凝汽器在线超声波清洗系统的制作方法

1.本发明涉及凝汽器清洗技术领域，具体涉及凝汽器在线超声波清洗系统。


背景技术：

2.凝汽器是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器，又称复水器。凝汽器主要用于汽轮机动力装置中，分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。
3.水冷表面式凝汽器主要由壳体、管束、热井、水室等部分组成。汽轮机的排汽通过喉部进入壳体，在冷却管束上冷凝成水并汇集于热井，由凝结水泵抽出。冷却水从进口水室进入冷却管束并从出口水室排出。为保证蒸汽凝结时在凝汽器内维持高度真空和良好的传热效果，还配有抽气设备，它不断将漏入凝汽器中的空气和其他不凝结气体抽出。抽气设备主要有射水抽气器、射汽抽气器、机械真空泵和联合真空泵等。在长时间的使用过程中，凝汽器的冷却管束内容易积聚大量的杂质，不仅影响水流大小以及换热效率，还容易造成堵塞。因此需要周期性的对凝汽器的冷却管束进行清理，将其中的杂质进行去除。现有技术一般采用高压水冲洗的方式将冷却管束中的杂质排除，但高压水只能将部分附着能力弱的杂质去除，附着能力强的杂质则难以去除，在冲洗的过程中杂质被冲到内径狭窄之处还可能造成二次堵塞，极为不便；同时采用高压水冲洗一般需要大流量的水流过，需要消耗大量的资源。
4.因此，现有的凝汽器清洗方式存在不足，清洗效果不佳且消耗资源大为亟待改进的方面。需要通过优化改进以减少清洗消耗的资源，并提高清洗的效果，故需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。


技术实现要素：

5.为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本发明提供了凝汽器在线超声波清洗系统，通过机器人自动定位至待清洗的位置，利用超声波的特性，采用超声引线将超声波导入待清洗的管路内，对管路内部进行清洗，实现高效、彻底的清洁，且能够减少能源和资源的消耗。
6.为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案是：
7.凝汽器在线超声波清洗系统，包括设置于凝汽器循环水室内可进行x-y方向移位的定位机器人，定位机器人上携带有超声清洁组件，所述的超声清洁组件包括引导头，引导头的前端设置超声振子，超声振子内部设置有用于将超声传导至冷却管束内部的超声引线，引导头的后端通过连接件与定位机器人固定连接；还包括控制系统，控制系统包括远端操控站，远端操控站通过供电总线和控制总线与定位机器人连接，且远端操控站与超声振子控制连接。
8.上述公开的清洗系统，能够通过远端的控制系统发出控制指令进行启停，从而对凝汽器进行清洗或停止清洗。其定位机器人主要起到x-y方向位移和定位的作用，可将超声振子和超声引线移动至需要进行清洗的位置，将超声引线伸入到管中并使管中的水在超声
波的作用下破碎成细小水珠或雾状，对管内杂质进行清洗，可达到彻底、高效的清洗效果。
9.进一步的，在本发明中，定位机器人可通过多种方式实现x-y方向的位移，在一个平面内的移动结构并不唯一限定，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的定位机器人包括沿x方向延伸的x方向轨，以及沿x方向轨移动并沿y方向延伸的y方向轨，y方向轨上设置有定位件，定位件沿y方向轨延伸方向往复移动。采用如此方案时，x方向轨数量可设置为二并平行于冷却管束的管口所在的平面固定设置，当y方向轨在x方向轨所在平面上移动时，y方向轨的移动路径能够覆盖全部的冷却管束的管口。
10.再进一步，此处对x方向轨与y方向轨的连接结构进行优化设置，此处举出如下一种可行的选择：所述的y方向轨的两端与x方向轨滑动连接、滚动连接或啮合连接，且通过x方向驱动件使y方向轨沿x方向轨的延伸方向发生往复位移，x方向驱动件与控制系统连接并由控制系统控制启停。采用如此方案时，在x方向驱动件的作用下使y方向轨发生定向和定距位移，以便于在x-y平面内帮助机器人确定第一个位置坐标。
11.再进一步，在本发明中，x方向驱动件可采用多种驱动部件，可以从能实现直线往复位移驱动的部件中选择适宜的作为x方向驱动件，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的x方向驱动件包括x方向驱动电机，x方向驱动电机通过带传动、链传动、螺纹传动或齿轮传动结构驱动y方向轨。采用如此方案时，x方向驱动电机可采用伺服电机等能够精确控制转动角度进而精确控制运行距离的电机部件。
12.再进一步，除开上述的驱动电机方案，还可采用更多的驱动方案，此处进行优化并举出另一种选择：所述的x方向驱动件包括通过伸缩进行驱动的x方向伸缩件，x方向伸缩件的一端连接于x方向轨，另一端连接于y方向轨。采用如此方案时，可采用气压伸缩杆或液压伸缩杆作为x方向伸缩件，在控制系统的精确控制下，气压伸缩杆或液压伸缩杆能精确延伸到指定的长度，即带动y方向轨沿x方向发生指定的位移。
13.在本发明中，y方向轨与定位件的配合关系并不唯一限定，可被构造为多种可行的方案，此处进行优化并举出其中一种可行的选择：所述的定位件与y方向轨滑动连接、滚动连接或啮合连接，且通过y方向驱动件使定位件沿y方向轨的延伸方向发生往复位移；y方向驱动件与控制系统连接并由控制系统控制启停。采用如此方案时，定位件在y方向驱动件的作用下实现了精确的定向和定距位移，以在x-y平面内确定第二个位置坐标。
14.进一步的，在本发明中，y方向驱动件并不唯一限定，可在能够实现精确的直线位移的驱动件中进行选择，此处进行优化并举出如下一种可行的选择：所述的y方向驱动件包括y方向驱动电机，y方向驱动电机通过带传动、链传动、螺纹传动或齿轮传动结构驱动定位件。采用如此方案时，y方向驱动电机可采用伺服电机等能够精确控制转动角度的部件，进而可精确控制定位件的移动距离。
15.再进一步，本发明中的y方向驱动件还可采用更多可行的驱动方案，此处进行优化设置并举出其中一种可行的选择：所述的y方向驱动件包括通过伸缩进行驱动的y方向伸缩件，y方向伸缩件的一端连接于y方向轨，另一端连接于定位件。采用如此方案时，可采用气压伸缩杆或液压伸缩杆作为y方向伸缩件，在控制系统的精确控制下，气压伸缩杆或液压伸缩杆能精确延伸到指定的长度，即带动定位件沿y方向发生指定的位移。
16.进一步的，本发明中，超声引线用于引导传递超声比波，其设置结构并不唯一确定，可从多种传递连接方案中进行选择：此处举出一种可行的选择：所述的超声引线的一端
插入超声振子内，另一端向外延伸并用于伸入冷却管束内。采用如此方案时，超声引线可采用电流导线，高频电流穿过超声振子以产生超声波，并继续沿超声引线的延伸方向传递。
17.进一步的，在本发明中，在将引导头进行连接固定时，可采用多种能实现连接固定的方案，并不唯一限定，此处进行优化设置并举出其中一种可行的选择：所述的引导头的后端与连接件通过紧固件连接，且紧固件上设置弹性件进行抵紧。采用如此方案时，弹性件一般为长条状，一端抵紧引导头，另一端抵紧连接件，这样设置的意义是避免连接发生松动或晃动。
18.与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
19.本发明所公开的方案采用定位机器人将超声振子引导至冷却管束的对应位置，使超声振子发出的超声波在超声引线的作用下进入到冷却管内，超声波的能量使冷却管内的水破碎并撞击管壁，且超声波同时也将管内的部分杂质破碎或从管壁上脱落，随同冷却管内的水排出。如此不仅提高了清洗的效果和效率，还大大减小了清洗所消耗的资源。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
21.图1为超声波清洗系统的组成示意图。
22.图2为超声波清洁组件的组成结构示意图。
23.上述附图中，各个标号的含义为：1、超声振子；2、引导头；3、紧固件；4、弹性件；5、连接件；6、超声引线。
具体实施方式
24.下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
25.在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
26.实施例1
27.针对现有技术中采用高压水清洗凝汽器冷却管束存在的清洗不彻底、效率低下、水资源消耗量大的情况，本实施例进行优化以解决现有技术中存在的问题。
28.具体的，本实施例提供一种凝汽器在线超声波清洗系统，包括设置于凝汽器循环水室内可进行x-y方向移位的定位机器人，定位机器人上携带有超声清洁组件，所述的超声清洁组件包括引导头2，引导头2的前端设置超声振子1，超声振子1内部设置有用于将超声传导至冷却管束内部的超声引线6，引导头2的后端通过连接件5与定位机器人固定连接；还包括控制系统，控制系统包括远端操控站，远端操控站通过供电总线和控制总线与定位机器人连接，且远端操控站与超声振子1控制连接。
29.上述公开的清洗系统，能够通过远端的控制系统发出控制指令进行启停，从而对
凝汽器进行清洗或停止清洗。其定位机器人主要起到x-y方向位移和定位的作用，可将超声振子1和超声引线6移动至需要进行清洗的位置，将超声引线6伸入到管中并使管中的水在超声波的作用下破碎成细小水珠或雾状，对管内杂质进行清洗，可达到彻底、高效的清洗效果。
30.在本实施例中，定位机器人可通过多种方式实现x-y方向的位移，在一个平面内的移动结构并不唯一限定，此处进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的定位机器人包括沿x方向延伸的x方向轨，以及沿x方向轨移动并沿y方向延伸的y方向轨，y方向轨上设置有定位件，定位件沿y方向轨延伸方向往复移动。采用如此方案时，x方向轨数量可设置为二并平行于冷却管束的管口所在的平面固定设置，当y方向轨在x方向轨所在平面上移动时，y方向轨的移动路径能够覆盖全部的冷却管束的管口。
31.优选的，在本实施例中，设置一个平面方框，平面方框上的一组对边上设置x方向轨。
32.此处对x方向轨与y方向轨的连接结构进行优化设置，此处采用如下一种可行的选择：所述的y方向轨的两端与x方向轨滑动连接、滚动连接或啮合连接，且通过x方向驱动件使y方向轨沿x方向轨的延伸方向发生往复位移，x方向驱动件与控制系统连接并由控制系统控制启停。采用如此方案时，在x方向驱动件的作用下使y方向轨发生定向和定距位移，以便于在x-y平面内帮助机器人确定第一个位置坐标。
33.在一种优选的方案中，y方向轨的两端与x方向轨滑动连接，如此设置时x方向轨上设置滑槽，y方向轨的两端伸入滑轨内并贴合滑槽，且沿滑轨滑动；或者x方向轨上设置滑杆，而y方向轨上设置对应的滑套，滑套与滑杆配合并沿滑杆滑动。
34.在另一种方案中，y方向轨的两端与x方向轨滚动连接，则x方向轨上设置滚动槽，y方向轨的两端设置滚轮，滚轮在滚动槽内滚动。
35.在另一种方案中，y方向轨的两端与x方向轨啮合连接，则x方向轨上设置齿条，y方向轨的两端设置齿轮并与齿条啮合，齿轮沿齿条的延伸方向转动并带动y方向轨移动。
36.以上几种可行的方案，均可作为驱动y方向轨的方案，在实际的使用过程中均能够满足精确控制移动距离的需求。
37.为了实现精确的移动距离控制，在本实施例中，x方向驱动件可采用多种驱动部件，可以从能实现直线往复位移驱动的部件中选择适宜的作为x方向驱动件，此处进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的x方向驱动件包括x方向驱动电机，x方向驱动电机通过带传动、链传动、螺纹传动或齿轮传动结构驱动y方向轨。采用如此方案时，x方向驱动电机可采用伺服电机等能够精确控制转动角度进而精确控制运行距离的电机部件。
38.优选的，x方向驱动电机采用带传动连接y方向轨时，y方向轨可与x方向轨采用滑动连接、滚动连接或啮合连接中的任一种结构；此外，x方向驱动电机采用链传动时连接y方向轨时，y方向轨可与x方向轨同样采用滑动连接、滚动连接或啮合连接中的任一种结构。具体的，可在y方向轨上设置一个用于连接传动带的咬合件或用于配合传动链的不动链轮，而在x方向轨的两端往复设置拉动传动带或传动链的结构，即可在x方向上往复拉动y方向轨。
39.在其他一些实施例中，x方向驱动电机采用螺纹传动的方式驱动y方向轨时，可沿x方向轨的延伸方向设置长条形的直螺纹杆，在y方向轨上设置与直螺纹杆配合的螺纹套，通过设置独立的驱动电机带动直螺纹杆正转或反转，即可实现y方向轨沿x方向轨正向或反向
移动。而在这种实施方案中，y方向轨与x方向轨可采用滑动连接、滚动连接或啮合连接中的任意一种结构。
40.在其他的一些实施例中，x方向驱动电机采用齿轮传动的方式驱动y方向轨，可在y方向轨上设置独立的驱动电机，电机的输出杆直连主动齿轮或通过减速器连接主动齿轮，而在x方向轨上设置对应的齿条，当驱动电机运行时，主动齿轮与齿条配合并使y方向轨沿x方向往复移动。在采用这种实施方式时，y方向轨与x方向轨之间可采用滑动连接、滚动连接或啮合连接中的任意一种结构。
41.在本实施例中，y方向轨与定位件的配合关系并不唯一限定，可被构造为多种可行的方案，此处进行优化并采用其中一种可行的选择：所述的定位件与y方向轨滑动连接、滚动连接或啮合连接，且通过y方向驱动件使定位件沿y方向轨的延伸方向发生往复位移；y方向驱动件与控制系统连接并由控制系统控制启停。采用如此方案时，定位件在y方向驱动件的作用下实现了精确的定向和定距位移，以在x-y平面内确定第二个位置坐标。
42.优选的，在本实施例中，y方向驱动件并不唯一限定，可在能够实现精确的直线位移的驱动件中进行选择，此处进行优化并采用如下一种可行的选择：所述的y方向驱动件包括y方向驱动电机，y方向驱动电机通过带传动、链传动、螺纹传动或齿轮传动结构驱动定位件。采用如此方案时，y方向驱动电机可采用伺服电机等能够精确控制转动角度的部件，进而可精确控制定位件的移动距离。
43.y方向驱动件驱动定位件在y方向轨上的往复运转方式种，带传动结构、链传动结构、螺纹传动结构和齿轮传动结构均与前文中所描述的x方向驱动件驱动y方向轨的结构相同，此处就不再赘述。
44.本实施例中，超声引线6用于引导传递超声比波，其设置结构并不唯一确定，可从多种传递连接方案中进行选择，此处采用一种可行的选择：所述的超声引线6的一端插入超声振子1内，另一端向外延伸并用于伸入冷却管束内。采用如此方案时，超声引线6可采用电流导线，高频电流穿过超声振子1以产生超声波，并继续沿超声引线6的延伸方向传递。
45.在本实施例中，在将引导头2进行连接固定时，可采用多种能实现连接固定的方案，并不唯一限定，此处进行优化设置并采用其中一种可行的选择：所述的引导头2的后端与连接件5通过紧固件3连接，且紧固件3上设置弹性件4进行抵紧。采用如此方案时，弹性件4一般为长条状，一端抵紧引导头2，另一端抵紧连接件5，这样设置的意义是避免连接发生松动或晃动。
46.优选的，本实施例中，所述的弹性件4为圆柱形弹簧，所述的紧固件3为螺栓螺母结构，所述的引导头2和连接件5均为金属件，且引导头2和连接件5中均设置有共超声引线6穿过的线孔。
47.优选的，在本实施例中，所述的引导头2上设置有球面凸头，连接件5上对应设置有球面凹槽，当引导件与连接件5配合时，球面凸头卡入球面凹槽内并紧密贴合。
48.实施例2
49.本实施例公开了一种凝汽器在线超声波清洗系统，在实施例1公开的内容之上进行优化，对x方向驱动件的方案进行改进，具体如下：
50.除开上述实施例1中的驱动电机方案，还可采用更多的驱动方案，本实施例进行优化并采用另一种选择：所述的x方向驱动件包括通过伸缩进行驱动的x方向伸缩件，x方向伸
缩件的一端连接于x方向轨，另一端连接于y方向轨。采用如此方案时，可采用气压伸缩杆或液压伸缩杆作为x方向伸缩件，在控制系统的精确控制下，气压伸缩杆或液压伸缩杆能精确延伸到指定的长度，即带动y方向轨沿x方向发生指定的位移。
51.采用本实施例中的方案时，气压伸缩杆或液压伸缩杆对应配备有气源、气泵或液压油缸和油泵。
52.实施例3
53.本实施例公开了一种凝汽器在线超声波清洗系统，在实施例1公开的内容之上进行优化，对y方向驱动件的方案进行改进，具体如下：
54.本实施例中的y方向驱动件还可采用更多可行的驱动方案，此处进行优化设置并采用其中一种可行的选择：所述的y方向驱动件包括通过伸缩进行驱动的y方向伸缩件，y方向伸缩件的一端连接于y方向轨，另一端连接于定位件。采用如此方案时，可采用气压伸缩杆或液压伸缩杆作为y方向伸缩件，在控制系统的精确控制下，气压伸缩杆或液压伸缩杆能精确延伸到指定的长度，即带动定位件沿y方向发生指定的位移。
55.采用本实施例中的方案时，气压伸缩杆或液压伸缩杆对应配备有气源、气泵或液压油缸和油泵。
56.以上即为本实施例列举的实施方式，但本实施例不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本实施例的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本实施例的保护范围的限制，本实施例的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。