CN107543185B - 一种烟筒清理机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟筒清理机，由控制、传动、支撑部分和清扫部分四部分组成。整体框架由方管焊接、栓接而成，既可以满足机构整体的强度要求，又减轻了重量。控制部分主要依靠单片机控制电机的作用，通过压力传感器和继电器的控制来实现支撑部分支撑杆的伸出和收回，实现了该发明的自动化工作。传动部分由链轮链条、丝杠和齿轮组成。支撑部分采用四连杆的结构保证支撑部分的可折叠性和稳定性，支撑部分末端采用履带以增大与筒壁间的摩擦力，实现该发明在烟筒内壁的爬升功能。

Description

一种烟筒清理机

技术领域

本发明公开了一种烟筒清理机。

背景技术

工业已成为当今社会不可或缺的一部分，多种工业的生产过程需要进行排烟，而排烟后烟筒内壁的清理成为一个亟待解决的问题。

烟囱在使用的过程由于中受到各种烟气和灰尘的堆积,造成烟囱内壁的堵塞，使气体得不到充分的排出，因此会造成一系列的问题,所以需要对烟囱进行定期清洗才能保证烟囱的正常。如今水平管道的清理维护已经不再是个难题，但竖直管道中的清理维护仍然有待解决。

目前竖直小型烟筒内壁的主要清理方式就是利用绳子悬挂清理工具或施工者进入烟筒中进行清理。利用绳子悬挂清理工具的清理方式需要多人同时操作，也很难保证清理质量；施工者进入烟筒中进行清理是让工作人员直接进入烟筒内进行清理，这种清理方式不仅存在较大的安全隐患，烟灰中的有毒有害物质也会影响工作人员的健康。所以对于如今的清理方式需要进行改进以保证清理质量和人员安全。

当然，也有一些现有的烟道清理设备，例如车体结构式的，在车上搭载高压水枪，使用高压水对烟道内壁进行清理。但是这些设备只适用于大型餐厅的厨房水平烟道清理，因此这种清理方式也需要很大改进。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明公开了一种烟筒清理机，该发明正是为满足在竖直管道的爬行而设计的，使得竖直管道的清洁等工作易于实现。烟囱全部通畅后，烟气排放的力度和拔风力也会有明显提升，带来的直接效益是减少引风机的使用(省电)，并使煤炭燃烧彻底(节煤)。

本发明采用的技术方案如下：

一种烟筒清理机，包括一个竖直的支撑架，所述的支撑架的顶部安装有清扫机构，底部安装一个驱动支撑架前进的爬行装置，所述的清扫机构包括一个安装在支撑架顶部的圆形框架，在圆形框架内安装一个电机I，所述的电机I竖直驱动一个电动推杆旋转，所述的电动推杆的末端铰接连杆I,所述的连杆I铰接清扫腿,且清扫腿的末端铰接清扫刷。

所述的爬行装置包括竖直安装在支撑架中部的一个丝杠，在所述的丝杠的底部由一个电机II驱动，丝杠上安装两个滑块，每个滑块上安装有两个水平十字交叉的连杆，且每对上、下对应的连杆II分别各自铰接一个连杆III，每对上下对应的连杆III末端与一对挡板相连，在每对挡板之间上、下各安装有多个履带轮，所述的履带轮上安装有履带，每个履带在驱动装置的驱动下运动。

所述履带包括四条，其中两条为主动履带，两条为从动履带，主动履带攀爬烟筒内壁，从动履带起固定作用。

所述的履带轮中，其中一个是主动履带轮，其余是被动履带轮。

所述的驱动装置包括一个电机III，所述的电机III连接一个减速机，所述的减速机的输出端再通过链轮链条驱动主动履带轮旋转，所述的主动履带轮驱动履带循环运动。

所述的电机I、电机II、电机III由一个控制器控制。

所述的控制器上连有压力感应模块。压力感应模块控制电机I、电机II、电机III的正转、反转和启停。

所述的圆形框架顶部安装一个圆盘，所述的连杆II的中部穿过在圆盘边缘的沟槽内，沿着沟槽上下运动。

所述的支撑架由多个钢管连接而成。

本发明中的清扫机构由圆形框架中心的电动推杆带动连接清扫刷的连杆I上下运动，连杆I进而带动清扫腿,开合，清扫腿,带动清扫刷升降；(电动推杆伸长极限略低于圆形框架高度)，由于圆形框架的约束，伸缩杆收缩时，连杆I、清扫腿带动清扫刷抬升，两个清扫刷间的距离增大；伸缩杆伸长时，清扫腿带动清扫刷下降，两清扫刷间的距离减小。电动推杆末端连接一个直流电机，为两侧清扫刷的旋转提供动力。

该发明采用交流电机驱动，采用四点支撑，两点驱动的方法，与下方电机转轴垂直的支撑装置为主动部分，该发明依靠这两处主动部分提供的动力实现爬升和下降；与下方电机转轴平行的支撑装置为从动部分，与主动部分同时向烟筒壁贴合，为该发明保持平衡。在该发明的支撑装置末端采用履带的方式以增加与筒壁的摩擦力。利用链轮链条从交流电机向履带驱动轮提供动力。在履带上方加压力传感器控制连接丝杠的电机的换向和启停，以保证履带与烟筒筒壁间紧密接触。

本发明的有益效果如下：

该发明由控制、传动、支撑部分和清扫部分四部分组成。整体框架由方管焊接、栓接而成，既可以满足机构整体的强度要求，又减轻了重量。控制部分主要依靠单片机控制电机的作用，通过压力传感器和继电器的控制来实现支撑部分支撑杆的伸出和收回，实现了该发明的自动化工作，也使该发明的支撑部分可以适应不同尺寸的烟筒壁。传动部分由链轮链条、丝杠和齿轮组成。使用齿轮将电机动力传动至一侧主动支撑装置下方的光轴，用一对链轮和链条将电机动力传动至另一侧主动支撑装置下方的光轴，再使用两对链轮和链条将动力从光轴传动至支撑装置的主动轮上，从而将动力从电机传送到主动轮上；通过联轴器将下方电机的动力传动中间的丝杠，丝杠的旋转使丝杠螺母以相同的速度在丝杠上运动，实现支撑部分的伸展和收缩。支撑部分中采用四连杆的结构保证支撑部分的可折叠性和稳定性，支撑部分末端采用履带以增大与筒壁间的摩擦力，实现该发明在烟筒内壁的爬升功能。

该发明实用性高，可以满足家庭和中小型企业的需求，可以实现对中小型竖直烟筒内壁的高效清理。自动化控制实现了机构的自动伸展和收缩，省去了工人爬上烟筒的麻烦，保障了施工者的安全。整套机构造价较低，无需人工清理和复杂清理机的高昂费用，适合家庭和中小型企业使用。

附图说明

图1本发明的主视图；

图2本发明的轴侧图；

图3清扫机构的轴侧图；

图4支撑机构的轴侧图；

图中：1丝杠，2丝杠螺母，3清扫刷，4连杆III，5履带轮，6挡板，7链轮，8履带，9链条，10减速机输出端，11交流电机，12齿轮，13联轴器，16圆盘，17清扫腿，18圆形框架，19电动推杆，20连杆I，21直流电机，22支撑架，23交流电机，24连杆II。

具体实施方式

正如背景技术中所描述的，当前，小型烟筒内壁清理主要使用人力，通过人登上烟筒，使用扫帚、铁钎等工具进行清理。不仅难以保障安全，而且费时费力，效率低下，很难清理干净。而现有的烟道清理设备仅能清理水平方向的厨房烟道及大型中央空调管道，且清理方式存在死角，因此该烟筒清理机便可以解决目前小型烟筒难以清理的问题。

该发明采用四连杆机构，可以适应不同尺寸的烟筒内壁，极具普适性；并使用压力传感器控制支撑杆的收放来实现向烟筒内壁的自动贴合，以此顺利的完成不同尺寸中小型烟筒的清理工作，不仅省去了爬上烟筒的麻烦，保障了施工者的安全，而且可以实现对烟筒内壁更完善的清洁。让小型烟筒的清理工作变得更加简单，同时通过对烟筒的清理提升锅炉的燃烧效率，减少引风机用电。

本发明公开了一种可以在不同尺寸的烟筒内壁实现爬升、下降和清理烟筒内壁的机构。该发明使用单片机实现该发明在不同尺寸烟筒内壁的贴合功能。烟囱在使用的过程由于中受到各种烟气和灰尘的堆积,造成烟囱内壁的堵塞，及时对烟筒内壁进行清理变得非常重要。使用该发明便可以自动地实现对不同尺寸烟筒内壁的清理工作。

装置由四部分组成：

一支撑部分：该发明采用四连杆机构，使用两个220V交流电机提供动力。使用丝杠和丝杠螺母结构，使支撑装置可以贴合不同尺寸的烟筒内壁。使用钢管组成四连杆机构，各钢管长度和安装位置经过反复的计算、试验和调试确保合理，保证清扫装置和传动机构可以准确贴合烟筒内壁。

二传动部分：传动部分由链轮链条和齿轮组成。包含四条履带，其中两条为主动，两条为从动，主动履带攀爬烟筒内壁，从动履带起固定作用。使用齿轮将电机动力传动至一侧主动支撑装置下方的光轴，用一对链轮和链条将电机动力传动至另一侧主动支撑装置下方的光轴，再使用两对链轮和链条将动力从光轴传动至支撑装置的主动轮上，实现该发明在烟筒内壁的爬升功能。

三清扫部分：该发明采用三连杆机构，使用一个220V交流电机提供动力。使用三连杆机构，利用电动推杆使清扫装置可以贴合不同尺寸的烟筒内壁。

四控制部分：该部分控制该发明在不同尺寸烟筒内壁的贴合和运动。通过压力传感器控制一台交流电机的正转、反转和停止，从而实现支撑装置在不同尺寸烟筒内壁的贴合。使用单片机控制另一台电机的正转、反转和停止，使该发明在爬升至烟筒顶部时改为做下降运动，实现该发明的自动爬升、下降。

本发明的主要功能能和性能指标如下：

1.主要功能

原始简单的使用绳子、铁钎来清理烟筒内壁的方法存在效率低下、清理不彻底和难以保障施工人员安全的问题，而现有的烟道清理设备存在较大的局限性，仅能对水平方向的大型烟道进行清理。该发明针对以上这些问题，通过可伸缩的支撑装置和清理装置，不仅能够实现对不同尺寸竖直烟筒的清理，而且清理快速、高效，同时保障了施工者的安全。主要针对家庭和小型工厂使用。解决的关键问题是使用压力传感器控制电机换向和启停，实现支撑装置和清理装置适应不同尺寸烟筒，自动向筒壁贴合；以及如何实现对烟筒内壁彻底高效的清理。

2.性能指标：

电源电压：AC 220V；爬升、下降速度：0.8m/min；额定功率：28W；电机无负载转速：50r/min、30r/min

具体结构如下：

烟筒清理机，包括一个竖直的支撑架22，支撑架22的顶部安装有清扫机构，底部安装一个驱动支撑架前进的爬行装置，清扫机构包括一个安装在支撑架顶部的圆形框架18，在圆形框架18内安装一个直流电机21，直流电机21竖直驱动一个电动推杆19旋转，所述的电动推杆19的末端铰接连杆I20,连杆I20铰接清扫腿17,且清扫腿17的末端铰接清扫刷3。

圆形框架顶部安装一个圆盘16，所述的清扫腿17的中部穿过在圆盘16边缘的沟槽内，沿着沟槽上下运动。

支撑架22由多个钢管连接而成。

爬行装置包括竖直安装在支撑架中部的一个丝杠1，在所述的丝杠1的底部由一个交流电机23驱动，交流电机23通过联轴器13与丝杠1相连，丝杠1上安装两个滑块2，每个滑块2上安装有两个水平十字交叉的连杆，且每对上、下对应的连杆II24分别各自铰接一个连杆III4，每对上下对应的连杆III4末端与一对挡板6相连，在每对挡板6之间上、下各安装有履带轮5，履带轮5上安装有履带8，每个履带8在驱动装置的驱动下运动。

履带8包括四条，其中两条为主动履带，两条为从动履带，主动履带攀爬烟筒内壁，从动履带起固定作用。

上、下履带轮中，一个是主动履带轮，其余的是被动履带轮。

驱动装置包括一个交流电机11，所述的交流电机11连接一个减速机，所述的减速机的输出端10再通过链轮7、链条9和齿轮12驱动主动履带轮旋转，所述的主动履带轮驱动履带循环运动。

上述的三个交流电机由一个控制器控制。控制器上连有压力感应模块。压力感应模块控制电机I、电机II、电机III的正转、反转和启停。

本发明中的支撑部分和传动部分采用交流电机驱动，采用四点支撑，两点驱动的方法，与下方电机转轴垂直的支撑装置为主动部分，该发明依靠这两处主动部分提供的动力实现爬升和下降；与下方电机转轴平行的支撑装置为从动部分，与主动部分同时向烟筒壁贴合，为该发明保持平衡。在该发明的支撑装置末端采用履带的方式以增加与筒壁的摩擦力。利用链轮链条从交流电机向履带驱动轮提供动力。在履带上方加压力传感器控制连接丝杠的电机的换向和启停，以保证履带与烟筒筒壁间紧密接触。

本发明中的清扫部分由直流电机、电动推杆、圆形框架、清扫刷和钢管组成。由圆形框架中心的电动推杆带动连接清扫刷的钢管(电动推杆伸长极限略低于圆形框架高度)，由于圆形框架的约束，伸缩杆收缩时，钢管带动清扫刷抬升，两清扫刷间的距离增大；伸缩杆伸长时，钢管带动清扫刷下降，两清扫间的距离减小。电动推杆末端连接一个直流电机，为两侧清扫刷的旋转提供动力。

本发明的控制部分主要由单片机实现。单片机上连有压力感应模块。压力感应模块可以控制电机的正转、反转和启停，即在压强达到或降低到某一阈值时控制电机，使支撑部分可以适应不同规格的烟筒。通过压力感应模块和单片机的控制作用，实现对电机的自动化控制。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种烟筒清理机，包括一个竖直的支撑架，其特征在于，所述的支撑架的顶部安装有清扫机构，底部安装一个驱动支撑架前进的爬行装置，所述的清扫机构包括一个安装在支撑架顶部的圆形框架，在圆形框架内安装一个电机I，所述的电机I竖直驱动一个电动推杆旋转，所述的电动推杆的末端铰接连杆I，所述的连杆I铰接清扫腿，且清扫腿的末端铰接清扫刷；

所述的爬行装置包括竖直安装在支撑架中部的一个丝杠，在所述的丝杠的底部由一个电机II驱动，丝杠上安装两个滑块，每个滑块上安装有两个水平十字交叉的连杆，且每对上、下对应的连杆分别各自铰接一个连杆III，每对上下对应的连杆III末端与一对挡板相连，在每对挡板之间上、下各安装有多个履带轮，所述的履带轮上安装有履带，每个履带在驱动装置的驱动下运动。

2.如权利要求1所述的烟筒清理机，其特征在于，所述履带包括四条，其中两条为主动履带，两条为从动履带，主动履带攀爬烟筒内壁，从动履带起固定作用。

3.如权利要求1所述的烟筒清理机，其特征在于，所述的履带轮中，其中一个是主动履带轮，其余是被动履带轮。

4.如权利要求3所述的烟筒清理机，其特征在于，所述的驱动装置包括一个电机III，所述的电机III连接一个减速机，所述的减速机的输出端再通过链轮链条驱动主动履带轮旋转，所述的主动履带轮驱动履带循环运动。

5.如权利要求4所述的烟筒清理机，其特征在于，所述的电机I、电机II、电机III由一个控制器控制。

6.如权利要求4所述的烟筒清理机，其特征在于，所述的控制器上连有压力感应模块，压力感应模块控制电机I、电机II、电机III的正转、反转和启停。

7.如权利要求1所述的烟筒清理机，其特征在于，所述的圆形框架顶部安装一个圆盘，所述清扫腿的中部穿过在圆盘边缘的沟槽内，沿着沟槽上下运动。

8.如权利要求1所述的烟筒清理机，其特征在于，所述的支撑架由多个钢管连接而成。