CN106705746A - 多枪列管换热器智能清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多枪列管换热器智能清洗机器人，涉及工业换热器清洗技术领域，包括清洗机构，设置在所述移动行走机构上，所述移动行走机构一侧设置有控制单元，所述清洗机构上设置有防水飞溅机构，所述防水飞溅机构两侧设置有检测单元。本发明采用计算机自动控制方式，结合巧妙的清洗机构、移动行走机构等单元实现列管换热器的清洗，本发明不仅体积小、重量轻操作简单，还能能够在恶劣的工作环境下稳定工作。

Description

多枪列管换热器智能清洗机器人

技术领域

本发明涉及工业换热器清洗技术领域，特别涉及一种多枪列管换热器智能清洗机器人。

背景技术

蒸发、热交换是制糖、化工、食品、制药、造纸、发电等行业生产过程中广泛应用的设备，现我国换热器产业保持年均10~15%左右的速度增长，2015年，我国换热器产业规模突破880亿元，到2020年我国换热器产业规模有望达到1500亿元。

换热器大多是以水为载体的换热系统，由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出，附着于换热管表面，形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂，当水的PH值较高时也可导致水垢析出。初期形成的水垢比较松散，但随着垢层的生成，传热条件恶化，水垢中的结晶水逐渐失去，垢层变硬，并牢固地附着于换热管表面。工业热交换器经一段时间的运转之后，在传热面上会有积垢形成，严重影响热交换效率，必需定期清洗污垢，清垢的方法有：高压水清洗，化学清洗，超声波清洗。目前我国使用换热器的企业中，75%采用高压水清洗，25%的企业采用化学清洗及超声波清洗。

化学清洗-化学除垢是指对积垢进行酸碱处理，使它变得疏松，然后再用机械方法将它除掉。国外主流发达国家一般采用化学清洗的方法对换热器进行清洗，由于国外生产工艺较国内先进，其积垢较国内化工单元较少，清洗频率低，但化学方法所使用的药剂存在对金属腐蚀严重，难以循环利用，排放造成环境污染，使用成本高等问题，所以在国内未获大面积推广。

人工捅管道清洗是20世纪80年代发展起来的高压水枪除垢方法，免去化学除垢过程的煮罐的麻烦并节省大量的化学药剂，具有清洗成本低、速度快、清净率高、不损坏被清洗物、不污染环境等特点。目前在国内基本代替了化学除垢法和其它机械除垢方法。采用高压水清洗对列管式换热器积垢的清洗普遍使用人工捅管的方式进行，人工操作高压水射流的清洗水枪，清洗压力一般为60~100MPa，劳动强度大，工作环境恶劣，存在极大的安全隐患，常发生工伤安全事故。

机械高压水射流清洗，目前的技术不够成熟，机械化的高压水射流清洗近几年有所发展，但都是使用直角坐标或极坐标方法通过数据库控制设备工作的方法进行清洗，在恶劣的工作环境下，设备故障率高，工作不稳定，维护繁锁，对操作工人要求文化技术水平高，单台设备不能实现多枪作业，设备不能适应各种规格换热器的工作，需要专门订制。因此，提供一款低成本、高效率、安全易用的智能清洗产品就成为了各个化工生产企业迫切的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种多枪列管换热器智能清洗机器人，本发明采用如下技术方案实现：

一种多枪列管换热器智能清洗机器人，包括清洗机构、移动行走机构，其特征在于：所述清洗机构设置在所述移动行走机构上，所述移动行走机构一侧设置有控制单元，所述清洗机构上设置有防水飞溅机构，所述防水飞溅机构两侧设置有检测单元。

优选地，所述清洗机构包括底座，所述底座上设置有立柱以及与立柱平行的直线驱动装置，所述直线驱动装置顶部设置转动装置，牵引装置与所述转动装置连接后一端固定在所述底座上，另一端与立柱滑动机构连接，所述立柱上设置有立柱导轨，所述立柱滑动机构设置在所述立柱导轨上并能够沿着所述立柱导轨上下运动，所述立柱滑动机构上还设置有滑轮，所述滑轮上缠绕有软管，所述软管一端固定在所述底座上，另一端与清洗枪连接；所述直线驱动装置采用气缸实现；所述洗枪为金属硬枪；所述转动装置为链轮，所述牵引装置为链条。

优选地，所述控制单元包括电源模块、可编程逻辑控制模块、接口模块，用于控制系统自动运行；所述控制单元设置有外壳，所述外壳采用防水防腐材料制成。

优选地，所述移动行走机构包括下支撑板，设置在所述下支撑板上的第一支撑单元，所述下支撑板与纵向移动直线驱动机构一端连接，所述纵向移动直线驱动机构另一端与中间板连接，所述中间板与横向移动直线驱动机构一端连接，所述横向移动直线驱动机构另一端与上支撑板连接，所述上支撑板上设置有第二支撑单元；所述第一支撑单元和第二支撑单元分别由多条支撑腿组成，每一条支撑腿都设置有伸缩机构，能够实现支撑腿的伸缩动作；所述移动行走机构能够在所述第一支撑单元、第二支撑单元、纵向移动直线驱动机构和横向移动直线驱动机构的配合下沿着列管换热器中相邻三支列管的中心连线方向移动。

优选地，所述防水飞溅机构包括壳体，所述壳体内设置有弹簧，所述壳体下方设置有防水套，所述防水套内设置有密封器，所述清洗枪穿过所述密封器、防水套、弹簧以及壳体；所述弹簧为压簧，用于给所述防水套施加向下的推力；所述防水套与所述壳体采用活动连接，所述防水套能沿着所述壳体轴向运动；所述防水套内设置有台阶孔，用于阻挡所述密封器相对于所述防水套向上运动；所述密封器采用柔软的橡胶材料制成，用于阻挡水汽外泄；所述清洗枪一端设置有台阶形的枪头，用于在提升所述清洗枪时所述枪头带动所述密封器向上运动；所述弹簧采用不锈钢材质制成。

优选地，所述检测单元包括传感器支架，所述传感器支架上设置有检测传感器，所述检测传感器为视觉识别传感器。

本发明采用计算机自动控制方式，结合巧妙的清洗机构、移动行走机构等单元实现列管换热器的清洗，本发明不仅体积小、重量轻操作简单，还能能够在恶劣的工作环境下稳定工作。

附图说明

图1是本发明提供的一种多枪列管换热器智能清洗机器人实施例总体结构示意图；

图2是本发明提供的一种多枪列管换热器智能清洗机器人实施例清洗机构结构示意图；

图3是本发明提供的一种多枪列管换热器智能清洗机器人实施例移动行走机构下部分结构示意图；

图4是本发明提供的一种多枪列管换热器智能清洗机器人实施例移动行走机构上部分结构示意图；

图5是本发明提供的一种多枪列管换热器智能清洗机器人实施例防水飞溅机构结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~5所示，一种多枪列管换热器智能清洗机器人，包括清洗机构2、移动行走机构4，所述清洗机构2设置在所述移动行走机构4上，所述移动行走机构4一侧设置有控制单元3，所述清洗机构2上设置有防水飞溅机构5，所述防水飞溅机构5两侧设置有检测单元6；

其中，所述清洗机构2包括底座21，所述底座21上设置有立柱22以及与立柱平行的直线驱动装置23，所述直线驱动装置23顶部设置转动装置25，牵引装置24与所述转动装置25连接后一端固定在所述底座21上，另一端与立柱滑动机构26连接，所述立柱22上设置有立柱导轨28，所述立柱滑动机构26设置在所述立柱导轨28上并能够沿着所述立柱导轨28上下运动，所述立柱滑动机构26上还设置有滑轮27，所述滑轮27上缠绕有软管29，所述软管一端固定在所述底座21上，另一端与清洗枪20连接；所述直线驱动装置23采用气缸实现；所述洗枪20为金属硬枪；所述转动装置25为链轮，所述牵引装置24为链条。所述控制单元3包括电源模块、可编程逻辑控制模块、接口模块，用于控制系统自动运行；所述控制单元3设置有外壳，所述外壳采用防水防腐材料制成；所述移动行走机构4包括下支撑板41，设置在所述下支撑板41上的第一支撑单元42，所述下支撑板41与纵向移动直线驱动机构43一端连接，所述纵向移动直线驱动机构43另一端与中间板48连接，所述中间板48与横向移动直线驱动机构44一端连接，所述横向移动直线驱动机构44另一端与上支撑板45连接，所述上支撑板45上设置有第二支撑单元46；所述第一支撑单元42和第二支撑单元46分别由多条支撑腿组成，每一条支撑腿都设置有伸缩机构，能够实现支撑腿的伸缩动作；所述移动行走机构能够在所述第一支撑单元42、第二支撑单元46、纵向移动直线驱动机构43和横向移动直线驱动机构44的配合下沿着列管换热器中相邻三支列管的中心连线方向移动。所述防水飞溅机构5包括壳体51，所述壳体51内设置有弹簧53，所述壳体51下方设置有防水套52，所述防水套52内设置有密封器56，所述清洗枪20穿过所述密封器56、防水套52、弹簧53以及壳体51；所述弹簧53为压簧，用于给所述防水套52施加向下的推力；所述防水套52与所述壳体51采用活动连接，所述防水套52能沿着所述壳体51轴向运动；所述防水套52内设置有台阶孔，用于阻挡所述密封器56相对于所述防水套52向上运动；所述密封器56采用柔软的橡胶材料制成，用于阻挡水汽外泄；所述清洗枪（20）一端设置有台阶形的枪头55，用于在提升所述清洗枪20时所述枪头55带动所述密封器56向上运动；所述弹簧53采用不锈钢材质制成。所述检测单元6包括传感器支架，所述传感器支架上设置有检测传感器，所述检测传感器为视觉识别传感器。

工作时，首先将多枪列管换热器智能清洗机器人放置到列管换热器内，并将多枪列管换热器智能清洗机器人的支撑腿插入到列管内，然后连接好电、水（或/和汽）等管路，最后启动机器人。机器人启动后首先利用检测单元6进行列管检测，判断当前列管是否需要（可以）清洗，如果可以清洗，则将清洗枪20伸入列管内并开启高压液体进行往复清洗，完成清洗后，收起清洗枪20，通过控制移动行走单元4上的机构进行移动，移动到下一个列管进行清洗，如此反复循环直到完成整个列管换热器的清洗工作。在清洗过程中，高压水汽始终被防水飞溅机构5控制，保证水汽不会四处飞散。

本发明采用计算机自动控制方式，结合巧妙的清洗机构、移动行走机构等单元实现列管换热器的清洗，本发明不仅体积小、重量轻操作简单，还能能够在恶劣的工作环境下稳定工作。

Claims (6)

1.一种多枪列管换热器智能清洗机器人，包括清洗机构（2）、移动行走机构（4），其特征在于：所述清洗机构（2）设置在所述移动行走机构（4）上，所述移动行走机构（4）一侧设置有控制单元（3），所述清洗机构（2）上设置有防水飞溅机构（5），所述防水飞溅机构（5）两侧设置有检测单元（6）。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述清洗机构（2）包括底座（21），所述底座（21）上设置有立柱（22）以及与立柱平行的直线驱动装置（23），所述直线驱动装置（23）顶部设置转动装置（25），牵引装置（24）与所述转动装置（25）连接后一端固定在所述底座（21）上，另一端与立柱滑动机构（26）连接，所述立柱（22）上设置有立柱导轨（28），所述立柱滑动机构（26）设置在所述立柱导轨（28）上并能够沿着所述立柱导轨（28）上下运动，所述立柱滑动机构（26）上还设置有滑轮（27），所述滑轮（27）上缠绕有软管（29），所述软管一端固定在所述底座（21）上，另一端与清洗枪（20）连接；所述直线驱动装置（23）采用气缸实现；所述洗枪（20）为金属硬枪；所述转动装置（25）为链轮，所述牵引装置（24）为链条。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述控制单元（3）包括电源模块、可编程逻辑控制模块、接口模块，用于控制系统自动运行；所述控制单元（3）设置有外壳，所述外壳采用防水防腐材料制成。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述移动行走机构（4）包括下支撑板（41），设置在所述下支撑板（41）上的第一支撑单元（42），所述下支撑板（41）与纵向移动直线驱动机构（43）一端连接，所述纵向移动直线驱动机构（43）另一端与中间板（48）连接，所述中间板（48）与横向移动直线驱动机构（44）一端连接，所述横向移动直线驱动机构（44）另一端与上支撑板（45）连接，所述上支撑板（45）上设置有第二支撑单元（46）；所述第一支撑单元（42）和第二支撑单元（46）分别由多条支撑腿组成，每一条支撑腿都设置有伸缩机构，能够实现支撑腿的伸缩动作；所述移动行走机构能够在所述第一支撑单元（42）、第二支撑单元（46）、纵向移动直线驱动机构（43）和横向移动直线驱动机构（44）的配合下沿着列管换热器中相邻三支列管的中心连线方向移动。

5.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于：所述防水飞溅机构（5）包括壳体（51），所述壳体（51）内设置有弹簧（53），所述壳体（51）下方设置有防水套（52），所述防水套（52）内设置有密封器（56），所述清洗枪（20）穿过所述密封器（56）、防水套（52）、弹簧（53）以及壳体（51）；所述弹簧（53）为压簧，用于给所述防水套（52）施加向下的推力；所述防水套（52）与所述壳体（51）采用活动连接，所述防水套（52）能沿着所述壳体（51）轴向运动；所述防水套（52）内设置有台阶孔，用于阻挡所述密封器（56）相对于所述防水套（52）向上运动；所述密封器（56）采用柔软的橡胶材料制成，用于阻挡水汽外泄；所述清洗枪（20）一端设置有台阶形的枪头（55），用于在提升所述清洗枪（20）时所述枪头（55）带动所述密封器（56）向上运动；所述弹簧（53）采用不锈钢材质制成。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于：所述检测单元（6）包括传感器支架，所述传感器支架上设置有检测传感器，所述检测传感器为视觉识别传感器。