CN110779226A - 一种定日镜清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定日镜清洗装置，用于清洗定日镜，包括：清洗机构、清洗支架、清洗机构框架，在清洗装置清洗的方向上，清洗支架上顺序设置有至少一组第一液体清洗组件、至少一组刷洗组件、至少一组第二液体清洗组件、至少一组气体清理组件和至少一组烘干组件；第一液体清洗组件、第二液体清洗组件连接有清洗液储存箱，气体清理组件连接有气体储存箱；清洗平台，用于搭载清洗机构，使其能在定日镜行中行走；清洗平台搭载清洗机构行走过程中，第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗组件、气体清理组件和烘干组件顺序对定日镜的镜面进行一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干。本发明提供的装置在冰点温度以下时，能够实现水洗清洁定日镜。

Description

一种定日镜清洗装置

技术领域

本发明属于太阳能热发电领域，尤其涉及一种定日镜清洗装置。

背景技术

太阳能热发电，也叫太阳能聚光热发电(Concentrating Solar Power，简称CSP)，目前国际上太阳能热发电系统的主要技术路线有塔式、槽式、线性菲涅尔式、碟式等。储能系统的投运，使光热发电技术区别于风能、光伏等其他新能源发电形式，可以实现24小时连续、稳定、可调度的电力输出。光热发电被认为是最有可能代替火电承担电力基础负荷的清洁能源，采用传统的汽轮发电机组使得光热电站具备了调频、调峰能力，光热电力是真正的友好型可再生能源。

在光热电站中，电站的年发电量是考核电站性能最重要的指标，其中镜场的清洁度对光热电站的年发电量影响显著，镜场的年均清洁度越高，光热电站的年发电量越高，镜场的年均清洁度越低，光热电站的年发电量越低。

在我国适宜建设光热电站的站址基本集中在西北区域，主要分布的省份有新疆、西藏、甘肃、青海、内蒙等地，由于上述地区季节分布明显，一年内温度变化显著，基本上都存在漫长的冬季，在部分高原地区，站址的环境温度在冰点温度以下的时间长达4个月以上，而目前光热电站的清洗方式在冰点温度以上时采用水洗模式，在冰点温度以下时采用干洗模式，水洗后镜面清洁度可达到98％以上，而干洗后镜面清洁度只能达到92％，基于以上现状，如果能够使得光热电站的镜面全年都实现水洗，则能够显著的提高镜场年均清洁度，提升电站发电量水平。因此，提供一种在冬季可水洗清洁定日镜的技术是非常重要的。

发明内容

本发明针对以上问题提供了一种定日镜清洗装置，在低温环境下，依旧能够实现水洗清洁定日镜。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种定日镜清洗装置，用于清洗定日镜，包括：

清洗机构，包括清洗支架，在所述清洗装置清洗的方向上，所述清洗支架上顺序设置有至少一组第一液体清洗组件、至少一组刷洗组件、至少一组第二液体清洗组件、至少一组气体清理组件和至少一组烘干组件；所述第一液体清洗组件、所述第二液体清洗组件连接有清洗液储存箱，所述气体清理组件连接有气体储存箱；

所述气体储存箱上设置有单向进气阀和单向出气阀；所述清洗液储存箱上设置有单向进液阀和单向出液阀；

清洗平台，用于搭载所述清洗机构，使其能在定日镜行中行走；所述清洗平台搭载所述清洗机构行走过程中，所述第一液体清洗组件、所述刷洗组件、所述第二液体清洗组件、所述气体清理组件和所述烘干组件顺序对所述定日镜的镜面进行一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干；

所述清洗机构通过清洗机构框架搭载在所述清洗平台上，所述气体储存箱和所述清洗液储存箱均设置在所述清洗机构框架上。

优选实施例，所述烘干组件为气体烘干组件，且与所述气体储存箱连接，所述气体储存箱上设置有用于对其内的气体加热的第一加热装置，所述清洗液储存箱上设置有用于对其内的液体加热的第二加热装置。

优选实施例，所述第一加热装置和/或第二加热装置可利用清洗平台行走过程中产生的尾气作为热源。

优选实施例，还包括弹性压力机构，用于对所述清洗液储存箱内的清洗液提供压力和对所述气体储存箱内的气体提供压力；

所述弹性压力机构进一步包括：第一弹性单元、第二弹性单元、第一活塞、第二活塞；所述第一弹性单元的一端固定在所述清洗支架的下表面，另一端固定于所述第一活塞；所述第二弹性单元的一端固定在所述清洗支架的下表面，另一端固定于所述第二活塞；

所述第一活塞设在所述气体储存箱内，所述第二活塞设在所述清洗液储存箱内；

所述清洗装置在工作状态，所述第一箱体内部有气体和所述第二箱体内部有清洗液时，所述第一弹性单元和第二弹性单元均处于压缩状态。采用第一活塞与第一弹性单元的配合，第二活塞与第二弹性单元的配合，利用清洗液的自重以及弹性单元提供的弹力，能够不耗能地实现高压液体和高压气体。

优选实施例，所述弹性压力机构还包括第一调节单元和第二调节单元，所述第一调节单元固定于所述气体储存箱的箱壁调节所述第一活塞，所述第一调节单元用于所述第一箱体的气体全部用完之后，调节所述第一活塞回到初始状态；所述第二调节单元固定于所述清洗液储存箱的箱壁调节所述第二活塞，所述第二调节单元用于所述第二箱体内的清洗液全部用完之后，调节所述第二活塞回到初始状态；

其中，所述初始状态为所述气体储存箱装满气体时第一活塞的位置以及所述清洗液储存箱装满液体时第二活塞的位置。

优选实施例，所述第一调节单元和所述第二调节单元均包括曲柄连杆、齿轮传动、动力单元、控制单元；所述齿轮传动进一步包括相互啮合的大圆形齿轮和小圆形齿轮；所述动力单元进一步包括变向螺杆、离合器、行驶旋转轴承；所述控制单元进一步包括布置在清洗液储存箱和气体储存箱活塞行程最上方、最下方位置的上限位传感器、下限位传感器以及控制器；

所述变向螺杆由多段组成，一端通过离合器连接行驶螺旋轴承，变向螺杆的另一端连接齿轮传动的大圆形齿轮，所述曲柄连杆的一端连接大圆形齿轮，所述第一调节单元的曲柄连杆另一端固定于所述第一活塞上，所述第二调节单元的曲柄连杆另一端固定于所述第二活塞上；

所述控制器均与所述上限位传感器、所述下限位传感器、离合器电连接，所述控制器根据所述上限位传感器、所述下限位传感器的信号控制所述离合器的分离和结合。采用设计调节单元，当箱体内的清洗液或气体用完时，此时活塞下行到下限位传感器位置，传感器将信号发送到控制器，控制器接收到信号，控制器控制离合器将行驶螺旋轴承和变向螺杆结合，行驶螺旋轴承带动变向螺杆运动，变向螺杆带动齿轮传动的大齿轮转动，进而带动曲柄连杆运动和小齿轮转动，进而带动活塞向上移动，当活塞移动到上限位传感器的位置时，此时就是初始状态的初始位置，上限位传感器检测到活塞，将信号发送给控制器，控制器将控制离合器分离行驶螺旋轴承和变向螺杆，此时调节单元处于不工作状态。

优选实施例，所述第一弹性单元和所述第二弹性单元均包括伸缩式导管和弹簧，所述伸缩式导管套设于所述弹簧，且所述伸缩式导管的最长和最短距离差等于所述弹簧的变形位移，在弹簧外边套设一伸缩式导管可保证弹簧不发生横向位移。

优选实施例，还包括第一液体清洗组件驱动电机驱动、刷洗组件驱动电机驱动、第二液体清洗组件驱动电机驱动、气体清理组件驱动电机驱动、烘干组件驱动电机驱动；

所述第一液体清洗组件与第一液体清洗组件驱动电机驱动连接，所述刷洗组件与刷洗组件驱动电机驱动连接，所述第二液体清洗组件与第二液体清洗组件驱动电机驱动连接，所述气体清理组件与气体清理组件驱动电机驱动连接，所述烘干组件与烘干组件驱动电机驱动连接；

所述第一液体清洗组件驱动电机、所述刷洗组件驱动电机、所述第二液体清洗组件驱动电机、所述气体清理组件驱动电机、所述烘干组件驱动电机均设置在所述清洗支架上；

所述控制器分别与所述第一液体清洗组件驱动电机、所述刷洗组件驱动电机、所述第二液体清洗组件驱动电机、所述气体清理组件驱动电机、所述烘干组件驱动电机电连接，控制器控制第一液体清洗组件驱动电机、刷洗组件驱动电机、第二液体清洗组件驱动电机、气体清理组件驱动电机、烘干组件驱动电机的开启和关闭，进而控制第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗组件、气体清洗组件、烘干组件工作与关闭。

优选实施例，所述第一液体清洗组件包括第一液体喷头及液体管道，第二液体清洗组件包括第二液体喷头及液体管道，所述气体清理组件包括第一气体喷头及气体管道，所述烘干装置包括第二气体喷头及气体管道；

所述第一液体喷头和所述第二液体喷头均通过液体管道与清洗液储存箱连接；所述第一气体喷头和所述第二气体喷头均通过气体管道与气体储存箱连接，所述第一液体喷头、所述第二液体喷头、所述第一气体喷头、所述第二气体喷头上均设有压力调节阀，可以对喷头喷出的液体或气体的压力进行调节。

所述清洗平台在定日镜行中行走时，在约定清洗效率的情况下，可以确定每一面定日镜的清洗时间，根据清洗时间T,可按照公式(1)计算清洗液体的加热温度T_W：

(Φ₁+Φ₂+Φ₃)×T＝c×Δm×(T_w-T₀) (1)

其中：Φ₁、Φ₂、Φ₃分别表示镜面单位面积上的对流散热损失功率，热传导散热损失功率、辐射散热损失功率，T表示第一液体喷头、滚刷、第二液体喷头、第一气体喷头对定日镜清洗总时间，c表示清洗液的比热容，Δm表示喷洒到定日镜镜面单位面积上清洗液的最大质量，T_W表示热清洗液的温度，T₀表示清洗液的冰点温度；

清洗液的加热温度要与加热装置中的加热功率、加热时间相匹配，加热装置的加热时间可根据公式(2)计算：

P×t＝C₁M₁ΔT₁+C₂M₂ΔT₂

M₁＝ρ₁V₁,M₂＝ρ₂V₂ (2)

其中，P表示第一加热装置和第一加热装置的加热功率；t表示加热时间；C₁表示清洗液的比热容，M₁表示清洗液的质量，ΔT₁表示清洗液的升温温差；ρ₁表示清洗液的密度，V₁表示清洗液储存箱的体积；C₂：气体的比热容，M₂：气体的质量，ΔT₂表示气体的升温温差；ρ₂表示气体的密度，V₂表示气体储存箱的体积。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明提供了一种在低温环境下(特别是冬季)仍然可以采用水洗清洁定日镜的装置。在清洗方向的上，清洗支架上顺序设置第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗装置、气体清理组件和烘干组件，使用清洗装置清洗定日镜，清洗平台在定日镜中行走，行驶到定日镜镜面的正前方时，依次打开第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗装置、气体清理组件和烘干组件，在非常短的时间内依次对定日镜的镜面进行快速的一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干，不管清洗液是水或是其他液体，均使得镜面清洗洁净且不结冰。

本发明优选实施例中设计弹性压力机构，第一活塞设在气体储存箱的上部，与气体储存箱形成密闭空间，储存气体，第二活塞设在清洗液储存箱的上部，与清洗液储存箱形成密闭空间，储存清洗液。清洗装置清洗定日镜时，处在压缩状态的第一弹性单元利用弹力通过第一活塞压缩气体，产生高压气体，处在压缩状态的第二弹性单元利用弹力通过第二活塞压缩清洗液，产生高压清洗液，这样第一液体清洗组件、第二液体清洗组件利用高压清洗液快速一次冲洗、二次冲洗，气体清理组件、烘干装置利用高压气体吹扫、烘干定日镜镜面，清洗效果更好。因此设计了弹性压力机构，可以不耗能地实现高压气体和高压清洗液，节约了成本，还能使清洗效果更好。

附图说明

图1为本发明实施例中跨越式清洗车的外形结构简单示意图；

图2为本发明实施例中跨越式清洗车的结构简单示意图；

图3为本发明实施例中定日镜清洗装置中的纵截面示意图；

图4为本发明实施例中弹性压力机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中弹性调节单元工作时的结构示意图。

附图标记说明：1-第二气体喷头；2-第一气体喷头；3-第二水喷头；4-滚刷；5-第一水喷头；6-第一弹性单元；601-弹簧；602-伸缩导管；7-水管道；8-第二活塞；9-水储存箱；10-加热装置；11-隔板；12-第一活塞；13-气体储存箱；14-气体管道；15-清洗支架；16-曲柄连杆；17-变向螺杆；18-齿轮传动；19-第二弹性单元；20-清洗机构框架；21-轮胎；22-上限位传感器；23-下限位传感器；24-行驶旋转轴承；25-离合器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种定日镜清洗装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

参看图1-3，在一个实施例中，一种定日镜清洗装置，在本实施例中主要用于在低温环境用水清洗定日镜，当然也可以采用其他的清洗液清洗定日镜，在此不做限制，该清洗装置包括：清洗机构、清洗平台、清洗机构框架20；

清洗机构，包括清洗支架15，在清洗装置清洗的方向上，清洗支架15上顺序设置有至少一组第一液体清洗组件、至少一组刷洗组件、至少一组第二液体清洗组件、至少一组气体清理组件和至少一组烘干组件；第一液体清洗组件、第二液体清洗组件连接有水储存箱9，气体清理组件连接有气体储存箱13，气体储存箱13内储存的气体可以为惰性气体或空气或氮气；

气体储存箱13上设置有单向进气阀和单向出气阀，水储存箱9上设置有单向进水阀和单向出水阀；

清洗平台，用于搭载清洗机构，使其能在定日镜行中行走；清洗平台搭载清洗机构行走过程中，第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗组件、气体清理组件和烘干组件顺序对定日镜的镜面进行一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干；

清洗机构通过清洗机构框架20搭载清洗平台上，气体储存箱13和水储存箱9均设置在清洗机构框架20上。

优选实施例，烘干组件为气体烘干组件，且与气体储存箱13连接，气体储存箱13上设置有用于对其内的气体加热的第一加热装置，水储存箱9上设置有用于对其内的水加热的第一加热装置。优选地，气体储存箱13和水储存箱9的箱体材料均为保温材料，气体储存箱13和水储存箱9的周侧均设有保温层。

气体储存箱13与水储存箱9可以是两个单独的箱体，也可以是一个箱体，在箱体内部设了一隔板11，将箱体的空间分为两个独立的空间，分别储存气体和水，即气体储存箱13和水储存箱9，在本实施例中为后者，带有隔板11的情况，因此第一加热装置和第二加热装置可以合二为一个加热装置10；隔板11优选为导热材料，隔板11优选为波纹板，隔板11采用波纹板的形式可以增大气体和水的接触面积，使水和气体能够充分换热。优选地，加热装置10可利用清洗平台行走过程中产生的尾气作为热源。

优选地，第一液体清洗组件包括第一水喷头5及水管道7，第二液体清洗组件包括第二水喷头4及水管道7，气体清理组件包括第一气体喷头2及气体管道14，烘干装置包括第二气体喷头及气体管道14；第一水喷头5和第二水喷头4均通过水管道7与水储存箱9连接；第一气体喷头2和第二气体喷头1均通过气体管道14与气体储存箱13连接，滚刷组件包括滚刷4；第一水喷头5、第二水喷头3、第一气体喷头2、第二气体喷头1上均设有压力调节阀，可以对喷头喷出的水或气体的压力进行调节。

优选地，气体储存箱13和水储存箱9在进气、进水、出气、出水时都采用单向阀。

本实施例提供了一种在低温环境下(特别是冬季)仍然可以采用水洗清洁定日镜的装置。在清洗方向的上，清洗支架15上顺序设置第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗装置、气体清理组件和烘干组件，使用清洗装置清洗定日镜，清洗平台在定日镜中行走，行驶到定日镜镜面的正前方时，依次打开第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗装置、气体清理组件和烘干组件，在非常短的时间内依次对定日镜的镜面进行快速的一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干，使得镜面清洗结净且不结冰。

优选实施例，还包括弹性压力机构，用于对水储存箱9内的水提供压力和对气体储存箱13内的气体提供压力；

弹性压力机构进一步包括：第一弹性单元6、第二弹性单元19、第一活塞12、第二活塞8；第一弹性单元6的一端固定在清洗支架15的下表面，另一端固定于第一活塞12；第二弹性单元19的一端固定在清洗支架15的下表面，另一端固定于第二活塞8；

第一活塞12设在气体储存箱13的上方，与气体储存箱13组成一密闭空间，用于储存气体，第二活塞8设在水储存箱9的上方，与水储存箱9组成一密闭空间，用于储存水；

清洗装置在清洗工作状态，气体储存箱13内部有气体和水储存箱9内部有水时，第一弹性单元6和第二弹性单元19均处于压缩状态。

优选实施例中，还包括控制器、第一液体清洗组件驱动电机驱动、刷洗组件驱动电机驱动、第二液体清洗组件驱动电机驱动、气体清理组件驱动电机驱动、烘干组件驱动电机驱动；

第一液体清洗组件与第一液体清洗组件驱动电机驱动连接，刷洗组件与刷洗组件驱动电机驱动连接，第二液体清洗组件与第二液体清洗组件驱动电机驱动连接，气体清理组件与气体清理组件驱动电机驱动连接，烘干组件与烘干组件驱动电机驱动连接；

第一液体清洗组件驱动电机、刷洗组件驱动电机、第二液体清洗组件驱动电机、气体清理组件驱动电机、烘干组件驱动电机均设置在清洗支架15上；

控制器分别与第一液体清洗组件驱动电机、刷洗组件驱动电机、第二液体清洗组件驱动电机、气体清理组件驱动电机、烘干组件驱动电机电连接，控制器控制第一液体清洗组件驱动电机、刷洗组件驱动电机、第二液体清洗组件驱动电机、气体清理组件驱动电机、烘干组件驱动电机的开启和关闭，进而控制第一液体清洗组件、刷洗组件、第二液体清洗组件、气体清洗组件、烘干组件工作与关闭。

本优选实施例提供了一种在冬季温度零下的时候仍然可以采用水洗清洁定日镜的装置，第一活塞12设在气体储存箱13的上部，与气体储存箱13形成密闭空间，储存气体，第二活塞8设在水储存箱9的上部，与水储存箱9形成密闭空间，储存清洗液，第一弹性单元6一端设在清洗支架15上，另一端连接第一活塞12，第二弹性单元19一端设在清洗支架15上，另一端连接第二活塞8，气体储存箱13和水储存箱9内部还有气体和水时，第一弹性单元6和第二弹性单元19均处在压缩状态。清洗装置清洗定日镜时，处在压缩状态的第一弹性单元6利用弹力通过第一活塞12压缩气体，产生高压气体，处在压缩状态的第二弹性单元19利用弹力通过第二活塞8压缩水，产生高压水，这样第一液体清洗组件、第二液体清洗组件利用高压清洗液快速一次冲洗、二次冲洗，气体清理组件、烘干装置利用高压气体吹扫、烘干定日镜镜面，清洗效果更好。因此设计了弹性压力机构，可以不耗能地实现高压气体和高压水，节约了成本，还能使清洗效果更好。

使用清洗装置清洗定日镜，清洗平台在定日镜中行走，行驶到定日镜镜面的正前方时，控制器依次控制第一液体清洗组件驱动电机、滚刷组件驱动电机、第二液体清洗组件驱动电机、气体清理组件驱动电机、烘干装置驱动电机，进而第一水喷头5、滚刷4、第二水喷头3、第一气体喷头2、第二气体喷头1依次打开，在非常短的时间内依次对定日镜的镜面进行快速的一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干，使得镜面清洗洁净且不结冰。

清洗平台在定日镜行中行走时，清洗装置在非常短的时间内对定日镜镜面进行快速的一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干，在时间控制上要保证定日镜在清洗过程中不结冰，烘干时间要相对较长，以保证最后镜面能够被烘干，在约定清洗效率的情况下，可以确定每一面定日镜的清洗时间T，而且清洗时间受到水压、环境温度、环境风速、清洗水量的影响，在环境温度、环境风速确定的条件下，可以通过调节水压和清洗水量使得清洗时长保持基本稳定，从而确保清洗效率。根据清洗时间可按照公式(1)计算加热温度：

(Φ₁+Φ₂+Φ₃)×T＝c×Δm×(T_w-T₀) (1)

其中：Φ₁、Φ₂、Φ₃分别表示镜面单位面积上的对流散热损失功率，热传导散热损失功率、辐射散热损失功率，T表示第一水喷头5、滚刷4、第二水喷头3、第一气体喷头2对定日镜清洗总时间，C表示水的比热容，Δm表示喷洒到定日镜镜面单位面积上水的最大质量，T_w表示热水的温度，T₀表示冰点温度。

而水的加热温度要与加热装置10中的加热功率、加热时间相匹配，加热装置10加热时间可根据公式(2)计算：

P×t＝C₁M₁ΔT₁+C₂M₂ΔT₂

M₁＝ρ₁V₁,M₂＝ρ₂V₂ (2)

其中，P表示加热装置10的加热功率；t表示加热时间；C₁表示水的比热容，M₁表示水的质量，ΔT₁表示水的升温温差；ρ₁表示水的密度，V₁表示水箱的体积；C₂：气体的比热容，M₁：气体的质量，ΔT₂表示气体的升温温差；ρ₂表示气体的密度，V₂表示气体箱的体积。

参看图3，优选实施例，弹性压力机构还包括第一调节单元和第二调节单元，第一调节单元固定于气体储存箱13的箱壁调节第一活塞12，第一调节单元用于第一箱体13的气体全部用完之后，调节第一活塞12回到初始状态；第二调节单元固定于水储存箱9的箱壁调节第二活塞8，第二调节单元用于第二箱体9内的水全部用完之后，调节第二活塞8回到初始状态；

其中，初始状态为气体储存箱13装满气体时第一活塞12的位置以及水储存箱9装满水时第二活塞8的位置。

参看图4、图5，优选实施例，第一调节单元和第二调节单元均包括曲柄连杆16、齿轮传动18、动力单元、控制单元；齿轮传动18进一步包括相互啮合的大圆形齿轮和小圆形齿轮，动力单元进一步包括变向螺杆17、离合器25、行驶旋转轴承24，行驶螺旋轴承24安装在清洗平台轮胎车轴上，控制单元进一步包括布置在水储存箱9和气体储存箱13活塞行程最上方、最下方位置的上限位传感器22、下限位传感器23以及控制器，此时控制器与控制清洗机构内的清洗组件的控制器为同一个；

变向螺杆17由多段组成，一端通过离合器25连接行驶螺旋轴承24，变向螺杆17的另一端连接齿轮传动18的大圆形齿轮，曲柄连杆16的一端连接大圆形齿轮，第一调节单元的曲柄连杆16另一端固定于第一活塞12上，第二调节单元的曲柄连杆16另一端固定于第二活塞8上；

控制器均与上限位传感器22、下限位传感器23、离合器25电连接，控制器根据上限位传感器22、下限位传感器23的信号控制离合器25的分离和结合。采用设计调节单元，当箱体内的水或气体用完时，此时活塞下行到下限位传感器23位置，下限位传感器23将信号发送到控制器，控制器接收到信号，控制器控制离合器25将行驶螺旋轴承24和变向螺杆17结合，行驶螺旋轴承24带动变向螺杆17运动，变向螺杆17带动齿轮传动18的大齿轮转动，进而带动曲柄连杆16运动和小齿轮转动，进而带动活塞向上移动，当活塞移动到上限位传感器22的位置时，此时就是初始状态的初始位置，上限位传感器22检测到活塞，将信号发送给控制器，控制器将控制离合器25分离行驶螺旋轴承24和变向螺杆17，此时调节单元处于不工作状态。当活塞移动到上限位传感器22的位置后，外界的补水和补齐系统加入水及气体，此时，单向出气阀和单向出水阀关闭，单向进气阀和单向进水阀开启，气体储存箱13从外界补充气体，水储存箱9从外界补充水，当气体储存箱13和水储存箱9的压力与外界的补气补水系统相等时，则箱体中已加满水和气体。

参看图3，优选实施例，第一弹性单元6和第二弹性单元19均包括伸缩式导管602和弹簧601，伸缩式导管602套设于弹簧601，且伸缩式导管的最长和最短距离差等于弹簧601的变形位移，在弹簧601外边套设一伸缩式导管602可保证弹簧601不发生横向位移。在选用弹簧601时，弹簧601的弹力要大于水的重力，以保证当水储存箱9内的水液位下降时，弹簧601的弹力变化表现不出明显的差异。

在本发明中，清洗平台可为人工驾驶的小型汽车或自主行走的机器人，或者其他车辆，在本实施例中为跨越式清洗车，图1展示了一种跨越式清洗车的简单示意图，清洗机构框架20与轮胎21的支架固定。跨越式清洗车的清洗支架15与待清洗的放平定日镜镜面平行，第一水喷头5、滚刷4、第二水喷头3、第一气体喷头2、第二气体喷头1按照清洗车前进放入方向上从前先后依次设置在清洗支架15上。水管道7和气体管道14依附在清洗支架15上，或清洗支架15为空心的支架，水管道7和气体设在清洗支架15内部的空心。

本实施例的清洗装置的工作过程为：

首先，在清洗装置清洗前，若清洗装置处于初始状态，则第一活塞12和第二活塞8都位于上限传感器22位置，行驶螺旋轴承24和变向螺杆17分离，外界的补水和补齐系统加入水及气体，此时，单向出气阀和单向出水阀关闭，单向进气阀和单向进水阀开启，气体储存箱13从外界补充气体，水储存箱9从外界补充水，当气体储存箱13和水储存箱9的压力与外界的补气补水系统相等时，则箱体中已加满水和气体，进入并启动加热装置10。加热水和气体，根据清洗时的环境温度和风速，计算定日镜单位面积上的散热功率Φ1、Φ2、Φ3，根据公式(1)可以求知水的加热温度，然后根据公式(2)可以计算加热装置10的加热时间，当清洗车的水和气体全部具备清洗条件后，下一步将进行清洗定日镜。

清洗定日镜时，处在压缩状态的第一弹性单元6利用弹力通过第一活塞12压缩气体，产生高压气体，处在压缩状态的第二弹性单元19利用弹力通过第二活塞8压缩水，产生高压水，清洗平台行驶到定日镜镜面的正前方时，控制器依次控制第一液体清洗组件驱动电机、滚刷组件驱动电机、第二液体清洗组件驱动电机、气体清理组件驱动电机、烘干装置驱动电机，进而第一水喷头5、滚刷4、第二水喷头3、第一气体喷头2、第二气体喷头1依次打开，在非常短的时间内依次对定日镜的镜面进行快速的一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干，使得镜面清洗洁净且不结冰，在清洗工作过程中，气体储存箱13、水储存箱9的单向出气阀和单向出水阀开启，单向进气阀和单向进水阀关闭。

若清洗装置用完气体和水，水储存箱和气体储存箱处于空箱时，此时活塞下行到下限位传感器23位置，则清洗车将在从镜场行驶到清洗加水点的行驶过程中，通过第一调节单元和第二调节单元将弹簧601压缩，具体为下限位传感器23检测到活塞，下限位传感器23将信号发送到控制器，控制器接收到信号，控制器控制离合器25将行驶螺旋轴承24和变向螺杆17结合，行驶螺旋轴承24带动变向螺杆17运动，变向螺杆17带动齿轮传动18的大齿轮转动，进而带动曲柄连杆16运动和小齿轮转动，进而带动第一活塞12和第二活塞8上移，此时，单向出气阀和单向出水阀关闭，单向进气阀和单向进水阀开启，气体储存箱1313和水储存箱9分别装入适量的气体和水，此时开启加热装置10，加热气气体和水，进行下一步的清洗定日镜。

清洗时的主要步骤如下：

步骤一：要把被清洗的目标定日镜先转到清洗姿态，清洗车平稳行驶到定日镜镜面的正前方，在与定日镜镜面平行的横向清洗支架15上设置的第一水喷头5首先接触到定日镜镜前边沿，控制器控制第一水喷头5首先喷水，高压水湿润、喷淋定日镜镜面，此时需要足够多的水量以完全湿润镜面；

步骤二：接着，当滚刷4接触到定日镜的前边沿时，控制器开启滚刷4对定日镜镜面进行刷洗，将污渍、污水推向未清洗镜面的方向(与清洗方向，即清洗车的行驶方向一致)，使得污水不流向已经清洗过的镜面，并将水层厚度刮薄；

步骤三：此时，当喷头3接触到定日镜的前边沿时，控制器开启第二水喷头3以更高的水压，适量的水量对定日镜进行冲洗，经过第一水喷头5和滚刷4的清洗，污渍基本被清洗干净，第二水喷头3的主要目的是清除顽固污渍，并将清洗污水处理干净，使得镜面洁净；

步骤四：当第一气体喷头2接触到定日镜的前边沿时，控制器开启第一气体喷头2，第一气体喷头2以较高的高压气体，高速高压地对已清洗的镜面进行吹扫，该步骤的特点是气体流速快，压力强，要将步骤三执行后留下的清洗水薄层快速的吹向清洗方向，使得吹扫后的镜面基本没有明显停滞的水层，不产生水痕。

步骤五：当第二气体喷头1接触到定日镜的前边沿时，控制器开启第二气体喷头1，第二气体喷头1利用高压热气体，以一段相对较长的布置长度对步骤四吹扫过得镜面进行烘干，主要利用对流和热传导两种方式清除已清洗镜面上的水分子，使得镜面变得干燥，不在冰点温度以下结冰。

步骤六：清洗车继续在清洗方向上行进和清洗，直到整面定日镜被清洗完毕，该面定日镜清洗完后，控制器依次关闭离开定日镜后边沿的清洗部件，清洗车将行驶到第二面定日镜正前方，控制器依次开启接触到第二面定日镜前边沿的清洗部件，开始第二面定日镜的清洗。

步骤七：当清洗车中的热气体或者热水耗尽后(理论上两者应当同步耗尽)，清洗车停止清洗，此时弹簧601达到最长位移，活塞行程到达下限位传感器23位置处，下限位传感器23将信号发送到控制器，控制器接收到信号，控制器控制离合器25将行驶螺旋轴承24和变向螺杆17结合，行驶螺旋轴承24带动变向螺杆17运动，变向螺杆17带动齿轮传动18的大齿轮转动，进而带动曲柄连杆16运动和小齿轮转动，进而带动第一活塞12和第二活塞8上移，此时，单向出气阀和单向出水阀关闭，单向进气阀和单向进水阀开启，气体储存箱13装入适量的气体，水储存箱9装入适量的水，然后利用加热装置10加热气体和水，加热完成后，准备下一周期的清洗，在清洗过程中，可以根据需要随时进行加热，当气体储存箱13的气体比水箱提前耗尽时，可通过控制离合器25闭合，使得行驶螺旋轴承24与变向螺杆17连接，进而可利用清洗平台轮胎车轴的转动，带动曲柄连杆16和齿轮传动18运动，使得第一活塞12重新被提升至上限位传感器22位置处，在第一活塞12被重新提升至上限位传感器22位置的过程中，外界气体系统可通过设置在气体储存箱13上的进气单向阀被吸入气体储存箱13内，进而实现对气体储存箱13中气体的随时补充。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种定日镜清洗装置，用于清洗定日镜，其特征在于，包括：

清洗机构，包括清洗支架，在所述清洗装置清洗的方向上，所述清洗支架上顺序设置有至少一组第一液体清洗组件、至少一组刷洗组件、至少一组第二液体清洗组件、至少一组气体清理组件和至少一组烘干组件；所述第一液体清洗组件、所述第二液体清洗组件连接有清洗液储存箱，所述气体清理组件连接有气体储存箱；

清洗平台，用于搭载所述清洗机构，使其能在定日镜行中行走；所述清洗平台搭载所述清洗机构行走过程中，所述第一液体清洗组件、所述刷洗组件、所述第二液体清洗组件、所述气体清理组件和所述烘干组件顺序对所述定日镜的镜面进行一次冲洗、刷洗、二次冲洗、吹扫、烘干；

所述清洗机构通过清洗机构框架搭载在所述清洗平台上，所述气体储存箱和所述清洗液储存箱均设置在所述清洗机构框架上。

2.根据权利要求1所述的定日镜清洗装置，其特征在于，所述烘干组件为气体烘干组件，且与所述气体储存箱连接，所述气体储存箱上设置有用于对其内的气体加热的第一加热装置，所述清洗液储存箱上设置有用于对其内的液体加热的第二加热装置。

3.根据权利要求2所述的定日镜清洗装置，其特征在于，所述第一加热装置和/或第二加热装置可利用清洗平台行走过程中产生的尾气作为热源。

4.根据权利要求1或2所述的定日镜清洗装置，其特征在于，还包括弹性压力机构，用于对所述清洗液储存箱内的液体提供压力和对所述气体储存箱内的气体提供压力；

所述弹性压力机构进一步包括：第一弹性单元、第二弹性单元、第一活塞、第二活塞；所述第一弹性单元的一端固定在所述清洗支架的下表面，另一端固定于所述第一活塞；所述第二弹性单元的一端固定在所述清洗支架的下表面，另一端固定于所述第二活塞；

所述第一活塞设在所述气体储存箱内，所述第二活塞设在所述清洗液储存箱内；

所述清洗装置在工作状态，所述第一箱体内部有气体和所述第二箱体内部有清洗液时，所述第一弹性单元和第二弹性单元均处于压缩状态。

5.根据权利要求4所述的定日镜清洗装置，其特征在于，所述弹性压力机构还包括第一调节单元和第二调节单元，所述第一调节单元固定于所述气体储存箱的箱壁调节所述第一活塞，所述第一调节单元用于所述第一箱体的气体全部用完之后，调节所述第一活塞回到初始状态；所述第二调节单元固定于所述清洗液储存箱的箱壁调节所述第二活塞，所述第二调节单元用于所述第二箱体内的液体全部用完之后，调节所述第二活塞回到初始状态；

其中，所述初始状态为所述气体储存箱装满气体时第一活塞的位置以及所述清洗液储存箱装满清洗液时第二活塞的位置。

6.根据权利要求5所述的定日镜清洗装置，其特征在于，所述第一调节单元和所述第二调节单元均包括曲柄连杆、齿轮传动、动力单元、控制单元；所述齿轮传动进一步包括相互啮合的大圆形齿轮和小圆形齿轮；所述动力单元进一步包括变向螺杆、离合器、行驶旋转轴承；所述控制单元进一步包括布置在清洗液储存箱和气体储存箱活塞行程最上方、最下方位置的上限位传感器、下限位传感器以及控制器；

所述变向螺杆由多段组成，一端通过离合器连接行驶螺旋轴承，变向螺杆的另一端连接齿轮传动的大圆形齿轮，所述曲柄连杆的一端连接大圆形齿轮，所述第一调节单元的曲柄连杆另一端固定于所述第一活塞上，所述第二调节单元的曲柄连杆另一端固定于所述第二活塞上；

所述控制器均与所述上限位传感器、所述下限位传感器、离合器电连接，所述控制器根据所述上限位传感器、所述下限位传感器的信号控制所述离合器的分离和结合。

7.根据权利要4所述的定日镜清洗装置，其特征在于，所述第一弹性单元和所述第二弹性单元均包括伸缩式导管和弹簧，所述伸缩式导管套设于所述弹簧，且所述伸缩式导管的最长和最短距离差等于所述弹簧的变形位移。

8.根据权利要求6所述的定日镜清洗装置，其特征在于，还包括第一液体清洗组件驱动电机驱动、刷洗组件驱动电机驱动、第二液体清洗组件驱动电机驱动、气体清理组件驱动电机驱动、烘干组件驱动电机驱动；

所述第一液体清洗组件与所述第一液体清洗组件驱动电机驱动连接，所述刷洗组件与所述刷洗组件驱动电机驱动连接，所述第二液体清洗组件与所述第二液体清洗组件驱动电机驱动连接，所述气体清理组件与所述气体清理组件驱动电机驱动连接，所述烘干组件与所述烘干组件驱动电机驱动连接；

所述第一液体清洗组件驱动电机、所述刷洗组件驱动电机、所述第二液体清洗组件驱动电机、所述气体清理组件驱动电机、所述烘干组件驱动电机均设置在所述清洗支架上；

所述控制器分别与所述第一液体清洗组件驱动电机、所述刷洗组件驱动电机、所述第二液体清洗组件驱动电机、所述气体清理组件驱动电机、所述烘干组件驱动电机电连接。

9.根据权利要求2所述的定日镜清洗平台，其特征在于，所述第一液体清洗组件包括第一液体喷头及液体管道，第二液体清洗组件包括第二液体喷头及液体管道，所述气体清理组件包括第一气体喷头及气体管道，所述烘干装置包括第二气体喷头及气体管道，所述滚刷组件包括滚刷；

所述第一液体喷头和所述第二液体喷头均通过液体管道与清洗液储存箱连接；所述第一气体喷头和所述第二气体喷头均通过气体管道与气体储存箱连接；

所述第一液体喷头、所述第二液体喷头、所述第一气体喷头、所述第二气体喷头上均设有压力调节阀。

10.根据权利要求9所述的定日镜清洗平台，其特征在于，所述清洗平台在定日镜行中行走时，在约定清洗效率的情况下，可以确定每一面定日镜的清洗时间，根据清洗时间T,可按照公式(1)计算清洗液体的加热温度T_W：

(Φ₁+Φ₂+Φ₃)×T＝c×Δm×(T_w-T₀) (1)

其中：Φ₁、Φ₂、Φ₃分别表示镜面单位面积上的对流散热损失功率，热传导散热损失功率、辐射散热损失功率，T表示第一液体喷头、滚刷、第二液体喷头、第一气体喷头对定日镜清洗总时间，c表示清洗液的比热容，Δm表示喷洒到定日镜镜面单位面积上清洗液的最大质量，T_W表示热清洗液的温度，T₀表示清洗液的冰点温度；

清洗液的加热温度要与加热装置中的加热功率、加热时间相匹配，加热装置的加热时间可根据公式(2)计算：

P×t＝C₁M₁ΔT₁+C₂M₂ΔT₂

M₁＝ρ₁V₁,M₂＝ρ₂V₂ (2)

其中，P表示第一加热装置和第一加热装置的加热功率；t表示加热时间；C₁表示清洗液的比热容，M₁表示清洗液的质量，ΔT₁表示清洗液的升温温差；ρ₁表示清洗液的密度，V₁表示清洗液储存箱的体积；C₂：气体的比热容，M₂：气体的质量，ΔT₂表示气体的升温温差；ρ₂表示气体的密度，V₂表示气体储存箱的体积。

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