超长消防水带表面清洗方法及装置的研究

摘要

消防员在完成消防任务之后，还需要人工对消防水带进行清洗工作，劳动量大、工作效率低，且浪费水资源。因此，亟需解决消防战士的工作压力大、消防工作的连续作战安全隐患多，整备消防器材周期长等问题。同时，由于国外的超长消防水带清洗装置价格昂贵，并不适合我国的现实情况，因此，提出了开发设计一整套超长消防水带清洗装置系统。
　　论文提出了超长消防水带清洗装置的整体设计方案，采用小车作为超长消防水带的载体，使清洗作业具有灵活性。另外对超长消防水带在清洗装置上的安装锁紧装置进行了机械设计，主要原理是采用了偏心装置来对超长消防水带进行锁紧。整套机械装置的动力来源是力矩电机和伺服电机，其中力矩电机的作用是为超长消防水带的收卷和放卷工作提供动力，伺服电机的作用是为毛刷旋转提供动力。超长消防水带清洗装置的大脑，即整套装置的控制中心采用的是PLC和触摸屏。其中，PLC对整套装置的清洗流程进行逻辑时序控制，触摸屏的作用则是对清洗参数进行设置，以及对清洗状态进行监控。设计完成之后，对整套超长消防水带清洗装置进行了试制，同时对PLC和触摸屏进行了设计和编程，以及对整体控制系统进行了调试。
　　论文的另一部分重点是对超长消防水带的清洗工艺、清洗流程和清洗参数进行了设计、研究和实验。清洗工艺主要采用高效、节能的高压水射流清洗工艺为主，但考虑到超长消防水带上的局部污垢难以清洗，选择毛刷清洗与高压水射流清洗工艺相结合的清洗工艺对超长消防水带进行清洗。清洗流程是先进行高压水射流预清洗、之后再进行毛刷清洗、最后进行高压水射流终清洗。对于清洗时，高压水射流的水压、高压水射流的喷嘴喷射角和喷嘴孔径、以及毛刷清洗时毛刷的旋转速度和毛刷的压入量进行了对比实验，确定了最佳的工艺参数。实际应用中，针对脏度不同的水带，我们采用不同的反复清洗次数。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 本课题研究的背景

1．1．1 消防水带概述

1．1．2 水带清洗的目的和作用

1．2 水带清洗技术的国内外发展现状和研究趋势

1．2．1 高压水射流清洗技术应用现状

1．2．2 高压水射流技术国内外发展概况

1．2．3 高压水射流装置及其应用概况

1．2．4 水带清洗装置系统的发展趋势

1．3 本论文研究的目的和意义

1．4 本论文的主要研究内容与安排

2 超长水带的高压水射流和机械复合清洗技术研究

2．1 总体设计思想

2．1．1 机电系统设计方法概述

2．1．2 一般设计方法

2．2 总体设计方案

2．2．1 总体设计方案

2．2．2 机械系统方案

2．2．3 清洗系统方案

2．2．4 控制系统方案

2．3 超长水带的高压水射流和机械复合清洗方法

2．3．1 高压水射流和机械复合清洗原理

2．3．2 清洗工位的设计

2．3．3 清洗流程

3 超长水带清洗系统的设计

3．1 高压水射流清洗系统的设计

3．1．1 高压水射流的清洗作用

3．1．2 高压水射流喷嘴设计

3．1．3 高压水来源

3．2 滚轮毛刷清洗系统的设计

3．2．1 滚轮毛刷的清洗作用

3．2．2 滚轮毛刷清洗系统设计

4 高压水射流和机械复合清洗装置系统关键结构设计

4．1 机械结构设计

4．1．1 小车结构设计

4．1．2 消防水带锁紧结构设计

4．1．3 清洗装置管路强度设计

4．2 动力源设计

4．2．1 消防水带放卷电机

4．2．2 变频电机

4．3 执行机构设计

4．3．1 同步带和带轮设计

4．4 控制系统设计

4．4．1 控制需求分析

4．4．2 PLC硬件控制系统设计

4．4．3 PLC控制系统软件设计

4．4．4 触摸屏系统设计

5 超长水带清洗实验与分析

5．1 清洗试验方案

5．2 清洗实验结果与分析

5．2．1 毛刷清洗试验结果与分析

5．2．2 高压水射流清洗试验结果与分析

5．2．3 系统整体实验结果与分析

结论

参考文献

致谢