用于运输/储存液态气体的罐的除垢设备的制作方法

1.本发明涉及一种用于对容纳液态气体的罐的金属膜进行除垢的设备。本发明涉及这种罐的制造或维护领域。


背景技术：

2.在以液体形式运输和/或储存气体的工业中，已知的做法是使用其结构确保密封和热保护功能的罐。这种罐包括确保密封功能的至少一个金属膜。金属膜包括在罐的构造中焊接在一起的多个金属片。在标准情况下，使用不锈钢需要对焊缝进行除垢。目前，金属膜的这种除垢是手动进行的，例如使用金属刷或通过酸钝化。
3.在其他情况下，金属膜可能生锈或被弄脏，例如在金属片焊接操作期间，或者当诸如干空气发生器故障的事件或当意外火灾发生时，或者甚至当海水进入时，这种事件是膜上沉积物的发生器。由于该膜旨在与液态气体接触，因此有必要对罐的金属膜进行除垢，以避免腐蚀的发展。
4.这两种类型的除垢需要很长时间来实施，并且涉及大量的财务手段。
5.也存在可行的激光投射头能够对金属壁除垢，但是这些都是手动的，并且不适合用于储存或运输液态气体的膜罐中。因此，它们不能解决金属膜除垢所花费的时间损失的问题。
6.本发明使得可以以自动化方式进行罐的金属膜的除垢，同时节省了时间和财务资源。


技术实现要素：

7.本发明包括一种用于对运输和/或储存液态气体的罐的金属膜进行除垢的设备，该设备包括:
[0008]-至少一个导轨，被构造为固定到金属膜，
[0009]-用于投射激光束的至少一个投射头，被构造成对金属膜进行除垢，
[0010]-至少一个支撑件，置于投射头和导轨之间，并被构造成沿着导轨移位，
[0011]
其特征在于，除垢设备包括允许激光束在金属膜上的冲击点相对于金属膜运动的装置，该运动不同于支撑件在导轨上施加的移位。
[0012]
金属膜的除垢应该理解为消除例如沉积在金属膜的内部面上的杂质或氧化层，例如在焊接操作之后或在工地上发生的罐污染之后。因此，根据本发明的除垢设备被构造成在膜制造操作期间，例如在该膜的两个组成片之间的焊接期间，或者在这种制造之后，对金属膜进行除垢。在后一种情况下，本发明是非常有利的，因为它避免了必须在罐内升起脚手架才能到达污染区域。
[0013]
除垢设备包括固定到金属膜的导轨。导轨可以被固定，例如通过抓持膜的特定形式，例如形成在波纹相交处的节点——当膜设置有其时。
[0014]
也可以使用金属膜的元件，以便该元件用作导轨，例如金属膜的凸起边缘，如下所
述。导轨可以具有完全直的或弯曲的轨迹。
[0015]
支撑件例如通过结合在导轨的一端而固定到导轨上，并且被构造成沿着导轨滑动。支撑件可以例如是电动的，以根据导轨的轨迹施加移位。
[0016]
激光束投射头通过任何固定装置连接到支撑件上。因此，当支撑件在导轨上移位时，它被支撑件驱动。如下文所述，投射头被构造成投射其特性适于金属膜除垢操作的激光束。激光束投射到金属膜的待除垢区域，形成激光束在金属膜上的冲击点。正是在这个冲击点处进行除垢。
[0017]
激光束的冲击点的运动可以取决于支撑件沿导轨的移位。事实上，由于投射头由支撑件承载，激光束的冲击点可以跟随支撑件的移位。本发明是可识别的，因为它包括当支撑件沿着导轨移位时，允许激光束投射头相对于支撑件运动的装置。该定义不包括在将投射头安装在支撑件上的操作过程中、在除垢设备的制造或维护过程中发生的任何运动。因此，应当理解，激光束的冲击点不仅仅由支撑件沿着导轨的移位来引导。
[0018]
允许投射头相对于支撑件运动的装置是变化的。例如，它们可以是驱动投射头的运动或作用在激光束的轨迹上的任何其他元件的运动的装置，并且独立于支撑件这样做。因此，根据本发明的实施例，投射头可以例如相对于支撑件枢转或平移。该装置是用于相对于支撑件枢转或平移投射头的枢转装置和/或平移装置。在这样的实施例中，投射头可以像允许投射头运动的装置所能允许的一个自由度那样自由地枢转和/或平移。还可以参数化除垢设备，以便除垢设备仅允许投射头的有限数量的位置。在该实施例中，允许投射头运动的装置仅在投射头的位置改变事件中起作用。替代地或附加地，该装置可以包括反射表面，该反射表面使光束朝向待除垢的膜偏转。反射表面可以例如采取反射模块的形式，该反射模块直接结合在投射头的结构内，并允许激光束的冲击点在至少两个不同的平面内运动，或者反射表面例如采取反射镜的形式，该反射镜结合在支撑件上并设置在从投射头发出的激光束的轨迹上。
[0019]
激光束的冲击点的运动是根据金属膜的形式或要在其上执行的除垢操作的类型来执行的。在本发明的描述过程中给出了关于运动和允许这种运动的装置的细节。
[0020]
根据本发明的一个特征，投射头被构造成以20w到200w之间的光束功率投射激光束。为了确保除垢功能而不破坏膜，投射的激光束具有足够的功率来对其所投射的金属膜的内部面有效地除垢。激光束的功率具有最大阈值，以便不损坏罐的金属膜。
[0021]
根据本发明的特征，投射头被构造成以100khz至250khz之间的脉冲频率投射激光束。根据本发明的特征，投射头被构造成以100khz至200khz之间的脉冲频率投射激光束。激光投射头投射所谓的脉冲激光束。脉冲激光器发射光脉冲，光脉冲使得可以在脉冲期间增加激光器的功率同时保持相同的能量消耗。脉冲产生热量，这有助于金属膜的表面的除垢。因此，激光束的脉冲频率在100khz至200khz之间。换句话说，投射头每5到10微秒的时间间隔投射一个脉冲。
[0022]
根据本发明的特征，投射头被构造成以1064nm /-5％的波长投射激光束。
[0023]
根据本发明的特征，投射头包括用于聚焦激光束的至少一个聚焦透镜。使透镜处于激光束发射水平的事实使得可以增加其密度。因此，激光除垢更有效。
[0024]
根据本发明的特征，用于聚焦激光束的聚焦透镜的焦距在80mm至360mm之间。激光束的光密度最高的点对应于透镜的焦距，即透镜与所述点的分离距离。换句话说，为了最佳
除垢，透镜和待除垢的金属膜的区域之间的距离应该等于或基本等于透镜的焦距，即根据所使用的透镜在80mm和360mm之间。
[0025]
根据本发明的特征，支撑件被构造成以25至72cm/min的速度在导轨上移位。尽管除垢设备包括允许激光束的冲击点的运动不同于支撑件的移位的装置，但是其速度在激光束的冲击点的运动中起作用。因此，支撑件以过快的速度移位会产生同样过快的激光束冲击点的运动，这引起无效的除垢。相反，冲击点的运动太慢会使后者保持在金属膜的某一点，并在激光束的功率下导致其材料损坏。为了避免这两种特殊情况，支撑件的移位速度必须保持在25到72cm/min之间。
[0026]
根据本发明的特征，允许冲击点相对于支撑件运动的装置可以被构造成使得投射头遵循与金属膜的轮廓互补的轮廓。如前所述，激光束冲击点的运动是基于金属膜的形式进行的。因此，可以修改投射头的位置以适应金属膜的轮廓，以便根据情况尽可能有效地进行除垢操作。
[0027]
根据本发明的特征，允许冲击点运动的装置可以包括设置在投射头内的反射模块，该反射模块被构造为确保冲击点在至少两个不同平面内的运动。反射模块放置在投射头的一端，激光束从该端发射。反射模块可以例如采取一组可移动反射镜的形式，以根据需要确保激光束在投射头的输出端处的取向。因此，反射模块允许激光束的冲击点在至少两个不同的平面中运动。换句话说，冲击点相对于金属膜的运动可以在多个方向上进行，这受到反射模块的能力的限制。
[0028]
根据本发明的一个特征，允许冲击点运动的装置被构造为相对于金属膜的法线以5
°
到70
°
之间的入射角倾斜投射头。换句话说，投射的激光束根据5
°
到70
°
之间的入射角到达要除垢的表面。当要除垢的金属膜是例如用于运输和/或储存mark型液体形式的气体的罐的金属膜时，这种倾斜是有益的。
[0029]
根据本发明的特征，投射头可以被构造为采用相对于金属膜的法线的至少一个固定的倾斜位置。投射头可以被参数化，以仅允许一定数量的位置，这些位置根据投射头的倾斜角度而不同。因此，这些位置保持固定，激光束冲击点的运动完全取决于支撑件沿导轨的移位。换句话说，允许不同于支撑件沿着导轨的移位的、冲击点相对于金属膜的运动的装置仅当投射头从一个固定位置转换到另一个固定位置时才起作用，此时投射头被构造成采用至少两个固定位置。
[0030]
根据本发明的特征，除垢设备被构造成对金属膜的至少一个焊缝进行除垢。金属膜焊接操作后形成的焊缝必须被除垢。焊接操作可以例如在金属膜的两个金属板之间的接合处进行，以便固定它们。这种焊接操作导致焊缝的出现，并且不可避免地导致由焊接设备引起的氧化层和/或杂质层。这种杂质层和/或氧化层必须在罐投入使用前消除。除垢设备的通过，更具体地说是激光束在焊缝上的通过，使得可以从焊缝上消除杂质层和/或氧化层。
[0031]
根据本发明的特征，支撑件可以承载至少一个焊接头。因此，除垢设备同时执行两个操作，即金属膜的焊接，然后是对由焊接头形成的焊缝的除垢。因此，两个头一个设置在另一个后面，相对于支撑件在导轨上的移位，投射头设置在焊接头部之后。
[0032]
根据本发明的特征，允许冲击点运动的装置被构造成将激光束的该冲击点与焊接头形成的焊接弧分开大于或等于80mm的距离。由于焊接操作是在高温下进行的，所以焊接
操作之后新形成的焊缝的温度为几百度。为了避免在除垢过程中产生新的氧化物层，在激光束通过焊缝之前，焊缝的温度必须低于150℃。为此，在焊接头的焊接弧和激光束的冲击点之间必须施加至少80mm的距离，以便焊缝足够冷。
[0033]
根据本发明的特征，金属膜可以包括至少一个波纹，允许冲击点运动的装置被构造成使得投射激光束的投射头遵循金属膜的波纹的轮廓。当承载罐的容器运动时，罐的金属膜上波纹的存在允许其变形。当金属膜至少包括波纹，并且焊接头形成覆盖波纹形状的焊缝时，除垢操作证明相比于金属膜的平坦部分的除垢更困难。允许运动的装置通过枢转或平移投射头来减轻这种困难，使得投射头、更具体地说激光束从其发出的端部跟随波纹的形式，并有效地去除金属膜的波纹。枢转可以例如使用设置在投射头和支撑件之间的旋转轴来执行，并且通过结合在投射头或支撑件中的马达来执行。这种组织使得保持激光束在膜上的入射角成为可能，即使当存在波纹时。
[0034]
根据本发明的特征，除垢设备可以包括至少两个投射头，其将激光束投射到同一支撑件上。在该实施例中，除垢设备包括多个投射头。每个投射头投射自己的激光束，并且可以借助于允许特定于它的运动的装置而枢转。
[0035]
根据本发明的特征，第一投射头以逆时针方向测量的5
°
到70
°
之间的角度取向，第二投射头以顺时针方向测量的5
°
到70
°
之间的角度取向。换句话说，投射头被取向成使得当金属膜是平坦的时，投射头中的每一个投射它们的激光束，以仅形成接触金属膜的单个冲击点。当来自投射头的激光束覆盖金属膜的波纹时，相对于所述投射头中的每一个的取向，投射头中的每一个将其激光束投射到波纹的一部分上。投射头的这种布置使得可以避免除垢设备内的过度极端运动。此外，当第一投射头或第二投射头中的一个位于被另一个投射头除垢的波纹的所述部分处时，可以通过停止激光束从第一投射头或第二投射头的投射来限制除垢装置的能量消耗。
[0036]
根据本发明的一个特征，引发激光束的冲击点相对于金属膜运动的装置可以包括至少一个反射装置，来自投射头的激光束在所述至少一个反射装置上被反射向金属膜。在该实施例中，投射头是固定的，并且投射激光束而没有其枢转的可能性。设置在激光束的轨迹上的反射装置通过直接反射使激光束偏转，并使其朝向金属膜返回。反射装置的枢转可以例如使用马达和旋转轴来执行。
[0037]
根据本发明的一个特征，支撑件可以采取悬在金属膜上的台架的形式。在该实施例中，台架用作支撑件，并且可以例如包括在待除垢的金属膜的区域的任一侧延伸的两个立柱。如下文所述，投射头因此从台架悬在金属膜的所述区域上。
[0038]
根据本发明的特征，金属膜可以包括通过至少一个凸起边缘彼此连接的至少两个金属条，导轨由凸起边缘中的至少一个形成，并且有利地由两个凸起边缘形成，投射头被构造为对凸起边缘中的至少一个进行除垢。与前面的实施例相反，在前面的实施例中，导轨不同于膜，并且通过任何固定装置固定到罐上，在这里，金属膜的凸起边缘用作导轨。因此，该实施例避免了导轨的增加，以及一旦除垢操作完成要进行的导轨的安装和拆卸。该实施例尤其适用于例如具有no96型金属膜的罐。
[0039]
根据本发明的特征，支撑件可以由驱动构件沿着导轨驱动，该驱动构件包括支承抵靠导轨的至少一个轮和支承在金属膜的平坦部分上的至少一个滚柱。换句话说，驱动构件在操作时允许台架沿着凸起边缘移位，或者更一般地说，允许支撑件沿着导轨移位。轮支
承在凸起的边缘上，以便跟随凸起边缘的轨迹。轮可以通过电马达旋转，从而驱动轮的旋转。滚柱支承在金属膜的平坦部分上，并且它被轮旋转的事实保证了台架在金属膜上沿着其凸起边缘的移位。
[0040]
根据本发明的一个特征，允许冲击点运动的装置包括用于在位于台架的两个立柱之间的滑道上平移投射头的设置。滑道用于在金属膜上机械地保持和滑动投射头。滑道例如可以置于支撑件的两个立柱之间，从而形成台架。
[0041]
根据另一个特征，该装置包括固定到投射头的齿轮，且包括蜗杆。后者可以从支撑件的一个立柱延伸到另一个立柱。投射头包括齿轮，例如螺母，其可以相对于投射头固定。替代地，蜗杆可以被固定，并且旋转的是齿轮，从而驱动投射头的平移。
[0042]
因此，在驱动投射头行进时，齿轮可以沿着蜗杆平移。蜗杆和齿轮之间的关联形成了允许激光束投射头运动的装置的组成子组件。因此，投射头能够在除了台架的移位方向之外的方向上执行往复运动，特别是与该移位方向成直角。台架的移位和投射头的平移运动的组合允许由台架界定的金属膜的部分的完全除垢。替代地，齿轮也可以设置在金属臂中，该金属臂在滑道上滑动并支承投射头，从而在投射头和台架之间产生除垢。这种替代方案允许投射头对金属膜的某些区域进行除垢，而台架不会通过在激光束和金属膜之间形成障碍来阻碍除垢操作。
[0043]
借助于前面描述的反射模块，当投射头位于蜗杆的一端时，投射头可以投射激光束，该激光束的轨迹被反射模块修改，以便对用作台架的导轨的凸起边缘除垢，尽管事实上投射头并不竖直地位于凸起边缘的中心。这是反射模块的一个有利功能，因为凸起边缘是金属膜的对其进行除垢特别繁琐的元件。更一般地，如前所述，反射模块允许激光束的冲击点在至少两个不同的平面内运动，例如彼此成直角的两个平面。因此，激光束的冲击点可以覆盖金属膜的在两个不同平面中延伸的区域，并且这样做不需要投射头沿着蜗杆运动。
[0044]
根据本发明的特征，投射头与金属膜的距离恒定。在该实施例中，除垢设备的功能是对金属膜的平坦部分进行除垢。
[0045]
本发明还包括一种用于对以液体形式运输和/或储存气体的罐的金属膜进行除垢的方法，该方法实施了如前所述的除垢设备，并且包括：
[0046]-在金属膜的待除垢的区域中将支撑件放置在导轨上的步骤，
[0047]-激活激光束投射头的步骤，
[0048]-相对于金属膜移动激光束的冲击点的步骤，
[0049]-在导轨上移位支撑件的步骤。
[0050]
上面列出的最后三个步骤可以按任何顺序相继执行。替代地，最后三个步骤可以同时执行。
[0051]
根据本发明的特征，除垢方法可以包括当投射头相对于金属膜的法线以0
°
/-1
°
定位时中断激光束的步骤。如前所述，允许冲击点运动的装置被构造成根据5
°
至70
°
的入射角倾斜投射头。这个倾斜角度除了有利于金属膜的波纹的除垢之外，还可以避免投射头上的直接反射和对其造成损坏。然而，由于允许冲击点运动的装置在某些情况下可以驱动投射头的枢转，因此在投射头的操作中，投射头将至少偶尔相对于法线以0
°
/-1
°
定位为。当除垢设备对波纹的顶部进行除垢时，或者在波纹除垢后投射头枢转以重新调整时，会发生这种情况。因此，投射头可以例如包括传感器，该传感器能够在每次投射头相对于金属膜的
法线以0 /-1
°
定位时中断激光束。除垢方法中的这一附加步骤可以避免损坏投射头。可以理解，该角度是在激光束的方向和冲击点处金属膜的法线之间测量的。
附图说明
[0052]
一方面通过阅读以下说明，另一方面通过参考附图以指示性和非限制性的方式给出的几个示例性实施例，本发明的其他特征和优点将更加清楚地显现，在附图中:
[0053]
图1是根据本发明的除垢设备的第一实施例的示意图；
[0054]
图2是包括反射模块的投射头的示意图；
[0055]
图3示出了处于两个不同位置的根据第一实施例的除垢设备；
[0056]
图4是根据本发明的除垢设备的第二实施例的示意图；
[0057]
图5是根据本发明的除垢设备的第三实施例的示意图；
[0058]
图6是根据本发明的除垢设备的第四实施例的示意图；
[0059]
图7是当除垢设备对金属膜的波纹进行除垢时，除垢设备的第四实施例的示意图；
[0060]
图8是根据本发明的除垢设备的第五实施例的示意图；
[0061]
图9是根据本发明的除垢设备的第六实施例的示意图；
[0062]
图10是第六实施例的俯视图。
具体实施方式
[0063]
在以下对除垢设备及其组成元件的描述中，参考标号lv、vt和lt代表详细描述中各种元件的取向。纵向方向l对应于平行于形成在金属膜上的焊缝或金属膜的凸起边缘的轴线，竖直方向v对应于竖直轴线，横向方向t对应于与纵向轴线l和竖直轴线v成直角的轴线。
[0064]
图1表示设置在用于岸上或浮动结构的罐的金属膜5上的除垢设备1。金属膜5对罐中包含的液态气体形成密封屏障。
[0065]
金属膜5包括在纵向轴线l上延伸的至少一个平坦部分55和至少一个波纹52，作为指示，波纹52使得可以允许罐变形。显然，金属膜5包括以直角交叉的几个波纹系列。
[0066]
除垢设备1包括导轨4、投射头3和置于投射头3和导轨4之间的支撑件2。导轨4通过连接脚16固定到金属膜5上，连接脚16例如固定到形成在波纹的相交处的节点。
[0067]
在图1中，除垢设备1用于对金属膜5的焊缝51上形成的杂质或氧化层54进行除垢。焊缝51可以例如由焊接机器人形成，焊接机器人独立于除垢设备1，并且在图1中未示出。因此，导轨4固定到金属膜5上，以便平行于焊缝51移位，以便除垢设备1能够对形成在焊缝51上的杂质层或氧化层54进行除垢。
[0068]
支撑件2固定到导轨4上，例如通过具有与导轨4的形式互补的形式的装配件。支撑件2是电动的，并且包括用于在平行于纵向轴线l的方向上在导轨4上被移位的移位设备，该方向由箭头22示出。为了简化详细描述和所有附图，支撑件的移位被示出在单一方向上，但是很明显支撑件可以在箭头22所示的第一方向上或在与箭头22所示方向相反的方向上移位。
[0069]
支撑件2的移位以根据需要变化的速度建立，然而对于根据本发明的所有实施例，该速度在25至72cm/min之间。
[0070]
支撑件2包括延伸到投射头3的旋转轴21。旋转轴21具有主延伸尺寸，使得投射头3悬在焊缝51上。在图1中，投射头3具有截头棱锥形状。然而，显而易见的是，只要投射头3确保其功能，它可以具有另一种形状。
[0071]
通过其特征，投射头3被构造成投射能够对焊缝51除垢的激光束6。因此，投射头3包括能够发射激光束6的光束发生器(图1中未示出)。为了解决除垢功能，并且对于所有附图，投射头3被构造为以20w到200w之间的激光束功率、100khz到250khz之间的脉冲频率以及1064nm /-5％的波长来投射激光束6。
[0072]
作为用于厚度为1至1.5mm的膜形式的304l型钢的例子，功率为100w /-20％、脉冲频率为200khz /-5％且波长为1064nm /-5％的激光束6已经证明了其除垢的有效性。
[0073]
根据厚度为1至1.5mm的膜形式中使用的具有36％的镍的铁合金的另一个例子，功率为100w /-20％、脉冲频率为150khz /-5％并且波长为1064nm /-5％的激光束6已经证明了其对具有普遍腐蚀的表面除垢的有效性。
[0074]
投射头3可以包括一个或多个聚焦透镜34，用于聚焦激光束6，焦距在80mm至360mm之间。激光束6从投射头3延伸，在冲击点61到达焊缝51。正是在冲击点61处，杂质层或氧化层54从焊缝51被消除，焊缝51因此被除垢。随着支撑件2根据移位22在导轨4上移位，投射头3因此通过在焊缝51的轨迹上行进而被支撑件2驱动。激光束6因此投射到冲击点61，冲击点61通过支撑件的移位沿着焊缝51行进，逐渐消除杂质层或氧化层54。
[0075]
作为用于厚度为1至1.5mm的膜形式的304l型钢的例子，焦距为330mm /-10mm。
[0076]
根据用于厚度为1至1.5mm的膜形式中使用的具有36％的镍的铁合金的另一个例子，焦距为330mm米 /-10mm。
[0077]
投射头3包括连接到旋转轴21的电马达23。电马达23被构造成枢转旋转轴21，从而通过顺时针运动31或逆时针运动32驱动投射头3的枢转。因此，电马达23和旋转轴21之间的关联形成装置11，该装置11允许激光束6在金属膜5上的冲击点61相对于金属膜5运动。这种运动不同于支撑件2在导轨4上的移位，如箭头22所示。换句话说，相对于金属膜5的运动允许激光束6在金属膜5上的冲击点61的位置独立于支撑件2的移位22而改变。因此，根据本发明，激光束6的冲击点61可能不以与支撑件2的移位22的速度相同的速度沿着焊缝51运动。
[0078]
允许投射头3移动的装置11在几种特殊情况下是有用的。值得注意的是，这使得可以实现投射头3的倾斜，并因此实现激光束6相对于金属膜5的法线14的倾斜。金属膜5的法线14是与金属膜5的总体延伸平面成直角的虚拟直线。
[0079]
在除垢设备1的操作过程中，投射头3相对于金属膜5的法线14按照5
°
到70
°
之间的入射角15倾斜。这些角度值保证了激光束产生的磨损效果的有效性。
[0080]
因此，激光束6根据入射角15与金属膜5接触，入射角15等于投射头3的倾斜度。入射角15使得可以避免激光束6在焊缝51上朝向投射头3的直接反射、从而在给定激光束6的功率的情况下产生损坏投射头3的风险。
[0081]
如下所述，当除垢设备1对金属膜5的波纹52进行除垢时，实施投射头3相对于支撑件2的运动的装置11也是有用的。
[0082]
图2更详细地示出了投射头3，尤其是其结构。三面体lvt代表图2的组成元件的取向。
[0083]
投射头3包括产生激光束6的光束发生器36，其操作是已知的。激光束6因此被投射
向反射模块37。在图2中，反射模块37被示意性地表示，但是可以例如对应于一组反射镜。反射模块37设置在投射头3的发射激光束6的一端处。换句话说，激光束6在从投射头3放射之前被或不被反射模块37反射。反射模块37使得可以在投射头3的输出处偏转激光束6的轨迹，从而产生相对于其原本在光束发生器36的输出处所具有的轨迹偏转的激光束6。因此，反射模块37能够改变激光束6的冲击点的运动，从而形成装置11的元件，其允许激光束6的冲击点相对于金属膜运动。
[0084]
在这个例子中，可以确保冲击点在两个不同平面上的运动。冲击点实际上可以对应于方向d1在由纵向轴线l和竖直轴线v形成的平面lv上移动，或者对应于方向d2在由横向轴线t和竖直轴向v形成的平面tv上移动。方向d1和d2可以延伸到反射模块37对激光束6的偏转所允许的程度。因此，激光束6的冲击点可以覆盖金属膜的区域，而不需要移动投射头3。
[0085]
反射模块37可以存在于根据本发明呈现的每个实施例的投射头3中，除了如下所述的其中一个。
[0086]
图3是根据第一实施例的除垢设备1在对金属膜5的波纹52除垢时的示意图。从移位方向22看，波纹52分为两部分：上升部分521和下降部分522。
[0087]
像平坦部分55一样，波纹52包括焊缝51。除垢设备1因此对波纹52进行除垢，并且激光束6的冲击点61覆盖波纹52，沿着上升部分521和下降部分522延伸。该波纹轮廓改变了金属膜5的法线14的取向，该法线在波纹52处保持与金属膜5成直角。波纹52处金属膜5的法线14的取向的改变也改变了入射角15的值。当激光束6的冲击点61覆盖波纹52时，为了使投射头3保持在5
°
和70
°
之间的入射角，允许运动的装置11，这里是与旋转轴21相关联的电马达23，根据需要确保投射头3沿顺时针方向31或逆时针方向32枢转。
[0088]
图3以实线示出了除垢设备1，以虚线示出了同一除垢设备1，表示了除垢设备1在金属膜5上移位期间的位置。在图3中，除垢设备1对焊缝51的位于波纹52的上升部分521上的一部分进行除垢，然后对焊缝51的位于波纹52的下降部分522的一部分进行除垢。在激光束6的冲击点61在焊缝51的位于波纹52上的部分上行进期间，装置11枢转投射头3，以便投射头3跟随波纹52的轮廓。然后，焊缝51的位于波纹52上的部分被激光束6的冲击点61完全覆盖，激光束6根据适当的入射角15恒定地取向。假设投射头3遵循波纹52的形式，投射头3，更具体地说，发出激光束6的端部，永久地朝向波纹52取向，如图3所示。
[0089]
在波纹52的除垢过程中，投射头3必须按照要求枢转成相对于金属膜5的法线14以0
°
/-1
°
定位。在这种定位中，存在激光束6抵靠焊缝51反射的风险，使激光束6朝向投射头3返回，并有损坏投射头3的风险。这种定位可以例如在除垢设备1对波纹52的顶部523除垢时发生。在这种情况下，除垢设备1可以例如包括传感器(图3中未示出)，该传感器被构造成检测投射头3的以0
°
/-1
°
的定位，并中断激光束6的投射，以避免损坏投射头3。
[0090]
图4表示除垢设备1的第二实施例。在该实施例中，除垢设备1被参数化，使得投射头3采用多个固定位置。因此，举例来说，根据图4的投射头3具有三个固定位置：
[0091]-第一位置301，根据相对于金属膜5的法线14的第一入射角151取向。第一入射角151在逆时针方向32上的值在5
°
至15
°
之间。当除垢设备1对金属膜5的平坦部分55除垢时，使用第一位置301，
[0092]-第二位置302，相对于金属膜5的法线14根据第二入射角152取向。第二入射角152
在逆时针方向32上的值在45
°
至70
°
之间。当除垢设备1对金属膜5的波纹52的上升部分521除垢时，使用第二位置302，
[0093]-第三位置303，相对于金属膜5的法线14根据第三入射角取向。该第三入射角在图4中没有表示，但是它的值与第二入射角152的值相同，也就是说在45
°
和70
°
之间。另一方面，与第二入射角152相反，第三入射角在顺时针方向31上取向。当除垢设备1对金属膜5的波纹52的下降部分522除垢时，使用第三位置303。
[0094]
因此，投射头3被构造成根据需要采用上述三个位置中的一个。只有当投射头3从一个固定位置移动到另一个位置时，装置11才起作用。正如前面的实施例，当投射头3相对于金属膜5的法线14以0
°
/-1
°
定位时，激光束6可以被中断。很明显，这种特殊情况只发生在从一个固定位置过渡到另一个固定位置的情况下。
[0095]
图5表示除垢设备1的第三实施例。在该实施例中，除垢设备1具有与第一实施例相同的所有元件。除垢设备1还包括焊接头7，焊接头7通过臂71连接到支撑件2。臂71具有主尺寸，使得焊接头7悬在金属膜5的两个金属片的接合处，在该处必须产生焊接接合。
[0096]
焊接头7由施加移位22的支撑件2引导，同时被构造成产生焊接弧72，焊接弧72在金属膜5的两个金属片之间的接合处产生。因此，焊接头7的功能是焊接这两个金属片，从而形成焊缝51和伴随的杂质或氧化层54。焊接头7相对于支撑件2的移位22设置在投射头3的上游，以便投射头3能够将激光束6投射到由焊接头7形成的焊缝51上，并且因此通过从焊缝51上去除杂质层或氧化层54来进行焊缝51的除垢。
[0097]
就像投射头3一样，当金属膜5的两个金属片之间的接合部位于金属膜5的波纹52处时，焊接头7能够沿顺时针方向31或逆时针方向32枢转。借助于将焊接头7连接到支撑件2的臂71，这种枢转是可能的。焊接头7还能够执行平移运动73，以便在进行焊接操作的同时能够跟随金属膜5的波纹52的轮廓。
[0098]
在焊接操作期间，形成的焊缝51处于高温。为了避免在除垢过程中产生新的氧化物，有必要等待焊缝51的温度降至150℃以下，然后再进行除垢。这就是为什么来自焊接头7的焊接弧72和激光束6的冲击点61彼此分开距离13的原因。该距离13基于支撑件2的移位22的速度，以便允许在焊缝由焊接头7产生的时刻和焊缝被激光束6的冲击点61除垢的时刻之间，焊缝有足够的延迟变到150℃以下。已经确定，为了避免在除垢中产生氧化物，距离13必须大于或等于80mm。
[0099]
图6和图7示出除垢设备1的第四实施例。在该实施例中，除垢设备1包括两个投射头3，每个投射头包括其自己的装置11，该装置允许投射头3相对于支撑件2运动。因此，投射设备1包括第一投射头3a和第二投射头3b。第一投射头3a被构造成投射第一激光束6a。就像前述实施例一样，第一投射头3a可以通过第一电马达23a和第一旋转轴21a执行枢转运动。第二投射头3b被构造成投射第二激光束6b，第二激光束6b可以通过第二电马达23b和第二旋转轴21b执行枢转运动。因此，第一投射头3a和第二投射头3b在结构和功能上相同或相似。
[0100]
当除垢设备1在金属膜5的平坦部分55中操作时，如图6所示，第一投射头3a和第二投射头3b被取向成使得它们各自的激光束6a和6b延伸以形成两个激光束6a和6b共有的单一冲击点61。换句话说，允许两个投射头3a、3b运动的装置11以这样的方式放置投射头，使得它们的激光束6a、6b会聚在冲击点61上。
[0101]
除了所述入射角的取向方向之外，两个投射头根据相同的入射角取向。换句话说，第一投射头3a根据沿逆时针方向32取向的入射角倾斜，而第二投射头3b根据具有与第一投射头3a的入射角相同的角度值的入射角倾斜，但是沿顺时针方向31转动。
[0102]
如图7所示，当除垢设备1对金属膜的波纹52进行除垢时，激光束6a和6b中的每一个形成不同的冲击点，分别是第一冲击点61a和第二冲击点61b。给定投射头3a和3b的取向，第一冲击点61a覆盖波纹52的上升部分521，第二冲击点61b覆盖波纹52的下降部分522。
[0103]
第一投射头3a遵循上升部分521的轮廓，而投射头3b遵循下降部分522的轮廓，每个根据5
°
至70
°
之间的入射角观察到倾斜。完全可以设想，例如使用图7中未示出的传感器，在通过波纹52的下降部分522期间暂时停止第一激光束6a的发射，和/或在通过波纹52的上升部分521时停止第二激光束6b的发射，并且这样做是为了限制两个投射头3a和3b的能量消耗。
[0104]
图8表示除垢设备1的第五实施例。这是投射头3不包括反射模块的唯一实施例。在该实施例中，投射头3以固定的方式连接到支撑件2。在图8中，投射头3投射激光束6，例如平行于导轨4或金属膜5。除垢设备1包括设置在激光束6的轨迹上的反射设备8，例如反射镜，激光束6在该反射设备上被反射。反射设备8设置成将激光束6朝向焊缝51投射到激光束6在金属膜5上的冲击点61。
[0105]
在该实施例中，反射设备8连接到旋转轴21，旋转轴21在反射设备8和支撑件2之间建立机械连接。旋转轴21可以由电马达23旋转，以便枢转反射设备8，并因此在激光束6抵靠反射设备8反射上之后改变激光束6的轨迹。冲击点61然后可以以不同于支撑件2的移位22的方式运动，并且根据反射设备8沿顺时针方向31或逆时针方向32枢转而运动。因此，允许激光束6的冲击点61在金属膜5上运动的装置11由旋转轴21和电马达23之间的关联形成，但是允许运动的所述装置11驱动反射设备8的枢转，而不是投射头3的枢转，如图1和3至7所示的实施例的情况。
[0106]
图9和图10分别通过正视图和俯视图表示除垢设备1的第六实施例。该实施例适用于这样的金属膜5，该金属膜5包括通过至少一个凸起边缘53彼此连接的至少两个金属条。在本例中，金属条由含36％镍的铁合金制成，这种材料对氧化特别敏感。
[0107]
在该实施例中，凸起边缘53充当除垢设备1的导轨。凸起边缘53由折叠成直角的带形成，以便支承在紧邻的金属条的带上。
[0108]
除垢设备1的支撑件2采用悬在金属膜5上的台架9的形式。在图9中，台架9包括两个立柱94，每个立柱包括放置为搁置在金属膜5上的基座95。每个立柱94主要在竖直轴线v上延伸，并且立柱94的一端与基座95直接接触。基座95具有凹口96，该凹口96构造成容纳凸起边缘53。
[0109]
基座95在其结构中还包括驱动构件91。驱动构件91包括至少一个轮93和一个滚柱92，在图9中分别由虚线和实线表示。轮93具有圆柱形形状，其旋转轴线平行于竖直轴线v，例如与金属膜5的大部分平面成直角并且平行于包含凸起边缘53的平面的方向。轮93与凸起边缘53直接接触并在其上滚动。因此，轮93和凸起边缘53之间的协作确保了导轨(这里是凸起边缘53)和支撑件(这里是台架9)之间的固定和/或引导功能。驱动构件91包括电源(图9中未示出)，该电源被构造成驱动轮93围绕其旋转轴线旋转。
[0110]
滚柱92也具有圆柱形形状，其旋转轴线平行于金属膜5的总体延伸平面，并且与包
含凸起边缘53的平面成直角。滚柱92与金属膜5直接接触，并且当除垢设备1放置在水平面上时，滚柱92支撑除垢设备1。当驱动构件91被激活时，轮93开始旋转并驱动滚柱92旋转。由于滚柱92是台架9和金属膜5的平坦部分55之间唯一的直接接触，因此滚柱92通过抵靠金属膜5的平坦部分55旋转，保证了台架9沿着金属膜5的移位22，如图10所示。
[0111]
由于轮93接触抵靠凸起边缘53，台架9平行于凸起边缘53移位。此外，由于台架9在此包括用于每个基座95的驱动构件91，每个驱动构件91被参数化以驱动轮93的相同旋转，以便台架9的速度对于每个基座95是相等的。台架9可以以恒定速度或逐步施加移位22。
[0112]
立柱94的与基座95相对的端部中的每一个通过主要在横向轴线t上延伸的滑道10连接在一起。滑道10用作连接到投射头3的机械臂18的机械引导件，如图10所示，以便产生投射头3在纵向轴线l上的纵向偏移。因此，投射头3保持在金属膜5上方，并且可以将激光束6投射到金属膜5上。
[0113]
如图10所示，除垢设备1包括平移设备101，用于平移投射头3，在两个立柱94之间产生连接。该平移设备101平行于滑道10在滑道10水平处延伸。平移设备101穿过机械臂18，机械臂18支承投射头3。因此，通过机械臂18，平移设备101确保投射头3的移位。平移设备101例如可以是蜗杆35，能够与固定到机械臂18的齿轮33协作。齿轮33例如可以是螺母，并且可以通过任何合适的设备旋转。替代地，蜗杆35可以旋转，从而引起机械臂18的平移，并因此引起投射头3在两个立柱94之间的平移。机械臂18和投射头3因此能够通过横向运动12沿着平移设备101运动。投射头3沿着滑道10的横向运动12允许激光束6的冲击点61通过执行横向往复运动来扫过金属膜5，这些往复运动根据横向运动12来执行。因此，激光束6的冲击点61根据不同于在该实施例中用作支撑的台架9的移位22的运动来除垢金属膜5。由平移设备101和齿轮33之间的关联形成的装置11允许这种运动。此外，在该实施例中，投射头3还包括在图9和10中不可见的反射模块。反射模块借助于激光束6的轨迹的偏转而允许金属膜5的凸起边缘53被除垢。当投射头3位于平移设备101的一端时，这种除垢是可能的，如图9左边和图10左边的虚线所示。因此，反射模块允许除垢设备1对金属膜5的凸起边缘53进行除垢，尽管事实上投射头3并不在竖直轴线v上在凸起边缘53处竖直居中。此外，机械臂18确保投射头3的纵向偏移，以便台架9不会对用于对凸起边缘53进行除垢的激光束6形成障碍。
[0114]
投射头3和机械臂18的另一个虚线表示在图10的右侧可见。从图中可以看出，反射模块允许激光束6的冲击点在金属膜5的整个冲击表面19上运动。冲击表面19由虚线表示，并且还包括金属膜5的凸起边缘53。当投射头3位于图10中右侧的虚线表示的位置时，冲击表面19界定激光束6的冲击点61的运动区域。因此，借助于反射模块，激光束6的冲击点61可以在冲击表面19内通过纵向运动l1和/或横向运动t1运动。
[0115]
与台架9的移位22相关联的投射头3的横向运动12允许金属膜5被除垢。可以想象金属膜5的除垢分几个步骤进行。首先，投射头3沿着整个平移设备101执行至少一次横向运动12，以便激光束6的冲击点61覆盖金属膜5的横截面。然后，台架9执行移位22，以便纵向偏移投射头3。然后，重复投射头3的横向运动12步骤，以使得激光束6的冲击点61覆盖金属膜的另一横向部分，该另一横向部分与之前被除垢的部分相邻。台架9再次执行移位22，以此类推，直到金属膜5被完全除垢。只要台架9被固定到一个或多个凸起边缘53上，除垢就可以沿着纵向距离进行。这些步骤可以以这种方式一个接一个地重复，导致投射头12的横向往复运动，同时投射头12沿着金属条前进。在参数化除垢设备1的移位速度之后，还可以确保
横向运动12的速度高于支撑件相对于膜5的移位22的速度。因此，投射头3可以以足够快的速度移位，以在台架9连续移位的同时对所有金属膜5进行除垢。在除垢操作期间，投射头3与金属膜5保持恒定的间隔17，投射头3的运动是横向的，除垢设备1对金属膜5的平坦部分55进行除垢。
[0116]
当然，本发明不限于刚刚描述的例子，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对这些例子进行许多修改。
[0117]
如上所述，本发明清楚地实现了为其设定的目标，并且使得可以提出一种用于运输和/或储存液态气体的罐的除垢设备，该除垢设备包括导轨、支撑件和投射激光束的投射头，以及允许激光束的冲击点相对于膜运动的装置，该运动不同于支撑件的移位。这里没有描述的变型可以在不脱离本发明的情况下实施，只要根据本发明，它们包括符合本发明特征的除垢设备。