一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置及方法與流程
1.本發明屬于海上風電設備清理裝置的技術領域，具體是一種海上風電鋼管表面污損生物清除裝置及方法。
背景技術：
2.隨著傳統能源帶來的環境污染愈加嚴重，大力發展可再生能源成為世界主流共識。海上風能因其不占用土地、風切變小、風資源穩定等優勢受到諸多青睞。隨著我國海上風場建設規模的快速增長，海上風電鋼結構表面附著污損生物清除問題得到了項目參建各方越來越多的關注。
3.相關研究表明，海上風電導管架基礎、高樁承臺基礎、單樁基礎等鋼管上的污損生物會增加鋼管尺寸和質量，增大粗糙度和拖曳力系數。管樁上附著污損生物一方面在豎直方向上增加基礎自重、在水平方向上增加風浪流對基礎的沖擊力，從而改變鋼管動力特性，降低基礎安全；另一方面，附著污損生物分泌物會加速損壞鋼管防腐涂層，在高鹽霧、強輻射的海上環境影響下，進一步加快鋼管的腐蝕速度，縮短基礎使用壽命。傳統方法一般是進行人工清理，但耗時費力，安全風險較大。
4.中國實用新型專利201720875750.2公開了一種用于海上風電基礎鋼管的防生物附著裝置，主要是通過套在風電基礎上的殼體(包括浮力塊和毛刷)，隨海水起浮進而清除污損生物分泌的多糖、蛋白質等，破壞基膜，抑制其附著。但此種方式不適用于已經附著在構筑物上的污損生物清除。
5.中國發明專利201711296566.3公開了一種自動清理海洋生物的防污裝置，該方案主要思路是清潔刷隨著海浪上下浮動自動清理導管架上的海洋生物。但該裝置動力不足，借助波浪浮動，受限于波浪擺動范圍，清理面大大受限；另外利用清潔刷清除海生物，清理力度較小，效果難以保證。
技術實現要素：
6.本發明所要解決的技術問題之一在于提供一種自動化程度高、清潔效果好的海上風電鋼結構表面污損生物清除裝置。
7.本發明所要解決的技術問題之二在于提供一種自動化程度高、清潔效果好的海上風電鋼結構表面污損生物清除方法。
8.本發明是這樣實現的:
9.一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，包括：一與鋼管外表面相適配的弧形外殼體，所述弧形外殼體除底部外的周側設有多個連桿組件，每個所述連桿組件分別連接一電磁吸盤，所述弧形外殼體的底部設有多個高壓噴嘴；
10.所述弧形外殼體的內部設有控制裝置和水箱；
11.所述控制裝置連接所述多個連桿組件，通過控制給電和斷電使與所述連桿組件相連的電磁吸盤吸附或松開鋼管表面，從而帶動整個弧形外殼體在鋼管表面行進；
12.所述水箱連接所述高壓噴嘴，所述高壓噴嘴連接所述控制裝置，所述高壓噴嘴噴出的高壓水對鋼管表面的污損生物進行清理。
13.進一步地，所述弧形外殼體的內壁為電磁鐵板，所述電磁鐵板連接所述控制裝置；所述電磁鐵板通過所述控制裝置通電后產生吸力吸附于鋼管表面。
14.進一步地，所述弧形外殼體的內壁設有彈性材料。
15.進一步地，所述連桿組件及與其相連的電磁吸盤是四個，所述弧形外殼體的側邊分別設一個所述連桿組件及與其相連的電磁吸盤，所述弧形外殼體的上部兩個頂角處分別設一個所述連桿組件及與其相連的電磁吸盤。
16.進一步地，位于所述弧形外殼體的側邊的所述連桿組件，包括：第一伸縮桿和第二伸縮桿，所述第一伸縮桿的一端與所述所述弧形外殼體的側邊相鉸接，另一端與所述電磁吸盤相鉸接，所述第二伸縮桿的一端與所述所述弧形外殼體的側邊相鉸接，另一端鉸接于所述第一伸縮桿上靠近所述電磁吸盤處；
17.位于所述弧形外殼體的上部兩個頂角處的所述連桿組件，包括：第三伸縮桿、第四伸縮桿、第一固定連桿和第二固定連桿；所述第一固定連桿的一端鉸接于所述弧形外殼體的頂部，所述第三伸縮桿的一端鉸接于所述弧形外殼體的側部，所述第一固定連桿的另一端和所述第三伸縮桿的另一端均鉸接于所述第二固定連桿的一端，所述第二固定連桿的另一端鉸接于所述電磁吸盤，所述第四伸縮桿的一端鉸接于所述第一固定連桿的中部，另一端鉸接于所述第二固定連桿的中部；
18.所述第一至第四伸縮桿由氣動或液壓驅動。
19.一種海上風機鋼管表面污損生物清除方法，利用如上所述的一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，該清除方法包括如下步驟：
20.步驟1：電磁吸盤通電吸附在鋼管上；電磁鐵板通電后緊固在鋼管上；
21.步驟2：通過控制裝置使底部高壓噴嘴噴出高壓水頭并進行往復運動，清除鋼管附著污損生物，完成清除一段附著污損生物后，停止高壓噴嘴清除工作；
22.步驟3：通過電磁吸盤通斷電及連桿組件的收縮伸張運動使清除裝置上下或環向運動，重復步驟2繼續下一段附著污損生物的清除，直到將全部附著污損生物清除完畢；
23.步驟4：通過電磁吸盤通斷電及連桿組件的收縮伸張運動使清除裝置回到初始位置，收回清除裝置，完成鋼管污損生物清除。
24.發明是這樣實現的:
25.本發明的優點在于：
26.1、適用性好，適用于海上風電鋼結構污損生物的清除。
27.2、清除效果佳，作業動力高，移動和清除范圍廣。
28.3、機械化程度高，大大降低污損生物清除對人工的依賴，安全性高。
29.4、操作方便，使用簡單。
附圖說明
30.下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的描述。
31.圖1是本發明的清除裝置正視圖。
32.圖2是本發明的清除裝置使用狀態時的俯視圖。
33.圖3是本發明的清除裝置側視圖。
34.圖4是本發明的清除裝置上下移動示意圖。
35.圖5是本發明的清除裝置左右移動示意圖。
具體實施方式
36.請參閱圖1至圖5所示，一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，包括：一與鋼管100外表面相適配的弧形外殼體1，所述弧形外殼體1除底部外的周側設有四個連桿組件2，每個連桿組件2分別連接一電磁吸盤3，弧形外殼體1的底部設有多個高壓噴嘴4；
37.所述弧形外殼體1的內部設有控制裝置5和水箱6；控制裝置5為整個清除裝置提供動力能源和控制程序。水箱6為高壓噴嘴4提供水源，水箱6水源不足時可進行海水自動補給，高壓噴嘴水壓應有足夠的沖擊力。優選地，高壓噴嘴4采用空化噴嘴，即水流高速流過空化噴嘴，產生大量空化泡，空化泡隨射流噴射到附著物，在狹小區域內潰滅并產生微射流，同樣的水壓下可有效提高清潔效果。
38.控制裝置5連接連桿組件2，通過控制給電和斷電使與連桿組件2相連的電磁吸盤3吸附或松開鋼管100表面，從而帶動整個弧形外殼體1在鋼管100表面行進；
39.水箱6連接高壓噴嘴4，高壓噴嘴4連接控制裝置2，高壓噴嘴4噴出的高壓水對鋼管100表面的污損生物進行清理。
40.弧形外殼體1的內壁為電磁鐵板11，電磁鐵板11連接控制裝置2，電磁鐵板11通過控制裝置2通電后產生吸力吸附于鋼管100表面。
41.電磁吸盤3的表面設有彈性材料(例如橡膠)，弧形外殼體1的內壁也設有彈性材料，通過控制連桿組件2保證弧形外殼體1移動時候盡可能與鋼管100有間隙，清除污損生物時弧形外殼體1與鋼管100密切貼合。
42.弧形外殼體1的側邊分別設一個連桿組件2及與其相連的電磁吸盤3，弧形外殼體1的上部兩個頂角處分別設一個連桿組件2及與其相連的電磁吸盤3。
43.位于弧形外殼體1的側邊的連桿組件2，包括：第一伸縮桿21和第二伸縮桿22，所述第一伸縮桿21的一端與所述所述弧形外殼體1的側邊相鉸接，另一端與所述電磁吸盤3相鉸接，所述第二伸縮桿22的一端與所述所述弧形外殼體1的側邊相鉸接，另一端鉸接于所述第一伸縮桿21上靠近所述電磁吸盤3處；
44.位于弧形外殼體1的上部兩個頂角處的連桿組件2，包括：第三伸縮桿23、第四伸縮桿24、第一固定連桿25和第二固定連桿26；所述第一固定連桿25的一端鉸接于所述弧形外殼體1的頂部，所述第三伸縮桿23的一端鉸接于所述弧形外殼體1的側部，所述第一固定連桿25的另一端和所述第三伸縮桿23的另一端均鉸接于所述第二固定連桿26的一端，所述第二固定連桿26的另一端鉸接于所述電磁吸盤3，所述第四伸縮桿24的一端鉸接于所述第一固定連桿25的中部，另一端鉸接于所述第二固定連桿26的中部；
45.所述第一至第四伸縮桿21-24由氣動或液壓驅動。
46.使用上述的一種海上風機鋼管表面污損生物裝置的清除方法，包括如下步驟：
47.步驟1：電磁吸盤3通電吸附在鋼管100上；電磁鐵板11通電后緊固在鋼管100上；
48.步驟2：通過控制裝置5使底部高壓噴嘴4噴出高壓水頭并進行往復運動，清除鋼管100附著污損生物，完成清除一段附著污損生物后，停止高壓噴嘴4清除工作；
49.步驟3：通過電磁吸盤3通斷電及連桿組件2的收縮伸張運動使清除裝置上下或環向運動，重復步驟2繼續下一段附著污損生物的清除，直到將全部附著污損生物清除完畢；
50.步驟4：通過電磁吸盤3通斷電及連桿組2件的收縮伸張運動使清除裝置回到初始位置，收回清除裝置，完成鋼管100的污損生物清除。
51.本發明清除效果佳，作業動力高，移動和清除范圍廣，機械化程度高，大大降低污損生物清除對人工的依賴，安全性高，操作方便，使用簡單。
52.以上所述僅為本發明的較佳實施用例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
技術特征：
1.一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，其特征在于：包括：一與鋼管外表面相適配的弧形外殼體，所述弧形外殼體除底部外的周側設有多個連桿組件，每個所述連桿組件分別連接一電磁吸盤，所述弧形外殼體的底部設有多個高壓噴嘴；所述弧形外殼體的內部設有控制裝置和水箱；所述控制裝置連接所述多個連桿組件，通過控制給電和斷電使與所述連桿組件相連的電磁吸盤吸附或松開鋼管表面，從而帶動整個弧形外殼體在鋼管表面行進；所述水箱連接所述高壓噴嘴，所述高壓噴嘴連接所述控制裝置，所述高壓噴嘴噴出的高壓水對鋼管表面的污損生物進行清理。2.如權利要求1所述的一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，其特征在于：所述弧形外殼體的內壁為電磁鐵板，所述電磁鐵板連接所述控制裝置；所述電磁鐵板通過所述控制裝置通電后產生吸力吸附于鋼管表面。3.如權利要求1所述的一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，其特征在于：所述弧形外殼體的內壁設有彈性材料。4.如權利要求1所述的一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，其特征在于：所述連桿組件及與其相連的電磁吸盤是四個，所述弧形外殼體的側邊分別設一個所述連桿組件及與其相連的電磁吸盤，所述弧形外殼體的上部兩個頂角處分別設一個所述連桿組件及與其相連的電磁吸盤。5.如權利要求4所述的一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，其特征在于：位于所述弧形外殼體的側邊的所述連桿組件，包括：第一伸縮桿和第二伸縮桿，所述第一伸縮桿的一端與所述所述弧形外殼體的側邊相鉸接，另一端與所述電磁吸盤相鉸接，所述第二伸縮桿的一端與所述所述弧形外殼體的側邊相鉸接，另一端鉸接于所述第一伸縮桿上靠近所述電磁吸盤處；位于所述弧形外殼體的上部兩個頂角處的所述連桿組件，包括：第三伸縮桿、第四伸縮桿、第一固定連桿和第二固定連桿；所述第一固定連桿的一端鉸接于所述弧形外殼體的頂部，所述第三伸縮桿的一端鉸接于所述弧形外殼體的側部，所述第一固定連桿的另一端和所述第三伸縮桿的另一端均鉸接于所述第二固定連桿的一端，所述第二固定連桿的另一端鉸接于所述電磁吸盤，所述第四伸縮桿的一端鉸接于所述第一固定連桿的中部，另一端鉸接于所述第二固定連桿的中部；所述第一至第四伸縮桿由氣動或液壓驅動。6.一種海上風機鋼管表面污損生物清除方法，其特征在于：利用如權利要求1-5任一項所述的一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置，該清除方法包括如下步驟：步驟1：電磁吸盤通電吸附在鋼管上；電磁鐵板通電后緊固在鋼管上；步驟2：通過控制裝置使底部高壓噴嘴噴出高壓水頭并進行往復運動，清除鋼管附著污損生物，完成清除一段附著污損生物后，停止高壓噴嘴清除工作；步驟3：通過電磁吸盤通斷電及連桿組件的收縮伸張運動使清除裝置上下或環向運動，重復步驟2繼續下一段附著污損生物的清除，直到將全部附著污損生物清除完畢；步驟4：通過電磁吸盤通斷電及連桿組件的收縮伸張運動使清除裝置回到初始位置，收回清除裝置，完成鋼管污損生物清除。
技術總結
一種海上風機鋼管表面污損生物清除裝置及方法，包括：一與鋼管外表面相適配的弧形外殼體，弧形外殼體除底部外的周側設有多個連桿組件，每個連桿組件分別連接一電磁吸盤，弧形外殼體的底部設有多個高壓噴嘴；弧形外殼體的內部設有控制裝置和水箱；控制裝置連接多個連桿組件，通過控制給電和斷電使與連桿組件相連的電磁吸盤吸附或松開鋼管表面，從而帶動整個弧形外殼體在鋼管表面行進；水箱連接高壓噴嘴，高壓噴嘴連接控制裝置，高壓噴嘴噴出的高壓水對鋼管表面的污損生物進行清理。本發明清除效果佳，作業動力高，移動和清除范圍廣，機械化程度高，大大降低污損生物清除對人工的依賴，安全性高。安全性高。安全性高。
