RU2764930C1 - Device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water - Google Patents
Device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764930C1 RU2764930C1 RU2021130481A RU2021130481A RU2764930C1 RU 2764930 C1 RU2764930 C1 RU 2764930C1 RU 2021130481 A RU2021130481 A RU 2021130481A RU 2021130481 A RU2021130481 A RU 2021130481A RU 2764930 C1 RU2764930 C1 RU 2764930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barrel
- nozzles
- head
- handle
- under water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B59/00—Hull protection specially adapted for vessels; Cleaning devices specially adapted for vessels
- B63B59/06—Cleaning devices for hulls
- B63B59/08—Cleaning devices for hulls of underwater surfaces while afloat
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологическим устройствам для гидродинамической очистки поверхности корпусов судов, причалов, пристаней, опор мостов и других, погруженных в воду конструкций от биологического обрастания, коррозии и иных загрязнений с помощью затопленной кавитирующей струи.The invention relates to technological devices for hydrodynamic cleaning of the surface of ship hulls, piers, piers, bridge supports and other submerged structures from biological fouling, corrosion and other contaminants using a submerged cavitating jet.
Из существующего уровня техники известен инструмент для очистки поверхностей, содержащий ствол и гидрокавитационное сопло, установленное в стволе на одном его конце, другой конец ствола выполнен свободным, шланг, предназначенный для подачи воды в ствол и подсоединенный к нему через отверстие в стволе на срединном участке ствола, и рукоятку, установленную на стволе, на срединном его участке [1].From the existing prior art, a tool for cleaning surfaces is known, containing a barrel and a hydrocavitation nozzle installed in the barrel at one end, the other end of the barrel is made free, a hose designed to supply water to the barrel and connected to it through an opening in the barrel in the middle section of the barrel , and a handle mounted on the trunk, in its middle section [1].
Недостатком такого инструмента является низкая производительность при очистке поверхностей, находящихся под водой, что обуславливается наличием одного сопла и, соответственно, малой площадью очищаемой поверхности.The disadvantage of such a tool is the low performance in cleaning surfaces under water, which is due to the presence of a single nozzle and, accordingly, a small area of the surface to be cleaned.
Известно гидродинамическое устройство для очистки поверхности имеющее корпус, снабженный рукояткой и соединенный с источником рабочей жидкости, по крайней мере, одно сопло для формирования кавитирующей струи рабочей жидкости, соединенным с корпусом посредством подводящего трубопровода [2].Known hydrodynamic device for cleaning the surface having a housing equipped with a handle and connected to the source of the working fluid, at least one nozzle for the formation of a cavitating jet of the working fluid, connected to the housing through the supply pipeline [2].
Недостатком такого устройства является низкая эффективность конструкции, так как поток воды на диск с соплами попадает с поворотом на 900, из-за чего теряется часть водяного напора, а наплавление действия струи вынуждает водолаза вертикально держать инструмент при очистке, что усложняет его работу.The disadvantage of such a device is the low efficiency of the design, since the water flow enters the disk with nozzles with a turn of 900, due to which part of the water pressure is lost, and the fusing of the jet action forces the diver to hold the tool vertically during cleaning, which complicates his work.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для гидродинамической очистки поверхностей [3], содержащее корпус и рабочую форсунку, внутри корпуса-рукоятки расположен трубчатый элемент, соединенный с одной стороны через соответствующий канал подачи рабочей жидкой среды и гибкий шланг с камерой высокого давления, а с другой стороны через выходной коллектор - с рабочим стволом, связанным с каналом рабочей головки, рабочая головка содержит защитный кожух, выполненный в виде диффузора, жестко связанного с корпусом рабочей головки, выполненного цилиндрическим и соединенного с рабочим стволом, вторую рабочую форсунку и насадок с осевым отверстием, диаметр которого соответствует внешнему диаметру цилиндрического корпуса головки, насадок установлен на цилиндрическом корпусе головки с обеспечением возможности его вращения и с обеспечением герметизации канала подачи рабочей жидкой среды, внутри насадка выполнена расширительная камера, сообщающаяся через радиальные отверстия и глухое осевое отверстие, выполненные в корпусе рабочей головки, с каналом подачи рабочей жидкой среды в рабочем стволе, при этом в насадке под углом к горизонтальной оси выполнены отверстия, сообщающиеся с расширительной камерой, причем в упомянутых отверстиях закреплены рабочие форсунки посредством резьбового соединения через соответствующие уплотнительные элементы.The closest technical solution (prototype) is a device for hydrodynamic cleaning of surfaces [3], containing a body and a working nozzle, inside the body-handle there is a tubular element connected on one side through an appropriate channel for supplying a working liquid medium and a flexible hose with a high pressure chamber, and on the other hand, through the outlet manifold - with the working barrel connected with the channel of the working head, the working head contains a protective casing made in the form of a diffuser, rigidly connected to the body of the working head, made cylindrical and connected to the working barrel, the second working nozzle and nozzles with with an axial hole, the diameter of which corresponds to the outer diameter of the cylindrical body of the head, the nozzle is mounted on the cylindrical body of the head with the possibility of its rotation and with the provision of sealing of the channel for supplying the working liquid medium, an expansion chamber is made inside the nozzle, communicating through radial holes and a blind axial hole made in the body of the working head, with a channel for supplying the working liquid medium in the working barrel, while in the nozzle at an angle to the horizontal axis, holes are made that communicate with the expansion chamber, and working nozzles are fixed in the said holes by means of a threaded connection through appropriate sealing elements.
Недостатком такого устройства является недостаточная производительность из-за использования только двух рабочих форсунок и ненадежность механизма, обеспечивающего их вращение.The disadvantage of this device is the lack of performance due to the use of only two working nozzles and the unreliability of the mechanism that ensures their rotation.
Технической проблемой, разрешаемой настоящим изобретением, является создание устройства для гидродинамической очистки поверхностей под водой, обеспечивающего повышенную производительность и качество проводимых работ.The technical problem solved by the present invention is the creation of a device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water, providing increased productivity and quality of work.
Техническим результатом, обеспечивающим разрешение указанной технической проблемы, является усовершенствование конструкции устройства для эффективного использования гидродинамического, кавитационного и вибрирующего действия вращающихся затопленных струй при подводной очистке.The technical result, which provides a solution to this technical problem, is an improvement in the design of the device for the effective use of the hydrodynamic, cavitation and vibrating action of rotating submerged jets during underwater cleaning.
Указанный результат достигается в предлагаемом, устройстве для гидродинамической очистки поверхностей под водой состоящем из рукоятки, ствола, вращающейся головки, содержащей форсунки, и защитного кожуха, выполненного в виде диффузора. Внутри рукоятки расположен трубчатый элемент, по которому рабочая жидкая среда поступает в ствол, соединенный с одной стороны с головкой, а с другой стороны с соплом-компенсатором, установленном в противоположном направлении. Форсунки смещены относительно центра головки по взаимно перпендикулярным направлениям, их оси лежат в параллельных плоскостях и симметричных форсунок образуют угол 0°-180° друг с другом.This result is achieved in the proposed device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water, consisting of a handle, a barrel, a rotating head containing nozzles, and a protective casing made in the form of a diffuser. Inside the handle there is a tubular element through which the working liquid medium enters the barrel, connected on one side with the head, and on the other side with a compensator nozzle installed in the opposite direction. The nozzles are displaced relative to the center of the head in mutually perpendicular directions, their axes lie in parallel planes and symmetrical nozzles form an angle of 0°-180° with each other.
Для обеспечения вращения без вибраций и биений устройство содержит дополнительный роторный механизм, установленный между стволом и головкой.To ensure rotation without vibrations and beats, the device contains an additional rotary mechanism installed between the barrel and the head.
Для повышения манёвренности устройства и контроля за процессом истечения рукоятка выполнена в виде пистолетного крана.To increase the maneuverability of the device and control over the process of expiration, the handle is made in the form of a pistol crane.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:
Фиг. 1 - Конструкция предлагаемого устройства;Fig. 1 - The design of the proposed device;
Фиг. 2 - Схема роторной головки.Fig. 2 - Scheme of the rotary head.
Гидродинамическое устройство (Фиг. 1) содержит рукоятку 1, выполненную в виде пистолетного крана, ствол 2 и головку 3. Соединительный узел 4 служит для подключения шланга высокого давления к рукоятке. Внутри рукоятки расположен трубчатый элемент (не показан), по которому рабочая жидкая среда поступает в ствол 2 с внутренним каналом. Ствол 2 с одной стороны соединен с шаровым краном 5 для регулировки противодавления сопла-компенсатора 6, а с другой стороны со штуцером 7 предназначенным для соединения рукоятки 1 и роторного механизма 8, выполненного с резьбой 9 для крепления головки 3.The hydrodynamic device (Fig. 1) contains a
Две пары симметричных форсунок 10 и 11, смещенные относительно оси роторного механизма, и соответственно центра головки, по взаимно перпендикулярным направлениям. Если ось ОZ на чертеже перпендикулярна плоскости головки 3, то форсунки 10 смещаются по оси ОХ в противоположных направлениях, а форсунки 11 смещаются по оси OY. Головка 3 позволяет изменять углы фиксации симметричных форсунок от 0° до 180° относительно друг друга. Однако оси форсунок лежат в параллельных плоскостях, которые перпендикулярны плоскости головки 3.Two pairs of
Величина угла α между форсунками 10 влияет на частоту вращения роторного механизма 8. Угол β между форсунками 11 определяет степень силового воздействия на поверхность очистки. Углы выбираются в зависимости от типа загрязнения и характеристик установки высокого давления.The value of the angle α between the
Защитный кожух, выполненный в виде диффузора, с отверстиями для выхода продуктов очистки 12, связан с роторным механизмом 8 посредством резьбового соединения 13.The protective casing, made in the form of a diffuser, with holes for the exit of
Основные элементы роторного механизма (Фиг. 2) составляют корпус 14 и центральная ось 15. Ось 15 имеет внутренний канал 16, по которому проходит жидкость в головку 3, соединяющуюся при помощи резьбы 9, и посадочные места для трех подшипников 17-19. Подшипники 17, 19 - шариковые радиальные однорядные, подшипник 18 - шариковый упорный однорядный. Корпус 14 в свою очередь имеет «карманы» согласно допускам соответствующих подшипников для обеспечения вращения и отсутствия биений в устройстве, и резьбовое соединение 13, которое служит для крепления защитного кожуха 12. Подшипники разделены шайбой 20 и закреплены фиксатором 21 с защитной шайбой 22, который имеет резьбу 23 для подсоединения к штуцеру 7. Конструкции обеспечивают герметичность манжеты 24 и уплотнительные кольца 25. В единое целое роторный механизм собирается и зажимается гайкой 26.The main elements of the rotary mechanism (Fig. 2) make up the
Предлагаемое устройство для гидродинамической очистки поверхностей работает следующим образом.The proposed device for hydrodynamic cleaning of surfaces works as follows.
Рабочая жидкая среда под высоким давлением поступает по гибкому шлангу (не показан) в соединительный узел 4. После этого во внутренний канал рукоятки пистолетного крана 1 и далее в ствол с внутренним каналом 2. Из ствола 2 рабочая жидкость в одну сторону постает через штуцер 7, в роторный механизм 8 и далее через головку 3 в форсунки 10 и 11, из которых она выходит под давлением с высокой скоростью и достигает очищаемой поверхности. В противоположную сторону через шаровой кран 5 поступает в сопло-компенсатор 6 для уравновешивания реактивной силы, возникающей при работе форсунок 10 и 11. Шаровой кран 5 служит для регулировки напора струи противодавления.The working liquid medium under high pressure enters through a flexible hose (not shown) into the connecting
Форсунки 10 и 11 имеют специальный профиль внутренних полостей, обеспечивающих образование кавитирующей струи на выходе форсунок.
Направление струи задается углами α и β в зависимости от характера и степени обрастания поверхности. Изменением углов в интервале от 0° до 180° водолаз регулирует скорость вращения роторного механизма и силу, действующую на обрастание. Таким образом, контролирует гидродинамическое, вибрационное и кавитационное воздействие на поверхность очистки.The direction of the jet is set by the angles α and β depending on the nature and degree of surface fouling. By changing the angles in the range from 0° to 180°, the diver controls the speed of rotation of the rotor mechanism and the force acting on the fouling. Thus, it controls the hydrodynamic, vibrational and cavitation effects on the cleaning surface.
Роторный механизм 8 выполнения по схеме на фиг. 2 может приобретать частоту вращения до 3600 об/мин при этом не совершать биений в руках водолаза. Работая под водой, водолаз легко может поворачивать устройство и контролировать процесс истечения рукояткой пистолетного крана 1.The
В результате производительность и эффективность очистных работ, проводимых с помощью предлагаемого устройства, повышается в сравнении с прототипом.As a result, the productivity and efficiency of the cleaning work carried out using the proposed device is increased in comparison with the prototype.
Для изготовления деталей устройства используются материалы из металлов, не подверженных коррозии, например нержавеющая сталь и алюминий. Кроме того, используются стандартные детали: пистолетный и шаровой краны, подшипники.Non-corrosive metals such as stainless steel and aluminium, are used to manufacture parts of the device. In addition, standard parts are used: pistol and ball valves, bearings.
Апробация устройства выполнена в Черном море в районе Керченского полуострова. Установка высокого давления обеспечивала рабочей жидкости (морской воде) давление 100 атм и расход 70 л/мин, что способствовало образованию кавитирующих струй, вытекающих из форсунок. При обрастаниях поверхности ракушками (мидии, балянус и т.п.) углы α и β устанавливаются менее 90°, что уменьшает скорость вращения, но увеличивает силовой эффект. Для обрастаний водорослями углы α и β устанавливались более 90°, что увеличивает скорость вращения, но снижает силовой эффект. Точные значения параметров зависят от степени и типа обрастания, характеристик установки, условий очистки и навыков водолаза.Approbation of the device was carried out in the Black Sea near the Kerch Peninsula. The high-pressure installation provided the working fluid (sea water) with a pressure of 100 atm and a flow rate of 70 l/min, which contributed to the formation of cavitating jets flowing from the nozzles. When the surface is overgrown with shells (mussels, balanus, etc.), the angles α and β are set to less than 90°, which reduces the rotation speed, but increases the force effect. For algae, the angles α and β were set to more than 90°, which increases the rotation speed but reduces the force effect. The exact values of the parameters depend on the degree and type of fouling, installation characteristics, cleaning conditions and diver skills.
1. Пат. 2232694 Российская Федерация, МПК B63B 59/00, B63B 59/08, B63С 11/52, B08B 3/02. Гидродинамический безреактивный инструмент для очистки поверхности / Ларин В. И.; заявитель и патентообладатель ЗАО «Легранпроект». - № 2003116918/11; заявл. 06.06.2003; опубл. 20.07.2004, Бюл. № 20. - 10 с.1. Pat. 2232694 Russian Federation, IPC B63B 59/00, B63B 59/08,
2. Пат. 2163877 Российская Федерация, МПК B63B 59/00. Инструмент для подводной очистки поверхности и сопло для инструмента / Игнатьев А.В., Кузин В.С., Харламов А.И.; заявитель и патентообладатель Игнатьев А.В., Кузин В.С., Харламов А.И.. - № 2200018166/28; заявл. 12.07.2000; опубл. 10.03.2001, Бюл. № 7. - 5 с.2. Pat. 2163877 Russian Federation, IPC B63B 59/00. Tool for underwater surface cleaning and tool nozzle / Ignatiev A.V., Kuzin V.S., Kharlamov A.I.; applicant and patentee Ignatiev A.V., Kuzin V.S., Kharlamov A.I. - No. 2200018166/28; dec. 07/12/2000; publ. 03/10/2001, Bull. No. 7. - 5 p.
3. Пат. 2236980 Российская Федерация, МПК B63B 59/00, B08B 3/02, B08B 3/04. Устройство для гидродинамической очистки поверхностей / Шуранов В.М.; заявитель и патентообладатель Шуранов В.М. - № 2002125729/11; заявл. 27.09.2002; опубл. 27.09.2004, Бюл. № 27. - 6 с.3. Pat. 2236980 Russian Federation, IPC B63B 59/00,
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021130481A RU2764930C1 (en) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021130481A RU2764930C1 (en) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2764930C1 true RU2764930C1 (en) | 2022-01-24 |
Family
ID=80445418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021130481A RU2764930C1 (en) | 2021-10-20 | 2021-10-20 | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2764930C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4716849A (en) * | 1985-05-31 | 1988-01-05 | Tracor Hydronautics, Inc. | Erosive-jet diver tool |
RU2163877C1 (en) * | 2000-07-12 | 2001-03-10 | Игнатьев Александр Викторович | Tool for underwater cleaning of surfaces and nozzle for this tool |
RU2236980C2 (en) * | 2002-09-27 | 2004-09-27 | Шуранов Владимир Михайлович | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces |
-
2021
- 2021-10-20 RU RU2021130481A patent/RU2764930C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4716849A (en) * | 1985-05-31 | 1988-01-05 | Tracor Hydronautics, Inc. | Erosive-jet diver tool |
RU2163877C1 (en) * | 2000-07-12 | 2001-03-10 | Игнатьев Александр Викторович | Tool for underwater cleaning of surfaces and nozzle for this tool |
RU2236980C2 (en) * | 2002-09-27 | 2004-09-27 | Шуранов Владимир Михайлович | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202226028U (en) | Underwater cavitation cleaning system for ship | |
KR100200987B1 (en) | Marine tunnel propeller jet propulsion unit | |
US7494073B2 (en) | Cleaning of submerged surfaces by discharge of pressurized cavitating fluids | |
NO145718B (en) | PROCEDURE FOR TREATING UNDER A WATER SURFACE LOCATING PARTS OF STATIONERS OR FLOATING CONSTRUCTIONS | |
RU2764930C1 (en) | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces under water | |
CN205659810U (en) | Rotatory cleaning gun | |
CN111530869B (en) | Underwater cleaning device and underwater robot system | |
RU210471U1 (en) | DEVICE FOR HYDRODYNAMIC SURFACE CLEANING | |
RU2236980C2 (en) | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces | |
CN106040462A (en) | Flow adjustable underwater unloading device | |
WO2016013953A1 (en) | Method for underwater hydrodynamic cleaning of hard surfaces and device for implementing same | |
KR20180103489A (en) | Water-Jet Propulsion Device using Tesla Pump | |
RU2522793C1 (en) | Device for hydrocavitation treatment of underwater surfaces | |
EP1628785B1 (en) | Nozzle for generating high-energy cavitation | |
RU2237596C2 (en) | Device for hydrodynamic cleaning of surfaces | |
RU2107006C1 (en) | Reaction-free underwater tool | |
RU2163877C1 (en) | Tool for underwater cleaning of surfaces and nozzle for this tool | |
CN105855080A (en) | Rotary cleaning gun | |
RU27559U1 (en) | MANUAL TOOL FOR HYDRODYNAMIC SURFACE CLEANING | |
RU29027U1 (en) | WATER-HEAD | |
SU1102712A1 (en) | Method of hydrodynamic underwater cleaning of ship hulls | |
RU27560U1 (en) | MANUAL TOOL FOR HYDRODYNAMIC SURFACE CLEANING | |
CN219524199U (en) | Composite cleaning brush disc | |
RU2152331C1 (en) | Device for treatment of surfaces immersed in liquid | |
KR20020029919A (en) | Nonreactive hydrodynamic tool for surface cleaning |