一种海上风机钢管表面的海生物自动清除装置及方法

技术领域

本发明属于海上风电设备清理装置的技术领域，具体是一种海上风机钢管表面的海生物自动清除装置及方法。

背景技术

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海生物清除问题得到了项目参建各方越来越多的关注。

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。传统的清除钢管桩附着海生物的方法主要是定期人工清除，由潜水员携带磨砂工具等，水下打磨去除钢管桩表面的海生物。海上风浪较大，作业环境恶劣，人工清除附着海生物的方法存在较大安全隐患且清除效果不佳。由于海生物生长速度极快，附着在钢管桩上十分牢固，人工清除费时费力，成本较高。

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。

中国发明专利201711296566.3公开了一种自动清理海生物的防污装置，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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动化程度高、清洁效果好的海上风机钢管表面的海生物自动清除装置及方法。

本发明是这样实现的:

一种海上风机钢管表面海生物自动清除装置，包括：一螺纹筒和一旋转筒；

所述螺纹筒具有外螺纹，所述旋转筒具有内螺纹；

所述螺纹筒和所述旋转筒均为可开启打开式，一侧端通过启闭控制器连接，另一侧端通过活动连接机构进行连接；所述螺纹筒和所述旋转筒螺纹连接，均套设于待清理的钢管表面；

所述旋转筒的内部设有控制装置，底部设有清除机构，所述控制装置连接所述清除机构；

所述控制装置驱动所述清除机构往复运动或旋转运动，针对所述旋转筒底部下方的钢管表面海生物进行清理；当需要清理更低处的海生物时，所述控制装置驱动所述旋转筒进行旋转下移后停止，所述控制装置驱动所述清除机构针对更低处的海生物进行清理。

进一步地，所述清除机构，为刀片。

进一步地，所述清除机构，为高压喷嘴；所述旋转筒内还设有水箱，所述水箱连接所述高压喷嘴，所述高压喷嘴喷出的高压水对钢管表面的海生物进行清理。

进一步地，所述螺纹筒的内壁、所述旋转筒内螺纹下方的内壁均设有弹性材料。

进一步地，所述活动连接机构，为榫卯、插销、或螺栓连接器。

一种海上风机钢管表面海生物自动清除方法，利用如上所述的一种海上风机钢管表面海生物自动清除装置，该清除方法包括如下步骤：

步骤1：将螺纹筒通过活动连接机构紧固在钢管桩上，旋转筒套设于螺纹筒上并使活动连接机构处于闭合状态；

步骤2：通过控制装置使旋转筒底部的清理机构工作，清理机构切割清除钢管桩附着海生物，完成切割清除一段附着海生物后，停止工作；

步骤3：通过控制装置驱动旋转筒进行旋转向下移动一段距离后停止，重复步骤2继续下一段附着海生物的切割清除，直到将全部附着海生物清除完毕；

步骤4：通过控制装置旋转提升旋转筒至初始高度，通过活动连接机构打开旋转筒和螺纹筒，收回该自动清除装置，完成单桩海生物清除。

本发明的优点在于：

1、适用性好，适用于海上风电钢结构海生物的清除。

2、清除效果佳，作业动力高，移动和清除范围广。

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。

4、操作方便，使用简单。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的使用状态正面透视图。

图2是本发明中的螺纹筒和旋转筒螺纹咬合细部示意图。

图3是本发明中的旋转筒的下部细部示意图。

图4是本发明的俯视图。

图5是本发明处于打开状态的俯视图。

图6是本发明中的控制装置驱动旋转筒方案示例图。

图7是图6的横截面图。

具体实施方式

请参阅图1至图5所示，一种海上风机钢管表面海生物自动清除装置，包括：一螺纹筒1和一旋转筒2；所述螺纹筒1具有外螺纹11，所述旋转筒2具有内螺纹21。所述螺纹筒1和所述旋转筒2均为可开启打开式，一侧端通过启闭控制器5连接，另一侧端通过活动连接机构6进行连接；所述螺纹筒1和所述旋转筒2螺纹连接，均套设于待清理的钢管100表面。活动连接机构6，可以是榫卯、插销、或螺栓连接器。螺纹筒1的内壁、旋转筒2内螺纹21下方的内壁均设有弹性材料7。

所述旋转筒2的内部设有控制装置(图未示)，底部设有清除机构3，控制装置连接清除机构3。

控制装置驱动所述清除机构3往复运动或旋转运动，针对旋转筒2底部下方的钢管100表面海生物进行清理；当需要清理更低处的海生物时，控制装置驱动旋转筒2进行旋转下移后停止，控制装置驱动所述清除机构3针对更低处的海生物进行清理。

清除机构3可以是刀片，或者高压喷嘴；如果是高压喷嘴作为清除机构3的情形，旋转筒2内还需要设置水箱，水箱连接高压喷嘴，高压喷嘴喷出的高压水对钢管表面的海生物进行清理。

对于控制装置驱动旋转筒2的转动方案，实现方式可以有多种，下面举一例进行说明：

如图6和图7所示，设于中部的大齿轮81和围设在大齿轮周边的小齿轮82、83、84、85，小齿轮轮82、83、84、85分别通过电机带动自转，从而驱动大齿轮81旋转，由于大齿轮81和围设在大齿轮周边的小齿轮82、83、84、85均设在旋转筒1内，大齿轮81的旋转会带动小齿轮82、83、84、85的公转，从而实现控制装置驱动旋转筒2的转动。

上述的一种海上风机钢管表面海生物自动清除装置的清除方法，包括如下步骤：

步骤1：将螺纹筒1通过活动连接机构6紧固在钢管桩100上，旋转筒2套设于螺纹筒1上并使活动连接机构6处于闭合状态；

步骤2：通过控制装置使旋转筒2底部的清理机构3工作，清理机构切割清除钢管桩附着海生物，完成切割清除一段附着海生物后，停止工作；

步骤3：通过控制装置驱动旋转筒2进行旋转向下移动一段距离后停止，重复步骤2继续下一段附着海生物的切割清除，直到将全部附着海生物清除完毕；

步骤4：通过控制装置旋转提升旋转2筒至初始高度，通过活动连接机构6打开旋转筒2和螺纹筒1，收回该自动清除装置，完成单桩海生物清除。

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。

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。