RU2807686C2 - Устройство для удаления накипи для резервуара для транспортировки/хранения газа в жидком состоянии - Google Patents

Abstract

Настоящее изобретение относится к устройству (1) для удаления накипи с металлической мембраны (5) резервуара для транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме, содержащему по меньшей мере один рельс (4), выполненный с возможностью быть закрепленным к металлической мембране (5), по меньшей мере одну головку (3) для проецирования лазерного пучка (6), выполненную с возможностью удалять накипь с металлической мембраны (5), по меньшей мере одну опору (2), расположенную между проекционной головкой (3) и рельсом (4) и выполненную с возможностью двигаться вдоль рельса (4), отличающемуся тем, что устройство (1) для удаления накипи содержит средство (11), позволяющее перемещать (21, 23), относительно металлической мембраны (5), точку падения (61) лазерного пучка (6) на металлической мембране (5), причем перемещение отличается от движения (22), осуществляющегося опорой (2) на рельсе (4). Обеспечивается удаление накипи с металлической мембраны резервуара автоматическим образом. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для удаления накипи с металлической мембраны резервуара, предназначенному для содержания газа в жидкой форме. Изобретение относится к области изготовления или технического обслуживания такого резервуара.

В области промышленности транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме известна практика использования резервуаров, конструкция которых обеспечивает уплотняющую и термозащитную функции. Такие резервуары содержат по меньшей мере одну металлическую мембрану, которая обеспечивает уплотняющую функцию. Металлическая мембрана состоит из группы металлических листов, приваренных вместе в конструкции резервуара. В стандартном случае использование нержавеющей стали требует удаления накипи со сварных швов. В настоящее время это удаление накипи металлической мембраны выполняют вручную, например, посредством металлической щетки или кислотным пассивированием.

В других ситуациях металлическая мембрана может ржаветь или загрязняться, например, во время сварочных работ с металлическим листом, или в других случаях, когда происходит событие, такое как отказ генератора сухого воздуха или случайный пожар, или даже когда немного попадает морская вода, то такое событие является генератором отложений на мембране. Поскольку мембрана предназначена для контакта с газом в жидком состоянии, то необходимо приступать к удалению накипи металлической мембраны резервуара во избежание любого развития коррозии.

Для осуществления этих двух типов удаления накипи требуется длительное время и привлечение значительных финансовых средств.

Существуют также возможные лазерные проекционные головки, способные удалять накипь с металлической стенки, но они являются ручными и не подходят для использования в мембранном резервуаре для хранения или транспортировки газа в жидком состоянии. Поэтому они не решают проблему потери времени, затрачиваемого на удаление накипи с металлической мембраны.

Настоящее изобретение позволяет приступать к удалению накипи с металлической мембраны резервуара автоматическим образом, при этом сохраняя время и финансовые ресурсы.

Изобретение состоит из устройства для удаления накипи с металлической мембраны резервуара для транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме, содержащего:

- по меньшей мере один рельс, выполненный с возможностью быть закрепленным к металлической мембране,

- по меньшей мере одну проекционную головку для проецирования лазерного пучка, выполненную с возможностью удалять накипь с металлической мембраны,

- по меньшей мере одну опору, расположенную между проекционной головкой и рельсом, и выполненную с возможностью смещаться вдоль рельса,

отличающееся тем, что устройство для удаления накипи содержит средство, позволяющее перемещать, относительно металлической мембраны, точку падения лазерного пучка на металлическую мембрану, причем перемещение отличается от смещения, прилагаемого опорой на рельсе.

Под удалением накипи с металлической мембраны следует понимать устранение, например, слоя загрязнения или окисления, отложенного на внутренней поверхности металлической мембраны, например, после сварочных работ или после загрязнения резервуара, происходящего на рабочем месте. Таким образом, устройство для удаления накипи согласно изобретению выполнено с возможностью удалять накипь с металлической мембраны во время операций изготовления мембраны, например сварки между двумя составляющими листами этой мембраны, или после такого изготовления. В последнем случае изобретение является очень полезным, поскольку оно позволяет избежать необходимости поднимать подмостки внутри резервуара, чтобы достигать загрязненных зон.

Устройство для удаления накипи содержит рельс, закрепленный к металлической мембране. Рельс может быть зафиксирован, например, захватыванием особых форм мембраны, таких как, например, узлы, которые образованы на пересечениях гофров, когда мембрана снабжена ими.

Также возможно использовать элемент металлической мембраны для того, чтобы последняя служила рельсом, например поднятый край металлической мембраны, такой как описано ниже. Рельс может иметь траекторию, которая является полностью прямой или изогнутой.

Опора закреплена к рельсу, например, зацеплением на одном конце рельса, и выполнена с возможностью скользить вдоль рельса. Опора может, например, быть с электроприводом для приложения смещения, зависящего от траектории рельса.

Проекционная головка лазерного пучка соединена с опорой любым крепежным средством. Таким образом, ее приводят в действие опорой при ее смещении на рельсе. Проекционная головка выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок, свойства которого приспособлены для операции удаления накипи с металлической мембраны, как представлено ниже. Лазерный пучок проецируют на зону металлической мембраны, с которой должна быть удалена накипь, образуя точку падения лазерного пучка на металлическую мембрану. Именно в этой точке падения выполняют удаление накипи.

Перемещение точки падения лазерного пучка может зависеть от смещения опоры вдоль рельса. Действительно, поскольку проекционную головку поддерживают опорой, точка падения лазерного пучка может следовать за смещением опоры. Изобретение узнаваемо тем, что оно содержит средство, позволяющее перемещать проекционную головку лазерного пучка относительно опоры, когда последняя смещается вдоль рельса. Это определение исключает любое перемещение, происходящее во время операции установки проекционной головки на опоре, во время изготовления или технического обслуживания устройства для удаления накипи. Поэтому понятно, что точка падения лазерного пучка не направляется исключительно смещением опоры вдоль рельса.

Средства, позволяющие перемещать проекционную головку относительно опоры, разнообразны. Они могут, например, быть средствами, приводящими в действие перемещение проекционной головки, или любым другим элементом, действующим на траекторию лазерного пучка, и делающим это независимо от опоры. Таким образом, в зависимости от варианта выполнения изобретения, проекционная головка может, например, поворачиваться или поступательно перемещаться, относительно опоры. В этом случае средство является поворачивающимся средством и/или средством поступательного перемещения для поворота или поступательного перемещения проекционной головки относительно опоры. В таком варианте выполнения, проекционная головка может поворачиваться и/или поступательно перемещаться настолько свободно, насколько позволяет одна степень свободы средства, обеспечивая возможность перемещения проекционной головки. Также возможно параметризировать устройство для удаления накипи для того, чтобы последнее позволяло только ограниченное количество положений проекционной головки. В этом варианте выполнения, средство, позволяющее перемещать проекционную головку, активно только в случае изменения положения проекционной головки. Альтернативно или в дополнение, средство может содержать отражающую поверхность, которая отклоняет пучок по направлению мембраны, с которой должна быть удалена накипь. Отражающая поверхность может, например, принимать форму отражающего модуля, непосредственно встроенного в пределы конструкции проекционной головки, и позволяющего перемещать точку падения лазерного пучка в по меньшей мере двух различных плоскостях, или, например, в форме зеркала, встроенного в опору, и размещенного на траектории лазерного пучка, испускающегося из проекционной головки.

Перемещение точки падения лазерного пучка выполняют в соответствии с формами металлической мембраны или типом операции удаления накипи, которая должна быть выполнена на ней. Подробности, касающиеся перемещения, и средство, позволяющее такое перемещение, представлены в ходе описания изобретения.

Согласно признаку изобретения, проекционная головка выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок с мощностью пучка от 20 Вт до 200 Вт. Для обеспечения функции удаления накипи без разрушения мембраны, спроецированный лазерный пучок имеет достаточную мощность для эффективного удаления накипи с внутренней поверхности металлической мембраны, на которую его проецируют. Мощность лазерного пучка имеет максимальное пороговое значение, чтобы не повреждать металлическую мембрану резервуара.

Согласно одному признаку изобретения, проекционная головка выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок с частотой пульсации от 100 кГц до 250 кГц. Согласно одному признаку изобретения, проекционная головка выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок с частотой пульсации от 100 кГц до 200 кГц. Лазерная проекционная головка проецирует так называемый импульсный лазерный пучок. Импульсный лазер испускает световые импульсы, что дает возможность умножать мощность лазера во время пульсации, при сохранении одинакового потребления энергии. Пульсации создают тепло, которое способствует удалению накипи с поверхности металлической мембраны. Таким образом, частота пульсации лазерного пучка составляет от 100 кГц до 200 кГц. Другими словами, проекционная головка проецирует один импульс в интервал времени от 5 до 10 микросекунд.

Согласно признаку изобретения, проекционная головка выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок с длиной волны 1064 нм +/-5%.

Согласно одному признаку изобретения, проекционная головка содержит по меньшей мере одну фокусирующую линзу для фокусировки лазерного пучка. Факт наличия линзы на уровне излучения лазерного пучка позволяет увеличивать его плотность. Таким образом, лазерное удаление накипи является более эффективным.

Согласно одному признаку изобретения, фокусное расстояние фокусирующей линзы для фокусировки лазерного пучка составляет от 80 мм до 360 мм. Точка лазерного пучка, где плотность света наивысшая, соответствует фокусному расстоянию линзы, т.е. расстоянию, отделяющему линзу от указанной точки. Другими словами, для оптимального удаления накипи, расстояние между линзой и зоной металлической мембраны, с которой должна быть удалена накипь, должно быть идентичным или по существу идентичным фокусному расстоянию линзы, т.е. от 80 мм до 360 мм, в зависимости от используемой линзы.

Согласно одному признаку изобретения, опора выполнена с возможностью смещаться на рельсе при скорости от 25 до 72 см/мин. Хотя устройство для удаления накипи содержит средство, позволяющее перемещать точку падения лазерного пучка, отличную от смещения опоры, ее скорость играет роль в перемещении точки падения лазерного пучка. Таким образом, смещение опоры с чрезмерно высокой скоростью может создавать перемещение точки падения лазерного пучка, которое является также слишком быстрым, что вызывает неэффективное удаление накипи. И наоборот, перемещение точки падения, которое является слишком медленным, может удерживать последнюю в определенной точке металлической мембраны и приводит к повреждению ее материала, учитывая мощность лазерного пучка. Чтобы избежать этих двух особых случаев, скорость смещения опоры должна поддерживаться между 25 и 72 см/мин.

Согласно одному признаку изобретения, средство, позволяющее перемещать точку падения относительно опоры, может быть сконфигурировано так, чтобы проекционная головка следовала за профилем, дополняющим профиль металлической мембраны. Как указано ранее, перемещение точки падения лазерного пучка выполняют на основе форм металлической мембраны. Таким образом, положение проекционной головки может быть изменено для адаптации к профилю металлической мембраны, чтобы операция удаления накипи была как можно более эффективной согласно ситуации.

Согласно одному признаку изобретения, средство, позволяющее перемещать точку падения может содержать отражающий модуль, размещенный в пределах проекционной головки, и выполненный с возможностью обеспечивать перемещение точки падения в по меньшей мере двух различных плоскостях. Отражающий модуль размещен на конце проекционной головки, от которой испускается лазерный пучок. Отражающий модуль может, например, принимать форму набора перемещаемых зеркал, обеспечивающих положение лазерного пучка на выходе проекционной головки, по необходимости. Отражающий модуль, таким образом, позволяет перемещать точку падения лазерного пучка в по меньшей мере двух различных плоскостях. Другими словами, перемещение точки падения относительно металлической мембраны может быть выполнено в группе направлений, ограниченных способностями отражающего модуля.

Согласно одному признаку изобретения, средство, позволяющее перемещать точку падения, выполнено с возможностью наклонять проекционную головку на угол падения от 5° до 70° относительно нормали к металлической мембране. Другими словами, проецируемый лазерный пучок достигает поверхности, с которой должна быть удалена накипь, в соответствии с углом падения от 5° до 70°. Такой наклон полезен, когда металлическая мембрана, с которой должна быть удалена накипь, представляет собой, например, металлическую мембрану типа Mark резервуара для транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме.

Согласно одному признаку изобретения проекционная головка может быть выполнена с возможностью принимать по меньшей мере одно фиксированное положение наклона относительно нормали к металлической мембране. Проекционная головка может быть параметризована для того, чтобы позволять только определенное количество положений, которые отличаются в зависимости от угла наклона проекционной головки. Таким образом, эти положения остаются фиксированными, перемещение точки падения лазерного пучка полностью зависит от смещения опоры вдоль рельса. Другими словами, средство, позволяющее перемещать точку падения относительно металлической мембраны, отличную от смещения опоры вдоль рельса, активируется только когда проекционная головка проходит от одного фиксированного положения до другого, когда она выполнена с возможностью принимать по меньшей мере два фиксированных положения.

Согласно одному признаку изобретения, устройство для удаления накипи выполнено с возможностью удалять накипь с по меньшей мере одного наплавленного валика металлической мембраны. С наплавленного валика, образованного после сварочных работ металлической мембраны, должна быть удалена накипь. Сварочные работы могут, например, быть выполнены на соединении между двумя металлическими пластинами металлической мембраны для их закрепления. Такие сварочные работы приводят к появлению наплавленного валика, и, неизбежно, слою загрязнений и/или окисления, вызванному сварочным устройством. Такой слой загрязнений и/или окисления должен быть устранен до ввода резервуара в эксплуатацию. Прохождение устройства для удаления накипи, в частности лазерного пучка, по наплавленному валику, позволяет устранять слой загрязнений и/или окисления с наплавленного валика.

Согласно одному признаку изобретения, опора может поддерживать по меньшей мере одну сварочную головку. Таким образом, устройство для удаления накипи выполняет две операции одновременно, а именно, сварку металлической мембраны, затем удаление накипи с наплавленного валика, образованного сварочной головкой. Таким образом, две головки размещают одну за другой, причем проекционную головку размещают после сварочной головки относительно смещения опоры на рельсе.

Согласно одному признаку изобретения, средство, позволяющее перемещать точку падения, выполнено с возможностью отделять эту точку падения лазерного пучка от сварочной дуги, образованной сварочной головкой, на расстояние, большее или равное 80 мм. Поскольку сварочные работы выполняют при высокой температуре, наплавленный валик, вновь образованный после сварочных работ, имеет температуру в несколько сотен градусов. Чтобы избежать создания нового слоя оксидов во время удаления накипи, температура наплавленного валика должна быть ниже 150 °C, до того, как лазерный пучок проходит по нему. Для этого расстояние, равное по меньшей мере 80 мм, должно быть установлено между сварочной дугой сварочной головки и точкой падения лазерного пучка, чтобы наплавленный валик был достаточно холодным.

Согласно одному признаку изобретения, металлическая мембрана может содержать по меньшей мере один гофр, при этом средство, позволяющее перемещать точку падения, конфигурируют так, чтобы проекционная головка, проецирующая лазерный пучок, следовала за профилем гофра металлической мембраны. Наличие гофра на металлической мембране резервуара позволяет деформировать ее, когда сосуд, который ее поддерживает, перемещается. Когда металлическая мембрана содержит по меньшей мере гофр, а сварочная головка образует наплавленный валик, охватывающий форму гофра, операция удаления накипи оказывается более сложной, чем при удалении накипи с плоского участка металлической мембраны. Средство, позволяющее перемещение, уменьшает эту трудность поворотом или поступательным перемещением проекционной головки, чтобы последняя, в частности, конец, из которого испускается лазерный пучок, следовала за формой гофра и эффективно удаляла накипь с гофра металлической мембраны. Поворот может, например, быть выполнен посредством поворотного вала, размещенного между проекционной головкой и опорой, и двигателя, встроенного в проекционную головку или в опору. Такая организация дает возможность поддерживать угол падения лазерного пучка на мембране, даже когда присутствуют гофры.

Согласно одному признаку изобретения, устройство для удаления накипи может содержать по меньшей мере две проекционные головки, проецирующие лазерный пучок на одну и ту же опору. В этом варианте выполнения устройство для удаления накипи содержит группу проекционных головок. Каждая из проекционных головок проецирует свой собственный лазерный пучок и может поворачиваться благодаря средству, позволяющему перемещать, которое является специфичным для нее.

Согласно одному признаку изобретения, первая проекционная головка ориентирована под углом от 5° до 70°, измеренным в направлении против часовой стрелки, а вторая проекционная головка ориентирована под углом от 5° до 70°, измеренным в направлении по часовой стрелке. Другими словами, проекционные головки ориентированы так, что, когда металлическая мембрана плоская, каждая из проекционных головок проецирует свой лазерный пучок, образующий только одну точку падения, контактирующую с металлической мембраной. Когда лазерные пучки из проекционных головок охватывают гофр металлической мембраны, каждая из проекционных головок проецирует свой лазерный пучок на участок гофра относительно положения каждой из указанных проекционных головок. Такое расположение проекционных головок позволяет избегать чрезмерно экстремальных перемещений в пределах устройства для удаления накипи. Кроме того, можно ограничивать потребление энергии устройства для удаления накипи остановкой проецирования лазерного пучка из первой проекционной головки или из второй проекционной головки, когда одна из них находится на участке гофра, с которого была удалена накипь другой проекционной головкой.

Согласно одному признаку изобретения, средство, которое вызывает перемещение точки падения лазерного пучка относительно металлической мембраны, может содержать по меньшей мере одно отражающее устройство, на котором лазерный пучок из проекционной головки отражается в направлении металлической мембраны. В этом варианте выполнения проекционная головка зафиксирована и проецирует лазерный пучок без возможности его поворота. Это отражающее устройство, размещенное на траектории лазерного пучка, которое отклоняет лазерный пучок прямым отражением, и возвращает его к металлической мембране. Поворот отражающего устройства может, например, быть выполнено посредством двигателя и поворотного вала.

Согласно одному признаку изобретения, опора может принимать форму платформы, нависающей над металлической мембраной. В этом варианте выполнения платформа служит в качестве опоры и может, например, содержать две стойки, продолжающиеся по обе стороны от зоны металлической мембраны, с которой должна быть удалена накипь. Таким образом, проекционная головка нависает над указанной зоной металлической мембраны с платформы, как описано ниже.

Согласно одному признаку изобретения, металлическая мембрана может содержать по меньшей мере две металлические полоски, соединенные друг с другом по меньшей мере одним поднятым краем, причем рельс образован по меньшей мере одним из поднятых краев, а предпочтительно обоими поднятыми краями, причем проекционная головка выполнена с возможностью удалять накипь с по меньшей мере одного из поднятых краев. В отличие от предыдущих вариантов выполнения, в которых рельс отделен от мембраны и закреплен к резервуару крепежным средством, здесь есть поднятый край металлической мембраны, который служит в качестве рельса. Таким образом, этот вариант выполнения избегает добавление рельса и его установку и демонтаж после завершения удаления накипи. Этот вариант выполнения в большей степени применим, например, для резервуара с металлическими мембранами типа NO96.

Согласно одному признаку изобретения, опора может быть приведена в действие вдоль рельса приводным элементом, содержащим по меньшей мере одно колесо, опирающееся на рельс, и по меньшей мере один ролик, опирающийся на плоский участок металлической мембраны. Другими словами, приводной элемент, когда последний находится в рабочем состоянии, позволяет смещать платформу вдоль поднятого края или, в более общем случае, смещать опору вдоль рельса. Колесо опирается на поднятый край для того, чтобы следовать за траекторией поднятого края. Колесо может быть повернуто электродвигателем, таким образом приводя в действие поворот колеса. Ролик опирается на плоский участок металлической мембраны, а тот факт, что он поворачивается колесом, обеспечивает смещение платформы на металлической мембране вдоль ее поднятого края.

Согласно одному признаку изобретения, средство, позволяющее перемещать точку падения, содержит устройство для поступательного перемещения проекционной головки на бегунке, расположенном между двумя стойками платформы. Бегунок служит для механической поддержки и скольжения проекционной головки по металлической мембране. Бегунок может, например, быть расположен между двумя стойками опоры, таким образом образуя платформу.

Согласно еще одному признаку, средство содержит зубчатое колесо, закрепленное к проекционной головке, и червячный винт. Последний может продолжаться от одной стойки опоры до другой. Проекционная головка содержит зубчатое колесо, например гайку, которое может быть зафиксировано относительно проекционной головки. Альтернативно, червячный винт может быть зафиксирован, и именно зубчатое колесо, которое поворачивается, таким образом приводит в действие поступательное перемещение проекционной головки.

Таким образом, зубчатое колесо может поступательно перемещаться вдоль червячного винта, приводя в действие проекционную головку при ее движении. Связь между червячным винтом и зубчатым колесом образует составляющий подузел средства, позволяющего перемещать проекционную головку лазерного пучка. Таким образом, проекционная головка способна выполнять колебательное перемещение в направлении, отличном от направления смещения платформы, в частности, под прямыми углами к этому направлению смещения. Совокупность смещения платформы и поступательного перемещения проекционной головки позволяет завершать удаление накипи с участка металлической мембраны, ограниченного платформой. Альтернативно, зубчатое колесо может также быть размещено в металлическом рычаге, который скользит на бегунке и поддерживает проекционную головку, создавая удаление накипи между последней и платформой. Эта альтернатива позволяет проекционной головке удалять накипь с определенных зон металлической мембраны без платформы, препятствующей операции удаления накипи образованием препятствия между лазерным пучком и металлической мембраной.

Благодаря отражающему модулю, описанному ранее, проекционная головка, когда последняя находится на одном из концов червячного винта, может проецировать лазерный пучок, траектория которого изменяется отражающим модулем для удаления накипи с поднятого края, служащего рельсом для платформы, несмотря на то, что проекционная головка не отцентрирована вертикально на поднятом крае. Это является предпочтительной функцией отражающего модуля, поскольку поднятый край представляет собой элемент металлической мембраны, который является особенно трудоемким для удаления накипи. В более общем случае и как было описано ранее, отражающий модуль позволяет точке падения лазерного пучка перемещаться в по меньшей мере двух различных плоскостях, например, под прямыми углами друг к другу. Таким образом, точка падения лазерного пучка может охватывать зону металлической мембраны, продолжающуюся в двух различных плоскостях, и делать это без необходимости перемещения проекционной головки вдоль червячного винта.

Согласно одному признаку изобретения, проекционная головка находится на постоянном расстоянии от металлической мембраны. В этом варианте выполнения функция устройства для удаления накипи заключается в том, чтобы удалять накипь с плоского участка металлической мембраны.

Изобретение также охватывает способ удаления накипи с металлической мембраны резервуара для транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме, осуществляющий устройство для удаления накипи, как представлено ранее, и содержащий этапы, на которых:

- размещают опору на рельсе в зоне металлической мембраны, с которой должна быть удалена накипь,

- активируют проекционную головку лазерного пучка,

- перемещают точку падения лазерного пучка относительно металлической мембраны,

- смещают опору на рельсе.

Последние три этапа, изложенные выше, могут быть выполнены последовательно и в любом порядке. Альтернативно, эти последние три этапа могут быть выполнены одновременно.

Согласно признаку изобретения, способ удаления накипи может содержать этап, на котором прерывают лазерный пучок, когда проекционная головка расположена под углом 0° +/- 1° относительно нормали к металлической мембране. Как указано ранее, средство, позволяющее перемещать точку падения, выполнено с возможностью наклонять проекционную головку в соответствии с углом падения от 5° до 70°. Этот угол наклона, помимо облегчения удаления накипи с гофра металлической мембраны, дает возможность избегать прямых отражений на проекционной головке, и вызывать ее повреждение. Однако, поскольку средство, позволяющее перемещать точку падения, может в некоторых случаях приводить в действие поворот проекционной головки, последняя, при своей работе, будет по меньшей мере иногда располагаться под углом 0° +/- 1° относительно нормали. Это событие может происходить, когда устройство для удаления накипи удаляет накипь с верхней части гофра или проекционная головка поворачивается, чтобы быть повторно отрегулированной после удаления накипи с гофра. Таким образом, проекционная головка может, например, содержать датчик, способный прерывать лазерный пучок каждый раз, когда проекционная головка располагается под углом 0° +/- 1° относительно нормали к металлической мембране. Этот дополнительный этап в способе удаления накипи позволяет избегать повреждения проекционной головки. Понятно, что этот угол измеряют между направлением лазерного пучка и нормалью к металлической мембране, взятой в точке падения.

Другие признаки и преимущества изобретения станут более очевидными из следующего описания, с одной стороны, и из нескольких примерных вариантов выполнения, приведенных показательным и неограничивающим образом со ссылкой на приложенные схематичные чертежи, с другой стороны, на которых:

[Фиг. 1] представляет собой схематичное представление первого варианта выполнения устройства для удаления накипи согласно изобретению,

[Фиг. 2] представляет собой представление проекционной головки, содержащей отражающий модуль,

[Фиг. 3] иллюстрирует устройство для удаления накипи согласно первому варианту выполнения в двух различных положениях,

[Фиг. 4] представляет собой схематичное представление второго варианта выполнения устройства для удаления накипи согласно изобретению,

[Фиг. 5] представляет собой схематичное представление третьего варианта выполнения устройства для удаления накипи согласно изобретению,

[Фиг. 6] представляет собой схематичное представление четвертого варианта выполнения устройства для удаления накипи согласно изобретению,

[Фиг. 7] представляет собой схематичное представление четвертого варианта выполнения устройства для удаления накипи, когда последнее удаляет накипь с гофра металлической мембраны,

[Фиг. 8] представляет собой схематичное представление пятого варианта выполнения устройства для удаления накипи согласно изобретению,

[Фиг. 9] представляет собой схематичное представление шестого варианта выполнения устройства для удаления накипи согласно изобретению,

[Фиг. 10] представляет собой вид сверху шестого варианта выполнения.

В нижеприведенном описании устройства удаления накипи, и элементов, из которых оно состоит, ссылки LV, VT и LT представляют положение различных элементов подробного описания. Продольное направление L соответствует оси, параллельной наплавленному валику, образованному на металлической мембране, или поднятому краю металлической мембраны, вертикальное направление V соответствует вертикальной оси, поперечное направление T соответствует оси, расположенной под прямыми углами к продольной оси L и к вертикальной оси V.

Фигура 1 представляет устройство 1 для удаления накипи, размещенное на металлической мембране 5 резервуара для береговой или плавучей конструкции. Металлическая мембрана 5 образует уплотняющий барьер для газа в жидком состоянии, который содержится в резервуаре.

Металлическая мембрана 5 содержит по меньшей мере один плоский участок 55, продолжающийся на продольной оси L, и по меньшей мере один гофр 52, который, в качестве указателя, позволяет допускать деформации резервуара. Очевидно, металлическая мембрана 5 содержит несколько рядов гофров, которые пересекаются под прямыми углами.

Устройство 1 для удаления накипи содержит рельс 4, проекционную головку 3 и опору 2, расположенную между проекционной головкой 3 и рельсом 4. Рельс 4 закреплен к металлической мембране 5 посредством соединительных ножек 16, зафиксированных, например, к узлам, которые образованы на пересечении гофров.

На фигуре 1 устройство 1 для удаления накипи предназначено для удаления накипи со слоя загрязнений или окисления 54, образованного на наплавленном валике 51 металлической мембраны 5. Наплавленный валик 51 может, например, быть образован сварочным роботом, независимым от устройства 1 для удаления накипи, и не представленным на фигуре 1. Таким образом, рельс 4 закрепляют к металлической мембране 5 так, чтобы он смещался параллельно наплавленному валику 51, для того, чтобы устройство 1 для удаления накипи было способно удалять накипь со слоя загрязнений или окисления 54, образованного на наплавленном валике 51.

Опору 2 закрепляют к рельсу 4, например, установкой форм, дополняющих форму рельса 4. Опора 2 имеет электропривод и содержит устройство смещения для смещения на рельсе 4 в направлении, параллельном продольной оси L, и проиллюстрированном стрелкой 22. Для упрощения подробного описания и для всех фигур, смещение опоры проиллюстрировано в единственном направлении, но ясно, что опора может быть смещена в первом направлении, проиллюстрированном стрелкой 22, или в направлении, противоположном направлению, проиллюстрированному стрелкой 22.

Смещение опоры 2 устанавливают со скоростью, которая меняется по необходимости, причем скорость, тем не менее, составляет от 25 до 72 см/мин для всех вариантов выполнения согласно изобретению.

Опора 2 содержит поворотный вал 21, продолжающийся до проекционной головки 3. Поворотный вал 21 имеет основной размер расширения, такой что проекционная головка 3 нависает над наплавленным валиком 51. На фигуре 1 проекционная головка 3 имеет форму усеченной пирамиды. Однако очевидно, что пока проекционная головка 3 обеспечивает свои функции, она может иметь другую форму.

Посредством своих признаков проекционная головка 3 выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок 6, способный удалять накипь с наплавленного валика 51. Таким образом, проекционная головка 3 содержит генератор пучка, не представленный на фигуре 1, способный излучать лазерный пучок 6. Для решения функции удаления накипи и для всех фигур, проекционная головка 3 выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок 6 с мощностью лазерного пучка от 20 Вт до 200 Вт, с частотой пульсации от 100 кГц до 250 кГц и имеющий длину волны 1064 нм +/-5%.

В качестве примера, для стали типа 304L в форме мембраны с толщиной от 1 до 1,5 мм, лазерный пучок 6 с мощностью 100 Вт+/-20%, с частотой пульсации 200 кГц +/-5% и имеющий длину волны 1064 нм +/-5%, продемонстрировал свою эффективность для удаления накипи.

Согласно еще одному примеру, для сплава железа с 36% никеля, используемого в форме мембраны с толщиной от 1 до 1,5 мм, лазерный пучок 6 с мощностью 100 Вт+/-20%, с частотой пульсации 150 кГц +/-5% и имеющий длину волны 1064 нм +/-5%, продемонстрировал свою эффективность для удаления накипи с поверхности с общей коррозией.

Проекционная головка 3 может содержать одну или несколько фокусирующих линз 34 для фокусировки лазерного пучка 6 с фокусным расстоянием от 80 мм до 360 мм. Лазерный пучок 6 продолжается от проекционной головки 3, чтобы достигать наплавленного валика 51 в точке падения 61. Именно в этой точке падения 61 слой загрязнений или окисления 54 устраняют с наплавленного валика 51, с которого таким образом удаляется накипь. Таким образом, при смещении опоры 2 на рельсе 4 в соответствии со смещением 22, проекционная головка 3 приводится в действие опорой 2 движением по траектории наплавленного валика 51. Таким образом, лазерный пучок 6 проецируют в точку падения 61, которая, посредством смещения опоры, движется вдоль наплавленного валика 51, постепенно устраняя слой загрязнений или окисления 54.

В качестве примера для стали типа 304L в форме мембраны с толщиной от 1 до 1,5 мм, фокусное расстояние составляет 330 мм+/-10 мм.

Согласно еще одному примеру для сплава железа с 36% никеля, используемого в форме мембраны с толщиной от 1 до 1,5 мм, фокусное расстояние составляет 330 мм+/-10 мм.

Проекционная головка 3 содержит электродвигатель 23, соединенный с поворотным валом 21. Электродвигатель 23 выполнен с возможностью поворачивать поворотный вал 21, таким образом приводя в действие поворот проекционной головки 3 перемещением 31 по часовой стрелке или перемещением 32 против часовой стрелки. Таким образом, связь между электродвигателем 23 и поворотным валом 21 образует средство 11, позволяющее перемещать, относительно металлической мембраны 5, точку падения 61 лазерного пучка 6 на эту металлическую мембрану 5. Это перемещение отличается от смещения опоры 2 на рельсе 4, как проиллюстрировано стрелкой 22. Другими словами, перемещение относительно металлической мембраны 5 позволяет менять положение точки падения 61 лазерного пучка 6 на металлической мембране 5 независимо от смещения 22 опоры 2. Поэтому возможно, согласно изобретению, чтобы точка падения 61 лазерного пучка 6 не перемещалась вдоль наплавленного валика 51 с такой же скоростью смещения 22 опоры 2.

Средство 11, позволяющее перемещать проекционную головку 3, полезно в нескольких особых случаях. Это, в частности, позволяет осуществлять наклон проекционной головки 3, а, следовательно, лазерного пучка 6, относительно нормали 14 к металлической мембране 5. Нормаль 14 к металлической мембране 5 представляет собой виртуальную прямую линию под прямыми углами к общей плоскости расширения металлической мембраны 5.

Во время работы устройства 1 для удаления накипи, проекционная головка 3 наклоняется в соответствии с углом падения 15 от 5° до 70°, относительно нормали 14 к металлической мембране 5. Значения этих углов обеспечивают эффективность абразивного эффекта, созданного лазерным пучком.

Таким образом, лазерный пучок 6, входит в контакт с металлической мембраной 5 в соответствии с углом падения 15, равным наклону проекционной головки 3. Угол падения 15 позволяет избежать прямого отражения лазерного пучка 6 на наплавленном валике 51 в направлении к проекционной головке 3, таким образом, создавая риск повреждения проекционной головки 3 с учетом мощности лазерного пучка 6.

Средство 11, которое осуществляет перемещение проекционной головки 3 относительно опоры 2, также полезно, когда устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с гофра 52 металлической мембраны 5, как это описано ниже.

Фигура 2 более подробно представляет проекционную головку 3, в частности, ее конструкцию. Трехгранник LVT представляет положение составляющих элементов фигуры 2.

Проекционная головка 3 содержит генератор 36 пучка, который генерирует лазерный пучок 6, и работа которого известна. Таким образом, лазерный пучок 6 проецируют в направлении к отражающему модулю 37. На фигуре 2 отражающий модуль 37 представлен схематично, но может, например, соответствовать набору зеркал. Отражающий модуль 37 размещен на конце проекционной головки 3, из которой испускается лазерный пучок 6. Другими словами, лазерный пучок 6 отражается или не отражается отражающим модулем 37 до испускания из проекционной головки 3. Отражающий модуль 37 позволяет отклонять траекторию лазерного пучка 6 на выходе проекционной головки 3, таким образом создавая лазерный пучок 6, который отклоняется относительно траектории, которую он бы имел на выходе генератора пучка 36. Таким образом, отражающий модуль 37 способен изменять перемещение точки падения лазерного пучка 6, таким образом образуя элемент средства 11, позволяющего перемещать точку падения лазерного пучка 6 относительно металлической мембраны.

В этом примере перемещение точки падения может быть обеспечено в двух различных плоскостях. Точка падения может фактически перемещаться в плоскости LV, образованной продольной осью L и вертикальной осью V, соответствующей направлению D1, или в плоскости TV, образованной поперечной осью T и вертикальной осью V, соответствующей направлению D2. Направления D1 и D2 могут продолжаться настолько, на сколько позволяет отклонение лазерного пучка 6 отражающим модулем 37. Точка падения лазерного пучка 6 может, таким образом, охватывать зону металлической мембраны без необходимости перемещения проекционной головки 3.

Отражающий модуль 37 может присутствовать в проекционной головке 3 каждого из вариантов выполнения, представленных согласно изобретению, за исключением одного из них, как указано ниже.

Фигура 3 представляет собой представление устройства 1 для удаления накипи согласно первому варианту выполнения, когда последний удаляет накипь с гофра 52 металлической мембраны 5. Гофр 52 разделен на два участка: восходящий участок 521 и нисходящий участок 522, видимых в соответствии с направлением смещения 22.

Как и плоский участок 55, гофр 52 содержит наплавленный валик 51. Таким образом, устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с гофра 52, а точка падения 61 лазерного пучка 6 охватывает гофр 52, проходящий вдоль восходящего участка 521 и нисходящего участка 522. Профиль гофра изменяет положение нормали 14 к металлической мембране 5, которая остается под прямыми углами к металлической мембране 5 на гофре 52. Изменение положения нормали 14 к металлической мембране 5 на гофре 52 также изменяет значение угла падения 15. Для того чтобы проекционная головка 3 поддерживалась под углом падения от 5° до 70°, когда точка падения 61 лазерного пучка 6 охватывает гофр 52, средство 11, позволяющее перемещать, здесь – электродвигатель 23, связанный с поворотным валом 21, обеспечивает поворот проекционной головки 3 в направлении 31 по часовой стрелке или в направлении 32 против часовой стрелки, по необходимости.

Фигура 3 показывает устройство 1 для удаления накипи сплошными линиями, и то же самое устройство 1 для удаления накипи пунктирными линиями, символизирующими положение устройства 1 для удаления накипи во время его смещения по металлической мембране 5. На фигуре 3 устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с доли наплавленного валика 51, находящейся на восходящем участке 521 гофра 52, затем удаляет накипь с доли наплавленного валика 51 нисходящего участка 522 гофра 52. Во время движения точки падения 61 лазерного пучка 6 по доле наплавленного валика 51, расположенной на гофре 52, средство 11 поворачивает проекционную головку 3 для того, чтобы последняя следовала за профилем гофра 52. Долю наплавленного валика 51, находящаяся на гофре 52 затем полностью охватывают точкой падения 61 лазерного пучка 6, причем последний ориентируют постоянно в соответствии с подходящим углом падения 15. С учетом того, что проекционная головка 3 следует за формой гофра 52, проекционную головку 3, в частности, конец, из которого испускается лазерный пучок 6, постоянно ориентируют в направлении к гофру 52, как иллюстрирует фигура 3.

Во время удаления накипи с гофра 52, проекционная головка 3 обязательно поворачивается, чтобы быть расположенной, как требуется, под углом 0° +/- 1° относительно нормали 14 к металлической мембране 5. В этом расположении существует риск отражения лазерного пучка 6 от наплавленного валика 51, возвращения лазерного пучка 6 к проекционной головке 3 и риск ее повреждения. Такое расположение может, например, происходить в момент, когда устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с верхней части 523 гофра 52. В этой ситуации устройство 1 для удаления накипи может, например, содержать датчик, не представленный на фигуре 3, выполненный с возможностью обнаруживать расположение под углом наклона 0° +/- 1° проекционной головки 3, и прерывать проецирование лазерного пучка 6 для того, чтобы избежать повреждения проекционной головки 3.

Фигура 4 представляет второй вариант выполнения устройства 1 для удаления накипи. В этом варианте выполнения устройство 1 для удаления накипи параметризовано так, что проекционная головка 3 принимает группу фиксированных положений. Таким образом, путем примера, проекционная головка 3 согласно фигуре 4 имеет три фиксированных положения:

- первое положение 301, ориентированное в соответствии с первым углом падения 151 относительно нормали 14 к металлической мембране 5. Первый угол падения 151 имеет значение от 5° до 15° в направлении 32 против часовой стрелки. Первое положение 301 используют, когда устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с плоского участка 55 металлической мембраны 5,

- второе положение 302, ориентированное в соответствии со вторым углом падения 152 относительно нормали 14 к металлической мембране 5. Второй угол падения 152 имеет значение от 45° до 70° в направлении 32 против часовой стрелки. Второе положение 302 используют, когда устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с восходящего участка 521 гофра 52 металлической мембраны 5,

- третье положение 303, ориентированное в соответствии с третьим углом падения относительно нормали 14 к металлической мембране 5. Этот третий угол падения не представлен на фигуре 4, но его значение идентично значению второго угла падения 152, то есть значению от 45° до 70°. С другой стороны, в отличие от второго угла падения 152, третий угол падения ориентируют в направлении 31 по часовой стрелке. Третье положение 303 используют, когда устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с нисходящего участка 522 гофра 52 металлической мембраны 5,

Таким образом, проекционная головка 3 выполнена с возможностью принимать одно из трех положений, представленных выше, по потребности. Средство 11 затем активируют только когда проекционная головка 3 проходит от одного из фиксированных положений до другого. Как и для предыдущего варианта выполнения, лазерный пучок 6 может быть прерван, когда проекционная головка 3 расположена под углом 0° +/- 1° относительно нормали 14 к металлической мембране 5. Очевидно, что этот особый случай происходит только в случае перехода из одного из фиксированных положений в другое.

Фигура 5 представляет третий вариант выполнения устройства 1 для удаления накипи. В этом варианте выполнения устройство 1 для удаления накипи имеет все те же элементы, что и в первом варианте выполнения. Устройство 1 для удаления накипи также содержит сварочную головку 7, соединенную с опорой 2 рычагом 71. Рычаг 71 имеет основной размер такой, что сварочная головка 7 нависает над соединением двух металлический листов металлической мембраны 5, когда должно быть произведено сварное соединение.

Сварочную головку 7 направляют опорой 2, применяющей смещение 22, при этом сварочная головка выполнена с возможностью производить сварочную дугу 72, причем последнюю создают на соединении между двумя металлическими листами металлической мембраны 5. Таким образом, функция сварочной головки 7 заключается в сварке этих двух металлических листов, таким образом образуя наплавленный валик 51 и сопровождающий слой загрязнений или окисления 54. Сварочную головку 7 размещают перед проекционной головкой 3 относительно смещения 22 опоры 2, для того, чтобы проекционная головка 3 была способна проецировать лазерный пучок 6 на наплавленный валик 51, образованный сварочной головкой 7, и, таким образом, приступать к удалению накипи с наплавленного валика 51 устранением с него слоя загрязнений или окисления 54.

Подобно проекционной головке 3, сварочная головка 7 способна поворачиваться в направлении 31 по часовой стрелке или в направлении 32 против часовой стрелки, когда соединение между двумя металлическими листами металлической мембраны 5 находится на гофре 52 металлической мембраны 5. Этот поворот возможен благодаря рычагу 71, соединяющему сварочную головку 7 с опорой 2. Сварочная головка 7 также способна выполнять поступательное перемещение 73 для того, чтобы быть способной следовать за контуром гофра 52 металлической мембраны 5 во время выполнения сварочных работ.

Во время сварочных работ образованный наплавленный валик 51 находится при высокой температуре. Необходимо подождать, пока температура наплавленного валика 51 не упадет ниже 150°C перед выполнением на нем удаления накипи, для того, чтобы избежать создания нового оксида при удалении накипи. Вот почему сварочную дугу 72 от сварочной головки 7 и падение 61 лазерного пучка 6 отделяют расстоянием 13 относительно друг друга. Это расстояние 13 основано на скорости смещения 22 опоры 2, для того, чтобы обеспечивать достаточную задержку для прохождения наплавленного валика при температуре ниже 150°C между моментом, когда его создают сварочной головкой 7, и моментом, когда удаляют накипь падением 61 лазерного пучка 6. Было установлено, что для того, чтобы избежать создания оксидов при удалении накипи, расстояние 13 должно быть больше или равно 80 мм.

Фигура 6 и фигура 7 представляют четвертый вариант выполнения устройства 1 для удаления накипи. В этом варианте выполнения устройство 1 для удаления накипи содержит две проекционные головки 3, каждая из которых содержит свое собственное средство 11, позволяющее перемещать проекционную головку 3 относительно опоры 2. Таким образом, устройство 1 проецирования содержит первую проекционную головку 3a и вторую проекционную головку 3b. Первая проекционная головка 3a выполнена с возможностью проецировать первый лазерный пучок 6a. Подобно предыдущим вариантам выполнения, первая проекционная головка 3a может выполнять поворотное перемещение посредством первого электродвигателя 23a и первого поворотного вала 21a. Вторая проекционная головка 3b выполнена с возможностью проецировать второй лазерный пучок 6b, который может выполнять поворотное перемещение посредством второго электродвигателя 23b и второго поворотного вала 21b. Таким образом, первая проекционная головка 3a и вторая проекционная головка 3b идентичны или аналогичны по конструкции и функции.

Когда устройство 1 для удаления накипи работает на плоском участке 55 металлической мембраны 5, как представлено на фигуре 6, первую проекционную головку 3a и вторую проекционную головку 3b ориентируют так, что их соответствующие лазерные пучки 6a и 6b продолжаются для образования одной точки падения 61, общей для двух лазерных пучков 6a и 6b. Другими словами, средства 11, позволяющее перемещать две проекционные головки 3a, 3b, помещают последнюю таким образом, чтобы их лазерный пучок 6a, 6b сходился в точке падения 61.

Две проекционные головки ориентируют в соответствии с углом падения, который идентичен, за исключением направления положения указанного угла падения. Другими словами, первую проекционную головку 3a наклоняют в соответствии с углом падения, ориентированным в направлении 32 против часовой стрелки, тогда как вторую проекционную головку 3b наклоняют в соответствии с углом падения с угловым значением, идентичным углу падения первой проекционной головки 3a, но повернутым в направлении 31 по часовой стрелке.

Когда устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с гофра 52 металлической мембраны, как представлено на фигуре 7, каждый из лазерных пучков 6a и 6b образует отдельную точку падения, соответственно, первую точку падения 61а и вторую точку падения 61b. Учитывая положение проекционных головок 3a и 3b, первая точка падения 61a охватывает восходящий участок 521 гофра 52, а вторая точка падения 61b охватывает нисходящий участок 522 гофра 52.

Первая проекционная головка 3a следует за профилем восходящего участка 521, а проекционная головка 3b следует за профилем нисходящего участка 522, каждый из которых имеет угол наклона, соответствующий углу падения от 5° до 70°. Вполне возможно предусмотреть, например, посредством датчика, не представленного на фигуре 7, временную остановку эмиссии первого лазерного пучка 6a во время прохождения нисходящего участка 522 гофра 52, и/или эмиссию второго лазерного пучка 6b при прохождении восходящего участка 521 гофра 52, и делать это для того, чтобы ограничивать энергию потребления двух проекционных головок 3a и 3b.

Фигура 8 представляет пятый вариант выполнения устройства 1 удаления накипи. Это единственный вариант выполнения, в котором проекционная головка 3 не содержит отражающий модуль. В этом варианте выполнения, проекционная головка 3 соединена с опорой 2 фиксированным образом. На фигуре 8, проекционная головка 3 проецирует лазерный пучок 6, например, параллельно рельсу 4 или металлической мембране 5. Устройство 1 для удаления накипи содержит отражающее устройство 8, например, зеркало, размещенное на траектории лазерного пучка 6, и на котором последний отражается. Отражающее устройство 8 размещено так, чтобы проецировать лазерный пучок 6 по направлению к наплавленному валику 51, к точке падения 61 лазерного пучка 6 на металлическую мембрану 5.

В этом варианте выполнения, это отражающее устройство 8, которое соединено с поворотным валом 21, причем последний устанавливает механическое соединение между отражающим устройством 8 и опорой 2. Поворотный вал 21 может быть повернут электродвигателем 23 для поворота отражающего устройства 8 и, таким образом, изменять траекторию лазерного пучка 6 после отражения от отражающего устройства 8. Точка падения 61 может затем быть перемещена путем, отличным от смещения 22 опоры 2, и, в зависимости от поворота отражающего устройства 8, в направлении 31 по часовой стрелке или в направлении 32 против часовой стрелке. Таким образом, средство 11, позволяющее перемещать точку падения 61 лазерного пучка 6 на металлической мембране 5, образовано связью между поворотным валом 21 и электродвигателем 23, но указанное средство 11, позволяющее перемещать, приводит в действие поворот отражающего устройства 8, а не проекционную головку 3, как в случае вариантов выполнения, проиллюстрированных на фигурах 1 и 3-7.

Фигура 9 и фигура 10 представляют шестой вариант выполнения устройства 1 для удаления накипи, соответственно, видом спереди и видом сверху. Этот вариант выполнения подходит для металлической мембраны 5, содержащей по меньшей мере две металлические полоски, соединенные друг с другом по меньшей мере одним поднятым краем 53. В этом примере металлические полоски изготовлены из сплава железа с 36% никелем, материала, который особенно чувствителен к окислению.

В этом варианте выполнения это поднятый край 53, который действует в качестве рельса устройства 1 для удаления накипи. Поднятый край 53 образован полосой, согнутой под прямым углом, так чтобы опираться на полосу, непосредственно смежную с металлической полоской.

Опора 2 устройства 1 для удаления накипи принимает форму платформы 9, которая нависает над металлической мембраной 5. На фигуре 9 платформа 9 содержит две стойки 94, каждая из которых содержит основание 95, размещенное опираясь на металлическую мембрану 5. Каждая стойка 94 продолжается преимущественно на вертикальной оси V, а один из концов стойки 94 находится в прямом контакте с основанием 95. Основание 95 имеет желоб 96, выполненный с возможностью вмещать поднятый край 53.

Основание 95 также содержит приводной элемент 91 в своей конструкции. Приводной элемент 91 содержит по меньшей мере одно колесо 93 и один ролик 92, соответственно представленные пунктирной и сплошной линиями на фигуре 9. Колесо 93 имеет цилиндрическую форму с осью поворота, параллельной вертикальной оси V, например, в направлении под прямыми углами к основной плоскости металлической мембраны 5, и параллельно плоскости, содержащей поднятый край 53. Колесо 93 находится в прямом контакте с поднятым краем 53 и катится по нему. Таким образом, взаимодействие между колесом 93 и поднятым краем 53 обеспечивает функцию закрепления и/или направления между рельсом, здесь – поднятым краем 53, и опорой, здесь – платформой 9. Приводной элемент 91 содержит источник электропитания, не представленный на фигуре 9, сконфигурированный для приведения в действие поворота колеса 93 вокруг его оси поворота.

Ролик 92 также имеет цилиндрическую форму, ось поворота которой параллельна общей плоскости расширения металлической мембраны 5, и под прямыми углами к плоскости, содержащей поднятый край 53. Ролик 92 находится в прямом контакте с металлической мембраной 5 и поддерживает устройство 1 для удаления накипи, когда последнее размещено на горизонтальной плоскости. Когда приводной элемент 91 активируют, колесо 93 начинает поворачиваться и приводить в действие поворот ролика 92. Поскольку ролик 92 представляет собой единственный прямой контакт между платформой 9 и плоским участком 55 металлической мембраны 5, именно этот ролик 92, который поворотом относительно плоского участка 55 металлической мембраны 5, обеспечивает смещение 22, видимое на фигуре 10, платформы 9 вдоль металлической мембраны 5.

Благодаря контакту колеса 93 с поднятым краем 53, платформа 9 смещается параллельно поднятому краю 53. Кроме того, поскольку платформа 9 здесь содержит приводной элемент 91 для каждого основания 95, каждый из приводных элементов 91 параметризуют для приведения в действие идентичного поворота колес 93 для того, чтобы скорость платформы 9 была одинаковой для каждого из оснований 95. Платформа 9 может подавать смещение 22 с постоянной скоростью или шаг за шагом.

Каждый из концов стойки 94, противоположной основанию 95, соединен вместе бегунком 10, продолжающимся преимущественно на поперечной оси T. Бегунок 10 служит в качестве механической направляющей для механического рычага 18, соединенного с проекционной головкой 3, как видно на фигуре 10, для того, чтобы создавать продольный сдвиг проекционной головки 3 на продольной оси L. Таким образом, проекционную головку 3 поддерживают над металлической мембраной 5 и могут проецировать лазерный пучок 6 на последнюю.

Как видно на фигуре 10, устройство 1 для удаления накипи содержит поступательное перемещение устройства 101 для поступательного перемещения проекционной головки 3, производящее соединение между двумя стойками 94. Это устройство 101 поступательного перемещения продолжается на уровне бегунка 10, параллельно ему. Устройство 101 поступательного перемещения проходит прямо через механический рычаг 18, причем последний поддерживает проекционную головку 3. Таким образом, через механический рычаг 18, устройство 101 поступательного перемещения обеспечивает смещение проекционной головки 3. Устройство 101 поступательного перемещения может, например, быть червячным винтом 35, способным взаимодействовать с зубчатым колесом 33, закрепленным к механическому рычагу 18. Зубчатое колесо 33 может, например, быть гайкой, и может быть повернуто любым подходящим устройством. Альтернативно, червячный винт 35 может быть повернут и, таким образом, вызывать поступательное перемещение механического рычага 18, а, следовательно, проекционной головки 3, между двумя стойками 94. Механический рычаг 18 и проекционная головка 3, таким образом, способны перемещаться вдоль устройства 101 поступательного перемещения поперечным перемещением 12. Поперечное перемещение 12 проекционной головки 3 вдоль бегунка 10 позволяет точке падения 61 лазерного пучка 6 охватывать металлическую мембрану 5 выполнением поперечных колебательных перемещений, причем эти колебательные перемещения выполняют в соответствии с поперечным перемещением 12. Таким образом, точка падения 61 лазерного пучка 6 удаляет накипь с металлической мембраны 5 в соответствии с перемещением, отличным от смещения 22 платформы 9, служащей в качестве опоры в этом варианте выполнения. Такое перемещение допускают средством 11, образованным связью между устройством 101 поступательного перемещения и зубчатым колесом 33. Кроме того, проекционная головка 3 также содержит отражающий модуль, не видимый на фигурах 9 и 10, в этом варианте выполнения. Отражающий модуль, благодаря отклонению траектории лазерного пучка 6, позволяет удалять накипь с поднятого края 53 металлической мембраны 5. Такое удаление накипи возможно, когда проекционная головка 3 находится на одном из концов устройства 101 поступательного перемещения, как это представлено пунктирными линиями слева на фигуре 9 и слева на фигуре 10. Таким образом, отражающий модуль позволяет устройству 1 для удаления накипи удалять накипь с поднятого края 53 металлической мембраны 5, несмотря на то, что проекционная головка 3 вертикально не отцентрирована на поднятом крае 53 на вертикальной оси V. Кроме того, механический рычаг 18 обеспечивает продольный сдвиг проекционной головки 3 для того, чтобы платформа 9 не образовывала препятствие лазерному пучку 6 для удаления накипи с поднятого края 53.

Еще одно представление пунктирными линиями проекционной головки 3 и механического рычага 18 видно справа на фигуре 10. На ней видно, что отражающий модуль позволяет точке падения лазерного пучка 6 быть установленной в движении по всей поверхности 19 падения металлической мембраны 5. Поверхность 19 падения представлена пунктирными линиями и также содержит поднятый край 53 металлической мембраны 5. Поверхность 19 падения ограничивает зону перемещения точки падения 61 лазерного пучка 6, когда проекционная головка 3 находится в положении представления пунктирными линиями справа на фигуре 10. Точка падения 61 лазерного пучка 6 может таким образом, благодаря отражающему модулю, перемещаться продольным перемещением L1 и/или поперечным перемещением T1 в пределах поверхности 19 падения.

Поперечное перемещение 12 проекционной головки 3, связанное со смещением 22 платформы 9, позволяет удалять накипь с металлической мембраны 5. Можно представить удаление накипи с металлической мембраны 5 в несколько этапов. Прежде всего, проекционная головка 3 выполняет по меньшей мере одно поперечное перемещение 12 вдоль всего устройства 101 поступательного перемещения для того, чтобы точка падения 61 лазерного пучка 6 охватывала поперечный участок металлической мембраны 5. Затем платформа 9 выполняет смещение 22 для сдвига проекционной головки 3 продольно. Этап поперечного перемещения 12 проекционной головки 3 затем повторяют для точки падения 61 лазерного пучка 6, чтобы охватывать еще один поперечный участок металлической мембраны, смежный участку, на котором ранее была удалена накипь. Платформа 9 снова выполняет смещение 22, и так далее, пока на металлической мембране 5 не будет полностью удалена накипь. Удаление накипи может быть выполнено вдоль продольного расстояния до тех пор, пока платформа 9 будет закреплена к поднятому краю или краям 53. Этапы могут быть повторены один за другим, что приводит к поперечному колебательному перемещению проекционной головки 12, во время того, как последняя продвигается вдоль металлической полоски. Также возможно, после параметризации скорости смещения устройства 1 для удаления накипи, обеспечивать, чтобы скорость поперечного перемещения 12 была выше скорости смещения 22 опоры относительно мембраны 5. Таким образом, проекционная головка 3 может быть смещена со скоростью, которая фактически достаточна для удаления накипи со всей металлической мембраны 5, во время того, как платформа 9 смещается непрерывно. Во время операции удаления накипи, проекционную головку 3 поддерживают с постоянным отделением 17 от металлической мембраны 5, причем перемещение проекционной головки 3 является поперечным, а устройство 1 для удаления накипи удаляет накипь с плоского участка 55 металлической мембраны 5.

Очевидно, что изобретение не ограничено примерами, которые только что были описаны, и многие положения могут быть добавлены к этим примерам без отклонения от объема изобретения.

Изобретение, которое только что было описано, четко достигает цели, которая была поставлена для него, и позволяет предложить устройство для удаления накипи для резервуара для транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме, содержащее рельс, опору и проекционную головку, проецирующую лазерный пучок, а также сродство, позволяющее перемещение точки падения лазерного пучка относительно мембраны, которое отличается от смещения опоры. Варианты, не описанные здесь, могут быть осуществлены без отклонения от контекста изобретения, при условии, что, в соответствии с изобретением, они содержат устройство для удаления накипи, которое подтверждает признаки изобретения.

Claims (30)

1. Устройство (1) для удаления накипи с металлической мембраны (5) резервуара для транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме, включающее

по меньшей мере один рельс (4), выполненный с возможностью быть закрепленным к металлической мембране (5),

по меньшей мере одну головку (3) для проецирования лазерного пучка (6), выполненную с возможностью удалять накипь с металлической мембраны (5),

по меньшей мере одну опору (2), расположенную между проекционной головкой (3) и рельсом (4) и выполненную с возможностью смещаться вдоль рельса (4),

отличающееся тем, что устройство (1) для удаления накипи включает средство (11), позволяющее перемещать, относительно металлической мембраны (5), точку падения (61) лазерного пучка (6) на металлическую мембрану (5), при этом перемещение (22) отличается от смещения, прилагаемого опорой (2) на рельс (4).

2. Устройство (1) для удаления накипи по п. 1, отличающееся тем, что проекционная головка (3) выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок (6) с мощностью от 20 Вт до 200 Вт.

3. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что проекционная головка (3) выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок (6) с частотой пульсации от 100 кГц до 250 кГц.

4. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что проекционная головка (3) выполнена с возможностью проецировать лазерный пучок (6) с длиной волны 1064 нм±5%.

5. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что проекционная головка (3) включает по меньшей мере одну фокусирующую линзу (34) для фокусировки лазерного пучка (6).

6. Устройство (1) для удаления накипи по п. 5, отличающееся тем, что фокусное расстояние фокусирующей линзы (34) для фокусировки лазерного пучка (6) составляет от 80 мм до 360 мм.

7. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что опора (2) выполнена с возможностью смещаться на рельсе (4) со скоростью от 25 до 72 см/мин.

8. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средство (11), позволяющее перемещать точку падения (61), сконфигурировано так, что проекционная головка (3) следует за профилем, дополняющим профиль металлической мембраны (5).

9. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средство (11), позволяющее перемещать точку падения (61), включает отражающий модуль (37), размещенный в пределах проекционной головки (3) и обеспечивающий перемещение точки падения (61) в по меньшей мере двух различных плоскостях.

10. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средство (11), позволяющее перемещать точку падения (61), выполнено с возможностью наклонять проекционную головку (3) в соответствии с углом падения (15) от 5° до 70° относительно нормали (14) к металлической мембране (5).

11. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что проекционная головка (3) выполнена с возможностью принимать по меньшей мере одно фиксированное положение наклона относительно нормали (14) к металлической мембране (5).

12. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью удалять накипь с по меньшей мере одного наплавленного валика (51) металлической мембраны (5).

13. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что опора (2) поддерживает по меньшей мере одну сварочную головку (7).

14. Устройство (1) для удаления накипи по п. 13, отличающееся тем, что средство (11), позволяющее перемещать точку падения (61), выполнено с возможностью отделять эту точку падения (61) лазерного пучка (6) от сварочной дуги (72), образованной сварочной головкой (7), на расстояние (13) больше или равное 100 мм.

15. Устройство (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что металлическая мембрана (5) включает по меньшей мере один гофр (52), причем средство (11), позволяющее перемещать точку падения (61), сконфигурировано так, что проекционная головка (3) следует за профилем гофра (52) металлической мембраны (5).

16. Устройство (1) для удаления накипи по любому из пп. 1-8, 12-15, отличающееся тем, что средство (11), позволяющее перемещать точку падения (61), включает по меньшей мере одно отражающее устройство (8), на котором лазерный пучок (6) из проекционной головки (3) отражается в направлении к металлической мембране (5).

17. Устройство (1) для удаления накипи по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что опора (2) принимает форму платформы (9), нависающей над металлической мембраной (5).

18. Устройство (1) для удаления накипи по любому из пп. 1-9, 17, отличающееся тем, что металлическая мембрана (5) включает по меньшей мере две металлические полоски, соединенные друг с другом по меньшей мере одним поднятым краем (53), при этом рельс (4) образован по меньшей мере одним из поднятых краев (53), при этом проекционная головка (3) выполнена с возможностью удалять накипь с по меньшей мере одного из поднятых краев (53).

19. Устройство (1) для удаления накипи по любому из пп. 1-9, 17, 18, отличающееся тем, что опору (2) приводят в действие вдоль рельса (4) приводным элементом (91), включающим по меньшей мере одно колесо (93), опирающееся на рельс (4), и по меньшей мере один ролик (92), опирающийся на плоский участок (55) металлической мембраны (5).

20. Устройство (1) для удаления накипи по любому из пп. 1-9, 17-19, отличающееся тем, что средство (11), позволяющее перемещать точку падения (61), включает поступательное перемещение устройства (101) для поступательного перемещения проекционной головки (3) на бегунке (10), расположенном между двумя стойками (94) платформы (9).

21. Способ удаления накипи с металлической мембраны (5) резервуара для транспортировки и/или хранения газа в жидкой форме, осуществляемый устройством (1) для удаления накипи по любому из предыдущих пунктов, включающий этапы, на которых

размещают опору (2) на рельсе (4) в зоне металлической мембраны (5), с которой должна быть удалена накипь,

активируют проекционную головку (3) для проецирования лазерного пучка (6),

перемещают точку падения (61) лазерного пучка (6) относительно металлической мембраны (5),

смещают опору (2) на рельсе (4).

22. Способ удаления накипи с металлической мембраны (5) по п. 21, включающий этап, на котором прерывают лазерный пучок (6), когда проекционная головка (3) расположена под углом 0°±1° относительно нормали (14) к металлической мембране (5).