[发明专利]基于机械自动化的管道激光清洗装置

说明书

本发明公开了基于机械自动化的管道激光清洗装置，属于激光清洗技术领域。包括控制系统，以及与控制系统电性连接的机械臂、传感器、激光清洗装置、光谱分析仪、废料处理系统；所述机械臂与激光清洗装置的输入端连接，用以控制激光清洗装置在管道内的位置；所述激光清洗装置包括依次连接的光纤连接组件、电动变焦组件、旋转清洗组件，三者内部均具有供激光光束通过的激光传输通道；所述旋转清洗组件包括与电动变焦组件输出端连接的步进电机，用于带动旋转清洗组件旋转；且旋转清洗组件内部设置有激光通道、水通道，所述水通道设置于激光通道外围，用于在激光清洗完毕后再使用水流冲洗管道内壁。

技术领域

本发明属于激光清洗技术领域，涉及基于机械自动化的管道激光清洗装置。

背景技术

管道在现代工业应用及日常生活中占据着重要地位，管道被广泛应用于石油运输、天然气运输、农业灌溉等方面，管道在日常使用过程中，长时间暴露在空气中会发生锈蚀、附着油污，管道的大面积清洗对于其二次利用显得尤为重要。

传统清洗工件的方法应用种类比较多，包括超声波清洗法、机械清洗法以及湿化学清洗法，但它们都存在局限性。超声波清洗法是利用超声波产生振动去除工件表面残留物，工件需要放入到清洗液中，清洗后很难干燥，而且对纳米级残留物的去除效果很差；机械清洗法是采用机械的手段去除工件表面残留物，如喷砂、擦刷刮等，这种方法很容易使工件损伤，且无法满足所要求的清洁度；湿化学清洗法是通过侵泡、淋喷等措施结合有机清洗剂去除工件表面附着物，这种方法的清洁度和清洗效率不但达不到所需要求，而且还容易造成环境的污染。

此时传统的清洗方法已不能满足现代要求，随着激光器技术不断完善和发展，激光清洗技术得到快速发展。利用激光清洗工件表面残留物省时省力、安全可靠、经济实效；因而激光清洗技术已经逐渐应用于环境保护、文物保护、工业清洗、生活医疗等方面。激光清洗其成本低、耗时短、清洗效果好、效率高、清洗范围广、能自动进行清洗并对清洗效果进行实时判断以进行反馈闭环控制等的激光清洗技术成为研究的热点。

但仍存在几个问题：1.清洗过程不便，没有专用管道激光清洗装置来高效的完成清洗工作；2.不同管道内径不同，激光器发射出来的激光经过聚焦之后难以保证焦点随时定位在管道内壁表面上；3.管道内油污附着，在高温激光作用下脱落后，难以彻底排出管道，油污冷却后依然会重新附着到油管内部。

发明内容

本发明的目的在于：提供了基于机械自动化的管道激光清洗装置，解决了激光清洗工作中清洗过程不便、激光经过聚焦之后难以保证焦点随时定位、油污附着难以彻底排出管道的问题。

本发明采用的技术方案如下：

基于机械自动化的管道激光清洗装置，包括控制系统，以及与控制系统电性连接的机械臂、传感器、激光清洗装置、光谱分析仪、废料处理系统；

所述机械臂与激光清洗装置的输入端连接，用以控制激光清洗装置在管道内的位置；

所述激光清洗装置包括光纤连接组件、电动变焦组件、旋转清洗组件，三者内部均具有供激光光束通过的激光传输通道；其中光纤连接组件的输入端用于与产生激光的激光器连接，光纤连接组件的输出端与电动变焦组件的输入端连接，电动变焦组件的输出端与旋转清洗组件的输入端连接；

所述旋转清洗组件包括与电动变焦组件输出端连接的步进电机，用于带动旋转清洗组件旋转；且旋转清洗组件内部设置有激光通道、水通道，所述水通道设置于激光通道外围，用于在激光清洗完毕后再使用水流冲洗管道内壁。