一种海上风机钢管表面污损生物清除装置及方法与流程
1.本发明属于海上风电设备清理装置的技术领域，具体是一种海上风电钢管表面污损生物清除装置及方法。
背景技术：
2.随着传统能源带来的环境污染愈加严重，大力发展可再生能源成为世界主流共识。海上风能因其不占用土地、风切变小、风资源稳定等优势受到诸多青睐。随着我国海上风场建设规模的快速增长，海上风电钢结构表面附着污损生物清除问题得到了项目参建各方越来越多的关注。
3.相关研究表明，海上风电导管架基础、高桩承台基础、单桩基础等钢管上的污损生物会增加钢管尺寸和质量，增大粗糙度和拖曳力系数。管桩上附着污损生物一方面在竖直方向上增加基础自重、在水平方向上增加风浪流对基础的冲击力，从而改变钢管动力特性，降低基础安全；另一方面，附着污损生物分泌物会加速损坏钢管防腐涂层，在高盐雾、强辐射的海上环境影响下，进一步加快钢管的腐蚀速度，缩短基础使用寿命。传统方法一般是进行人工清理，但耗时费力，安全风险较大。
4.中国实用新型专利201720875750.2公开了一种用于海上风电基础钢管的防生物附着装置，主要是通过套在风电基础上的壳体(包括浮力块和毛刷)，随海水起浮进而清除污损生物分泌的多糖、蛋白质等，破坏基膜，抑制其附着。但此种方式不适用于已经附着在构筑物上的污损生物清除。
5.中国发明专利201711296566.3公开了一种自动清理海洋生物的防污装置，该方案主要思路是清洁刷随着海浪上下浮动自动清理导管架上的海洋生物。但该装置动力不足，借助波浪浮动，受限于波浪摆动范围，清理面大大受限；另外利用清洁刷清除海生物，清理力度较小，效果难以保证。
技术实现要素：
6.本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种自动化程度高、清洁效果好的海上风电钢结构表面污损生物清除装置。
7.本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种自动化程度高、清洁效果好的海上风电钢结构表面污损生物清除方法。
8.本发明是这样实现的:
9.一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，包括：一与钢管外表面相适配的弧形外壳体，所述弧形外壳体除底部外的周侧设有多个连杆组件，每个所述连杆组件分别连接一电磁吸盘，所述弧形外壳体的底部设有多个高压喷嘴；
10.所述弧形外壳体的内部设有控制装置和水箱；
11.所述控制装置连接所述多个连杆组件，通过控制给电和断电使与所述连杆组件相连的电磁吸盘吸附或松开钢管表面，从而带动整个弧形外壳体在钢管表面行进；
12.所述水箱连接所述高压喷嘴，所述高压喷嘴连接所述控制装置，所述高压喷嘴喷出的高压水对钢管表面的污损生物进行清理。
13.进一步地，所述弧形外壳体的内壁为电磁铁板，所述电磁铁板连接所述控制装置；所述电磁铁板通过所述控制装置通电后产生吸力吸附于钢管表面。
14.进一步地，所述弧形外壳体的内壁设有弹性材料。
15.进一步地，所述连杆组件及与其相连的电磁吸盘是四个，所述弧形外壳体的侧边分别设一个所述连杆组件及与其相连的电磁吸盘，所述弧形外壳体的上部两个顶角处分别设一个所述连杆组件及与其相连的电磁吸盘。
16.进一步地，位于所述弧形外壳体的侧边的所述连杆组件，包括：第一伸缩杆和第二伸缩杆，所述第一伸缩杆的一端与所述所述弧形外壳体的侧边相铰接，另一端与所述电磁吸盘相铰接，所述第二伸缩杆的一端与所述所述弧形外壳体的侧边相铰接，另一端铰接于所述第一伸缩杆上靠近所述电磁吸盘处；
17.位于所述弧形外壳体的上部两个顶角处的所述连杆组件，包括：第三伸缩杆、第四伸缩杆、第一固定连杆和第二固定连杆；所述第一固定连杆的一端铰接于所述弧形外壳体的顶部，所述第三伸缩杆的一端铰接于所述弧形外壳体的侧部，所述第一固定连杆的另一端和所述第三伸缩杆的另一端均铰接于所述第二固定连杆的一端，所述第二固定连杆的另一端铰接于所述电磁吸盘，所述第四伸缩杆的一端铰接于所述第一固定连杆的中部，另一端铰接于所述第二固定连杆的中部；
18.所述第一至第四伸缩杆由气动或液压驱动。
19.一种海上风机钢管表面污损生物清除方法，利用如上所述的一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，该清除方法包括如下步骤：
20.步骤1：电磁吸盘通电吸附在钢管上；电磁铁板通电后紧固在钢管上；
21.步骤2：通过控制装置使底部高压喷嘴喷出高压水头并进行往复运动，清除钢管附着污损生物，完成清除一段附着污损生物后，停止高压喷嘴清除工作；
22.步骤3：通过电磁吸盘通断电及连杆组件的收缩伸张运动使清除装置上下或环向运动，重复步骤2继续下一段附着污损生物的清除，直到将全部附着污损生物清除完毕；
23.步骤4：通过电磁吸盘通断电及连杆组件的收缩伸张运动使清除装置回到初始位置，收回清除装置，完成钢管污损生物清除。
24.发明是这样实现的:
25.本发明的优点在于：
26.1、适用性好，适用于海上风电钢结构污损生物的清除。
27.2、清除效果佳，作业动力高，移动和清除范围广。
28.3、机械化程度高，大大降低污损生物清除对人工的依赖，安全性高。
29.4、操作方便，使用简单。
附图说明
30.下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
31.图1是本发明的清除装置正视图。
32.图2是本发明的清除装置使用状态时的俯视图。
33.图3是本发明的清除装置侧视图。
34.图4是本发明的清除装置上下移动示意图。
35.图5是本发明的清除装置左右移动示意图。
具体实施方式
36.请参阅图1至图5所示，一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，包括：一与钢管100外表面相适配的弧形外壳体1，所述弧形外壳体1除底部外的周侧设有四个连杆组件2，每个连杆组件2分别连接一电磁吸盘3，弧形外壳体1的底部设有多个高压喷嘴4；
37.所述弧形外壳体1的内部设有控制装置5和水箱6；控制装置5为整个清除装置提供动力能源和控制程序。水箱6为高压喷嘴4提供水源，水箱6水源不足时可进行海水自动补给，高压喷嘴水压应有足够的冲击力。优选地，高压喷嘴4采用空化喷嘴，即水流高速流过空化喷嘴，产生大量空化泡，空化泡随射流喷射到附着物，在狭小区域内溃灭并产生微射流，同样的水压下可有效提高清洁效果。
38.控制装置5连接连杆组件2，通过控制给电和断电使与连杆组件2相连的电磁吸盘3吸附或松开钢管100表面，从而带动整个弧形外壳体1在钢管100表面行进；
39.水箱6连接高压喷嘴4，高压喷嘴4连接控制装置2，高压喷嘴4喷出的高压水对钢管100表面的污损生物进行清理。
40.弧形外壳体1的内壁为电磁铁板11，电磁铁板11连接控制装置2，电磁铁板11通过控制装置2通电后产生吸力吸附于钢管100表面。
41.电磁吸盘3的表面设有弹性材料(例如橡胶)，弧形外壳体1的内壁也设有弹性材料，通过控制连杆组件2保证弧形外壳体1移动时候尽可能与钢管100有间隙，清除污损生物时弧形外壳体1与钢管100密切贴合。
42.弧形外壳体1的侧边分别设一个连杆组件2及与其相连的电磁吸盘3，弧形外壳体1的上部两个顶角处分别设一个连杆组件2及与其相连的电磁吸盘3。
43.位于弧形外壳体1的侧边的连杆组件2，包括：第一伸缩杆21和第二伸缩杆22，所述第一伸缩杆21的一端与所述所述弧形外壳体1的侧边相铰接，另一端与所述电磁吸盘3相铰接，所述第二伸缩杆22的一端与所述所述弧形外壳体1的侧边相铰接，另一端铰接于所述第一伸缩杆21上靠近所述电磁吸盘3处；
44.位于弧形外壳体1的上部两个顶角处的连杆组件2，包括：第三伸缩杆23、第四伸缩杆24、第一固定连杆25和第二固定连杆26；所述第一固定连杆25的一端铰接于所述弧形外壳体1的顶部，所述第三伸缩杆23的一端铰接于所述弧形外壳体1的侧部，所述第一固定连杆25的另一端和所述第三伸缩杆23的另一端均铰接于所述第二固定连杆26的一端，所述第二固定连杆26的另一端铰接于所述电磁吸盘3，所述第四伸缩杆24的一端铰接于所述第一固定连杆25的中部，另一端铰接于所述第二固定连杆26的中部；
45.所述第一至第四伸缩杆21-24由气动或液压驱动。
46.使用上述的一种海上风机钢管表面污损生物装置的清除方法，包括如下步骤：
47.步骤1：电磁吸盘3通电吸附在钢管100上；电磁铁板11通电后紧固在钢管100上；
48.步骤2：通过控制装置5使底部高压喷嘴4喷出高压水头并进行往复运动，清除钢管100附着污损生物，完成清除一段附着污损生物后，停止高压喷嘴4清除工作；
49.步骤3：通过电磁吸盘3通断电及连杆组件2的收缩伸张运动使清除装置上下或环向运动，重复步骤2继续下一段附着污损生物的清除，直到将全部附着污损生物清除完毕；
50.步骤4：通过电磁吸盘3通断电及连杆组2件的收缩伸张运动使清除装置回到初始位置，收回清除装置，完成钢管100的污损生物清除。
51.本发明清除效果佳，作业动力高，移动和清除范围广，机械化程度高，大大降低污损生物清除对人工的依赖，安全性高，操作方便，使用简单。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，其特征在于：包括：一与钢管外表面相适配的弧形外壳体，所述弧形外壳体除底部外的周侧设有多个连杆组件，每个所述连杆组件分别连接一电磁吸盘，所述弧形外壳体的底部设有多个高压喷嘴；所述弧形外壳体的内部设有控制装置和水箱；所述控制装置连接所述多个连杆组件，通过控制给电和断电使与所述连杆组件相连的电磁吸盘吸附或松开钢管表面，从而带动整个弧形外壳体在钢管表面行进；所述水箱连接所述高压喷嘴，所述高压喷嘴连接所述控制装置，所述高压喷嘴喷出的高压水对钢管表面的污损生物进行清理。2.如权利要求1所述的一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，其特征在于：所述弧形外壳体的内壁为电磁铁板，所述电磁铁板连接所述控制装置；所述电磁铁板通过所述控制装置通电后产生吸力吸附于钢管表面。3.如权利要求1所述的一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，其特征在于：所述弧形外壳体的内壁设有弹性材料。4.如权利要求1所述的一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，其特征在于：所述连杆组件及与其相连的电磁吸盘是四个，所述弧形外壳体的侧边分别设一个所述连杆组件及与其相连的电磁吸盘，所述弧形外壳体的上部两个顶角处分别设一个所述连杆组件及与其相连的电磁吸盘。5.如权利要求4所述的一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，其特征在于：位于所述弧形外壳体的侧边的所述连杆组件，包括：第一伸缩杆和第二伸缩杆，所述第一伸缩杆的一端与所述所述弧形外壳体的侧边相铰接，另一端与所述电磁吸盘相铰接，所述第二伸缩杆的一端与所述所述弧形外壳体的侧边相铰接，另一端铰接于所述第一伸缩杆上靠近所述电磁吸盘处；位于所述弧形外壳体的上部两个顶角处的所述连杆组件，包括：第三伸缩杆、第四伸缩杆、第一固定连杆和第二固定连杆；所述第一固定连杆的一端铰接于所述弧形外壳体的顶部，所述第三伸缩杆的一端铰接于所述弧形外壳体的侧部，所述第一固定连杆的另一端和所述第三伸缩杆的另一端均铰接于所述第二固定连杆的一端，所述第二固定连杆的另一端铰接于所述电磁吸盘，所述第四伸缩杆的一端铰接于所述第一固定连杆的中部，另一端铰接于所述第二固定连杆的中部；所述第一至第四伸缩杆由气动或液压驱动。6.一种海上风机钢管表面污损生物清除方法，其特征在于：利用如权利要求1-5任一项所述的一种海上风机钢管表面污损生物清除装置，该清除方法包括如下步骤：步骤1：电磁吸盘通电吸附在钢管上；电磁铁板通电后紧固在钢管上；步骤2：通过控制装置使底部高压喷嘴喷出高压水头并进行往复运动，清除钢管附着污损生物，完成清除一段附着污损生物后，停止高压喷嘴清除工作；步骤3：通过电磁吸盘通断电及连杆组件的收缩伸张运动使清除装置上下或环向运动，重复步骤2继续下一段附着污损生物的清除，直到将全部附着污损生物清除完毕；步骤4：通过电磁吸盘通断电及连杆组件的收缩伸张运动使清除装置回到初始位置，收回清除装置，完成钢管污损生物清除。
技术总结
一种海上风机钢管表面污损生物清除装置及方法，包括：一与钢管外表面相适配的弧形外壳体，弧形外壳体除底部外的周侧设有多个连杆组件，每个连杆组件分别连接一电磁吸盘，弧形外壳体的底部设有多个高压喷嘴；弧形外壳体的内部设有控制装置和水箱；控制装置连接多个连杆组件，通过控制给电和断电使与连杆组件相连的电磁吸盘吸附或松开钢管表面，从而带动整个弧形外壳体在钢管表面行进；水箱连接高压喷嘴，高压喷嘴连接控制装置，高压喷嘴喷出的高压水对钢管表面的污损生物进行清理。本发明清除效果佳，作业动力高，移动和清除范围广，机械化程度高，大大降低污损生物清除对人工的依赖，安全性高。安全性高。安全性高。
