本實(shí)用新型屬于儲(chǔ)油罐清洗領(lǐng)域，具體涉及一種大型儲(chǔ)油罐激光自動(dòng)清洗裝置。

背景技術(shù)：

儲(chǔ)油罐是石化企業(yè)中最常見(jiàn)的儲(chǔ)存設(shè)備，在成品油儲(chǔ)油罐長(zhǎng)時(shí)間的儲(chǔ)運(yùn)中，成品油中的少量沙粒、泥土、重金屬鹽類(lèi)等雜質(zhì)因密度差，會(huì)和水一起沉降積累在儲(chǔ)油罐底部，形成又黑又稠的膠狀物質(zhì)，即儲(chǔ)油罐底泥，加速儲(chǔ)油罐腐蝕，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起底板穿孔，造成漏油事故。此外，油品升級(jí)以及換裝不同油品時(shí)，罐內(nèi)殘存油品和新裝入油品不能相混，儲(chǔ)油罐發(fā)生滲漏或其他損壞，需要進(jìn)行檢查或動(dòng)火修理時(shí)，都需要對(duì)儲(chǔ)油罐進(jìn)行清洗，同時(shí)根據(jù)國(guó)家規(guī)儲(chǔ)油罐也必須定期進(jìn)行清洗檢修。

儲(chǔ)油罐最常用公稱(chēng)容積為50m3到10000 m3，球罐內(nèi)徑在4.6-26.8m之間，對(duì)大型儲(chǔ)油罐的清洗技術(shù)先后經(jīng)歷了人工清洗和機(jī)械清洗階段，用傳統(tǒng)的方法（高壓水流、化學(xué)酸洗、超聲波、噴砂）對(duì)大型儲(chǔ)油罐進(jìn)行清除，工程龐大而復(fù)雜，并且清洗殘留物不僅有害于工人的身體健康，還嚴(yán)重污染環(huán)境。隨著人們對(duì)儲(chǔ)油罐清洗作業(yè)安全、效率、成本、環(huán)保要求的不斷提高，如何自動(dòng)高效的除去大型儲(chǔ)油罐金屬表面或角落的油跡、銹蝕，得到國(guó)內(nèi)外越來(lái)越多的關(guān)注。

激光清洗技術(shù)是指采用高功率密度激光束照射工件表面，使表面的污物、銹斑或涂層發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離，從而達(dá)到潔凈化的工藝過(guò)程。激光清洗機(jī)配合爬壁機(jī)器人，可有效實(shí)現(xiàn)大型儲(chǔ)油罐自動(dòng)高效清洗的目的。但考慮到作業(yè)環(huán)境的惡劣和危險(xiǎn)，如何對(duì)大型儲(chǔ)油罐科學(xué)合理進(jìn)行自動(dòng)化清洗，是需要解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種大型儲(chǔ)油罐激光自動(dòng)清洗裝置，保證對(duì)大型儲(chǔ)油罐清洗過(guò)程安全可靠，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)高效清理。

一種大型儲(chǔ)油罐激光自動(dòng)清洗裝置，它包括激光器和激光清洗頭，激光器和激光清洗頭通過(guò)傳輸光纖連接在一起形成光路；其特征是還包括爬壁小車(chē)和系統(tǒng)控制裝置；系統(tǒng)控制裝置控制爬壁小車(chē)和激光器；在爬壁小車(chē)上設(shè)置有激光清洗頭和激光器。

所述激光器采用脈沖式光纖耦合輸出Nd:YAG激光器，激光器最大功率300W，激光波長(zhǎng)1064nm。

所述爬壁小車(chē)包括車(chē)架，以及設(shè)置于車(chē)架上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶式行走機(jī)構(gòu)，在車(chē)架上還設(shè)置有機(jī)械臂，在履帶式行走機(jī)構(gòu)的履帶上設(shè)置有永磁體，實(shí)現(xiàn)爬壁小車(chē)與罐體的吸附。機(jī)械臂的臂展范圍1m，載重10kg。

所述激光清洗頭是由準(zhǔn)直鏡、積分鏡、聚焦鏡、保護(hù)鏡片從上至下依次安裝組成，準(zhǔn)直鏡與傳輸光纖相連，激光清洗頭安裝在爬壁小車(chē)的機(jī)械臂末端；從激光器射出的激光由準(zhǔn)直鏡進(jìn)行光束準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的圓光斑經(jīng)積分鏡整形成矩形光斑，再經(jīng)焦距為300mm的聚焦鏡后，透過(guò)保護(hù)鏡片匯聚，聚焦鏡中設(shè)置有自動(dòng)變焦裝置調(diào)整光斑長(zhǎng)度，光斑長(zhǎng)度調(diào)節(jié)范圍3-7cm。

在爬壁小車(chē)上還設(shè)置有排煙除塵裝置。

所述排煙除塵裝置是由真空抽吸泵、過(guò)濾器及回收罐組成，真空抽吸泵安裝在機(jī)械臂末端，可及時(shí)排出清洗過(guò)程產(chǎn)生的廢煙廢塵，并經(jīng)過(guò)濾后回收，避免產(chǎn)生二次污染。

在爬壁小車(chē)上還設(shè)置有夜視監(jiān)控?cái)z像頭，有效像素300萬(wàn)，在黑暗環(huán)境下實(shí)時(shí)觀(guān)察清洗效果及進(jìn)度。

所述系統(tǒng)控制單元采用深圳市小R極客科技有限公司生產(chǎn)的51duino單片機(jī)控制板，其是一款基于增強(qiáng)型51內(nèi)核單片機(jī)STC11F32XE的控制板，實(shí)現(xiàn)對(duì)各工作部位的有效控制。

本實(shí)用新型的有益效果為：1、爬壁小車(chē)采用由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶永磁體的履帶式行走機(jī)構(gòu)，保證爬壁小車(chē)在罐體內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)；激光清洗設(shè)備和爬壁小車(chē)以及機(jī)械臂協(xié)同工作，可以解決大型儲(chǔ)油罐清洗困難的問(wèn)題，并能再不損耗儲(chǔ)油罐基體情況下，實(shí)現(xiàn)清洗過(guò)程安全環(huán)保，高效自動(dòng)化。

2、本實(shí)用新型采用機(jī)械臂和自動(dòng)調(diào)焦的清洗頭協(xié)同工作，可實(shí)現(xiàn)每個(gè)清洗區(qū)域定點(diǎn)無(wú)死角清洗，保證清洗高效。

3、本實(shí)用新型所述的激光自動(dòng)清洗裝置在工作過(guò)程中不需要清潔溶液，節(jié)能環(huán)保，同時(shí)操作簡(jiǎn)便，可避免人為安全隱患。

附圖說(shuō)明

圖1為大型儲(chǔ)油罐激光自動(dòng)清洗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為爬壁小車(chē)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-激光器；2-傳輸光纖；3-激光清洗頭；4-爬壁小車(chē)；5-排煙除塵器；6-夜視監(jiān)控?cái)z像頭；7-系統(tǒng)控制裝置；8-過(guò)濾器；9-回收罐；10-準(zhǔn)直鏡；11-積分鏡；12-聚焦鏡；13-保護(hù)鏡片；14-機(jī)械臂；15-履帶式行走機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種大型儲(chǔ)油罐激光自動(dòng)清洗裝置，它包括激光器1和激光清洗頭3，激光器1和激光清洗頭3通過(guò)傳輸光纖2連接在一起形成光路；還包括爬壁小車(chē)4和系統(tǒng)控制裝置7；系統(tǒng)控制裝置7控制爬壁小車(chē)4和激光器1；在爬壁小車(chē)4上設(shè)置有激光清洗頭3和激光器1。

所述激光器1采用脈沖式光纖耦合輸出Nd:YAG激光器，激光器最大功率300W，激光波長(zhǎng)1064nm。激光器采用德國(guó)Laserline脈沖式光纖耦合輸出Nd:YAG激光器。

如圖2所示，爬壁小車(chē)4包括車(chē)架，以及設(shè)置于車(chē)架上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶式行走機(jī)構(gòu)15，在車(chē)架上還設(shè)置有機(jī)械臂14，在履帶式行走機(jī)構(gòu)15的履帶上設(shè)置永磁體，實(shí)現(xiàn)爬壁小車(chē)與罐體的吸附。機(jī)械臂14采用發(fā)那科四軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械臂。

所述激光清洗頭是由準(zhǔn)直鏡10、積分鏡11、聚焦鏡12、保護(hù)鏡片13從上至下依次安裝組成，準(zhǔn)直鏡10與傳輸光纖2相連，激光清洗頭3安裝在爬壁小車(chē)4的機(jī)械臂14末端；從激光器1射出的激光由準(zhǔn)直鏡10進(jìn)行光束準(zhǔn)直，準(zhǔn)直后的圓光斑經(jīng)積分鏡整11形成矩形光斑，再經(jīng)焦距為300mm的聚焦鏡12后，透過(guò)保護(hù)鏡片13匯聚，聚焦鏡12中設(shè)置有自動(dòng)變焦裝置調(diào)整光斑長(zhǎng)度，光斑長(zhǎng)度調(diào)節(jié)范圍3-7cm。

在爬壁小車(chē)4上還設(shè)置有排煙除塵裝置5。

所述排煙除塵裝置5是由通過(guò)管路連接在一起的排煙除塵裝置5、過(guò)濾器8及回收罐9組成，排煙除塵裝置5安裝在機(jī)械臂末端，可及時(shí)排出清洗過(guò)程產(chǎn)生的廢煙廢塵，并經(jīng)過(guò)濾后回收，避免產(chǎn)生二次污染。

在爬壁小車(chē)4上還設(shè)置有夜視監(jiān)控?cái)z像頭6，有效像素300萬(wàn)，在黑暗環(huán)境下實(shí)時(shí)觀(guān)察清洗效果及進(jìn)度。

機(jī)械臂14的臂展范圍1m，載重10kg。

所述系統(tǒng)控制單元采用深圳市小R極客科技有限公司生產(chǎn)的51duino單片機(jī)控制板，其是一款基于增強(qiáng)型51內(nèi)核單片機(jī)STC11F32XE的控制板，實(shí)現(xiàn)對(duì)各工作部位的有效控制。