CN116556251A - 一种隧道清洗专用智能装备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道清洗技术领域，具体为一种隧道清洗专用智能装备，包括高压泵组，所述高压泵组的前端安装有末端清洗机构总成组件，所述末端清洗机构总成组件的末端连接有喷嘴总成组件；本发明还提出了一种隧道清洗专用智能装备的使用方法，包括以下步骤：S1、把设备安装在卡车上，卡车前端安装有储水罐，水罐上安装有磁翻板液位计，实时监控水罐液位，并报警停机。本发明主要特点为高压水通过末端扇形喷嘴将高压水的动能转化成对墙面的打击力。从而对墙面完成清洁。不使用其他辅助措施对隧道内壁进行清理达到国家标准要求，以满足公路环境的整洁美观，确保隧道内有高质量的通行环境。

Description

一种隧道清洗专用智能装备和使用方法

技术领域

本发明涉及隧道清洗技术领域，尤其涉及一种隧道清洗专用智能装备和使用方法。

背景技术

高速公路隧道，平常车流量大，隧道内弥漫粉尘，加上汽车尾气油污附着性强，清洗比较困难，尤其是隧道内防火板墙面下部积尘泥印较多，油泥厚度搞到2-5mm,仅依靠日常保洁工程量巨大，且难以彻底去除墙面的油渍污渍。

目前主要采用机械清洗方式。

1、内壁采取人工作业施工为主、机械作业为辅的方式。主要采用人工擦洗，效率慢。

2、隧道清洗车，主要原理是采用清洗剂和旋转毛刷配合使用，清洗剂喷洒到隧道内壁，配合毛刷旋转。采用机械机械擦洗方式。无法有效清洗厚的油污。

现有中国专利公开号为CN105887737B的隧道侧壁清洗机在机体到达预定位置后，根据侧壁的高度控制起升装置，清洗装置通过支架靠近侧壁并调整到所需高度，待固定滚筒与侧壁接触后控制推移装置，将活动滚筒推向壁面并逐渐紧贴壁面，然后启动驱动电机Ⅰ与驱动电机Ⅱ对壁面进行滚刷清洁，从而能够对隧道侧壁进行快速、有效的清洁维护工作，保证行车安全，提高隧道的美观度。

现有技术中不能很好的适应隧道内壁上所设置的消防箱、配电箱、风机、喇叭的设备，无法实现智能识别和处理，影响清洗的效率和质量，所以需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种隧道清洗专用智能装备和使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种隧道清洗专用智能装备，包括高压泵组，所述高压泵组的前端安装有末端清洗机构总成组件，所述末端清洗机构总成组件的末端连接有喷嘴总成组件，所述喷嘴总成组件和高压泵组通过高压管相连接；

包括末端清洗机构总成组件由左右行走组件、旋转机构、第一调节臂组件、第二调节臂组件、第三调节臂组件、摆动机构和末端旋转机构组成，所述左右行走组件安装在高压泵组的前端，所述旋转机构安装在左右行走组件的上端，所述第一调节臂组件安装在旋转机构的上端，所述第二调节臂组件安装在第一调节臂组件的前端，所述第三调节臂组件安装在第二调节臂组件的前端，所述摆动机构安装在第三调节臂组件前端的一侧，所述末端旋转机构安装在摆动机构的前端；

所述喷嘴总成组件由输送管组件和喷头组件组成，所述输送管组件安装在末端旋转机构的前端，所述喷头组件安装在输送管组件的前端。

与现有技术相比，本申请主要特点为高压水通过末端扇形喷嘴将高压水的动能转化成对墙面的打击力。从而对墙面完成清洁。不使用其他辅助措施对隧道内壁进行清理达到国家标准要求，以满足公路环境的整洁美观，确保隧道内有高质量的通行环境。

优选地，所述高压泵组的上端一侧安装有操作室，所述操作室位于末端清洗机构总成组件的上端，所述操作室内安装有操作台组件。

进一步的，通过设置操作台组件和操作室便于工作人员通过操作台组件进行遥控操作，同时还能通过预先设定的程序，便于实现自动化操作，有效更好的提升清理的效率和质量。

优选地，所述左右行走组件由第一液压马达组件、齿轮和直齿条组成，所述第一液压马达组件滑动安装在高压泵组的前端，所述第一液压马达组件的输出轴和齿轮固定连接，所述直齿条固定在高压泵组的前端，所述齿轮和直齿条相啮合，所述直齿条的长度为1400mm。

进一步的，通过第一液压马达组件能带动齿轮转动，并且通过固定的直齿条件能使第一液压马达组件实现左右移动，并且能有效控制移动范围，能很好的根据需要适应不同宽度的隧道，能有效提升产品的实用性。

优选地，所述旋转机构由第二液压马达组件、蜗轮组件和蜗杆组件组成，所述第二液压马达组件安装在左右行走组件的上端，所述蜗杆组件和第二液压马达组件的输出轴固定连接，所述蜗轮组件转动安装在左右行走组件的上端，所述蜗轮组件和蜗杆组件相啮合。

进一步的，通过第二液压马达组件和蜗杆组件的配合，能使蜗轮组件原地进行多角度的转动，能有效根据需要调节朝向，便于更好的对应隧道内不动的侧壁，提升产品的工作效率以及更好的适应不同的隧道。

优选地，所述第一调节臂组件由第一连接臂和第一液压缸组成，所述第一连接臂和第一液压缸的下端分别转动连接在旋转机构的上端两侧，所述第一液压缸的活塞杆末端转动连接在第一连接臂的上端一侧。

进一步的，第一连接臂和第一液压缸的下端分别连接在旋转机构，也就是连接在第一液压马达组件的上端，以便根据第一液压马达组件稳定的移动，同时通过第一液压缸的伸缩能带动第一连接臂进行多角度的转动。

优选地，所述第二调节臂组件由第二连接臂和第二液压缸组成，所述第二连接臂和第二液压缸的下端分别转动连接在第一调节臂组件的一端，所述第二液压缸的活塞杆末端转动连接在第二连接臂的一侧。

进一步的，第二连接臂和第二液压缸的一端分别转动连接在第一连接臂的一端两侧，能通过第二液压缸的伸缩来使第二连接臂进行转动，能有效的实现多角度的转动。

优选地，所述第三调节臂组件由第三连接臂和第三液压缸组成，所述第三连接臂和第三液压缸的下端分别转动连接在第二调节臂组件的一端，所述第三液压缸的活塞杆末端转动连接在第三连接臂的一侧。

进一步的，第三连接臂和第三液压缸的一端连接在第二连接臂的一端，并且通过第三液压缸的伸缩来使第三连接臂进行转动，能有效实现多角度的转动，同时通过第一调节臂组件、第二调节臂组件和第三调节臂组件，可使机构全部收回成一个“口”型，方便转场运输。

优选地，所述摆动机构能实现0-180°旋转，所述末端旋转机构能实现末端360°旋转。

进一步的，用于及时调整喷头作用面，智能避让电箱。采用摆动油缸，扭矩大，反应速度灵敏，可实现末端机构旋转，适用于多种工况，实现喷头三维立体空间工作。

本发明还提出了一种隧道清洗专用智能装备的使用方法，包括以下步骤：

S1、把设备安装在卡车上，卡车前端安装有储水罐，水罐上安装有磁翻板液位计，实时监控水罐液位，并报警停机；

S2、卡车带动装备开进隧道内部，选用适应于圆弧面的喷嘴总成组件；

S3、操作空间三维液压执行机构，旋转，臂伸缩等命令，让喷嘴机构与墙面成150mm靶距，并车辆行驶方向成30°角度，以铲入式角度清洗油泥；

S4、启动高压泵组，调节内燃机转速，实时达到额定清洗压力；

S5、因为车辆行驶过程，会出现靶距变化，在喷头前端安装雷达测距仪，实时反馈信号给PLC控制设备，通过左右行走组件左右移动保证清洗靶距一直在合理范围内，无需人工调节；

S6、隧道圆弧内壁安装有消防箱、配电箱、风机、喇叭等功能型设备，为进行对其保护损坏，以免出现安全事故；在末端旋转机构上安装有视觉识别装置，当视觉监测到有以上设备时，自动控制摆动机构向车辆行驶反方向旋转90°，及时调整喷头作用面，并且高压泵组中气动卸压阀及时卸压，保证其安全通行；安全通过后，高压泵组自动加压，喷嘴总成组件自动恢复原工作位置；此过程智能化运行；

S7、高压泵组未安装末端清洗机构总成组件的一端安装高精度摄像机，能实时监控清洗前后画面；方便及时调取，查阅；

S8、在单一隧道内，车辆匀速行驶，只需要开始清洗时调整一次机构，其他时候装备智能自动运行。

与现有技术相比，本申请能有效使相应部件稳定运作，能根据预先设置的程序进行稳定的运作，能对隧道内壁进行清理，同时还能有效规格隧道内的设备，保证高效且高质量的进行清理。

本发明的有益效果是：

1、高压水压力可调，在清洗油污同时，不损伤耐火层和瓷砖层。并实现360°无死角清洗；

2、清洗时隧道内部不断电，单边正常通行。通过电箱或消防箱时，智能避让系统；

3、喷嘴到墙面清洗距离必须控制合理范围±10mm，距离大了洗不干净。距离小了覆盖不上且损坏墙面防火层及表面瓷砖。智能靶距控制系统，时刻保证清洗效果；

4、更换末端清洗机构，可实现高速公路护栏，标志牌清洗及下水道疏通。

附图说明

图1为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的正视图；

图2为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的侧视图；

图3为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的末端清洗机构总成组件结构图；

图4为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的末端清洗机构总成组件延展结构图；

图5为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的末端清洗机构总成组件侧向延展结构图；

图6为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的立体图；

图7为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的末端清洗机构总成组件安装结构图；

图8为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的操作室侧视图；

图9为本发明提出的一种隧道清洗专用智能装备的操作室正视图；

图中：1高压泵组、2末端清洗机构总成组件、21左右行走组件、22旋转机构、23第一调节臂组件、24第二调节臂组件、25第三调节臂组件、26摆动机构、27末端旋转机构、3喷嘴总成组件、31输送管组件、32喷头组件、4操作室、5操作台组件。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-9，一种隧道清洗专用智能装备和使用方法，包括高压泵组1，高压泵设备具有结构紧凑、体积小、效率高等特点，使用安全可靠；其主要工作单元的高压泵为柱塞泵，曲轴和连杆采用轴瓦形式，具有更可靠的传动性能，动力端温升低等特点；选用合适功率与转速的柴油机，可进行出水压力线性调节；

高压泵机组中主要组成部件：高压柱塞泵、列管式油冷却器、油温传感器、高压压力传感器，潍柴柴油机、不锈钢双桶立式过滤器、供水管路系统含供水泵、回水管路系统、高压水管路系统、气动调压卸荷阀总成、气路机组控制系统、钢结构底盘总成等；

此外在机组上，高压泵的参数，进水口、出水口、回水口、高压泵加油口、放油口、接线口的位置及机组中主要零部件的名称均有标牌标识，以方便工作人员现场进行操作；

该设备匹配高可靠性高压传感器，进液低压传感器，动力端油温传感器，油压传感器可将设备各采集信号实时传输至PLC控制终端，可实现相关自动控制功；高压泵组1的前端安装有末端清洗机构总成组件2，液压动力源从内燃机上取力，匹配7路液压控制回路，可实现隧道4米范围内360°无死角覆盖清洗，主要包含液压泵站，液压阀组及6路液压执行元件，主要采用液压控制技术与工程机械技术路线，最终实现末端机构可以到达各个清洗面，停机及转场时能收回，机构成“口”字型布置不超宽及超高，末端清洗机构总成组件2的末端连接有喷嘴总成组件3，喷嘴总成组件3和高压泵组1通过高压管相连接，能在高压泵组1上安装水罐组件，并且使水罐组件和高压泵组1连接，能通过高压管实现高压输送，能使高压水通过喷嘴总成组件3喷出。

参照图1-5，末端清洗机构总成组件2由左右行走组件21、旋转机构22、第一调节臂组件23、第二调节臂组件24、第三调节臂组件25、摆动机构26和末端旋转机构27组成，通相应组件之间的连接，能便于部件的转动，能有效提升多种规格的隧道，在不使用时，能使机构全部收回成一个“口”型，方便转场运输。

参照图1-5，左右行走组件21安装在高压泵组1的前端，旋转机构22安装在左右行走组件21的上端，第一调节臂组件23安装在旋转机构22的上端，第二调节臂组件24安装在第一调节臂组件23的前端，第三调节臂组件25安装在第二调节臂组件24的前端，摆动机构26安装在第三调节臂组件25前端的一侧，末端旋转机构27安装在摆动机构26的前端，左右行走组件21由第一液压马达组件、齿轮和直齿条组成，第一液压马达组件滑动安装在高压泵组1的前端，第一液压马达组件的输出轴和齿轮固定连接，直齿条固定在高压泵组1的前端，齿轮和直齿条相啮合，直齿条的长度为1400mm；旋转机构22由第二液压马达组件、蜗轮组件和蜗杆组件组成，第二液压马达组件安装在左右行走组件21的上端，蜗杆组件和第二液压马达组件的输出轴固定连接，蜗轮组件转动安装在左右行走组件21的上端，蜗轮组件和蜗杆组件相啮合；第一调节臂组件23由第一连接臂和第一液压缸组成，第一连接臂和第一液压缸的下端分别转动连接在旋转机构22的上端两侧，第一液压缸的活塞杆末端转动连接在第一连接臂的上端一侧；第二调节臂组件24由第二连接臂和第二液压缸组成，第二连接臂和第二液压缸的下端分别转动连接在第一调节臂组件23的一端，第二液压缸的活塞杆末端转动连接在第二连接臂的一侧；第三调节臂组件25由第三连接臂和第三液压缸组成，第三连接臂和第三液压缸的下端分别转动连接在第二调节臂组件24的一端，第三液压缸的活塞杆末端转动连接在第三连接臂的一侧；摆动机构26能实现0-180°旋转，末端旋转机构27能实现末端360°旋转。

参照图1、2、3、6、7、8、9，喷嘴总成组件3由输送管组件31和喷头组件32组成，输送管组件31安装在末端旋转机构27的前端，喷头组件32安装在输送管组件31的前端，喷头组件32内在喷头总成上安装有25个扇形喷嘴，用于窄幅清洗。喷嘴布置位置与隧道侧面弧度高度重合；喷头总成上安装有45个扇形喷嘴，用于宽幅清洗。喷嘴布置位置与隧道侧面弧度高度重合。

参照图1、2、6、7、8、9，高压泵组1的上端一侧安装有操作室4，操作室4位于末端清洗机构总成组件2的上端，操作室4内安装有操作台组件5，在操作4内的操作台组件5内设置：

1、高压泵机组控制与末端控制集成在一起，PLC控制，报警停机及实时监控，方便人员操作；

2、机构操作采用工程机械，操作手柄；容易上手，操作简单；

3、嘴到墙面清洗距离必须控制合理范围±10mm，距离大了洗不干净；距离小了覆盖不上且损坏墙面防火层及表面瓷砖；雷达测距仪实时监测，自动控制左右行走机构21运行；智能靶距控制系统，时刻保证清洗效果；

4、机构上安装有电箱视觉监测装置，自动控制摆动机构26摆动90°，及时调整喷头作用面，智能避让电箱；采用摆动油缸，扭矩大，反应速度灵敏；

5、视频实时监测系统，实时监测清洗后效果。

在本发明中，包括以下步骤：

S1、把设备安装在卡车上，卡车前端安装有储水罐，水罐上安装有磁翻板液位计，实时监控水罐液位，并报警停机；

S2、卡车带动装备开进隧道内部，选用适应于圆弧面的喷嘴总成组件3；

S3、操作空间三维液压执行机构，旋转，臂伸缩等命令，让喷嘴机构与墙面成150mm靶距，并车辆行驶方向成30°角度，以铲入式角度清洗油泥；

S4、启动高压泵组1，内燃机驱动高压水泵产生50Mpa压力，调节内燃机转速，实时达到额定清洗压力；

S5、因为车辆行驶过程，会出现靶距变化，在喷头前端安装雷达测距仪，实时反馈信号给PLC控制设备，通过左右行走组件21左右移动保证清洗靶距一直在合理范围内，无需人工调节；

S6、隧道圆弧内壁安装有消防箱，配电箱，风机，喇叭等功能型设备，为进行对其保护损坏，以免出现安全事故；在末端旋转机构27上安装有视觉识别装置，当视觉监测到有以上设备时，自动控制2.6向车辆行驶反方向旋转90°，及时调整喷头作用面，并且高压泵组1中气动卸压阀及时卸压，保证其安全通行；安全通过后，高压泵组1自动加压，喷嘴总成组件3自动恢复原工作位置；此过程智能化运行；

S7、高压泵组1未安装末端清洗机构总成组件2的一端安装高精度摄像机，能实时监控清洗前后画面；方便及时调取，查阅；

S8、在单一隧道内，车辆匀速行驶，只需要开始清洗时调整一次机构，其他时候装备智能自动运行。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隧道清洗专用智能装备，包括高压泵组（1），其特征在于：所述高压泵组（1）的前端安装有末端清洗机构总成组件（2），所述末端清洗机构总成组件（2）的末端连接有喷嘴总成组件（3），所述喷嘴总成组件（3）和高压泵组（1）通过高压管相连接；

所述末端清洗机构总成组件（2）由左右行走组件（21）、旋转机构（22）、第一调节臂组件（23）、第二调节臂组件（24）、第三调节臂组件（25）、摆动机构（26）和末端旋转机构（27）组成，所述左右行走组件（21）安装在高压泵组（1）的前端，所述旋转机构（22）安装在左右行走组件（21）的上端，所述第一调节臂组件（23）安装在旋转机构（22）的上端，所述第二调节臂组件（24）安装在第一调节臂组件（23）的前端，所述第三调节臂组件（25）安装在第二调节臂组件（24）的前端，所述摆动机构（26）安装在第三调节臂组件（25）前端的一侧，所述末端旋转机构（27）安装在摆动机构（26）的前端；

所述喷嘴总成组件（3）由输送管组件（31）和喷头组件（32）组成，所述输送管组件（31）安装在末端旋转机构（27）的前端，所述喷头组件（32）安装在输送管组件（31）的前端。

2.根据权利要求1所述的一种隧道清洗专用智能装备，其特征在于：所述高压泵组（1）的上端一侧安装有操作室（4），所述操作室（4）位于末端清洗机构总成组件（2）的上端，所述操作室（4）内安装有操作台组件（5）。

3.根据权利要求1所述的一种隧道清洗专用智能装备，其特征在于：所述左右行走组件（21）由第一液压马达组件、齿轮和直齿条组成，所述第一液压马达组件滑动安装在高压泵组（1）的前端，所述第一液压马达组件的输出轴和齿轮固定连接，所述直齿条固定在高压泵组（1）的前端，所述齿轮和直齿条相啮合，所述直齿条的长度为1400mm。

4.根据权利要求1所述的一种隧道清洗专用智能装备，其特征在于：所述旋转机构（22）由第二液压马达组件、蜗轮组件和蜗杆组件组成，所述第二液压马达组件安装在左右行走组件（21）的上端，所述蜗杆组件和第二液压马达组件的输出轴固定连接，所述蜗轮组件转动安装在左右行走组件（21）的上端，所述蜗轮组件和蜗杆组件相啮合。

5.根据权利要求1所述的一种隧道清洗专用智能装备，其特征在于：所述第一调节臂组件（23）由第一连接臂和第一液压缸组成，所述第一连接臂和第一液压缸的下端分别转动连接在旋转机构（22）的上端两侧，所述第一液压缸的活塞杆末端转动连接在第一连接臂的上端一侧。

6.根据权利要求1所述的一种隧道清洗专用智能装备，其特征在于：所述第二调节臂组件（24）由第二连接臂和第二液压缸组成，所述第二连接臂和第二液压缸的下端分别转动连接在第一调节臂组件（23）的一端，所述第二液压缸的活塞杆末端转动连接在第二连接臂的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种隧道清洗专用智能装备，其特征在于：所述第三调节臂组件（25）由第三连接臂和第三液压缸组成，所述第三连接臂和第三液压缸的下端分别转动连接在第二调节臂组件（24）的一端，所述第三液压缸的活塞杆末端转动连接在第三连接臂的一侧。

8.根据权利要求1所述的一种隧道清洗专用智能装备，其特征在于：所述摆动机构（26）能实现0-180°旋转，所述末端旋转机构（27）能实现末端360°旋转。

9.本发明还提出了一种隧道清洗专用智能装备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、把设备安装在卡车上，卡车前端安装有储水罐，水罐上安装有磁翻板液位计，实时监控水罐液位，并报警停机；

S2、卡车带动装备开进隧道内部，选用适应于圆弧面的喷嘴总成组件（3）；

S3、操作空间三维液压执行机构，旋转，臂伸缩等命令，让喷嘴机构与墙面成150mm靶距，并车辆行驶方向成30°角度，以铲入式角度清洗油泥；

S4、启动高压泵组（1），调节内燃机转速，实时达到额定清洗压力；

S5、因为车辆行驶过程，会出现靶距变化，在喷头前端安装雷达测距仪，实时反馈信号给PLC控制设备，通过左右行走组件（21）左右移动保证清洗靶距一直在合理范围内，无需人工调节；

S6、隧道圆弧内壁安装有消防箱，配电箱，风机，喇叭等功能型设备，为进行对其保护损坏，以免出现安全事故；在末端旋转机构（27）上安装有视觉识别装置，当视觉监测到有以上设备时，自动控制（2.6）向车辆行驶反方向旋转90°，及时调整喷头作用面，并且高压泵组（1）中气动卸压阀及时卸压，保证其安全通行；安全通过后，高压泵组（1）自动加压，喷嘴总成组件（3）自动恢复原工作位置；此过程智能化运行；

S7、高压泵组（1）未安装末端清洗机构总成组件（2）的一端安装高精度摄像机，能实时监控清洗前后画面；方便及时调取，查阅；

S8、在单一隧道内，车辆匀速行驶，只需要开始清洗时调整一次机构，其他时候装备智能自动运行。