CN103322852B - 一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其特征在于包括：一垂直运动机构和水平运动机构，水平运动机构固定连接在垂直运动机构正上方，喷头装置设置于水平运动机构的终端；一法兰盘，法兰盘设置于垂直运动机构上端，所述法兰盘上端面设置有与凝汽器底部装配的装配孔；通过可垂直运动机构调节法兰盘与凝汽器底部外壁的连接，利用设置在垂直运动机构上的水平运动机构，实现置于水平运动机构终端的喷头的定位，并控制机械臂将喷头送至铜管内，对凝汽器铜管内部的污垢进行高压水射流清洗。由于液压支柱采用液压驱动实现动作，从而处于在水下工作情况时不存在泄露导致清理中断的现象，彻底解决使用伺服电机驱动存在泄露停机维修的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压定位装置，尤其是一种无须停机可实时对凝汽器铜管在线清洗的液压定位装置。
背景技术
凝汽器作为火力发电厂的主要设备之一，主要担负着冷却汽轮机排气的重要任务，其工作性能的好坏对电厂的发电效率、发电煤耗率有着重要的影响。工作过程中，由于热交换的存在，通过凝汽器铜管的冷却水中的盐分在连续加热过程中不断析出，形成水垢并附着在内管壁上，且由于水垢的存在严重影响凝汽器的换热效率，导致凝汽器内真空下降、发电煤耗率上升、间接导致了发电成本增加，同时还会造成凝汽器管腐蚀，以及对锅炉的结垢产生一定的影响。
为及时清除凝汽器积垢，目前电厂凝汽器的除垢方式分为离线和在线两种：1.离线清洗主要采用人工清洗，即停机人工刷洗，但是随着机组容量增大以及采取循环冷却的机组增多，凝汽器结垢趋于普遍和严重，使人工的刷洗变的困难，同时由于停机清洗，影响凝汽器的正常运作，增加耗费。2.在线清洗通常有两种方式：第一种为在凝汽器内投放胶球来清洗，采用这种方式虽能起到除垢的作用，但实际使用时不能有效的完全除去水垢，且胶球投放量较大，但是回收率却很低，导致运行成本较高。第二种为用化学药剂清洗，采用这种方式需要频繁使用盐酸清洗除垢，这样会导致凝汽器的铜管腐蚀，降低机组的使用寿命。
针对目前火电厂凝汽器离线和在线清洗技术的不足，国内又开发出了火电厂凝汽器高压水射流在线清洗机器人技术，具体为一个二自由度的关节型水下机器人，通过机械臂的精确定位，引导高压水射流喷头对凝汽器铜管内壁进行清洗。依靠机械臂的2个关节内装有伺服电机与减速器，利用下位机控制2个伺服电机转动相应的角度来改变机械臂手部的坐标，使其移动到预先设定好的位置以实现对高压水射流喷头的定位。但是由于该机器人在水下长期工作，关节处的回转密封不能确保，漏水会影响伺服电机的运作，造成清洗工作的中断。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，通过利用液压技术实现驱动，取代伺服电机，从而从根本上解决上下泄露所造成的清洗中断的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其创新点在于包括：一垂直运动机构和水平运动机构，所述水平运动机构固定连接在垂直运动机构正上方，喷头装置设置于水平运动机构的终端；一法兰盘，所述法兰盘设置于垂直运动机构上端，所述法兰盘上端面设置有与凝汽器底部装配的装配孔；
进一步的，所述垂直运动机构主要为垂直设置的液压支柱和液压系统，所述液压支柱上端设置有凸肩结构，所述法兰盘下端面抵在该凸肩结构的端面上；
进一步的，所述液压支柱上端侧面法兰盘位置处设置有直线位移传感器；
进一步的，所述垂直运动机构中的液压支柱采用两根左右对称设置；
进一步的，所述水平运动机构主要由框架结构、设置在框架结构内的左机械臂机构和右机械臂机构组成，所述框架结构为由两个前后并排设置的口字型结构构成的一体结构，所述左机械臂机构和右机械臂机构分别错开设置于两口字型结构中的其中一个中，所述口字型结构上端面对称设置有两条左右走向的导轨槽；所述左机械臂机构和右机械臂机构主要由设置在两导轨槽间的液压推板前进机构、机械臂和滑轮组成，所述机械臂固定设置于液压推板前进机构的前端，所述滑轮对称分布在机械臂两端，且所述滑轮置于口字型结构上的导轨槽中；
进一步的，所述液压推板前进机构主要由水平设置的液压缸和设置在液压缸前端的铅垂设置的推板组成；
进一步的，所述框架结构前后端面上分别设置有一直线位移传感器；
进一步的，所述左机械臂机构和右机械臂机构初始位置位于所在口字形结构的中间部分；
本发明的优点在于：通过可垂直运动机构调节法兰盘与凝汽器底部外壁的连接，利用设置在垂直运动机构上的水平运动机构，实现置于水平运动机构终端的喷头的定位，并控制机械臂将喷头送至铜管内，对凝汽器铜管内部的污垢进行高压水射流清洗，清洗时无需停运发电机组，节省电厂维护成本的同时提高了发电厂的运行效率，并降低了火电厂对凝汽器循环水的品质要求。由于液压支柱采用液压驱动实现动作，从而处于在水下工作情况时不存在泄露导致清理中断的现象，彻底解决使用伺服电机驱动存在泄露停机维修的问题。
考虑到运动平稳性，将液压支柱设计为两根对称设置的形式，从而保证处于其上的水平运动机构及相关的一系列的高压软管管理装置的高压喷头收放控制装置的工作可靠性。
水平运动机构中采用两组机械臂液压缸驱动实施动作，并通过设置在水平运动机构所在的框架结构前后端面上的直线位移传感器实时检测定位装置与铜管的间隙，从而精确定位。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置的主视图。
图2是本发明一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置的俯视图。
具体实施方式
图1和图2所示的一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置主要包括：垂直运动机构1、水平运动机构2、法兰盘3、装配孔4、液压支柱5、凸肩结构6、直线位移传感器7、框架结构8、左机械臂机构9、右机械臂机构10、口字形结构11、导轨槽12、液压推板前进机构13、机械臂14、滑轮15、直线位移传感器16、液压缸17、推板18。
本发明的凝汽器在线清洗机器人液压定位装置主要由垂直运动机构1和水平运动机构2以及法兰盘3组成，包含有左机械臂机构9和右机械臂机构10的水平运动机构2固定设置在垂直运动机构1正上方，从而实现水平坐标的调整，竖直设置的垂直运动机构1上下调节实现垂直坐标的调整，另外利用法兰盘3上端面上的装配孔4与凝汽器底部连接，从而实现凝汽器和垂直运动机构一体运动，实现水平运动机构2的上下左右定位以实现整体的直角二维定位，便于置于机械臂结构上的喷头装置定位，便于铜管清洗。
垂直运动机构1主要为竖直左右对称设置的两根液压支柱5以及相应的液压系统。为便于法兰盘3的下端轴向定位，在液压支柱5的上端部分设置有凸肩结构6，从而使得法兰盘3下端面抵在凸肩结构6的端面上，实现轴向定位。另外在液压支柱5上部侧面法兰盘3位置处设置直线位移传感器7，用于根据凝汽器内铜管所在高度，从而确定液压支柱5上下移动的位置，完成精确定位的上下控制。
水平运动机构2主要由框架结构8、设置在框架结构8内的左机械臂机构9和右机械臂机构10组成。框架结构8为由两个前后并排设置的口字型结构11构成的一体结构，保证左机械臂机构9和右机械臂机构10分别错开设置于两口字型结构11中的其中一个中，便于实现左右动作，另外还在口字型结构11上端面对称设置有两条左右走向的导轨槽12，从而便于机械臂14沿着导轨槽12走向直线运动。左机械臂机构9和右机械臂机构10主要由设置在两导轨槽12间的液压推板前进机构13、机械臂14和滑轮15组成，机械臂14固定设置于液压推板前进机构13的前端，而滑轮15对称分布在机械臂14两端，且安装时保证滑轮15置于口字型结构上的导轨槽12中。液压推板前进机构13中利用水平设置的液压缸17带动设置在液压缸前端的铅垂设置的推板18以及推板前端的机械臂14实现左右运动。
为实现左机械臂机构9和右机械臂机构10实时移动位置控制，在框架结构8前后端面上分别设置有一直线位移传感器16，从而利用这两个直线位移传感器16控制就近的机械臂机构实时精确动作。初始安装定位时，通过将左机械臂机构9和右机械臂机构10的初始位置设置在口字形结构11的中间部分，从而便于后续动作。
具体动作过程如下：首先通过液压系统控制液压支柱5上下方向的运动，从而使得液压支柱5上端的法兰盘3不断逼近凝汽器底部，直至法兰盘3上端面的装配孔4与凝汽器接触时，将法兰盘与凝汽器栓接，实现两者一体运动。此时保持垂直运动机构1中油压不变，在此过程中，利用直线位移传感器7实时检测铜管所在高度。接着通过控制水平运动机构2中的左机械臂机构9和右机械臂机构10的水平运动将机械臂末端的喷头送进凝汽器铜管内，实施清洗，利用水平设置的液压缸17推动，带动机械臂14前进，并利用框架结构8上前后面上就近的直线位移传感器16确定装置与铜管的间隙，实现精确进给，同时采用左右两机械臂机构实现高效清洗。
Claims (6)
1.一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其特征在于包括：一垂直运动机构和水平运动机构，所述水平运动机构固定连接在垂直运动机构正上方，喷头装置设置于水平运动机构的终端；一法兰盘，所述法兰盘设置于垂直运动机构上端，所述法兰盘上端面设置有与凝汽器底部装配的装配孔；所述垂直运动机构主要为垂直设置的液压支柱和液压系统，所述液压支柱上端设置有凸肩结构，所述法兰盘下端面抵在该凸肩结构的端面上；所述水平运动机构主要由框架结构、设置在框架结构内的左机械臂机构和右机械臂机构组成，所述框架结构为由两个前后并排设置的口字型结构构成的一体结构，所述左机械臂机构和右机械臂机构分别错开设置于两口字型结构中的其中一个中，所述口字型结构上端面对称设置有两条左右走向的导轨槽；所述左机械臂机构和右机械臂机构主要由设置在两导轨槽间的液压推板前进机构、机械臂和滑轮组成，所述机械臂固定设置于液压推板前进机构的前端，所述滑轮对称分布在机械臂两端，且所述滑轮置于口字型结构上的导轨槽中。
2.根据权利要求1所述的一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其特征在于：所述液压支柱上端侧面法兰盘位置处设置有直线位移传感器。
3.根据权利要求1所述的一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其特征在于：所述垂直运动机构中的液压支柱采用两根左右对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其特征在于：所述液压推板前进机构主要由水平设置的液压缸和设置在液压缸前端的铅垂设置的推板组成。
5.根据权利要求1所述一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其特征在于：所述框架结构前后端面上分别设置有一直线位移传感器。
6.根据权利要求1所述的一种凝汽器在线清洗机器人液压定位装置，其特征在于：所述左机械臂机构和右机械臂机构初始位置位于所在口字形结构的中间部分。
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