钢铁厂大型工程用车全自动无接触式清洗装置的制作方法

【技术领域】

本发明属于钢铁厂大型车辆清洗技术领域，尤其涉及一种钢铁厂大型工程用车全自动无接触式清洗装置。

背景技术：

环境保护是指人类为解决现实的或潜在的环境问题，协调人类与环境的关系，保障经济、社会的持续发展而采用的各种行动的总称。在我国，受国家环保局政策影响，环保问题直接关系到企业的可持续发展。

尤其是炼钢企业，由于其行业的特性，有各类原燃料车辆、废钢车辆、内转车辆等，进出频繁，尤其是储存及转运原料的主要料场，火车运送到公司的储存及内转，内转物料车辆通行主干道横穿料场，车辆流动性大，物料转运主要靠汽车运输，进出汽车频繁，车轮带料，给厂区内道路带来一定的污染,会有粉尘杂物，易引起厂区内外道路路面的扬尘及污染，造成厂区内的环境治理不到位。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钢铁厂大型工程用车全自动无接触式清洗装置，以解决钢铁厂内由大型车辆引起扬尘污染的问题。

本发明采用以下技术方案：钢铁厂大型工程用车全自动无接触式清洗装置，包括安装于车辆通行通道入口端的红外感应器、铺设在车辆通行通道地面上的车辆底盘冲洗机构和车辆通行通道两侧的车辆侧壁冲洗机构；

红外感应器与plc控制器连接，plc控制器连接至供水单元，plc控制器用于接收红外感应器的感应信号，并根据感应信号发送控制信号至供水单元，以通过供水单元为车辆底盘冲洗机构和车辆通行通道提供高压水；

车辆通行通道下方通过排水沟连通至排水处理系统，排水处理系统用于对排水进行净水处理，并将处理后的清水输送至清水存储池；

底盘冲洗机构安装于靠近车辆通行通道入口处的地面上；

底盘冲洗机构包括两根平行设置的水平喷水管，每根水平喷水管均与车辆通行通道垂直设置，沿每根水平喷水管的长度方向均开设有若干喷水口，每个喷水口均朝向两根水平喷水管的中线方向。

进一步的，车辆侧壁冲洗机构包括设置在车辆通行通道侧面的若干个竖直喷水管，每个竖直喷水管由上至下均开设有多个喷水口，每个竖直喷水管上的喷水口均朝向来车方向、且朝向车辆通行通道中线方向。

进一步的，每个喷水口均为缝隙状开口。

进一步的，n个竖直喷水管连接同一供水管，其中n≤3。

进一步的，清洗装置还包括排水系统，排水系统包括车辆通行通道地面上规则布设的多个排水孔以及设置于两根水平喷水管中间的漏水槽，每个排水孔和漏水槽均连通至车辆通行通道两侧的排水沟，两个排水沟均通过第一排水口连通至排水处理系统。

进一步的，排水处理系统包括依次相邻设置的一级沉降池、二级沉降池、三级沉降池、清水缓存池和强制处理池；

一级沉降池与二级沉降池之间设置有第一溢水口，二级沉降池与三级沉降池之间设置有第二溢水口，其中，第二溢水口的高度高于第一溢水口的高度。

进一步的，一级沉降池、二级沉降池和三级沉降池底部均设置有第一搅拌排泥泵，每个第一搅拌排泥泵均通过同一排泥管道连通至强制处理池顶部；

强制处理池中部设置有过滤层，过滤层下方为漏水部，漏水部底面为斜面，斜面的低端通过第二排水口连通至清水缓存池。

进一步的，清水缓存池顶部与三级沉降池顶部相连通；

三级沉降池内设置有清水泵，清水泵通过传输管道连接至清水池。

进一步的，清水池内设置有多个供水管，每个供水管上均安装有供水泵，每个供水管分别连接竖直喷水管或水平喷水管。

本发明的有益效果是：本发明通过车辆底盘冲洗机构和车辆侧壁冲洗机构实现了对大型车辆的清洗，并且通过具体的管路布置以及喷水口的朝向增加了清洗效果，通过排水系统以及排水处理系统对排水进行处理再利用，节约了水资源，降低了整个清洗装置的运行成本。

【附图说明】

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的排水处理系统的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的喷管的连接结构示意图；

图4为本发明另一实施例的整体结构示意图。

其中：1.车辆底盘冲洗机构；2.漏水口；3.车辆侧壁冲洗机构；4.车辆通行通道；5.减速带；6.一级沉降池；7.二级沉降池；8.三级沉降池；9.清水缓存池；10.强制处理池；11.泵房；12.第一排水口；13.第一溢水口；14.第二溢水口；15.排泥管道；16.第一搅拌排泥泵；17.清水泵；18.第二排水口；19.过滤层；20.竖直喷水管；21.喷头。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开了一种钢铁厂大型工程用车全自动无接触式清洗装置，如图1所示，在本发明的一个实施例中，该清洗装置包括安装于车辆通行通道4入口端的红外感应器、铺设在车辆通行通道4地面上的车辆底盘冲洗机构1和车辆通行通道4两侧的车辆侧壁冲洗机构3。

红外感应器与plc控制器连接，plc控制器连接至供水单元，plc控制器用于接收所述红外感应器的感应信号，并根据所述感应信号发送控制信号至供水单元，供水单元接到控制信号后控制变频泵启动以为车辆底盘冲洗机构1和车辆通行通道4提供高压水。

底盘冲洗机构1用来清洗通行车辆的底盘，因为清洗装置的清洗后的车辆底盘上会带有大量的残余水，所以，将其安装于靠近车辆通行通道4入口处的地面上，可以在车辆进入清洗装置后首先进行清洗底盘，这样，清洗完车辆底盘后，在清洗车辆侧部时，车辆底盘的水会在重力的作用下滴落到车辆同行通道4上，在车辆离开清洗装置时，基本保证车辆底盘不会像地面滴水，一方面保证了路面的整洁，放置路面积水，另一方面水滴落到车辆通行通道4上，可以从其上的排水孔排入排水处理系统，增加水源的重复利用率，节约水源，降低装置的运行成本，

底盘冲洗机构1包括两根平行设置的水平喷水管，每根水平喷水管均与车辆通行通道6垂直设置，沿每根水平喷水管的长度方向均开设有若干喷水口，每个喷水口均朝向两根水平喷水管的中线方向，每个喷水口均为缝隙状开口。通过缝隙状开口可以接喷头21也可以不接喷头21，当接喷头21时，通过喷水口喷出的水散布面积较大，但是会稍微降低水压。当不使用喷头21时，虽然喷水口喷射的水的面积降低了，但是，水压较大，可以使得喷洗过的大型车辆底盘更加干净。具体是否配装喷头，可以由本领域的技术人员根据现场具体情况具体选择。

而且，在本发明中，两根水平喷水管的喷水口所朝向的方向均为同一点，即两根水平喷水管的中线上，这就使得两根水平喷水管的喷水口的喷洗部位相近，水源冲击力更大，更容易将大型车辆的底喷洗干净，效果更好。在两根水平喷水管之间设有漏水口2，可以保证两根水平喷水管所喷出的水及时进入排水系统。

车辆侧壁冲洗机构3是为了清洗大型车辆的侧面，其具体包括设置在车辆通行通道4侧面的若干个竖直喷水管20，这些竖直喷水管20在车辆通行通道4中间隔排布，相当于对大型车辆的侧面进行了分步清洗，距离车辆通行通道4入口端最近的竖直喷水管20上的喷水口先对大型车辆侧面进行第一次清洗，后面的间隔设置的每一个竖直喷水管20上的喷水口在逐次对大型车辆侧面进行第二次清洗、第三次清洗…，直至所有的竖直喷水管20上的喷水口对大型车辆清洗完毕，这样多次清洗，清洗效果最佳。

每个竖直喷水管20由上至下均开设有多个喷水口，通过不同高度的喷水口可以对大型车辆侧面的不同位置进行清洗，具体高度以及喷水口之间的距离间隔可根据所经过的大型车辆类型以及实际情况而定。

每个竖直喷水管20上的喷水口均朝向来车方向、且朝向车辆通行通道4中线方向，通过对喷水口的方向的设定，当大型车辆侧面有杂物时，通过斜向喷洗，更容易将杂物喷洗掉落，而且掉落的杂物会随着喷水口的喷水方向向来车方向掉落，最大程度的保证了杂物落点会靠近车辆通行通道4的进口方向，方便清理且避免杂物进入厂区内部。

为了保证喷水口所喷出的水的压力，每个喷水口均为缝隙状开口，缝隙状开口为竖直方向，通过该缝隙状开口喷射出的水源会在喷射的过程中扩散，进而其喷洗到的大型车辆的侧面部分会以缝隙状开口处为中心形成一个竖直向的扇形区域，多个喷水口进行结合，可以覆盖整个大型车辆的侧面部分，保证全方位无死角的喷洗。同时，为了保证每一个竖直喷水管20的压力，n个竖直喷水管20连接同一供水管，其中n≤3。一般情况下，大型车辆的车辆通行通道4长度较长，为20m左右，为了节省空间，需要尽量减少供水管道，但是，由于喷洗需要一定的水压，也不能将所有竖直喷水管20都串接到同一根供水管中，所以，在本发明的实施例中根据实际需要，将3根竖直喷水管20连接同一供水管，在保证水压的同时尽量减少供水管道。

另外，为了保证车辆侧壁冲洗机构3的冲洗效率和节约水源，在车辆通行通道4的两侧设置有挡水板，可采用防锈铝板，通过挡水板将对面的喷水口喷出的多余水源挡住，并顺着挡水板流到排水沟中，避免水源喷到车辆通行通道4外部，也可以进一步节约水源。

清洗装置还包括排水系统，车辆通行通道4下方通过排水沟连通至排水处理系统，排水系统包括车辆通行通道4地面上规则布设的多个排水孔以及设置于两根水平喷水管中间的漏水槽。通过排水孔收集竖直喷水管20喷出的水，通过漏水槽集中收集水平喷水管喷出的水，最大程度的提高水源的再利用。每个排水孔和漏水槽均连通至车辆通行通道4两侧的排水沟，两个排水沟均通过第一排水口12连通至排水处理系统。

排水处理系统用于对排水进行净水处理，并将处理后的清水输送至清水存储池，清水存储池用于为车辆底盘冲洗机构1和两侧的车辆侧壁冲洗机构3提供水源。

本系统设置plc控制系统一套，实现汽车全自动清洗装置自动控制，清洗系统的最前端设置1个红外线感应器，控制供水单元的3台7.5kw和1个1.5kw供水泵的启停。当红外线感应器启动，发出信号后，位于第一段的1个7.5kw供水泵和1个1.5kw供水泵立刻启动，运行25s后自动转入低速运行；位于第二段的1个7.5kw供水泵在接到信号7s后启动全速运行，运行26s后自动转入低速运行；位于第三段的1个7.5kw供水泵在接到信号14s后启动全速运行，运行27s后自动转入低速运行，进而实现大型车辆的清洗。

由于plc控制系统对多个供水泵进行了时间控制，所以必须保证大型工程车辆的行进速度在一定的范围内，本实施例中控制器速度在3～5km/h，并且在车辆通行通道4内加装减速带5来限制车辆的速度。

排水处理系统包括依次相邻设置的一级沉降池6、二级沉降池7、三级沉降池8、清水缓存池9和强制处理池10。一级沉降池6、二级沉降池7、三级沉降池8对排水进行逐级沉降。一级沉降池6与二级沉降池7之间设置有第一溢水口13，二级沉降池7与三级沉降池8之间设置有第二溢水口14，其中，第二溢水口14的高度高于第一溢水口13的高度。一般情况下，三级沉降池的的溢水口应该是逐渐降低的，在本发明中，第二溢水口14的高度高于第一溢水口13的高度这一非常规设置，可以增加一级沉降池6和二级沉降池7的沉降时间，使其沉降效果更好。

另外，在一级沉降池6、二级沉降池7和三级沉降池8底部均设置有第一搅拌排泥泵16，每个第一搅拌排泥泵16均通过同一排泥管道15连通至强制处理池10顶部。当长时间使用后，每个沉降池中都会有污泥产生，通过第一搅拌排泥泵16可以将每个沉降池内的污泥同一抽放到强制处理池10，对污泥内的水源进行二次回收，增加水源的利用效率。

在强制处理池10中部设置有过滤层19，过滤层为石英砂，过滤大颗粒沉淀物以及污泥。过滤层19下方为漏水部，漏水部底面为斜面，斜面的低端通过第二排水口18连通至清水缓存池9。通过过滤层19将水源回收至漏水部，再通过漏水部的第二排水口18将收集的水源排入清水缓存池9中，当其内的收集的清水较多时，通过清水泵17将清水抽到三级沉降池中。

清水缓存池9顶部与三级沉降池8顶部相连通。三级沉降池8内设置有清水泵，清水泵通过传输管道连接至清水池。清水池前面有个协管沉淀器，三级沉降池8内设置的清水泵将水传送至斜管沉淀器，水经过加药处理后进入清水池。清水池内设置有多个供水管，每个供水管上均安装有供水泵，为了方便统一管理，将所有供水泵均集中安装到泵房11中，每个供水管分别连接竖直喷水管20或水平喷水管。

如此，通过清水池、泵房11、车辆底盘冲洗机构1、车辆侧壁冲洗机构3、排水系统和排水处理系统实现了整个装置的水循环，实现了水源的循环利用，同时，冲洗完的洗车水靠重力回流至沉淀池，减少了能源消耗，且对进入厂区的每个大型车辆进行了清洗，减少了大型车辆对厂区的环境污染。

如图4所示，为本发明的另一实施例的整体结构示意图，其包括一个进车道和一个出车道，在车辆驶入方向的前端路面上设有车辆底盘清洗机构，冲洗完毕后，在车道两侧设置有车辆侧面清洗机构，在车辆驶出段地面上开设有漏水孔，以方便排水流出，排水流到沉降池沉降，最后输送至清水池，在经过泵房的加压泵输送到车道内的车辆侧面清洗机构和车辆底盘清洗机构。

本实施例为某钢厂的实验装置，可洗工程车辆的重量和外形尺寸：重量≤200吨，宽≤3米，高≤4米，长度不限，水平喷水管的喷水口的冲洗压力为4kg，竖直喷水管20的喷水口的冲洗压力为10kg。其清洗过程为：

洗车速度：以清洗一辆14米长的车辆为例可在30-40秒之内完成清洗过程。车辆自行驶过，无停留时间。当车辆以3-5km/h慢速驶入洗车通道，经过通道口的红外感应器时，位于第一组的侧壁冲洗装置和底盘冲洗装置立刻启动，运行25s后自动转入低速运行；位于第二组和第三组的侧壁冲洗装置在接到红外信号8s后自动启动，运行30s后均自动转入低速运行；在冬季则保持以上控制系统；若在0℃以上天气，则低速运行2分钟后自动停止运行。

三级梯形沉降池中的搅拌泥砂泵设置定时自动启动，运行一段时间后自动停止，三个沉降池中的搅拌排泥泵按照一级至三级沉降池的顺序依次运行。

本发明可以对进出厂区区域的车辆浮尘进行清洗，并对现场物料回收，大大减少工作场所扬尘问题，也节省了劳动力，对企业环保达标及广大员工的身心健康起到了重大改善，对于减少物料抛洒，回收物料起到了重要作用。如1小时某厂区内需要进出40大型车辆，每天进出约1000辆车，会造成2kg矿料粉尘，每天两班倒，安排2人轮流打扫，并且，保守共计节约物料：0.002*580元/t*10次*1000辆*360天＝417.6万元/年，即从物料节约来看，该厂区每年节约物料约为418万元，为该厂区提高了经济效益。