CN216515970U - 一种用于水射流机器人的自动连续排污装置 - Google Patents

Abstract

一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，包括负压容器，负压容器的内腔通过隔板分隔为上腔和下腔，隔板上设有上排污口，底板上设有下排污口，上排污口安装有上重锤阀，下排污口安装有下重锤阀，上腔和下腔通过通气管相连通，通气管上安装有电磁阀，负压容器的上半部连接有吸污管和抽风管，吸污管的两端分别与上腔和水射流机器人的吸盘连通，抽风管的两端分别与上腔和抽风机连通。本实用新型能够在吸盘和抽风机正常工作的情况下，使上重锤阀和下重锤阀开启进行排污，而排污完成后上重锤阀和下重锤阀会由于负压而自动关闭，能够在储存污物和清空污物两种状态之间自动连续切换，使水射流机器人能够长时间连续工作，操作简便，自动化程度较高。

Description

一种用于水射流机器人的自动连续排污装置

技术领域

本实用新型涉及水射流机器人领域，尤其涉及一种用于水射流机器人的自动连续排污装置。

背景技术

水射流是由喷嘴流出形成的不同形状的高速水流束，当射流到达靶件时，射流以其速度形成的能量转变成冲击压力作用在欲工作的表面上，喷出的射流打击在靶件表面上就称为射流作业。高压水射流机器人广泛应用于船舶除锈、工业清洗和混凝土破碎等领域，通常由水射流机器人和高压泵系统组成，水射流机器人能够在船舶表面等工作平台上行走和攀爬，并与高压泵系统通过管路连接，使高压水射流能够在机器人的运动过程中持续喷出，从而对船舶表面等人工难以实现操作的位置进行水射流作业。

在水射流机器人的工作过程中，持续喷出的高压水和被清洗下的污物都需要及时处理，现有技术中通常采用真空排污系统对污物进行清理，具体为在水射流机器人上安装一个吸盘，通过抽风机的抽风作用，使吸盘内产生负压，将高压水和污物从水射流机器人的位置持续吸走。这种方式最大的问题就是，被吸盘吸走的污物也需要先进行储存，再集中处理，而储存污物的容器的容量必然是有限的，当储存污物的容器快要装满，需要打开储存污物的容器进行清空时，吸盘和抽风机也必须停止工作，即现有技术中无法在吸盘正常工作状态下对储存污物的容器进行清空，而吸盘和抽风机停止工作时，水射流机器人也需要停机，否则高压水和污物就会立刻堆积污染。因此，现有的水射流机器人由于真空排污系统难以连续工作的原因，导致水射流机器人也难以长时间连续工作，并且现有技术采用的真空排污系统完全通过人工控制，需要操作者对储存污物的容器持续进行监测，并在储存污物的容器快要装满时停机进行清空，操作繁琐不便，耗费人力。

实用新型内容

为解决现有的水射流机器人的真空排污系统难以长时间连续工作，操作繁琐不便，耗费人力的问题，本实用新型提供了一种用于水射流机器人的自动连续排污装置。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，包括负压容器，负压容器内安装有隔板，使负压容器的内腔分隔为上腔和下腔，隔板的上侧表面和负压容器的底板的上侧表面均为圆锥面，隔板的圆锥面和底板的圆锥面均为大端朝上小端朝下，隔板上设有上排污口，底板上设有下排污口，上排污口和下排污口分别位于隔板的圆锥面的小端和底板的圆锥面的小端，上排污口安装有上重锤阀，下排污口安装有下重锤阀，负压容器的外侧安装有一根通气管，通气管的两端分别与上腔和下腔连通，通气管上安装有电磁阀，负压容器上还设有能够监测上重锤阀和下重锤阀的开闭状态、并能够控制电磁阀开闭的控制器，负压容器的上半部连接有吸污管和抽风管，吸污管的两端分别与上腔和水射流机器人的吸盘连通，抽风管的两端分别与上腔和抽风机连通；

当电磁阀开启且上排污口和下排污口的排污完成时，抽风机能够使上腔和下腔内产生平衡负压，平衡负压的压力值满足能够使上重锤阀和下重锤阀关闭；当电磁阀、上重锤阀和下重锤阀均关闭时，抽风机能够使上腔内的压力从平衡负压降低至吸污负压，吸污负压的压力值满足能够使吸盘将污物吸附至上腔内，并使上重锤阀能够承接上腔内污物的重量而保持关闭。

优选的，所述负压容器为一个竖直设置的筒体或罐体。

优选的，所述上排污口和下排污口的沿竖直方向同轴对齐。

优选的，所述吸污管与负压容器的上部侧壁连接，抽风管与负压容器的顶板连接。

优选的，负压容器的侧壁上安装有两个压力表，两个压力表能够分别检测上腔和下腔内的压力。

优选的，该装置还包括渣框和污水箱，渣框安装在污水箱上方，渣框的顶部开口位于下排污口的下方，渣框内安装有筛网。

优选的，所述渣框通过滑轨可拆卸安装在污水箱上。

工作原理：在水射流机器人开始工作前，先将电磁阀开启，上腔和下腔通过通气管相连通，然后抽风机抽出负压容器内的空气，就能通过抽风机使上腔和下腔内产生平衡负压，上重锤阀和下重锤阀就会由于压差的作用而自动关闭。

控制器检测到上重锤阀和下重锤阀关闭后，就会使电磁阀关闭，并在控制器内设定一个时间值，在预定时间后控制器使电磁阀开启，这段时间内抽风机会继续抽风，上腔内的压力会从平衡负压进一步降低至吸污负压，吸盘就能将污物吸附至上腔内，由于上排污口位于隔板的圆锥面的小端，所以上腔内污物的重量会加在上重锤阀上，但此时吸污负压低于平衡负压，所以作用在上重锤阀的压差会大于作用在下重锤阀的压差，使得上重锤阀能够承接污物的重量而保持关闭，污物则不断被吸盘吸附到上腔内。

预定时间结束后，控制器使电磁阀开启，上腔和下腔就会变为连通，此时上腔内存在相对较低的吸污负压，下腔内存在相对较高的平衡负压，上腔和下腔瞬间连通后，上腔内的压力必然会升高，所以作用在上重锤阀的压差会瞬间减小，上重锤阀就无法继续承接污物的重量而开启，污物就会掉落到负压容器的底板上，由于下排污口位于底板的圆锥面的小端，所以掉落至下腔内污物的重量会加在下重锤阀上，而下腔内原本为平衡负压，所以此时作用在下重锤阀上的压差相对较小，下重锤阀就无法承接污物的重量而会与上重锤阀几乎同一时间先后开启，污物就会从负压容器内排出。

随着污物的持续排出，隔板以及底板上的污物的重量都会持续减小，而在污物的排出过程中，抽风机依然在抽风，所以吸盘在继续吸取污物，并且负压容器内依然能够产生平衡负压，平衡负压能够使上重锤阀和下重锤阀克服自重而关闭，但无法使上重锤阀和下重锤阀承接大量污物的重量，因此当隔板以及底板上的污物的重量减小到一定程度后，作用在上重锤阀和下重锤阀的压差就能够使上重锤阀和下重锤阀重新关闭，清空污物的过程结束，而控制器监测到上重锤阀和下重锤阀关闭后，使电磁阀也重新关闭，上腔内的压力会随着抽风机的继续抽风而再次降低至吸污负压，开始下一轮预定时间内的储存污物过程，然后电磁阀再次打开，再次开始清空污物的过程，如此自动循环进行，使水射流机器人能够长时间连续工作。

根据上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的自动连续排污装置，能够在吸盘和抽风机正常工作的情况下，使上重锤阀和下重锤阀开启进行排污，而排污完成后上重锤阀和下重锤阀会由于负压而自动关闭，因此排污装置能够在储存污物和清空污物两种状态之间连续进行切换，水射流机器人的工作过程就不再受到排污装置的限制，避免了现有技术中水射流机器人需要随着吸盘和抽风机的停机排污而跟着停机的情况，使水射流机器人能够长时间连续工作。并且，本实用新型中只需要操作者预先调整好抽风机的抽风速率，再通过控制器设定好电磁阀开启的预定时间值，整个装置就能够在储存污物和清空污物的过程中自动进行连续切换，避免了现有技术中需要操作者对储存污物的容器持续进行监测的情况，操作简便，自动化程度较高。

附图说明

图1为本实用新型的示意图，图中负压容器为透视视角。

图中标记：1、吸盘，2、负压容器，3、抽风机，4、上腔，5、下腔，6、隔板，7、底板，8、上排污口，9、下排污口，10、上重锤阀，11、下重锤阀，12、通气管，13、电磁阀，14、压力表，15、渣框，16、污水箱。

具体实施方式

参见附图，具体实施方式如下：

一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，包括负压容器2，负压容器2内安装有隔板6，使负压容器2的内腔分隔为上腔4和下腔5，隔板6的上侧表面和负压容器2的底板7的上侧表面均为圆锥面，隔板6的圆锥面和底板7的圆锥面均为大端朝上小端朝下，隔板6上设有上排污口8，底板7上设有下排污口9，上排污口8和下排污口9分别位于隔板6的圆锥面的小端和底板7的圆锥面的小端，上排污口8和下排污口9的沿竖直方向同轴对齐，上排污口8安装有上重锤阀10，下排污口9安装有下重锤阀11，负压容器2的外侧安装有一根通气管12，通气管12的两端分别与上腔4和下腔5连通，通气管12上安装有电磁阀13，负压容器2上还设有能够监测上重锤阀10和下重锤阀11的开闭状态、并能够控制电磁阀13开闭的控制器，负压容器2的上半部连接有吸污管和抽风管，吸污管的两端分别与上腔4和水射流机器人的吸盘1连通，抽风管的两端分别与上腔4和抽风机3连通；具体为，吸污管与负压容器2的上部侧壁连接，抽风管与负压容器2的顶板连接。

抽风机3的抽风能力需要满足以下要求：当电磁阀13开启且上排污口8和下排污口9的排污完成时，抽风机3能够使上腔4和下腔5内产生平衡负压，平衡负压的压力值满足能够使上重锤阀10和下重锤阀11关闭；当电磁阀13、上重锤阀10和下重锤阀11均关闭时，抽风机3能够使上腔4内的压力从平衡负压降低至吸污负压，吸污负压的压力值满足能够使吸盘1将污物吸附至上腔4内，并使上重锤阀10能够承接上腔4内污物的重量而保持关闭。

本实施例中还包括渣框15和污水箱16，渣框15通过滑轨可拆卸安装在污水箱16上方，渣框15的顶部开口位于下排污口9的下方，渣框15内安装有筛网，能够对污物进行过滤，使污物固液分离。负压容器2的侧壁上还安装有两个压力表14，两个压力表14能够分别检测上腔4和下腔5内的压力。

本实施例的工作过程如下：

初始阶段：在水射流机器人开始工作前，先将电磁阀13开启，上腔4和下腔5通过通气管12相连通，然后抽风机3抽出负压容器2内的空气，就能通过抽风机3使上腔4和下腔5内产生平衡负压，上重锤阀10和下重锤阀11就会由于压差的作用而自动关闭。

储存污物阶段：控制器检测到上重锤阀10和下重锤阀11关闭后，就会使电磁阀13关闭，并在控制器内设定一个时间值，在预定时间后控制器使电磁阀13开启，这段时间内抽风机3会继续抽风，上腔4内的压力会从平衡负压进一步降低至吸污负压，吸盘1就能将污物吸附至上腔4内，由于上排污口8位于隔板6的圆锥面的小端，所以上腔4内污物的重量会加在上重锤阀10上，但此时吸污负压低于平衡负压，所以作用在上重锤阀10的压差会大于作用在下重锤阀11的压差，使得上重锤阀10能够承接污物的重量而保持关闭，污物则不断被吸盘1吸附到上腔4内。

清空污物阶段：预定时间结束后，控制器使电磁阀13开启，上腔4和下腔5就会变为连通，此时上腔4内存在相对较低的吸污负压，下腔5内存在相对较高的平衡负压，上腔4和下腔5瞬间连通后，上腔4内的压力必然会升高，所以作用在上重锤阀10的压差会瞬间减小，上重锤阀10就无法继续承接污物的重量而开启，污物就会掉落到负压容器2的底板7上，由于下排污口9位于底板7的圆锥面的小端，所以掉落至下腔5内污物的重量会加在下重锤阀11上，而下腔5内原本为平衡负压，所以此时作用在下重锤阀11上的压差相对较小，下重锤阀11就无法承接污物的重量而会与上重锤阀10几乎同一时间先后开启，污物就会从负压容器2内排出。

循环复位阶段：随着污物的持续排出，隔板6以及底板7上的污物的重量都会持续减小，而在污物的排出过程中，抽风机3依然在抽风，所以吸盘1在继续吸取污物，并且负压容器2内依然能够产生平衡负压，平衡负压能够使上重锤阀10和下重锤阀11克服自重而关闭，但无法使上重锤阀10和下重锤阀11承接大量污物的重量，因此当隔板6以及底板7上的污物的重量减小到一定程度后，作用在上重锤阀10和下重锤阀11的压差就能够使上重锤阀10和下重锤阀11重新关闭，清空污物的过程结束，而控制器监测到上重锤阀10和下重锤阀11关闭后，使电磁阀13也重新关闭，上腔4内的压力会随着抽风机3的继续抽风而再次降低至吸污负压，开始下一轮预定时间内的储存污物过程，然后电磁阀13再次打开，再次开始清空污物的过程，如此自动循环进行，使水射流机器人能够长时间连续工作。

Claims (7)

1.一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，其特征在于：包括负压容器（2），负压容器（2）内安装有隔板（6），使负压容器（2）的内腔分隔为上腔（4）和下腔（5），隔板（6）的上侧表面和负压容器（2）的底板（7）的上侧表面均为圆锥面，隔板（6）的圆锥面和底板（7）的圆锥面均为大端朝上小端朝下，隔板（6）上设有上排污口（8），底板（7）上设有下排污口（9），上排污口（8）和下排污口（9）分别位于隔板（6）的圆锥面的小端和底板（7）的圆锥面的小端，上排污口（8）安装有上重锤阀（10），下排污口（9）安装有下重锤阀（11），负压容器（2）的外侧安装有一根通气管（12），通气管（12）的两端分别与上腔（4）和下腔（5）连通，通气管（12）上安装有电磁阀（13），负压容器（2）上还设有能够监测上重锤阀（10）和下重锤阀（11）的开闭状态、并能够控制电磁阀（13）开闭的控制器，负压容器（2）的上半部连接有吸污管和抽风管，吸污管的两端分别与上腔（4）和水射流机器人的吸盘（1）连通，抽风管的两端分别与上腔（4）和抽风机（3）连通；

当电磁阀（13）开启且上排污口（8）和下排污口（9）的排污完成时，抽风机（3）能够使上腔（4）和下腔（5）内产生平衡负压，平衡负压的压力值满足能够使上重锤阀（10）和下重锤阀（11）关闭；当电磁阀（13）、上重锤阀（10）和下重锤阀（11）均关闭时，抽风机（3）能够使上腔（4）内的压力从平衡负压降低至吸污负压，吸污负压的压力值满足能够使吸盘（1）将污物吸附至上腔（4）内，并使上重锤阀（10）能够承接上腔（4）内污物的重量而保持关闭。

2.根据权利要求1所述的一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，其特征在于：所述负压容器（2）为一个竖直设置的筒体或罐体。

3.根据权利要求1所述的一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，其特征在于：所述上排污口（8）和下排污口（9）的沿竖直方向同轴对齐。

4.根据权利要求1所述的一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，其特征在于：所述吸污管与负压容器（2）的上部侧壁连接，抽风管与负压容器（2）的顶板连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，其特征在于：负压容器（2）的侧壁上安装有两个压力表（14），两个压力表（14）能够分别检测上腔（4）和下腔（5）内的压力。

6.根据权利要求1所述的一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，其特征在于：该装置还包括渣框（15）和污水箱（16），渣框（15）安装在污水箱（16）上方，渣框（15）的顶部开口位于下排污口（9）的下方，渣框（15）内安装有筛网。

7.根据权利要求6所述的一种用于水射流机器人的自动连续排污装置，其特征在于：所述渣框（15）通过滑轨可拆卸安装在污水箱（16）上。

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