一种船舶除锈高压水射流系统及其工作方法与流程
一种船舶除锈高压水射流系统及其工作方法与流程
船舶除锈是船舶工业中的一项重要业务，传统的除锈方法如手工打磨、化学处理等不仅效率低下，而且对环境造成污染，对人体健康也有一定影响。通过高压水喷射实现除锈的方式由于污染小且效率高受到广泛应用。本文介绍了一种新型船舶除锈高压水射流系统及其工作方法，该系统能够自动调节喷射角度和距离，同时通过智能控制提升除锈效果。
背景技术
船舶除锈清洗是船舶工业中的一项重要业务，是造船和修船不可或缺的重要环节，是船舶涂装前的首要步骤。由于船舶外壁长期沉浸在海水中，饱受海水的侵蚀，不可避免地发生锈蚀。为提高船舶的使用寿命和增加使用安全性，当船舶外壁锈蚀到一定程度时，必须进行除锈清洗。
传统的除锈方法如手工打磨、化学处理等不仅效率低下，而且对环境造成污染，对人体健康也有一定影响。通过高压水喷射实现除锈的方式由于污染小且效率高受到广泛应用。在高压水喷射时，不同的喷射角度会影响壁面所受到的打击压强和剪切应力分布，适当的冲击角度能够增加射流的动力学性能，并有效提高清洗效率。
试验结果表明，当靶距较小时，最佳冲击角随着靶距的变化而变化，基本上呈减小趋势；而当靶距较大时，最佳冲击角相对稳定。适当增加冲击角度和靶距在一定程度上可以减小射流的能量损耗，但是过大的冲击角和靶距则会加剧能量损耗。船舶高压水除锈的最佳喷射角度为50-70度，目前除锈方式多数采用人工手持高压喷头实现喷射除锈，然而这种控制方式难以保证恒定的喷射角度和喷射距离，从而会影响除锈效果。
技术实现思路
本发明的目的是为了解决传统的除锈方法如手工打磨、化学处理等不仅效率低下，而且对环境造成污染，对人体健康也有一定影响的缺点，而提出的一种船舶除锈高压水射流系统及其工作方法。
一种船舶除锈高压水射流系统，包括：
- 机壳，所述机壳的内部转动连接有前轴和后轴，所述前轴的两端均固定安装有前轮，且所述后轴的前后两端均固定安装有后轮；
- 喷射机构，所述喷射机构包括泵壳、驱动电机、喷射管和喷射嘴，所述喷射嘴滑动套接在所述喷射管的外侧，所述喷射嘴与机壳下表面的夹角为60°，喷射管的顶部设置有调节机构，所述驱动电机的输出轴上固定连接有叶轮，所述叶轮转动连接在所述泵壳内，且所述喷射管连通于所述泵壳的顶部，且所述泵壳的一侧连通有进水管；
- 吸附机构，所述吸附机构包括电磁铁、永磁体、蓄电池和电阻条，所述电磁铁和永磁体均固定安装在所述机壳的底部，且电阻条的外侧滑动套接有导电筒，所述蓄电池固定安装在所述机壳的底部内壁上。
工作方法
调节喷射嘴位置：拉动方板带动插杆脱离插槽，然后旋转方框带动调节螺杆旋转，调节螺杆通过与调节板的螺纹传动带动喷射嘴在喷射管外侧滑动，从而调整喷射嘴伸出的长度，调节完成后松开方框和方板，使得方板在拉簧的作用下复位、并带动插杆插入插槽内对方框和调节螺杆进行锁定。
安装与固定：将进水管的左端外接水管，将驱动电机和行走电机连接电线，将绳子系在拉钩外侧，然后将机壳吊在船舶外侧并调整到需要除锈的高度后将绳子靠近船舶，使得机壳上的两个永磁体吸附在船舶外表面，同时使得前轮和后轮抵接在船舶外侧表面。
自动除锈：通过远程向控制器发出控制信号，控制行走电机启动，行走电机带动主动齿轮旋转，主动齿轮通过与从动齿轮的啮合带动前轴和前轮旋转，从而使得前轮在船舶外表面滚动，从而带动机壳在船舶表面移动。机壳移动的同时带动后轮滚动，从而带动后轴旋转，后轴通过主动锥齿轮与从动锥齿轮的啮合竖轴旋转，竖轴带动横杆旋转，并带动两个连接框进行圆周运动。连接框在离心力作用下相互远离，并带动两个连接板相互远离，两个连接板通过与连接杆的滑动配合带动连接杆向上运动，连接杆带动横板向上运动，横板带动控制开关向上运动，使得控制开关与触控开关相互挤压，控制开关受到挤压后控制驱动电机启动，从而带动叶轮旋转，叶轮旋转的同时通过进水管对水进行抽取并导入喷射管和喷射嘴内喷出，通过高压水流冲洗船舶表面的铁锈和漆渣。在喷射嘴移动的喷射的过程中能够保持喷射嘴与船舶的相对角度保持恒定，从而提升冲洗效果。同时触控开关受到挤压闭合，使得电磁铁通电产生磁吸力，从而进一步对船舶进行吸附，以避免在高压水流的影响下机壳脱落。
智能控制：通过摄像头对船舶表面的图像进行获取并传递至控制器，控制器对图像进行分析从而判断船舶的锈蚀程度、在锈蚀严重时提升驱动电机的转速并降低行走电机的转速，从而提升冲洗喷射压力并降低机壳行走速度，以保证冲洗效果。
安全防护：通过驱动电机带动主动带轮旋转，主动带轮通过与从动带轮的传动带动连接轴旋转，并带动转板同步旋转，转板带动两个滑框进行圆周运动，从而在配重板的离心力作用下相互远离，并通过拉绳带动圆板向左运动，圆板通过限位圈带动绝缘板向左运动，绝缘板带动其内部固定连接的导电筒向左运动，从而使得电阻条接入电磁铁电路内的电阻降低，且驱动电机的转速越快，电阻条接入电磁铁电路内的电阻越低，从而使得经过电磁铁的电流越大、产生磁力越大，从而使得电磁铁对船舶的吸附力度越大，进一步避免高压水流导致机壳脱落。
应急处理：在机壳从船舶外侧脱落时，后轮停止旋转，使得竖轴停止旋转，连接框在压簧的作用下复位并带动横板和控制按钮向下运动，控制按钮解除按压后驱动电机停止运转，从而停止冲水工作。
优点
- 可调节喷射嘴的伸出长度，从而能够根据需要调整喷射嘴与船舶外表面的距离，且调节后固定稳定性高，防止松动；
- 能够在机壳沿着船舶外表面进行移动的同时对船舶进行喷射除锈，减少人力消耗，并能够保持恒定的喷射角度，从而提升除锈效果；
- 摄像头配合控制器能够在遇到锈蚀程度较大的区域时提升水的喷射压力并降低机壳的移动速度，从而保证冲洗效果；
- 在提升冲洗压力的同时提升对船舶的吸附效果，从而避免脱落，且在出现意外脱落时能够及时关闭驱动电机停止继续喷射。