一种旋转式水下清洁刷的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种旋转式水下清洁刷机构，包括驱动装置、清洁刷盘体、刷毛等，其中在清洁刷盘体上开有若干斜向贯穿的排水孔槽。工作时，驱动装置带动盘体高速旋转，刷毛实现清刷工作，此时由于排水孔槽的存在，刷盘产生切水作用，将含有清刷废屑的污水从刷毛侧排向非刷毛侧，防止清刷废屑堵塞工作面，同时将非刷毛侧的干净水质灌入刷毛侧对刷毛进行清洁。同时，在清洁刷盘体外圈安有阻水装置，当盘体上所有排水孔槽斜向角度一致时，结合阻水装置，将产生推水力以及负压力，可将刷体压向待清刷表面，提高正压力。本发明不仅解决了清刷废屑无法排出的问题，同时使清洁刷本身具有正压力，提高了清刷效果和工作效率。
【专利说明】一种旋转式水下清洁刷
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种清洁刷装置，特别是一种用于水下清刷作业的旋转清洁刷。
【背景技术】
[0002]海洋设备外表面长时间呆在海水中，使得表面附着了大量的海洋浮游生物，特别以的藤壶、海藻等难以清除的微生物居多。如果大型船舶表面附着大量海洋污损物，不仅增加了船体的重量，而且堆积到一定厚度将破坏船壳的流线型，增加了船壳与海水的摩擦阻力，最后导致的直接后果就是船舶航速减慢，燃料消耗增加。一艘大型海洋轮船如果长期行驶在海洋中，从船坞出来6个月以后航速就会大大减慢，并且呈指数式下降趋势。如果大型海上设备，如海上钻井平台、海洋作业平台等，一直在海水中，受到海洋生物的附着，贝壳类附着物为提高附着能力，会逐渐破坏防锈涂层，甚至腐蚀钢板层，从而产生大量的锈迹、锈斑，甚至破损，造成设备加速损坏，缩短设备的使用时间，增加工作成本。出于保证工作时间和减少工作成本的需要，因此需要定期对海洋设备进行清理，以除去表面的海洋附着物，以及锈迹锈斑。
[0003]现在的清理方式主要是分事前预防和事后处理两种，事前预防主要是在设备的表面进行涂刷防污涂料，进行预防，可以增加设备的使用时间。但是这些防污涂料一般含有有毒成分，通过缓慢释放毒素来防止海洋生物的附着生长，会对海洋环境造成损害，且随着时间的流逝，毒素释放完毕后，其保护即失效。事后处理主要是工人利用清刷设备进行清洗，比如在船坞内进行人工清刷作业或者用高压水冲洗，以及利用潜水员持设备进行水下作业。这种清理需要浪费大量的人力、物力和财力，清刷效率比较低；而潜水员在水下进行施工作业，则危险性大，对操作人员要求高。
[0004]目前，海洋设备清理领域的趋势是，采用自动化、半自动化清刷设备，直接下放到水中,对设备污损表面进行清刷作业。这种方法,作业成本低,效率高。自动化、半自动化清刷设备在水下作业的关键工具为清洁刷装置，目前也有一些水下清刷装置，比如申请号为201310008264.7的一种藤壶清除装置，以及申请号为201310263104.7的水下船体清洗刷，公开了用于水下清刷的作业装置，但是由于没有排污结构，导致清刷下来的污垢在清刷盘面堆积影响了清刷效果。上述两种装置在作业时需要外界施加一定的正压力，以实现贴紧待处理表面；同时设备本身因采用旋转运动，会产生一定的离心力，使设备具有原理待处理表面的趋势力。
【发明内容】
[0005]为了克服上述不足，本发明提供了 一种旋转式水下清洁刷装置。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案是:一种旋转式清洁刷，该清洁刷的主要由驱动装置、清洁刷盘体、刷毛组成。其中驱动装置提供旋转运动，由于本发明所涉及的清洁刷主要用于水下作业，故驱动装置需具有较好的水密性，一般采用液压马达，或水密电机。驱动装置的输出轴端连接有清洁刷盘体，盘体的作业面一侧安装有刷毛，通过刷毛随着盘体的旋转运动，实现对水下待处理表面的清刷作业。清洁刷盘体上开有若干排水孔槽，排水孔槽沿清洁刷盘体的旋转轴线放射性分布。排水孔槽贯通整个清洁刷盘体，且排水孔槽的几何轴线相对于盘面具有一定的倾斜度，排水孔槽的几何轴线与清洁刷盘体的旋转轴线形成圆柱相切。
[0007]当清洁刷工作时，驱动装置带动清洁刷盘体沿一个旋向高速旋转，此时，几何轴线与刷毛侧旋向平面夹角为钝角的排水孔槽，其即会在刷毛侧产生切水作用，从而带动刷毛侧的含有清刷下来的废屑的污水经过该排水孔槽排向另一侧；而几何轴线与刷毛侧旋向平面夹角为锐角的排水孔槽，其即会在非刷毛侧产生切水作用，将非刷毛侧的水经过该排水孔槽带入到刷毛侧。
[0008]在清洁刷旋转作业时，刷毛因刷除污物需要施加作用力，此时被清除物将对刷毛产生反作用力。为克服上述反作用力，一般清洁刷盘体上的所有排水孔槽的倾斜方向宜保持一致，且几何轴线与刷毛侧旋向平面夹角为钝角，这样在工作时，可以将刷毛侧的水排向外侧，从而产生一定的推力，将清洁刷推向待清刷表面。
[0009]为了获得更大的正压力，可在清洁刷盘体外圈安装阻水装置，阻水装置在刷毛侧超出盘面，工作时，接近甚至直接贴合在待清刷表面上，从而使刷丝作业空间与外侧水环境进行分隔，旋转作业时排水孔槽进行排水，当额定排水量大于通过阻水装置与待清刷表面间隙流入的进水量时，则使作业空间内压力小于外侧水压，产生一定的压力差，由于清洁刷盘面截面积较大，此时将会在盘面上产生一定的负压吸附力，将盘面压向待清刷表面，故提高了正压力。
[0010]上述阻水装置可以由耐磨橡胶、尼龙等韧性材料制成，直接紧固安装在清洁刷盘体的外圈上，工作时随着盘体一起进行旋转运动。此时，该阻水装置亦起到了刷毛的作用，作业时由于处于最外侧，可将大块附着物先打落，并甩到左右区外；而剩下的柔性附着物则由内侧的刷毛进行清除。
[0011]上述阻水装置，还可以由金属、陶瓷等刚性材料制成，卡套在清洁刷盘的外圈上，工作时不随着盘体产生同步的旋转运动。此时，该阻水装置可起到铲刀的作用，作业时由于处于最外侧，可将较为坚固的附着物直接铲脱、破碎，而剩下的附着物则由内侧的刷毛进行清除。
[0012]作业时，可根据具体的作业要求，合理选用由韧性材料或者刚性材料制成的阻水装置。同时，阻水装置的阻水结构亦可根据作业的要求，制成连续的圆环形结构，或是栅格形结构。
[0013]本发明提供了一种可在清刷作业的同时，将清刷碎屑自动排出工作面的旋转式水下清洁刷，同时结合阻水装置还能额外的使清洁刷自身具有正压力。本发明结构紧凑，同时使用效果突出而明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例一中清洁刷的整体结构示意图；
图2是本发明实施例一中清洁刷的结构示意图；
图3是本发明实施例一中清洁刷盘上排水孔槽的剖视图；
图4是本发明实施例二中清洁刷的结构示意图；图5是本发明实施例三中清洁刷的零部件爆炸图；
图6是本发明实施例三中清洁刷的工作原理图；
图7是本发明实施例四的清洁刷盘局部剖切示意图；
本发明一种旋转式水下清洁刷的附图中附图标记说明如下:1 一驱动装置；2—清洁刷盘体；3—刷毛；4一排水孔；5—排水槽；6—联轴器；7—联轴器紧固件；8—刷盘紧固件；9一裙边紧固件；10—裙边；11一固定结构；12—阻水结构；13—工作区域；14一进水缝；15一环槽；16—卡槽；17—卡扣。
【具体实施方式】
[0015]下面结合图1-7对本发明的【具体实施方式】进行阐述。
[0016]如图1所示，即为本发明所述的一种旋转式水下清洁刷实施例一的结构示意图，其主要由驱动装置1，清洁刷盘体2，刷毛3，排水孔4，排水槽5构成。驱动装置I为整个清洁刷的旋转运动提供驱动力，其输出端固定安装有清洁刷盘体2，清洁刷盘体2的工作面上安装有若干刷毛。本发明的特征在于，在清洁刷盘体2上开有若干排水孔4，以及排水槽5。如图2所示为，本发明实施例一中清洁盘的示意图；图3所示为，本发明实施例一中清洁刷盘上排水孔槽的剖视图。其中排水孔4、排水槽5贯穿了清洁刷盘体2，且相对于清洁刷盘体2的平面具有一定的倾斜度排水孔4的几何轴线与清洁刷盘体的旋转平面构成夹角α，而排水槽5的几何轴线与清洁刷盘体的旋转平面构成夹角β。当清洁刷绕旋转中心进行逆时针旋转时，此时夹角α为钝角，排水孔4在刷毛侧进行切水，将水从刷毛侧排向非刷毛侦h而夹角β为锐角，排水槽5在非刷毛侧进行切水，将水从非刷毛侧排向刷毛侧。当清洁刷绕旋转中心进行顺时针旋转时，此时夹角α为锐角，排水孔4在非刷毛侧进行切水，将水从非刷毛侧排向刷毛侧；而夹角β为钝角，排水槽5在刷毛侧进行切水，将水从刷毛侧排向非刷毛侧。为产生最大的切水效果，排水孔4的几何轴线及排水槽5的几何轴线应相切于由旋转轴而构成的圆柱。在清洁刷盘体2上开有若干倾斜的排水槽孔，不论是将水排向刷毛侧还是排向非刷毛侧，都有效的促进了刷毛3附近水流的流动，从而能够及时的将刷毛3工作时刷下的污垢排出，防止堆积在刷毛3之间，以及清洁刷盘体2与被清刷物之间。
[0017]如图4所示，为本发明所述的一种旋转式水下清洁刷实施例二的清洁刷结构示意图，其中清洁刷盘体2上开有等间距开有若干条排水槽5，所有排水槽5的倾斜方向一致。且当清洁刷旋转旋转工作时，排水槽5的几何轴线与清洁刷盘体的旋转平面构成夹角α为钝角，此时排水槽5在刷毛侧切水，从而将刷毛附近的水通过排水槽5排向非刷毛侧，因所有排水槽5的排水效果一致，都是将水从刷毛侧排向非刷毛侧，故此时因推水作用将对清洁刷盘体2产生一个正压力P，从而将盘体更加的靠向被清刷物体表面。
[0018]如图5所示，为本发明所述的一种旋转式水下清洁刷实施例三的清洁刷零部件爆炸图，从上到下依次为驱动装置1，联轴器6通过联轴器紧固件7固定在驱动装置I的输出轴上；联轴器6的另一端利用刷盘紧固件8将清洁刷盘体2固定住，这样刷盘将由驱动装置I通过联轴器6带动旋转；清洁刷盘体2的外圈等间距布置有贯通的斜孔，即排水孔4，清洁刷盘体2的工作面固定有若干刷毛3 ;在清洁刷盘体2的外圈，通过裙边紧固件9固定有裙边10 ;裙边10分为2部分，上部为固定结构11，下部位阻水结构12，其中在安装后，阻水结构12的下边缘将略低于刷毛3的下边缘，这样在工作中将起到较好的密封作用。工作中由于裙边10将跟随清洁刷盘体2 —起高速旋转，为保证作业安全，此时阻水机构12 —般采用耐磨橡胶、硅胶、尼龙等韧性材料制成。
[0019]图6所示即为本发明所述的一种旋转式水下清洁刷实施例三的清洁刷工作原理，工作时刷盘由驱动装置I带动进行旋转，此时排水孔4将刷毛侧的水排向非刷毛侧。清洁刷外侧的水通过裙边10与待清刷物表面间的缝隙进入工作区域13内。由于裙边10的阻水结构12在高度上略低于刷毛3，所以裙边10将贴合在待清刷物的表面上，透过裙边10与待清刷物表面间的缝隙进入工作区域13内的水量较小，当驱动装置的转速达到一定速度时，通过排水孔4能够排出工作区域13的额定排水量大于进入工作区域13内的进水量时，将使工作区域13内的水压小于外界水压，测试即产生负压效果，通过负压效果的形成，将进一步使整个清洁刷更好的贴近待清刷物表面。
[0020]图7所示为本发明所述的一种旋转式水下清洁刷实施例四的清洁刷盘局部剖且示意图，由于实施例三中裙边10的阻水结构12与待清刷物表面紧密接触，降低了进水量实现了较好的负压力，但是如果进水量过水，则刷毛3将进行干刷，容易加速刷毛老化损坏，故经过合理计算后，可在裙边10的阻水结构12上适当的开有若干进水缝14，来保证工作区域13内含有适量的水，即可保证有足够的负压力，又确保刷毛3不会快速老化。同时，裙边10亦可通过卡套的形式，卡套在清洁刷盘体2外圈，此时，在清洁刷盘体2的最外圈，开有弧形的环槽15，在裙边10的固定结构11的内侧设置有配套的卡槽16，在固定结构11的外侧具有卡扣17，通过收紧卡扣17将卡槽16卡进环槽15内，同时保证卡槽16可沿环槽15自由旋转。工作时，驱动装置带动联轴器6以及清洁刷盘体2高速旋转，此时由于卡槽16能够在环槽15内自由旋转，故裙边10将不随着清洁刷同步旋转。此时，裙边10的阻水结构12可由金属、陶瓷等刚性材料支持，且安装后阻水结构12的最下沿略高于刷毛3的最小沿，工作时，由刷毛3接触待清刷物的表面，并正整个清洁刷支撑在待清刷物的表面上，使裙边10上阻水结构12的下沿并不直接接触待清刷物的表面。而由于阻水结构12处于整个清刷区域的最外侧，在作业时将最先接触到待清刷物，此时，由于阻水结构12由刚性材料制成，将起到铲具的作用，将大块坚固附着物铲落，而剩下的柔性贴紧待清刷物的表面的附着物则将由内部的刷毛3进行清刷去除。
[0021]除了上述公开的实施例外，本发明具有其他实施例并且能够以各种方式实施或进行，因此，应到理解本发明的应用不限于上述的描述所阐述或附图所显示的结构细节和部件布置。
【权利要求】
1.一种旋转式水下清洁刷，由驱动装置、清洁刷盘体以及刷毛构成，其特征在于，在清洁刷盘体上开有若干排水孔槽，排水孔槽斜向贯穿清洁刷盘体。
2.如权利要求1所述的一种旋转式水下清洁刷，其特征在于，所述排水孔槽的倾斜方向绕所述清洁刷盘体旋转轴的方向一致，且排水孔槽的倾斜几何轴线与刷毛侧旋向平面夹角为钝角。
3.如权利要求1所述的一种旋转式水下清洁刷，其特征在于，还包括有阻水装置，所述阻水装置在清洁刷盘体外侧。
4.如权利要求1、或3所述的一种旋转式水下清洁刷，其特征在于所述阻水装置通过紧固件固定在所述清洁刷盘体的外圈上。
5.如权利要求1、或3所述的一种旋转式水下清洁刷，其特征在于所述阻水装置卡套在所述清洁刷盘体的外圈，两者间可相对自由旋转。
【文档编号】B63B59/08GK103879526SQ201410128240
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】陈东良, 李爽, 王成华, 侯亚鹏, 王洪伟, 杨建 , 王志永 申请人:张家港同宇智能机电科技有限公司