一种多功能自行攀爬式烟囱清理装置的制作方法

本发明属于烟囱清理技术领域，涉及烟囱清理装置，具体涉及一种多功能自行攀爬式烟囱清理装置。

背景技术：

在实际生产过程中，烟囱在很多金属冶炼厂、发电厂等企业中是必不可少的用于排放废气的装置，主要用于排放生产过程中产生的废气，烟囱按外形可以分为腰鼓形、圆锥形和圆柱形三种类型，其中圆锥形和腰鼓形烟囱比较常见。而且烟囱的材质也有很多，其中钢筋混凝土、钢铁材料是比较常见的烟囱类型。

在冶炼厂、发电厂的实际生产过程，废气在通过各类烟囱内壁后，对烟囱内部有两方面的影响，一是会将许多尘土、固体颗粒等废弃物残留在烟囱内部，从而影响烟囱的工作效率。二是会腐蚀烟囱内部结构，因为废气中常含有许多强酸强碱性物质，这些物质都会严重腐蚀烟囱的内部结构，从而影响烟囱的工作效率。所以及时清理各类烟囱内部留下的“灰尘污垢”，可以有效提高生产效率，避免烟囱的损坏。实际生产过程中，各类烟囱内部的清理工作主要是人工进行清理，而人工清理时必须考虑两个方面：一方面是必须要先停止排气工作从而使烟囱内部温度降低到合适温度才能进行人工的清理工作；另一方面，人工进行清理时，工人必须穿戴工作服、防毒面具，并且还要携带沉重的除尘工具进入到烟囱内部进行清理工作。工人在清理过程中，工作条件非常恶劣，残留的废气及残留物会严重危害工人的身体健康，而且考虑人为因素的影响，清理效果并不能达到实际工作的要求。目前各类烟囱内部清理的机构，主要采用爬行的方式，清理工作主要是靠刷子对烟囱内部进行清理，清理过程繁琐，而且清理过程中会出现清理机构的滑落，以及扬尘大、效率低、对烟囱内部造成不同程度的损坏等问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种多功能自行攀爬式烟囱清理装置，克服现有烟囱清理机构清理过程繁琐，扬尘大，效率低，易对烟囱内部造成损坏以及清理过程中会出现清理机构滑落的缺陷。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种多功能自行攀爬式烟囱清理装置，包括清理机构，清理机构固定连接有攀爬机构，攀爬机构和清理机构通过电缆线连接有控制机构；

所述的清理机构包括环形的旋转轨道，旋转轨道上设有多个旋转马达，旋转马达通过电缆线连接控制机构，每个旋转马达上固定有配套连接的喷射头，喷射头通过导管连接有高压蒸汽储存罐；

所述的攀爬机构包括两个攀爬环，攀爬环套装在多个间隔分布的攀爬杆内，攀爬杆内设有竖直方向的攀爬通道，一个攀爬环固定在相连的各攀爬通道内的一个端部，另一个攀爬环通过其下端的攀爬驱动器支撑可以在攀爬通道内竖向移动，每一个攀爬杆上安装有一个攀爬驱动器；

所述的每个攀爬环的圆周方向分布有多个顶压套管，每个顶压套管沿攀爬环的径向固定，顶压套管伸向攀爬环环心的一端连通有液压机，顶压套管伸出攀爬环的一端套装有伸缩支撑杆，伸缩支撑杆的末端连接有真空吸盘，真空吸盘连接有真空泵；

所述的两个攀爬环中的一个攀爬环通过多个固定连接件固定连接旋转轨道。

本发明还具有如下区别技术特征：

所述的攀爬环通过支撑板固定连接件固定连接有支撑板，支撑板设于攀爬环的环心位置。

所述的伸缩支撑杆与顶压套管配套进行伸缩，顶压套管通过相应的液压机进行驱动，液压机安装在所述的支撑板上。

所述的攀爬杆上设有传动齿条，所述的攀爬驱动器内设有环形传动齿轮，并且与攀爬杆上的传动齿条对应配套；各攀爬驱动器位于同一水平面上。

所述的攀爬环上安装有灰垢检测器，灰垢检测器为照明装置配套视觉传感器或超声波检测器。

所述的真空吸盘内设有压力传感器。

所述的控制机构包括操作台，操作台上设有信号接收器，与信号接收器配套的信号发生器设于攀爬环上，操作台上对应设有攀爬驱动器的两个开关，一个为正向驱动开关，另一个为反向驱动开关，操作台连接有电缆输送机，操作台通过电缆线分别连接清理机构和攀爬机构。

所述的攀爬环的上攀爬环通过其下端的攀爬驱动器支撑可以在攀爬通道内竖向移动；攀爬环的下攀爬环固定在攀爬通道内部下端。

所述的上攀爬环通过多个固定连接件连接在旋转轨道的下方。

所述的攀爬杆的上端为限位端，各攀爬杆的限位端位于同一水平面上，攀爬杆的下端位于同一水平面。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

(ⅰ)本发明提供的多功能自行攀爬式烟囱清理装置，采用攀爬的方式来实现整个装置在烟囱内部的移动，并同时带动清理机构一起移动，完成清理装置对烟囱内部的清理工作。

(ⅱ)本发明在使用时，针对烟囱内部清理工作的实际情况，该自行攀爬式烟囱清理装置的清理方式采用了非接触式高压蒸汽技术，该技术与以往的清理方式相比，具有能够完成所有区域的清理工作，清理效果明显，操作简单方便，应用环境多样化以及保护原有设备不受损坏的优点。

(ⅲ)本发明提供的装置清理过程简单易操作，清理效率高，扬尘小，真空吸盘不会对烟囱内部造成损坏，清理过程中真空吸盘牢固吸附在烟囱内壁，不会出现清理机构滑落的情况。

(ⅳ)本发明是靠自行攀爬的方式来实现对烟囱内部整个的清理工作，而不需要工人下到烟囱内部进行清理，该装置可以在烟囱温度降低至工作温度后，进入烟囱中进行清灰作业，其安全性、可靠性及其经济实用性相比人工清理来说都比较好。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的清理机构和攀爬机构的主视图。

图3是本发明的清理机构和上攀爬环的俯视图。

图4是本发明的攀爬机构的下攀爬环的俯视图。

图5是本发明的攀爬机构的侧视剖面图。

图6是本发明的流程图。

图中各个标号的含义为：1-清理机构，2-攀爬机构，3-控制机构，4-烟囱；

(1-1)-旋转轨道，(1-2)-旋转马达，(1-3)-喷射头，(1-4)-高压蒸汽储存罐，(1-5)-导管；

(2-1)-攀爬环，(2-1-1)-上攀爬环，(2-1-2)-下攀爬环；

(2-2)-顶压套管，(2-3)-液压机，(2-4)-伸缩支撑杆；

(2-5)-真空吸盘；

(2-6)-真空泵；

(2-7)-攀爬杆，(2-7-1)-攀爬通道，(2-7-2)-限位端，(2-7-3)-传动齿条；

(2-8)-攀爬驱动器，(2-8-1)-传动齿轮；

(2-9)-固定连接件，(2-10)-灰垢检测器；

(2-11)-支撑板，(2-11-1)-上支撑板，(2-11-2)-下支撑板；

(2-12)-支撑板固定连接件，(2-12-1)-上支撑板固定连接件，(2-12-2)-下支撑板固定连接件；

(3-1)-电缆线，(3-2)-操作台，(3-3)-信号接收器，(3-4)-信号发生器，(3-5)-电缆输送机。

以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

本发明的多功能自行攀爬式烟囱清理装置，包括清理机构1，清理机构1固定连接有攀爬机构2，攀爬机构2和清理机构1通过电缆线3-1连接有控制机构3。清理机构1包括环形的旋转轨道1-1，旋转轨道1-1上设有多个旋转马达1-2，旋转马达1-2通过电缆线3-1连接控制机构3，每个旋转马达1-2上固定有配套连接的喷射头1-3，喷射头1-3通过导管1-5连接有高压蒸汽储存罐1-4，它的工作原理是将水蒸气加压，从一端口高速喷出，这些高压高速的水蒸气和烟囱壁发生碰撞，使其表面的结焦灰垢被撞击后脱落，从而实现清灰任务。控制机构3通过控制旋转马达1-2来带动喷射头1-3的转动及转速，从而在清理烟囱内壁时，实时控制从喷射头1-3喷出的高压蒸汽。

本发明的攀爬机构2包括两个攀爬环2-1和多个间隔分布的攀爬杆2-7，在攀爬杆2-7内设置竖直方向的攀爬通道2-7-1，将一个攀爬环2-1固定在相连的攀爬通道2-7-1的一个端部，另一个攀爬环2-1套装在攀爬通道2-7-1中，并在其下端的攀爬杆2-7上安装攀爬驱动器2-8，实现攀爬驱动器2-8驱动攀爬环2-1在攀爬杆2-7上攀爬。

本发明的两个攀爬环2-1的圆周方向分别分布有多个顶压套管2-2，每个顶压套管2-2沿攀爬环2-1的径向固定，顶压套管2-2伸向攀爬环2-1环心的一端连通有液压机2-3，顶压套管2-2伸出攀爬环2-1的一端套装有伸缩支撑杆2-4，顶压套管2-2通过相应的液压机2-3进行驱动，调整伸缩支撑杆2-4的长度，伸缩支撑杆2-4伸向烟囱壁后能支撑攀爬机构2，伸缩支撑杆2-4的末端连接有真空吸盘2-5，真空吸盘2-5不用考虑烟囱材料，构造轻盈，操作便利，吸附力强，安全可靠，真空吸盘2-5连接有真空泵2-6，当支撑杆伸向烟囱壁时，打开真空泵2-6，可以将真空吸盘2-5牢固吸附在烟囱壁上，使攀爬机构2固定在烟囱的不同高度，一个攀爬环2-1通过多个固定连接件2-9固定连接旋转轨道1-1，将清理机构1和攀爬机构2固定后，攀爬机构2在攀爬过程中，带动清理机构1攀爬，从而可以清理不同高度的烟囱壁。

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

如图1至6所示，本实施例给出一种多功能自行攀爬式烟囱清理装置，包括清理机构1，清理机构1固定连接有攀爬机构2，攀爬机构2和清理机构1通过电缆线3-1连接有控制机构3。

清理机构1包括环形的旋转轨道1-1，旋转轨道1-1上设有两个旋转马达1-2，旋转马达1-2通过电缆线3-1连接控制机构3，每个旋转马达1-2上固定有配套连接的喷射头1-3，喷射头1-3通过导管1-5连接有高压蒸汽储存罐1-4。

攀爬机构2包括两个攀爬环2-1，攀爬环2-1套装在三个间隔分布的攀爬杆2-7内，攀爬杆2-7内设有竖直方向的攀爬通道2-7-1，攀爬环2-1的上攀爬环2-1-1通过其下端的攀爬驱动器2-8支撑可以在攀爬通道2-7-1内竖向移动，下攀爬环2-1-2固定在攀爬通道2-7-1内部下端，上攀爬环2-1-1通过多个固定连接件2-9连接在旋转轨道1-1的下方，攀爬杆2-7的上端为限位端2-7-2，限位端2-7-2能很好的防止上攀爬环2-1-1在攀爬过程中脱离攀爬杆2-7，各攀爬杆2-7的限位端2-7-2位于同一水平面上，攀爬杆2-7的下端位于同一水平面，确保两个攀爬环2-1始终保持水平。

上攀爬环2-1-1上水平方向固定有三个顶压套管2-2，下攀爬环2-1-2上水平方向固定有三个顶压套管2-2，顶压套管2-2伸向攀爬环2-1环心的一端连通有液压机2-3，顶压套管2-2伸出攀爬环2-1的一端套装有伸缩支撑杆2-4，伸缩支撑杆2-4的末端连接有真空吸盘2-5，真空吸盘2-5连接有真空泵2-6，真空泵2-6放置于烟囱底部，并且与控制机构3相连；上攀爬环2-1-1通过三个固定连接件2-9固定连接旋转轨道1-1。

控制机构3包括操作台3-2，操作台3-2上设有信号接收器3-3，与信号接收器3-3配套的信号发生器3-4设于下攀爬环2-1上，操作台3-2上对应设有攀爬驱动器2-8的两个开关，一个为正向驱动开关，另一个为反向驱动开关，当打开正向驱动开关时，攀爬驱动器2-8支撑上攀爬环2-1-1一起沿着攀爬杆2-7向上攀爬，当打开反向驱动开关时，攀爬驱动器2-8驱动攀爬杆2-7连同下攀爬环2-1-2向上攀爬实现攀爬机构2在清理过程中的攀爬。操作台3-2连接有电缆输送机3-5，操作台3-2通过电缆线3-1分别连接清理机构1和攀爬机构2。上攀爬环2-1-1上安装有灰垢检测器2-10，灰垢检测器2-10为照明装置配套视觉传感器或超声波检测器，利用视觉传感器和照明装置或超声波检测器测得烟囱4内部的灰垢分布情况，并将信息反馈到信号发生器3-4，信号发生器3-4配合信号接收器3-3，将信号反馈至操作台3-2，操作台3-2连接并控制旋转马达1-2的旋转速度，达到对烟囱清理整洁度的要求。真空吸盘2-5内设有压力传感器，压力传感器将信号传递给信号发生器3-4，信号发生器3-4配合信号接收器3-3，将信号反馈至操作台3-2，保证高压蒸汽对烟囱4进行清理时，真空吸盘2-5牢固固定在烟囱4的内壁上，防止清理过程中，清理装置悬空浮动。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，攀爬环2-1通过支撑板固定连接件2-12固定连接有支撑板2-11，支撑板2-11设于攀爬环2-1的环心位置，其中，上攀爬环2-1-1通过上支撑板固定连接件2-12-1固定连接有上支撑板2-11-1，下攀爬环2-1-2通过下支撑板固定连接件2-12-2固定连接有下支撑板2-11-2，上支撑板2-11-1用来安装放置高压蒸汽储存罐1-4和液压机2-3，下支撑板2-11-2用来安装放置另一个液压机2-3。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上，在攀爬杆2-7上设置传动齿条2-7-3，攀爬驱动器2-8内设有环形传动齿轮2-8-1，并且与攀爬杆2-7上的传动齿条2-7-3对应配套，传动齿轮2-8-1有相应的伺服电机进行驱动，攀爬驱动器2-8通过电缆线3-1连接操作台3-2，驱动攀爬机构2进行攀爬，各攀爬驱动器2-8位于同一水平面上，确保支撑上攀爬环2-1-1始终保持水平。

本发明进行烟囱清理工作时，具体步骤如下：

步骤一：通过操作台3-2控制清理装置的液压机2-3和真空泵2-6，使上攀爬环2-1-1和下攀爬环2-1-2上的伸缩支撑杆2-4和真空吸盘2-5配合工作，将整个装置支撑固定在烟囱4的内壁上；

步骤二：通过操作台3-2打开旋转马达1-2，使其带动喷射头1-3在旋转轨道1-1上旋转，同时打开高压蒸汽储存罐1-4，喷射头1-3向烟囱内壁喷射高压蒸汽；

步骤三：灰垢检测器2-10检测烟囱内部的灰垢分布情况，并将信息反馈到操作台3-2，操作台3-2实时控制旋转马达1-2的旋转速度，使对应烟囱区域清理干净；

步骤四：下攀爬环2-1-2支撑固定，上攀爬环2-1-1攀爬。打开上攀爬环2-1-1的真空泵2-6，使上攀爬环2-1-1的真空吸盘2-5停止吸附，调节液压机2-3，根据烟囱截面的变化调整伸缩支撑杆2-4的长度，操作台3-2打开攀爬驱动器2-8的正向驱动开关，各攀爬驱动器2-8的环形传动齿轮2-8-1沿攀爬杆2-7的传动齿条2-7-3向上攀爬，支撑带动上攀爬环2-1-1沿攀爬通道2-7-1向上移动，同时带动清理机构1向上移动，到达一定位置后，调节液压机2-3，调整伸缩支撑杆2-4的长度，打开上攀爬环2-1-1的真空泵2-6，使上攀爬环2-1-1的真空吸盘2-5吸附在烟囱内壁，重复步骤二和步骤三的清理步骤，使对应烟囱区域清理干净；

步骤五：上攀爬环2-1-1支撑固定，下攀爬环2-1-2攀爬。打开下攀爬环2-1-2的真空泵2-6，使下攀爬环2-1-2的真空吸盘2-5停止吸附，调节液压机2-3，根据烟囱截面的变化调整伸缩支撑杆2-4的长度，操作台3-2打开攀爬驱动器2-8的反向驱动开关，攀爬杆2-7的传动齿条2-7-3通过各攀爬驱动器2-8的环形传动齿轮2-8-1向上攀爬，攀爬杆2-7支撑带动下攀爬环2-1-2一起向上移动，到达一定位置后，调节液压机2-3，调整伸缩支撑杆2-4的长度，打开下攀爬环2-1-2的真空泵2-6，使下攀爬环2-1-2的真空吸盘2-5吸附在烟囱内壁，重复步骤二和步骤三的清理步骤，完成相应区域的清理工作；

步骤六：在烟囱4的底部设置有大功率集尘器将清洗下来的灰垢从烟囱底部吸除清理，最终实现对整个烟囱内部的清理工作。