CN112830529A - 一种格栅网孔附着物清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种格栅网孔附着物清理装置，用于清理格栅板上的格栅片，包括：第一喷射组件，设置于格栅板的上方，喷射出相对于格栅板倾斜的第一流体；第二喷射组件，设置于格栅板的上方，喷射出相对于格栅板倾斜的第二流体；导向组件，沿格栅板的排列方向通长布置，第一喷射组件和第二喷射组件分别与导向组件滑动连接；其中，第一喷射组件通过第一流体冲洗格栅板一侧的反作用力沿导向组件正向滑动，第二喷射组件通过第二流体冲洗格栅板另一侧的反作用力沿导向组件反向滑动，第一喷射组件与第二喷射组件连接后于导向组件上往复运动。本发明通过喷射角度不一致的喷嘴，实现了清理机构的自动化，能实现对格栅的全覆盖清理且清理效果好。

Description

一种格栅网孔附着物清理装置

技术领域

本发明涉及船艇格栅板清理设备技术领域，特别涉及一种格栅网孔附着物清理装置。

背景技术

船舶海水箱内通常设置1至2个固定吹除管用于吹除船底格栅板上的吸附物，由于固定吹除管受到管径、安装角度、与格栅板的间距、气体压力、附着物吸附状态等因素的影响，普遍存在吹除范围不能覆盖整个格栅板、吹不掉附着物导致的附作物吹除效果差等情况，船舶下水后，人工操作难度大且比较危险，只能等到船舶大修进坞时通过人工清理解决。因此，在船舶使用过程中，吸入格栅板上的附着物逐渐增多，使船底吸入格栅板海水流通面积逐步降低，影响船只的正常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能提高格栅板上附着物清理效率的格栅网孔附着物清理装置，以解决上述背景技术提出的对格栅吹除范围不能覆盖整个格栅板的问题。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：

一种格栅网孔附着物清理装置，用于清理格栅板上的格栅片，包括：

第一喷射组件，设置于所述格栅片的一侧，喷射出相对于所述格栅片斜的第一流体；

第二喷射组件，设置于所述格栅片的另一侧，喷射出相对于所述格栅片倾斜的第二流体；

导向组件，沿所述格栅片在格栅板上的排列方向通长布置，所述第一喷射组件和第二喷射组件分别与所述导向组件滑动连接；

其中，所述第一喷射组件通过所述第一流体冲洗格栅片板一侧的反作用力沿所述导向组件正向滑动，所述第二喷射组件通过所述第二流体冲洗格栅片另一侧的反作用力沿所述导向组件反向滑动，所述第一喷射组件与第二喷射组件连接后于所述导向组件上往复运动。

优选地，所述第一喷射组件包括喷管和喷嘴，多个所述喷嘴沿所述喷管的长度方向设置在所述喷管侧壁；

所述第二喷射组件的结构与所述第一喷射组件的结构相同。

优选地，所述第一喷射组件与第二喷射组件之间设置有流体分配器，所述流体分配器包括包括流体分配盘、第一滑竿机构和第二滑竿机构，所述流体分配盘上设有流体进孔和流体出孔；所述第一滑竿机构触发所述流体分配盘时，所述流体出孔与所述第一喷射组件连通，第二滑竿机构触发所述流体分配盘时，所述流体出孔与所述第二喷射组件连通。

优选地，所述导向组件包括滑块与滑轨；

所述滑轨包括两个相互平行的第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和所述第二滑轨分别；沿所述格栅片在格栅板上的排列方向通长布置；

所述滑块包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块滑动设置在所述第一轨道上，所述第二滑块滑动设置在所述第二轨道上，所述第一喷射组件和所述第二喷射组件设置在所述第一滑块和所述第二滑块之间。

优选地，所述第一滑块上设有两个喷管安装孔，所述第一滑块上开有与所述喷管安装孔连通的销孔。

优选地，所述第二滑块上的一侧设有第一流体孔和第二流体孔，所述第二滑块的另一侧设有主流体孔，所述主流体孔与所述流体进孔连通，所述流体进孔通过第一流体孔与第一喷射组件连通，所述流体进孔通过第二流体孔与第二喷射组件连通。

优选地，所述第二滑块上设有第一触发开关和第二出触发开关，所述第一触发开关和所述第二触发开关分别设置在所述第二滑块的相对两侧，所述相对两侧分别开有第一通孔和第二通孔；

所述第一触发开关包括触头杆、弹簧和密封圈，所述触头杆的一端延伸至第一通孔外，所述触头杆的另一端伸入所述第一通孔内与所述第一滑杆机构可接触配合，所述弹簧套接在所述触头杆上，用于将所述触头杆复位，所述密封圈设置在所述触头杆与第一通孔之间；

所述第二触发开关与所述第一触发开关结构相同，且与所述第二通孔配合。

优选地，所述第一轨道与所述第二轨道之间设有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆与所述第二连接杆平行，所述第一连接杆和所述第二连接杆分别设置在所述第一轨道的两端，所述第一触发开关接触所述第一连接杆后驱动所述第一滑杆机构触发所述流体分配盘，所述第二触发开关接触所述第二连接杆后驱动所述第二滑杆机构触发所述流体分配盘。

优选地，所述第一通孔和第二通孔远离所述流体分配阀的一端均开有弹簧槽，所述弹簧安装在所述弹簧槽内，所述触头杆外壁设有挡块，所述挡块位于所述弹簧槽内。

优选地，所述第一流体的喷射方向和所述第二流体的喷射方向与格栅板法向的夹角角度均为β，β为锐角，所述第一流体与所述第二流体之间的夹角为2β。

本发明的有益效果：

(1)本发明通过设置第一喷射组件，一方面能够对格栅片上的附着物进行喷吹以达到清洗格栅片的作用，另一方面，第一喷射组件通过流体冲洗的反作用力沿导向组件滑动，能够对所有格栅片的一侧进行移动的清洗，且，第二喷射组件与第一喷射组件连接后，能够使清理装置沿导向组件往复运动，第一流体和第二流体覆盖的格栅范围广，从而对格栅板进行全覆盖、无死角的清洗，提高了格栅板清洗的效果，解决了人工操作难度大的问题；

(2)部分附着物容易缠绕在格栅板上，不同角度的流体反复喷吹缠绕的附着物，将这类附着物吹散，使其更易脱离格栅板，进一步提升对附着物的清理效果和提高清理效率；

(3)结构简单，自动化程度高，巧妙利用了流体动力学，实现了工作和驱动机能的有效结合，此外，清理机构的清洁力和往复运动的速度可通过流体泵的单位时间输出量调节，操作方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1的正视结构示意图；

图2为本发明实施例1的仰视结构示意图；

图3为本发明实施例1第一滑块的结构示意图；

图4为本发明实施例1第二滑块的结构示意图；

图5为本发明实施例1流体分配阀的结构示意图。

图中标记：1-格栅板，101-格栅片，2-壳体，201-第一轨道，202-第二轨道，203-第一连接杆，204-第二连接杆，205-第一滑块，206-第二滑块，207-支撑杆，301-喷管，302-喷嘴，401-第一流体孔，402-第二流体孔，403-主流体孔，501-流体分配盘，502-第一滑竿机构，503-第二滑竿机构，601-触头杆，602-弹簧，603-密封圈，604-挡块。

具体实施方式

实施例1

下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，然而这不应当被理解为将本发明限制为特定的实施例，仅用于解释和理解：

如图1～图5所示，本实施例提供了一种格栅网孔附着物清理装置，用于清理格栅板1上的格栅片101，包括第一喷射组件、第二喷射组件和导向组件。

导向组件包括滑轨和滑块，滑轨架设在格栅板1的上方，导向组件的滑轨沿所述格栅片101在格栅板1上的排列方向通长布置，所述第一喷射组件和第二喷射组件分别与所述导向组件滑动连接；滑轨包括第一轨道201、第二轨道202、第一连接杆203和第二连接杆204。第一轨道201和第二轨道202相互平行，第一轨道201和第二滑轨分别设置在格栅板1竖向的两侧，第一轨道201和第二轨道202均为圆杆状，更便于滑块的移动；第一连接杆203和第二连接杆204均设置在第一轨道201与第二轨道202之间，第一连接杆203与第二连接杆204平行，第一连接杆203和第二连接杆204分别设置在格栅板1横向的两侧，使滑轨呈矩形。第一连接杆203和第二连接杆204与安装格栅板1的设备之间还安装有支撑杆207，支撑杆207的取值标准范围为：100-200mm，使滑轨与格栅板1具有一定的距离，使第一喷射组件和第二喷射组件均设置于格栅板1的上方，便于第一喷射组件和第二喷射组件对格栅板1清理后，杂质能够顺利离开格栅板1。

第一喷射组件包括喷管301和喷嘴302，多个喷嘴302沿喷管301的长度方向设置在喷管301侧壁；第二喷吹组件的结构与第二喷吹组件的机构相同。第一喷射组件喷射出相对于格栅片101倾斜的第一流体；第二喷射组件喷射出相对于格栅片101倾斜的第二流体；第一流体的喷射方向和第二流体的喷射方向与垂直于格栅板1表面的方向的夹角角度均为β，β为锐角，第一流体与第二流体之间的夹角为2β。使第一喷射组件或喷射组件分别喷出流体时，第一喷射组件和第二喷射组件共同的运动方向不一致。

第一喷射组件通过第一流体冲洗格栅板1一侧的反作用力沿导向组件正向滑动，第二喷射组件通过第二流体冲洗格栅板1另一侧的反作用力沿导向组件反向滑动。第一喷射组件和第二喷射组件通过滑块滑动设置在滑轨上，第一喷射组件和第二喷射组件运行的路径覆盖格栅板1。

采用空气为被喷射的流体时，喷管301的行走速度标准值范围为：50-100mm/S，行走速度与管道空气压力Pa(一般使用1.0-1.6MPa压力的压缩空气)、喷射流量Q、喷射速度V空和喷射角度β相关，滑块、第一喷射组件和第二喷射组件在滑轨上的摩擦力、水阻力等相关联。

滑块、第一喷射组件和第二喷射组件在滑轨上的行走速度进行按照下述公式进行设计和计算，以第一喷射组件运行的情况和喷射流体为空气为例：

(1)第一喷射组件喷射空气产生的总动量P_总：

P_总＝M_总×V_空

其中，M_总＝N×Q_空×ρ_空

Q_总＝Ф₁×V_空

M_总：喷射空气总质量

V_空：喷嘴302空气射出速度

ρ_空：空气密度

Q_空：空气流量

Ф₁：喷嘴302空气孔横截面积

(2)第一喷射组件的喷嘴302喷射空气产生的总动量P_总引起的冲量I_总：

I_总＝P_总

I_总在第一喷射组件上的水平冲量为I_水平：I_水平＝sinβ×I_总

(3)推动第一喷射组件移动的水平净推力为F_{水平净推力}：

F_{水平净推力}＝F_{总水平推力}-F_水阻力-F_{滑块块摩擦}

F_{总水平推力}＝I_水平÷t

F_水阻力＝0.5C×ρ_水Ф₂×V₂

F_{滑块块摩擦}＝2×μ_k×S₁×F_压

F_压＝|G_组件-F_垂向推力|

G_组件＝M₁g

F_垂向推力＝I_垂向÷t＝cosβ×I_总÷t

F_{总水平推力}：冲量产生的水平总推力

F_水阻力：滑块及第一喷射组件、第二喷射组件和导向组件在水中运动的水阻力

ρ_水：水的密度

F_{滑块摩擦力}：滑块在滑轨上的摩擦力

F_压：垂向冲量产生的垂向压力

G_组件：滑块与喷管301组件重量

Ф₂：滑块及喷管301在运动方向上的横截投影面积

μ_k：滑块与滑轨的摩擦系数

S₁：滑块与滑轨接触面积

β：喷嘴302轴线与格栅板1中垂面的夹角

(4)第一喷射组件在水平方向上获得的净冲量I_{净水平冲量}：

I_{净水平冲量}＝F_{水平净推力}×t

净冲量I净水平冲量引起第一喷射组件发生移动的净动量P_{净水平动量}：

P_{净水平动量}＝I_{净水平冲量}

其中：P_{净水平动量}＝M₁×(V₂-V₁)，

导出滑块、第一喷射组件和第二喷射组件速度的计算公式：

V₂＝(F_{总水平推力}-F_水阻力-F_{滑块块摩擦})×t+V₁

V₂：滑块及喷管301移动的末速度

V₁：滑块及喷管301移动的初速度，取值0，

t：作用时间

多个喷嘴302沿喷管301的长度方向整齐排列，第一喷射组件的喷嘴302和第二喷射组件的喷嘴302可一一对应，也可错落安装，错落安装可提高对格栅板1上不同位置的清理能力。

滑块包括第一滑块205和第二滑块206，第一滑块205滑动设置在第一轨道201上，第二滑块206滑动设置在第二轨道202上。

第一滑块205上设有两个喷管301安装孔，第一滑块205上开有与喷管301安装孔连通的销孔，将两个喷管301分别插入两个喷管安装孔内，调整角度后使用螺栓插入销孔将两个喷管301锁死，此外，也可通过在两个喷管301上分别加工定位孔的方式，使用定位销轴依次插入销孔和定位孔实现两个喷管301的固定，固定后，两个喷管301的喷射方向与垂直于格栅板1表面的方向的夹角角度分别都为β。

两个喷管301设置在第一滑块205和第二滑块206之间。

第二滑块206上的一侧设有第一流体孔401和第二流体孔402，第二滑块206的另一侧设有主流体孔403，主流体孔403与第一流体孔401和第二流体孔402连通，第一流体孔401和第二流体孔402均通过螺纹连接的方式分别与一个喷管301连通，主流体孔403通过软质管道与流体输出装置连接，流体输出装置可为流体泵；第一流体孔401和第二流体孔402与主流体孔403连接处，设有流体分配阀；本实施例中，主流体孔403设置在第二滑块206的顶部，以匹配流体分配阀。

流体分配阀包括流体分配盘501、第一滑竿机构502和第二滑竿机构503，流体分配盘501上设有流体进孔和流体出孔，流体进孔与主流体孔403连通，第一滑竿机构502设置在第二滑块206上靠近第一连接杆203的一侧，第二滑竿机构503设置在第二滑块206上靠近第二连接杆204的一侧；第一滑竿机构502触发流体分配盘501时，出气口与第一喷射组件的喷管301连通，第二滑竿机构503触发流体分配盘501时，出气口与第二喷射组件的喷管301连通。

第二滑块206上设有第一触发开关和第二出触发开关，第二触发开关与第一触发开关结构相同，第一触发开关和第二触发开关分别设置在第二滑块206的相对两侧，即朝向第一连接杆203的一侧和朝向第二连接杆204的一侧。

第一触发开关包括触头杆601、弹簧602和密封圈603，第二滑块206上靠近第一连接杆203的侧面开有第一通孔，触头杆601的一端延伸至第一通孔外，触头杆601的另一端伸入第一通孔内与第一滑杆机构可接触配合，弹簧602套接在触头杆601上，用于将触头杆601复位，密封圈603设置在触头杆601与第一通孔之间。

第二滑块206上靠近第二连接杆204的侧面开有第二通孔，触头杆601的一端延伸至第二通孔外，触头杆601的另一端伸入第二通孔内与第二滑杆机构可接触配合，第一触发开关接触第一连接杆203后驱动第一滑杆机构触发流体分配盘501，第二触发开关接触第二连接杆204后驱动第二滑杆机构触发流体分配盘501。

弹簧602套接在触头杆601上，用于将触头杆601复位，密封圈603设置在触头杆601与第二通孔之间。

同一通孔内的密封圈603可设置多个，并通过套接的方式套接各个触头杆601上以避免流体分配盘501内的空气外漏，密封圈603采用丁晴橡胶，密封性好且耐久度高。

第一通孔和第二通孔远离流体分配阀的一端均开有弹簧602槽，弹簧602安装在弹簧602槽内。触头杆601外壁设有挡块604，挡块604位于弹簧602槽内，挡块604可避免触头杆601从通孔中脱落。

本实施例的工作方式：

选择空气作为流体。

将本实施例安装在船艇的壳体2内，并位于吸入格栅板1的内侧表面，开启气泵，若气泵中的空气由第一喷吹机构的喷嘴302喷出，喷嘴302以设定的夹角β喷向格栅板1内侧表面形成第一流体，第一流体穿透格栅板1上的孔将附着物吹离格栅板1，与此同时，依靠第一流体的反作用力，第一喷射组件、第二喷射组件和滑块将一起沿滑轨进行正向移动，第一流体的喷射覆盖面由起始位置逐步覆盖整个格栅板1，对栅格表面进行初步清理。

当第二喷射组件运动至第二连接杆204的位置时，第二触发开关与第二连接杆204接触后，由于第二喷射组件运动的惯性，第二触发机关的触头杆601将被压入第二通孔内与对应的第二滑竿机构503接触，第二滑竿机构503触发流体分配盘501，使流体分配盘501的的流体出口转向，则此时，气泵中的空气将由第二喷吹机构的喷嘴302排出，由于第一喷吹机构的喷嘴302和第二喷吹机构的喷嘴302角度成镜向±β布置，第二喷吹机构的喷嘴302喷射出空气的作用力与先前相反，此时第一喷射组件、第二喷射组件和滑块将沿滑轨轴向反向移动，直至第一滑竿机构502触发流体分配盘501，使流体分配盘501的出气口转向，如此往复运行，实现对格栅板1进行吹洗。

且由于第一喷射组件的喷嘴302和第二喷射组件的喷嘴302角度成镜向±β布置，格栅板1上的附着物将被不同角度的空气喷吹，格栅板1上的格栅片101受到的喷吹面积大，第一流体和第二流体对格栅板1上附着物的清理也更彻底。此外，部分附着物容易缠绕在格栅板1的格栅片101上，不同角度的空气反复喷吹对缠绕的附着物，使这类附着物更易脱离格栅板1。

实施例2

本实施例与实施例1基本一致，仅改变第一轨道201和第二轨道202的安装方式，第一轨道201和第二轨道202可直接通过支撑杆207固定在格栅,1附近，在格栅板1周围设置能与触头杆601接触的触发块即可，触发块可通过焊接的方式设置在船艇的壳体2上。

实施例3

本实施例与实施例1基本一致，将流体泵更换为水泵，以水作为喷吹媒介代替空气，也能对格栅板1起到清理效果，且作为船艇，水源更易获得。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种格栅网孔附着物清理装置，用于清理格栅板上的格栅片，其特征在于，包括：

第一喷射组件，设置于所述格栅片的一侧，喷射出相对于所述格栅片斜的第一流体；

第二喷射组件，设置于所述格栅片的另一侧，喷射出相对于所述格栅片倾斜的第二流体；

导向组件，沿所述格栅片在格栅板上的排列方向通长布置，所述第一喷射组件和第二喷射组件分别与所述导向组件滑动连接；

其中，所述第一喷射组件通过所述第一流体冲洗格栅片板一侧的反作用力沿所述导向组件正向滑动，所述第二喷射组件通过所述第二流体冲洗格栅片另一侧的反作用力沿所述导向组件反向滑动，所述第一喷射组件与第二喷射组件连接后于所述导向组件上往复运动。

2.根据权利要求1所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第一喷射组件包括喷管和喷嘴，多个所述喷嘴沿所述喷管的长度方向设置在所述喷管侧壁；

所述第二喷射组件的结构与所述第一喷射组件的结构相同。

3.根据权利要求1所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第一喷射组件与第二喷射组件之间设置有流体分配器，所述流体分配器包括包括流体分配盘、第一滑竿机构和第二滑竿机构，所述流体分配盘上设有流体进孔和流体出孔；所述第一滑竿机构触发所述流体分配盘时，所述流体出孔与所述第一喷射组件连通，第二滑竿机构触发所述流体分配盘时，所述流体出孔与所述第二喷射组件连通。

4.根据权利要求3所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述导向组件包括滑块与滑轨；

所述滑轨包括两个相互平行的第一轨道和第二轨道，所述第一轨道和所述第二滑轨分别；沿所述格栅片在格栅板上的排列方向通长布置；

所述滑块包括第一滑块和第二滑块，所述第一滑块滑动设置在所述第一轨道上，所述第二滑块滑动设置在所述第二轨道上，所述第一喷射组件和所述第二喷射组件设置在所述第一滑块和所述第二滑块之间。

5.根据权利要求4所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第一滑块上设有两个喷管安装孔，所述第一滑块上开有与所述喷管安装孔连通的销孔。

6.根据权利要求4所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第二滑块上的一侧设有第一流体孔和第二流体孔，所述第二滑块的另一侧设有主流体孔，所述主流体孔与所述流体进孔连通，所述流体进孔通过第一流体孔与第一喷射组件连通，所述流体进孔通过第二流体孔与第二喷射组件连通。

7.根据权利要求4所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第二滑块上设有第一触发开关和第二出触发开关，所述第一触发开关和所述第二触发开关分别设置在所述第二滑块的相对两侧，所述相对两侧分别开有第一通孔和第二通孔；

所述第一触发开关包括触头杆、弹簧和密封圈，所述触头杆的一端延伸至第一通孔外，所述触头杆的另一端伸入所述第一通孔内与所述第一滑杆机构可接触配合，所述弹簧套接在所述触头杆上，用于将所述触头杆复位，所述密封圈设置在所述触头杆与第一通孔之间；

所述第二触发开关与所述第一触发开关结构相同，且与所述第二通孔配合。

8.根据权利要求7所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第一轨道与所述第二轨道之间设有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆与所述第二连接杆平行，所述第一连接杆和所述第二连接杆分别设置在所述第一轨道的两端，所述第一触发开关接触所述第一连接杆后驱动所述第一滑杆机构触发所述流体分配盘，所述第二触发开关接触所述第二连接杆后驱动所述第二滑杆机构触发所述流体分配盘。

9.根据权利要求8所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔远离所述流体分配阀的一端均开有弹簧槽，所述弹簧安装在所述弹簧槽内，所述触头杆外壁设有挡块，所述挡块位于所述弹簧槽内。

10.根据权利要求1所述的格栅网孔附着物清理装置，其特征在于，所述第一流体的喷射方向和所述第二流体的喷射方向与格栅板法向的夹角角度均为β，β为锐角，所述第一流体与所述第二流体之间的夹角为2β。

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