CN103169433B - 楼房外墙清洗工程施工系统 - Google Patents

Abstract

本发明是“楼房外墙清洗工程施工系统”，它系统、全面的解决了使用机械代替人清洗楼房外墙的问题，提高了施工的安全性、施工质量及施工速度，降低了施工成本。其具体由组合支架、提升设备、墙面清洗设备也称清洗蜘蛛人、水系统和吹灰系统、电气控制系统、实时电子监视系统及呼叫装置和用于向清洗蜘蛛人输送能源、控制指令及相关信号、清洗水(气)的设备即多功能通道组成。提升设备包括主电动提升机(或安装在墙面清洗设备上的爬升式提升机)及辅助提升机；主电动提升机起吊清洗蜘蛛人沿楼房外墙上下运动，并用其电动转刷借水系统喷出的水雾清洗楼房外墙。

Description

楼房外墙清洗工程施工系统

所属技术领域

本发明是一套完整的楼房外墙清洗工程的施工系统，它用于清洗楼房(更适合于高层建筑)外墙，从而能够取代当今用人以“蜘蛛人”的方式所从事的同类施工作业，并大大提高类似施工的安全性、施工质量及施工速度。从系统的组成看，它由可调高式便移动组合支架、电气控制系统、提升设备、水系统、吹灰系统、清洗蜘蛛人、实时电子监视系统组成。其派生设备还可用于进行楼房外墙其它施工，且无需搭设工程量浩大的脚手架。

背景技术

目前，楼房外墙清洗工程施工主要靠的是人工，由多人凭绳索从楼顶吊下以“蜘蛛人”的方式，手持高压水枪及其它擦拭工具清洗外墙。这种施工方法效率低(速度慢)、质量差(洗不干净)，且具有极大的安全隐患。

发明内容

本发明提供一套理想的楼房外墙清洗工程施工系统，它将开启一种新的施工模式，即用机器代替人同样用“蜘蛛人”的方式实施楼房外墙的清洗施工。这种新的施工模式在不威胁施工人员安全的前提下，还能大大提高施工质量和效率，降低施工成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明是一个完整的系统，它由置于被清洗楼房楼顶的可调高式便移动组合支架、电气控制系统、提升设备、水系统、吹灰系统、清洗蜘蛛人、实时电子监视系统、呼叫装置、移动式电缆储仓、移动式软管储仓组成。其中，清洗蜘蛛人则在被清洗楼房外墙面上运动。各系统的技术方案及功能分述如下：

1.可调高式便移动组合支架：该支架置于楼顶，为Z字型结构，它由伸出楼房外墙的悬臂，可调高式立柱及便于支架整体移动的底座三部分组成，并成为一体。为型钢制成。用于固定提升设备、水泵、临时水箱、输水管道楼顶端及相关阀门、空压机、计算机、计算机电缆楼顶端及起吊钢丝绳上下运动所需的滑轮设备及部件。

2.电气控制系统：电气控制系统主要由系统总配电控制箱、计算机电缆、位置开关等组成。他的功能主要是：

①引入外来电源用做施工电源。

②向提升设备供电并控制提升设备进行提升、下降、停止运行的操作。

③向水系统供电并控制水泵启停。

④向吹灰系统供电并控制其启停。

⑤清洗蜘蛛人供电并控制其工作状态。

⑥向实时电子监视系统供电。

⑦向防水照明灯供电，提供工作照明。

⑧向警示灯供电，提示被清洗楼房外墙下方的人员远离，以保安全。

由于雷电可能对电气控制箱操作员的安全构成威胁，系统总配电控制箱在采取专门防雷措施后另置它处。

3.提升设备：提升设备包括主电动提升机及辅助电动提升机。

①主电动提升机是安装在可调高的组合式支架底座上的电动提升机。该提升机的提升重量、提升速度及起吊钢丝绳长度满足施工要求。它的功能是在电气控制系统的控制下使清洗蜘蛛人上升、下降或悬停，从而使清洗蜘蛛人得以在其覆盖范围内，在上升及下降的过程中共两次以不同角度对楼房外墙进行清洗。

②辅助电动提升机也安装在组合支架底座上。其吊缆用于向清洗蜘蛛人在被提升及下降的过程中不间断的供电、供水、供气、传输控制指令及相关信号所需的电缆、软管提供重力支撑。以建立清洗蜘蛛人与楼顶设备之间的能源、清洗水、控制指令及相关信号的通道。

4.清洗蜘蛛人。主要由尺寸可调(/或不可调)的组合式高强度合金钢支架及固定在该支架上的减速机和由减速机从动轴带动的电动转刷组成。它的功能主要是在电气控制系统的控制下清洗楼房外墙。同时，在支架上固定有扇形水喷嘴及端子箱、电子监控摄像头、行程开关、地面操作按钮、防水照明灯、警示灯、小功率高音喇叭。

5.水系统：毫无疑问，清洗楼房外墙是离不开水和清洗剂的。水系统由临时水箱、水泵、阀门、输水管道、数个扇形喷嘴及固定扇形喷嘴的母管组成。它的功能主要是：由扇形喷嘴把由水泵产生的高压水(也可以是由水和清洗剂制成的混合液体)变成扇形的高压水雾以固定的角度喷向被清洗的墙面，以备电动转刷更有效地清洗楼房墙面。水源来自被清洗楼房的供水系统。

6.吹灰系统：对于浮灰特别多的墙面，需先行用高压空气吹去浮灰，再行洗刷效果更好。吹灰系统由空压机及阀门、输气管道、数个扇形喷嘴及固定扇形喷嘴的母管组成。其输气管道、扇形喷嘴及固定扇形喷嘴母管与水系统共用。

7.实时电子监视系统：实时电子监视系统由摄像头、视频通道(计算机电缆中的专用屏蔽回路或采用无线通道)及视频及音频显示装置(可用PC机显示)组成。它的功能主要是实时监视清洗蜘蛛人的位置及具体工作状态，以便操控人员心中有数，即时操控，以保施工质量及安全。

8.呼叫装置：楼房外墙清洗工程施工系统的施工人员由置于楼顶的“楼面工作人员”及置于被清洗楼房外墙下方的“地面工作人员”两部分人员组成。楼房外墙清洗施工需“楼面工作人员”及“地面工作人员”密切协同工作。这就要求有一套经专门设计的楼顶与地面的方便有效的、可供多人同时使用的呼叫装置。它由麦克风、放大电路、喇叭及音频通道(计算机电缆中的专用屏蔽回路)组成。

9.移动式电缆储仓：由轻型型钢制成，主体圆形，用于方便的存入、放出电缆。并确保计算机电缆在存入、放出、储存、运输过程中不被损坏。

10.移动式软管储仓：由轻型型钢制成，主体圆形，用于方便的存入、放出输水(气)软管。并确保输水(气)软管在存入、放出、储存、运输过程中不被损坏。

附图说明

图1-1、图1-2、图1-3、图1-4、图1-5、图1-6、图1-7是电气供电及控制原理图；

图2是清洗蜘蛛入结构示意图；

图3是水清洗系统及吹灰系统示意图；

图4是楼房外墙清洗工程施工系统主体示意图。

具体实施方式：

电气供电及控制原理图(图1-1、图1-2、图1-3、图1-4、图1-5、图1-6、图1-7)说明：系统总配电控制箱由箱体、接触器、按钮、信号灯、继电器、保险器、空气开关、连板、二次线、端子排等组成。用来承接外来引入电源用作施工电源，向主、辅电动提升机、水泵、空压机、清洗蜘蛛人、电子监控系统、照明灯、警示灯等设备供电并控制其运行。

高位位置接点GWJD：当清洗蜘蛛人上行至整定最高位时，GWJD切断主电动提升机电源使清洗蜘蛛人停止上行，并经1～3秒延时后自动启动主电动提升机使清洗蜘蛛人下行，继续清洗工作。

主、辅电动提升机吊缆过载接点GZZ、GZF：当主、辅电动提升机吊缆因异常原因过载时，GZZ或GZF切断主或辅电动提升机电源使主或辅电动提升机停止工作，以便工作人员查明原因，进行处理，以免发生事故。

主、辅电动提升机地面操作“升”、“降”、“停”按钮：主、辅电动提升机均可楼顶操作及地面操作。

低位位置接点DWJD：当清洗蜘蛛人下行至指定位置时(如地面)，DWJD切断主电动提升机，使清洗蜘蛛人停止继续下行，则一个工作循环结束，也为下一个工作循环开始创造条件。

清洗蜘蛛人结构示意图(图2)说明：它由高强度合金钢制成的可(/非可)变形的框架及安装在框架上的电动转刷、减速机、水(气)母管、喷嘴、定位轮、护板、端子箱、位置开关、地面操作按钮、监控摄像头、小功率高音喇叭、照明灯、警示灯等构成。电动转刷主轴与减速机的连接采用带轮加三角带(或键、齿轮)传动。

清洗蜘蛛人由主电动提升机的两根吊缆悬吊以上下运动。电缆及输水(气)软管顺辅助电动提升机的吊缆引至清洗蜘蛛人，以建立清洗蜘蛛人至楼顶设备的能源、清洗水、控制指令、视频及音频信号所需的通道。清洗蜘蛛人的水平移动靠楼顶组合支架的便移动性实现。护板的作用是围护电动转刷以防污水飞溅，并可便于污水集中设管排放，亦便书写广告。清洗蜘蛛人上用电设备电源均经端子箱引接。

清洗蜘蛛人可根据被清洗楼房外墙的凹凸程度、表面材质及雇主要求设计多种方案，图示仅为最基本的方案。

水清洗系统及吹灰系统示意图(图3)说明：水清洗系统及吹灰系统共用一根输送软管。对于浮灰特别多的墙面，需先行用高压空气吹去浮灰时，则停水泵、关闭阀门1；开空压机，使空压机储气罐储到适当压力，打开阀门2及阀门3即可进行墙面吹灰作业了。对于浮灰较少而无需进行吹灰作业的墙面，，则停空压机、关闭阀门2、开水泵、打开阀门1及阀门3即可进行墙面的水清洗作业了。

楼房外墙清洗工程施工系统主体示意图(图4)说明：该图提纲携领描述了楼房外墙清洗工程施工系统的设计思路，同时重点讲述了该系统楼顶设备的布置要点及由辅助电动提升机吊缆向清洗蜘蛛人在被提升及下降的过程中不间断的供电、供水、供气、传输控制指令及相关信号所需的电缆、软管等提供重力支撑。以建立清洗蜘蛛人至楼顶设备的能源、清洗水、控制指令及相关信号的通道的方法。

楼顶设备中的总配电控制箱经楼顶端子箱接入，接入电缆外套钢管(钢管长度不小于15米并经多点可靠接入楼房接地网)以防雷。总配电控制箱本体及视频信号显示屏置于楼顶耳房内。

一、楼房外墙清洗系统设备现场安装及调试——清洗前准备工作：

1.清洗现场人员组成：楼房外墙清洗工程施工现场设总负责人一人，负责施工指导、监督及其它工作。楼顶施工人员由三人组成，其中一人为主操作员兼组长。地面施工人员由二人组成，其中一人为组长。主操作员同时有协调地面施工人员的职责及权力。必要时主操作员兼施工现场总负责人。

2.由地面施工人员在被清洗楼房外墙地坪距楼房外墙足够距离(如15米，视楼房高低而定。)处布置安全警戒线，线内为警戒区，禁止无关人员进入，以保安全。

3.将清洗蜘蛛人运至被清洗外墙的清洗始端地坪适当位置(安全警戒线之外)，由地面施工人员现场检查清洗蜘蛛人的电气接线及各附件，确保其正确完好。

4.将呈散件的可调高式便移动组合支架、系统总配电控制箱、计算机电缆、主、辅电动提升机及索具、临时水箱、水泵、阀门、输水管道、监控用计算机、空压机(对于浮灰特别多的墙面需进行高压空气吹灰时)等运至被清洗楼房的楼顶(可经业主电梯)。由施工人员进行现场组装并做好设备外壳电气接地。

5.对主电动提升机送电，用试电笔检查组合支架及其他设备外壳，确认其接地良好并检查电机转向正确。开动主电动提升机将起吊钢丝绳及吊钩经滑轮徐徐送至被清洗外墙的清洗始端地坪后，切断主电动提升机电源。起吊钢丝绳下送时，地面施工人员应撤离警戒区。

6.由地面工作人员把起吊钢丝绳吊钩与清洗蜘蛛人的吊环挂好锁牢。

7.对辅助电动提升机送电，用试电笔检查组合支架及其他设备外壳，确认其接地良好并检查电机转向正确。将辅助电动提升机起吊钢丝绳穿入滑轮后，把起吊钢丝绳与计算机电缆(含摄像头音、视频通道)及输水(气)软管的地面端用特制的卡具固定牢靠(计算机电缆及输水软管不穿入滑轮)，开动辅助电动提升机，使辅助电动提升机起吊钢丝绳徐徐下行，同时每隔5～10米用卡具固定一次。注意使计算机电缆及输水软管适当放松，不使受力。以达到用辅助电动提升机起吊钢丝绳支撑电缆及软管重力的目的。使起吊钢丝绳徐徐下行至被清洗外墙的清洗始端地坪，并留有一定裕度。切断辅助电动提升机电源及系统总电源。辅助电动提升机起吊钢丝绳、计算机电缆及软管下行时，地面施工人员应撤离警戒区。上、下两部分施工人员对计算机电缆及软管与起吊钢丝绳的固定观察无异常(确保计算机电缆及软管与提升机起吊钢丝绳经卡具固定牢靠)。

8.把计算机电缆接入清洗蜘蛛人端子箱，把输水管道与清洗蜘蛛人固定扇形喷嘴的母管接通。把辅助电动提升机吊索地面端与清洗蜘蛛人固定牢靠。此工作应在安全警戒线之外进行。

9.在上述1～8项现场组装工作完成后接通水源，给临时水箱注入七成水。

10.在上述1～9项工作完成并检查无误后对整个施工系统送电(包括清洗蜘蛛人)。检查水泵、空压机转向正确并用试电笔检查组合支架及清洗蜘蛛人外壳电气接地确已正常。如有异常则加以处理。

11.检查无误后对电动转刷通电试转，确保转向正确。对照明灯、警示灯及电子监控系统、呼叫装置试运行，确保其运行正常。

12.由地面工作人员用小绳诱着清洗蜘蛛人，由地面工作组长通知楼面主操作员启动主电动提升机提升主起吊钢丝绳使起吊钢丝绳带劲从而使清洗蜘蛛人位置移动到主电动提升机起吊钢丝绳下方投影位置。此项操作过程中地面工作人员应始终站在警戒线之外。

13.上述1～12项工作完成后，地面施工人员撤出安全警戒区。由地面施工组长向楼面主操作员报告：“地面准备工作已完成，安全警戒线设置完毕，地面施工人员(含施工人员及其他人员)已撤出安全警戒区，可以开始第一个循环的清洗工作。”

二、楼房外墙具体清洗工作的第一个循环(含部分调试内容)：

1.楼面主操作员接到地面施工组长“地面准备工作已完成，安全警戒线设置完毕，地面人员(含施工人员及其他人员)已撤出安全警戒区。可以开始第一个循环的清洗施工。”的报告，并通过实时监控装置查看核实地面人员确已撤出安全警戒区后，宣布清洗工作的第一个循环开始。

2.主操作员经检查“自动下行连板LB2”确在断开位置后，操作电气控制箱相关按钮启动水泵，经实时电子监视系统观察水系统的高压水雾是否以正确的角度喷向被清洗的墙面，无误后，同时启动主电动提升机使清洗蜘蛛人上行(同时电动转刷也已启动。此时电动转刷应正转)对被清洗墙面实施清洗。并经实时电子监视系统细心观察清洗蜘蛛人的工作状态，发现问题及时停机处理。如系统工作正常，则使清洗蜘蛛人提升至所需最高点后手动停止主电动提升机使清洗蜘蛛人“悬停”，并在此位置设置好高位联动接点GWJ。(此接点在接通“自动下行连板LB2”后，清洗蜘蛛人提升至所需最高点时能使主提升机停止提升及电动转刷停转、水泵停止供水、红色信号灯9HD亮，并能在延时1～3秒后使主提升机启动及电动转刷启动反转，使清洗蜘蛛人下降至所需最低点)

3.主操作员操作电气控制箱相关按钮启动水泵，启动提升机使清洗蜘蛛人下行(此时电动转刷也已启动电动转刷应反转)再次对被清洗墙面实施清洗。并经实时电子监视系统细心观察清洗蜘蛛人的工作状态，发现问题及时停机处理。如系统工作正常，则使清洗蜘蛛人继续工作直至下降至被清洗外墙地面。注意当清洗蜘蛛人下降至被清洗外墙地坪时低位联动接点DWJ能否正确动作。(此接点在清洗蜘蛛人下降至被清洗外墙地坪时能使提升机停止下降及电动转刷停转、水泵停止供水、红色信号灯10HD亮)

4.当上述“2”“3”项均能满足设计要求后，说明系统已能在本现场正常工作。同时第一循环清洗工作结束。主操作员应切断系统总电源后，并手动接通“自动下行连板LB2”；且检查无误。

至此清洗前准备工作基本全部结束。

三、楼房外墙清洗施工的正常清洗施工：

当第一循环清洗工作结束，情况正常，说明系统已能在本现场正常工作，就可以开始正常清洗施工了。

正常清洗施工的具体实施方式如下：

1.主操作员检查“自动下行连板LB2”已接通后，令楼顶及地面施工人员移动楼顶设备及清洗蜘蛛人位置至进行下一工作循环所需到达的位置，令无关人员撤至安全位置。送上系统总电源，启动水泵，同时启动主电动提升机，使清洗蜘蛛人上行进行清洗工作，直至本循环清洗工作结束。

本楼房外墙清洗工程施工系统能够在清洗蜘蛛人上行至最高需清洗位置时自动停机，并经1～3秒延时后(具体延时可人工自由整定)自动启动下行，直达被清洗外墙地坪后由低位联动接点DWJD动作。如低位联动接点DWJD因种种原因未能正确动作(如地坪不硬)，则地面施工人员可经操作“地面操作按钮”结束本工作循环。

2.重复上述第“1”项工作，直至整栋楼房清洗工程施工完成。

主操作员在全部过程中应不间断的经电子监视系统监视清洗施工系统的工作情况，发现问题及时处理。

楼房清洗工程是个粗活，采用本施工方案的施工质量已大大优于传统施工方法，施工不追求绝对洗净。

Claims (1)

1.一种楼房外墙清洗工程施工系统，其特征在于，由置于被清洗楼房楼顶的可调高式便移动组合支架、电气控制系统、提升设备、水系统、吹灰系统、清洗蜘蛛人、实时电子监视系统、呼叫装置、移动式电缆储仓、和移动式软管储仓组成；具体如下：

①.可调高式便移动组合支架置于楼顶，由伸出楼房外墙的悬臂、可调高式立柱及便于可调高式便移动组合支架整体移动的底座等三部分组成，并成为一体；为型钢制成；用于固定提升设备、水泵、临时水箱、输水管道、空压机、阀门一及阀门二、计算机电缆、及起吊钢丝绳上下运动所需的滑轮设备；

②.电气控制系统主要由系统总配电控制箱、计算机电缆、位置开关组成；它的功能主要是：

a.引入外来电源用作施工电源；

b.向提升设备供电并控制提升设备进行提升、下降、或停止运行操作；

c.向水系统供电并控制水泵启动或停止；

d.向吹灰系统供电并控制其启动或停止；

e.向清洗蜘蛛人供电并控制其工作状态；

f.向实时电子监视系统供电；

g.向防水照明灯供电，提供工作照明；

h.向警示灯供电，提示被清洗楼房外墙下方的人员远离，以保安全；

③.提升设备包括主电动提升机及辅助电动提升机：

a.主电动提升机是安装在可调高式便移动组合支架底座上的电动提升机；该提升机的提升重量、提升速度及起吊钢丝绳长度满足施工要求；它的功能是在电气控制系统的控制下使清洗蜘蛛人上升、下降或悬停；

b.辅助电动提升机也安装在可调高式便移动组合支架底座上；其吊缆用于向清洗蜘蛛人在被提升或被下降过程中不间断的供电、供水、和供气所需的电缆和软管、以及传输控制指令及其相关信号所需的电缆提供重力支撑；以建立清洗蜘蛛人与楼顶设备之间的能源、清洗水、控制指令及相关信号的通道；楼顶设备包括放置在楼顶的系统总配电控制箱、主电动提升机、辅助电动提升机、水系统的水泵及阀门一、吹灰系统的空压机及阀门二；控制指令包括由系统总配电控制箱发出的控制清洗蜘蛛人工作状态的控制指令以及位置开关、地面操作按钮向主电动提升机发出的提升、下降或停止运行的控制指令、向辅助电动提升机发出的提升、下降或停止运行的控制指令、向水泵发出的令其启动或停止的控制指令、向空压机发出的令其启动或停止的控制指令、向电动转刷发出的令其转动或停止的控制指令；相关信号包括监控摄像头发出的视频信号及麦克风发出的音频信号；

④.清洗蜘蛛人由高强度合金钢支架及安装在该高强度合金钢支架上的电动转刷、减速机、母管、喷嘴、定位轮、护板、端子箱、位置开关、地面操作按钮、监控摄像头、小功率高音喇叭、防水照明灯、和警示灯组成；减速机从动轴带动电动转刷；它的功能主要是在电气控制系统的控制下清洗楼房外墙；同时，在该高强度合金钢支架上固定有扇形喷嘴、摄像头；

⑤.水系统由临时水箱、水泵、阀门一、输水管道、数个扇形喷嘴及固定扇形喷嘴的母管组成；它的功能主要是：由扇形喷嘴把由水泵产生的高压水变成扇形的高压水雾以固定的角度喷向被清洗的墙面，以备电动转刷更有效地清洗楼房墙面的方法；

⑥.吹灰系统由空压机及阀门二、输气管道、数个扇形喷嘴及固定扇形喷嘴的母管组成；且其输气管道、扇形喷嘴及固定扇形喷嘴的母管分别与水系统中的输水管道、扇形喷嘴及固定扇形喷嘴的母管共用；

⑦.实时电子监视系统由摄像头、视频通道、及视频及音频显示装置组成；

⑧.呼叫装置由麦克风、放大电路、喇叭及音频通道组成；以便于“楼面工作人员”与“地面工作人员”密切协同工作；

⑨.移动式电缆储仓由轻型型钢制成，主体圆形，用于方便的存入或放出电缆；并确保计算机电缆在存入、放出、储存、和运输过程中不被损坏；

⑩.移动式软管储仓由轻型型钢制成，主体圆形，用于方便的存入或放出输水软管；并确保输水软管在存入、放出、储存、和运输过程中不被损坏。