CN102011372B - 一种隧道吹扫除尘车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道吹扫除尘车，包括吹扫吸尘系统、净化系统、地面清扫系统、动力和控制系统以及输气吹风吸尘降尘系统、照明监控系统。本发明的有益效果是：该除尘车在使用过程中不需要喷水从而节约了资源；利用风机产生的负压来吸走由刷子清扫下来的灰尘；利用车体两侧的吸尘管来清除少量由刷扫形成的浮尘，隧道上部是由吹扫管和吸尘管相配合工作，来完成隧道顶部的清扫，并在一个封闭的空间里完成气体和灰尘的分离，灰尘经过沉淀留在除尘箱的底部，分离后的气体经过风机由吹扫管再次吹到隧道顶部通过车体前端和两侧吸尘管进入除尘箱，这样往复循环，保证气体不外泄，从而解决了在清扫过程中造成的扬尘二次污染，更有效的清扫灰尘。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道清扫设备，尤其涉及一种用于隧道内道路崎岖不平的小型隧道清扫装置。
背景技术
对于某些军用小型隧道或特殊用途隧道，其内部空间相对封闭，空间狭窄，人工无法进入。因此，必须采用专业设备清洗对隧道进行清洗。通过检索发现现有的专利产品或常用的隧道清扫设备都有一个共同的弊病：很难应付隧道内多变诸如崎岖不平的路面情况，即对隧道内的路面要求严格。使用这些设备如某些专利产品的使用单位反映，目前的隧道路面清扫设备都有诸多不足。除了以上所述的清扫设备很难通过狭小、路面多变的隧道外，设备的清扫也存在诸多欠缺。
目前对于物体表面灰尘的清扫方法主要有三种：刷扫式除尘、清洗式除尘、吸附式除尘。对于刷扫式除尘，刷扫式清扫车在清扫过程中扬尘严重，无法清除物体表面的细微灰尘，容易造成二次污染。清洗式除尘，由于要喷水，不但浪费水资源，北方冬季气候寒冷，容易结冰，影响正常作业。吸附式除尘，对于一些固结在物体表面的灰尘，清扫效果较差；而且在粉尘多时，二次扬尘大多依然严重，难以根本上消除，特别是在北方风沙较大的地区，这种现象更为突出。使用以上单一的方法对直径较小(高度小于1.5m)的隧道的清理效果均不理想。
因此，狭小隧道的清扫工作中急需提供一种能应付隧道内多变的路面情况且能克服上述清扫过程中碰到的技术难题的隧道清扫除尘设备。
发明内容
为了解决小隧道难以清理、隧道内路面崎岖不平、一般清扫车难以行走的问题，以及一般清扫车在清扫过程中喷水浪费水资源、冬季北方结冰不易作业、粉尘随气体排入大气照成二次污染等问题，本发明提供了一种隧道吹扫除尘车。
本发明所提供的一种隧道吹扫除尘车，包括吹扫吸尘系统、净化系统、地面清扫系统、动力和控制系统以及输气吹风吸尘降尘系统、照明监控系统。所述吹扫吸尘系统包括安装在除尘车车体前端的吹扫管和吸尘管、偏心轮机构，所述吹扫管前端设有吹扫喷头，所述吸尘管前端设有前端吸尘头，所述吹扫管和吸尘管由三角支架支撑，所述吹扫喷头由吹扫喷头支架支撑，所述前端吸尘头由吸尘头支架支撑，所述偏心轮机构在电机带动下低速旋转以带动安装在除尘车车体前端的吹扫喷头支架在一定的角度内往复摆动，从而使清扫更加彻底。
所述净化系统包括安装在除尘车车体两侧的侧部吸尘头以及设置在除尘车车体上部的除尘器，所述除尘器内设有环形旋转分离器，所述侧部吸尘头通过侧吸尘通道与所述环形旋转分离器相连接。所述除尘器通过胶管与所述吹扫管和吸尘管相连。
所述地面清扫系统包括安装在除尘车车体下部的清扫刷、底部吸尘头，所述清扫刷通过减速器与电机相连接，所述清扫刷靠近地面并与地面成一小于90度的倾角，所述底部吸尘头位于除尘车车体下部靠后的位置处，所述底部吸尘头通过带有法兰的通风管道与除尘器相连接。
所述动力和控制系统包括安装在除尘车车体上部的控制箱，所述控制箱内设有柴油发电机、电动机、PLC。
所述输气吹风吸尘降尘系统包括设置在除尘器内的风机，所述风机和所述环形旋转分离器通过通风管道分别与底部吸尘头和除尘车车体两侧的侧部吸尘头相连。
所述照明监控系统包括安装在除尘车车体前端两侧以及车尾的LED照明灯、安装在除尘器壳体上的红外无线摄像头。
优选地，所述清扫刷与地面所成的倾角为10-15°。
优选地，所述除尘车车体下部两侧还设有六个行走脚，所述六个行走脚均匀分部在车体两侧。
优选地，所述行走脚的两侧前行走脚和后行走脚处分别装有用于控制车辆行走路线、防止车辆走偏的红外测距仪。
优选地，除尘车车体下部设有带动除尘车的履带，所述履带采用橡胶材质。
本发明所提供的除尘车采用喷气、刷扫和吸扫相结合。该除尘车在使用过程中不需要喷水从而节约了资源；利用风机运转产生的负压来吸走由刷子清扫下来的灰尘；利用车体两侧的吸尘管来清除少量由刷扫形成的浮尘，隧道上部是由吹扫管和吸尘管相配合工作，以完成隧道顶部的清扫，并在一个封闭的空间里完成气体和灰尘的分离，灰尘经过沉淀留在除尘箱的底部，分离后的气体经过风机由吹扫管再次吹到隧道顶部通过车体前端和两侧吸尘管进入除尘箱，这样往复循环，保证气体不外泄，从而解决了在清扫过程中造成的扬尘二次污染，减少空气中的浮沉，更有效的清扫灰尘。
附图说明
图1所示为本发明所述隧道吹扫除尘车实施例一蜘蛛式隧道吹扫除尘车的主视图；
图2所示为图1的A向视图；
图3所示为图1的B向视图；
图4所示为图1的C向视图；
图5所示为本发明所述隧道吹扫除尘车实施例二履带式隧道吹扫除尘车的主视图；
图6所示为图5的A向视图；
图7所示为图5的B向视图；
图8所示为图5的C向视图
图中：
1、吹扫喷头；2、吹扫喷头支架；3、车体；4、减速器；5、清扫刷；6、底部吸尘头；7、行走脚；8、吸尘通道；9、侧吸尘通道；10、侧部吸尘头；11、除尘器；12、控制箱；13、红外无线摄像头；14、三角支架；15、吸尘头支架；16、前端吸尘头；17、偏心轮机构；18、LED照明灯；19、履带。
具体实施方式
现参照附图1-8，结合具体实施例对本发明做进一步的描述：
本发明所提供的一种隧道吹扫除尘车，包括吹扫吸尘系统、净化系统、地面清扫系统、动力和控制系统以及输气吹风吸尘降尘系统、照明监控系统。所述吹扫吸尘系统包括安装在除尘车车体3前端的吹扫管和吸尘管、偏心轮机构17，所述吹扫管前端设有吹扫喷头1，所述吸尘管前端设有前端吸尘头16。所述吹扫管和吸尘管由三角支架14支撑。所述吹扫喷头1由吹扫喷头支架2支撑，所述前端吸尘头16由吸尘头支架15支撑。所述偏心轮机构17在电机带动下低速旋转以带动安装在除尘车车体3前端的吹扫喷头支架2在一定的角度内往复摆动，从而使清扫更加彻底。
所述净化系统包括安装在除尘车车体3两侧的侧部吸尘头10以及设置在除尘车车体3上部的除尘器11，所述除尘器11内设有环形旋转分离器，所述侧部吸尘头10通过侧吸尘通道9与所述环形旋转分离器相连接。所述除尘器11通过胶管与所述吹扫管和吸尘管相连。该侧吸尘通道9可以是带法兰的通风管道。
所述地面清扫系统包括安装在除尘车车体3下部的清扫刷5、底部吸尘头6，所述清扫刷5通过减速器4与电机相连接，所述清扫刷5靠近地面并与地面成一小于90度的倾角。优选地，所述清扫刷5与地面所成的倾角为10-15°。所述底部吸尘头6位于除尘车车体3下部靠后的位置处，所述底部吸尘头6通过带有法兰的通风管道与除尘器11相连接。
所述动力和控制系统包括安装在除尘车车体3上部的控制箱12，所述控制箱12内设有柴油发电机、电动机、PLC。
所述输气吹风吸尘降尘系统包括设置在除尘器11内的风机，所述风机和所述环形旋转分离器通过通风管道分别与底部吸尘头6和除尘车车体3两侧的侧部吸尘头10相连。
所述照明监控系统包括安装在除尘车车体前端两侧以及车尾的LED照明灯18、安装在除尘器11壳体上的红外摄像头，优选为红外无线摄像头13。
在其中一个实施例中，所述除尘车包括一个能行走的车体3，车体3的行走利用仿生学，采用六个行走脚7爬行。这样能够保证车体顺利的通过隧道内某些复杂地段。车体上装载一个除尘器11，由直流电机带动除尘器11内的风机高速旋转。优选地，所述除尘车车体3下部两侧还设有六个行走脚7，所述六个行走脚均匀分部在车体两侧。优选地，所述行走脚7的两侧前行走脚和后行走脚处分别装有用于控制车辆行走路线、防止车辆走偏的红外测距仪。
前端的吹扫喷头1和前端吸尘头16相互配合工作，前端的吹扫喷头支架2上均匀分布着15个吹扫喷头，可以有效的覆盖到隧道顶部和两侧面。每个吹扫喷头可以自由升降，在测距传感器的控制下以适应高度的变化，从而保证始终与吹扫面保持合适距离和有效吹扫高度，能够有效的处理隧道内发生的高度变化，效率高，能耗小。
前端的吹扫喷头支架2在一个偏心轮机构17带动下可以在一定角度内往复摆动，这样可以把物体表面清除的更彻底，并且可以在一定程度上增大清扫面积。吹扫喷头1的材质为铝合金或其他金属材质。前端吸尘头16同样是由15个均匀分布在吸尘头支架15上的吸尘头组成。每个吸尘头可以覆盖到其对应的吹扫喷头吹扫的范围。其高度随吹扫喷头的高度变化而变化，始终保持在有效的吸尘范围之内。吸尘头使用塑料材质，形状类似于漏斗形。
清扫车的两侧的侧部吸尘头10，它由4个吸尘孔组成，该侧部吸尘头10与侧吸尘管道9连同。在吸尘头外侧增加与地面平行和垂直的翼板，使气流分布均匀，延长吸孔对灰尘的有效作用时间，可以提高吸净度。翼板采用塑料材质，可以拆卸，便于清洗，同时也减轻了车体的重量。
在清扫车的地面清扫系统中，清扫刷5把轻垃圾和灰尘颗粒扫起，同时在风机对吸尘通道8产生强大抽力的作用下，形成一浮一吸，使轻垃圾及灰尘由底部吸尘头6被吸到吸尘通道8中，最终进入除尘器11，完成垃圾的清理。在底部吸尘头6的后面同时设有与地面垂直的翼板，可以提高对地面灰尘和轻垃圾的吸净度。此翼板的材质为橡胶材质，可以使其与地面接触更紧密，通过螺栓与吸尘头相连接，便于更换。
该除尘车由柴油发电机提供电源，带动电动机旋转，通过一系列的传动结构实现各部件的运动。运动过程通过PLC控制，通过距离传感器传回的信号来控制前端吹扫喷头1和前端吸尘头16的升降。
吹风吸尘降尘系统用于吸附起灰尘和轻垃圾经过吸尘通道8进入除尘器11。除尘器11内设有环形旋转分离器，轻垃圾和灰尘颗粒沿管壁降落，环形旋转分离器的直径在末端突然变大，轻垃圾和灰尘颗的旋浮大大下降，因而绝大部分轻垃圾和灰尘降到除尘器11的下部。经过分离的空气，通过除尘器11，胶管，再次到达吹扫喷头1，然后再经由前端吸尘头16将吹扫下来的灰尘，通过吸尘管道进入除尘器11，循环进行，气体在一个闭环的回路中运动，气体基本不外溢，从而有效地解决了二次扬尘污染的问题。
清扫车由六个行走脚7支撑，通过六个行走脚7的配合，来完成车辆的行走，行走脚7的下端是由橡胶垫作为保护，一方面可以增大行走脚7与地面的摩擦力，减少震动，使清扫车行走更加平稳；另一方面可以延长行走脚7的使用寿命。六个行走脚7由单独的电机驱动，六个行走脚7均采用相同的结构，行走脚7的抬高和迈进采用两个电机单独控制，行走脚7上面的电机利用一个凸轮机构，实现脚的提升。脚下面7的电机通过减速机构，实现脚的迈进，其中前四个行走脚7实现向前迈的动作，后两个脚向前推动，从而使车体向前行走。行走时各个脚的具体动作顺序为：左前脚先抬高，再向前迈进，落下；往下依次是左右行走脚，左中行走脚，右中行走脚，各个行走脚的动作完成之后，两个后行走脚完成向前推进的动作。每只行走脚7底部都装有霍尔传感器，当脚通过崎岖不平的路面的时候，通过传感器来感知行走脚是否已经踏在障碍物上，从而对行走脚的动作做出调整。当某只行走脚接触到地面的障碍物时，通过PLC控制行走脚上部控制脚升降的伺服电机延迟10ms停转，这样可以保证行走脚稳固的接触到障碍物的表面。
清扫车采用LED灯18作为照明发光源，因为LED灯的体积小，能耗少，亮度大，而且寿命长。采用LED灯18作为本车的照明可以有效的节约电能。在除尘器11上方配有红外无线摄像头13，摄像头13带有可旋转的云台，能对清扫车周围360°进行实时监控，采用无线摄像头，无需传输线路，摄像头配有红外装置，即使照明系统出现故障，也可以对隧道中的情况进行监控，随时查看清扫车在隧道内的情况，便于对车体做出相应的调整。
清扫车两侧装有红外测距仪，当车辆行走路线发生偏转时，红外测距仪测得实际的距离，与设定的允许的距离相比较，若在允许的范围内，则不做任何调整。若测得距离小于或大于允许值，通过PLC来控制各个行走脚的来调整方向，使车辆恢复正常的行走路线。
其优点包括：
采用柴油发电机供电，燃油经济、热效高、工况变化时，燃油消耗率曲线变化比较平坦，低负荷下也经济，工作可靠、耐久，因为没有点火系统，故障低；
不需水源、清洁剂等传统隧道清洁工具，节约了水资源和其他辅助的装置成本，用高压空气吹扫除尘，无需采用湿法降尘，避免了带水操作对设备本身的腐蚀；
喷扫、刷扫和吸尘同步，清扫和回收同步，有效的解决了二次扬尘的问题；
气流清扫代替普通的清扫，可以有效的清除物体表面凹坑，是目前最干净彻底的清扫方法；
采用行走脚作为前进的方式，可以使清扫车适应各种复杂的路面情况，顺利完成隧道清扫工作；
采用LED照明，有效的减少了电能的消耗，同时使车体更加美观；
车上装有无线摄像头，可以随时获知车辆周围的情况，可以更加直观方便的对车辆做出必要的调节；
在本发明的另一实施例中，车体3采用履带19带动，以保证车体3顺利的通过隧道内某些复杂地段。履带19采用橡胶材质制成，保证车体3在行走过程中的平稳性，同时也有效的减轻了车体的重量。除尘车由蓄电池提供电源，带动直流电机，通过一系列的传动结构实现各部件的运动。履带19的两个后带轮作为主动带轮，分别由一个电机驱动，两个履带可以分别控制，只需控制两个带轮的速度就可以实现车体的转弯，控制左边的履带停转，右边的履带向前旋转，车体可实现左转，相反，将右轮停转，左轮向前旋转，可以实现车体的右转。
其优点还包括：
采用电瓶供电，耗能小，无污染，效率高，工作人员劳动强度大大降低；
不需水源，清洁剂等传统隧道清洁工具，节约了水资源和其他辅助的装置成本，用高压空气吹扫除尘，无需采用湿法降尘，避免了带水操作对设备本身的腐蚀；
采用履带式车轮，可以使清扫车适应各种复杂的路面情况，顺利完成隧道清扫工作。
Claims (5)
1.一种隧道吹扫除尘车，包括吹扫吸尘系统、净化系统、地面清扫系统、动力和控制系统以及输气吹风吸尘降尘系统、照明监控系统，其特征在于：
所述吹扫吸尘系统包括安装在除尘车车体前端的吹扫管和吸尘管、偏心轮机构，所述吹扫管前端设有吹扫喷头，所述吸尘管前端设有前端吸尘头，所述吹扫管和吸尘管由三角支架支撑，所述吹扫喷头由吹扫喷头支架支撑，所述前端吸尘头由吸尘头支架支撑，所述偏心轮机构在电机带动下低速旋转以带动安装在除尘车车体前端的吹扫喷头支架在一定的角度内往复摆动，从而使清扫更加彻底；
所述净化系统包括安装在除尘车车体两侧的侧部吸尘头以及设置在除尘车车体上部的除尘器，所述除尘器内设有环形旋转分离器，所述侧部吸尘头通过侧吸尘通道与所述环形旋转分离器相连接，所述除尘器通过胶管与所述吹扫管和吸尘管相连；
所述地面清扫系统包括安装在除尘车车体下部的清扫刷、底部吸尘头，所述清扫刷通过减速器与电机相连接，所述清扫刷靠近地面并与地面成一小于90度的倾角，所述底部吸尘头位于除尘车车体下部靠后的位置处，所述底部吸尘头通过带有法兰的通风管道与除尘器相连接；
所述动力和控制系统包括安装在除尘车车体上部的控制箱，所述控制箱内设有柴油发电机、电动机、PLC；
所述输气吹风吸尘降尘系统包括设置在除尘器内的风机，所述风机和所述环形旋转分离器通过通风管道分别与底部吸尘头和除尘车车体两侧的侧部吸尘头相连；
所述照明监控系统包括安装在除尘车车体前端两侧以及车尾的LED照明灯、安装在除尘器壳体上的红外无线摄像头。
2.根据权利要求1所述的隧道吹扫除尘车，其特征在于：所述清扫刷与地面所成的倾角为10-15°。
3.根据权利要求1或2所述的隧道吹扫除尘车，其特征在于：所述除尘车车体下部两侧还设有六个行走脚，所述六个行走脚均匀分部在车体两侧。
4.根据权利要求3所述的隧道吹扫除尘车，其特征在于：所述行走脚的两侧前行走脚和后行走脚处分别装有用于控制车辆行走路线、防止车辆走偏的红外测距仪。
5.根据权利要求1或2所述的隧道吹扫除尘车，其特征在于：除尘车车体下部设有带动除尘车的履带，所述履带采用橡胶材质。
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