1 整车结构
本设计智能化多功能抑尘车,属于专用车领域,整车包含:车体、发电机组、水箱、喷雾机、喷药风机、升降机、液应急电源设备、变频器、水泵、回转支承、液压动力单元 、操作控制系统。在车体后方配置有发电机组,发电机组后方设有水箱、喷雾机,在车体与发电机组中间设置有喷药风机。喷雾机连体安装了风机、应急电源设备、变频器 、水泵等部件,喷药风机固定在升降机上。发电机组提供 电力驱动喷药风机系统及喷雾机系统各部件,喷药风机能进行多高度、多角度、多方位的喷水、喷药作业;喷雾机产生高压力、大流量的风动力,经过导流结构把经喷嘴雾化的水珠送到空中进行抑尘作业。同时车体内部配置有智能化的操作控制单元。本智能化多功能抑尘车,将喷雾机系统、发电机组、喷药风机系统、底 盘4大件组合在一起,并结合控制系统进行一体化设计,提高喷雾、喷药的智能化水平,提高了整车的功能性、可靠性、安全性。整车结构如图1所示。
2 各部件功能与设计说 明
2.1 变频器调节喷雾机的风量、水量通过变频器调节喷雾机输人频率,随意调节风机及水泵电机的转速从而达到调节风机风量、风压及水泵流量、压力的目的,能满足不同区域、不同地段进行不同作业的需求,同时提高了作业效率。操作时,通过驾驶室内部的触摸屏设置即能够有效地控制风机的风量大小和风力强弱,以及水泵流量、压力的大小。多功能抑尘车主要用于城市街道、矿区、厂区或储煤场等地方抑尘,由于车辆的停放地点受限,作业的目的地有的近有的远,必须对喷雾机的射程进行设定;另外考虑到城市范围内作业带来噪声的影响,以及交通安全和人身安全,也需要随时对射程做出调节。所以,通过操作控制系统调节喷雾风机输人频率,可以对喷雾机射程在l0—100m之间进行随意调整,噪声可控制在 87dB(A)以内而达到汽车有关标准要求。由于不同水雾化粒度对不同扬尘颗粒度大小及扬尘范 围抑尘效果不同,而水泵流量、压力影响喷雾机喷嘴的流量(流量可在 50~200L/min调节 )及雾化粒度大小(雾化粒度可在3O~150 m调节),所以本设计装置可根据扬尘颗粒度及范围的大小对水泵作业状态做 出相应的调整,不仅能够保证抑尘效果而且能尽量达到节水功能。具体控制原理:水泵、风机用变频器接收并解析PLC所发送的控制指令,并根据控制指令对发电机组传送的三相电源进行变频 以控制水泵、风机电机的平稳变频起动、停止和输出频率,进而实现水泵、风机的工作状态的调节控制;水泵、风机用变频器将自身监控到的实时工作电压、频率 、电流、功率等参数通过RS485通信线发送给PLC,PLC接收并处理这些数据,处理后通过RS232通信线发给触摸屏进行实时显示监控。电气原理如图2所示 。
2.2 喷雾机左右旋转机构
通常结构是采用齿轮减速电机进行**级减速,再通过蜗轮减速机进行**级减速,这种两级减速结构用在抑尘车上存在的缺陷是:因为抑尘车喷雾机体型较大、重量较重,而两级减速传动比较小,所以需要增加齿轮减速电机的功率及扭矩,这样不仅要求设计空间大,而且增加发电机组功率的损耗。本设计喷雾机回转系统采用3级减速设计:先 由齿轮减速电机的自带减速机进行**级减速 ,再驱动蜗轮减速机进行**级减速 ,**由蜗轮减速机驱动小齿轮、再 由小齿轮带动 回转支承进行第三级减速。虽然 回转支承的回转性能够实现喷雾机左右 360。全方位旋转,但考虑在车辆上的实用性,对喷雾机的旋转角度做一定的限制,根据功能要求一般限制在0。~270。之间进行作业。回转支承不仅能够对抑尘车喷雾机形成有效支撑,而且配比相应齿数的小齿轮加大了传动比,达到所需喷雾机旋转速度,提高了车辆稳定性,满足车载喷雾机的安全使用要求。具体结构如图3所示 。
2.3 喷雾机上下举升机构
传统喷雾机采用齿轮减速电机进行喷雾机风筒的上下举升动作,同时采用油缸或手动转轮实现风筒的固定,这样不仅结构复杂,增加了成本,而且操作不方便,无法在风筒完成动作后同时实现自锁功能(由于车辆需要行驶,在风筒完成举升动作定位后能够同时实现风筒位置的自锁,才能保证风筒及其支撑架的可靠性)。另外,还有利用单油缸在风筒中心下方进行举升和自锁定位功能的结构,该装置的缺陷是车辆在行驶转弯过程中,由于车辆有侧倾力 ,而单油缸只能实现风筒上下的限位,无法帮助风筒支架实现侧向限位。本设计采用小功率电机驱动液压泵,利用双油缸实现喷雾机风筒的上下举升动作。油缸有自锁功能,可实现喷雾机的固定,而且左右双油缸结构增加了喷雾机作业时的稳定性。根据作业目的及作业环境,调整双油缸行程及喷雾机风筒支架结构,可实现喷雾机风筒俯仰角的设定;考虑车辆的使用安全性,一般抑尘车上下举升范围在一1O。一60。之间。具体结构如图4,N示 。
2.4 喷水喷药装置在车体与发电机组中间设置有喷药风机药风机固定在具有自动锚定装置的双桅柱升降上;喷药风机能够左右旋转及俯仰动作,可进行同高度、不同方位作业 ,而且可随车辆边行驶边雾。本设计装置使抑尘车同时满足绿化喷水物清洗、喷药的功能。喷药水路系统配有独立的药剂箱、比例加泵及清洗机。药剂箱专门用于储存药剂 ,避免剂腐蚀水箱;比例加药泵可以按设定的比例值水箱的水和药剂箱的药剂按比例准确地注入相容量,达到精确比例配比的喷药作业用水目的比好的药水再由清洗机形成压力输送至喷药机。关闭比例加药泵,只用水箱清水可以单独行绿化喷水、植物清洗作业。为了防腐蚀,传统喷雾机的水箱和整个水采用不锈钢材料,导致车辆成本较高;而且,药直接加入水箱后无法均匀搅拌、无法准确配比仅降低作业效率,也浪费了药剂。本设计喷水喷药装置水路原理图见图5。
2.5 监视作业功能
水箱顶部安装监视探头,车体内部安装有监视屏幕,时刻观察喷雾机的作业状态,体现车辆的人性化、功能化设计。
2.6 应急电源车功能
在喷雾机便于操作的位置设计应急电源插座及相关的漏电保护装置,充分利用发电机组的资源,可作为小区、店铺等应急电源车使用。
2.7 急停功能
车体内部操作控制系统不仅包括了喷雾作业功能、洒水作业功能,还设计有相应急停功能,在出现突发危险时可将发电机组及时停止工作,体现车辆的安全性、功能性。
3 结束语
通过样车不同环境、不同区域的长时间试验,本设计多功能抑尘车的上述功能在保证除尘、抑尘效果的情况下,各项技术要求达到了国家相关的汽车行业标准,操作更加简单便捷且智能化,车辆各零部件可靠性、整车安全性大大提高。
车辆说明 :
多功能雾炮降尘车抑尘车是专门用于城市开发区建设工地、拆迁工地、车站储煤场、洗煤厂、焦化厂、铁矿、钢厂、港口等的扬尘风沙控制,适合风沙抑尘、工地降尘、拆迁降尘、城市雾霾降尘的专用车辆。
底盘参数:采用东风原装底盘,EQ1111GLJ 国五 东风多利卡,脂玉白,轴距3308,2025单排翻转驾驶室,发动机国五朝柴CY4BK151,143马力,变速箱**100(5TS40)5挡变速箱,前后桥2.5/5T,车架192,8.25-20轮胎,方向助力、断气刹、中控门锁、电动玻璃、ABS、空调。
上装配置:罐体容积为 8立方多功能抑尘洒水车,风送式雾炮机射程30米/40米,罐体钢板为4mm碳钢Q235材质,罐内隔板具有防波作用,以减轻汽车行驶时罐体液体冲击,罐体及整车外形尺寸按照公告。带大功率专用洒水泵,泵可自吸自排,整车前冲、后洒、侧喷、带65消防接口,后平台配CLW-30/CLW-40型风送式雾炮机组;汽油/柴油发电机组;远程遥控系统控制;雾炮自动旋转角度0-360°。后平台带绿化洒水炮,洒水炮可全方位旋转,可连续调成直冲状、大雨、小雨、毛毛雨;前封头带水位计,后平台主管路带1寸浇花接口,后爬梯。平台后部带小安全告知牌:“随时停车,注意安全”,带两根水管及阴阳端。罐体颜色:白/兰/绿,罐体两侧喷“洒水车、绿化喷洒车”字样,贴反光标示。
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