальное расстояния соответственно, мм;
P0 - давление на входе в форсунку;
d0 - минимальный диаметр проходного сечения форсунки.
2. A device for hydrodynamic cleaning of surfaces, comprising a housing in the form of a disk, a collector located in the center of the housing and consisting of a fixed hollow stator located along the housing axis and rotating on a stator rotor located under the lower surface of the housing, the axis of rotation of which coincides with the axis of the housing, made in the form of radial pipelines connected to the channels of the supply line of the working fluid, at the ends of which at an angle in the horizontal and vertical planes relative to the axis of the collector generators of high-pressure jets, supports interacting with the treated surface, an adapter and a pipeline for supplying a working fluid from a high pressure source to a collector are installed, characterized in that the casing is made in the form of a hollow profiled disk with at least one lower profiled surface partially filled with a movable with a ballast, in the central part of the housing around the circumference there are windows overlapping by windows arranged in the ring, identical in location, form of execution and area, installing rotationally mounted on the upper part of the device body in its central part, and high-pressure jet generators are mounted on radial pipelines so that the angle β of rotation of the axis of their nozzles in the horizontal plane relative to the axis of the radial pipelines in the direction of rotation of the rotor is β> 0 °, while the device is equipped with ejector nozzles, each of which is installed on the radial pipeline of the collector rotor at right angles to the axis of the pipeline with the possibility of providing rotational movement of the rotor collector ra due to the reactive force from the jet of the working fluid flowing out of it, a platform with supports placed on it, mounted on the collector stator and placed under its rotor, profiled blades mounted on the rotor with the ability to ensure the formation of a working fluid flow from under the lower profiled surface housing from its center to the periphery and the creation of reduced pressure under the lower surface of the housing, and a device for changing the direction of movement, and nozzles of generators of high-pressure They are installed at an angle α to the workpiece so that the boundaries of the contact spot of the high-pressure jet of the working fluid with the workpiece, having the shape of an ellipse, whose small axis is equal to the maximum diameter of the cross section of the jet, are determined by the extreme points of the major axis of the ellipse, remote from the nozzle exit of the nozzle of the high-pressure generator jets at a distance determined from the following mathematical relationships:
L 1max = 0.8P 0 d 0 ;
L 2min = 0.5P 0 d 0 ;
where L 1max and L 2min - the maximum and minimum distances, respectively, mm;
P 0 - pressure at the inlet to the nozzle;
d 0 - the minimum diameter of the nozzle orifice.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что устройство изменения направления его движения выполнено гидромеханическим в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса, направленных в противоположные стороны, пар эжекторных сопел, оси которых ориентированы по направлению вектора поступательного движения устройства, соединенных трубопроводами с магистралью подачи рабочего тела и связанных через механизм управления с рукояткой управления, при этом оси эжекторных сопел параллельны между собой. 3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the device for changing its direction of movement is made hydromechanical in the form of diametrically spaced apart on the outer surface of the housing, pairs of ejector nozzles whose axes are oriented in the direction of the translational motion vector of the device connected pipelines with a supply line of the working fluid and connected through the control mechanism to the control handle, while the axes of the ejector nozzles are parallel to each other. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что механизм управления устройством изменения направления его движения выполнен состоящим из подпружиненного двухпозиционного золотника для каждой пары эжекторных сопел, размещенного в корпусе, связывающим пары эжекторных сопел с трубопроводом подачи рабочего тела, соединенного управляющим тросиком с рычагом управления на рукоятке управления. 4. The device according to p. 3, characterized in that the control mechanism of the device for changing the direction of its movement is made up of a spring-loaded on-off slide valve for each pair of ejector nozzles located in the housing connecting the pairs of ejector nozzles with the working fluid supply pipe connected by a control cable to the lever controls on the control handle. 5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что устройство изменения направления его движения выполнено гидромеханическим в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса однонаправленных эжекторных сопел, оси которых ориентированы по направлению вектора поступательного движения устройства, соединенных трубопроводами с магистралью подачи рабочего тела и связанных через механизм управления с рукояткой управления, при этом оси эжекторных сопел параллельны между собой. 5. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the device for changing its direction of movement is made hydromechanical in the form of unidirectional ejector nozzles diametrically spaced along the outer surface of the housing, the axes of which are oriented in the direction of the translational motion vector of the device, connected by pipelines to the supply line of the working fluid and connected through a control mechanism with a control handle, while the axis of the ejector nozzles are parallel to each other. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что механизм управления устройством изменения направления его движения выполнен состоящим из подпружиненного золотника на каждое эжекторное сопло, размещенного в корпусе, связывающим каждое эжекторное сопло с трубопроводом подачи рабочего тела, соединенного управляющим тросиком с рычагом управления на рукоятке управления. 6. The device according to claim 5, characterized in that the control mechanism of the device for changing the direction of its movement is made up of a spring-loaded spool for each ejector nozzle placed in a housing connecting each ejector nozzle with a working fluid supply pipe connected by a control cable to the control lever on control handle. 7. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что устройство изменения направления его движения выполнено гидромеханическим в виде диаметрально разнесенных по внешней поверхности корпуса поворотных эжекторных сопел, оси которых смещены относительно оси их поворота, установленных посредством обойм, имеющих фланцы, на полых стойках, соединенных, в свою очередь, трубопроводами с магистралью подачи рабочего тела, и связанных через механизм управления - с рукояткой управления. 7. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the device for changing the direction of its movement is made hydromechanical in the form of rotary ejector nozzles diametrically spaced along the outer surface of the housing, the axes of which are offset relative to the axis of their rotation, mounted by hollow rings having flanges racks connected, in turn, by pipelines to the supply line of the working fluid, and connected through the control mechanism to the control handle. 8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что механизм управления устройством изменения направления движения инструмента выполнен состоящим из установленной на оси, подпружиненной поворотной скобы, имеющей зуб на одном из своих концов и взаимодействующей этим зубом или другим своим концом с упором, установленным на фланце обоймы поворотного сопла, при перекладке поворотного сопла из одного рабочего положения в другое, и управляющего тросика, соединяющего подпружиненную скобу с рычагом управления на рукоятке управления. 8. The device according to claim 7, characterized in that the control mechanism of the device for changing the direction of movement of the tool is made up of an axially-mounted, spring-loaded swivel bracket having a tooth at one of its ends and interacting with this tooth or its other end with a stop mounted on flange of the holder of the rotary nozzle, when shifting the rotary nozzle from one operating position to another, and the control cable connecting the spring-loaded bracket to the control lever on the control handle. 9. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено распределительным кольцом, связывающим радиальные трубопроводы ротора коллектора по окружности между собой, выполненным или монолитным, соединяющим трубопроводы ротора коллектора с обеспечением его жесткости, или в виде трубчатого кольцевого коллектора, подключенного к магистрали подачи рабочего тела и соединяющего трубопроводы ротора коллектора с возможностью обеспечения выравнивания давления рабочего тела в нем. 9. The device according to claim 1 or 2, characterized in that it is provided with a distribution ring connecting the radial pipelines of the collector rotor in a circle to each other, made either monolithic, connecting the pipelines of the collector rotor to ensure its rigidity, or in the form of a tubular annular manifold connected to the supply line of the working fluid and the manifold rotor connecting the pipelines with the possibility of equalizing the pressure of the working fluid in it. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что профилированные лопатки установлены равномерно по периметру распределительного кольца с внешней его стороны. 10. The device according to claim 9, characterized in that the profiled blades are installed evenly around the perimeter of the distribution ring from its outer side. 11. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в качестве подвижного балласта используется, например, вода. 11. The device according to claim 1 or 2, characterized in that as the movable ballast is used, for example, water. 12. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что опоры, установленные на платформе, выполнены в виде колес. 12. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the supports mounted on the platform are made in the form of wheels. 13. Устройство по п.1, или 2, или 12, отличающееся тем, что опоры, установленные на платформе, выполнены и виде самоориентирующихся колес. 13. The device according to claim 1, or 2, or 12, characterized in that the supports mounted on the platform are made in the form of self-orientating wheels. 14. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что опоры, установленные на платформе, выполнены в виде сферических или шаровых опор. 14. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the supports mounted on the platform are made in the form of spherical or ball bearings. 15. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что опоры, установленные на платформе, выполнены магнитными. 15. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the supports mounted on the platform are made magnetic. 16. Устройство по п.1, или 2, или 12, отличающееся тем, что опоры, установленные на платформе, выполнены в виде магнитных колес. 16. The device according to claim 1, or 2, or 12, characterized in that the supports mounted on the platform are made in the form of magnetic wheels. 17. Устройство по п.1, или 2, или 12, или 13, отличающееся тем, что опоры, установленные на платформе устройства, выполнены в виде самоориентирующихся магнитных колес. 17. The device according to claim 1, or 2, or 12, or 13, characterized in that the supports mounted on the platform of the device are made in the form of self-orientating magnetic wheels. 18. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что переходник выполнен в виде поворотного патрубка, установленного по центру корпуса на статоре коллектора и соединяющего трубопроводом коллектор с источником высокого давления рабочего тела. 18. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the adapter is made in the form of a rotary nozzle mounted in the center of the housing on the stator of the collector and connecting the manifold with a high pressure source of the working fluid.
RU2000123809A 1999-08-09 1999-08-09 Device for hydrodynamic cleaning of surfaces (versions) RU2168440C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123809A RU2168440C1 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Device for hydrodynamic cleaning of surfaces (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000123809A RU2168440C1 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Device for hydrodynamic cleaning of surfaces (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2168440C1 true RU2168440C1 (en) 2001-06-10
RU2000123809A RU2000123809A (en) 2005-03-10

Family

ID=20240131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000123809A RU2168440C1 (en) 1999-08-09 1999-08-09 Device for hydrodynamic cleaning of surfaces (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2168440C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7494073B2 (en) 2003-03-25 2009-02-24 Alexander Pivovarov Cleaning of submerged surfaces by discharge of pressurized cavitating fluids
WO2016013953A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Владислав Олегович БОЧКОВ Method for underwater hydrodynamic cleaning of hard surfaces and device for implementing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7494073B2 (en) 2003-03-25 2009-02-24 Alexander Pivovarov Cleaning of submerged surfaces by discharge of pressurized cavitating fluids
WO2016013953A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Владислав Олегович БОЧКОВ Method for underwater hydrodynamic cleaning of hard surfaces and device for implementing same

Also Published As

Publication number Publication date
RU2000123809A (en) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2498868C2 (en) Method and device for cleaning of underwater surfaces
EP3415412B1 (en) A surface cleaning device
US4314521A (en) Method and apparatus in the treatment of underwater surfaces of fixed or floating constructions
US6116858A (en) Jet finishing machine, jet finishing system using two-phase jet finishing method
JPS61229000A (en) Method of removing extraneous matter on surface
EP1216761A1 (en) Device for hydrodynamic cleaning of surfaces and variants
NO20180516A1 (en) An underwater cleaning device and apparatus
CN109080790B (en) Underwater automatic cleaning equipment for propeller and cleaning method thereof
RU2168440C1 (en) Device for hydrodynamic cleaning of surfaces (versions)
RU2522793C1 (en) Device for hydrocavitation treatment of underwater surfaces
CN206202618U (en) Hull cleans monitoring underwater robot with water
RU2155698C1 (en) Device for underwater hydrodynamic cleaning of surfaces
CN216232885U (en) Underwater cleaning robot
JPH08141534A (en) Pipe interior cleaning robot
CN210912811U (en) Automatic movable underwater cavitation cleaning disc
RU150993U1 (en) HYDRODYNAMIC SURFACE CLEANING DEVICE
RU210419U1 (en) UNDERWATER DEVICE
RU2107006C1 (en) Reaction-free underwater tool
CN216684801U (en) Negative pressure adsorption adjustable cleaning disc for ship
JPH0511B2 (en)
RU2122961C1 (en) Tool for underwater hydrodynamic cleaning of surfaces
CN216734702U (en) Negative pressure adjusting device for adsorption cleaning disc
US3868268A (en) Under-water spraying
RU220849U1 (en) WATERJET PROPULSION
KR102569677B1 (en) Pipe cleaning equipment without water supply line