CN103586240B - 全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置，包括有高压泵，高压泵前端安装有高压水管卷盘，高压泵上连接有高压清洗软管，高压清洗软管绕制于高压水管卷盘并伸出连接到进给机构，所述的进给机构包括有固定于待清洗容器上的安装盘，安装盘上转动设置有支杆，支杆下方安装有气缸，既提高了清洗效果，又实现了覆盖面积大、无死角、三维旋转全方位清洗。并针对大深度、内部结构复杂的工业设备，引入了可实现模块化设计、自动控制的进给机构的设计方案，解决了业内一直存在的三维旋转喷头定向进给的难题。

Description

全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置

技术领域

本发明涉及高压射流技术与三维旋转清洗技术领域，应用于容器（塔、釜、罐、槽、池、舱）内壁面的附着物的破损、回收或清洗等，具体是一种高压三维旋转射流清洗装置及进给机构。

背景技术

在工业生产领域，尽管各种工业设备接触的介质特性存在差异，但在不同生产工况（温度、湿度和压力），介质之间发生的理化作用下，设备中常常会有诸如：高温聚合物、结焦、污垢、沉积物或附着物等物质的产生。这些污垢的形成、并长期积聚在设备中，严重影响到设备的运行安全，也造成能耗和原料的浪费。针对这些不同种类的生产设备，现有的清洗工艺或原始，或高污染性，主要有三种较为可行的方法：其一，对进入设备的水质或原料介质进行预处理。比如添加化学制剂，采用更合理（主要依靠经验判断）的原料供给比例，同时也严密地监控预处理过程中的每个环节，及时处理异常波动，保证原料供给工艺的稳定、可靠。其二，对较为大型、非人员禁入、非密闭容器的清洗，在清洗工艺发展初期，主要是依靠人工，使用简单工具对待清洗设备进行清洗，这种清洗方式简单、机械，清洗成本低。但人工清洗有其自身的局限性：待清洗设备必须有较长时间的闲置期（由于人工清洗效率低，清洗过程缓慢），且受天气影响较大。这种长期的清洗施工不可避免地会对正常的生产运行造成不利影响。其三，随着工业清洗工艺的发展、进步，化学清洗工艺也逐渐成为化工设备清洗的主要方式。但随着现代社会对保护生态环境要求的提高，化学清洗工艺在表现出简便、易行、快捷、高效等诸多优越性的同时也伴随着高污染以及排放污水的不可回收性。时至今日，机械化清洗工艺的诞生、发展，直至目前能够较成熟的运用在工业清洗领域，该工艺能够依靠清洗成套装置产生的0.6MPa，120m3/h，有效清洗射程为10m的低压射流，集中、连续清洗待清洗设备、且实现了全程管道化封闭式作业，设备能够24小时连续运行。清洗面积大，作业效率高，施工周期短。但该工艺在清洗高粘度附着物（如固化物），就存在清洗难度高、消耗水资源大、清洗效果差，能效比很低。

发明内容

本发明提供了一种全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置，实现了高压力（70~140MPa）、流量可调（18~40m³/h）、有效射程长，打击力度大的机械化清洗工艺。既提高了清洗效果，又实现了覆盖面积大、无死角、三维旋转全方位清洗。并针对大深度、内部结构复杂的工业设备，引入了可实现模块化设计、自动控制的进给机构的设计方案，解决了业内一直存在的三维旋转喷头定向进给的难题。

本发明的技术方案如下：

一种全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置，包括有高压泵，高压泵前端安装有高压水管卷盘，高压泵上连接有高压清洗软管，高压清洗软管绕制于高压水管卷盘并伸出连接到进给机构，所述的进给机构包括有固定于待清洗容器上的安装盘，安装盘上转动设置有支杆，支杆下方安装有气缸，气缸的活塞杆连接有滑台，滑台通过连接杆铰接于安装台，支杆内安装有自动止回机构，支杆前端设有分液块、高压旋转喷头，所述的自动止回机构包括有外伸缩筒体、内伸缩筒体，内伸缩筒体端部顶置有安装板，安装板后端安装有止回齿条。

所述的安装板与止回齿条之间设有气动手指、外接手指。

本发明高压水经泵加压后，进入电控气动调压阀（实现升压和卸荷作用），经高压水出口流入高压清洗软管，高压清洗软管穿过自动控制进给机构，接入三维旋转喷头高压水入口，高压水再经旋转喷头中心流道，进入分液块，再进入高压水喷杆，最终从安装在喷杆上的高压喷嘴喷出，形成高压喷射喷流，射流产生的反冲力驱动喷杆绕分液块中心轴旋转，从而实现了旋转射流，又在外部自动控制进给机构自旋转的带动下，最终实现三维旋转高压射流清洗功能。这种创新设计，避免出现三维旋转喷头在高压力射流要求下的加工工艺难度大，高压旋转密封难题不易解决的情况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的自动止回机构结构示意图。

图3为本发明的自动控制原理图。

具体实施方式

参见附图，一种全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置，包括有高压泵1，高压泵1前端安装有高压水管卷盘2，高压泵1上连接有高压清洗软管3，高压清洗软管3绕制于高压水管卷盘2并伸出连接到进给机构4，进给机构4包括有固定于待清洗容器5上的安装盘8，安装盘8上转动设置有支杆9，支杆9下方安装有气缸10，气缸10的活塞杆连接有滑台11，滑台11通过连接杆12铰接于安装台13，支杆9内安装有自动止回机构14，支杆前端设有分液块6、高压旋转喷头7，所述的自动止回机构14包括有外伸缩筒体15、内伸缩筒体16，内伸缩筒体端部顶置有安装板，安装板后端安装有止回齿条，安装板与止回齿条之间设有气动手指、外接手指。

本发明核心装置“模块化设计、可三轴自动控制进给机构及旋转喷头”主要由清洗角刻度指示、自动控制及动力系统、高压旋转射流喷头体、喷嘴及安装盘等组成。该装置主要部件示意图如图2所示。

该进给成套装置在安装固定牢固后，由于气缸受到三维喷头自重产生的杠杆力（支撑点为轴承22）的作用，气缸连杆拉伸出一定长度，三维喷头自然下垂，装置处于受力平衡状态。根据待清洗容器的内部布局情况，远程（现场安全区域或集中控制室）控制气马达的启动，下放三维喷头至合适深度，气马达停止工作，并完成自锁功能。启动一阶、二阶伸缩止回机构的气动手指，让其正常工作。此步骤与前一操作共同完成了伸缩机构的锁定功能，确保喷头在固定的伸出长度（即清洗半径，该机构伸出长度为6m）形成的立体空间内执行清洗任务。同样，如果实际需要下放或回收，执行相应的逆操作即可完成后再锁定伸缩机构。

俯仰角度调节机构中气缸的作用为调整喷头的俯仰角度（该机构调节角度为+30°~-30°），气缸伸出杆连接一滑动体，滑动体在滑台上来回移动，滑动体带动连杆，连杆带动整套进给机构，完成俯仰调节功能。

轴向旋转机构21主要依靠气马达运转，再通过链轮与链条间的配合传动，从而达到进给机构的伸缩筒主体绕固定中心轴自旋转，其自转控制是独立的，也就是说，该装置在自旋转驱动正常工作的情况下，能够同时完成俯仰角度调节动作，以及筒体伸缩控制。这种控制方式得益于分体设计、模块化执行、远程集中控制的思想。做作为一种创新设计的产品，需要根据巧妙的构思、合理的设计以及广阔的运用前景等方面的要求，整理出一套可靠的、可实现的控制系统，该装置的自动控制及动力系统如图3所示。

该原理图体现了该套装置的模块化设计思想。压缩气体气源17出来的气体经气动三联件18处理后，流经气路接入设备。前进止位绞具马达由双先导气动阀控制正反转，可以通过调节节流阀能够达到调节气马达的转速。轴向旋转机构中的气马达也是由双先导气动阀控制正反转，节流阀可以调节气马达的转速，进而得到合适的转速输出，带动链轮，驱动链条及伸缩筒体的旋转。俯仰角度调节是由气缸的动作完成，气缸前置一真空诱导止回阀，能够在气源停止供应的情况下，保证缸体内气压的存在，确保气缸不会出现快速的复位，这就达到了可持续作业的要求。一阶伸缩及二阶伸缩止回控制单元的控制原理依托于气动手指及止位用齿条的共同作用。气动手指在没有气体作用下，手指平行，这样可以满足伸缩筒体的自由缩放要求，在气压的作用下，手指张开，手指上连接有外接手指，目的是加长手指长度，以便手指能够触及外筒壁的止位用齿条。从而实现筒体在仰角作业时，依旧保持原有姿态，可靠、稳定地发挥缩放自由、三维旋转的性能要求。

所有的气动控制元件的气路经气管束连接到远程控制器19，控制器集成扳把式控制阀。通过扳动拨杆，轻松、便捷的远程控制清洗作业现场的三维旋转喷头及进给结构。特别强调的是，由于全套控制系统没有设计电力，因而，在化工危险区域执行清洗作业时，该套装置就体现出不可替代的优越性。同时，由于该装置的承压范围为0~70MPa，所以，适用范围广，可扩展性强，清洗效率高，运输方便、施工前准备简便。

Claims (2)

1.一种全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置，其特征在于，包括有高压泵，高压泵前端安装有高压水管卷盘，高压泵上连接有高压清洗软管，高压清洗软管绕制于高压水管卷盘并伸出连接到进给机构，所述的进给机构包括有固定于待清洗容器上的安装盘，安装盘上转动设置有支杆，支杆下方安装有气缸，气缸的活塞杆连接有滑台，滑台通过连接杆铰接于安装台，支杆内安装有自动止回机构，支杆前端设有分液块、高压旋转喷头，所述的自动止回机构包括有外伸缩筒体、内伸缩筒体，内伸缩筒体端部顶置有安装板，安装板后端安装有止回齿条。

2.根据权利要求1所述的全方位、可调节的高压旋转射流清洗装置，其特征在于，所述的安装板与止回齿条之间设有气动手指、外接手指。