RU29027U1 - Водометная головка - Google Patents

Description

ВОДОМЕТНАЯ ГОЛОВКА

Полезная модель относится к технологии ремонта судов н касается конструирования технологического инструмента для очистки корнусов судов в нодводном положении и гидротехнических сооружений с помощью кавитирующей струи жидкости от биологического обрастания, ржавчины, отслоившейся краски без разрушения антикоррозийного покрытия этих поверхностей.

Известен инструмент для гидродинамической очистки поверхностей 1, содержащий корпус-рукоятку с каналом подачи рабочей среды, связанным с рабочим стволом, на конце которого установлено высоконапорное сопло, эжектор, установленный на рабочем стволе, защитный элемент, переходной элемент, установленный на корпусе-рукоятке, и гибкий шланг, соединенный через магистраль подвода рабочей среды с источником высокого давления.

Такой инструмент обладает недостаточной эффективностью очистки поверхностей, что обусловлено его конструкщ1ей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известное устройство для подводной гидродинамической очистки поверхностей 2, содержащее корпус с опорными колесами, марщевый и прижимной двигатели, а также коллектор. На вращаемой части коллектора закреплены гидродинамические сопла. Устройство снабжено гидродинамическим рулем с тягой и регулируемыми захлопками. Вращаемая часть колектора кинематически связана с маршевьм движителем. Движитель вьтолнен в виде гребного винта в насадке. Перед входной кромкой насадки установлены регулируемые захлопки. За выходной кромкой насадки установлен гидродинамический руль. Он связан с задними колесами. Колеса выполнены поворотными. Их ось поворота смещена относительно вертикальной оси колес. Гидродинамические сопла выполнены с возможностью фиксируемого поворота на 360° относительно оси, перпендикулярной направлению выброса струи рабочего агента.

Недостатком такого инструмента является сложность конструкции, обусловленная большим количеством элементов и функциональных узлов.

Технический результат, заключающийся в устранении указанного недостатка, достигается в предлагаемой водометной головке, содержащей входной трубопровод с входным щтуцером для подачи рабочей жидкости, трубчатый переходник, ротор, кинематически связанный со статором, жестко соединенньм с шасси, связанньм с первой колесной парой, вторую колесную пару, выходные трубопроводы с соответствующими выходными штуцерами, рабочие форсунки высокого давления, установленные под углом а 15° - 75° к обрабатываемой поверхности, причем оси рабочих форсунок повернуты по отношению друг к другу с образованием крутящего момента сил относительно центральной оси очистного узла, защитный кожух, тем, что она содержит цилиндрические расщирительные камеры, в каждой из которых вьшолнены осевые сквозные отверстия с диаметрами, соответствующими внешнему диаметру трубчатого коллектора, а в средней части каждой расширительной камеры вьшолнены радиальные отверстия, дополнительную форсунку, регулятор расхода рабочей жидкости с первым управляюпщм элементом и кран со вторым управляюпщм элементом, причем статор вьшолнен в виде трубчатого коллектора цилиндрической формы с заглушенньми концами и с тремя группами радиальных отверстий, ось коллектора совмещена с центральной осью водометной головки, при этом расширительные камеры расположены последовательно на коллекторе, на первой расширительной камере жестко закреплен конец трубчатого переходника, соединенного через регулятор расхода рабочей жидкости с входным трубопроводом, на второй расширительной камере жестко закреплен конец первого выходного трубопровода, соединенного через кран и первый выходной штуцер с дополнительной форсункой, ротор и третья расширительная камера вьшолнены совмешенными между собой, на роторе закреплепы второй и третий трубопроводы, на концах которых расположены второй и третий выходные штуцеры, в которых закреплены рабочие форсунки высокого давления.

//зг/r/

расположенной над ротором, вторым и третьим трубопроводами с выходными штуцерами и рабочими форсунками высокого давления, в верхней плоскости тарельчатого кожуха вьшолнены отверстия, над которыми размещена плоская подвижная заслонка с рукояткой, при этом водометная головка содержит штурвал оператора, прикрепленный посредством опорных спип к внешней поверхности защитного кожуха.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

-на фиг. 1 представлен фронтальный разрез предлагаемой водометной головки;

-на фиг. 2 изображен разрез водометной головки по А-А.

Водометная головка предназначена для широкополосной очистки поверхностей плоской и криволинейной формы. Минимальный радиус кривизны криволинейной поверхности равен 1 м (например, у носовой и кормовой части корпуса судна).

Водометная головка состоит из колесного шасси 1, на котором неподвижно закреплен статор 2, представляюший собой коллектор, вьшолненный в виде трубки с заглушенными торцами и с тремя группами радиальных отверстий 3,4 и 5.

Первая группа отверстий 3 предназначена для подвода воды в полость статора 2, вторая группа 4 - для отвода воды к водометной форсунке 6, а третья группа 5 - для отвода воды к рабочим форсункам 7 высокого давления.

Оси рабочих форсунок высокого давления 7 повернуты по отношению друг к другу с образованием крутяшего момента сил относительно центральной оси водометной головки.

Первая расширительная камера 8, герметично соединенная со статором 2, связана через трубчатый переходник 9 и регулятор 10 расхода рабочей жидкости (воды) с входным трубопроводом 11, на конце которого установлен входной штуцер 12, предназначенный для подвода воды от напорной камеры через гибкий шланг (на чертежах не показаны). Регулятор 10 содержит поворотный золотник 13 с отверстием 14. Для герметизации соединений установлены кольцевые уплотнительные элементы 15.

Под первой расширительной камерой 8 на статоре 2 (коллекторе) расположена вторая расширительная камера 17, предназначенная для воды через первый выходной трубопровод 18, кран 19 и первый выходной штуцер 20 к водометной форсунке 6. В корпусе крана 19 расположен поворотньш золотник 21 со сквозным отверстием и кольцевыми уплотнительными элементами (на чертеже не показаны).

Для открьшания и закрьшания крана 19 предназначен второй управляюший элемент 22, а для отвода воды к рабочим форсункам высокого давления 7 предназначены второй и третий трубопроводы 23 и 24, подсоединенные к ним посредством второго 25 и третьего 26 выходных штуцеров.

Трубопроводы 23 и 24 связаны с третьей расширительной камерой 27, являюшейся ротором головки и расположенной на статоре 2 под второй распшрительной камерой 17.

Для герметизации соединений применены кольцевые уплотнительные элементы 28.

Головка содержит также первую колесную пару 29, связанную с шасси 1, на котором смонтирована констр)тщия головки, запщтный кожух 30 с отверстиями 31 в плоской верхней стенке, плоскую заслонку 32 с рукояткой 33, штурвал 34 оператора (водолаза) с крепежньми спицами 35, а также вторую колесную пару 36.

Колесные пары 29 и 36 предназначены для перемещения водометной головки в процессе работы по очишаемой поверхности.

Защитный кожух 30 с отверстиями 31 и заслонкой 32 предназначен для защиты водолаза от воздействия отраженной струи, а также для обеспечения необходимой степени «присасьшания головки к очищаемой поверхности.

Штурвал 34 предназначен для удержания водолазом водометной головки и для ручного перемешения ее в нужном направлении по очищаемой поверхности.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Рабочая жидкая среда под высоким давлением подается по гибкому шлангу от источника высокого давления (на чертеже не показаны) во входной трубопровод 11 и далее через регулятор 10 расхода рабочей жидкости, трубчатый переходник 9 и первую группу радиальных отверстий 3 поступает в первую расширительную камеру 8.

Необходимый расход рабочей жидкости устанавливается оператором (водолазом) с помощью первого управляющего элемента 16.

После этого жидкость поступает во впутренпий капал коллектора 2 (статора), откуда опа по второй и третьей группам радиальпых отверстий 4 и 5 поступает во вторую и третью расширительпые камеры 17 и 27.

Отвод воды к водометной форсупке 6 осуществляется через вторую группу радиальпых отверстий 4 второй расширительной камеры 17, первый выходной трубопровод 18, кран 19 и первый выходной штуцер 20.

Струя воды, выходящая из водометной форсунки 6, создает реактивную силу, воздействующую на водометную головку и облегчающую ее перемещение по очищаемой поверхности. Величина реактивной силы задается водолазом с помощью второго управляющего элемента 22, связанного с золотником 21 крана 19.

Одновременно жидкая рабочая среда подается также в третью расширительную камеру 27 (ротор) и через третью группу радиальных отверстий 5, второй и третий выходные трубопроводы 23 и 24, второй и третий выходные штуцеры 25 и 26 поступает в рабочие форсунку 7 высокого давления.

Форсунки 7 имеют специальный профиль внутренних полостей, обеспечиваюпщх образование кавитируюпщх струй жидкости на выходе сопла форсунок.

Поскольку оси форсунок 7 расположены относительно оси статора 2 таким образом, что реактивные силы, возникающие при истечепии воды из форсунок, создают крутящий момент сил, воздействующих на ротор 27, то он приводится в непрерывное вращение с большой скоростью.

Кроме того, поскольку оси форсунок 7 расположены под углом а-15° 75°к обрабатываемой поверхности, то происходит активное воздействие кавитирующих струй на очищаемую поверхность, что приводит к разрушению биологических обрастаний и удалению отслоившейся краски и ржавчины с очищаемой поверхности.

При этом угол а задается таким образом, чтобы обеспечивалась наиболее эффективная очистка поверхности без разрушения ее антикоррозийного покрытия.

« а7//3л /г/

Кожух 30 представляет собой жесткую тарельчатую конструкцию и обеспечивает защиту водолаза от вращающихся частей (ротора 27, трубопроводов 23 и 24, щтуцеров 25 и 26 и форсунок 7).

Вместе с тем, благодаря наличию отверстий 31 в кожухе и заслонки 32 с рукояткой 33 обеспечивается возможность регулировки «присасывающей силы, возникающей при вращении ротора 27 с форсунками 7 и воздействующей на тарельчатый кожух 30, жестко связанный с конструкцией водометной головки.

Для установки водометной головки на очищаемую поверхность и ручного управления при ее перемещении на кожухе закреплен штурвал 34, за который водолаз удерживает водометную головку во время ее работы и перемещает в нужном направлении.

Для изготовления деталей водометной головки используются конструкционные материалы из металла, например, из нержавеющей стали, не подверженной коррозии.

Для рукояток может быть использована высокопрочная пластмасса.

Все гидравлические водопроводные элементы водометной головки испытываются на давление в 1,5 раза превьпнающее эксплуатационное.

Технологический процесс изготовления предлагаемого инструмента не содержит сложных операций и не требует использования дорогостоящих материалов.

Источники информации:

1.Патент США № 4716849, М.Кл. В63В 59/00 (НКИ 114-222), 1988.

2.Патент РФ № 2155698, М.Кл. В63В 59/08,2000.

С}

Claims (3)

1. Водометная головка, содержащая входной трубопровод с входным штуцером для подачи рабочей жидкости, трубчатый переходник, ротор, кинематически связанный со статором, жестко соединенным с шасси, связанным с первой колесной парой, вторую колесную пару, выходные трубопроводы с соответствующими выходными штуцерами, рабочие форсунки высокого давления, установленные под углом α=15÷75° к обрабатываемой поверхности, причем оси рабочих форсунок повернуты по отношению друг к другу с образованием крутящего момента сил относительно центральной оси очистного узла, защитный кожух, отличающийся тем, что она содержит цилиндрические расширительные камеры, в каждой из которых выполнены осевые сквозные отверстия с диаметрами, соответствующими внешнему диаметру трубчатого коллектора, а в средней части каждой расширительной камеры выполнены радиальные отверстия, дополнительную форсунку, регулятор расхода рабочей жидкости с первым управляющим элементом и кран со вторым управляющим элементом, причем статор выполнен в виде трубчатого коллектора цилиндрической формы с заглушенными концами и с тремя группами радиальных отверстий, ось коллектора совмещена с центральной осью водометной головки, при этом расширительные камеры расположены последовательно на коллекторе, на первой расширительной камере жестко закреплен конец трубчатого переходника, соединенного через регулятор расхода рабочей жидкости с входным трубопроводом, на второй расширительной камере жестко закреплен конец первого выходного трубопровода, соединенного через кран и первый выходной штуцер с дополнительной форсункой, ротор и третья расширительная камера выполнены совмещенными между собой, на роторе закреплены второй и третий трубопроводы, на концах которых расположены второй и третий выходные штуцеры, в которых закреплены рабочие форсунки высокого давления.

2. Водометная головка по п.1, отличающаяся тем, что защитный кожух выполнен в виде перевернутой тарелки, прикрепленной ко второй расширительной камере и расположенной над ротором, вторым и третьим трубопроводами с выходными штуцерами и рабочими форсунками высокого давления, в верхней плоскости тарельчатого кожуха выполнены отверстия, над которыми размещена плоская подвижная заслонка с рукояткой.

3. Водометная головка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит штурвал оператора, прикрепленный посредством опорных спиц к внешней поверхности защитного кожуха.