一种电站锅炉膜式水冷壁清洗装置的制作方法

本发明涉及膜式水冷壁清洗技术领域，具体为一种电站锅炉膜式水冷壁清洗装置。

背景技术：

从锅炉的发展史看，对于亚临界压力以下的汽包锅炉的水冷壁是为了保护炉墙，降低它的温度，提高锅炉的运行可靠性，而今天已经成为锅炉的主要蒸发受热面，水冷壁置于炉膛的四周内壁、紧贴着炉墙连续排立，基本上呈立式布置，-般由光管或鳍片管组成，水冷壁的作用主要有，保护炉墙，减少煤融渣和辐射的高温对炉墙的破坏作用，目前火焰对水冷壁的辐射传热已成为锅炉传热的重要方式。

但是现有的锅炉膜式水冷壁存在一定的安全问题，锅炉热负荷的变动较大，光管水冷壁在炉膛工作时，周向受炉膛高温烟气的辐射换热，受热均匀，从而沿着管子的周向的热应力均匀，管子周向等厚，结构无变化，结构应力较小，正常运行状态其使用寿命可达20～30多年，而膜式壁(翅片管)是光管上焊接扁钢组成，在炉内单侧受辐射换热后，沿着管子周向的温度情况如附图17所示，从附图17中可看到膜式壁管子在炉膛受辐射换热后，沿着管子周向的温度梯度很大，一般要达到2倍左右，如在运行时膜式壁管子外壁结焦、结灰，再加上内壁结垢，膜式壁管子的温度梯度将变得更大，这样的工作情况，膜式壁管子的周向热应力会变得很大，特别是靠近集箱位置，加上结构突变的应力，膜式壁管子极易受交变应力的作用而发生疲劳失效。

目前在电站锅炉膜式水冷壁领域中，在设计膜式水冷壁时，常常会设计工作人员可以进入到锅炉中的进口，这样是方便工作人员定期对锅炉膜式水冷壁的清灰处理，并且还可以针对一些裂缝处进行焊接，但是在清灰或者焊接的过程中，由于膜式水冷壁自身高度的原因，对于锅炉顶部的位置就很难进行处理，为此，我们提出一种电站锅炉膜式水冷壁清洗装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电站锅炉膜式水冷壁清洗装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电站锅炉膜式水冷壁清洗装置，包括壳体，所述壳体的两侧安装有羽翼装置，所述壳体的顶部固定有洒水装置，所述壳体的底部设置有驱动装置，所述驱动装置的输出端活动连接有除灰机构，所述壳体靠近所述除灰机构的一侧固定有摄像机构。

优选的，所述羽翼装置包括支撑架、第一微型马达和旋转叶，所述壳体的两侧开设有u型通孔，所述支撑架固定在所述u型通孔的孔壁上，所述旋转叶固定在第一微型马达的输出端上，通过在壳体的两侧设置对称羽翼装置，这样可以控制整个装置进行飞行。

优选的，所述驱动装置包括第一电机、第一丝杆、第一滑动块和固定块，所述壳体的底部开设有第一空腔，所述第一电机固定在第一空腔的内部，所述第一电机的输出端与所述第一丝杆的一端固定连接，所述第一滑动块螺纹连接在第一丝杆上，所述第一空腔的腔壁上开设有第一限位凹槽，所述第一滑动块的底部固定有第一限位块，所述第一限位块通过所述第一限位凹槽与第一空腔的腔壁滑动连接，所述壳体的底部开设有条形通孔，所述固定块的一端固定在所述第一滑动块的底部，且所述固定块的底部穿过所述条形通孔与所述清灰机构固定连接，所述第一丝杆远离第一电机的一端上转动连接有支撑板，所述支撑板固定在所述第一空腔的腔壁上。在壳体的底部设置驱动装置，主要是控制除尘机构可以自由的收缩到壳体的下方，防止除尘机构一直处于壳体的外侧，不便于壳体的飞行。

优选的，所述除尘机构包括连接杆和清灰件，所述连接杆的一端固定在所述固定块的底部，所述清灰件活动设置在所述连接杆远离所述固定块的一端上。这里的清灰件的形状是完全配合膜式水冷壁上的光管和扁管的形状，所以通过清灰件与膜式水冷壁之间的贴合，可以将膜式水冷壁上的积攒的一些灰尘去除。

优选的，所述摄像机构包括安装壳、摄像头本体、玻璃盖和擦拭机构，所述安装壳固定在所述壳体靠近所述清灰机构的一侧上，所述摄像头本体固定在所述安装壳的内部，所述玻璃盖固定在所述安装壳的侧壁上，所述擦拭机构固定在所述安装壳的顶部，通过在清灰机构的顶部设置摄像机构，主要的目的是，来对锅炉内的膜式水冷壁进行观察的，方便工作者在操作壳体飞行时，更够清楚的了解到锅炉内部的具体情况，所述擦拭机构包括第二微型马达、微型丝杆、支撑块和移动机构，所述第二微型马达固定在所述安装壳顶部的一端上，所述微型丝杆的一端固定在所述第二微型马达的输出端上，所述支撑块固定在所述安装壳顶部远离所述第二微型马达的一端上，所述微型丝杆远离所述第二微型马达的一端通过轴承与支撑块转动连接，所述移动机构包括移动块和l型架，所述移动块螺纹连接在所述微型丝杆上，所述移动块的底部固定有第二限位块，所述安装壳的顶部开设有第二限位凹槽，所述第二限位块通过所述第二限位凹槽与所述安装壳的顶部滑动连接，所述l型架的一端固定在所述移动块上，且所述l型架的另一端上固定有若干刷毛，所述l型架通过所述刷毛与所述玻璃盖的表面滑动连接，所述安装壳的一侧固定有led照明灯，所述led照明灯位于所述摄像组件的两侧。在玻璃盖上设置有擦拭机构，主要的目的是防止清灰件在去除一些灰尘时，有部分弥散在空气中的灰尘粘敷在玻璃盖上，遮挡了摄像头本体的视线，另外在摄像机构的两侧设置有led照明灯，由于锅炉内部环境较为黑暗，所以通过led照明灯能够提供一定的明亮效果，使摄像头本体采取的图像更加的清晰。

优选的，所述洒水装置包括水箱、微型水泵和洒水喷头，所述水箱和所述微型水泵均固定在安装壳的顶部，且两者之间通过水管连通，所述微型水泵的输出端通过硬度高的管道与所述洒水喷头固定连通。在壳体顶部设置洒水机构主要的目的是，通过洒水机构能够对膜式水冷壁进行喷水，由于清灰件不能完全去除膜式水冷壁上的灰尘，所以可以通过喷水的方式，将一些灰尘溶解在水中，然后沿着膜式水冷壁的表面流向锅炉的底部。

优选的，所述安装壳体远离除灰机构的一端开设有第二空腔，所述第二空腔的内部固定有配重机构，所述配重机构包括第二电机、第二丝杆和配重块，所述第二电机固定在所述第二空腔内，所述第二丝杆的一端固定在所述第二电机的输出端上，所述配重块螺纹连接在第二丝杆上，所述配重块的底部固定有第三限位块，所述第二空腔的腔壁开设有第三限位凹槽，所述第三限位块滑动连接在所述第三限位凹槽的槽内。在壳体远离摄像组件的一侧设置一个可以自动调节的配重机构，由于壳体在飞行时需要保持平衡，然而在清灰件在除灰的过程中，有一定摩擦力，这个摩擦力会使整个壳体处于不平衡的状态，仅仅通过羽翼装置来控制平衡，较为困难，所以可以通过配重块的移动来控制壳体整体的平衡。

优选的，所述安装壳的壳体底部对称固定有两组电源块。设置两组电源，不仅可以对整体进行供电，而且有利于壳体的平衡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明主要的目的是解决不需要人为的进入到锅炉中，对锅炉内部的膜式水冷壁进行除灰处理，而且通过该发明能够对锅炉内部的膜式水冷壁进行全方面的除灰处理，操作较为简单，而且具有一定的效率。

2、本发明通过在清灰机构的顶部设置摄像机构，主要的目的是，来对锅炉内的膜式水冷壁进行观察的，方便工作者在操作壳体飞行时，更够清楚的了解到锅炉内部的具体情况。

3、本发明通过在清灰机构的顶部设置摄像机构，主要的目的是，在玻璃盖上设置有擦拭机构，主要的目的是防止清灰件在去除一些灰尘时，有部分弥散在空气中的灰尘粘敷在玻璃盖上，遮挡了摄像头本体的视线，另外在摄像机构的两侧设置有led照明灯，由于锅炉内部环境较为黑暗，所以通过led照明灯能够提供一定的明亮效果，使摄像头本体采取的图像更加的清晰。

4、本发明通过在清灰机构的顶部设置摄像机构，主要的目的是，在壳体顶部设置洒水机构主要的目的是，通过洒水机构能够对膜式水冷壁进行喷水，由于清灰件不能完全去除膜式水冷壁上的灰尘，所以可以通过喷水的方式，将一些灰尘溶解在水中，然后沿着膜式水冷壁的表面流向锅炉的底部。

5、本发明通过在清灰机构的顶部设置摄像机构，主要的目的是，在壳体远离摄像组件的一侧设置一个可以自动调节的配重机构，由于壳体在飞行时需要保持平衡，然而在清灰件在除灰的过程中，有一定摩擦力，这个摩擦力会使整个壳体处于不平衡的状态，仅仅通过羽翼装置来控制平衡，较为困难，所以可以通过配重块的移动来控制壳体整体的平衡

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1另一方位结构示意图；

图3为图2中a区域放大结构示意图；

图4为图1背面结构示意图；

图5为图1主视结构示意图；

图6为图1底部结构示意图；

图7为图1侧视结构示意图；

图8为壳体局部剖视结构示意图；

图9为图8另一方位结构示意图；

图10为图9中b区域放大结构示意图；

图11为壳体背部剖视结构示意图；

图12为图11中c区域放大结构示意图；

图13为实施例二焊接装置分解示意图；

图14为图13中d区域放大结构示意图；

图15为图13另一方位结构示意图；

图16为图13局部剖视结构示意图；

图17为翅片管周向温度梯度示意图。

图中：1-壳体；2-羽翼装置；3-洒水装置；4-驱动装置；5-除灰机构；6-摄像机构；7-支撑架；8-第一微型马达；9-旋转叶；10-u型通孔；11-第一电机；12-第一丝杆；13-第一滑动块；14-固定块；15-第一空腔；16-第一限位凹槽；17-第一限位块；18-条形通孔；19-支撑板；20-连接杆；21-清灰件；22-安装壳；23-摄像头本体；24-玻璃盖；25-擦拭机构；26-第二微型马达；27-微型丝杆；28-支撑块；29-移动机构；30-移动块；31-l型架；32-第二限位块；33-第二限位凹槽；34-刷毛；35-led照明灯；36-水箱；37-微型水泵；38-洒水喷头；39-第二空腔；40-配重机构；41-第二电机；42-第二丝杆；43-配重块；44-第三限位凹槽；45-第三限位块；46-电源块；47-焊接装置；48-焊接外壳；49-固定盘；50-加热丝；51-卡接装置；52-圆形凹槽；53-卡接凹槽；54-卡接板；55-卡接柱；56-弹簧；57-圆形块。

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。

实施例一

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种电站锅炉膜式水冷壁清洗装置，包括壳体1，所述壳体1的两侧安装有羽翼装置2，所述壳体1的顶部固定有洒水装置3，所述壳体1的底部设置有驱动装置4，所述驱动装置4的输出端活动连接有除灰机构5，所述壳体1靠近所述除灰机构5的一侧固定有摄像机构6。

所述羽翼装置2包括支撑架7、第一微型马达8和旋转叶9，所述壳体1的两侧开设有u型通孔10，所述支撑架7固定在所述u型通孔10的孔壁上，所述旋转叶9固定在第一微型马达8的输出端上。

工作原理：通过第一微型马达8的输出端带动旋转叶9转动，能够形成一定的气流，在壳体1扇共设置有四组，便于带动壳体1的飞行，而且可以起到平衡作用，其内部设置有导向机构，该导向机构的工作原理与现有无人飞机中涉及的导向原理相同。

所述驱动装置4包括第一电机11、第一丝杆12、第一滑动块13和固定块14，所述壳体1的底部开设有第一空腔15，所述第一电机11固定在第一空腔15的内部，所述第一电机11的输出端与所述第一丝杆12的一端固定连接，所述第一滑动块13螺纹连接在第一丝杆12上，所述第一空腔15的腔壁上开设有第一限位凹槽16，所述第一滑动块13的底部固定有第一限位块17，所述第一限位块17通过所述第一限位凹槽16与第一空腔15的腔壁滑动连接，所述壳体1的底部开设有条形通孔18，所述固定块14的一端固定在所述第一滑动块13的底部，且所述固定块14的底部穿过所述条形通孔18与所述清灰机构固定连接，所述第一丝杆12远离第一电机11的一端上转动连接有支撑板19，所述支撑板19固定在所述第一空腔15的腔壁上，所述除尘机构包括连接杆20和清灰件21，所述连接杆20的一端固定在所述固定块14的底部，所述清灰件21活动设置在所述连接杆20远离所述固定块14的一端上。

工作原理：本发明中设计到操作部分，操作部分可以为操作手柄，工作人员在外界通过操作手柄的方式对其进行操作，同样也可以将操作功能集成电脑中，利用电脑的操作系统对整个装置的飞行进行控制，这里涉及到一些现有技术，或者为本领域工作人员可以想到的，所以关于操作部分并不是本发明所要保护的内容，便没有做过多的描述，首先将整个装置放置到锅炉中，这里应该强调一下，在清灰的过程中，锅炉本身不工作的，然后通过对羽翼装置2，使壳体1能够飞行，操作人员在操作第一电机11开始工作时，第一电机11的输出端带动第一丝杆12转动，由于第一丝杆12与第一滑动块13螺纹连接，所以第一滑动块13带动固定块14运动，固定块14则带动连接杆20，连接杆20将清灰件21从壳体1的底部伸出，使清灰件21紧贴膜式水冷壁，然后控制壳体1的的飞行，可以使清灰将对膜式水冷壁的清灰作用。

所述摄像机构6包括安装壳22、摄像头本体23、玻璃盖24和擦拭机构25，所述安装壳22固定在所述壳体1靠近所述清灰机构的一侧上，所述摄像头本体23固定在所述安装壳22的内部，所述玻璃盖24固定在所述安装壳22的侧壁上，所述擦拭机构25固定在所述安装壳22的顶部，所述擦拭机构25包括第二微型马达26、微型丝杆27、支撑块28和移动机构29，所述第二微型马达26固定在所述安装壳22顶部的一端上，所述微型丝杆27的一端固定在所述第二微型马达26的输出端上，所述支撑块28固定在所述安装壳22顶部远离所述第二微型马达26的一端上，所述微型丝杆27远离所述第二微型马达26的一端通过轴承与支撑块28转动连接，所述移动机构29包括移动块30和l型架31，所述移动块30螺纹连接在所述微型丝杆27上，所述移动块30的底部固定有第二限位块32，所述安装壳22的顶部开设有第二限位凹槽33，所述第二限位块32通过所述第二限位凹槽33与所述安装壳22的顶部滑动连接，所述l型架31的一端固定在所述移动块30上，且所述l型架31的另一端上固定有若干刷毛34，所述l型架31通过所述刷毛34与所述玻璃盖24的表面滑动连接，所述安装壳22的一侧固定有led照明灯35，所述led照明灯35位于所述摄像组件的两侧。

工作原理：由于锅炉是处于一个较为封闭的环境，所以光线并不是很充足，通过在壳体1的上设置led照明灯35，可以提供一定的亮度，这个亮度方便摄像头本体23对锅炉内的膜式水冷壁进行图像记录，摄像头本体23所采集的图像上传到工作人员的操作界面上，方便工作人员随时随地的观察膜式水冷壁中的内部环境，这里涉及到图像传输的问题，由于为现有技术，而且本技术人员易想到的，所以此处便不做过多描述，另外涉及到擦拭机构25，当操作人员发现摄像头本体23所采集的画面较为模糊时，可以通过擦拭机构25对玻璃盖24表面进行擦拭，去除玻璃盖24表面的灰尘，主要工作原理是，第二微型马达26的输出端带动微型丝杆27转动，由于移动块30与微型丝杆27螺纹连接，所以带动移动块30在微型丝杆27上运动，此时移动块30带动l型架31在玻璃盖24上运动，通过l型架31上的刷毛34，可以将玻璃盖24上的灰尘去除，提高摄像头本体23采集图像的清晰度。

所述洒水装置3包括水箱36、微型水泵37和洒水喷头38，所述水箱36和所述微型水泵37均固定在安装壳22的顶部，且两者之间通过水管连通，所述微型水泵37的输出端通过硬度高的管道与所述洒水喷头38固定连通。

工作原理：这里涉及的水箱36和微型水泵37，微型水泵37可以采用现有产品，具体型号可参考ht-3705，通过微型水泵37将水箱36内部的水运到洒水喷头38中，通过洒水喷头38将水喷向膜式水冷壁上。

所述安装壳22体1远离除灰机构5的一端开设有第二空腔39，所述第二空腔39的内部固定有配重机构40，所述配重机构40包括第二电机41、第二丝杆42和配重块43，所述第二电机41固定在所述第二空腔39内，所述第二丝杆42的一端固定在所述第二电机41的输出端上，所述配重块43螺纹连接在第二丝杆42上，所述配重块43的底部固定有第三限位块45，所述第二空腔39的腔壁开设有第三限位凹槽44，所述第三限位块45滑动连接在所述第三限位凹槽44的槽内，所述安装壳22的壳体1底部对称固定有两组电源块46。

工作原理：在调节壳体1整体平衡时，通过调节配重块43的位置，来控制整个装置在分行中的平衡问题，具体工作为，第二电机41带动第二丝杆42转动，由于配重块43与第二丝杆42螺纹连接，所以配重块43在第二丝杆42上运动，这样便可以调节配重块43的位置，实现整个的装置的平衡。

实施例二

请参阅图13-16，这里与实施例一有不同地方，由于清灰件21活动连接在连接杆20上，所以可以将清灰件21从连接杆20上拆卸下来，所述连接杆20远离固定块14的一端活动设置有焊接装置47；

所述焊接装置47包括焊接外壳48、固定盘49、加热丝50和卡接装置51，所述固定盘49固定在再焊接外壳48的内部，所述连接杆20远离固定块14的一端开设有圆形凹槽52，所述加热丝50的一端设置在圆形凹槽52内，且加热丝50的另一端穿过固定盘49与焊接外壳48内部的一端连接，所述卡接装置51设置在焊接外壳48上，且连接杆20的表面开设有卡接凹槽53，所述焊接外壳48通过卡接装置51卡接在卡接凹槽53内。

所述卡接装置51包括卡接板54、卡接柱55、弹簧56和圆形块57，所述卡接板54固定在焊接外壳48的表面，所述卡接柱55依次穿过卡接板54和焊接外壳48的外壁与连接柱上的卡接凹槽53卡接，所述圆形块57固定在卡接柱55远离焊接外壳48壳壁的一端上，所述环形弹簧56套接在卡接柱55上，且其两端分别与卡接板54和圆形块57固定连接，通过在连接柱上设置焊接装置47可以便于对膜式水冷壁的裂缝处进行焊接，提高了整个装置的利用率，解决了人工焊接的难题。

工作原理：这里的连接柱内部设置有加热机构，加热机构负责对加热丝50进行加热，多组加热丝50可以对焊接外壳48上焊接部分进行加热，通过焊接外壳48上的焊接部分可以实现裂缝处的焊接工作，当需要将焊接外壳48拆卸下来更换清灰件21时，拉动圆形块57，圆形块57带动卡接柱55，这样便可以使卡接柱55从连接柱上的卡接凹槽53内脱离，完成拆卸，在弹簧56的作用下，卡接柱55又恢复原样。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。