CN105149300A - 新型地下排水管道清污装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型地下排水管道清污装置，包括切削机构、自行走机构、防水机构和排污机构，所述切削机构外周设有自行走机构，所述自行走机构外设有防水机构，所述防水机构外侧端部设有排污机构；通过自行走机构的使用，能够使此装置在管道内蠕动向前行走，并在行走过程中对管道中的污物进行切削清除。刀头与行走机构可调，满足不同管径要求；实现切割功能、排污功能和自行走功能；实现机器人带水作业。排水管道机器装置可以解放工人的双手，减少人工干预，彻底替代人工清污，保护了工人的安全，高效地疏通排水管道。

Description

新型地下排水管道清污装置

技术领域

本发明涉及管道清理技术领域，更具体地说，涉及一种新型地下排水管道清污装置。

背景技术

我国城市排水管道大多埋于浅层地下，且管道直径不大。管道由于长时间的使用会产生污物的沉淀、淤积，这导致了管道的流量进一步减小，对于小口径管道，如果淤积严重则会造成堵塞。大量降雨时，若排水管道流量不够或是发生堵塞，则会使城市路面出现积水现象，大量污水排出地面，严重影响城市居民的生产生活。

城市排水管道中都是工业废水和生活污水，大量的腐烂物质产生有害气体，对管道清污工人的安全造成严重威胁；管道中易产生易燃易爆的气体，如沼气，清污时也极易发生爆炸。

国内的管道清污方法有高压水清淤法、流水冲刷清淤法等。其中高压水会对管道造成冲伤和破环，且浪费大量清水；流水冲刷在蓄水过程中，可能会造成上游管道产生新的淤积。这为研发一种高效、低成本的管道清污机器装置提供了必要性。

因此，由于现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种新型地下排水管道清污装置，针对城市排水管道的清淤、疏通，设计了一种适应不同管径、集清污与排污于一体的蠕动式的机器装置，能够满足小口径排水管道清污要求，实现管道的非开挖长距离清理作业。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

新型地下排水管道清污装置，包括切削机构、自行走机构、防水机构和排污机构，所述切削机构外周设有自行走机构，所述自行走机构外设有防水机构，所述防水机构外侧端部设有排污机构；

所述切削机构包括开槽螺母、短套筒、长套筒、长平键、短平键、主传动轴、第一滑块、第二滑块、连杆和刀片，所述主传动轴一端部设有开槽螺母，所述主传动轴另一端部设有螺纹，所述开槽螺母后依次设有短套筒、第一滑块、长套筒和第二滑块，所述第一滑块外周通过转轴连接有刀片，所述第二滑块外周通过转轴连接连杆的一端，所述连杆另一端通过转轴连接刀片，所述第一滑块和第二滑块内侧分别设有凹槽，在所述主传动轴的轴肩上设有短平键，在所述主传动轴的轴端处设有长平键，所述长平键与所述第一滑块的内凹槽配合，所述短平键与所述第二滑块的内凹槽配合；

所述自行走机构包括支撑套连接件、推杆支撑连接件、交流伺服电机、电动推杆、滚轮、连接杆、螺母套、螺母导向板、联轴器和支撑套，所述主传动轴通过联轴器与交流伺服电机连接，所述主传动轴上螺纹两侧分别设有支撑套，所述支撑套外侧设有支撑套连接件，所述支撑套连接件外设有推杆支撑连接件，所述推杆支撑连接件外连接电动推杆，所述电动推杆端部设有滚轮，所述主传动轴的螺纹上设有螺母套，所述螺母套外设有螺母导向板，连接杆穿过所述螺母导向板连接两端的所述支撑套；

所述防水机构包括前端盖、外拉杆、后桶、紧固环、波纹管和拉板，所述波纹管套设在所述自行走机构外侧，所述电动推杆和滚轮穿过所述波纹管，所述波纹管前端设有前端盖，所述波纹管后端设有后桶，所述波纹管两端通过紧固环与所述前端盖和后桶固定连接，所述前端盖外侧设有拉板，所述拉板与所述后桶通过外拉杆连接；

所述排污机构包括给水管、过滤网和排污管，所述后桶外侧下端设有固定板，所述给水管与排污管安装在所述后桶的固定板上，所述排污管的管口上安装有过滤网。

优选的，所述主传动轴的端部通过开口销固定所述开槽螺母。

优选的，所述刀片设有3个，均匀设于所述第一滑块外周。

优选的，所述前端盖内侧依次设有O型圈、静环、动环、O型圈、活动板、弹簧、紧定螺钉、紧钉环和螺钉。

本发明的有益之处在于：提供了一种新型地下排水管道清污装置，能够在管径不同的小口径管道内实现自行走功能，实现带水作业功能，集清污与排污于一体。满足500～800mm管径的管道清理作业要求，行走速度0.25m/min，一次清污最短距离30m；刀头与行走机构可调，满足不同管径要求；实现切割功能、排污功能和自行走功能；实现机器人带水作业；刀头可拆卸，装载其他机构可作为其他机器人使用(如检测机器人、穿缆机器人等)。排水管道机器装置可以解放工人的双手，减少人工干预，彻底替代人工清污，保护了工人的安全，高效地疏通排水管道。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的总装结构示意图；

图2为本发明的切削机构的结构示意图；

图3为本发明的切削机构的爆炸示意图；

图4为本发明的自行走机构的结构示意图；

图5为本发明的自行走机构的局部示意图；

图6为本发明的防水机构的机构示意图；

图7为本发明的防水机构的爆炸示意图；

图8为本发明的前端盖的爆炸结构示意图；

图9为本发明的排污机构的结构示意图；

图中：1为开槽螺母；2为短套筒；3为长套筒；4为长平键；5为短平键；6为主传动轴；7为第一滑块；8为第二滑块；9为连杆；10为刀片；11为支撑套连接件；12为推杆支撑连接件；13为交流伺服电机；14为电动推杆；15为滚轮；16为连接杆；17为螺母套；18为螺母导向板；19为联轴器；20为支撑套；21为前端盖；22为外拉杆；23为后桶；24为紧固环；25为波纹管；26为拉板；27为给水管；28为过滤网；29为排污管；30为开口销；31为O型圈；32为静环；33为动环；34为活动板；35为弹簧；36为紧定螺钉；37为紧钉环；38为螺钉。

具体实施方式

本发明提供了一种新型地下排水管道清污装置，排水管道机器装置可以解放工人的双手，减少人工干预，彻底替代人工清污，保护了工人的安全，高效地疏通排水管道。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种新型地下排水管道清污装置，包括切削机构、自行走机构、防水机构和排污机构，所述切削机构外周设有自行走机构，所述自行走机构外设有防水机构，所述防水机构外侧端部设有排污机构；

如图2和3所示，所述切削机构包括开槽螺母1、短套筒2、长套筒3、长平键4、短平键5、主传动轴6、第一滑块7、第二滑块8、连杆9和刀片10，所述主传动轴6一端部设有开槽螺母1，所述主传动轴6另一端部设有螺纹，所述开槽螺母1后依次设有短套筒2、第一滑块7、长套筒3和第二滑块8，所述第一滑块7外周通过转轴连接有刀片10，所述第二滑块8外周通过转轴连接连杆9的一端，所述连杆9另一端通过转轴连接刀片10，所述第一滑块7和第二滑块8内侧分别设有凹槽，在所述主传动轴6的轴肩上设有短平键5，在所述主传动轴6的轴端处设有长平键4，所述长平键4与所述第一滑块7的内凹槽配合，所述短平键5与所述第二滑块8的内凹槽配合；刀头10采用曲柄滑块机构，可以实现变径，用于不同管径的作业。刀头10的滑块设计有槽，与主传动轴6通过键来传递扭矩。主传动轴6上，靠近轴肩处使用短平键5，靠近轴端处使用长平键4，两个键的长度范围满足刀头调整工作展径500mm～800mm的要求。根据工作管径要求调整刀头10展径，用开口销30对开槽螺母1固定位置，同时调整短套筒2和长套筒3的长度来实现刀头展径的调节。短套筒2和长套筒3为便于安装，内孔都开有宽度稍大于键宽的槽。

如图4和5所示，所述自行走机构包括支撑套连接件11、推杆支撑连接件12、交流伺服电机13、电动推杆14、滚轮15、连接杆16、螺母套17、螺母导向板18、联轴器19和支撑套20，所述主传动轴6通过联轴器19与交流伺服电机13连接，所述主传动轴6上螺纹两侧分别设有支撑套20，所述支撑套20外侧设有支撑套连接件11，所述支撑套连接件11外设有推杆支撑连接件12，所述推杆支撑连接件12外连接电动推杆14，所述电动推杆14端部设有滚轮15，所述主传动轴6的螺纹上设有螺母套17，所述螺母套17外设有螺母导向板18，连接杆16穿过所述螺母导向板18连接两端的所述支撑套20；

自行走机构的工作过程是：自行走部件的动力由交流伺服电机13来提供，通过联轴器19将扭矩传递给主传动轴6。主传动轴6上螺纹两侧安装有两个可转动支撑套20，用连接杆16固定两个可转动支撑套20的轴向距离，支撑套20只回转运动不发生轴向位移。主传动轴6的螺纹上安装有螺母套17。两个可转动支撑套20和螺母套17上各装有三个电动推杆14，可满足不同管径的支撑要求。电动推杆14末端安装有滚轮15，利于此装置在排水管道内的移动。连接杆16给螺母套17起导向作用，也保证了螺母套17和可转动支撑套20的联动。连接杆16上装有限位开关，用于控制交流伺服电机13的转动方向。

交流伺服电机13开启，此时螺母套17上的的电动推杆14伸出顶住排水管道内壁，螺母套17的位置固定，主传动轴6正转，整个装置相对螺母套17向前移动，同时带动切削机构旋转切削并向前移动；当螺母套17上的螺母导向板18触碰到连接杆16后端的限位开关时，螺母套17上的电动推杆14缩回，两个可转动支撑套20上的电动推杆14伸出顶住排水管道内壁，交流伺服电机13的转速逐渐减小至反转，减速过程中螺母套17相对主传动轴6向后移动，为保证螺母套17不与后端的可转动支撑套20碰撞，将限位开关安装在连接杆16上的合适位置；当交流伺服电机13反转，带动主传动轴6反转，此时螺母套17相对主传动轴6向前移动，而整个装置相对管道的位置不变，切削机构原地反向旋转；当螺母套17上的螺母导向板18触碰到连接杆16前端的限位开关时，两个可转动支撑套20上的电动推杆14缩回，螺母套17上的电动推杆14伸出顶住排水管道内壁，螺母套17的位置固定，交流伺服电机13的转速逐渐减小至转向翻转，减速过程中整个装置相对螺母套17的位置向后移动，为保证螺母套17不与前端的可转动支撑套20碰撞，将限位开关安装在连接杆16上的合适位置；当交流伺服电机13的转向翻转，主传动轴6正转整个装置相对螺母套17向前移动，同时带动切削机构旋转切削并向前移动。如此运动，整个装置完成自行走功能和切削功能。

如图6和7所示，所述防水机构包括前端盖21、外拉杆22、后桶23、紧固环24、波纹管25和拉板26，所述波纹管25套设在所述自行走机构外侧，所述电动推杆14和滚轮15穿过所述波纹管25，所述波纹管25前端设有前端盖21，所述波纹管25后端设有后桶23，所述波纹管25两端通过紧固环24与所述前端盖21和后桶23固定连接，所述前端盖21外侧设有拉板26，所述拉板26与所述后桶23通过外拉杆22连接；

前端机械密封部件安装在主传动轴6上，拧紧紧定螺钉使紧钉环的位置固定在主传动轴6上，弹簧起弹力补偿作用。后桶23中有肋板，能支撑交流伺服电机13。波纹管25套装在前端盖21和后桶23上，两端用紧固环24进行夹紧密封。波纹管25能够自由伸缩，方便其的自行走运动。拉板26与前端盖21分别位于主传动轴6的轴环两侧。拉板26与后桶23利用外拉杆22进行拉紧，外拉杆22的两端用弹簧垫圈和螺母拧紧。安装后，电动推杆14的伸缩运动杆在波纹管25的外侧。波纹管25上安装电动推杆14的部位有套管，能满足安装部位的密封要求。

安装此装置的主体结构时，首先安装前端机械密封部件，再安装波纹管25与自行走机构，然后将交流伺服电机13用螺钉安装在后桶23上，接着用紧固环24将波纹管25两端固定在后桶23和前端盖21上，最后装上拉板26，用外拉杆22将拉板26和后桶23拉紧。

如图9所示，所述排污机构包括给水管27、过滤网28和排污管29，所述后桶23外侧下端设有固定板，所述给水管27与排污管29安装在所述后桶23的固定板上，所述排污管29的管口上安装有过滤网28。给水管27接供水装置，给水稀释排水道内壁上被切割下来的污物。排污管29接吸水装置，将污物排出排水管道。排污管29的管口安装有过滤网28，防止排污装置堵塞。

更进一步的，所述主传动轴6的端部通过开口销30固定所述开槽螺母1。

更进一步的，所述刀片10设有3个，均匀设于所述第一滑块7外周。

如图8所示，更进一步的，所述前端盖21内侧依次设有O型圈31、静环32、动环33、O型圈31、活动板34、弹簧35、紧定螺钉36、紧钉环37和螺钉38。使前端盖21固定更加紧密，防水性能更好。

本发明在使用时，排污作业开始前，先将此装置的自行走机构和防水机构安装好，再放入排水管道中，接着将刀头10、给水管27和排污管29安装好，启动电机，此装置开始工作。自行走机构完成蠕动动作，切削机构完成排水管道内壁污物的切割。启动供水装置，稀释污物，启动排污装置，污物排出管道。

本发明针对排水管道清污排污的要求，设计了满足不同管径排水管道要求的清污装置，能实现管道非开挖的清污，能实现切削功能、自行走功能和排污功能，减少人工干预，彻底替代人工清污，保护了工人的安全，高效地疏通了排水管道。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.新型地下排水管道清污装置，其特征在于：包括切削机构、自行走机构、防水机构和排污机构，所述切削机构外周设有自行走机构，所述自行走机构外设有防水机构，所述防水机构外侧端部设有排污机构；

所述切削机构包括开槽螺母、短套筒、长套筒、长平键、短平键、主传动轴、第一滑块、第二滑块、连杆和刀片，所述主传动轴一端部设有开槽螺母，所述主传动轴另一端部设有螺纹，所述开槽螺母后依次设有短套筒、第一滑块、长套筒、和第二滑块，所述第一滑块外周通过转轴连接有刀片，所述第二滑块外周通过转轴连接连杆的一端，所述连杆另一端通过转轴连接刀片，所述第一滑块和第二滑块内侧分别设有凹槽，在所述主传动轴的轴肩上设有短平键，在所述主传动轴的轴端处设有长平键，所述长平键与所述第一滑块的内凹槽配合，所述短平键与所述第二滑块的内凹槽配合；

所述自行走机构包括支撑套连接件、推杆支撑连接件、交流伺服电动机、电动推杆、滚轮、连接杆、螺母套、螺母导向板、联轴器和支撑套，所述主传动轴通过联轴器与交流伺服电机连接，所述主传动轴上螺纹两侧分别设有支撑套，所述支撑套外侧设有支撑套连接件，所述支撑套连接件外设有推杆支撑连接件，所述推杆支撑连接件外连接电动推杆，所述电动推杆端部设有滚轮，所述主传动轴的螺纹上设有螺母套，所述螺母套外设有螺母导向板，连接杆穿过所述螺母导向板连接两端的所述支撑套；

所述防水机构包括前端盖、外拉杆、后桶、紧固环、波纹管和拉板，所述波纹管套设在所述自行走机构外侧，所述电动推杆和滚轮穿过所述波纹管，所述波纹管前端设有前端盖，所述波纹管后端设有后桶，所述波纹管两端通过紧固环与所述前端盖和后桶固定连接，所述前端盖外侧设有拉板，所述拉板与所述后桶通过外拉杆连接；

所述排污机构包括给水管、过滤网和排污管，所述后桶外侧下端设有固定板，所述给水管与排污管安装在所述后桶的固定板上，所述排污管的管口上安装有过滤网。

2.如权利要求1所述的新型地下排水管道清污装置，其特征在于：所述主传动轴的端部通过开口销固定所述开槽螺母。

3.如权利要求2所述的新型地下排水管道清污装置，其特征在于：所述刀片设有3个，均匀设于所述第一滑块外周。

4.如权利要求1所述的新型地下排水管道清污装置，其特征在于：所述前端盖内侧依次设有O型圈、静环、动环、O型圈、活动板、弹簧、紧定螺钉、紧钉环和螺钉。