FI77795C - Anordning foer undervattensarbete. - Google Patents

Description

! 77795

Laite vedenalaista työskentelyä varten Tämän keksinnön kohteena on laitB vedenalaista työskentelyä varten, erityisesti metallirakenteiden kuumenta-5 mistä, hitsausta, polttoleikkausta, puhdistusta Ja elektrolyysipinnoitusta varten sähkövirran avulla. Laitteeseen kuuluu sen runko-osaan sovitettuina pyöritettävä sähköäjohtava akseli, Joka Johtaa sähkövirran akselin päähän irroitettavasti kiinnitettyyn ja akselin mukana 10 pyörivään kärkiosaan, kuten kuumennusholkkiin, hitsaus-elektrodiin, leikkuu-, puhdistus Ja/tai pinnoituslaik-kaan.

Laitteissa tällaista tarkoitusta varten on ennestään 15 tunnettua käyttää erilaisia sähköliittimiä ja hiilisovi-telmia tarvittavan sähkövirran johtamiseksi akseliin. Tällöin on kuitenkin haittana se, ettei laitetta voida käyttää suurissa syvyyksissä Johtuen lähinnä siitä, että veden hydraulisen paineen kompensointi on ollut hyvin 20 ongelmallista Tätä ongelmaa on aikaisemmin pyritty ratkaisemaan rakentamalla työkalun runko-osan kuoresta erittäin massiivinen Ja varustamalla se monimutkaisilla suuria ulkopuo-25 lisiä paineita kestävillä tiivisteillä. Tällainen laite on luonnollisesti kallis ja suuren painonsa Ja kokonsa vuoksi hyvin hankalasti käsiteltävä. Olemattoman tai puutteellisen painekompensaation seurauksena vesi joko tunkeutuu työkalun sisään ja siten estää laitteen käytön 30 tai työkalun runko-osan kuori sananmukaisesti painuu kasaan.

Aikaisempiin laitteisiin liittyvänä haittana on mainittava lisäksi se, että niissä valokaaren synnyttämiseksi 35 tarvitaan poikkeuksetta sähkölähteen ’’-’’napaan kytkettyä maadoitusjohdinta. Tämä ominaisuus olennaisesti pienentää laitteen sovellutusmahdollisuuksia ja tekee lähes 8 77795 mahdottomaksi ajatuksen käyttää laitetta sukellusrobo-teissa tai kauko-ohjattavien laitteitten työkaluna. Koska työssä lähes poikkeuksetta tarvitaan sukeltajan apua on luonnollista, että laitteen käyttö on hidasta Ja 5 kallista ja sisältää lisäksi turvallisuusriskejä.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on eliminoida näitä aikaisemmin tunnetuille laitteille ominaisia haittoja ja heikkouksia Ja saada-aikaan aikaisempaa 10 kevyempi, varmatoimisempi ja helppokäyttöisempi laite vedenalaiseen työskentelyyn.

Tämä tarkoitus on saavutettu keksinnön mukaisella laitteella, jonka tunnusmerkit on esitetty oheisissa patent-15 tivaatimuksissa.

Keksinnön eduista mainittakoon ensisijaisesti se, että keksinnön mukainen sähköjohtamisratkaisu toimii paitsi sähkövirran johtamisessa myös veden hydraulisen paineen 20 kompensoinnissa, ja se, että pyöritettävän akselin kautta saadaan Johdetuksi myös maadoitusvirta, jolloin valo-kaari saadaa syntymään juuri haluttuun kohtaan ilman hankalia ja erikseen kiinnitettäviä maadoitusjohtimia. Tällöin on erittäin yksinkertaista käyttää keksinnön 25 mukaista laitetta myös sukellusrobotetissa Ja muissa kauko-ohjattavissa laitteissa. Koska keksinnön mukaisessa laitteessa runko-osan uiko- ja sisäpuolella vallitsee olennaisesti sama paine ei veden suurikaan hydraulinen paine muodosta merkittävää ongelmaa ja tiivisteiden sekä 30 runko-osan mitoituksessa voidaan käyttää suhteellisen yksinkertaisia ja halpoja ratkaisuja

Keksintöä kuvataan seuraavassa sen erään edullisen sovellutusesimerkin avulla oheiseen piirustukseen viit-35 taamalla, joka esittää keksinnön mukaisen laitteen sivu- . : poikkileikkausta, Joka laite on tehty leikkaustyökaluk- si .

3 77795

Kuviossa on viitenumerolla 1 merkitty yleisesti runko-osaa, joka koostuu useista pakkamaisesti, esim. kuvion mukaisesti pultilla, yhteenkiinnitatyistä elementeistä, ja Johon on laakeroitu pyöriväksi kaksiosainen sähköä-5 johtava akseli 2. Kuten kuviosta ilmenee muodostuu tässä esimerkkitapauksessa keksinnön mukaisen laitteen akseli 2 kahdesta sisäkkäin sovitetusta Ja yhdessä pyörivästä akselisiimestä 21 Ja 22. Akselielimet 21 ja 22 on eristetty sähköisesti toisistaan sovittamalla niiden vastin-10 pintojen väliin sähköäeristävää materiaalia oleva väli-elementti 23. Kuvion mukaisessa esimerkkitapauksessa välielementtinä 23 on käytetty sopivaa kumi- tai muovi-pohjaista materiaalia olevaa hoikkia. Lisäksi akseli-elinten 21 ja 22 vastinpintojen profiilit on valittu 15 sellaisiksi, että akselielinten pyöriminen toistensa suhteen on estetty, tällöin voidaan profiilina käyttää mitä tahansa pyöreästä poikkeavaa muotoa, esim. ulompi akselisiin 21 on putkiakseli, jossa keskeinen monikulmion muotoinen ontelo, ja sisemmän akselielimen 22 ulko-20 kehä on muotoiltu vastaamaan ulomman putkiakselin 21 muotoa. Uaihtoehtoisesti suhteellisen pyörimisen estämiseksi akselielimet 21 ja 22 voidaan lukita Bsim. kiila-elimellä toisiinsa.

25 Sähkön johtamiseksi akseliin 2 on runko-osaan 1 muodostettu kaksi kammiota 13 ja 14, joissa on nestemäistä sähköäjohtavaa väliainetta, edullisesti elohopeaa. Toinen kammioista, tässä esimerkkitapauksessa kammio 13, on sovitettu ympäröimään ulomman akselielimen 21 ulkokehää, 30 ja toinen kammioista, tässä esimerkkitapauksessa kammio 14, on sovitettu ympäröimään ulomman akselielimen 21 sisältä ulkonevan sisemmän akselielimen 22 ulkokehää. Kumpikin kammio 13 ja 14 on tässä esimerkkitapauksessa suljettu sähköäjohtavaa materiaalia, esim. metallia, 35 olevalla kansiosalla, joka on yhdistetty sähkönjohtimel-la toiseen sähkölähteen navoista, jolloin sähkövirta kulkee sähkönjohtimesta kansiosan kautta väliaineeseen 4 77795

Ja siitä edelleen akseliin. Kuvion mukaisessa esimerkkitapauksessa ulompi akselisiin El on sitä ympäröivässä kammiossa 13 olevan väliaineen kautta yhteudessä sähkö-lähteen ”+”napaan Cei esitetty5 Ja sisempi akselisiin EE 5 sitä ympäröivässä kammiossa 14 olevan väliaineen kautta sähkölähteen "-’’napaan. Lisäksi kammiot 13 ja 14 an tiivistetty akselielinten El ja EE ulkokehäpintojen suhteen väliaineen ulosvuotamisen estämiseksi sopivilla pyörivän akselin E aiheuttamaa mekaanista kulumista 10 kestävillä tiivisteillä; samanlainen tiiviste on sijoitettu myös runko-osan ja akselin E väliin estämään veden sisäänpääsy runko-osan 1 sisäpuolelle.

Jotta estettäisiin sähkövirran johtuminen kammiosta 13 15 ja 14 runko-osaan 1 ja tästä aiheutuvat vauriot on kammiot vuorattu sähköäeristävällä kerroksella tai kuten kuvion mukaisessa esimerkissä kammioita 13 ja 14 rajoittavat runko-osan seinämät, edullisimmin koko runko-osan 1 elementti, jossa kammio sijaitsee, on valmistettu 20 sähköäjohtamattomasta, edullisesti kumi- tai muovi- pohjaisesta materiaalista.

Uedenalaista käyttöä silmälläpitäen veden hydrostaattisen paineen kompensoimiseksi liittyy kumpaankin kammioon E5 13 ja 14 paineentasausvälineet 11 ja IE. Tässä esimerkkitapauksessa painBentasausvälineet 11 Ja IE muodostuvat kumpikin sylinteristä 17, 18 ja siinä edestakaisin veden hydrostaattisen paineen mukaisesti liikkuvasta jousi-kuormitetusta männästä 15, 16. Sylinterin 15, 16 muodos-30 taa runko-osan 1 läpi ulottuva Ja keskiosastaan avarrettu ontelo, Joka toisesta päästään avautuu runko-osan 1 ulkopuoliseen tilaan ja toisesta päästään väliainetta sisältävään kammioon 13,14, Jolloin runko-osan 1 ulkopuolella Ja kammiossa 13,14 vallitsee olennaisesti yhtä-35 suuri paine. Tämän painekompensaation ansiosta voidaan kammioita rajoittavien tiivisteiden lujuutta ja kuormitusta olennaisesti keventää verrattuna tilanteeseen,

II

5 77795 jossa ei olisi käytettävissä lainkaan paineentasausta. Kuvion mukaisessa esimerkissä on kärkiosana 3 käytetty kahta, välimatkan päähän toisistaan, samankeskisesti sovitettua, sähköäjohtavaa, laippamaista elintä 31 ja 5 32. Lähempänä runko-osaa 1 sijaitseva elin 32 on kiinni tetty irroitettavasti ulommalle akselielimelle 21 Ja etäämpänä runko-osasta 1 sijaitseva elin 31 samoin irroitettavasti sisemmälle akselielimelle 22. Leikkuutyö-kaluksi sovitettuun laitteseen kuuluu lisäksi välineet 10 4,5,6 ja 7 leikkaavan aineen syöttämiseksi laippamaisten elinten 31 ja 32 sekä leikattavan materiaalin väliin. Tässä yhteydessä on syytä korostaa sitä seikkaa, että laippamaiset elimet 31 ja 32 eivät osallistu mekaanisesti itse leikkuutapahtumaan vaan toimivat olennaisesti 15 sähkövirtaa leikattavaan kohteeseen johtavina ja valo-kaaren muodostavina välineinä. Leikkaavana materiaalina käytetään edullisimmin tahnamaista tai jauhemaista valo-kaaressa palavaa ns. termiittistä ainetta, esim. alumiini jauhella seostettua grafiittirasvaa, joka sulatta 20 leikattavan materiaalin halutusta kohdasta.

Kuvion mukaisessa esimerkkitapauksessa kuuluu leikkaavan aineen syöttövälineisiin pakkosyöttölaite 7, esim. ruu-vipumppu, jota käyttää akselia 2 pyörittävän voimalait-25 teen Cei esitetty} ulosottoakseli B voimanvälityselinten 9 ja 10 avulla. Tässä esimerkkitapauksessa on käytetty hammaspyörävälitystä, jolloin toinen hammaspyöristä 10 on sovitettu akselille B ja toinen ruuvi-pumpun 7 akselille. Pakkosyöttölaitteesta 7 johtaa en-30 simmäinen leikkaavan aineen virtauskanava 6 sisempää akselielintä 22 ympäröivään rengasmaiseen kammiotilaan 5. Leikkaavan aineen ohjaamiseksi laippamaisten slinten 31 Ja 32 välistä leikkauskohteeseen kuuluu syöttöväli-neisiin lisäksi toinen lBikkaavan aineen virtauskanava 35 4, joka alkaa kammiotilasta 5, kulkee keskeisesti sisem män akselielimen 22 sisäpuolella ja päättyy säteettäi-siin ulostulokanaviin, jotka avautuvat laippamaisten ε 77795 elinten 31 ja 32 väliseen tilaan.

Koska alumiinirakaita sisältävä leikkausaine on sähköä-Johtavaa on ainakin toinen virtauskanava 4 Ja sen sä- 5 teettäiset ulostulokanavat vuorattu sähköäeristävällä pinnoitteella, jotta sähkövirta ei pääsisi Johtumaan leikkausaineen välityksellä akselista 2 pakkosyöttölait-tBeseen 7 tai akselia 2 pyrittävään voimalaiteeseen. Sähkövuotojen eliminoimiseksi on akselin 2 ja voiman-10 ulosottoakselin 0 välille sovitettu lisäksi sähköäeris-tävää materiaalia olBva välikappale.

Jotta valokaari pääsisi syntymään tarkoitetussa paikassaan eli laippamaisten elinten 31 ja 32 ulkokehän 15 välittömässä läheisyydessä eikä esim. laippamaisten elinten 31 ja 32 välissä on laippamaisten elinten 31 ja 32 vastimpinnat varustettu sähköäeristävällä kerroksella 33 Ja 34. Laippamaiset elimet 31 Ja 32 voidaan luonnollisesti kokoonpanoa myös muilla tavoin, esim. siten että 20 niiden sisällä kulkee sähköjohtamattomaan materiaaliin upotettuna sähköäjohtavasta keskiörengasosasta sormimaisia sähkönjohtimia sähköäjohtavaan ulkokehään.

Työskentelyturvallisuuden lisäämiseksi laippamaiset eli-25 met 31 ja 32 on koteloitu esim. laitetta työkohdetta vasten painettaessa toistensa leukamaisesti sisäkkäin kääntyvien ja runko-osaan kiinnitettyjen kotelopuolisko-Jen 10,20 sisään. Kotelopuoliskot ovat edullisimmin jousikuormitettuja, jolloin ne painautuvat automaatti-30 sesti toisiaan vasten nostettaessa laite irti työkoh teesta. Lisäksi kotelopuoliskojen sisäkehät on muotoiltu vastaamaan olennaisesti laippamaisten elinten 31 ja 32 kehää ja ne on edullisesti tiivistetty laippamaisten elinten suhteen, Jolloin vältetään paitsi ympäröivän 35 veden liiallinen sisäänvirtaus myös leikkuuaineen tarpeeton virtaus kotelon sisään tai ulos kotelosta.

Il 7 77795

Leikkuuaineen hävikin pienetämiseksi Ja sen ohjaamiseksi mahdollisimman tarkasti leikattavaan kohteeseen on laip-pamaisia elimiä 31 ja 32 ympäröivän kotelon sisäpuolelle kiinnitetty olennaisesti liikkumattomasti suutinväline, 5 Joka ohjaa sätettäisistä ulostulokanavista virtaavan leikkuuaineen laippamaisten elinten 31 Ja 32 kehien siihen vyöhykkeeseen, joka kulloinkin on kohdakkain leikattavan kohteen kanssa. Tällöin valokaari pääsee muodostumaan laippamaisten elinten 31 ja 32 välissä 10 ainostaan yhdessä kohdassa. Tällaisena ohjausvälineenä voidaan käyttää esim. liikkumatonta laippamaisten elinten 31 ja 32 välistä akselin 2 osaa ympäröivää rengas-hoikkia, jonka seinämässä on yksi läpimeno leikkuuainet- ta varten, ja josta johtaa esim. putkimainen leikkuu-15 aineen virtauskanava laippamaisten elinten 31 ja 32 kehälle.

Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaisesti toisen virtauskanavan 4 säteettäiset ulostulokanavat on muodas-20 tettu akselin 2 päähän irroitettavasti kiinnitettyyn päätykappaleeseen 24. Tällöin kärkiosaa ja päätykappa-. letta , joka voi olla myös kokonaisuudessaan sähköäjoh- tavaa materiaalia keksinnön mukainen laite on nopeasti muunnettavissa leikkuukäytöstä muihin käyttösovellutuk-25 siin, joista tärkeimpinä mainittakoon; hitsaus pituusakselinsa ympäri pyörivällä hitsauselektrodilla, Jolloin maadoitus voidaan järjestää tapahtuvaksi esim. perusainetta vasten pyörivän ja hitsauselektrodia ympäröivän hoikin avulla; metallipinnan puhdistus ja pinnoitus, 30 jolloin käytetään yhtä toiseen akselielimeen kiinnitettyä laippamaista elintä ja puhdistus- tai pinnoitusaine syötetään sisemmässä akselissa olevan toisen virtaus-kanavan kautta edullisimmin käsiteltävän pinnan ja laip-pamaisen elimen väliin.

Keksintöä on kuvattu edellä vain sen erään edullisen sovellutusmuodon avulla. Tällä ei ole kuitenkaan haluttu 35 77795 a millään tavoin rajata keksintöä vaan keksintä ja sen sovellutukset voivat yksityiskohdiltaan poiketa huomattavastikin edellä selostetusta ja siihen voidaan tehdä merkittäviäkin muunnelmia oheisten patenttivaatimusten 5 puitteissa.

Il

Claims (11)

1. Laite vedenalaista työskentelyä, edullisesti metalli-rakenteiden kuumentamista, hitsausta, polttoleikkausta, 5 puhdistusta ja elektrolyysipinnoistusta, varten, johon laitteeseen kuuluu runko-osaan Cl) sovitettuina pyöritettävä sähköäjohtava akseli (2), Joka johtaa sähkövirran akselin C2) päähän irroitettavasti kiinnitetyyn Ja akselin C2) mukana pyörivään kärkiosaan C3), kuten 10 kuumennusholkkiin, hitsauselektrodiin, leikkuu-, puhdistus- ja/tai pinnoituslaikkaan, tunnettu siitä, että akseliin C2) kuuluu, edullisesti samankeskisesti, sisäkkäin sovitettuina ulompi akselielin C21) Ja sisempi akselisiin C22), jotka on eristetty sähköisesti toisis-15 taan, että runko-osaan Cl) on muodostettu kaksi paineen-tasausvälineillä Cll,12) varustettua kammiota ¢13,14), Joissa on nestemäistä sähköäjohtavaa väliainetta, ja Joista ensimmäinen C13 tai 14) on yhteydessä sähkö-lähteen ”+”-napaan Ja ympäröi yhtä sisäkkäin sovitetuis- 20 ta akselielimistä C21 tai 22) ja toinen Cvast. 14 tai 13. yhteydessä sähkölähteen ’’-’’-napaan ja ympäröi vast, toista sisäkkäin sovitetuista akselielimistä C 22 tai 21), ja että kärkiosa C3) on sähköäjohtava ja kaksiosainen, jolloin sen ensimmäinen osa C31) liittyy yhteen 25 akselielimeen C21 tai 22) ja toinen osa C32) vast, toiseen akselielimeen C22 tai 21).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että akselielimien C21.22) vastinpintojen väliin 30 on sovitettu sähköäeristävä välielementti C23), ja että akselielimien C21,22) vastinpintojen profiilit on muotoiltu toisiaan vastaaviksi, siten että akselielimien C21.22) pyöriminen toistensa suhteen on estetty.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laite, tun nettu siitä, että paineentasausvälineisiin Cll ja 12) kuuluu kumpaankin Jousikuormitteinen mäntä C15,16), 10 77795 joka on sovitettu liikkumaan sylinterimäisessä ontelossa ¢17,18), joka toisesta päästään avautuu runko-osan ulkopuoliseen tilaan Ja toisesta päästään väliainetta sisältävään kammioon ¢13,14). 5

4. Jonkin edeltävän patenttivatimuksen 1...3 mukainen laite, t unnettu siitä, että ainakin kammioita C13 ja 14) rajoittava runko-osan Cl) seinämä on olennaisesti sähköäjohtamatonta materiaalia. 10

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1...4 mukainen laite, joka on tehty leikkuutyökaluksi, tunnettu siitä, että kärkiosa (3) käsittää ainakin kaksi välimatkan päähän toisistaan samankeskisesti sovitettua 15 laippamaista elintä C31,32), joista toinen, edullisesti lähempänä runko-osaa Cl) sijaitseva laippaelin C32) on kiinnitetty ulompaan akselielimeen C21) ja toinen, edullisesti etäämpänä runko-osasta Cl) sijaitseva laippaelin C31), on kiinnitetty sisempään akselielimen C22), Ja 20 että työkaluun kuuluu syöttövälineet C4,5,B,7) leikkaa-van, aineen , joka palaa laippamaisten elinten ¢31,32) välille syntyvässä valokaaressa, syöttämiseksi laippamaisten elinten ¢31,32) ja leikattavan materiaalin väliin, Jolloin leikattava materiaali sulaa. 25

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että leikkaavan aineen syöttövälineisiin kuuluu pakkosyöttölaite C7), edullisesti ruuvipumppu, Jota käyttää akselia (2) pyörittävän voimalaitteen voimanulos- 30 ottoakseli C8) voimanvälityselinten C8.10) avulla, ensimmäinen leikkaavan aineen virtauskanava CG), Joka ulottuu pakkosyöttölaitteesta C7) sisempää akselielintä C22) ympäröivään rengasmaiseen kammioon C5) Ja toinen leikkavan aineen virtauskanava C4), Joka alkaa kammiosta

35 C5),kulkee, edullisesti keskeisesti, sisemmän akseli- elimen C22) sisäpuolella ja päättyy olennaisesti säteet-täisiin ulostulokanaviin, jotka avautuvat laippamaisten 11 77795 elinten C31 ja 321 välitilaan.

7. Patenttivatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, Bttä ainakin toinen virtauskanava ¢41 ja sen 5 ulostulokanavat on eristetty sähköisesti sisemmästä akselielimestä ¢221, ja että laippamaisten elinten ¢31,321 toisiaan päin olevat pinnat on varustettu säh-köäeristävällä kerroksella ¢33,341.

10 B. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että leikkaavan aineen toisen virtauskanavan ¢41 ulostulokanavat on muodostettu sisemmän akselielimen ¢41päähän irroitettavasti kiinnitettyyn päätykappaleeseen ¢241. 15

3. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 4...B mukainen laite, tunnettu siitä, että laippamaiset elimet ¢31,321 on koteloitu kahden leukamaisesti, ja edullisesti sisäkkäin kääntyvien kotelopuoliskojen ¢13,201 sisään. 20

10. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 4...3 mukainen laite, t u nnett u siitä, että laippamaisten elinten ¢31,321 väliin on sovitettu olennaisesti liikku-mattomasti väline leikkuuaineen ohjaamiseksi laippamais-25 ten elinten ¢31,321 kehän siihen vyöhykkeeseen, Joka kulloinkin on kohdakkain leikattavan kohteen kanssa. 12 77795