CN102313486A - 管壁自动清洁装置 - Google Patents

Abstract

一种管道清洁装置，主要包括光学探头〔1〕，位置开关〔2〕，正交清洁头组清洁头甲〔3〕、清洁头乙〔4〕，动力组〔5〕，滑动环〔6〕、〔11〕，本体〔7〕，爬行轮系〔8〕、〔10〕，导向环组〔9〕、信息传输安全防护套〔16〕，电缆〔17〕，信息接〔18〕，光源〔19〕，传动转换环节甲〔20〕、传动转换环节乙〔21〕，中空电机轴〔22〕，信息轴〔23〕，爬行转换环节〔24〕、〔26〕，导向环连接件〔25〕。对管道清洁时，能够采用针对某一条膛线进行专门全程清洁，可进行分段和分区域清洁，既节约时间，也节约了能源，还减少了对管道内部的拉伤或擦伤。

Description

管壁自动清洁装置

技术领域

本发明涉及一种自动清除管壁面的残留物和沉积物的清洁装置，特别适用于对有膛线的封闭式管壁内部进行自动清洁的装置。

背景技术

一种专利号为：200810086882.2的《清洁枪、炮管的设备》的发明专利。其目的是用一种化学-机械混合的方法清洁枪、炮管。其结构是枪、炮管两端被紧密封闭，至少一种清洁剂被引入封闭的枪、炮管中，容许清洁剂与枪、炮管内表面上的杂质起反应，被化学处理的残余物机械地松开，从枪、炮管上去除残余物，以及如果需要，清洗和干燥枪、炮管。该发明在枪、炮管每一端需要端块和一个放在管中可往复的机械清洁件，一个尺寸小于枪、炮管口径的芯套，以及一个往复运动的驱动装置等。存在以下问题：一是定位及固定装置结构离散，操控复杂；二是牵引式运动清洁枪、炮膛效率不高，且易对枪、炮管造成纵向拉伤；三是要求将枪、炮管两端封闭，增加了技术难度，工程化实现较困难。

发明内容

本发明为人们提供了一种操作简单，较少对管壁磨损的管壁清洁装置；特别是在对枪、炮等有膛线的管壁清洁时，能够采用对管壁壁进行普遍清洁的同时，还可以针对某一条膛线进行专门全程清洁的管壁清洁装置。

本发明是这样实现的：包括光学探头、位置开关、清洁头甲、清洁头乙、动力组、滑动环套、本体、爬行轮系、导向环组、信息传输安全防护套、电缆、信息接口、光源、传动转换环节甲、传动转换环节乙、中空电机轴、电缆轴、爬行转换环节、导向环连接件、计算机和专用数据库等部件组成。

一个本体，本体的横截面形状与管壁横截面形状相同，截面略小，当本体轴线在管壁轴线重合时，本体的外径与管壁的内径之间存在1-20mm间隙；本体中间有一导向环组，导向环组均匀地安装2-20对导向轮，导向环组上的导向轮是通过导向环连接件固结于本体，导向轮可以插入管壁的膛线凹面部分，并能够在膛线内自由滚动或滑动，起定向作用，保证管壁清洁装置在管壁内沿轴向运动的同时，还能够以膛线旋转的角度绕轴向转动；本体上两侧各有一组爬行轮系，动力组通过爬行转换环节驱动爬行轮系的爬行轮转动，带动管壁清洁装置整体沿管壁轴向移动；滑动环套接浮动于本体的表面两侧，管壁清洁装置在管壁内移动时起减小阻力的作用，同时，便于使管壁清洁装置保持在管壁的中间部分起定位作用；本体的两端各连接一组动力组，动力组通过中空电机轴带动各转换环节动作；清洁头组是由两个相互正交的清洁头甲和清洁头乙组合而成，并通过传动转换环节与动力组相联接，清洁头甲为一个整体清洁头，在工作时绕轴线转动，清洁头乙以该装置轴线为对称，成对设置于轴线的两边，工作时绕径向转动；位置开关置于管壁清洁装置的传动转换环节之上，起自动定位作用，当管壁清洁装置运动到转弯点/出口/封闭点时，位置开关被压紧时，本装置的清洁头停止转动，而只由爬行轮系的爬行轮继续作爬行运动，转过弯道后，位置开关被释放，清洁头继续工作；当到达封闭点时，位置开关被关闭，使本装置自动退回进行反向清洁工作；外部的电源线和信息线即电缆线通过一个信息传输安全防护套再穿过中空电机轴和电缆轴，连接到动力组和光源、光学探头，电源提供动力组转动的动力，光源和光学探头探测管壁内壁的残留物和沉积物，并将影像通过电缆线和信息接口传输到计算机，与管壁影像数据库内的数据进行比对，当数据一致时，则不需要进行清洁，当数据不一致时则起动清洁头进行清洁，清洁后还可以对管壁壁的影像进行重新探测，需要时再进行清洁，直到清洁完成。人们只需要将管壁清洁装置放入管壁内，打开装置电源和计算机程序，该装置就能够自动探查管壁清洁程度，并对管壁进行针对性清洁。驱动爬行轮系的爬行轮是成对出现的且以4对较为理想；清洁头乙以6对组合的清洁效果和结构匹配效果好；管壁清洁装置的动力组、相互正交的组合清洁头、传动转换环节甲和传动转换环节乙各有两组，以本体为中点轴向对称结构排列，本体中心由导向环连接件将导向环组固接于本体，以导向环组为中点两侧对称设置有滑动环、爬行轮系和爬行转换环节，可以减小不平衡力矩，保证管壁清洁装置工作的稳定性。

本发明能够较好地自动探测和清除管壁内壁的残留物、沉积物，清洁时可以特别针对管壁内壁存在的残留物、沉积物进行针对性分段清洁，既节约时间，也节约了能源，还减少了对管壁内部的拉伤或擦伤。尤其可以保障火炮内管壁清洁的精度，使连续发射炮弹的过程安全和一致。

附图说明

图1管壁清洁装置外部结构示意一图

图2管壁清洁装置剖面结构示意一图

图3管壁清洁装置外部结构示意二图

图4管壁清洁装置剖面结构示意二图

图中：光学探头1，位置开关2，清洁头甲3，清洁头乙4，动力组5，滑动环6，本体7，爬行轮系8，导向环组9，爬行轮系10，滑动环11，动力组12，清洁头乙13，清洁头甲14，位置开关15，信息传输安全防护套16，电缆17，信息接口18，光源19，传动转换环节甲20，传动转换环节乙21，中空电机轴22，电缆轴23，爬行转换环节24，导向环连接件25，爬行转换环节26，传动转换环节乙27，传动转换环节甲28。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步描述。

实施例一：本发明还可以这样实现：包括光学探头1，位置开关2，清洁头甲3，清洁头乙4，动力组5，滑动环6，本体7，爬行轮系8，导向环组9，爬行轮系10，滑动环11，信息传输安全防护套16，电缆17，信息接口18，光源19，传动转换环节甲20，传动转换环节乙21，中空电机轴22，电缆轴23，爬行转换环节24，导向环连接件25，爬行转换环节26，计算机和管壁光学影像数据库。一个本体7，本体7的横截面形状与管壁横截面形状相同，截面略小，当本体7轴线与管壁轴线重合时，本体7的外径与管壁的内径之间存在1-20mm间隙；本体7中间有一导向环组9，导向环组9均匀地安装着2-20对导向轮，导向环组9上的导向轮是通过导向环连接件25固结于本体7，导向轮可以插入管壁的膛线凹面部分，并能够在膛线内自由滚动或滑动，起定向作用，保证管壁清洁装置在管壁内沿轴向运动的同时，还能够以膛线旋转的角度绕轴向转动；本体7内两侧各有一组爬行轮系8、10，在动力组5通过爬行转换环节24、26驱动爬行轮系8、10的爬行轮转动带动管壁清洁装置整体沿管壁轴向移动；滑动环6、11套接浮动于本体7的表面两侧之上，管壁清洁装置在管壁内移动时起减小阻力的作用，同时，便于使管壁清洁装置保持在管壁的中间部分运动起定位作用；本体7轴向连接一个动力组5，动力组5通过中空电机轴22带动各转换环节动作；清洁头组3、4是由两个相互正交的清洁头甲3、和清洁头乙4组合而成，并通过传动转换环节甲20、传动转换环节乙21与动力组5相联接，清洁头甲3为一个在转动时绕轴线转动的清洁头，清洁头乙4是以轴线为对称轴，成对设于轴线的两边，转动时绕径向转动，用清洁头的顶部清洁管壁壁的清洁头组，清洁头甲的传动转换环节甲与清洁头乙的传动转换环节乙之间以45°锥形齿轮相啮合；位置开关2置于管壁清洁装置的传动转换环节甲20之上，起自动定位作用，当管壁清洁装置运动到转弯点/出口/封闭点时，位置开关2被压紧，暂时关闭本装置的清洁头转动，而只由爬行轮系8、10作爬行运动，转过弯道后位置开关2被释放，清洁头继续工作，当到达管壁封闭点时，位置开关2被关闭，使本装置自动返回进行清洁工作；一个信息传输安全防护套16连接中空电机轴22和电缆轴23，外部的电源线和信息线即电缆17穿过信息传输安全防护套16、中空电机轴22和电缆轴23连接到动力组5和光源19、光学探头1，电源提供动力组5转动的动力，光源19和光学探头1探测管壁内壁的残留物和沉积物，并将影像通过电缆17和信息接口18传输到计算机，与计算机内预留的管壁影像数据库内的数据进行比对，当数据一致时，则不需要进行清洁，当数据不一致时则起动清洁头甲3、清洁头乙4进行清洁，清洁后还可以对管壁壁的影像进行重新探测，需要时再进行清洁，直到清洁完成。人们只需要将管壁清洁装置放入管壁内，打开装置电源和计算机程序，该装置就能够自动进行探查管壁清洁程度，并对管壁进行针对性清洁。爬行轮系8、10的爬行轮是成对出现的，且以四对较为理想；组合清洁头径向清洁头乙4以轴对称设置清洁头对数，经实验六对组合的结构和清洁效果较好。

实施例二：包括光学探头1，位置开关2，清洁头甲3，清洁头乙4，动力组5，滑动环6，本体7，爬行轮系8，导向环组9，爬行轮系10，滑动环11，动力组12，清洁头乙13，清洁头甲14，位置开关15，信息传输安全防护套16，电缆17，信息接口18，光源19，传动转换环节甲20，传动转换环节乙21，中空电机轴22，电缆轴23，爬行转换环节24，导向环连接件25，爬行转换环节26，传动转换环节乙27，传动转换环节甲28，计算机和管壁光学影像数据库。一个本体7，本体7的横截面形状与管壁横截面形状相同，截面略小，当本体7轴线与管壁轴线重合时，本体7的外径与管壁的内径之间存在1-20mm间隙；本体7中间有一导向环组9，导向环组9均匀地安装着2-20对导向轮，导向环组9上的导向轮是通过导向环连接件25固结于本体，导向轮可以插入管壁的膛线凹面部分，并能够在膛线内自由滚动或滑动，起定向作用，保证管壁清洁装置在管壁内沿轴向运动的同时，还能够以膛线旋转的角度绕轴向转动；本体7两侧各有一组爬行轮系8、10，在动力组5、12通过爬行转换环节24、26驱动爬行轮系8、10转动时，爬行轮系8、10的爬行轮转动带动管壁清洁装置整体沿管壁轴向移动；滑动环6、11套接浮动于本体7的表面两侧之上，管壁清洁装置在管壁内移动时起减小阻力的作用，同时，便于使管壁清洁装置保持在管壁的中间部分运动起定位作用；本体7的两侧各连接一个动力组5、12，动力组5、12通过中空电机轴22带动各转换环节动作；清洁头组3、4和13、14是由两组相互正交的清洁头甲3、14和清洁头乙4、13组合而成，并通过传动转换环节甲20、28和传动转换环节乙21、27与动力组5、12相联接，清洁头甲3、14各为一个整体清洁头在工作时绕轴线转动，清洁头乙4、13以轴线为对称轴，成对设于轴线的两边，转动时绕径向转动，用清洁头的顶部清洁管壁壁，清洁头甲3、14的传动转换环节甲20、28与径向清洁头乙4、13的传动转换环节乙21、27之间以45°锥形齿轮相啮合；位置开关2、15置于管壁清洁装置两头的传动转换环节甲20、28之上，起自动定位作用，当管壁清洁装置运动到转弯点/出口/封闭点时，位置开关2、15被压紧，暂时关闭本装置的清洁头转动，而只由爬行轮系8、10作爬行运动，转过弯道后位置开关2、15被释放，清洁头继续工作，当到达管壁封闭点时，位置开关2、15被关闭，使本装置自动返回进行清洁工作；一个信息传输安全防护套16连接中空电机轴22和电缆轴23，外部的电源线和信息线即电缆17穿过信息传输安全防护套16、中空电机轴22和电缆轴23连接到动力组5、12和光源19、光学探头1，电源提供动力组5、12转动的动力，光源19和光学探头1探测管壁内壁的残留物和沉积物，并将影像通过电缆17和信息接口18传输到计算机，与计算机内预留的管壁影像数据库内的数据进行比对，当数据一致时，则不需要进行清洁，当数据不一致时则起动清洁头3、4和13、14进行清洁，清洁后还可以对管壁壁的影像进行重新探测，需要时再进行清洁，直到清洁完成。人们只需要将管壁清洁装置放入管壁内，打开装置电源和计算机程序，该装置就能够自动探查管壁清洁程度，并对管壁进行针对性清洁。爬行轮系8、10的爬行轮是成对出现的，且以四对较为理想；组合清洁头的径向清洁头乙4、13以轴对称设置清洁头对数，经实验六对组合的结构和清洁效果较好；另经实践管壁清洁装置的动力组5、12、相互正交的组合清洁头3、4和13、14以本体7为轴向结构对称，同样，本体7的爬行轮系8、10、滑动环6、11以导向环组9为对称设置，可以大幅减小不平衡力矩，保证管壁清洁装置工作的稳定性。

实施例三：本发明还可以将实施例一和实施例二进行组合；也可将实施例二和实施例二进行组合，清洁的效果更好。

Claims (8)

1.本发明所述的管壁清洁装置，它包括位置开关〔2〕、清洁头甲〔3〕、动力组〔5〕，其特征在于还包括光学探头〔1〕、清洁头乙〔4〕、滑动环〔6〕、本体〔7〕、爬行轮系〔8〕、导向环组〔9〕、爬行轮系〔10〕、滑动环〔11〕，信息传输安全防护套〔16〕，电缆〔17〕，信息接口〔18〕，光源〔19〕，传动转换环节甲〔20〕，传动转换环节乙〔21〕，中空电机轴〔22〕，电缆轴〔23〕，爬行转换环节〔24〕，导向环连接件〔25〕，爬行转换环节〔26〕；

本体〔7〕中间有一导向环组〔9〕，导向环组〔9〕对称地安装着2-20对导向轮，本体〔7〕两侧各有一组爬行轮系〔8〕、〔10〕，在动力组〔5〕通过爬行转换环节〔24〕、〔26〕驱动爬行轮系〔8〕、〔10〕；滑动环〔6〕、〔11〕套接浮动于本体〔7〕的表面两侧；本体〔7〕连接一个动力组〔5〕，动力组〔5〕通过中空电机轴〔22〕串接带动各转换环节动作；

清洁头甲〔3〕和清洁头乙〔4〕是相互正交的，并通过传动转换环节甲〔20〕、传动转换环节乙〔21〕和中空电机轴〔22〕与动力组〔5〕相联接；

清洁头甲〔3〕在工作时绕装置的轴线转动，清洁头乙〔4〕以轴线为对称，成对设于轴线的两边，与轴线垂直，工作时清洁头乙〔4〕绕径向转动，用顶部清洁管壁壁；

位置开关〔2〕置于管壁清洁装置的传动转换环节〔20〕之上；

一个信息传输安全防护套〔16〕连接电缆轴〔23〕，电缆轴〔23〕通过轴承套接于中空电机轴〔22〕的内部，电缆〔17〕穿过信息传输安全防护套〔16〕和电缆轴〔23〕连接到动力组〔5〕和光源〔19〕、光学探头〔1〕，光学探头〔1〕通过电缆〔17〕和信息接口〔18〕传输到计算机。

2.根据权利要求1所述的管壁清洁装置，其特征是本体〔7〕的横截面形状与管壁横截面形状相同，截面略小，当本体〔7〕轴线与管壁轴线重合时，本体〔7〕的外径与管壁的内径之间存在1-20mm间隙。

3.根据权利要求1所述的管壁清洁装置，其特征是爬行轮系〔8〕、〔10〕的爬行轮为2-20对。

4.根据权利要求1所述的管壁清洁装置，其特征是清洁头乙〔4〕以轴对称设置2-20对。

5.根据权利要求4所述的管壁清洁装置，其特征是清洁头甲〔3〕与径向清洁头乙〔4〕之间以45°锥形齿轮相啮合。

6.根据权利要求1所述的管壁清洁装置，其特征是导向环组〔9〕上的导向轮是通过导向环连接件〔25〕固结于本体〔7〕，导向轮可以插入管壁的膛线凹面部分，并能够在膛线内自由滚动或滑动。

7.根据权利要求1所述的管壁清洁装置，其特征是还包括另一个动力组〔12〕、另一组清洁头即清洁头乙〔13〕、清洁头甲〔14〕、另一个位置开关〔15〕和另一个传动转换环节乙〔27〕和传动转换环节甲〔28〕组成；

管壁清洁装置的动力组〔5〕、〔12〕、相互正交的组合清洁头〔3〕、〔4〕和〔13〕、〔14〕，以本体〔7〕为轴向对称设置。

8.根据权利要求1所述的管壁清洁装置，其特征在于当管壁的截面为方形、长方形或椭圆形时，管壁清洁装置的横截面也为相应形状。

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