一种半潜式水下污损生物空化清洗系统的制作方法

本发明涉及海洋工程服务技术领域，特别是涉及一种半潜式水下污损生物空化清洗系统。

背景技术：

在海洋使用的舰艇水下表面容易附着生长海生物污损。这种海生物污损程度较重的一般可达到5厘米以上，使得船只的航行阻力增大，从而损耗更多的燃料，另外附着在其表面的污损生物会破坏船体的防护涂层，因此需要及时清除。

当前舰艇船底海生物污损清除主要是在干船坞中人工使用铲子、液压刷等工具进行清除，这些方法工作效率低，易造成本体材料和防护涂层损伤。空化水射流清洗设备，可达到高效无损清洗的良好效果，但是清洗作业需要潜水员长时间下水操作，水中操作难度大，工作效率偏低。

因此，亟需提供一种半潜式水下污损生物空化清洗系统，以解决现有技术中所存在的上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种半潜式水下污损生物空化清洗系统，以解决上述现有技术存在的问题，可以提高清洗速度，避免人员潜水进行水下清洗。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种半潜式水下污损生物空化清洗系统，包括趸船、空化清洗干端设备、喷嘴模块调节机构和空化喷嘴模块，所述空化清洗干端设备设置于所述趸船的上层甲板上，并与所述空化喷嘴模块连接；所述喷嘴模块调节机构包括减速电机、竖直传动带、传动杆、纵向传动带、纵向滑架、纵向导轨、横向导轨、横向滑架、侧调节缸、调节支架和垂直调节缸；

所述减速电机设置在所述趸船的上层甲板上，通过所述竖直传动带驱动所述传动杆转动，所述传动杆与所述纵向传动带连接，所述纵向传动带与所述纵向滑架固连，所以纵向滑架与所述纵向导轨滑动连接；所述纵向滑架的上层设置有所述横向导轨，所述横向导轨的两侧分别设置有一个所述横向滑架，所述横向滑架沿所述横向导轨左右滑动；每个所述横向滑架上均铰接有一个所述调节支架，所述侧调节缸的两端分别与所述调节支架和所述横向滑架铰接，所述空化喷嘴模块的两端分别与两个所述调节支架上端铰接，所述空化喷嘴模块的中部与所述中间调节缸铰接。

优选的，所述空化喷嘴模块包括空化喷嘴、定距轮和单链节，所述单链节依次设置有多个，相邻的两个所述单链节之间进行铰接，相邻的两个单链节上分别设置有空化喷嘴或定距轮，所述空化喷嘴和所述定距轮交错间隔设置。

优选的，相邻的两个所述单链节之间通过铰接轴进行铰接。

优选的，所述铰接轴上设置有扭簧，所述扭簧的两侧分别与所述铰接轴两侧的所述单链节进行连接。

优选的，所述空化清洗干端设备包括潜水泵、高压泵和压力流量控制装置，所述潜水泵的出水口与所述高压泵的进水口连接，所述潜水泵的进水口连接有低压进水管，所述高压泵的出水口连接有高压水管，所述高压水管上连接有所述压力流量控制装置。

优选的，所述高压水管连接有高压输水总管，所述高压输水总管通过输水支管与所述空化喷嘴连接。

优选的，清洗船只污损生物时，所述趸船的底层甲板沉入水面以下，上层甲板位于水面以上。

优选的，还包括监控装置，所述监控装置包括控制台、水下摄像头、水下光源和主机；所述控制台位于所述趸船的上层甲板上，所述水下摄像头、所述水下光源和所述主机位于所述趸船的底层甲板上，所述水下摄像头、所述水下光源和所述主机通过电缆和所述控制台进行连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、使用该系统进行清洗工作，操作人员只需在上层甲板上通过控制台的实时图像显示进行控制操作即可完成任务，无需下水作业，从而大大降低了清洗作业的劳动强度和保障了人员安全；

2、该清洗系统清洗端采用集成多个喷头的喷嘴链组进行清洗工作，可一次性清洗大面积的污损生物，大大优于使用潜水人员水下操作的普通空化清洗设备，所以工作效率大大提高；

3、空化喷嘴模块可适应不同船体表面自动调节清洗喷嘴位置和方向，可达到最佳的清洗效果和最快的清洗效率；

4、无需舰艇进入干船坞，船只在码头间歇时即可进行清洗工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为半潜式水下污损生物空化清洗系统的结构示意图；

图2为喷嘴模块调节机构结构示意图；

图3为柔性空化喷嘴模块结构及姿态调整示意图；

图4为柔性空化喷嘴模块背面示意图；

图中，1趸船、2空化清洗干端设备、3喷嘴模块调节机构、4空化喷嘴模块、5减速电机、6竖直传动带、7传动杆、8纵向传动带、9、纵向滑架、10纵向导轨、11横向导轨、12横向滑架、13侧调节缸、14调节支架、15、中间调节缸、16、高压水管、17低压进水管、18定距轮、19空化清洗喷嘴、20单链节、21高压输水总管、22输水支管、23扭簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-4所示，本实施例提供一种半潜式水下污损生物空化清洗系统，包含趸船1、空化清洗干端设备2、喷嘴模块调节机构3和空化喷嘴模块4，其中趸船为非专用设备，平时可用于其他水土及水下作业，空化清洗干端设备2设置在趸船1的上层甲板上，通过高压水管16将高压水输送至空化喷嘴模块。

在本实施中，喷嘴模块调节机构3用于驱动和调节空化喷嘴模块在水下的姿态形状，并推动其沿船底表面运动，根据船底形状进行自适应调整；包括减速电机5、竖直传动带6，传动杆7和纵向传动带8、纵向滑架9、纵向导轨10、横向导轨11，横向滑架12，侧调节缸13，调节支架14和中间调节缸15；具体地，减速电机5设置在趸船1上层甲板上，通过竖直传动带6驱动传动杆7转动，传动杆7再通过驱动纵向传动带8运动，由于纵向传动带8与纵向滑架9与固连，所以纵向滑架9将沿纵向导轨往复运动。纵向滑架9的上层有横向导轨10及其横向滑架12，其中横向滑架可在横向导轨上左右滑动，调节支架14与横向滑架12铰接连接，再分别与侧调节缸13两端铰接。空化喷嘴模块4的两端分别与两个调节支架14上端的铰接孔，中间底部与中间调节缸15上的铰接孔连接。

在本实施例中，所述空化清洗干端设备包括潜水泵、高压泵和压力流量控制装置，所述潜水泵的出水口与所述高压泵的进水口连接，所述潜水泵的进水口连接有低压进水管，所述高压泵的出水口连接有高压水管，所述高压水管上连接有所述压力流量控制装置(根据需要从市场中进行选择)；空化清洗干端设备依靠潜水泵从趸船水面以下吸水，增压后通过高压水管供给安装在调节支架上的空化喷嘴模块的空化喷嘴进行清洗工作。

空化喷嘴模块4由若干节安装了空化喷嘴19、定距轮18和扭簧23的单链节20铰接而成，扭簧23用于驱动单链节向内侧方向回弹，局部贴紧被清洗面。每个空化喷嘴19均有一个从高压输水总管21(入口端连接在空化清洗干端设备2的高压水管16上分流出来的支输水管22与其进行连接。

在本实施例中，还包括监控装置，监控装置包括控制台、水下摄像头、水下光源、主机等部件，所述控制台位于所述趸船的上层甲板上(工作时位于水面以上)，所述水下摄像头、所述水下光源和所述主机位于所述趸船的底层甲板上(工作时位于水面以下)，所述水下摄像头、所述水下光源和所述主机通过电缆和所述控制台进行连接；本实施例中监控装置主要用于实时观测水下污损生物清洗状态，控制空化清洗干端设备输出的高压水压力和喷嘴模块调节机构的动作速度。

本实施例中工作过程如下:

1、工作时将趸船1的底层甲板潜入被清洗舰艇吃水线以下，再将被清洗舰艇驶入趸船1中间，使用缆绳从四角固定被清洗舰艇至趸船四角上；

2、启动减速电机5，将纵向滑架调节至被清洗舰艇船首部位正下方，调节中间调节缸15，使空化喷嘴模块4下部接触到船体底部，调节侧调节缸13，使空化喷嘴模决4依靠自身扭簧回弹的驱动和倾斜杆的牵引从而紧贴船体；

3、打开空化清洗干端设备2，高压水经高压水管16至空化喷嘴模块4转变为空化水射流，开始清洗，与此同时减速电机5动作，最终带动纵向滑架9从船头底部向船尾底部缓慢移动，同时中间调节缸15和侧调节缸13根据其端部的传感器信号随时调节其行程，其中传感器可以采用位移传感器，可检测中间调节缸15和侧调节缸13的位置和行程；同时扭簧驱动各单链节向船体表面回弹，使得空化喷嘴模块4可以始终紧贴船体，从而使空化喷嘴处于最佳清洗距离和角度，直至空化喷嘴模块4从船体前部移至船尾，完成清洗。

本发明可实现船底污损生物自动清洗，清洗过程由水面以上人员控制完成，避免了潜水员携带清洗设备潜水操作巨大的劳动强度，保障了人员的安全，大大提高了清洗的效率。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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