一种基于清洗车隔音屏清洗装置的设计与运用
摘要：现有隔音屏清洗装置一般采用滚刷或者高压喷管装置对隔音屏的立面进行清洗。但现有隔音屏种类繁多，现有装置无法因地制宜，在作业之后容易存在死角，无法满足清洗要求，同时隔音屏清洗车价格普遍昂贵，结构复杂，操作难度大。本文针对清洗车的隔音屏清洗装置进行设计分析，采用上下活动喷管作为清洗装置，通过气缸控制各喷管角度，实现多角度清洗隔音屏的功能，结构简单，改装费用低，操作方便，同时能适配不同种类的隔音屏，使隔音屏的清洗达到最佳的清洗效果。
关键词：清洗车隔音屏清洗多角度喷杆
随着城市道路的不断发展，空间式道路设计已成为城市道路设计的主要发展方向，尤其是地下隧道、高架桥等道路的建设；同时人居环境的要求不断升级，为了防治地下隧道、高架桥等设施对周围居住人员的影响，一般设置有隔音屏装置，用于防治车辆噪声对周围环境的影响。对隔音屏的机械化清洗设备将作为清洗隔音屏的主要手段。
目前国内隔音屏的清洗一般采用环卫设备厂家提供的隔音屏清洗车，通过旋转臂、滚刷、喷杆等装置实现对隔音屏的清洗。但隔音屏清洗车的价格较高，一台车动辄上百万，存在车辆的功能单一，车辆使用率低，旋转臂结构复杂，清洗角度单一，故障率高等问题。又因各个地区的隔音屏种类存在差异，外形、角度均不一致，通过隔音屏清洗车已无法满足市面的环卫需求。
2基于清洗车隔音屏清洗装置的设计
2.1隔音屏清洗装置喷管的设计
2.1.1喷嘴的布置及选型
目前市面上清洗车的制造商繁多，性能及特点也各有优劣。但使用的高压水泵的流量及压力参数基本一致，所以本文装置的设计参数能满足市面上大部分清洗车的改装需求。
本文选用市面上常用的清洗车高压水泵参数为额定流量142L/min，额定压力10Mpa。选用高架公路使用的隔音屏为例，具体尺寸见附图1，进行本装置设计、使用进行阐述。
如附图1所示，隔音屏结构分两部分，分别是第一段垂直于地面部分长度为2500mm及第二段与垂直面呈150°夹角长度为900mm。该隔音屏时需设计两段喷管进行清洗。隔音屏清洗应选用扇形截面喷嘴，表1可知：扇形喷嘴喷射角度越大，喷嘴打击力占总理论打击力的百分比越小；结合表1及表2以及同时考虑喷嘴数量可知喷嘴型号选用5004喷嘴为宜。
根据清洗宽度要求，第一段喷嘴布置如图2所示，相邻喷嘴距离为150mm，作业时喷嘴出水口距离隔音屏尺寸为200mm，此时喷嘴水线搭接量为30mm，16个喷嘴清洗宽度为2550mm，满足清洗宽度要求。
如图3所示，为第二段隔音屏清洗喷嘴布置图，布置尺寸与第一段布置一致，6个喷嘴满足清洗宽度要求。
根据实际作业情况，清洗压力为4Mpa时能满足隔音屏清洗效果，根据表3当压力为4Mpa时，单个喷嘴流量为5.7L/min，高压水泵最大流量为142L/min，总喷嘴数量为22个，作业总流量为125.4L/min，高压水泵流量满足作业要求。
2.1.2喷管的选型
目前市面上喷管的制作一般有两种方式：第一种，采用铁质管焊接成型；第二种，采用铝合金管，通过机械加工制作成型。第一种造价低，重量较重，同时存在喷管在焊接的过程中容易发生变形，导致喷嘴水线无法正常搭接，影响清洗效果，第二种造价相对较高，喷管重量轻，制作过程喷管形变较小，精度较高。
根据流体流速的要求，水流量≤40L/min，选择内径≥8mm的高压管；40L/min＜水流量＜80L/min，选择内径≥13mm的高压管；水流量≥80L/min，选择内径≥16mm的高压管。
为保证较好的清洗效果，本装置喷管选用内径20mm铝合金管进行制作，以达到最佳的清洗效果。
2.2隔音屏清洗装置结构的设计
本文提出的隔音屏清洗装置如图4所示，序号1为第一段喷管总成，序号2为摆臂1，序号3为底座，序号4为摆臂2，序号5为第一段喷管气缸，序号6为喷管固定座，序号7为第二段喷管气缸，序号8为第二段喷管总成。
序号1第一段喷管总成包含喷管及喷嘴，通过骑马螺栓固定在序号6喷管固定座上；序号摆臂1与序号6喷管固定座及序号3底座铰接；序号4摆臂2与序号6喷管固定座及序号3底座铰接；序号五第一段喷管气缸与序号4摆臂2及序号3底座铰接；当第一段喷管气缸伸出时，通过两个摆臂控制第一段喷管总成处于垂直地面状态，此时装置处于车辆隔音屏清洗状态；当第一段喷管气缸回收时，通过两个摆臂控制第一段喷管总成处于平行于地面状态，此时装置处于车辆转场状态。
序号8第二段喷管总成包含喷管及喷嘴，与序号6喷管固定座铰接；序号7第二段喷管气缸采用带机械限位装置气缸，该气缸可在活塞杆任意位置停留并形成限位，序号7第二段喷管气缸与序号6喷管固定座及序号8喷管铰接；序号7第二段喷管气缸可控制序号8第二段喷管总成与序号6第一段喷管总成的夹角在90°至180°之间的任意角度。
如图5所示，为清