一種基于清洗車隔音屏清洗裝置的設計與運用

摘 要：現有隔音屏清洗裝置一般采用滾刷或者高壓噴管裝置對隔音屏的立面進行清洗。但現有隔音屏種類繁多，現有裝置無法因地制宜，在作業之后容易存在死角，無法滿足清洗要求，同時隔音屏清洗車價格普遍昂貴，結構復雜，操作難度大。本文針對清洗車的隔音屏清洗裝置進行設計分析，采用上下活動噴管作為清洗裝置，通過氣缸控制各噴管角度，實現多角度清洗隔音屏的功能，結構簡單，改裝費用低，操作方便，同時能適配不同種類的隔音屏，使隔音屏的清洗達到最佳的清洗效果。

關鍵詞：清洗車 隔音屏清洗 多角度噴桿

1 緒論

隨著城市道路的不斷發展，空間式道路設計已成為城市道路設計的主要發展方向，尤其是地下隧道、高架橋等道路的建設；同時人居環境的要求不斷升級，為了防治地下隧道、高架橋等設施對周圍居住人員的影響，一般設置有隔音屏裝置，用于防治車輛噪聲對周圍環境的影響。對隔音屏的機械化清洗設備將作為清洗隔音屏的主要手段。

目前國內隔音屏的清洗一般采用環衛設備廠家提供的隔音屏清洗車，通過旋轉臂、滾刷、噴桿等裝置實現對隔音屏的清洗。但隔音屏清洗車的價格較高，一臺車動輒上百萬，存在車輛的功能單一，車輛使用率低，旋轉臂結構復雜，清洗角度單一，故障率高等問題。又因各個地區的隔音屏種類存在差異，外形、角度均不一致，通過隔音屏清洗車已無法滿足市面的環衛需求。

2 基于清洗車隔音屏清洗裝置的設計

2.1 隔音屏清洗裝置噴管的設計

2.1.1 噴嘴的布置及選型

目前市面上清洗車的制造商繁多，性能及特點也各有優劣。但使用的高壓水泵的流量及壓力參數基本一致，所以本文裝置的設計參數能滿足市面上大部分清洗車的改裝需求。

本文選用市面上常用的清洗車高壓水泵參數為額定流量142L/min，額定壓力10Mpa。選用高架公路使用的隔音屏為例，具體尺寸見附圖1，進行本裝置設計、使用進行闡述。

如附圖1所示，隔音屏結構分兩部分，分別是第一段垂直于地面部分長度為2500mm及第二段與垂直面呈150°夾角長度為900mm。該隔音屏時需設計兩段噴管進行清洗。隔音屏清洗應選用扇形截面噴嘴，表1可知：扇形噴嘴噴射角度越大，噴嘴打擊力占總理論打擊力的百分比越小；結合表1及表2以及同時考慮噴嘴數量可知噴嘴型號選用5004噴嘴為宜。

根據清洗寬度要求，第一段噴嘴布置如圖2所示，相鄰噴嘴距離為150mm，作業時噴嘴出水口距離隔音屏尺寸為200mm，此時噴嘴水線搭接量為30mm，16個噴嘴清洗寬度為2550mm，滿足清洗寬度要求。

如圖3所示，為第二段隔音屏清洗噴嘴布置圖，布置尺寸與第一段布置一致，6個噴嘴滿足清洗寬度要求。

根據實際作業情況，清洗壓力為4Mpa時能滿足隔音屏清洗效果，根據表3當壓力為4Mpa時，單個噴嘴流量為5.7L/min，高壓水泵最大流量為142L/min，總噴嘴數量為22個，作業總流量為125.4L/min，高壓水泵流量滿足作業要求。

2.1.2 噴管的選型

目前市面上噴管的制作一般有兩種方式：第一種，采用鐵質管焊接成型；第二種，采用鋁合金管，通過機械加工制作成型。第一種造價低，重量較重，同時存在噴管在焊接的過程中容易發生變形，導致噴嘴水線無法正常搭接，影響清洗效果，第二種造價相對較高，噴管重量輕，制作過程噴管形變較小，精度較高。

根據流體流速的要求，水流量≤40L/min，選擇內徑≥8mm的高壓管；40L/min＜水流量＜80L/min，選擇內徑≥13mm的高壓管；水流量≥80L/min，選擇內徑≥16mm的高壓管。

為保證較好的清洗效果，本裝置噴管選用內徑20mm鋁合金管進行制作，以達到最佳的清洗效果。

2.2 隔音屏清洗裝置結構的設計

本文提出的隔音屏清洗裝置如圖4所示，序號1為第一段噴管總成，序號2為擺臂1，序號3為底座，序號4為擺臂2，序號5為第一段噴管氣缸，序號6為噴管固定座，序號7為第二段噴管氣缸，序號8為第二段噴管總成。

序號1第一段噴管總成包含噴管及噴嘴，通過騎馬螺栓固定在序號6噴管固定座上；序號擺臂1與序號6噴管固定座及序號3底座鉸接；序號4擺臂2與序號6噴管固定座及序號3底座鉸接；序號五第一段噴管氣缸與序號4擺臂2及序號3底座鉸接；當第一段噴管氣缸伸出時，通過兩個擺臂控制第一段噴管總成處于垂直地面狀態，此時裝置處于車輛隔音屏清洗狀態；當第一段噴管氣缸回收時，通過兩個擺臂控制第一段噴管總成處于平行于地面狀態，此時裝置處于車輛轉場狀態。

序號8第二段噴管總成包含噴管及噴嘴，與序號6噴管固定座鉸接；序號7第二段噴管氣缸采用帶機械限位裝置氣缸，該氣缸可在活塞桿任意位置停留并形成限位，序號7第二段噴管氣缸與序號6噴管固定座及序號8噴管鉸接；序號7第二段噴管氣缸可控制序號8第二段噴管總成與序號6第一段噴管總成的夾角在90°至180°之間的任意角度。

如圖5所示，為清洗裝置安裝在車輛前部的視圖，清洗裝置處回收狀態裝置寬度為2450mm，根據車輛通過性法規要求：車輛外寬不得超過2550mm，清洗裝置寬度不超過整車寬度，故加裝本裝置不影響車輛通過性，同時適配不同品牌環衛車的改裝。

本裝置采用清洗車進行改裝，為不影響清洗車的使用功能，本裝置在清洗車控制前清洗架球閥前部增加三通及控制球閥，通過膠管將清洗車的高壓水源引至車輛前部的兩段噴管總成上。

當車輛進行隔音屏清洗作業時，第一步將序號5第一段噴管氣缸伸出，通過序號3擺臂1及序號4擺臂2使序號1第一段噴管總成及序號3噴管固定座處于地面垂直狀態；第二步將車輛行駛至隔音屏側面；第三步通過調節序號7第二段噴管氣缸調整序號8第二段噴管總成的角度，使序號8第二段噴管總成與隔音屏上方平面角度平行，使隔音屏清洗裝置兩段噴管的清洗角度與隔音屏角度完全貼合，達到最佳的隔音屏清洗效果，如附圖六所示；第四步啟動清洗車上裝發動機使高壓水泵工作，同時打開隔音屏清洗裝置的高壓水控制球閥，此時隔音屏清洗噴管開始噴水作業，此時駕駛員觀察噴嘴與隔音屏的距離調整好位置后正常行駛即可對隔音屏完成清洗工作。

3 結語

本文針對清洗車的隔音屏清洗裝置進行設計分析，提供一種采用上下活動噴桿作為隔音屏的清洗裝置，通過高壓水流對隔音屏清洗壓力的設定，以及清洗車高壓水泵的參數選型噴嘴型號及噴管布置方式；同時根據市面的隔音屏尺寸，設計旋轉裝置，使本清洗裝置能實現最佳的隔音屏清洗效果。

通過兩個氣缸分別控制隔音屏清洗裝置的兩段噴管的旋轉，實現裝置回收時滿足車輛正常行駛及清洗隔音屏作業狀態切換；同時作業時可根據氣缸來調整第二段噴管的角度，使隔音屏清洗裝置與隔音屏角度完全貼合，使本裝置適應各種不同尺寸的隔音屏清洗，具備較強的通用性。

本清洗裝置采用上下活動噴管作為清洗裝置，通過氣缸控制各噴管角度，實現多角度清洗隔音屏的功能，結構簡單，改裝費用低，操作方便，同時能適配不同種類的隔音屏，使隔音屏的清洗達到最佳的清洗效果。

采用清洗車進行加裝本裝置進行隔音屏清洗工作，不但豐富了清洗車的工作功能，達到一車多用，也大大提升了清洗車的使用率，同時也提升了隔音屏清洗效率，進一步減少市政環衛服務的運營成本。

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