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1、(10)申请公布号 CN 104006703 A (43)申请公布日 2014.08.27 C N 1 0 4 0 0 6 7 0 3 A (21)申请号 201310055352.2 (22)申请日 2013.02.21 F28G 9/00(2006.01) F28G 15/04(2006.01) F28G 15/00(2006.01) (71)申请人广西叶茂机电自动化有限责任公司 地址 530007 广西壮族自治区南宁市创新路 5号机加工装配车间 (72)发明人潘存云 徐海军 叶丽娜 曹正虎 (54) 发明名称 一种清罐设备 (57) 摘要 本发明公开了一种清罐设备，包括中心支座、 水管、。
2、水管进给装置、末端卡位装置，其特征在于： 还包括一级转臂、二级转臂、支撑驱动装置、驱动 装置；所述一级转臂一端与中心支座铰接，另一 端与二级转臂铰接；所述支撑驱动装置固设在一 级转臂的末端，用于支撑第一转臂和驱动第一转 臂转动；所述驱动装置设置在一级转臂和二级转 臂的铰接轴上，用于驱动二级转臂转动；所述二 级转臂上固设有水管进给装置，末端卡位装置固 设在二级转臂的末端，所述水管贯穿通过末端卡 位装置。本发明利用两级转臂的布置特点，采用模 块化设计，结构简单、装拆方便。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 附图10页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权。
3、利要求书2页 说明书5页 附图10页 (10)申请公布号 CN 104006703 A CN 104006703 A 1/2页 2 1.一种清罐设备，包括中心支座(1)、水管(4）、水管进给装置(8）、末端卡位装置(5)， 其特征在于：还包括一级转臂(2）、二级转臂(3）、支撑驱动装置(6）、驱动装置(7)； 所述一级转臂(2)一端与中心支座(1)铰接，另一端与二级转臂(3)铰接；所述支撑驱 动装置(6)固设在一级转臂(2)的末端，用于支撑第一转臂(2)和驱动第一转臂(2)转动； 所述驱动装置(7)设置在一级转臂(2)和二级转臂(3)的铰接轴上，用于驱动二级转 臂(3)转动； 所述二级转臂(3。
4、)上固设有水管进给装置(8)，末端卡位装置(5)固设在二级转臂(3) 的末端，所述水管(4)贯穿通过末端卡位装置(5）。 2.根据权利要求1所述的清罐设备，其特征在于： 所述支撑驱动装置(6)包括电机(61)，同步带(62)，两个同步带轮支板(63、64)和三 个同步带轮(65、66、67)； 所述同步带轮(65、66)的一端铰接在同步带轮支板(63)上，另一端铰接在同步带轮支 板(64)上； 所述同步带轮支板与一级转臂(2)固定连接，所述同步带轮支板上还开设有滑槽 (631、641)，滑槽内滑设有同步带轮轴滑块(632、642)，同步带轮(67)的两端分别铰接在同 步带轮轴滑块(632、64。
5、2)上； 所述同步带(62)设于三个同步带轮上； 所述电机(61)通过键与同步带轮(65)连接并带动同步带轮(65)旋转。 3.根据权利要求1所述的清罐设备，其特征在于： 所述支撑驱动装置(6)包括电机(61)，同步带(62)，同步带轮支板(68)和两个同步带 轮(66、67)； 所述同步带轮(66)的两端都铰接在同步带轮支板(68)上，所述同步带轮支板(68)与 一级转臂(2)固定连接； 所述同步带轮支板(68)上还开设有两个滑槽(681)，所述滑槽(681)内滑设有同步带 轮轴滑块(682)； 所述同步带轮(67)的两端分别铰接在同步带轮轴滑块(682)上； 所述同步带(62)设于两个同步。
6、带轮上； 所述电机(61)通过带传动带动同步带轮(66)旋转。 4.根据权利要求1所述的清罐设备，其特征在于： 所述驱动装置(7)包括电机(71)、二级转臂连接座(72)、连接轴(73)、一级转臂连接 座(74)，所述电机(71)的外壳固定安装在二级转臂连接座(72)上，电机轴通过键与连接 轴(73)连接，所述二级转臂连接座(72)固定在二级转臂(3)上，所述一级转臂连接座(74) 固定在一级转臂(2)上，所述一级转臂连接座(74)的轴孔(741)开有条形槽(7411)，轴孔 (741)的大小通过螺栓调节，所述连接轴(73)的一端设于轴孔(741)内。 5.根据权利要求1所述的清罐设备，其特征。
7、在于： 所述驱动装置(7)包括电机(71)、二级转臂连接座(72)、连接轴(73)、一级转臂连接 座(75)，所述电机(71)的外壳固定安装在二级转臂连接座(72)上，电机轴通过键与连接轴 (73)连接，所述二级转臂连接座(72)固定在二级转臂(3)上，所述一级转臂连接座(75)固 定在一级转臂(2)上，所述连接轴(73)的一端设于一级转臂连接座(75)的轴孔(751)内， 权 利 要 求 书CN 104006703 A 2/2页 3 轴孔(751)内开设有键槽(7511)，连接轴(73)通过键与一级转臂连接座(75)连接。 6.根据权利要求1所述的清罐设备，其特征在于： 所述水管进给装置(8。
8、)包括水管驱动电机(81)、水管转盘轴(82)、水管转盘(83)、水管 转盘支架(84)、水管夹紧装置(85)，所述水管转盘支架(84)固定安装在二级转臂(3)上； 所述水管转盘轴(82)装设在两水管转盘支架之间；所述水管转盘(83)套设在水管转盘轴 (82)上并通过键与水管转盘轴(82)连接；所述水管驱动电机(81)固定安装在二级转臂 (3)上，水管驱动电机(81)通过带传动带动水管转盘轴(82)旋转；所述水管(4)在转盘水 管接口(40)处与水管转盘(83)连接，并设置在水管转盘(83)的外缘上；所述水管夹紧装 置(85)安装在二级转臂(3)上。 7.根据权利要求1所述的清罐设备，其特征在。
9、于：所述水管夹紧装置(85)包括压管轮 支杆(851)、压管支杆挡块(852)、压紧轮(853)、压紧螺栓(854)，所述压管轮支杆(851)上 开设有与二级转臂(3)铰接的直孔(8511)和安装压紧螺栓(854)的螺纹孔；所述压紧螺栓 (854)的下端部与压管支杆挡块(852)接触，所述压管支杆挡块(852)通过螺栓固定安装在 二级转臂(3)上；所述压紧轮(853)设于水管(4)的上面，压紧轮(853)的两端分别与两压 管轮支杆(851)铰接；所述水管夹紧装置(85)布置有多套。 8.根据权利要求1所述的清罐设备，其特征在于： 所述末端卡位装置(5)包括套筒(51)、水管导套(52)、电磁铁。
10、装置(53)，套筒(51)通 过法兰盘固定安装在二级转臂(3)上，水管导套(52)滑设于套筒(51)内，两个电磁铁装置 (53)分别固设于套筒(51)的两边，电磁铁装置(53)中的直动轴(531)与水管导套(52)铰 接。 9.一种自动清罐设备，包括如权利要求1所述的清罐器，其特征在于，还包括：中心轴 编码器，用于检测一级转臂的旋转角度；连接轴编码器，用于检测二级转臂的旋转角度；水 管转盘轴编码器，用于检测水管转盘的旋转角度。 10.根据权利要求1所述的清罐设备的使用方法，包含以下步骤： (1)末端定位：支撑驱动装置(6)和驱动装置(7)中的电机运转，带动一级转臂(2)和 二级转臂(3)旋转，。
11、使水管导套(52)运动到工作位置； (2)末端卡位：电磁铁装置(53)通电产生吸力，电磁铁装置(53)的直动轴向下运动， 水管导套(52)与列管式加热器的列管进行连接卡位； (3)水管进给：水管进给装置(8)中的电机运转，水管(4)在水管进给装置(8)的带动 下沿末端卡位装置(5)中的导孔进管和回管； (4)电磁铁装置(53)断电，电磁铁自带的弹簧回弹，使水管导套(52)上抬，一个管的清 洗完成。 权 利 要 求 书CN 104006703 A 1/5页 4 一种清罐设备 技术领域 0001 本发明涉及一种清罐设备，特别是一种用于甘蔗糖厂列管式加热器积垢清理的清 罐设备。 背景技术 0002 。
12、甘蔗糖厂中的加热器主要为列管式加热器，由于糖厂制糖工艺的影响，列管式加 热器在使用一段时间后，会在列管的内壁上沉积了厚度不均的亚硫酸钙(积垢)。积垢后， 加热器的传热效率大大地降低，如不及时清理，会直接影响制糖工艺的正常进行。因此，为 了清除积垢，每家糖厂都必须投入大量的人力物力。 0003 目前我国甘蔗糖厂对列管式加热器的清洗方法主要有高压水射流清洗，且完全依 靠人工操作。这种操作方式还存在以下缺点：(1)列管式加热器内布管密度大，列管数量大 (500020000根)，人工操作很难记住清洗和未被清洗的管子，常存在漏洗或重复清洗的 现象；(2)列管长度较长，人工把高压水管上下拉动，速度不均，清。
13、洗质量不佳；(3)加热器 内环境极其恶劣，人工常在40度左右的温度环境下工作，劳动强度极大，经常需要换人进 行工作，耗费劳力大且工作效率不高；(4)用人工清洗，常有因高压水泄漏而伤人的事件发 生，故人工清洗方法清洗时，高压清洗机的实际使用压力(60-70MPa)往往达不到标称压力 (120M Pa)，大大降低了制约了清洗能力。 0004 广西机械工业研究院在研究国内外清罐设备现状和发展的基础上，研究开发了一 种列管式加热器全自动清洗系统，但由于采用的是直角坐标系的布置方式，存在着结构复 杂、零部件数目多等缺点。 发明内容 0005 现有技术中，清罐设备存在着种类少，结构复杂等问题，本发明要解决。
14、的技术问题 在于：针对现有技术存在的技术问题，发明一种具备两级转臂的清罐设备。 0006 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案： 0007 一种清罐设备，包括中心支座、水管、水管进给装置、末端卡位装置，其特征在于： 还包括一级转臂、二级转臂、支撑驱动装置、驱动装置；所述一级转臂一端与中心支座铰接， 另一端与二级转臂铰接；所述支撑驱动装置固设在一级转臂的末端，用于支撑第一转臂和 驱动第一转臂转动；所述驱动装置设置在一级转臂和二级转臂的铰接轴上，用于驱动二级 转臂转动；所述二级转臂上固设有水管进给装置，末端卡位装置固设在二级转臂的末端，所 述水管贯穿通过末端卡位装置。 0008 作为本发明的。
15、进一步改进： 0009 所述支撑驱动装置包括电机，同步带，两个同步带轮支板和三个同步带轮；同步带 轮的一端铰接在同步带轮支板上，另一端铰接在同步带轮支板上；所述同步带轮支板与一 级转臂固定连接，所述同步带轮支板上还开设有滑槽，滑槽内滑设有同步带轮轴滑块，同步 带轮的两端分别铰接在同步带轮轴滑块上；所述同步带设于三个同步带轮上；所述电机通 说 明 书CN 104006703 A 2/5页 5 过键与同步带轮连接并带动同步带轮旋转。 0010 作为支撑驱动装置的另一种实施方案，包括电机，同步带，同步带轮支板和两个同 步带轮；所述同步带轮的两端都铰接在同步带轮支板上，所述同步带轮支板与一级转臂固 定。
16、连接；所述同步带轮支板上还开设有两个滑槽，所述滑槽内滑设有同步带轮轴滑块；所 述同步带轮的两端分别铰接在同步带轮轴滑块上；所述同步带设于两个同步带轮上；所述 电机通过带传动带动同步带轮旋转。所述驱动装置包括电机、二级转臂连接座、连接轴、一 级转臂连接座，所述电机的外壳固定安装在二级转臂连接座上，电机轴通过键与连接轴连 接，所述二级转臂连接座固定在二级转臂上，所述一级转臂连接座固定在一级转臂上，所述 一级转臂连接座的轴孔开有条形槽，轴孔的大小通过螺栓调节，所述连接轴的一端设于轴 孔内。 0011 作为驱动装置的另一种实施方案，包括电机、二级转臂连接座、连接轴、一级转臂 连接座，所述电机的外壳固定。
17、安装在二级转臂连接座上，电机轴通过键与连接轴连接，所述 二级转臂连接座固定在二级转臂上，所述一级转臂连接座固定在一级转臂上，所述连接轴 的一端设于一级转臂连接座的轴孔内，轴孔内开设有键槽，连接轴通过键与一级转臂连接 座连接。 0012 所述水管进给装置包括水管驱动电机、水管转盘轴、水管转盘、水管转盘支架、水 管夹紧装置，所述水管转盘支架固定安装在二级转臂上；所述水管转盘轴装设在两水管转 盘支架之间；所述水管转盘套设在水管转盘轴上并通过键与水管转盘轴连接；所述水管驱 动电机固定安装在二级转臂上，水管驱动电机通过带传动带动水管转盘轴旋转；所述水管 在转盘水管接口处与水管转盘连接，并设置在水管转盘的。
18、外缘上；所述水管夹紧装置安装 在二级转臂上。 0013 所述水管夹紧装置包括压管轮支杆、压管支杆挡块、压紧轮、压紧螺栓，所述压管 轮支杆上开设有与二级转臂铰接的直孔和安装压紧螺栓的螺纹孔；所述压紧螺栓的下端部 与压管支杆挡块接触，所述压管支杆挡块通过螺栓固定安装在二级转臂上；所述压紧轮设 于水管的上面，压紧轮的两端分别与两压管轮支杆铰接；所述水管夹紧装置布置有多套。 0014 所述末端卡位装置包括套筒、水管导套、电磁铁装置，套筒通过法兰盘固定安装在 二级转臂上，水管导套滑设于套筒内，两个电磁铁装置分别固设于套筒的两边，电磁铁装置 中的直动轴与水管导套铰接。 0015 一种自动清罐设备，包括所述。
19、的清罐器，其特征在于，还包括：中心轴编码器，用于 检测一级转臂的旋转角度；连接轴编码器，用于检测二级转臂的旋转角度；水管转盘轴编 码器，用于检测水管转盘的旋转角度。 0016 一种清罐设备的使用方法，包含以下步骤： 0017 (1)末端定位：支撑驱动装置和驱动装置中的运转，带动一级转臂和二级转臂旋 转，使水管导套运动到工作位置； 0018 (2)末端卡位：电磁铁装置通电产生吸力，电磁铁装置的直动轴向下运动，水管导 套与列管式加热器的列管进行连接卡位； 0019 (3)水管进给：水管进给装置中的电机运转，水管在水管进给装置的带动下沿末 端卡位装置中的导孔进管和回管； 0020 (4)电磁铁装置断。
20、电，电磁铁自带的弹簧回弹，使水管导套上抬，一个管的清洗完 说 明 书CN 104006703 A 3/5页 6 成。 0021 与现有技术相比，本发明的优点在于： 0022 (1)采用两级转臂的布置方式，并进行模块化设计，结构更加简单，装拆更加方便。 0023 (2)一级转臂和二级转臂的铰接处设置快速拆装方式，能够实现快速连接，整机装 拆时间大幅度减少。 0024 (3)一级转臂末端固结支撑驱动装置，一方面减小了驱动力，另一方面改善了一级 转臂的支撑方式。 0025 (4)水管进给装置采用水管转盘结构，能够避免因水管的工作引起的晃动，水管不 容易缠绕，且还可避免水管的打结、缠绕、刮破等。 附图。
21、说明 0026 图1为清罐设备的三维结构示意图； 0027 图2为清罐设备的三维结构爆炸示意图； 0028 图3为清罐设备的俯视图； 0029 图4为一级转臂、中心支座和支撑驱动装置的安装示意图； 0030 图5为支撑驱动装置的三维结构示意图； 0031 图6为支撑驱动装置的三维结构爆炸示意图； 0032 图7为支撑驱动装置的另一实施例； 0033 图8为支撑驱动装置的另一实施例的内部结构图； 0034 图9为驱动装置的三维结构爆炸示意图； 0035 图10为一级转臂连接座的三维结构示意图； 0036 图11为一级转臂连接座的另一实施例的三维结构示意图； 0037 图12为二级转臂连接座、水管。
22、进给装置和末端卡位装置的安装示意图； 0038 图13为水管夹紧装置的安装示意图； 0039 图14为水管进给装置和末端卡位装置的安装示意图； 0040 图15为末端卡位装置的结构示意图； 0041 图16为末端卡位装置的结构爆炸示意图； 具体实施方式 0042 以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。 0043 如图1-4所示，一种清罐设备，包括中心支座1、水管4、水管进给装置8、末端卡位 装置5，其特征在于：还包括一级转臂2、二级转臂3、支撑驱动装置6、驱动装置7；所述一级 转臂2一端与中心支座1铰接，另一端与二级转臂3铰接；所述支撑驱动装置6固设在一级 转臂2的末端，用于支撑。
23、第一转臂2和驱动第一转臂2转动；所述驱动装置7设置在一级转 臂2和二级转臂3的铰接轴上，用于驱动二级转臂3转动；所述二级转臂3上固设有水管进 给装置8，末端卡位装置5固设在二级转臂3的末端，所述水管4贯穿通过末端卡位装置5。 本发明由于采用了两级转臂的布置方式，并进行了模块化设计，结构更加简单，装拆更加方 便。另外，本发明在一级转臂末端固结支撑驱动装置，一方面减小了驱动力，另一方面改善 了一级转臂的支撑方式。 说 明 书CN 104006703 A 4/5页 7 0044 如图5、6所示，支撑驱动装置的第一个实施例：所述支撑驱动装置6包括电机61， 同步带62，两个同步带轮支板63、64和三个。
24、同步带轮65、66、67；所述同步带轮65、66的一 端铰接在同步带轮支板63上，另一端铰接在同步带轮支板64上；所述同步带轮支板与一级 转臂2固定连接，所述同步带轮支板上还开设有滑槽631、641，滑槽内滑设有同步带轮轴滑 块(632、642)，同步带轮67的两端分别铰接在同步带轮轴滑块632、642上；通过调节同步 带轮轴滑块632、642的位置可以将同步带张紧；所述同步带(62)设于三个同步带轮上；所 述电机61通过键与同步带轮65连接并带动同步带轮65旋转。因清洗平面高低不平，采用 同步带的方式能够增大接触面积，解决因列管式加热器高低不平而使机器产生的振动。 0045 如图7、8所示，。
25、支撑驱动装置的第二个实施例：所述支撑驱动装置6包括电机61， 同步带62，同步带轮支板68和两个同步带轮66、67；所述同步带轮66的两端都铰接在同步 带轮支板68上，所述同步带轮支板68与一级转臂2固定连接；所述同步带轮支板68上还 开设有两个滑槽681，所述滑槽681内滑设有同步带轮轴滑块682；所述同步带轮67的两端 分别铰接在同步带轮轴滑块682上；所述同步带62设于两个同步带轮上；所述电机61通过 带传动带动同步带轮66旋转。 0046 另外，支撑驱动装置还可以采用内设电机的单轮驱动模式。 0047 如图9、10所示，所述驱动装置7包括电机71、二级转臂连接座72、连接轴73、一级 。
26、转臂连接座74，所述电机71的外壳固定安装在二级转臂连接座72上，电机轴通过键与连接 轴73连接，所述二级转臂连接座72固定在二级转臂3上，所述一级转臂连接座74固定在 一级转臂2上，所述一级转臂连接座74的轴孔741开有条形槽7411，轴孔741的大小通过 螺栓调节，所述连接轴73的一端设于轴孔741内。由于在轴孔741设置了条形槽7411结 构，一级转臂和二级转臂能够实现快速拆装，整机装拆时间大幅度减少。 0048 如图9，11所示，驱动装置7还有另一实施例：所述驱动装置7包括电机71、二级转 臂连接座72、连接轴73、一级转臂连接座75，所述电机71的外壳固定安装在二级转臂连接 座72上。
27、，电机轴通过键与连接轴73连接，所述二级转臂连接座72固定在二级转臂3上，所 述一级转臂连接座75固定在一级转臂2上，所述连接轴73的一端设于一级转臂连接座75 的轴孔751内，轴孔751内开设有键槽7511，连接轴73通过键与一级转臂连接座75连接。 采用键连接的方式，拆装时间比采用条形槽的方式有所增加，但连接更加可靠，传力更大。 0049 如图12-14所示，所述水管进给装置8包括水管驱动电机81、水管转盘轴82、水管 转盘83、水管转盘支架84、水管夹紧装置85，所述水管转盘支架84固定安装在二级转臂3 上；所述水管转盘轴82装设在两水管转盘支架之间；所述水管转盘83套设在水管转盘轴 8。
28、2上并通过键与水管转盘轴82连接；所述水管驱动电机81固定安装在二级转臂3上，水 管驱动电机81通过带传动带动水管转盘轴82旋转；所述水管4在转盘水管接口40处与水 管转盘83连接，并设置在水管转盘83的外缘上；所述水管夹紧装置85安装在二级转臂3 上。水流的方向如图12中的虚线41所示。水管进给装置8采用水管转盘83结构，能够避 免因水管的工作引起的晃动，水管不容易缠绕，且还可避免水管的打结、缠绕、刮破等。 0050 如图13所示，所述水管夹紧装置85包括压管轮支杆851、压管支杆挡块852、压紧 轮853、压紧螺栓854，所述压管轮支杆851上开设有与二级转臂3铰接的直孔8511和安装 压。
29、紧螺栓854的螺纹孔；所述压紧螺栓854的下端部与压管支杆挡块852接触，所述压管支 杆挡块852通过螺栓固定安装在二级转臂3上；所述压紧轮853设于水管4的上面，压紧轮 说 明 书CN 104006703 A 5/5页 8 853的两端分别与两压管轮支杆851铰接；所述水管夹紧装置85布置有多套。水管夹紧装 置工作时，拧动压紧螺栓854即可调节压紧轮853与水管4间的压紧程度。 0051 如图15、16所示，所述末端卡位装置5包括套筒51、水管导套52、电磁铁装置53， 套筒51通过法兰盘固定安装在二级转臂3上，水管导套52滑设于套筒51内，两个电磁铁 装置53分别固设于套筒51的两边，电磁。
30、铁装置53中的直动轴531与水管导套52铰接。 0052 作为本发明的进一步改进：一种自动清罐设备，包括所述的清罐器，还包括：中心 轴编码器，用于检测一级转臂的旋转角度；连接轴编码器，用于检测二级转臂的旋转角度； 水管转盘轴编码器，用于检测水管转盘的旋转角度。 0053 作为本发明的进一步改进：一种清罐设备的使用方法，包含以下步骤： 0054 (1)末端定位：支撑驱动装置6和驱动装置7中的电机运转，带动一级转臂2和二 级转臂3旋转，使水管导套52运动到工作位置； 0055 (2)末端卡位：电磁铁装置53通电产生吸力，电磁铁装置53的直动轴向下运动， 水管导套52与列管式加热器的列管进行连接卡位。
31、； 0056 (3)水管进给：水管进给装置8中的电机运转，水管4在水管进给装置8的带动下 沿末端卡位装置5中的导孔进管和回管； 0057 (4)电磁铁装置53断电，电磁铁自带的弹簧回弹，使水管导套52上抬，一个管的清 洗完成。 0058 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该提出，对于本技术领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视 为本发明的保护范围。 说 明 书CN 104006703 A 1/10页 9 图1 说 明 书 附 图CN 104006703 。
32、A 2/10页 10 图2 说 明 书 附 图CN 104006703 A 10 3/10页 11 图3 图4 说 明 书 附 图CN 104006703 A 11 4/10页 12 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104006703 A 12 5/10页 13 图7 图8 说 明 书 附 图CN 104006703 A 13 6/10页 14 图9 图10 说 明 书 附 图CN 104006703 A 14 7/10页 15 图11 图12 说 明 书 附 图CN 104006703 A 15 8/10页 16 图13 说 明 书 附 图CN 104006703 A 16 9/10页 17 图14 说 明 书 附 图CN 104006703 A 17 10/10页 18 图15 图16 说 明 书 附 图CN 104006703 A 18 。