CN115672863B - 一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置，包括气幕导流罩、蓄压腔、先导腔、喷射管、进气腔室，所述气幕导流罩、所述蓄压腔、所述先导腔、所述喷射管由外至内依次设置，所述气幕导流罩与所述蓄压腔之间形成流道，所述流道、所述蓄压腔、所述先导腔均为环形结构，所述喷射管安装于所述先导腔内并可根据控制在所述先导腔内上下移动以形成或解除对内窥镜镜头的包围，所述流道的顶部设置有朝向内窥镜镜头的气幕开口，所述进气腔室选择性的与所述流道或所述喷射管连通。本发明能够根据不同的使用工况，为处于管路内部的内窥镜小车提供清洁，避免了外界环境对内窥镜镜头的影响，提高了内窥镜小车的工作效率且降低了其运行成本。
Description
技术领域
本发明属于船舶管路技术领域，具体涉及一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置。
背景技术
船用管路系统合拢前、管路检修过程中，需要使用内窥镜对管路内部开展检查，DN300以上的管路采用内窥镜小车(轮式行走机构管道机器人)进行检查，检查通过小车上的摄像头向使用者传递影像。由于管路布置及走向的距离较长，内部又属于封闭工况，为避免小车行进过程中碰撞摄像头，在摄像头镜头外部加装玻璃罩进行保护，玻璃罩的结构具备光学性能，以满足摄像头的拍摄要求。
船用管路系统流通的介质一般为滑油、燃油、海水、淡水等，实际使用中，虽然已事先排空管路中介质，但仍存在部分残留，当内窥镜小车检测过程中，挥发的水气、油气极可能附着在镜头玻璃罩表面，进而影像摄像头的成像及使用；内窥镜检测过程中，管路内部与外界环境连通，环境中的粉尘也会对玻璃罩造成一定影响。由于管路距离较长，由入口退出内窥镜小车清洁玻璃罩的做法，将极大降低小车的工作效率；且小车在管路内部行进过程中，因玻璃罩沾染水气、油气、粉尘，或由于保护罩内部凝结水雾进而影响视线，容易导致小车操作过程中出现碰撞，损坏保护罩及镜头，并造成成本损失(镜头配套玻璃保护罩成本较高)。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置，本发明采用气幕清洁的方式为处于管路内部的内窥镜小车提供清洁，防止水气、油气粉尘的沾染吸附。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置，包括气幕导流罩、蓄压腔、先导腔、喷射管、进气腔室，所述气幕导流罩、所述蓄压腔、所述先导腔、所述喷射管由外至内依次设置，所述气幕导流罩与所述蓄压腔之间形成流道，所述流道、所述蓄压腔、所述先导腔均为环形结构，所述喷射管安装于所述先导腔内并可根据控制在所述先导腔内上下移动以形成或解除对内窥镜镜头的包围，所述流道的顶部设置有朝向内窥镜镜头的气幕开口，所述进气腔室选择性的与所述流道或所述喷射管连通。
作为优选的技术方案，所述进气腔室环形设置于所述气幕导流罩、所述蓄压腔、所述先导腔的底部，其主体为封闭结构且设置气源接口。
作为优选的技术方案，所述流道与所述进气腔连接处设置有阀口，所述阀口处设置有呈一定角度的阀膜片，所述阀口处于常开状态，当气压高于设定值时，阀膜片弯折封堵阀口。
作为优选的技术方案，所述蓄压腔的主体为封闭结构，所述蓄压腔与所述进气腔连接处设置有蓄压腔接口，所述蓄压腔通过先导管连通所述先导腔。
作为优选的技术方案，所述先导腔的顶部于内环的外侧设置上凸缘，所述喷射管的底部于内侧设置下凸缘，所述上凸缘与所述下凸缘位于同一竖直线上，所述上凸缘与所述下凸缘之间安装复位弹簧，当气压低于设定值时，复位弹簧处于自然状态，当气压高于设定值时，复位弹簧压缩带动喷射管上移，喷射管上移至设定位置时，喷射管与所述蓄压腔、所述气幕开口均导通。
作为优选的技术方案，所述喷射管的下部为阶梯形结构，所述下凸缘与所述喷射管为一体式，所述喷射管与所述下凸缘嵌入所述先导腔内，所述喷射管的下部开设有喷射口，所述喷射口倾斜设置且内高外低，所述蓄压腔与所述先导腔连接面的上部设置蓄压腔排出口，喷射管上移至指定位置时，所述喷射口与所述蓄压腔排出口导通。
作为优选的技术方案，所述喷射口与所述蓄压腔排出口均设置为4个且直径相同。
作为优选的技术方案，所述气幕导流罩的顶部设置有折边，所述流道内沿周向间隔布置分流隔板，所述分流隔板设置于所述折边处。
作为优选的技术方案，所述进气腔室内的气体温度可调，温度调节范围为20℃-50℃。
作为优选的技术方案，所述先导管的内侧设置橡胶环用于安装于内窥镜外部。
本发明可以提供恒流保护气幕模式与脉冲喷射清洁模式两种工作模式。
恒流保护气幕模式的工作流程如下：外部气源的压力为1～2.5kg/cm2，气体由气源接口进入进气腔室，阀膜片处于常开状态，此时蓄压腔排出口与喷射口为非对合状态，气源与喷射管不导通，气体由阀口进入环形流道，经气幕开口喷射出常温保护气幕或恒温保护气幕。
脉冲喷射清洁模式的工作流程如下：
外部气源的压力为3～5kg/cm2，气体由气源接口进入进气腔室，阀膜片处于关闭状态，气体由蓄压腔接进入蓄压腔，再经由先导管进入先导腔，下凸缘被气压推动压缩复位弹簧，喷射口与蓄压腔排出口连通，由喷射管主体排出气流，形成清洁，同时喷射管主体阻挡操作者视野，提示操作者当前工作状态，气体喷出后蓄压腔内压力降低，压缩弹簧复位，喷射口与蓄压腔排出口不导通，进入下一个脉冲循环。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：本发明能够根据不同的使用工况，为处于管路内部的内窥镜小车提供清洁，避免了外界环境对内窥镜镜头的影响，提高了内窥镜小车的工作效率且降低了其运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置的结构示意图。
图2为图1的局部放大图之一。
图3为图1的局部放大图之二。
图4为图1的局部放大图之三。
图5为本发明辅助清洁装置恒流保护气幕模式的使用示意图。
图6为本发明辅助清洁装置脉冲喷射清洁模式的使用示意图之一。
图7为本发明辅助清洁装置脉冲喷射清洁模式的使用示意图之二。
图8为本发明辅助清洁装置脉冲喷射清洁模式的使用示意图之三。
图9为本发明辅助清洁装置脉冲喷射清洁模式的使用示意图之四。
图10为发明船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置的应用场景图。
图11为本发明辅助清洁装置恒流保护气幕模式下的工作流程图。
图12为本发明辅助清洁装置脉冲喷射清洁模式下的工作流程图。
其中，附图标记具体说明如下：恒流保护气幕结构1、脉冲喷射气蓄压结构2、往复式喷射管结构3、橡胶环4、气幕导流罩1.1a、气幕开口1.1b、分流格板1.2、流道1.3、阀口1.4、进气腔室1.5、膜片阀1.6、气源接口1.7、蓄压腔接口2.1、先导管2.2、蓄压腔排出口2.3、蓄压腔2.4、先导腔2.5、上凸缘2.6、喷射管主体3.1、喷射口3.2、下凸缘3.3、复位弹簧3.4。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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的限制。
如图1-图12所示，本实施例提供一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置，包括恒流保护气幕结构1、脉冲喷射气蓄压结构2、往复式喷射管结构3，恒流保护气幕结构1、脉冲喷射气蓄压结构2、往复式喷射管结构3由外至内依次设置，使用时通过橡胶环4安装固定于内窥镜镜头外部。下面结合附图对各个结构进行详细说明。
恒流保护气幕结构1包括：
气幕导流罩1.1a；环形结构，顶部设置有折边，折边角度及高度以不遮挡镜头保护罩视线，同时与脉冲喷射气蓄压结构2之间形成收敛流道1.3，对保护罩形成环形气幕。
流道1.3；环柱形连通空腔，结构高度满足整体使用尺寸，起到均流气体作用，同时做到恒流保护气幕结构1与脉冲喷射气蓄压结构2的气流的隔离。
气幕开口1.1b；设置于流道1.3的顶部，开口直径以不遮挡摄像头视线为宜，作用是保证恒流气幕的排出。
分流格板1.2，沿气幕开口1.1b环形均布，连接恒流保护气幕结构1与脉冲喷射气蓄压结构2，分流格板1.2数量按满足气幕导流罩1.1a与气幕开口1.1b结构强度设置为宜，同时起到均衡分配恒流气体的作用。
阀口1.4；开孔结构，用以连接流道1.3与进气腔室1.5，阀口数量为1个，直径为蓄压腔接口2.1的2倍。
膜片阀1.6；圆形弹性橡胶膜片，呈一定折角固定于阀口1.4附近，当进气腔室1.5气压处于1～2.5kg/cm2时处于常开状态，当进气腔室1.5气压处于3～5kg/cm2时，橡胶膜片弯折，封堵并关闭阀口1.4。
进气腔室1.5；环柱形空腔，设置于恒流保护气幕结构1、脉冲喷射气蓄压结构2的底部，设置气源接口1.7连通，用以分配气源至恒流保护气幕结构1、脉冲喷射气蓄压结构2。
气源接口1.7；气源优选干燥氮气、干燥压缩空气，确保提供恒流气幕及脉冲气流，同时可以通过温度范围20℃～50℃可调温度的加热空气。
脉冲喷射气蓄压结构2包括：
蓄压腔2.4；环柱形空腔，通过蓄压腔接口2.1实现与进气腔室1.5连通，用以分配气源至恒流保护气幕结构1、脉冲喷射气蓄压结构2。
蓄压腔接口2.1；开孔结构，用以连接进气腔室1.5与蓄压腔2.4气流，直径为阀口1.4的1/2；数量为1个。
先导腔2.5；环柱形空腔，用以安放往复式喷射管结构3，分别与先导管2.2、蓄压腔排出口2.3连通。
先导管2.2；圆形导管结构，用以连接先导腔2.5与蓄压腔2.4的气流，直径为蓄压腔接口的1/2；数量上呈环形均布4个。
蓄压腔排出口2.3；开孔结构，用以连接喷射口与蓄压腔2.4的气流，直径同阀口1.4，数量上呈环形均布4个。
上凸缘2.6；设置于先导腔2.5内环顶部的外侧，环形凸缘结构，与下凸缘3.3共同配合，用以复位弹簧3.4的安装与限位；
往复式喷射管结构3包括：
喷射管主体3.1；管型结构，管体下方截面呈阶梯梯形，与下凸缘3.3为一体。
喷射口3.2；沿喷射管主体3.1下部与轴向呈一定角度，设置的管孔结构，直径及孔心与蓄压腔排出口2.3相同(同径、同心)，数量上呈环形均布4个；用以蓄压气体经由蓄压腔排出口2.3至喷射口3.2的喷射排出；
下凸缘3.3；形凸缘结构，与上凸缘2.6共同配合，用以复位弹簧3.4的安装与限位。
复位弹簧3.4：弹簧结构，安装于先导腔2.5内部，通过上凸缘2.6、下凸缘3.3固定；复位弹簧3.4力矩须满足：当先导腔2.5内的气压为1～2.5kg/cm2，不会压缩；当先导腔2.5内的气压为3～5kg/cm2气压时，可被压缩。
本实施例可以提供恒流保护气幕模式与脉冲喷射清洁模式两种工作模式。下面结合具有步骤进行说明：
一、准备工作
1)内窥镜小车使用前，安装“内窥镜镜头辅助清洁装置”，并确保固定牢靠；
2)连通气源至气源接口1.7，为“装置”提供压力范围1～5kg/cm2的干燥气源，气源介质优选氮气，也可以选用干燥压缩空气；同时，还需提供20℃～50℃可调温度的加热空气；气源可以进行压力调节，分为1～2.5kg/cm2、3～5kg/cm2两档范围，一般通过阀及压力表调节及监测；
3)气源的来源及压力调节控制，可以由小车自带气泵供应，也可以由管路外部供应，现场使用前做好调试，此处不做赘述；
二、恒流保护气幕模式
1)小车由进入管路使用后，当管路内部环境存在水气、油气、粉尘时，为气源接口1.7提供1～2.5kg/cm2的气源，此时由于膜片阀1.6处于打开状态；
2)在复位弹簧3.4力矩作用下，脉冲喷射气蓄压结构2、往复式喷射管结构3处于气体封闭状态；气流经由进气腔室1.5、阀口1.4进入流道1.3内部形成连通气压后，再经过分流格板1.2形成环向均衡分配的保护气流；
3)在气幕导流罩1.1a、气幕开口1.1b结构的作用下，气流通过收敛流道，为镜头保护罩提供环形气幕，并在保护罩弧形表面形成气模；此时在气幕保护下，空气中的水气、油气、粉尘颗粒被隔离，进而防止吸附在保护罩表面；
4)当管路环境湿度较大，保护罩内部出现雾气时，提供20℃～50℃可调温度的加热空气(压力：1～2.5kg/cm2)，对保护罩进行加热，起到消除保护罩内部雾气作用。
脉冲喷射清洁模式(含视觉指示)
1)小车由进入管路使用后，当保护罩表面积聚粉尘或水渍时，为气源接口1.7提供3～5kg/cm2的气源；
2)此时膜片阀1.6在气压作用下关闭，气体经由蓄压腔接口2.1进入蓄压腔2.4开始蓄压；
3)同时，气体经由先导管2.2进入先导腔2.5，推动凸缘3.3带喷射管主体3.1沿轴向向外侧移动，在复位弹簧3.4力矩作用下，喷射管主体3.1的移动速度受到限制，此过程中蓄压腔2.4完成蓄压；
4)当上喷射口3.2移动至蓄压腔排出口2.3时，两个零件位置对合，蓄压气体经由蓄压腔排出口2.3至喷射口3.2形成导通，排出喷射气体；
5)喷射口气体排出时，由于喷射管主体3.1管型结构也同步移动并包围了保护罩，形成了类似“炮口”的结构，对喷射气流起到聚能作用，进一步提升对保护罩表面粉尘吹除的清洁效果；同时，由于喷射管主体3.1管型结构遮挡了部分镜头视野，也为操作人员提供了指示作用(往复移动的喷射管主体3.1说明正处于脉冲清洁状态)；
6)当喷射气体压力下降后，在复位弹簧3.4力矩作用下，通过顶撑下凸缘3.3并带动喷射管主体3.1移动，蓄压腔排出口2.3至喷射口3.2的喷射口形成封闭，进入下一个蓄压脉冲循环；
7)当清洁工作完成后，将气源压力恢复至1～2.5kg/cm2，在复位弹簧3.4力矩作用下，带动喷射管主体移动并复位。
采用气幕清洁装置，为处于管路内部的内窥镜小车提供清洁，并且起到如下作用：
1)恒流保护气幕(常温)：内窥镜小车在管路内部使用中，为镜头保护罩表面提供恒流气幕并形成保护层，防止水气、油气、粉尘的沾染吸附；
2)恒流除雾气幕(暖风)：内窥镜小车在管路内部使用中，当环境内湿度较高，保护罩内部起雾时，为镜头保护罩表面提供(℃)的恒流暖风气幕，防止或消除保护罩内表面雾气凝结。
3)脉冲清洁气幕(高压)：内窥镜小车在管路内部使用中，当保护罩表面积聚粉尘、水渍达到一定程度时，启动高压脉冲吹洗表面，起到清洁作用；
4)装置整体安装后，对保护罩环向，起到额外的防护作用。
5)装置整体安装后，使用过程中，具有气流指示作用，并通过摄像头图像实时反馈给操作人员。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。
Claims (3)
1.一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置，其特征在于，包括气幕导流罩、蓄压腔、先导腔、喷射管、进气腔室，所述气幕导流罩、所述蓄压腔、所述先导腔、所述喷射管由外至内依次设置，所述气幕导流罩与所述蓄压腔之间形成流道，所述流道、所述蓄压腔、所述先导腔均为环形结构，所述喷射管安装于所述先导腔内并可根据控制在所述先导腔内上下移动以形成或解除对内窥镜镜头的包围，所述流道的顶部设置有朝向内窥镜镜头的气幕开口，所述进气腔室选择性的与所述流道或所述喷射管连通；所述进气腔室环形设置于所述气幕导流罩、所述蓄压腔、所述先导腔的底部，其主体为封闭结构且设置气源接口；所述流道与所述进气腔连接处设置有阀口，所述阀口处设置有呈一定角度的阀膜片，所述阀口处于常开状态，当气压高于设定值时，阀膜片弯折封堵阀口；所述蓄压腔的主体为封闭结构，所述蓄压腔与所述进气腔连接处设置有蓄压腔接口， 所述蓄压腔通过先导管连通所述先导腔；所述先导腔的顶部于内环的外侧设置上凸缘，所述喷射管的底部于内侧设置下凸缘，所述上凸缘与所述下凸缘位于同一竖直线上，所述上凸缘与所述下凸缘之间安装复位弹簧，当气压低于设定值时，复位弹簧处于自然状态，当气压高于设定值时，复位弹簧压缩带动喷射管上移，喷射管上移至设定位置时，喷射管与所述蓄压腔、所述气幕开口均导通；所述喷射管的下部为阶梯形结构，所述下凸缘与所述喷射管为一体式，所述喷射管与所述下凸缘嵌入所述先导腔内，所述喷射管的下部开设有喷射口，所述喷射口倾斜设置且内高外低，所述蓄压腔与所述先导腔连接面的上部设置蓄压腔排出口，喷射管上移至指定位置时，所述喷射口与所述蓄压腔排出口导通；所述气幕导流罩的顶部设置有折边，所述流道内沿周向间隔布置分流隔板，所述分流隔板设置于所述折边处；所述进气腔室内的气体温度可调，温度调节范围为20℃-50℃。
2.如权利要求1所述的一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置，其特征在于，所述喷射口与所述蓄压腔排出口均设置为4个且直径相同。
3.如权利要求1所述的一种船用管路内窥镜镜头辅助清洁装置，其特征在于，所述先导管的内侧设置橡胶环用于安装于内窥镜外部。
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