CN114849332A - 一种净化机器人及净化系统 - Google Patents
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Abstract
为对乏燃料水池表面的浮渣进行过滤清除，本发明实施例提供一种净化机器人及净化系统，包括用于漂浮在待净化池内的机器人本体；所述机器人本体包括：浮力室，设于机器人本体，用于使所述净化机器人漂浮于待净化池；过滤装置，设于机器人本体，过滤装置的入口用于吸入待净化液体；过滤泵，用于安装于过滤装置的出口以使待净化液体进入过滤装置过滤并用于将过滤后的待净化液体泵回待净化池。本发明实施例具有不占用池边空间，过滤效率高，不污染池边环境的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种净化机器人及净化系统。
背景技术
核电站运行期间，乏燃料水池表面由于漂浮许多浮渣，严重影响了日常运行及维修时对水下作业的可视操作，为确保期间人员的可视作业，需要对水池表面进行除渣处理，因此水池面的除渣设备具有其不可或缺的重要作用。
现有的乏燃料水池表面除渣装置需要在池边设定固定的设备(泵和过滤器或操作台)并辅以相应的连接管道或电缆，占用池边空间，电缆或管道收放复杂且易对池边环境造成污染。
发明内容
本发明实施例提供一种净化机器人及净化系统，以对乏燃料水池表面的浮渣进行过滤清除，该方式具有不占用池边空间，过滤效率高，不污染池边环境的特点。
本发明实施例通过下述技术方案实现：
第一方面，本发明实施例提供一种净化机器人，包括用于漂浮在待净化池内的机器人本体；所述机器人本体包括：
浮力室，设于机器人本体，用于使所述净化机器人漂浮于待净化池；
过滤装置，设于机器人本体，过滤装置的入口用于吸入待净化液体；
过滤泵，用于安装于过滤装置的出口以使待净化液体进入过滤装置过滤并用于将过滤后的待净化液体泵回待净化池。
进一步的，所述机器人本体还包括：
基座，所述基座为圆柱形的中空结构；
所述过滤装置包括：
滤芯，设于基座的中空结构内，所述滤芯的进口用于与待净化池相通；
过滤泵通过底座安装于靠近所述滤芯的出口处的基座内；靠近所述滤芯的出口处的基座上设有若干用于与待净化池连通的通孔，以使经过滤芯过滤的待净化液体泵回待净化池。
进一步的，所述机器人本体上还设有用于调整所述净化机器人于待净化池的待净化液体中直线或转向运动的推进器；所述推进器的数量为两个；两个推进器以基座的中轴线为轴对称设于基座。
进一步的，基座的周向边缘套设有用于缓冲碰撞的浮渣裙；所述浮渣裙采用聚酯纤维材质制成。
进一步的，所述浮力室为中空外凸的圆饼状结构；所述浮力室内设有用于增强浮力室吃水深度的空腔；所述空腔设有用于注入液体的快接头；所述空腔内设有用于放置重物的放置部。
进一步的，滤芯的出口和滤芯的进口均设有差压传感器。
进一步的，所述空腔包括内腔和外腔；所述内腔用于密闭存放电源且设于外腔内；所述电源为电池；所述调节孔设于外腔内；所述浮力室具有盖板；浮力室通过盖板将内腔密封于外腔内。
进一步的，基座、底座、浮力室和盖板均采用铝合金材质制成。
第二方面，本发明实施例提供一种净化系统，包括：
所述净化机器人；
控制装置，包括：控制单元；
控制单元，用于通过无线接收净化机器人的反馈信号并用于通过遥控装置发送控制指令以使控制单元控制净化机器人执行相应动作。
进一步的，包括所述净化机器人；控制单元设于所述净化机器人，控制单元分别与电池、推进器、过滤泵、差压传感器和遥控装置连接。
本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明实施例的一种净化机器人及净化系统，通过漂浮于待净化池内的机器人本体对待净化池内的浮渣进行清理，实现了对乏燃料水池表面的浮渣进行过滤清除，该方式具有不占用池边空间，过滤效率高，不污染池边环境的特点；具体地，通过浮力室使所述净化机器人漂浮于待净化池；通过过滤泵经过滤装置的入口吸入待净化液体进行过滤；过滤泵将过滤后的待净化液体泵回待净化池，将浮渣留在过滤装置中。从而，实现了对待净化池内的浮渣的高效清理的同时避免了对池边环境造成污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，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为实施例的净化机器人的工作过程示意图。
图2为净化机器人的结构示意图。
图3为浮力室的结构示意图。
图4为净化机器人的分解结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-机器人本体，2-遥控装置，101-盖板，102-内腔，103-浮力室，104-滤芯，105-浮渣裙，106-推进器，1071-上基座，1072-下基座，108-过滤泵，109-底座，110-快接头，111-合页，112-提手，113-通孔。
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明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
为对乏燃料水池表面的浮渣进行过滤清除，避免占用池边空间，以及避免采用电缆或管道，避免对池边环境造成污染，第一方面，本发明实施例提供一种净化机器人，参考图1-4所示，包括用于漂浮在待净化池内的机器人本体；所述机器人本体1包括：
浮力室103，设于机器人本体，用于使所述净化机器人漂浮于待净化池；
过滤装置，设于机器人本体，过滤装置的入口用于吸入待净化液体；
过滤泵108，用于安装于过滤装置的出口以使待净化液体进入过滤装置过滤并用于将过滤后的待净化液体泵回待净化池。
本发明实施例通过漂浮于待净化池内的机器人本体对待净化池内的浮渣进行清理，实现了对乏燃料水池表面的浮渣进行过滤清除，该方式具有不占用池边空间，过滤效率高，不污染池边环境的特点；具体地，通过浮力室使所述净化机器人漂浮于待净化池；通过过滤泵经过滤装置的入口吸入待净化液体进行过滤；过滤泵将过滤后的待净化液体泵回待净化池，将浮渣留在过滤装置中。从而，实现了对待净化池内的浮渣的高效清理的同时避免了对池边环境造成污染。
可选地，参考图1所示，本发明实施例的净化机器人可通过遥控装置2采用无线遥控的方式对待净化池内的待净化液体进行作业，从而，可通过远程操控净化机器人进行作业，减少了现场人员的手动处理，本发明实施例的净化机器人适用于核电站的乏燃料水池表面漂浮的浮渣的处理作业，也适用于其它的待净化池的浮渣处理作业使用。
进一步的，所述机器人本体还包括：基座，所述基座为圆柱形的中空结构；所述过滤装置包括：滤芯104，设于基座的中空结构内，所述滤芯的进口用于与待净化池相通；过滤泵108通过底座109安装于靠近所述滤芯的出口处的基座内；靠近所述滤芯的出口处的基座上设有若干用于与待净化池连通的通孔113，以使经过滤芯过滤的待净化液体泵回待净化池。
参考图4所示，所述基座包括上基座1071和下基座1072；上基座的上侧用于和浮力室连接；上基座的下侧与下基座连接；可选地，上基座通过合页111和浮力室连接，通过该连接方式浮力和上基座将滤芯104压紧在下基座中；滤芯的上侧为滤芯的进口，用于与待净化池中的液体连通；过滤泵设于下基座内与滤芯的出口连接；从而，通过过滤泵的工作产生吸力，可使滤芯的进口从待净化池中吸入待净化液体进行过滤；下基座上设有通孔113，经过滤芯过滤后的待净化液体过滤掉浮渣后进入到过滤泵中，而后经过滤泵的出口和下基座的通孔回到净化池中，从而，完成浮渣的过滤。
进一步的，所述机器人本体上还设有用于调整所述净化机器人于待净化池的待净化液体中直线或转向运动的推进器；所述推进器106的数量为两个；两个推进器以基座的中轴线为轴对称设于基座。
参考图2所示，为了使净化机器人可以按照清理人员的意图进行清理浮渣的工作，净化机器人还设有推进器，用于控制净化机器人的前进、后退和转向；从而，使净化机器人在清理人员的指令下进行相应的动作。为了使净化机器人的操控效果较好，在基座的与中轴线对称的两侧上分别设置一个推进器。同样的，可以将推进器设置在其它位置以及也可以为其它数量的推进器。
进一步的，基座的周向边缘套设有用于缓冲碰撞的浮渣裙105；所述浮渣裙采用聚酯纤维材质制成。
为了避免净化机器人在处理浮渣时产生碰撞带来的冲击力；在上基座的周向边缘上套设一个具有缓冲碰撞冲击的浮渣裙105，可选地，其采用聚酯纤维材质制成，浮渣裙为圆环状结构。聚酯纤维材质的浮渣裙，位于机器人本体最外部，在水池内运动中起到碰撞缓冲的作用，安全性高。
进一步的，所述浮力室为中空外凸的圆饼状结构；所述浮力室内设有用于增强浮力室吃水深度的空腔；所述空腔设有用于注入液体的快接头110；所述空腔内设有用于放置重物的放置部，可通过添加重物来调节机器人本体的吃水深度，达到更好的过滤效果。
为使净化机器人能够针对待净化池的待净化液体的不同深度位置进行浮渣清理，需要使浮力室在待净化液体中的深度适应清理的需要。从而，需要对浮力室的浮力可以进行调整。
可选地，本发明实施例可通过两种方式，调整浮力室的浮力。第一种，浮力室上部留有调节孔，上接快接头；通过在浮力室的空腔上设置用于注入液体的快接头，通过向浮力室内注入液体，例如水来调节浮力室的吃水深度；第二种是在浮力室的空腔内增加重物调节孔，在放置部上放置不同重量的重物来调节浮力室的吃水深度，从而，可使净化机器人可以通过上述方式调整其吃水深度，针对不同深度的待净化液体进行清理。
进一步的，滤芯的出口和滤芯的进口均设有差压传感器。
为使滤芯保持在较好的清理浮渣的状态，需要针对滤芯中的浮渣情况进行监控。通过差压传感器监测滤芯的出口压力和滤芯的进口压力，根据出口压力和进口压力差来判断滤芯的状态，当出口压力和进口压力差超过设定值时，发出报警，从而，提醒清理人员及时更换滤芯。
进一步的，所述空腔包括内腔和外腔；所述内腔用于密闭存放电源且设于外腔内；所述电源为电池；所述调节孔设于外腔内；所述浮力室具有盖板；浮力室通过盖板101将内腔密封于外腔内。
为了便于净化机器人的续航工作，空腔102内设有用于放置电源的内腔；该内腔在起到放置电源的同时还增强了浮力室的重量，从而也起到了调节浮力室吃水深度的作用。浮力室设有盖板101；内腔中的电池可通过盖板封装在外腔内。外腔中用于注水或者设置调节孔用来调节浮力室的吃水深度。
为了便于搬运净化机器人，浮力室上设有提手112。
进一步的，基座、底座、浮力室和盖板均采用铝合金材质制成。
机器人本体1的主体材质，包括基座、底座109、浮力室103、盖板101，均使用铝合金材质，用于减轻设备质量并具有一定耐辐照性能。
本发明实施例的乏燃料水池池水净化机器人，该机器人结构紧凑，远程遥控，在水池表面移动式清理，过滤效率高，并可快速更换滤芯，操作方便。该装置的使用可有效提升水质透明度，满足核电站日常运行及维修期间水下操作的观察要求。
第二方面，本发明实施例提供一种净化系统，包括：上述净化机器人和控制装置；控制装置包括：控制单元；控制单元，用于通过无线接收净化机器人的反馈信号并用于通过遥控装置发送控制指令以使控制单元控制净化机器人执行相应动作。
进一步的，包括所述净化机器人；控制单元分别与电池、推进器、过滤泵、差压传感器和遥控装置连接。
具体地，净化系统包括机器人本体1和遥控装置2。机器人本体1包括作为外壳的基座，安装在基座外部的推进器106，箍紧在基座上边缘的浮渣裙105，安装在基座内腔下部的过滤泵108，用于固定过滤泵108的底座109，安装在基座内腔中部的滤芯104，支撑在基座107内腔上部的浮力室103，用合页111将浮力室103和滤芯104压在基座106上，安装在浮力室103内腔的电池，用于封住内腔的盖板101，与浮力室103外腔相连的快插头110。
具体的，浮力室103结构为中空外凸的圆饼状，包含中空的内腔和外腔。内腔用于存放电池，防止电池长期与水接触发生短路；外腔中空提供浮力，上部留有调节孔，可通过添加重物来调节机器人本体1的吃水深度。
进一步的，浮力室103上设有提手112，方便搬运机器人本体。
具体的，机器人本体1的主体材质，基座、底座109、浮力室103和盖板101均使用铝合金材料，用于减轻设备质量并具有一定耐辐照性能。
具体的，浮渣裙105材质为聚酯纤维，位于机器人本体1最外部，在水池运动中起到碰撞缓冲的功能。
优选的，推进器106有两个，对称安装在基座外部，通过马达正反转来实现机器人本体1在水池中的前进、后退、转向功能。
具体的，浮力室103将滤芯104压紧在基座内腔中，滤芯104堵塞后，提起浮力室103即可完成滤芯104更换。
优选的，过滤泵108布置在滤芯104后端，过滤泵108的泵体仅与过滤后的清水接触，可减少过滤泵108的故障率，提高使用寿命。
净化系统的工作过程为：通过遥控装置以无线的连接方式向控制单元发送指令，控制净化机器人的推进器以控制净化机器人的前进、后退或转向；通过遥控装置发送指令控制净化机器人的过滤泵的开闭；通过控制单元接收压差传感器的压力信号，以判定滤芯的进口与出口的压差是否超出设定值，从而判定滤芯是否堵塞。
控制单元根据滤芯104前后端安装的差压传感器反馈的压力信号与设定值进行比较，若滤芯两端的压力差超出设定值即滤芯堵塞，在滤芯堵塞后控制单元控制净化机器人发出报警信号。滤芯前后设置差压报警，在堵塞后可快速进行滤芯更换，堵塞的滤芯同滤渣一起废弃并进行处理，不会产生二次废物。该装置可通过快速更换电池的方式实现长时间运行除渣。
本发明实施例的净化系统可通过遥控装置和控制单元无线远距离遥控实现乏燃料水池表面漂浮的浮渣进行循环过滤清除；净化机器人集电源、电机泵、滤芯、推进器为一体，结构紧凑，无需在使用中辅以相应的连接管道或电缆，对周围环境产生污染很少。该装置使用遥控器对净化机器人进行无线远程遥控操作，操作方便，过程中人工干预少，受到辐照危害小。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种净化机器人，其特征在于，包括用于漂浮在待净化池内的机器人本体；所述机器人本体包括：
浮力室，设于机器人本体，用于使所述净化机器人漂浮于待净化池；
过滤装置，设于机器人本体，过滤装置的入口用于吸入待净化液体；
过滤泵，用于安装于过滤装置的出口以使待净化液体进入过滤装置过滤并用于将过滤后的待净化液体泵回待净化池。
2.如权利要求1所述净化机器人，其特征在于，所述机器人本体还包括：
基座，所述基座为圆柱形的中空结构；
所述过滤装置包括：
滤芯，设于基座的中空结构内，所述滤芯的进口用于与待净化池相通；
过滤泵通过底座安装于靠近所述滤芯的出口处的基座内；靠近所述滤芯的出口处的基座上设有若干用于与待净化池连通的通孔，以使经过滤芯过滤的待净化液体泵回待净化池。
3.如权利要求2所述净化机器人，其特征在于，所述机器人本体上还设有用于调整所述净化机器人于待净化池的待净化液体中直线或转向运动的推进器；所述推进器的数量为两个；两个推进器以基座的中轴线为轴对称设于基座。
4.如权利要求3所述净化机器人，其特征在于，基座的周向边缘套设有用于缓冲碰撞的浮渣裙；所述浮渣裙采用聚酯纤维材质制成。
5.如权利要求4所述净化机器人，其特征在于，所述浮力室为中空外凸的圆饼状结构；所述浮力室内设有用于增强浮力室吃水深度的空腔；所述空腔设有用于注入液体的快接头；所述空腔内设有用于放置重物的放置部。
6.如权利要求5所述净化机器人，其特征在于，滤芯的出口和滤芯的进口均设有差压传感器。
7.如权利要求6所述净化机器人，其特征在于，所述空腔包括内腔和外腔；所述内腔用于密闭存放电源且设于外腔内；所述电源为电池；所述调节孔设于外腔内；所述浮力室具有盖板；浮力室通过盖板将内腔密封于外腔内。
8.如权利要求7所述净化机器人，其特征在于，基座、底座、浮力室和盖板均采用铝合金材质制成。
9.一种净化系统，其特征在于，包括：
权利要求1-8任意一项所述净化机器人；
控制装置，包括：控制单元；
控制单元，用于通过无线接收净化机器人的反馈信号并用于通过遥控装置发送控制指令以使控制单元控制净化机器人执行相应动作。
10.如权利要求9所述净化系统，其特征在于，包括：权利要求7所述净化机器人；控制单元设于所述净化机器人，控制单元分别与电池、推进器、过滤泵、差压传感器和遥控装置连接。
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