CN103203347B - 一种水力驱动的弹性运动刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水力驱动的弹性运动刷装置，是以高压水射流做动力驱动张力刷来完成清洗管道的工作，在相同的水流量和压力下清洗管道，使用本技术可提高工作效率3倍以上，清洗的洁净度是单纯的高压射流所无法达到的，保护环境，同时可以使刷件使用耗尽，节约成本，为实现上述目的，本发明由水力驱动装置和张力刷装置组成，其特征在于：在壳体的腔体内装有若干个同一朝向的喷射嘴，喷射嘴与腔体内壁形成的夹角小于90°，若干个喷射嘴与管子连接相通，管子从壳体下端的动密封定位装置中穿出，在腔体的内壁上安有若干个档板，壳体的上部由盖板封闭，盖板上面的中心连接螺旋弹簧的张力刷装置的连接杆、或或连接U形弹簧的张力刷装置的连接管，或连接剪叉杆结构的弹簧张力刷装置的连接杆、或连接弓形弹簧的张力刷装置的安装杆。

Description

一种水力驱动的弹性运动刷装置

技术领域

本发明涉及一种水力驱动的弹性运动刷装置，由水力驱动装置和张力刷装置组成，用于管道内壁的除垢清洗，以符合规范及设计要求。

背景技术

目前管道清洗技术很多，分为物理清洗和化学清洗两大类。物理清洗又包括：高压水射流清洗、干冰清洗、PIG管道清洗、蒸汽清洗等多种技术。每种清洗技术在不同的领域有独特优势，其中高压水射流清洗以其清洗速度快、质量高、无环境污染等优势应用最为广泛，本发明是以高压水射流做动力驱动张力刷来完成清洗管道的工作，能在高压射流清洗的基础上进一步提高工作效率，不用化学药剂，保护环境，在相同的水流量和压力下清洗管道，使用本技术可提高工作效率3倍以上，清洗的洁净度是单纯的高压射流所无法达到的，同时本发明的张力刷装置可以使刷件使用耗尽，最大限度的利用材料，节约成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种全新的清洗管道内壁的弹性运动刷装置，结构简单紧凑，可极大的提高清洗管道的工作效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水力驱动的弹性运动刷装置，由驱动装置和张力刷装置组成，在旋转壳体的腔体内装有若干个同一朝向的喷嘴，各个喷嘴与腔体内壁形成的夹角均小于90°，若干个喷嘴与管子连接相通，管子从壳体下端的动密封定位装置中穿出与所述驱动装置中的接高压泵的射流管相接，在腔体的内壁上安有若干个档板，壳体的上部由盖板封闭，盖板上面的中心管端是活动连接器，活动连接器连接螺旋弹簧的张力刷装置的连接杆，或连接U形弹簧的张力刷装置的连接管，或连接剪叉杆结构的弹簧张力刷装置的连接杆、或连接弓形弹簧的张力刷装置的安装杆。

所述张力刷装置采用螺旋弹簧结构，张力刷装置的插件的一端连接第一刷座，插件的另一端插入套筒内一端，用插件定位螺栓连接在套筒的透槽中，套筒的另一端与第二刷座连接，第一刷座和第二刷座朝外的凹槽内均安装刷件，第一刷座和第二刷座两端的内侧，均对应的安装有两对定位柱，两对定位柱之间套装有一对弹簧，套筒的一侧接连接杆的一端，连接杆的另一端与盖板上的连接管连接。

所述连接杆与套筒连接处是凹槽，插件定位螺栓可以在其内移动。

所述张力刷装置采用弓形弹簧结构，张力刷装置的安装杆一端的两侧用弓形簧定位螺栓连接张力刷装置的一对弓形簧的中间，弓形簧的两端各自分别通过滚轴和滚轮对应地连接在一对刷座两端背面的U形槽内的两边的透槽中，滚轴穿过U形槽上的透槽把一对滚轮分别安装在U形槽两边的透槽中，在一对滚轮中间的滚轴上安弓形簧，一对刷座朝外的凹槽内安装刷件，安装杆的另一端与盖板中心的管端活动连接器连接。

所述张力刷装置采用U形弹簧结构，张力刷装置的U形弹簧的底部连接管与盖板中心的活动连接器连接，U形弹簧上部的两端分别与刷座连接，所述一对刷座的内槽中各安刷件。

连接管通过盖板与腔体相通，连接管的周围有若干个排泄孔，或在旋转壳体周围有若干个排泄孔。

所述张力刷装置采用剪叉杆结构，张力刷装置的内连接剪叉杆插入外连接剪叉杆内用活动轴从中间把它们连接，外连接剪叉杆的两端，分别对应连接在一对张力刷装置各自一端的外连接剪叉杆滚柱的两边，外连接剪叉杆滚柱安装在外连接剪叉杆滚柱轨道槽中，内连接剪叉杆的两端，分别对应连接在所述一对张力刷装置各自另一端的内连接剪叉杆滚柱的中间，内连接剪叉杆滚柱安装在内连接剪叉杆滚柱轨道槽中，内连接剪叉杆滚柱轨道槽的底部是透槽，在所述一对张力刷装置的刷座两端的内侧，对应的安装有两对定位柱，两对定位柱之间套接有一对弹簧，外连接剪叉杆一侧的中间安连接杆，连接杆的另一端与盖板上的连接管连接。

本发明还包括用于支撑射流管的射流管支撑圈装置，射流管支撑圈装置包括一个支撑圈，支撑圈的周边安有若干个滚球装置，滚球装置的一端是滚球，另一端的螺杆旋入支撑圈上的若干个螺母中，支撑圈的内径上安支承架，承架的另一端把安装座安装在支撑圈的中心位置，安装座内安轴套，支撑圈是未封闭有缺口的圈，在有缺口的支撑圈的内径，且在缺口的下方两边平行的安一对定位柱，在一对定位柱的端部由限位绳把它们连接，或在限位绳的一端安活动钩，用活动钩钩在对应的定位柱的孔中，在限位绳上安弹簧。

所述支承架上有开口形支承座，开口形支承座由两个半圆的一端用活动铰连接，另一端用螺栓连接。

其中，支撑圈也可以是封闭的圈。

本发明是以高压水射流做动力驱动张力刷装置来完成清洗管道的工作，相对于单纯使用高压水射流能大幅度的提高清洗管道的工作效率，提高清洗质量，节约时间，不用化学药剂，保护环境，在高压水射流驱动张力刷装置对管道除垢的同时，排泄水继续冲洗管道，并对刷件进行润滑，降低磨擦阻力，减少刷件磨损，在相同的水流量和压力下清洗管道，使用本技术可提高工作效率3倍以上，清洗的洁净度是单纯的高压水射流所无法达到的，张力刷装置在弹簧作用的外张力下，能使刷件使用至根部，最大限度的利用材料，节约成本，综合经济效益十分显著。

附图说明

图1是一种螺旋弹簧的张力刷装置示意图；

图2是图1的A-A处剖视示意图；

图3是一种弓形弹簧的张力刷装置视示意图；

图4是图3的侧视示意图；

图5是图3的张力刷B-B处剖视的安装示意图；

图6是图3的C-C处剖视示意图；

图7是一种U形弹簧的张力刷装置及水力驱动装置剖视示意图；

图8是图7的张力刷俯视示意图；

图9是图7的A-A处剖视示意图；

图10是图7在壳体周边上开排泄孔示意图；

图11是一种剪叉杆结构的弹簧张力刷装置主视示意图

图12是图11的A-A处剖视示意图；

图13是U型弹簧的张力刷装置清洗管道示意图；

图14是图13中射流管的弹性支撑圈、其中间是轴套的装置示意图；

图15是把图14中的轴套改为活动铰，是另一种支撑圈装置示意图；

图16是一种整圆支撑圈装置示意图；

图17是图16的侧视示意图；

图18是图13中射流管的一种弹性伸缩杆支撑装置示意图；

图19是图18的侧视示意图；

图20是毛刷辊示意图；

对照附图说明，按图1至图20的大致顺序详细说明图中各具体部件：1、弹簧，2、插件，3、定位柱，4、套筒，5、刷件，6、刷座，7、盖板定位螺栓，8、连接杆，9、插件定位螺栓，10、弓形簧定位螺栓，11、弓形簧，12、安装杆，13、U形弹簧，14、连接管，15、盖板，16、旋转壳体，17、喷嘴，18、动密封定位装置，19、驱动板，20、滚珠，21、螺母，22、管件，23、腔体，24、排泄孔，25、射流孔，26、外连接剪叉杆，27、轨道架，28、内连接剪叉杆滚轴，29、外连接剪叉杆滚柱，30、外连接剪叉杆滚柱轨道槽，31、内连接剪叉杆，32、活动轴，33、内连接剪叉杆滚轴轨道槽，34、第一滚筒，35、第二滚筒，36、射流管，37、射流管支撑装置，38、高压水泵，39、管道，40、限位绳，41、滚球装置，42、水力驱动装置，43、轴套，44、支承架，45、安装座，46、支撑圈，47、活动钩，48、螺栓，49、开口型支承座，50、高压软管，51、移动车，52、活动铰，53、伸缩杆，54、伸缩筒，55、透槽，56、滚轴，57、滚轮，58、活动连接器，59、前定位套，60、后定位套，61、第1刷座，62、第二刷座，63、毛刷辊。

具体实施方式

下面参照附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种水力驱动的弹性运动刷装置，由驱动装置和张力刷装置组成，弹性运动刷装置包括旋转壳体16，旋转壳体16的腔体23内装有若干个同一朝向的喷嘴17，各个喷嘴17与腔体23内壁形成的夹角均小于90°，各个喷嘴17均与管件22连接相通，管件22从旋转壳体16下端的动密封定位装置18中穿出与所述驱动装置中的接高压水泵38的射流管36相接，在腔体23的内壁上安有若干个驱动板19，旋转壳体16的上部由盖板15封闭，盖板15上面的中心管端是活动连接器58，活动连接器58连接U形弹簧的张力刷装置的连接管14，或连接剪叉杆结构的弹簧张力刷装置的连接杆8、或连接弓形弹簧的张力刷装置的安装杆12。

如图1和图2，为一种螺旋弹簧的张力刷装置示意图，其插件2的一端连接第一刷座61，另一端插入套筒4内一端，用插件定位螺栓9连接在套筒4的透槽中，套筒4的另一端与第二刷座62连接，第一刷座61和第二刷座62朝外的凹槽内均安装刷件5，第一刷座61和第二刷座62两端的内侧均对应地安装有两对定位柱3，两对定位柱3之间套装有一对弹簧1，套筒4的一侧接连接杆8的一端，连接杆8的另一端用于同盖板15上的连接管14连接。连接杆8与套筒4连接处是凹槽，插件定位螺栓9可以在其内移动。

如图3、4、5和6所示，为一种弓形弹簧的张力刷装置视示意图，张力刷装置的一对弓形簧11分别用弓形簧定位螺栓10安装在安装杆12一端的两边，一对弓形簧11的两端各自分别通过滚轴56和滚轮57对应地连接一对刷座6的两端透槽55内，一对刷座6朝外的凹槽内通过盖板定位螺栓7安装刷件5，安装杆12的另一端用于同盖板15的连接管14连接。

如图7、8、9和10所示，为一种U形弹簧的张力刷装置及水力驱动装置，张力刷装置的U形弹簧13的底部与连接管14的上端连接，连接管14的下端与盖板15连接，U形弹簧13上部的两端分别与一个刷座6连接，每个刷座6的内槽中各安刷件5。动密封定位装置18与管件22外部通过滚珠20和螺母21连接，水力驱动装置42通过盖板定位螺栓7连接在盖板15的下方、管件22外部。其中，连接管14通过盖板15与腔体23相通，连接管14的周围有若干个排泄孔24，或在旋转壳体16周围有若干个射流孔25。该结构中，高压水通过射流管36进入管件22，从喷嘴7喷出，水力作用于驱动板19，使整个驱动装置42绕管件22转动，驱动装置42的上端用活动连接器58连接U形弹簧张力刷装置，使其同时转动作功，清洗管道内壁，通过活动连接器58可连接各种类型的张力刷装置，使用时，先把射流管支撑装置上的活动钩47取下，打开开口型支承座，然后把射流管36放入开口型支承座49内圆上，用螺栓21固定，再把活动钩47安在原处，射流管36与管件22连接，尔后依次把收缩U形弹簧、射流管支撑装置送入管道39内，其后操作同上所述，根据管道内径大小、长度，可选以上所述不同类型的射流管支撑装置与之配合使用。

图13是U型弹簧的张力刷装置清洗管道示意图；使用时，先把射流管36插入射流管支撑装置37的轴套43内，根据管道长度，决定射流管支撑装置37固定在射流管某段的位置，把射流管上的前定位套59和后定位套60分别固定在射流管支撑装置37的两边，使射流管36与射流管支撑装置37成为一体，再把射流管36与管件22活动连接，根据管道长度可以在射流管上分段安装1至若干个射流管支撑装置37，小规格的管道也可以用手握住射流管向管内移动清洗管道而不用定位圈装置，射流管支撑装置37安装好后，通过活动连接器58可把U型弹簧的张力刷装置更换为螺旋弹簧的张力刷装置，也可以更换为弓形弹簧的张力刷装置、剪叉杆结构的弹簧张力刷装置、或毛刷辊63，上述安装完成后，把螺旋弹簧的张力刷装置、水力驱动装置42、射流管支撑装置37依次插入管道39内，根据管道规格的不同，调节射流管支撑装置37的滚球装置41螺杆，使其在所进入的管道39内保持一定张力而达到稳定操作，射流管支撑装置37进入管道后即可开动高压水泵，高压射流通过喷嘴17作用驱动板19使旋转壳体16转动，从而带动张力刷装置旋转清刷管道39内壁，作功后的射流通过排泄孔24排出并冲洗管道内壁，同时对刷件5进行润滑，减小摩擦阻力，操作人员握住射流管36徐徐向管内推进，或推动移动车向管内移动，直至整根管道清洗完毕，刷件5磨损完后，从刷座6上卸下换上新件继续工作，刷件5是由钢丝或非金属材料制成的刷。

如图11和图12，为一种剪叉杆结构的弹簧张力刷装置主视示意图；张力刷装置的内连接剪叉杆31插入外连接剪叉杆26内用活动轴32连接，外连接剪叉杆26的两端，分别对应连接在一对张力刷装置各自一端的外连接剪叉杆滚柱29的两边，外连接剪叉杆滚柱29安装在外连接剪叉杆滚柱轨道槽30中，内连接剪叉杆31的两端，分别对应连接在所述一对张力刷装置各自另一端的内连接剪叉杆滚轴28的中间，内连接剪叉杆滚轴28安装在内连接剪叉杆滚轴轨道槽33中，内连接剪叉杆滚轴轨道槽33的底部是透槽，在所述一对张力刷装置的刷座6两端的内侧，对应的安装有两对定位柱3，两对定位柱3之间套接有一对弹簧1，外连接剪叉杆26一侧的中间安连接杆8，连接杆8的另一端与盖板15上的连接管14连接，经连接杆8与活动连接器58连接到水力驱动装置42，其余操作如上。

如图14所示，本发明用于支撑射流管36的射流管支撑圈装置的一种结构，包括一个支撑圈46，支撑圈46的周边安有若干个滚球装置41，滚球装置41的一端是滚球，另一端为旋入支撑圈46中的螺杆，支撑圈46的内径上安支承架44，支承架44将安装座45安装于支撑圈46的中心位置，安装座45内安有用于固定射流管36的轴套43，支撑圈46是未封闭的带有缺口的圈，在支撑圈46内所述缺口的下方两边安装有一对处于同一水平面的定位柱3，两个定位柱3之间由限位绳40连接，在限位绳40上安弹簧1，限位绳40的作用是在弹簧力的作用下，支撑圈46不在向外扩张，支撑圈46可以从缺口处向内收缩，在弹簧的作用力下，支撑圈46上的滚球与管道内壁紧贴移动，使安装座内的轴套43始终保持在中心，能很好地满足所述装置清洗管道的要求。

如图15所示，所述支承架44上有开口形支承座49，开口形支承座49由两个半圆的一端用活动铰52连接，另一端用螺栓48连接，从而以所述开口形支承座49替代所述轴套43，它们的共同作用是射流管支撑装置37与射流管36连接为一体，射流管支撑装置37就随着射流管36的移动运动，起到对射流管36支撑并定位在管道中心的作用，是工作过程平稳，对管道清刷均匀，保护刷件正常工作，是刷端的每一圈转动都能全部接触到管周的每一部位，工作效率高。

如图16和17所示，所述的支撑圈46还可以直接采用封闭的圈。

如图18和19所示，为射流管36的具体的一种弹性伸缩杆支撑装置，安装座45通过伸缩筒54、伸缩筒54中的伸缩杆53以及套在伸缩筒54外的弹簧1接至滚球装置41。

如图18和19所示，为射流管36的一种弹性伸缩杆支撑装置，伸缩筒54安在安装座45上，伸缩杆53和伸缩筒54的外径安弹簧1，伸缩杆53在伸缩筒54内上下运动，在每根伸缩杆53的端部安球装置41，伸缩杆53可在较大范围内运动，能适应较大范围规格的管道支撑。使用时，把射流管36依次从后定位套60、轴套43、前定位套59的内径中穿过，用前后定位套把射流管36固定在需要位置，使射流管36与射流管支撑装置37成为一体，尔后依次把U形弹簧的张力刷装置、射流管支撑装置37送入管道39内，其余操作同上所述。

本发明的支撑圈装置可以用筒体材料做成，也可用杆状材料做成的结构，本实施例由两组半圆刷件5相对应的组成张力刷装置的除垢除锈部分，也可以由若干个刷件5从多个角度组成的圆，其形状不受限制。

本发明并不局限于上述实施方式的具体结构，以上所述仅是本发明的优选实施例，具有同一功能的部件可以互换，它们的特征可以轻易的相互组合成多种技术方案，本发明的保护范围应包括本领域的普通技术人员在不超出本发明原理的前提下，所作出的若干变型和改进。

Claims (9)

1.一种水力驱动的弹性运动刷装置，由驱动装置和张力刷装置组成，其特征在于：在旋转壳体(16)的腔体(23)内装有若干个同一朝向的喷嘴(17)，各个喷嘴(17)与腔体(23)内壁形成的夹角均小于90°，若干个喷嘴(17)与管件(22)连接相通，管件(22)从壳体(16)下端的动密封定位装置(18)中穿出与所述驱动装置中的接高压水泵(38)的射流管(36)相接，在腔体(23)的内壁上安有若干个驱动板(19)，壳体(16)的上部由盖板(15)封闭，盖板(15)上面的中心管端是活动连接器(58)，活动连接器(58)连接螺旋弹簧的张力刷装置的连接杆(8)，或连接U形弹簧的张力刷装置的连接管(14)，或连接剪叉杆结构的弹簧张力刷装置的连接杆(8)，或连接弓形弹簧的张力刷装置的安装杆(12)。

2.根据权利要求1所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：所述张力刷装置采用螺旋弹簧结构，张力刷装置的插件(2)的一端连接第1刷座(61)，插件(2)的另一端插入套筒(4)内一端，用插件定位螺栓(9)连接在套筒(4)的透槽中，套筒(4)的另一端与第二刷座(62)连接，第1刷座(61)和第二刷座(62)朝外的凹槽内均安装刷件(5)，第1刷座(61)和第二刷座(62)两端的内侧，均对应的安装有两对定位柱(3)，两对定位柱(3)之间套装有一对弹簧(1)，套筒(4)的一侧接连接杆(8)的一端，连接杆(8)的另一端与盖板(15)上的连接管连接。

3.根据权利要求2所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：所述连接杆(8)与套筒(4)连接处是凹槽，插件定位螺栓(9)可以在其内移动。

4.根据权利要求1所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：所述张力刷装置采用弓形弹簧结构，张力刷装置的安装杆(12)一端的两侧用弓形簧定位螺栓(10)连接张力刷装置的一对弓形簧(11)的中间，弓形簧(11)的两端各自分别通过滚轴(56)和滚轮(57)对应地连接在一对刷座(6)两端背面的U形槽内的两边的透槽(55)中，滚轴(56)穿过U形槽上的透槽(55)把一对滚轮(57)分别安装在U形槽两边的透槽(55)中，在一对滚轮(57)中间的滚轴(56)上安弓形簧(11)，一对刷座(6)朝外的凹槽内安装刷件(5)，安装杆(12)的另一端与盖板(15)中心的管端活动连接器(58)连接。

5.根据权利要求4所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：所述张力刷装置采用U形弹簧结构，张力刷装置的U形弹簧(13)的底部连接管(14)与盖板(15)中心的活动连接器(58)连接，U形弹簧(13)上部的两端分别与刷座(6)连接，所述一对刷座(6)的内槽中各安刷件(5)。

6.根据权利要求2、3、4或5所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：连接管(14)通过盖板(15)与腔体(23)相通，连接管(14)的周围有若干个排泄孔(24)，或在旋转壳体(16)周围有若干个排泄孔(24)。

7.根据权利要求1所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：所述张力刷装置采用剪叉杆结构，张力刷装置的内连接剪叉杆(31)插入外连接剪叉杆(26)内用活动轴(32)从中间把它们连接，外连接剪叉杆(26)的两端，分别对应连接在一对张力刷装置各自一端的外连接剪叉杆滚柱(29)的两边，外连接剪叉杆滚柱(29)安装在外连接剪叉杆滚柱轨道槽(30)中，内连接剪叉杆(31)的两端，分别对应连接在所述一对张力刷装置各自另一端的内连接剪叉杆滚轴(28)的中间，内连接剪叉杆滚轴(28)安装在内连接剪叉杆滚轴轨道槽(33)中，内连接剪叉杆滚轴轨道槽(33)的底部是透槽，在所述一对张力刷装置的刷座(6)两端的内侧，对应的安装有两对定位柱(3)，两对定位柱(3)之间套接有一对弹簧(1)，外连接剪叉杆(26)一侧的中间安连接杆(8)，连接杆(8)的另一端与盖板(15)上的连接管连接。

8.根据权利要求1所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：还包括射流管支撑装置(37)，射流管支撑装置(37)包括一个支撑圈(46)，支撑圈(46)的周边安有若干个滚球装置(41)，滚球装置(41)的一端是滚球，另一端的螺杆旋入支撑圈(46)上的若干个螺母中，支撑圈(46)的内径上安支承架(44)，支承架(44)的另一端把安装座(45)安装在支撑圈(46)的中心位置，安装座(45)内安轴套(43)，支撑圈(46)是未封闭有缺口的圈，在有缺口的支撑圈(46)的内径，且在缺口的下方两边平行的安一对定位柱(3)，在一对定位柱(3)的端部由限位绳(40)把它们连接，或在限位绳(40)的一端安活动钩(47)，用活动钩(47)钩在对应的定位柱(3)的孔中，在限位绳(40)上安弹簧(1)。

9.根据权利要求8所述的一种水力驱动的弹性运动刷装置，其特征在于：所述支承架(44)上有开口形支承座(49)，开口形支承座(49)由两个半圆的一端用活动铰(52)连接，另一端用螺栓(48)连接。