CN111282887B - 一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，包括移动平台、雾化喷嘴、冲洗喷嘴，移动平台上还设有激光清洗装置；本发明的优点：通过激光清洗装置实现对绝缘子边缘母线进行精确激光扫描，同时通过雾化喷嘴在绝缘子表面覆盖液膜，从而实现了对绝缘子的激光湿式清洗，配备移动平台的移动效果，实现高效反复的清洗，替代了传统人工清洗方式，降低了人工劳动强度，提高变电站绝缘子清洗的自动化程度，且能对绝缘子表面污秽进行更彻底的清洗，本发明具有不损伤基体、不产生环境污染、清洗效率高和清洗效果好的优点，另外，本发明还公开了一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗方法，包括所述的绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置。

Description

一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及高压输电线路绝缘子表面污秽清洗领域，具体涉及一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置及清洗方法。

背景技术

高压变电站绝缘子长期暴露在野外自然环境中，随着空气中杂质的吸附，绝缘子表面会积累大量灰尘，而影响其绝缘性，严重时会造成沿面放电、温度异常升高等事故，为了防止该类事故的发生，供电单位通常在例行检修或大负荷来临之前，让检修人员对绝缘子进行定期除污。传统的除污方法效率低，劳动量大且会造成环境的污染。并且现今激光干式清洗绝缘子方法存在无法清洗内凹形绝缘子的内凹部位污秽物、难以彻底清除顽固污染物、激光难以准确聚焦于绝缘子表面轮廓部位等的诸多限制和缺点。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置及清洗方法，清洗时能准确的聚焦于绝缘子表面轮廓部位，实现高效准确的清洗绝缘子表面的污染物。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，包括移动平台、向绝缘子表面覆盖液膜的雾化喷嘴、以及向绝缘子表面进行水冲洗的冲洗喷嘴，所述移动平台包括角度调节装置和水泵，所述雾化喷嘴、冲洗喷嘴均与水泵相连，所述角度调节装置包括用于调节雾化喷嘴、冲洗喷嘴的喷射角度的第一调节组件，以及使雾化喷嘴和冲洗喷嘴换位的第二调节组件，所述第一调节组件设置在第二调节组件上，所述雾化喷嘴和冲洗喷嘴设置在第一调节组件上，所述移动平台上还设有实现对绝缘子边缘母线进行精确激光扫描的激光清洗装置。

优选的，所述第二调节组件包括第一电机、旋转轴和旋转盘，所述旋转轴的一端与第一电机相连，所述旋转轴的另一端与旋转盘相连，所述第一调节组件包括左支撑板、右支撑板和第二电机，所述左支撑板和右支撑板均固定连接在旋转盘上，且左支撑板和右支撑板的水平中心轴线与旋转盘的水平中心轴线重合，所述左支撑板和右支撑板上均设有一个第二电机，所述雾化喷嘴设置在左支撑板上且通过第二电机驱动，所述冲洗喷嘴设置在右支撑板上且通过第二电机驱动。

优选的，所述旋转轴的一端与第一电机之间通过相互啮合的主动齿轮和从动齿轮传动连接，所述旋转轴的另一端固定连接在旋转盘上。

优选的，所述雾化喷嘴包括雾化喷头和第一转轴，所述雾化喷头设置在第一转轴上，所述第一转轴转动连接在左支撑板上；

所述冲洗喷嘴包括冲洗喷头和第二转轴，所述冲洗喷头设置在第二转轴上，所述第二转轴转动连接在右支撑板上；

所述第二电机上设有传动齿轮，所述传动齿轮分别与第一转轴、第二转轴传动连接。

优选的，所述激光清洗装置包括激光器、Z-扩束镜、光束聚焦镜和X-振镜，所述激光器和光束聚焦镜均固定连接在移动平台上，所述Z-扩束镜滑动连接在移动平台上，且位于激光器和光束聚焦镜之间，所述X-振镜转动连接在移动平台上。

优选的，所述移动平台上设有滑轨，所述滑轨上设有滑块，所述Z-扩束镜设置在滑块上。

优选的，所述移动平台上设有支架，所述支架上设有安装X-振镜的销轴。

优选的，所述绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置还包括第三电机和张紧机构，待清洗绝缘子的一端与第三电机相连，待清洗绝缘子的另一端与张紧机构相连。

优选的，所述第三电机上设有夹持绝缘子的卡盘。

一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗方法，包括上述所述的绝缘子表面污秽

激光湿式清洗装置，依次包括以下步骤：

步骤一：将待清洗绝缘子的一端装夹在卡盘上，并待清洗绝缘子的另一端通过张紧机构进行张紧，通过第三电机转动带动绝缘子串绕其自身轴线做回转运动；

步骤二：通过雾化喷嘴在待清洗绝缘子表面覆盖一层液膜，然后开启激光器，通过控制Z—扩束镜在滑轨上移动使激光焦距改变实现Z方向的扫描，X—振镜摆动实现X方向的扫描，使激光束聚焦于绝缘子表面上对绝缘子几何体边缘母线进行扫描，然后通过第三电机的驱动；

步骤三：通过冲洗喷嘴对步骤二清洗后的绝缘子进行水冲洗处理；

步骤四：通过第二调节组件使雾化喷嘴和冲洗喷嘴互换位置，移动平台反向移动，实现二次清洗。

综上所述，本发明的优点：通过激光清洗装置实现对绝缘子边缘母线进行精确激光扫描，同时通过雾化喷嘴在绝缘子表面覆盖液膜，从而实现了对绝缘子的激光湿式清洗，同时利用第一调节组件调节冲洗喷嘴的喷射角度，能进一步的提高清洗效率，其次，通过第二调节组件实现雾化喷嘴和冲洗喷嘴的换位，能实现高效的反向清洗，最后，配备移动平台的移动效果，实现高效反复的清洗，替代了传统人工清洗方式，降低了人工劳动强度，提高变电站绝缘子清洗的自动化程度，且能对绝缘子表面污秽进行更彻底的清洗，本发明具有不损伤基体、不产生环境污染、清洗效率高和清洗效果好的优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置的结构示意图；

图2为本发明中激光清洗装置的结构示意图；

图3为本发明中角度调节装置的结构示意图；

图4为本发明中雾化喷嘴在第一调节组件上的结构示意图；

图5为本发明中冲洗喷嘴在第一调节组件上的结构示意图。

附图标记：

1移动平台、11滑轨、12滑块、13支架、14销轴、2雾化喷嘴、21雾化喷头、22第一转轴、3冲洗喷嘴、31冲洗喷头、32第二转轴、4角度调节装置、5水泵、6第一调节组件、61左支撑板、62右支撑板、63第二电机、64传动齿轮、7第二调节组件、71第一电机、72旋转轴、73旋转盘、74主动齿轮、75从动齿轮、8激光清洗装置、80激光束、81激光器、82 Z-扩束镜、83光束聚焦镜、84 X-振镜、9第三电机、91张紧机构、92卡盘、10绝缘子。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，包括移动平台1、向绝缘子10表面覆盖液膜的雾化喷嘴2、以及向绝缘子表面进行水冲洗的冲洗喷嘴3，移动平台1为现有技术，移动方向如图1箭头方向所示，本实施例不做详细的说明，所述移动平台1包括角度调节装置4和水泵5，所述雾化喷嘴2、冲洗喷嘴3均与水泵5通过进水管相连，所述角度调节装置4包括用于调节雾化喷嘴2、冲洗喷嘴3的喷射角度的第一调节组件6，以及使雾化喷嘴2和冲洗喷嘴3换位的第二调节组件7，所述第一调节组件6设置在第二调节组件7上，所述雾化喷嘴2和冲洗喷嘴3设置在第一调节组件6上，所述移动平台1上还设有实现对绝缘子边缘母线进行精确激光扫描的激光清洗装置8。

通过激光清洗装置8实现对绝缘子边缘母线进行精确激光扫描，同时通过雾化喷嘴2在绝缘子表面覆盖液膜，从而实现了对绝缘子的激光湿式清洗，同时利用第一调节组件6调节冲洗喷嘴3的喷射角度，能进一步的提高清洗效率，其次，通过第二调节组件7实现雾化喷嘴2和冲洗喷嘴3的换位，能实现高效的反向清洗，最后，配备移动平台1的移动效果，实现高效反复的清洗，替代了传统人工清洗方式，降低了人工劳动强度，提高变电站绝缘子清洗的自动化程度，且能对绝缘子表面污秽进行更彻底的清洗，本发明具有不损伤基体、不产生环境污染、清洗效率高和清洗效果好的优点。

所述第二调节组件7包括第一电机71、旋转轴72和旋转盘73，所述旋转轴72的一端与第一电机71相连，所述旋转轴72的另一端与旋转盘73相连，所述第一调节组件6包括左支撑板61、右支撑板62和第二电机63，所述左支撑板61和右支撑板62均固定连接在旋转盘73上，且左支撑板61和右支撑板62的水平中心轴线与旋转盘73的水平中心轴线重合，所述左支撑板61和右支撑板62上均设有一个第二电机63，所述雾化喷嘴2设置在左支撑板61上且通过第二电机63驱动，所述冲洗喷嘴3设置在右支撑板62上且通过第二电机63驱动，通过第一电机71的转动带动旋转轴72的转动使旋转盘73转动180°，从而能快速的实现雾化喷嘴2和冲洗喷嘴3的换位，第一调节组件6设置成左支撑板61、右支撑板62和第二电机63，左支撑板61和右支撑板62的水平中心轴线与旋转盘73的水平中心轴线重合，能确保左支撑板61和右支撑板62处于同一水平高度，方便转动后能进行反向清洗。

所述旋转轴72的一端与第一电机71之间通过相互啮合的主动齿轮74和从动齿轮75传动连接，所述旋转轴72的另一端固定连接在旋转盘73上，传动稳定，结构简单，能良好的控制转动速度，所述雾化喷嘴2包括雾化喷头21和第一转轴22，所述雾化喷头21设置在第一转轴22上，所述第一转轴22转动连接在左支撑板61上；所述冲洗喷嘴3包括冲洗喷头31和第二转轴32，所述冲洗喷头31设置在第二转轴32上，所述第二转轴32转动连接在右支撑板62上；所述第二电机63上设有传动齿轮64，所述传动齿轮64分别与第一转轴22、第二转轴32传动连接，为了提高传动效率，可在第一转轴和第二转轴上均设置一个与传动齿轮配合的传动机构，如传动齿或传动从动轮，雾化喷头21和冲洗喷头31均为现有技术，本实施例不做详细的说明，可根据实际需求进行更换，能确保雾化喷嘴2和冲洗喷嘴3调节时的平稳性，传动效率高。

所述激光清洗装置8包括激光器81、Z-扩束镜82、光束聚焦镜83和X-振镜84，激光器81和光束聚焦镜83均固定连接在移动平台1上，所述激光器81可直接放置在移动平台上或通过螺栓组件固定，光束聚焦镜83可通过固定杆固定在移动平台上，所述Z-扩束镜滑动连接在移动平台1上，且位于激光器81和光束聚焦镜83之间，移动方向如图2箭头方向所示，所述X-振镜转动连接在移动平台1上，转动方向如2箭头方向所示，激光器81产生激光束80，激光束通过Z—扩束镜进行扩束，扩束后的激光束通过光束聚焦镜83进行聚焦，聚焦后的激光束通过X—振镜反射，最终激光束聚焦于绝缘子表面，并通过Z—扩束镜在移动平台1上的滑动来实现激光焦距的改变从而能使激光在Z方向上进行扫描，X-振镜在移动平台1上的转动使激光在X方向上进行扫描，两者实现了对绝缘子边缘母线的扫描。

所述移动平台1上设有滑轨11，所述滑轨11上设有滑块12，所述Z-扩束镜82设置在滑块12上，能确保Z-扩束镜82在移动平台1上滑动的直线度，确保激光焦距的改变，所述移动平台1上设有支架13，所述支架13上设有安装X-振镜84的销轴14，能实现X-振镜绕销轴14在支架13上转动，安装拆卸方便，转动效果好。

所述绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置还包括第三电机9和张紧机构91，待清洗绝缘子10的一端与第三电机9相连，待清洗绝缘子10的另一端与张紧机构91相连，张紧机构为现有技术，本实施例不做说明，能实现绝缘子绕其自身轴线做回转运动，确保清洗的质量，所述第三电机9上设有夹持绝缘子的卡盘92，能确保转动过程中绝缘子的固定质量，所述卡盘92采用三爪卡盘或四爪卡盘，为了提高对绝缘子的夹持力，本实施例中的卡盘92采用三爪卡盘。

一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗方法，包括上述所述的绝缘子表面污秽

激光湿式清洗装置，依次包括以下步骤：

步骤一：将待清洗绝缘子的一端装夹在卡盘上，并待清洗绝缘子的另一端通过张紧机构进行张紧，通过第三电机转动带动绝缘子串绕其自身轴线做回转运动；

步骤二：通过雾化喷嘴在待清洗绝缘子表面覆盖一层液膜，然后开启激光器，通过控制Z—扩束镜在滑轨上移动使激光焦距改变实现Z方向的扫描，X—振镜摆动实现X方向的扫描，使激光束聚焦于绝缘子表面上对绝缘子几何体边缘母线进行扫描，然后通过第三电机的驱动；

步骤三：通过冲洗喷嘴对步骤二清洗后的绝缘子进行水冲洗处理；

步骤四：通过第二调节组件使雾化喷嘴和冲洗喷嘴互换位置，移动平台反向移动，实现二次清洗。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (5)

1.一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，其特征在于：包括移动平台、向绝缘子表面覆盖液膜的雾化喷嘴、以及向绝缘子表面进行水冲洗的冲洗喷嘴，所述移动平台包括角度调节装置和水泵，所述雾化喷嘴、冲洗喷嘴均与水泵相连，所述角度调节装置包括用于调节雾化喷嘴、冲洗喷嘴的喷射角度的第一调节组件，以及使雾化喷嘴和冲洗喷嘴换位的第二调节组件，所述第一调节组件设置在第二调节组件上，所述雾化喷嘴和冲洗喷嘴设置在第一调节组件上，所述移动平台上还设有实现对绝缘子边缘母线进行精确激光扫描的激光清洗装置；通过所述激光清洗装置实现对所述绝缘子边缘母线进行精确激光扫描，同时通过所述雾化喷嘴在所述绝缘子表面覆盖液膜，实现对所述绝缘子的激光湿式清洗，接着利用所述第一调节组件调节所述冲洗喷嘴的喷射角度，进一步提高清洗效率，其次，通过所述第二调节组件实现雾化喷嘴和重新喷嘴的换位，实现高效的反向清洗，最后，配备所述移动平台的移动效果，实现高效反复的清洗；所述激光清洗装置包括激光器、Z-扩束镜、光束聚焦镜和X-振镜，所述激光器和光束聚焦镜均固定连接在移动平台上，所述Z-扩束镜滑动连接在移动平台上，且位于激光器和光束聚焦镜之间，所述X-振镜转动连接在移动平台上；所述移动平台上设有滑轨，所述滑轨上设有滑块，所述Z-扩束镜设置在滑块上；所述移动平台上设有支架，所述支架上设有安装X-振镜的销轴；所述绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置还包括第三电机和张紧机构，待清洗绝缘子的一端与第三电机相连，待清洗绝缘子的另一端与张紧机构相连；所述第三电机上设有夹持绝缘子的卡盘。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，其特征在于：所述第二调节组件包括第一电机、旋转轴和旋转盘，所述旋转轴的一端与第一电机相连，所述旋转轴的另一端与旋转盘相连，所述第一调节组件包括左支撑板、右支撑板和第二电机，所述左支撑板和右支撑板均固定连接在旋转盘上，且左支撑板和右支撑板的水平中心轴线与旋转盘的水平中心轴线重合，所述左支撑板和右支撑板上均设有一个第二电机，所述雾化喷嘴设置在左支撑板上且通过第二电机驱动，所述冲洗喷嘴设置在右支撑板上且通过第二电机驱动。

3.根据权利要求2所述的一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，其特征在于：所述旋转轴的一端与第一电机之间通过相互啮合的主动齿轮和从动齿轮传动连接，所述旋转轴的另一端固定连接在旋转盘上。

4.根据权利要求2所述的一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，其特征在于：所述雾化喷嘴包括雾化喷头和第一转轴，所述雾化喷头设置在第一转轴上，所述第一转轴转动连接在左支撑板上；

所述冲洗喷嘴包括冲洗喷头和第二转轴，所述冲洗喷头设置在第二转轴上，所述第二转轴转动连接在右支撑板上；

所述第二电机上设有传动齿轮，所述传动齿轮分别与第一转轴、第二转轴传动连接。

5.一种绝缘子表面污秽激光湿式清洗方法，其特征在于：包括权利要求1-4任一项所述的绝缘子表面污秽激光湿式清洗装置，依次包括以下步骤：

步骤一：将待清洗绝缘子的一端装夹在卡盘上，并将待清洗绝缘子的另一端通过张紧机构进行张紧，通过第三电机转动带动绝缘子串绕其自身轴线做回转运动；

步骤二：通过雾化喷嘴在待清洗绝缘子表面覆盖一层液膜，然后开启激光器，通过控制Z—扩束镜在滑轨上移动使激光焦距改变实现Z方向的扫描，X—振镜摆动实现X方向的扫描，使激光束聚焦于绝缘子表面上对绝缘子几何体边缘母线进行扫描；

步骤三：通过冲洗喷嘴对步骤二清洗后的绝缘子进行水冲洗处理；

步骤四：通过第二调节组件使雾化喷嘴和冲洗喷嘴互换位置，移动平台反向移动，实现二次清洗。

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