CN215089450U - 一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，属于大型设备清洗技术领域；包括一体式推车和激光控制装置，一体式推车承载中心筒和旋转头；车架外周设置有贴合金属筒体内壁移动的多套脚轮组件，中心筒承载多个部件以调整脚轮组件的位置、驱动其径向移动，以及驱动旋转头沿中心筒轴向进退；旋转头用于驱动基础件自转以使激光清洗头做圆周运动；激光控制装置包括激光器和控制电路原件；本装置将激光清洗应用于大型金属筒体内壁的清洗，提高清洗效率，解决了大型金属筒体工件产品内表面不易清洗的问题。

Description

一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统

技术领域

本实用新型属于大型设备清洗技术领域，涉及一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统。

背景技术

某些带有大直径筒体设备的定期维护保养，要求清洗筒体内表面的锈斑、积碳、油污、灰尘或涂层等污垢进行清洗，传统的湿式清洗需要人工将待洗物放置于有机清洗剂（如CFC——一种含碳、氟、氯的有机物和三氯乙烯等）通过超声波高频振动以除去油污，此种清洗液因排放C、F、Cl等元素会大量消耗空气中的臭氧层而恶化环境或产生油污清洗机混合物而污染环境；对于涂层、锈斑采用抛光机进行机械摩擦的方式，容易损伤工件基体，人工作业劳动强度大，处理后的表面光泽、纹理差异大，表面粗糙度要求不满足等问题。尤其针对内壁ф1.5m-ф2.5m，长约20米内壁残积不同厚度非均匀的化学污染物的大型薄壁筒件，传统的高压水清理方式单次清理质量差，多次清洗效率低，且产生数量级倍数的污水。

相比于传统的清洗方法，激光清洗具有以下优势：无机械接触、定位准确、对环境无污染，对人安全、能有效清除微米级及更小尺寸的污染微粒、激光清洗效率高，节省时间等。但是，对于大型金属筒体这种清洗面呈圆柱状，且面积较大的设备，激光清洗设备在使用时受到限制，激光清洗设备的覆盖面小，对于大型金属筒体的清洗费时费力，使用不便。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统。将激光清洗应用于大型金属筒体内壁的清洗，提高了大型金属筒体内壁清洗的效率和清洗效果，解决了大型金属筒体工件产品内表面不易清洗的问题。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，包括一体式推车和设置在一体式推车上的激光控制装置，所述一体式推车包括车架、中心筒和旋转头，所述中心筒设置在车架内，旋转头设置在中心筒内。

所述车架外周设置有多套脚轮组件，多套脚轮组件用于与所述的金属筒体内壁贴合以使车架移动；车架内通过可调节装置与中心筒连接，用于调节中心筒使其中心轴与车架的中心轴同心。

中心筒包括筒体、丝杆组件、直线驱动机构和驱动舵盘，所述丝杆组件与脚轮组件连接，用于调整多个脚轮组件的位置以使多个脚轮位于同一圆周上；所述驱动舵盘通过齿轮组与丝杆组件连接用于同步调整所有脚轮组件径向移动；所述直线驱动机构通过螺纹丝杆与旋转头相连接，用于驱动旋转头沿中心筒轴向进退。

旋转头包括导杆、基础件、旋转机构和激光清洗头，所述导杆与基础件活动连接，螺纹丝杆连接在基础件上，基础件的两侧通过滑动装置与激光清洗头相连接，所述滑动装置用于驱动激光清洗头垂直于中心筒轴线移动；所述旋转机构通过齿轮和轴承组件与基础件相连接，用于驱动基础件自转以使激光清洗头做圆周运动。

所述激光控制装置包括激光器和控制电路原件，所述激光器通过激光清洗头发射激光用于清洗金属筒体内壁。

进一步的，所述车架顶部设置有直线导轨，所述直线导轨上通过滑块连接有线缆托架，激光清洗头的光纤和烟管设置在线缆托架内。

进一步的，所述脚轮组件包括设置在车架上部的上脚轮和车架下部的下脚轮；所述上脚轮包括活动脚轮、矩形弹簧、上脚轮导杆和上脚轮连杆；所述下脚轮包括固定脚轮、脚刹、下脚轮导杆和下脚轮连杆；所述上脚轮连杆的一端与上脚轮导杆相连接，另一端与对应的丝杆组件相连接；下脚轮连杆的一端与下脚轮导杆相连接，另一端与对应的丝杆组件相连接。

更进一步的，所述丝杆组件为双头丝杆组件，用于调节上、下脚轮的扩缩，双头丝杆组件包括正、反梯形螺纹的丝杆、轴承及轴承座、轴向锁紧螺母。

进一步的，直线驱动机构包括所述的螺纹丝杆、螺母座、轴承及安装座、大小同步带轮、胀紧套、圆弧齿同步带、减速机及安装座、电机。

进一步的，所述激光清洗头包括电动模组、测距传感器、激光清洗头和吸烟管；激光清洗头通过电动滑台连接在基础件的安装板上，所述电动滑台倒装在安装板上。

进一步的，所述激光控制装置设置在激光控制柜内，所述激光器位于柜子底部，激光器进出风口与柜子风口相对应；控制电路原件布置在控制板上，控制板侧立固定在柜子侧面。

进一步的，所述车架内还设置有烟尘净化器。

进一步的，还包括过渡筒，所述过渡筒用于承载一体式推车并将一体式推车送入金属筒体内。

更进一步，所述过渡筒的上表面为弧形结构，所述过渡筒设置有插取装置。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型清洗系统是双向出光，激光清洗头可通过旋转实现首尾两端对接，通过控制结构，实现了旋转头控制两个激光清洗头出光，保证了两清洗激光线宽的一致。

清洗系统采用专用激光器、光束传输、运动搭载、特征参量在线检测与矫正控制等子系统/子模块的最优模块化设计，实现平台装载激光器等所需清洗设备在筒体内壁平移的方式实现激光周向范围自动清洗，保证了筒壁十毫米级高度差内壁清洗加工的一致性。

采用该清洗系统进行筒体内表的清洗，具有被清洗表面的损伤小、光洁度高、环境友好、易操作，劳动强度低的特点。

附图说明

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合以下附图进行说明：

图1是实施例所述激光清洗系统的正视图。

图2是图1的俯视图。

图3是实施例所述车架的结构示意图。

图4是实施例所述上脚轮的结构示意图。

图5是实施例所述下脚轮的结构示意图。

图6是实施例所述中心筒的侧视图。

图7是图6中涉及手动舵盘结构的局部放大图Ӏ。

图8是图6中涉及直线驱动机构的局部放大图Ⅱ。

图9是实施例所述中心筒的结构示意图。

图10是实施例所述旋转头的外部结构示意图。

图11是实施例所述旋转头的剖面图。

图12是实施例所述的清洗机在过渡筒上的放置状态示意图。

图13是图12的侧视图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型 的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1和2所示，是一种可移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，为人工流动式转移工位，全回转轴向进给，干式激光清洗系统。由一体式推车100、激光控制柜200、烟尘净化器300三部分组成。

1、一体式推车100由车架110、上脚轮120、下脚轮130、中心筒140、旋转头150五部分组成。

（1）如图3所示，车架110的主体结构由铝型材、搁板111、花篮筋板112、吊耳119焊接成型，上面的挡尘板113通过铰链连接搭在铝型材上，方便上、下掀开，大、小直线轴承114和把手115装用螺钉安装在铝型材上，吊耳119上安装D型吊钩，用来起吊设备，8个闭式花篮116连接车架110与中心筒140，调节闭式花篮116的长度，使中心筒140的中心轴与车架110的中心轴同心，线缆托架117装在直线导轨118上，滑块倒装在铝型材上，旋转清洗头部的光纤、烟管和线缆架铺在线缆托架117上。

（2）在车架110上部安装有2套上脚轮120，如图4所示，上脚轮120主要由活动脚轮121、脚轮安装件122、矩形弹簧123、上轮大导杆124、上轮小导杆125和上轮连杆126组成，其中活动脚轮121内装有深沟球轴承，通过销轴和挡圈安装在脚轮安装件122上，上轮连杆126一端通过销轴和挡圈装在上轮大导杆124上（另一端与双头丝杆螺母连接），增加矩形弹簧123是使上脚轮120能在筒内径向移动，以防推车卡死，活动脚轮121作用是与下脚轮130一起用于调整设备清洗头的旋转中心与内筒中心同轴和行走导向。

在车架110下部安装有4套下脚轮130，如图5所示，下脚轮130主要由固定脚轮131、脚刹132、下轮大导杆133、下轮小导杆134和下轮连杆135组成，其中固定脚轮131内装有调心滚子轴承，通过销轴和挡圈安装在下轮大导杆133上，脚刹132通过2个支点螺钉装在下轮大导杆133上，清洗前用脚踩下脚刹踏板，刹住设备防止溜滑，移动设备时用脚抬起脚刹踏板，同样下轮连杆135一端通过销轴和挡圈装在下轮大导杆133上（另一端与双头丝杆螺母连接），下脚轮130作用除了上述的调整同心外，也起到支撑整台设备，方便单人移动，进行工位调整。

（3）如图6-9所示，中心筒140由中心筒体141、3套双头丝杆组件142、直线驱动机构143和手动舵盘144四大部分组成。中心筒体141是由铝板拼焊而成的结构体，是中心筒140所有零件的集成平台。

双头丝杆组件142是用来调节上、下脚轮的扩缩，由正、反梯形螺纹的丝杆、轴承及轴承座1421、轴向锁紧螺母1422等组成，轴向锁紧螺母可以拉动丝杆前后小距离移动来消除零件组装和加工的误差，用以调整三组丝杆螺母的相对位置，通过上、下脚轮上的连杆传动来达到所有脚轮在同一个圆上（此部分在设备出厂或使用初期进行调定）。

手动舵盘144是由交叉滚子轴承1441、大齿轮1442以及与之啮合的3个小齿轮1443、胀紧套1444及防护罩1445等组成，其中大小齿轮装在交叉滚子轴承1441的外圈座上，每个小齿轮1443对应一条双头丝杆和2个丝杆螺母，手动舵盘144是用来同步调整所有脚轮径向移动的装置。

直线驱动机构143是带动旋转头150进退的执行装置，由精密级的普通螺纹丝杆1431、螺母座1432、轴承及安装座1433、大小同步带轮1434、胀紧套1444、圆弧齿同步带1435、减速机及安装座1436、电机1437等组成。

（4）如图10-11所示，旋转头150由导杆151、基础件152、旋转机构153、清洗件154、风琴罩155、防尘罩156等零件组成。其中旋转机构153包括伺服电机1531、减速机框、主动齿轮、从动齿轮为非全齿内啮合齿轮1532、交叉滚子轴承及轴承座1533等，用于清洗件154的回转动作。清洗件154包括电动模组、测距传感器1541、激光清洗头1542、吸烟管1543及附属零件等，电动滑台1544用于每一清洗位清洗头的轴向进给，以“滑块固定-本体移动”的形式倒装在底板1545上，激光清洗头1542、测距传感器1541和吸烟头1546固定在电动滑台1544的本体上。清洗头的测距传感器1541用于测定激光清洗头1542与工件表面的距离、并进行自动调整激光清洗头1542的发出激光的焦距，吸烟管1543用于烟尘的收集。

2、激光控制柜200是激光器和控制电路元器件安装用的柜子，2台激光器位于柜子底部，激光器进出风口与柜子风口相对应，操作面板装在柜子正前上方，控制元器件布置在控制板上，控制板侧立固定在柜子左侧面，柜子右侧也就是正外面是门，电源开关位于柜子正中间，面板盒左侧是光纤和线缆的进出口，电源线位于机柜的底部左侧。

3、烟尘净化器300为市场标准产品，用于收集、处理清洗过程产生的烟尘。

4、设备的辅助装置：过渡筒

如图12-13所示，过渡筒400是设备进入内筒工件前的必不可少的辅助工装，使用时插入带清洗工件的内部相应位置，将清洗系统转移至工件内，清洗完毕后取下放在过渡筒400上。内筒激光清洗系统放置于过渡筒400上。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，包括一体式推车和设置在一体式推车上的激光控制装置，所述一体式推车包括车架、中心筒和旋转头，所述中心筒设置在车架内，旋转头设置在中心筒内；

所述车架外周设置有多套脚轮组件，多套脚轮组件用于与所述的金属筒体内壁贴合以使车架移动；车架内通过可调节装置与中心筒连接，用于调节中心筒使其中心轴与车架的中心轴同心；

中心筒包括筒体、丝杆组件、直线驱动机构和驱动舵盘，所述丝杆组件与脚轮组件连接，用于调整多个脚轮组件的位置以使多个脚轮位于同一圆周上；所述驱动舵盘通过齿轮组与丝杆组件连接用于同步调整所有脚轮组件径向移动；所述直线驱动机构通过螺纹丝杆与旋转头相连接，用于驱动旋转头沿中心筒轴向进退；

旋转头包括导杆、基础件、旋转机构和激光清洗头，所述导杆与基础件活动连接，螺纹丝杆连接在基础件上，基础件的两侧通过滑动装置与激光清洗头相连接，所述滑动装置用于驱动激光清洗头垂直于中心筒轴线移动；所述旋转机构通过齿轮和轴承组件与基础件相连接，用于驱动基础件自转以使激光清洗头做圆周运动；

所述激光控制装置包括激光器和控制电路原件，所述激光器通过激光清洗头发射激光用于清洗金属筒体内壁。

2.根据权利要求1所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，所述车架顶部设置有直线导轨，所述直线导轨上通过滑块连接有线缆托架，激光清洗头的光纤和烟管设置在线缆托架内。

3.根据权利要求1所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，所述脚轮组件包括设置在车架上部的上脚轮和车架下部的下脚轮；所述上脚轮包括活动脚轮、矩形弹簧、上脚轮导杆和上脚轮连杆；所述下脚轮包括固定脚轮、脚刹、下脚轮导杆和下脚轮连杆；所述上脚轮连杆的一端与上脚轮导杆相连接，另一端与对应的丝杆组件相连接；下脚轮连杆的一端与下脚轮导杆相连接，另一端与对应的丝杆组件相连接。

4.根据权利要求3所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，所述丝杆组件为双头丝杆组件，用于调节上、下脚轮的扩缩，双头丝杆组件包括正、反梯形螺纹的丝杆、轴承及轴承座、轴向锁紧螺母。

5.根据权利要求1所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，直线驱动机构包括所述的螺纹丝杆、螺母座、轴承及安装座、大小同步带轮、胀紧套、圆弧齿同步带、减速机及安装座、电机。

6.根据权利要求1所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，所述激光清洗头包括电动模组、测距传感器、激光清洗头和吸烟管；激光清洗头通过电动滑台连接在基础件的安装板上，所述电动滑台倒装在安装板上。

7.根据权利要求1所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，所述激光控制装置设置在激光控制柜内，所述激光器位于柜子底部，激光器进出风口与柜子风口相对应；控制电路原件布置在控制板上，控制板侧立固定在柜子侧面。

8.根据权利要求1所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，所述车架内还设置有烟尘净化器。

9.根据权利要求1所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，还包括过渡筒，所述过渡筒用于承载一体式推车并将一体式推车送入金属筒体内。

10.根据权利要求9所述的一种移动式大型金属筒体内表面激光清洗系统，其特征在于，所述过渡筒的上表面为弧形结构，所述过渡筒设置有插取装置。

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