技术领域

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种用于光热发电系统熔盐管外圆周壁的清理方法。

背景技术

太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发驱动电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本；而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的水可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电，即延长能量转换的时长，提高发电效率。而现有的光热发电系统，其聚光系统为核心部件，为追求光热转换效率，通常会在聚光系统上设置太阳能追踪系统，在确定光热发电系统所安装的经度与纬度后，确保聚光系统能够实现采光效率的最大化。并且，光热发电系统一般布设在光照充足、地势平坦、地质稳定的区域，如戈壁、平原等地区，但是，在光热发电系统长时间使用后，作为吸热的核心部件—熔盐管外部的保护管上会积累大量粉尘或是风沙等附着物，进而导致光热发电系统的聚光效率大幅度降低，造成投入与产出不成正比，增加了光热发电系统的使用成本，性价比降低，不利用光热发电的推广使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于光热发电系统熔盐管外圆周壁的清理方法，以解决上述缺陷。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于光热发电系统熔盐管外圆周壁的清理方法，包括以下步骤：

S₁、将壳体安装在保护管的端部；

S₂、启动双向电机，带动驱动齿轮与齿带Ⅰ、齿带Ⅱ配合，以带动卡板Ⅰ、清理组件Ⅰ与卡板Ⅱ、清理组件Ⅱ进行同步转动；

S₃、当壳体遇到保护管上的接头时，首先启动两个驱动电机，两个活动板同步转动至弧形空腔内，直至固定板的开口完全开放；

S₄、当靠近接头的卡板Ⅰ旋转至开口正对连杆时，卡板Ⅰ在做旋转以及直线运动的同时掠过连杆，两个双向电机继续转动直至卡板Ⅱ重复卡板Ⅰ的运动轨迹；

S₅、在当卡板Ⅰ与卡板Ⅱ均完全跨过接头后，再次启动两个驱动电机，使得两个活动板重新从弧形空腔中移出，直至两个活动板与固定板重新构成一个封闭的圆环；

S₆、启动双向电机以驱动壳体重新绕保护管进行直线运动，直至遇到保护管上的下一个接头时，卡板Ⅰ与卡板Ⅱ再重复进行同样的操作，以完成整个保护管外壁的清理工序；

其中，壳体滑动设置在保护管外壁上，沿接头的周向在其外圆周壁上设有多个伸缩杆，所述壳体包括呈优弧状的固定板，在固定板内部开有弧形空腔，弧形空腔的两端开放，多个伸缩杆的端部分别与弧形空腔的封闭端连接，两个呈劣弧状的活动板分别滑动设置在弧形空腔的两端，在弧形空腔内设有两个驱动电机，驱动电机的输出端上设有调节齿轮，在每一个活动板内壁上均设有齿带Ⅰ，在每一个活动板端部上均设有弧形的随动板，随动板置于弧形空腔内，且在随动板的内壁上设有与调节齿轮配合的齿条，沿固定板所在圆弧的周向在其内壁上开有两个与弧形空腔连通的弧形孔，弧形孔内设有与之匹配的凸缘，在两个凸缘的外侧壁上均固定有齿带Ⅱ，两个齿带Ⅰ与齿带构成一个封闭的圆环，且一个凸缘的内侧壁上固定有呈优弧状的卡板Ⅰ，在另一个凸缘的内侧壁上固定有呈优弧状的卡板Ⅱ，卡板Ⅰ通过连接柱与卡板Ⅱ连接，在弧形空腔内设有两个双向电机，且在双向电机的两个输出端上均设有与齿带Ⅱ配合的驱动齿轮，在所述卡板Ⅰ的内侧壁上设有清理组件Ⅰ，在卡板Ⅱ的内侧壁上设有清理组件Ⅱ；初始状态下，固定板与两个活动板拼接成一个完整的圆，卡板Ⅰ与卡板Ⅱ套设在保护管的外圆周壁上，且卡板Ⅰ与卡板Ⅱ的开口相对。现有的光热发电系统中，由于系统中的各部件长时间暴晒在户外，在聚光系统中的聚光板、保护管上均容易产生大量的附着物，尤其是在保护管上的附着物会极大影响熔盐管内熔盐的受热效率，定期对保护管进行清理能够降低光热发电系统的使用成本，同时确保熔盐的光热转化效率，因此，申请人设计出一种保护管外壁清理装置，能够在光热发电系统停机维护时对保护管外壁进行清理。

首先需要指出的是，现有的光热发电系统的聚光系统包括多个聚光板以及多个熔盐管，熔盐管外壁上套设有透明的保护管，保护管上设有多个接头，接头通过连杆与聚光板连接，以确保熔盐管的支撑稳定性，即在对保护管进行清理时清理装置需要横跨多个接头，因此，普通的直线往复运动执行机构无法满足保护管的清理工作；需要进一步说明的是，初始状态下，卡板Ⅰ与卡板Ⅱ分别位于保护管的两侧，即卡板Ⅰ与卡板Ⅱ在壳体进行直线运动时始终维持在保护管上具备两个夹持点，而固定板、卡板Ⅰ与卡板Ⅱ均呈优弧状，即三者均具备同样的开口，能够在控制双向电机转动速度的前提下，卡板Ⅰ与卡板Ⅱ能够先后会掠过接头以及连杆，并且清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ均采用柔性且能够发生一定形变的橡胶材质，即在与接头外壁接触时，清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ局部产生形变后顺利通过接头，且接头类似于一个抱箍，其外径相对较小，因此，清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ局部产生形变量也相对较小，使得清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ通过时遇到的阻力较小。其中，在穿过接头以及连杆时，齿带Ⅰ、齿带Ⅱ始终与驱动齿轮保持接触。

在所述弧形空腔两端的两个内壁上均设有挡板，在每一个随动板的两个侧壁上均设有销柱，初始状态下，随动板活动贯穿两个挡板之间的间隙后向弧形空腔中部延伸，两个销柱分别与挡板的内侧壁接触。进一步地，当两个活动板完全进入弧形空腔时，调节齿轮与齿条之间始终保持接触，以实现对随动板以及活动板的限位，而当活动板从弧形空腔中移出时，为避免其中一个活动板的移动位移量过大而导致另一个活动板的移动受阻，本技术方案在弧形空腔两端的两个内壁上分别设有挡板，随动板上设置销柱，即活动板从弧形空腔中移动至其最大位移量时，两个活动板的端面相对接触，销柱与挡板的内侧壁接触。

在一个所述活动板的端部设有卡槽，在另一个活动板的端部设有与卡槽配合的卡销。进一步地，在两个活动板端部相互对接时，卡槽与卡销配合，在卡板Ⅰ与卡板Ⅱ旋转移动的过程中，使得固定板与两个活动板形成一个稳定的封闭壳体。

在所述固定板两端端面上均开有弧形凹槽，所述弧形凹槽与接头相契合。进一步地，在壳体位于保护管的始端或是移动至保护管的终端时，壳体内各电器件处于闲置状态，固定板两端的弧形凹槽能够搭接在接头上，弧形凹槽与接头外壁之间具备一定的静摩擦力，与壳体完全套设在保护管上相比，整个装置与保护管、接头的接触面积更大，受力更加平衡，避免装置在保护管上发生转动，并且驱动电机以及双向电机的转速预先设定好，处于稳定状态的各部件能够确保整个壳体顺利穿过接头以及连杆。

在所述清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ结构相同，且清理组件Ⅰ包括优弧状的支撑板，沿支撑板所在圆弧的轴向在其内壁上间隔设置有多个弧形刷，在相邻的两个弧形刷之间设有呈弧形的基板，且在基板的内侧上设有多个橡胶螺纹，清理组件Ⅰ中的弧形刷的刷毛长度为L，清理组件Ⅱ中的弧形刷的刷毛长度为M，且满足L＞M；使用时，弧形刷、橡胶螺纹始终保持与保护管的外圆周壁接触。进一步地，清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ结构相同，唯一区别在于，两者的弧形刷的刷毛长度不同，清理组件Ⅰ对保护管进行初次清理，清理组件Ⅱ则对保护管进行二次清理，在执行清理工序时，弧形刷的刷毛发生形变，且紧贴于保护管外壁上，橡胶螺纹则与保护管外壁发生接触，清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ上的两个弧形刷对保护管外壁包裹的周向长度大于保护管的周长，并且两个弧形刷同样位于保护管的两侧，即能确保对保护管的清理无死角；同理地，在两个橡胶螺纹与保护管外壁接触时，利用两者之间的滑动摩擦，能够带动壳体沿保护管的轴线进行直线运动。

所述固定板所在圆弧对应的圆心角为200°～240°。作为优选，固定板所在圆弧对应的圆心角为200°～240°，能够确保壳体大部分包裹在保护管上，其中，保护管的两端通常设置有90度直角，在光热发电系统停机维护时，需要对清理装置进行安装，首先在将两个活动板打开的前提下，可将位于保护管始端处的接头拆除，然后将固定板沿保护管轴线套设在保护管上，再将接头安装上，即可开始清理工序。

所述驱动齿轮与弧形空腔正对齿带Ⅱ的侧壁之间留有间隙，当活动板朝弧形空腔中部回缩时，所述随动板以及齿条能够穿过间隙。作为优选，由于弧形空腔内的空间有限，为避免弧形空腔内各部件之间发生相互干扰，对此，在驱动齿轮与弧形空腔正对齿带Ⅱ的侧壁之间留有间隙，在活动板回缩至弧形空腔中后，随动板能够穿过间隙。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种用于光热发电系统熔盐管外圆周壁的清理方法，能够定期对保护管进行清理能够降低光热发电系统的使用成本，同时确保熔盐的光热转化效率；

2、本发明一种用于光热发电系统熔盐管外圆周壁的清理方法，清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ结构相同，唯一区别在于，两者的弧形刷的刷毛长度不同，清理组件Ⅰ对保护管进行初次清理，清理组件Ⅱ则对保护管进行二次清理，在执行清理工序时，弧形刷的刷毛发生形变，且紧贴于保护管外壁上，橡胶螺纹则与保护管外壁发生接触，清理组件Ⅰ与清理组件Ⅱ上的两个弧形刷对保护管外壁包裹的周向长度大于保护管的周长，并且两个弧形刷同样位于保护管的两侧，即能确保对保护管的清理无死角。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为熔盐管的结构示意图；

图2为本熔盐管的剖视图；

图3为壳体的剖视图；

图4为清理组件的结构示意图；

图5为卡板Ⅰ与卡板Ⅱ的配合图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-保护管、2-熔盐管、3-齿带Ⅰ、4-伸缩杆、5-接头、6-活动板、7-固定板、8-弧形凹槽、9-卡板Ⅰ、10-清理组件Ⅰ、11-连接柱、12-双向电机、13-卡板Ⅱ、14-清理组件Ⅱ、15-齿带Ⅱ、16-凸缘、17-驱动齿轮、18-伸缩节、19-调节齿轮、20-随动板、21-齿条、22-销柱、23-弧形刷、24-基板、25-橡胶螺纹。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～5所示，本实施例包括以下步骤：

S₁、将壳体安装在保护管1的端部；

S₂、启动双向电机12，带动驱动齿轮17与齿带Ⅰ3、齿带Ⅱ15配合，以带动卡板Ⅰ9、清理组件Ⅰ10与卡板Ⅱ13、清理组件Ⅱ14进行同步转动；

S₃、当壳体遇到保护管1上的接头时，首先启动两个驱动电机，两个活动板6同步转动至弧形空腔内，直至固定板7的开口完全开放；

S₄、当靠近接头5的卡板Ⅰ9旋转至开口正对连杆时，卡板Ⅰ9在做旋转以及直线运动的同时掠过连杆，两个双向电机12继续转动直至卡板Ⅱ13重复卡板Ⅰ9的运动轨迹；

S₅、在当卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13均完全跨过接头5后，再次启动两个驱动电机，使得两个活动板6重新从弧形空腔中移出，直至两个活动板6与固定板7重新构成一个封闭的圆环；

S₆、启动双向电机12以驱动壳体重新绕保护管1进行直线运动，直至遇到保护管1上的下一个接头5时，卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13再重复进行同样的操作，以完成整个保护管1外壁的清理工序；

其中，壳体滑动设置在保护管1外壁上，沿接头5的周向在其外圆周壁上设有多个伸缩杆4，所述壳体包括呈优弧状的固定板7，在固定板7内部开有弧形空腔，弧形空腔的两端开放，多个伸缩杆4的端部分别与弧形空腔的封闭端连接，两个呈劣弧状的活动板6分别滑动设置在弧形空腔的两端，在弧形空腔内设有两个驱动电机，驱动电机的输出端上设有调节齿轮19，在每一个活动板6内壁上均设有齿带Ⅰ3，在每一个活动板6端部上均设有弧形的随动板20，随动板20置于弧形空腔内，且在随动板20的内壁上设有与调节齿轮19配合的齿条21，沿固定板7所在圆弧的周向在其内壁上开有两个与弧形空腔连通的弧形孔，弧形孔内设有与之匹配的凸缘16，在两个凸缘16的外侧壁上均固定有齿带Ⅱ15，两个齿带Ⅰ3与齿带构成一个封闭的圆环，且一个凸缘16的内侧壁上固定有呈优弧状的卡板Ⅰ9，在另一个凸缘16的内侧壁上固定有呈优弧状的卡板Ⅱ13，卡板Ⅰ9通过连接柱11与卡板Ⅱ13连接，在弧形空腔内设有两个双向电机12，且在双向电机12的两个输出端上均设有与齿带Ⅱ15配合的驱动齿轮17，在所述卡板Ⅰ9的内侧壁上设有清理组件Ⅰ10，在卡板Ⅱ13的内侧壁上设有清理组件Ⅱ14；初始状态下，固定板7与两个活动板6拼接成一个完整的圆，卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13套设在保护管1的外圆周壁上，且卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13的开口相对。

本实施例具体实现时：初始状态下，壳体位于保护管1的端部，避免对熔盐管2的吸热造成干扰，而呈优弧状的且卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13的开口相对，即卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13分别位于保护管1的两侧，确保保护管1两侧均被夹持，固定板7与两个活动板6形成的圆环套设在保护管1外壁上，启动双向电机12，带动驱动齿轮17与齿带Ⅰ3、齿带Ⅱ15配合，以带动卡板Ⅰ9、清理组件Ⅰ10与卡板Ⅱ13、清理组件Ⅱ14进行同步转动，利用清理组件与保护管1之间的摩擦以及伸缩管在周向上的限位，使得壳体能够沿保护管1进行直线运动。

需要进一步说明的是，初始状态下，卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13分别位于保护管1的两侧，即卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13在壳体进行直线运动时始终维持在保护管1上具备两个夹持点，而固定板7、卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13均呈优弧状，即三者均具备同样的开口，能够在控制双向电机12转动速度的前提下，卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13能够先后会掠过接头5以及连杆，并且清理组件Ⅰ10与清理组件Ⅱ14均采用柔性且能够发生一定形变的橡胶材质，即在与接头5外壁接触时，清理组件Ⅰ10与清理组件Ⅱ14局部产生形变后顺利通过接头5，且接头5类似于一个抱箍，其外径相对较小，因此，清理组件Ⅰ10与清理组件Ⅱ14局部产生形变量也相对较小，使得清理组件Ⅰ10与清理组件Ⅱ14通过时遇到的阻力较小。其中，在穿过接头5以及连杆时，齿带Ⅰ3、齿带Ⅱ15始终与驱动齿轮17保持接触。而伸缩杆4则由多个相互卡接的伸缩节18构成，多个伸缩节18的外径逐级递交，且依次套设。

作为优选，固定板7所在圆弧对应的圆心角为200°～240°，能够确保壳体大部分包裹在保护管1上，其中，保护管1的两端通常设置有90度直角，在光热发电系统停机维护时，需要对清理装置进行安装，首先在将两个活动板6打开的前提下，可将位于保护管1始端处的接头5拆除，然后将固定板7沿保护管1轴线套设在保护管1上，再将接头5安装上，即可开始清理工序。

实施例2

如图1～5所示，本实施例在实施例1的基础之上，在所述弧形空腔两端的两个内壁上均设有挡板，在每一个随动板20的两个侧壁上均设有销柱22，初始状态下，随动板20活动贯穿两个挡板之间的间隙后向弧形空腔中部延伸，两个销柱22分别与挡板的内侧壁接触。当两个活动板6完全进入弧形空腔时，调节齿轮19与齿条21之间始终保持接触，以实现对随动板20以及活动板6的限位，而当活动板6从弧形空腔中移出时，为避免其中一个活动板6的移动位移量过大而导致另一个活动板6的移动受阻，本技术方案在弧形空腔两端的两个内壁上分别设有挡板，随动板20上设置销柱22，即活动板6从弧形空腔中移动至其最大位移量时，两个活动板6的端面相对接触，销柱22与挡板的内侧壁接触。在两个活动板6端部相互对接时，卡槽与卡销配合，在卡板Ⅰ9与卡板Ⅱ13旋转移动的过程中，使得固定板7与两个活动板6形成一个稳定的封闭壳体。

其中，在所述清理组件Ⅰ10与清理组件Ⅱ14结构相同，且清理组件Ⅰ10包括优弧状的支撑板，沿支撑板所在圆弧的轴向在其内壁上间隔设置有多个弧形刷23，在相邻的两个弧形刷23之间设有呈弧形的基板24，且在基板24的内侧上设有多个橡胶螺纹25，清理组件Ⅰ10中的弧形刷23的刷毛长度为L，清理组件Ⅱ14中的弧形刷23的刷毛长度为M，且满足L＞M；使用时，弧形刷23、橡胶螺纹25始终保持与保护管1的外圆周壁接触。进一步地，清理组件Ⅰ10与清理组件Ⅱ14结构相同，唯一区别在于，两者的弧形刷23的刷毛长度不同，清理组件Ⅰ10对保护管1进行初次清理，清理组件Ⅱ14则对保护管1进行二次清理，在执行清理工序时，弧形刷23的刷毛发生形变，且紧贴于保护管1外壁上，橡胶螺纹25则与保护管1外壁发生接触，清理组件Ⅰ10与清理组件Ⅱ14上的两个弧形刷23对保护管1外壁包裹的周向长度大于保护管1的周长，并且两个弧形刷23同样位于保护管1的两侧，即能确保对保护管1的清理无死角；同理地，在两个橡胶螺纹25与保护管1外壁接触时，利用两者之间的滑动摩擦，能够带动壳体沿保护管1的轴线进行直线运动。

实施例3

如图1～5所示，本实施例在实施例1的基础之上，在所述固定板7两端端面上均开有弧形凹槽8，所述弧形凹槽8与接头5相契合。在壳体位于保护管1的始端或是移动至保护管1的终端时，壳体内各电器件处于闲置状态，固定板7两端的弧形凹槽8能够搭接在接头5上，弧形凹槽8与接头5外壁之间具备一定的静摩擦力，与壳体完全套设在保护管1上相比，整个装置与保护管1、接头5的接触面积更大，受力更加平衡，避免装置在保护管1上发生转动，并且驱动电机以及双向电机12的转速预先设定好，处于稳定状态的各部件能够确保整个壳体顺利穿过接头5以及连杆。

作为优选，由于弧形空腔内的空间有限，为避免弧形空腔内各部件之间发生相互干扰，对此，在驱动齿轮17与弧形空腔正对齿带Ⅱ15的侧壁之间留有间隙，在活动板6回缩至弧形空腔中后，随动板20能够穿过间隙。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。