空泡水動清刷器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空泡水動清刷器，包括：第一殼體、工作噴嘴、輪子和延長桿，其中，第一殼體為空心結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有高壓水流接管；工作噴嘴設(shè)置在第一殼體的兩端，高壓水傾斜的噴向被清理物體的表面，兩端的工作噴嘴的噴水方向均朝向里側(cè)，并且兩個工作噴嘴的軸線沿清刷器移動的方向略有偏移；輪子也設(shè)置在第一殼體的兩端，并且位于工作噴嘴的外側(cè)；延長桿安裝在第一殼體上，操作員通過拉動延長桿可方便的移動清刷器。本發(fā)明的有益之處在于：有無潛水員都可以對船舷上面區(qū)域及其他掩埋物體進行清理；可以降低有效高壓水消耗量。
【專利說明】
空泡水動清刷器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種清刷器，具體涉及一種空泡水動清刷器，屬于水下水力工具技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]最常見的附在船體、平臺、水工建筑物及其他部分掩埋物體上的生物以各種藻為主，其中包括海藻和以絲狀藻、褐藻綱和綠藻綱為代表的淡水藻。上述微生物附生的區(qū)域自吃水線往下延伸幾米，覆蓋密度最高的是最初一米。上述附生物使得流阻增高，導(dǎo)致船舶發(fā)動機需用功率上升，水工建筑物產(chǎn)生靜止區(qū)域。另外，附生藻為水生動物，包括牛毛粘和斑馬紋貽貝、藤壺屬等蛤蜊種類提供了良好的居住和生長環(huán)境。
[0003]使用氣蝕水動技術(shù)進行船體及其他掩埋物體清刷時，平時會采用各種設(shè)有I個以上規(guī)定工作面積的噴嘴的工具以及不同類型的后坐力緩沖裝置。單噴嘴工具的有效消耗量為栗的消耗量的一半，而多噴嘴(例如:轉(zhuǎn)盤)工具的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，重量大，適用表面范圍有限。采用Brush-kart技術(shù)進行清刷處理也存在同樣的問題。上述方法共同點是哪個都少不了潛水員的參與。
[0004]俄羅斯公開了一種利用水下水動力清潔附在船體上的水生微生物的裝置(見俄羅斯專利N0.2107006，專利國際分類(IPC) B 63 B 59/08，發(fā)表于1998年3月20日)，該裝置無后坐力，其結(jié)構(gòu)包括:設(shè)有把手的殼體，槍筒，裝在槍筒上的高壓水源，以及反噴嘴，反噴嘴的射流方向與工作射流的方向相反。高壓水源提供工作液體，工作液體經(jīng)過殼體送往槍筒的軟管中，并從軟管端部的反噴嘴中噴出。其中，反噴嘴為壓型流線圈，該壓型流線圈中設(shè)有帶軸尾的螺旋槳，該螺旋槳由水力發(fā)電機驅(qū)動。該裝置的缺點主要有:構(gòu)件多，結(jié)構(gòu)笨重，操作復(fù)雜。這不僅給操作員的作業(yè)帶來了不便，而且使得操作員處于反噴嘴的射出區(qū)域，進而導(dǎo)致工作效率下降。
[0005]美國也公開了一種無后坐立水動力表面清刷器(見美國專利N0.4716849，IPC B 63B 59/00)。該裝置的結(jié)構(gòu)包括:設(shè)有供給工作液體主管道的殼體，與殼體相連的槍筒，與槍筒相連的高壓工作噴嘴，裝在槍筒上的噴射器，保護板，裝在殼體上的接頭，將殼體里的供給工作液體管路通過接頭連接到高壓源的軟管。該裝置的缺點主要有:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、元件多，規(guī)定參數(shù)的噴射器的制作工藝復(fù)雜。
[0006]美國還公開了一種水動力水下表面清刷器。該清刷器包括:殼體、工作噴嘴和噴射器。其中，噴射器包括高壓噴咀、低壓噴咀和混合室。高壓噴咀、低壓噴咀以及混合室通過軟管水道連接到水栗。該軟管水道保證通過工作噴嘴和噴射器的工作液體的流量恒定(見美國專利N0.4716846，IPC B 63 B 59/00，1988年I月5日)。具有該種結(jié)構(gòu)的裝置，其噴射器射流不會對潛水員產(chǎn)生危險，而且與一般的反噴嘴相比，使用該噴射器可節(jié)省大約50%水利功率。該裝置的缺點主要是:噴射器的牽引(起補償各種反應(yīng)的作用)不可調(diào)節(jié)。調(diào)整噴射器的牽引的唯一的方法是調(diào)整其流量，也就是說調(diào)整整個裝置流量。而目前使用的穩(wěn)恒產(chǎn)量水栗在進行該操作時會導(dǎo)致水壓的變化以及工作噴嘴工作模式的變化。穩(wěn)恒產(chǎn)量水栗裝有過流閥，水壓增長時，該過流閥會將一部分的液體往外排出，從而造成水力功率的無功消耗。
[0007]俄羅斯還公開了一種采用轉(zhuǎn)子對船體及其他掩埋物體進行清刷的水下清潔裝置(俄羅斯聯(lián)邦專利N0.2076842，發(fā)表于1997年4月10日)，該裝置雖然具有生產(chǎn)率增高的優(yōu)勢，但是仍然存在幾個大的缺點:結(jié)構(gòu)笨重，機體沉重，僅適用于微曲率的大面積。
[0008]上述的幾種裝置有個共同點:都離不開潛水員，而潛水員的費用昂貴，并且潛水員不是在所有的情況下都可以進行操作，這給裝置的實際使用帶來了諸多限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種有無潛水員都可以對船舷上面區(qū)域及其他掩埋物體進行清理的空泡水動清刷器，并且該清刷器還可以提高有效高壓水消耗量。
[0010]為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0011]—種空泡水動清刷器，其特征在于，包括:第一殼體(I)、工作噴嘴(2)、輪子(4)和延長桿(5)，其中，
[0012]前述第一殼體(I)為空心結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有高壓水流接管(6);
[0013]前述工作噴嘴(2)設(shè)置在第一殼體(I)的兩端，高壓水傾斜的噴向被清理物體的表面(7)，兩端的工作噴嘴(2)的噴水方向均朝向里側(cè)，并且兩個工作噴嘴(2)的軸線與被清理物體的表面(7)之間的夾角均為α，同時兩個工作噴嘴(2)的軸線沿清刷器移動的方向略有偏移；
[0014]前述輪子(4)也設(shè)置在第一殼體(I)的兩端，并且位于工作噴嘴(2)的外側(cè)；
[0015]前述延長桿(5)安裝在第一殼體(I)上，操作員通過拉動延長桿(5)可方便的移動清刷器。
[0016]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述兩個工作噴嘴(2)的軸線與被清理物體的表面(7)之間的夾角α的大小為5°?30°。
[0017]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述延長桿(5)以可拆卸的方式安裝在第一殼體(I)上。
[0018]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，還包括:卸荷裝置(3)，前述卸荷裝置(3)安裝在第一殼體(I)上，其利用噴出來的射流來壓住清刷器，使清刷器更貼緊被清理物體的表面⑴。
[0019]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述卸荷裝置(3)為流量可調(diào)的卸荷裝置。
[0020]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述流量可調(diào)的卸荷裝置包括:第二殼體
(31)、擴散器(32)和針型閥芯(33)，
[0021]前述第二殼體(31)呈圓柱形，末端呈圓錐形，第二殼體(31)的內(nèi)部形成有軸向孔(311)，軸向孔(311)為第二殼體(31)的主管道，其直徑大小與水栗的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，第二殼體(31)末端的圓錐面上形成有若干鉆孔(312)，鉆孔(312)用來連通第二殼體(31)的主管道和擴散器(32)的內(nèi)部；
[0022]前述擴散器(32)呈圓筒形，套在前述第二殼體(31)的外部，并且通過螺紋進行連接，擴散器(32)的內(nèi)部依次形成有殼體容納腔(321)、流量調(diào)節(jié)通道(322)和射流通道(323)，三者均與第二殼體(31)共軸；[0023 ]前述針型閥芯(33)沿第二殼體(31)的軸線固定安裝在第二殼體(31)的末端，并且尖端伸向擴散器(32)的流量調(diào)節(jié)通道(322)，當(dāng)擴散器(32)完全擰緊時，針型閥芯(33)將流量調(diào)節(jié)通道(322)封閉，此時無流體通過，反向旋擰擴散器(32)時，針型閥芯(33)逐漸從流量調(diào)節(jié)通道(322)內(nèi)退出，流量調(diào)節(jié)通道(322)逐漸被打開，此時有流體通過。
[0024]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述針型閥芯(33)的尖端的圓錐角為15°?30°，等粗段的直徑是流量調(diào)節(jié)通道(322)的直徑的1.5倍?2.0倍。
[0025]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述前述擴散器(32)的流量調(diào)節(jié)通道(322)的直徑Dfl是工作噴嘴(2)的直徑CU的1.5倍?2.0倍，長度L。是直徑Dfl的2.0倍?2.5倍。
[0026]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述擴散器(32)的射流通道(323)的開度為30。-40。ο
[0027]前述的空泡水動清刷器，其特征在于，前述第二殼體(31)和擴散器(32)之間塞有密封膠圈(34)。
[0028]本發(fā)明的有益之處在于:
[0029](I)有無潛水員都可以對船舷上面區(qū)域及其他掩埋物體進行清理；
[0030](2)設(shè)置在第一殼體兩端的工作噴嘴，其軸線與被清理物體的表面之間的夾角均為α，并且軸線沿清刷器移動的方向略有偏移，所以可以降低有效高壓水消耗量；
[0031](3)第一殼體上安裝卸荷裝置后，卸荷裝置利用自身噴出來的射流來壓住清刷器，使清刷器更貼緊被清理物體的表面，不僅使得操作員操作清刷器時更省力，而且進一步降低了有效高壓水消耗量。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明空泡水動清刷器的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是圖1中的卸荷裝置的一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖中附圖標(biāo)記的含義:1_第一殼體、2-工作噴嘴、3-卸荷裝置、4-輪子、5-延長桿、6-高壓水流接管、7-被清理物體的表面、31-第二殼體、32-擴散器、33-針型閥芯、34-密封膠圈、311-軸向孔、312-鉆孔、321-殼體容納腔、322-流量調(diào)節(jié)通道、323-射流通道。
【具體實施方式】
[0035]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。
[0036]參照圖1，本發(fā)明的空泡水動清刷器包括:第一殼體1、工作噴嘴2、輪子4和延長桿
5。其中，第一殼體I為空心結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有高壓水流接管6，高壓水流接管6用于將高壓水(10-15兆帕)輸入第一殼體I的中心部分;工作噴嘴2設(shè)置在第一殼體I的兩端，高壓水傾斜的噴向被清理物體的表面7，兩端的工作噴嘴2的噴水方向均朝向里側(cè)，并且兩個工作噴嘴2的軸線與被清理物體的表面7之間的夾角均為α，同時兩個工作噴嘴2的軸線沿清刷器移動的方向略有偏移;輪子4也設(shè)置在第一殼體I的兩端，并且位于工作噴嘴2的外側(cè)，輪子4用來移動清刷器、保持工作噴嘴2與被清理物體的表面7 二者之間的距離不變;延長桿5安裝在第一殼體I上，優(yōu)選以可拆卸的方式安裝在第一殼體I上，操作員通過拉動延長桿5可方便的移動清刷器。
[0037]工作噴嘴2噴水時，清刷器會產(chǎn)生后坐力，后坐力具有水平分立和垂直分力兩個分力，我們通過設(shè)計，使兩個工作噴嘴2的噴水方向均朝向里側(cè)，這樣一來可以有效減少后坐力的水平分立。
[0038]作為一種優(yōu)選的方案，工作噴嘴2的軸線與被清理物體的表面7之間的夾角α的大小為5°?30。ο
[0039]工作噴嘴2的軸線與被清理物體的表面7之間具有一定的夾角，該種設(shè)計有助于減少推斥力(即后坐力的垂直分力)，使它下降到下述指標(biāo):
[0040]P 2 XPjgj^X s ina
[0041 ]其中，P趟*為工作噴嘴2射流的后坐力。
[0042]可見，推斥力已不再是原來的P描動=2P趟力(為2個噴嘴計算的)了。
[0043]例如，當(dāng)Ct = WHPfi^=OdX P趟力(為2個噴嘴計算的)。
[0044]這樣一來，為了緩沖該清刷器相對于被清理物體的表面7的后坐力，只需消耗各工作噴嘴2的20%的水量，而不是如原先那樣需要消耗各工作噴嘴2的50%的水量，因此有效降低了有效高壓水消耗量。
[0045]更為優(yōu)選的是，本發(fā)明的空泡水動清刷器還包括:卸荷裝置3。卸荷裝置3安裝在第一殼體I上，其利用自身噴出來的射流來壓住清刷器，使清刷器更貼緊被清理物體的表面7。
[0046]設(shè)置在第一殼體I兩端的輪子4的一個作用是:不讓清刷器過度接近被清理物體的表面7。因為工作噴嘴2的軸線與被清理物體的表面7之間存在夾角a(5°?30° )，所以工作噴嘴2噴射出來的水流有一個垂直被清理物體的表面7的分力，這個垂直的分力會推清刷器離開被清理物體的表面7。在第一殼體I上安裝卸荷裝置3后，該卸荷裝置3利用自身噴出來的射流可以壓住清刷器，使清刷器更貼緊被清理物體的表面7，操作員操作起來更加省力。
[0047]作為一種優(yōu)選的方案，卸荷裝置3為流量可調(diào)的卸荷裝置。
[0048]參照圖2，流量可調(diào)的卸荷裝置包括:第二殼體31、擴散器32和針型閥芯33。
[0049]下面分別介紹第二殼體31、擴散器32和針型閥芯33的結(jié)構(gòu)特點。
[0050](I)第二殼體
[0051]第二殼體31呈圓柱形，末端呈圓錐形，第二殼體31的內(nèi)部形成有軸向孔311，軸向孔311為第二殼體31的主管道，其直徑大小與水栗的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，第二殼體31末端的圓錐面上形成有若干(例如4個或者6個，均勻分布)鉆孔312，鉆孔312用來連通第二殼體31的主管道和擴散器32的內(nèi)部。
[0052](2)擴散器
[0053]擴散器32呈圓筒形，套在第二殼體31的外部，并且通過螺紋進行連接。擴散器32的內(nèi)部依次形成有殼體容納腔321、流量調(diào)節(jié)通道322和射流通道323，三者均與第二殼體31共軸。
[0054]殼體容納腔321是容納第二殼體31的結(jié)構(gòu)。
[0055]流量調(diào)節(jié)通道322是擴散器32內(nèi)的一段縮喉段，其與針型閥芯33相配合，是調(diào)節(jié)卸荷裝置的流量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，流量調(diào)節(jié)通道322的直徑D?是工作噴嘴2的直徑CU的1.5倍?2.0倍，長度L。是直徑Dfl的2.0倍?2.5倍。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，在此參數(shù)下，調(diào)節(jié)卸荷裝置的流量的效果最佳。
[0056]射流通道323是擴散器32末端的漸擴段，其是創(chuàng)造工作射流的主要部件。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)，射流通道323的開度設(shè)計成30° -40°時，射流效果最佳。
[0057]作為一種優(yōu)選的方案，第二殼體31和擴散器32之間塞有密封膠圈34。具體的，第二殼體31在非螺紋段形成有環(huán)形溝槽，環(huán)形溝槽內(nèi)塞入密封膠圈34。密封膠圈34不僅可以防止水經(jīng)過螺紋外流，而且有助于固定擴散器32，以便確保液體流量調(diào)節(jié)過程更加便捷。
[0058]更為優(yōu)選的是，擴散器32的外表面帶有壓花，壓花可預(yù)防潛水員轉(zhuǎn)向卸荷裝置時手滑。
[0059](3)針型閥芯
[0060]針型閥芯33沿第二殼體31的軸線固定安裝在第二殼體31的末端，并且尖端伸向擴散器32的流量調(diào)節(jié)通道322。當(dāng)擴散器32完全擰緊時，針型閥芯33將流量調(diào)節(jié)通道322封閉，此時無流體通過。反向旋擰擴散器32時，針型閥芯33逐漸從流量調(diào)節(jié)通道322內(nèi)退出，流量調(diào)節(jié)通道322逐漸被打開，此時有流體通過。
[0061]優(yōu)選的，針型閥芯33的尖端的圓錐角為15°?30°，等粗段的直徑是流量調(diào)節(jié)通道21的直徑的1.5倍?2.0倍。
[0062]本發(fā)明的空泡水動清刷器，其使用方法如下:
[0063](I)站在水上進行操作時，操作員站在底弦漂浮裝置(木筏、平底船或小型游艇等)上靠近被清理的物體，高壓水栗將高壓水輸送到該清刷器，操作員按需求調(diào)整卸荷裝置(流量可調(diào))的運行模式，然后將清刷器拉到船舷并上下移動開始清理操作。
[0064]延長桿5的長度取決于底弦漂浮裝置(木筏、平底船或小型游艇等)的船側(cè)高度，一般為1.5?2米。
[0065]在清理過程中，操作員沿著被清理的船側(cè)表面在他所在的底弦漂浮裝置(木筏、平底船或小型游艇等)上移動，或者將底弦漂浮裝置(木筏、平底船或小型游艇等)拉到尚未清理的區(qū)域旁。
[0066](2)在水下進行操作時，程序與站在水上進行操作時基本相同，不同的是選擇短的延長桿(I米以下)，以方便操作員在船側(cè)、船底、水工建筑物墻面等被清理物體的表面7上移動清刷器。
[0067]由此可見，無論是有潛水員，還是沒有潛水員，本發(fā)明的空泡水動清刷器都可以對船體、可潛結(jié)構(gòu)、水利建筑物等物體上的附生物、舊漆層、腐蝕層、沾污等進行清刷處理。
[0068]此外，因為安裝在第一殼體I兩端的輪子4能夠保持工作噴嘴2和被清理物體的表面7之間設(shè)定的距離以及工作噴嘴2的噴水方向，所以即使在能見度很差(例如渾水或照明不夠)的條件下，本發(fā)明的空泡水動清刷器也可以保證清理效果。
[0069]需要說明的是，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種空泡水動清刷器，其特征在于，包括:第一殼體(I)、工作噴嘴(2)、輪子(4)和延長桿(5)，其中， 所述第一殼體(I)為空心結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有高壓水流接管(6); 所述工作噴嘴(2)設(shè)置在第一殼體(I)的兩端，高壓水傾斜的噴向被清理物體的表面(7)，兩端的工作噴嘴(2)的噴水方向均朝向里側(cè)，并且兩個工作噴嘴(2)的軸線與被清理物體的表面(7)之間的夾角均為α，同時兩個工作噴嘴(2)的軸線沿清刷器移動的方向略有偏移; 所述輪子(4)也設(shè)置在第一殼體(I)的兩端，并且位于工作噴嘴(2)的外側(cè)； 所述延長桿(5)安裝在第一殼體(I)上，操作員通過拉動延長桿(5)可方便的移動清刷器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述兩個工作噴嘴(2)的軸線與被清理物體的表面(7)之間的夾角α的大小為5°?30°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述延長桿(5)以可拆卸的方式安裝在第一殼體(I)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的空泡水動清刷器，其特征在于，還包括:卸荷裝置(3)，所述卸荷裝置(3)安裝在第一殼體(I)上，其利用噴出來的射流來壓住清刷器，使清刷器更貼緊被清理物體的表面(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述卸荷裝置(3)為流量可調(diào)的卸荷裝置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述流量可調(diào)的卸荷裝置包括:第二殼體(31)、擴散器(32)和針型閥芯(33)， 所述第二殼體(31)呈圓柱形，末端呈圓錐形，第二殼體(31)的內(nèi)部形成有軸向孔(311)，軸向孔(311)為第二殼體(31)的主管道，其直徑大小與水栗的生產(chǎn)能力相適應(yīng)，第二殼體(31)末端的圓錐面上形成有若干鉆孔(312)，鉆孔(312)用來連通第二殼體(31)的主管道和擴散器(32)的內(nèi)部； 所述擴散器(32)呈圓筒形，套在所述第二殼體(31)的外部，并且通過螺紋進行連接，擴散器(32)的內(nèi)部依次形成有殼體容納腔(321)、流量調(diào)節(jié)通道(322)和射流通道(323)，三者均與第二殼體(31)共軸； 所述針型閥芯(33)沿第二殼體(31)的軸線固定安裝在第二殼體(31)的末端，并且尖端伸向擴散器(32)的流量調(diào)節(jié)通道(322)，當(dāng)擴散器(32)完全擰緊時，針型閥芯(33)將流量調(diào)節(jié)通道(322)封閉，此時無流體通過，反向旋擰擴散器(32)時，針型閥芯(33)逐漸從流量調(diào)節(jié)通道(322)內(nèi)退出，流量調(diào)節(jié)通道(322)逐漸被打開，此時有流體通過。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述針型閥芯(33)的尖端的圓錐角為15°?30°，等粗段的直徑是流量調(diào)節(jié)通道(322)的直徑的1.5倍?2.0倍。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述所述擴散器(32)的流量調(diào)節(jié)通道(322)的直徑Dfl是工作噴嘴(2)的直徑cU的1.5倍?2.0倍，長度L。是直徑Dfl的2.0倍?2.5倍。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述擴散器(32)的射流通道(323)的開度為 30° -40°。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空泡水動清刷器，其特征在于，所述第二殼體(31)和擴散器(32)之間塞有密封膠圈(34)。
【文檔編號】B05B15/06GK106076701SQ201610661882
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月10日 公開號201610661882.5, CN 106076701 A, CN 106076701A, CN 201610661882, CN-A-106076701, CN106076701 A, CN106076701A, CN201610661882, CN201610661882.5
【發(fā)明人】張揚, 鄒永春, 庫津·弗拉基米爾, 哈爾拉莫夫·阿納多利
【申請人】天津瑞金華鼎科技有限公司