CN103921210B - 一种管道内壁抛光头及抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道内壁抛光头及抛光方法，用于对管道内壁进行抛光；包括支撑筒、膨胀管、抛光砂布；在支撑筒的前部设有支撑管固定口，在支撑筒的后部设有充压嘴开孔；所述膨胀管是一根密闭的柔性管，在膨胀管的后端设有充压嘴，膨胀管以螺旋状环绕在支撑筒的外径上，膨胀管的前端固定在支撑筒的所述支撑管固定口上，膨胀管后端的所述充压嘴穿过支撑筒的所述充压嘴开孔并固定在支撑筒上；所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上。本发明的有益效果是：工作性能可靠，不易出现过热锁死；抛光质量好，可防止因管道内留有杂质而划伤管道内壁；操作方便，不需要耗费大量时间用于调整抛光砂布与管道内壁之间的配合，显著提高了工作效率。

Description

一种管道内壁抛光头及抛光方法

技术领域

本发明属于管道加工设备，尤其涉及一种管道内壁抛光头及抛光方法。

背景技术

在精细化工设备中，如制药、食品设备，使用的不锈钢管道需要进行内壁抛光，以保障产品品质的纯正。在管道内壁需要抛光时，最常用的方法是将抛光砂布缠绕在支撑筒外，缠绕了抛光砂布的抛光头外径需要略大于需要抛光的管道内径，通过驱动轴旋转，压入管道内，抛光砂布与管道内径的配合存在太多不确定因素，通常取决于操作人员的经验；一旦抛光布缠绕不合适，抛光头会卡死在管道内，就需要返工，造成时间上的浪费；如管道内进入了杂质，还会划伤管道内壁；操作过程中，操作人员的双手极易受到挤压伤害，同时工作效率低下，不符合文明施工要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种管道内壁抛光头的技术方案，方便抛光头操作，提高工作效率，防止抛光头过热或锁死。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种管道内壁抛光头，用于对管道内壁进行抛光；包括支撑筒、膨胀管、抛光砂布；其特征在于，所述支撑筒是两端设有档环的圆筒，在支撑筒的前部设有支撑管固定口，在支撑筒的后部设有充压嘴开孔；所述膨胀管是一根被充压的密闭的柔性管，在膨胀管的后端设有充压嘴，膨胀管以螺旋状环绕在支撑筒的外径上，膨胀管的前端固定在支撑筒的所述支撑管固定口上，膨胀管后端的所述充压嘴穿过支撑筒的所述充压嘴开孔并固定在支撑筒上；所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上。

更进一步，环绕在支撑筒外径上的所述膨胀管充分膨胀后的外轮廓直径大于被抛光管道内径至少2mm；所述支撑筒两端的档环的外径小于被抛光管道内径至少2mm。

更进一步，为了保证抛光效果，所述膨胀管环绕在支撑筒外径上的圈数不少于3整圈；被充压后的膨胀管两端最外圈的侧壁与所述支撑筒两端的档环接触。

更进一步，为了方便膨胀管的充压和释放压力，所述膨胀管是用于充气的橡胶管，所述充压嘴是充气嘴。

更进一步，为了避免因抛光摩擦产生的热量使膨胀管过度膨胀，所述膨胀管是用于充水的橡胶管，所述充压嘴是水嘴。

更进一步，为了使膨胀管稳定地固定在支撑筒上，在所述支撑筒的外径上设有沿轴向的压痕。

更进一步，为了加强抛光头的散热性能，所述支撑筒的材质是铝合金，在支撑筒的内径上设有散热板。

更进一步，为了使抛光砂布在抛光过程中与稳定的保持在膨胀管上，所述环绕包裹在膨胀管上的抛光砂布在接缝处至少搭接15mm。

一种管道内壁抛光方法，所述方法是使用权利要求1所述的一种管道内壁抛光头对管道内壁进行抛光的方法；所述抛光头安装在一支抛光驱动轴上、并由抛光驱动轴带动对管道内壁抛光；所述方法包括以下步骤：

步骤一，将所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上；

步骤二，开启充压嘴，放出膨胀管内的介质，将由步骤一完成的包裹了抛光砂布的抛光头插入管道内；

步骤三，通过所述充压嘴对膨胀管充压；使抛光砂布与管道内壁在圆周完全接触；

步骤四，启动抛光驱动轴，所述抛光驱动轴带动抛光头以管道轴线为中心转动、并沿管道轴线作直线运动，抛光头的旋转方向与抛光砂布环绕抛光头的方向相反。

更进一步，在步骤三中，对膨胀管充压至表压20KPa～60KPa；在步骤四中，抛光砂布与管道内壁的相对运动速度不大于1.2米/秒，抛光砂布在管道内壁圆周切线方向的线速度与轴向运动线速度之比不小于10:1。

本发明的有益效果是：工作性能可靠，不易出现过热锁死；抛光质量好，可防止因管道内留有杂质而划伤管道内壁；操作方便，不需要耗费大量时间用于调整抛光砂布与管道内壁之间的配合，显著提高了工作效率。

下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。

附图说明

图1是本发明的结构拆分图；

图2是本发明组装图；

图3是本发明完成了环绕包裹抛光砂布的抛光头结构图；

图4是本发明膨胀管释放压力、抛光头插入管道内示意图；

图5是本发明对膨胀管充压、膨胀管外径膨胀，使抛光砂布与管道内壁在圆周完全接触并保持一定压力的示意图；

图6是本发明抛光头在管道内进行抛光操作的运动示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3，一种管道内壁抛光头，用于对管道内壁进行抛光；包括支撑筒10、膨胀管20、抛光砂布30；所述支撑筒是两端设有档环11的圆筒，在支撑筒的前部设有支撑管固定口12，在支撑筒的后部设有充压嘴开孔13；所述膨胀管是一根被充压的密闭的柔性管，在膨胀管的后端21设有充压嘴22，膨胀管以螺旋状环绕在支撑筒的外径上，膨胀管的前端23固定在支撑筒的所述支撑管固定口上，膨胀管后端的所述充压嘴穿过支撑筒的所述充压嘴开孔并固定在支撑筒上；所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上。

环绕在支撑筒外径上的所述膨胀管充分膨胀后的外轮廓直径大于被抛光管道内径至少2mm；所述支撑筒两端的档环的外径小于被抛光管道内径至少2mm。

所述膨胀管环绕在支撑筒外径上的圈数不少于3整圈；被充压后的膨胀管两端最外圈的侧壁与所述支撑筒两端的档环接触。

所述膨胀管可以是用于充气的橡胶管，所述充压嘴是充气嘴。

所述膨胀管还可以是用于充水的橡胶管，所述充压嘴是水嘴。

在所述支撑筒的外径上设有沿轴向的压痕14。

所述支撑筒的材质可以是铝合金，在支撑筒的内径上设有散热板15。

所述环绕包裹在膨胀管上的抛光砂布在接缝处至少搭接S=15mm。

通常被抛光管道的公称通径小于DN150。

实施例一：

如图1、图2、图3，一种管道内壁抛光头，用于对管道内壁进行抛光；包括支撑筒10、膨胀管20、抛光砂布30。

所述支撑筒是两端设有档环11的圆筒，在支撑筒的前部设有支撑管固定口12，所述固定口是一个可穿过未充压的膨胀管的圆孔，圆孔直径为11mm，在支撑筒的后部设有充压嘴开孔13。为了增加支撑筒的导热性，提高抛光头的散热性能，支撑筒采用铝合金制造，在支撑筒的内径上设有散热板15。为了增加支撑筒与膨胀管的摩擦接触性能，使膨胀管稳定地固定在支撑筒上，在支撑筒的外径上设有沿轴向的压痕14。

在支撑筒的前端设有前连接端板40，前连接端板的中心设有轴孔41，在前连接端板上设有连接卡毂42，连接卡毂与支撑筒的内径配合、使前连接端板安装在支撑筒的前端面上；在前连接端板上还设有用于通气的通气孔43。

在支撑筒的后端设有后连接端板50，后连接端板的中心设有轴孔51，在后连接端板上设有连接卡毂52，连接卡毂与支撑筒的内径配合、使后连接端板安装在支撑筒的后端面上；在后连接端板上还设有用于通气的通气孔53。在后连接端板的轴孔内设有键槽54，在后连接端板的端面上设有销轴55。在支撑筒的后端面上设有销孔16，后连接端板的销轴插入支撑筒后端面上的销孔中，使后连接端板能够带动支撑筒转动。

抛光头安装在一支抛光驱动轴60上，抛光驱动轴设有与后连接端板的轴孔配合的台阶轴61，在所述台阶轴上设有键槽62，在抛光驱动轴的前端设有连接螺纹63。在所述台阶轴的键槽内设有平键64，台阶轴穿入后连接端板的轴孔中，台阶轴的台阶面压在后连接端板轴孔的端面56上；所述平键卡入后连接端板轴孔内的键槽中，使抛光驱动轴能够带动后连接端板转动；抛光驱动轴的前端穿过前连接端板的轴孔，通过一只螺母65将前连接端板和后连接端板固定在支撑筒上。

所述膨胀管可以是用于充气的橡胶管，在膨胀管的后端21设有充气嘴22。膨胀管以螺旋状环绕在支撑筒的外径上；膨胀管的前端23穿过支撑筒的支撑管固定口，进入支撑筒的内径，并在前端打一个系结24，使膨胀管前端固定在支撑筒上；膨胀管后端的所述充压嘴穿过支撑筒的所述充压嘴开孔并固定在支撑筒上，充压嘴的端头伸出支撑筒的端面；被充压后的膨胀管两端最外圈的侧壁与所述支撑筒两端的档环接触。

所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上，抛光砂布的摩擦面，即含有沙粒的面在外。

本实施例的抛光头用于抛光内径为62mm～65mm的管道，在本实施例中：

支撑筒的外径D=50mm，支撑筒档环外径D1=59mm。

膨胀管膨胀后的外径为10mm，环绕在支撑筒外径上的圈数为5整圈，环绕在支撑筒外径上的膨胀管膨胀后的外轮廓直径为70mm。

抛光砂布采用市售成卷的抛光砂带，使用时，根据管道规格和搭接长度进行裁剪，厚度为2.0mm～2.5mm，沙粒的颗粒度根据粗抛和细抛进行选取，粗抛一般选60目～80目砂带，精抛要根据精度要求选用200目～600目砂带，精度要求达到镜面要求的，可以在末次精抛时涂抹研磨膏。

为了使抛光砂布在抛光过程中与稳定的保持在膨胀管上，环绕包裹在膨胀管上的抛光砂布在接缝处搭接S=20mm。

本实施例的膨胀管采用充气橡胶管，膨胀管的充压和释放压力操作方便。

实施例二：

本实施例是实施例一的一种改进。

一种管道内壁抛光头，用于对管道内壁进行抛光；包括支撑筒、膨胀管、抛光砂布。

所述膨胀管是用于充水的橡胶管，所述充压嘴是水嘴。

由于水的热膨胀系数远远低于气体，本实施例适用于抛光时间长、长度较大的管道，可避免因抛光摩擦产生的热量使膨胀管过度膨胀、压力增加而导致抛光摩擦力过大并锁死或损坏管道中的抛光头。

一种管道内壁抛光方法，本方法是使用实施例一所述的管道内壁抛光头对管道内壁进行抛光的方法。

如图3、图4、图5、图6，所述抛光头安装在一支抛光驱动轴上、并由抛光驱动轴带动对管道70内壁抛光；所述方法包括以下步骤：

步骤一，将所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上,如图3所示。

步骤二，开启充压嘴，放出膨胀管内的介质，将由步骤一完成的包裹了抛光砂布的抛光头插入管道内，如图4所示。

步骤三，通过所述充压嘴对膨胀管充压；使抛光砂布与管道内壁在圆周完全接触，如图5所示。

步骤四，启动抛光驱动轴，所述抛光驱动轴带动抛光头以管道轴线为中心转动（如图6，P1）、并沿管道轴线作直线运动（如图6，P2），抛光头的旋转方向与抛光砂布环绕抛光头的方向（如图3，P3）相反。

在步骤三中，对膨胀管充压至表压20KPa～60KPa；在步骤四中，抛光砂布与管道内壁的相对运动速度不大于1.2米/秒，抛光砂布在管道内壁圆周切线方向的线速度与轴向运动线速度之比不小于10:1。

实施例三：

一种管道内壁抛光方法，本方法是使用实施例一所述的管道内壁抛光头对管道内壁进行抛光的方法。膨胀管内的充压介质是空气；被抛光管道的内径为62.5mm，长度为2.2m。

如图3、图4、图5、图6，所述抛光头安装在一支抛光驱动轴上、并由抛光驱动轴带动对管道内壁抛光；所述方法包括以下步骤：

步骤一，如图3所示，将所述抛光砂布以逆时针方向（P3）环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上；抛光砂布长度为216mm，抛光砂布在接缝处搭接20mm。

步骤二，如图4所示，开启充压嘴，放出膨胀管内的气体，使膨胀管收缩；将由步骤一完成的包裹了抛光砂布的抛光头插入管道70内；

步骤三，如图5所示，通过所述充压嘴对膨胀管充压，膨胀管内压力升高，膨胀管外径膨胀，使抛光砂布与管道内壁在圆周完全接触，并使膨胀管内的气压保持在表压25KPa；被充压后的膨胀管两端最外圈的侧壁25与所述支撑筒两端的档环接触。

步骤四，如图6所示，启动抛光驱动轴，抛光驱动轴带动抛光头以管道轴线为中心顺时针（P1）转动，抛光头的旋转方向与抛光砂布环绕抛光头的方向相反，转速为280转/分，同时，抛光头沿管道轴线作直线进给运动（P2），直线运动的速度为10毫米/转,完成一根管道的内壁抛光用时48秒。

在步骤四中，抛光砂布与管道内壁的相对运动速度为0.92米/秒，抛光砂布在管道内壁圆周切线方向的线速度与轴向运动线速度之比为19.5:1。

在本实施例中，管道内壁的抛光在定制的抛光托架上进行，所述抛光托架设有两根与被抛光管道平行的不锈钢支承管，其长度与被抛光的钢管长度相近。被抛光的钢管放置在两根不锈钢支承管之间，由两根不锈钢支承管的外径支承。在抛光操作中，可以根据抛光过程和抛光效果调整抛光头的转速和进给速度，使其达到抛光的质量要求，同时防止抛光头发生过热；在膨胀管中的空气温度通常应控制在90℃以下；必要时可对管道内进行强制通风散热，或者在管道外壁喷水降温。

实施例四：

一种管道内壁抛光方法，本方法是实施例三的一种改进，使用实施例二所述的管道内壁抛光头对管道内壁进行抛光的方法。膨胀管内的充压介质是水；被抛光管道的内径为65mm，长度为4.0m。

所述方法包括以下步骤：

步骤一，如图3所示，将所述抛光砂布以逆时针方向（P3）环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上；抛光砂布长度为225mm，抛光砂布在接缝处搭接21mm。

步骤二，如图4所示，开启充压嘴，放出膨胀管内的水，使膨胀管收缩；将由步骤一完成的包裹了抛光砂布的抛光头插入管道内；

步骤三，如图5所示，通过所述充压嘴对膨胀管充压；膨胀管内压力升高，膨胀管外径膨胀，使抛光砂布与管道内壁在圆周完全接触，并使膨胀管内的气压保持在表压35KPa。

步骤四，如图6所示，启动抛光驱动轴，抛光驱动轴带动抛光头以管道轴线为中心顺时针（P1）转动，抛光头的旋转方向与抛光砂布环绕抛光头的方向相反，转速为250转/分，同时，抛光头沿管道轴线作直线进给运动（P2），直线运动的速度为10毫米/转,完成一根管道的内壁抛光用时1分36秒。

在步骤四中，抛光砂布与管道内壁的相对运动速度为0.85米/秒，抛光砂布在管道内壁圆周切线方向的线速度与轴向运动线速度之比为20:1。

管道内壁的抛光在管道抛光托架上进行，可以根据抛光过程和抛光效果调整抛光头的转速和进给速度，使其达到抛光的质量要求，同时防止抛光头发生过热；在膨胀管中的水温度通常应控制在75℃以下；必要时可对管道内进行强制通风散热，或者在管道外壁喷水降温。

Claims (10)

1.一种管道内壁抛光头，用于对管道内壁进行抛光；包括支撑筒、膨胀管、抛光砂布；其特征在于，所述支撑筒是两端设有挡环的圆筒，在支撑筒的前部设有支撑管固定口，在支撑筒的后部设有充压嘴开孔；所述膨胀管是一根被充压的密闭的柔性管，在膨胀管的后端设有充压嘴，膨胀管以螺旋状环绕在支撑筒的外径上，膨胀管的前端固定在支撑筒的所述支撑管固定口上，膨胀管后端的所述充压嘴穿过支撑筒的所述充压嘴开孔并固定在支撑筒上；所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上。

2.根据权利要求1所述的一种管道内壁抛光头，其特征在于，环绕在支撑筒外径上的所述膨胀管充分膨胀后的外轮廓直径大于被抛光管道内径至少2mm；所述支撑筒两端的挡环的外径小于被抛光管道内径至少2mm。

3.根据权利要求1所述的一种管道内壁抛光头，其特征在于，所述膨胀管环绕在支撑筒外径上的圈数不少于3整圈；被充压后的膨胀管两端最外圈的侧壁与所述支撑筒两端的挡环接触。

4.根据权利要求1所述的一种管道内壁抛光头，其特征在于，所述膨胀管是用于充气的橡胶管，所述充压嘴是充气嘴。

5.根据权利要求1所述的一种管道内壁抛光头，其特征在于，所述膨胀管是用于充水的橡胶管，所述充压嘴是水嘴。

6.根据权利要求1所述的一种管道内壁抛光头，其特征在于，在所述支撑筒的外径上设有沿轴向的压痕。

7.根据权利要求1所述的一种管道内壁抛光头，其特征在于，所述支撑筒的材质是铝合金，在支撑筒的内径上设有散热板。

8.根据权利要求1所述的一种管道内壁抛光头，其特征在于，所述环绕包裹在膨胀管上的抛光砂布在接缝处至少搭接15mm。

9.一种管道内壁抛光方法，所述方法是使用权利要求1所述的一种管道内壁抛光头对管道内壁进行抛光的方法；其特征在于，所述抛光头安装在一支抛光驱动轴上、并由抛光驱动轴带动对管道内壁抛光；所述方法包括以下步骤：

步骤一，将所述抛光砂布环绕包裹在膨胀管的外轮廓面上；

步骤二，开启充压嘴，放出膨胀管内的介质，将由步骤一完成的包裹了抛光砂布的抛光头插入管道内；

步骤三，通过所述充压嘴对膨胀管充压；使抛光砂布与管道内壁在圆周完全接触；

步骤四，启动抛光驱动轴，所述抛光驱动轴带动抛光头以管道轴线为中心转动、并沿管道轴线作直线运动，抛光头的旋转方向与抛光砂布环绕抛光头的方向相反。

10.根据权利要求9所述的一种管道内壁抛光方法，其特征在于，在步骤三中，对膨胀管充压至表压20KPa～60KPa；在步骤四中，抛光砂布与管道内壁的相对运动速度不大于1.2米/秒，抛光砂布在管道内壁圆周切线方向的线速度与轴向运动线速度之比不小于10:1。