CN106049659A - 高压水射流螺旋进退式管道疏通装置 - Google Patents

Abstract

高压水射流螺旋进退式管道疏通装置，包括疏通钻头；疏通钻头后端同轴向连接有主连接管，主连接管后端通过旋转密封器连接有主进水管，主连接管和主进水管内同轴线设有辅助进水管，辅助进水管前端伸入到疏通钻头内，辅助进水管前端设有限位环，辅助进水管上套设有可沿辅助进水管前后滑动的挡圈，挡圈外圈固定设有压力轴承，压力轴承的外圈与疏通钻头内壁接触；疏通钻头后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔，疏通钻头前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔。本发明设计新颖、结构简单且紧凑，易于操作，充分降低操作人员劳动强度，自动化程度高，可自动前进和后退，并可多次重复使用，疏通效果好，专门适用于市政管道的疏通作业。

Description

高压水射流螺旋进退式管道疏通装置

技术领域

本发明属于市政工程管理养护技术领域，尤其涉及一种高压水射流螺旋进退式管道疏通装置。

背景技术

每年的夏季，国内很多地方都出现强降雨天气，城市内涝问题层出不穷，直接危害到城市的安全运行及人民的生命安全，同时也造成了巨大的经济损失。而造成城市内涝的原因有很多，如雨量过大、排水系统不完善、排水管道破损等。再加之城市建设的力度越来越大，工程所需的沙土在运输中极易掉落堆积在道路上，并随路面冲洗流入污水、雨水排水系统，造成管道内的淤泥量增加引起管道阻塞，同时也会导致雨天排水不畅，进一步加剧城市内涝，影响交通通畅，甚至导致交通瘫痪。如何切实提高城市排水管道的排水效率，减少管道淤积或堵塞， 确保管道畅通，保障汛期安全，是解决城市内涝的最有效途径。

目前，对城市雨水、污水排水管道的疏通一般使用市政工程的疏通车，但现场大部分作业还是需要人工操作，这不仅工作环境恶劣、劳动强度大，工作效率低，而且耗费大量的水资源，疏通效果也不好。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种自动化程度高、疏通效率高、疏通效果好、节约用水的高压水射流螺旋进退式管道疏通装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：高压水射流螺旋进退式管道疏通装置，包括疏通钻头，疏通钻头的前部外型为圆锥形结构，疏通钻头的后部外型为圆柱形结构，疏通钻头后部的圆柱形结构外圆周表面设有螺旋状的凸棱条，疏通钻头为中空结构且后端敞口；

疏通钻头后端同轴向连接有主连接管，主连接管后端通过旋转密封器连接有主进水管，主进水管的进水口设有主连接法兰，主进水管上设有主控制阀，主连接管和主进水管内同轴线设有辅助进水管，辅助进水管前端伸入到疏通钻头内，辅助进水管外壁通过固定架与主进水管内壁连接，辅助进水管前端设有限位环，辅助进水管上套设有可沿辅助进水管前后滑动的挡圈，挡圈外圈固定设有压力轴承，压力轴承的外圈与疏通钻头内壁接触；辅助进水管后端连接有辅助供水管，辅助供水管垂直于辅助进水管，辅助供水管穿过主进水管并与主进水管之间设有辅助进水密封圈，辅助供水管上设有辅助控制阀，辅助供水管的进水口设有辅助连接法兰；

疏通钻头后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔，疏通钻头前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔，前进喷水孔和后退喷水孔的孔径均小于压力轴承外圈的宽度，前进喷水孔的内端口位于前进喷水孔的外端口的前侧，前进喷水孔的中心线偏离疏通钻头的中心线；后退喷水孔的内端口位于后退喷水孔的外端口的后侧，后退喷水孔的中心线偏离疏通钻头的中心线，前进喷水孔的中心线和后退喷水孔的中心线均与疏通钻头的中心线呈40-50°的夹角；

旋转密封器包括同轴向设置的前套筒和后套筒，前套筒套设在主连接管外，前套筒后部与后套筒前部螺纹连接，前套筒前端设有前环形挡板，前套筒内壁的中部设有中环形挡板，后套筒内壁的前端部设有后环形挡板，后环形挡板的内壁后端部设有压紧环；

主连接管外壁后端部设有环形凹台阶，主连接管外壁后部设有与中环形挡板前部相对应的定位环板，前环形挡板后侧面、中环形挡板前侧面、定位环板前侧面和主连接管外壁之间合围成轴承室，轴承室内安装有深沟球轴承，深沟球轴承的内圈与主连接管外壁过盈配合，深沟球轴承的外圈与前套筒内壁过盈配合，前环形挡板上设有与轴承室连通的注油孔，

中环形挡板后部内壁、定位环板后侧面、后环形挡板前侧面和主连接管外壁之间设有前密封圈，环形凹台阶处设有位于压紧环前侧面和后环形挡板内壁之间的后密封圈，主进水管前端伸入到后套筒内并与后套筒螺纹连接，主进水管外壁与后套筒后部内壁之间设有主进水密封圈。

疏通钻头包括钻头本体和连接套，连接套前端插设在钻头本体后部并通过前螺钉固定连接；连接套前部的内径与钻头本体后部的内径相等，连接套后部的内径小于连接套前部的内径；主连接管前部插设在连接套后部并通过后螺钉固定连接；

前进喷水孔和螺旋状的凸棱条均设在钻头本体上，后退喷水孔设在连接套的前部。

挡圈上设有前后通透的水压平衡孔。

采用上述技术方案，主进水管上的主连接法兰和辅助供水管上的辅助连接法兰，均连接高压水源（高压水源可采用市政工程所常用的疏通车），将本发明放置到排水管道的堵塞处，打开主控制阀，高压水由主进水管进入到主连接管和疏通钻头内，高压水驱动挡圈和压力轴承向前移动，限位环对挡圈以及疏通钻头前部的圆锥形结构对压力轴承限定向前移动的位置，此时压力轴承的外圈把后退喷水孔封堵，同时，高压水从前进喷水孔内向后喷出，由于前进喷水孔的中心线偏离疏通钻头的中心线，即由于前进喷水孔偏心布置，在高压水的喷射作用下，喷射产生的冲量使疏通钻头旋转，轴向产生向前的作用力，由于疏通钻头上设有螺旋状的凸棱条，凸棱条也随着疏通钻头旋转对疏通钻头产生螺旋推力，在螺旋推力和水流共同作用，推动疏通钻头旋转的同时也向前运动，从而对排水管道内堵塞物进行疏通，高压水也对堵塞物起到良好的疏通作用。

由于排水管道比较长，疏通钻头旋进以后很难直接退出，这时关闭主控制阀，打开辅助控制阀，高压水由辅助供水管进入到辅助进水管，最后进入到疏通钻头内，高压水驱动挡圈和压力轴承向后移动，连接套后部对压力轴承限定向后移动的位置，此时压力轴承的外圈把前进喷水孔封堵，同时，高压水从后退喷水孔内向后喷出，由于后退喷水孔的中心线偏离疏通钻头的中心线，即由于后退喷水孔偏心布置，在高压水的喷射作用下，喷射产生的冲量使疏通钻头旋转，轴向产生向后的作用力，由于疏通钻头上设有螺旋状的凸棱条，凸棱条也随着疏通钻头旋转对疏通钻头产生螺旋推力，在螺旋推力和水流共同作用，推动疏通钻头旋转的同时也向后运动，这样就使疏通钻头退出排水管道。

由于旋转密封器的设置，疏通钻头在转动时带动主连接管转动，主进水管、前套筒和后套筒均固定不动，随着疏通钻头前进或后退，旋转密封器中的深沟球轴承起到主连接管良好旋转的作用，前密封圈、后密封圈和主进水密封圈起到避免漏水的作用。辅助进水管通过固定架与主进水管连接，辅助进水管上滑动设置的挡圈以及挡圈外设置的压力轴承，这样可保证辅助进水管与主进水管的同轴度。

挡圈上设置的水压平衡孔，高压水可通过水压平衡孔使挡圈和压力轴承前后两侧的压力保持平衡，避免水压过大对挡圈和压力轴承产生巨大的轴向力而使压力轴承脱离挡圈。

疏通钻头由钻头本体和连接套组成，这样不仅便于生产制造，而且便于安装，易于连接套与主连接管之间的装配连接。

前进喷水孔和后退喷水孔的设置结构（中心线偏心设置、前进喷水孔的内端口位于前进喷水孔的外端口的前侧，、后退喷水孔的内端口位于后退喷水孔的外端口的后侧，前进喷水孔的中心线和后退喷水孔的中心线均与疏通钻头的中心线呈40-50°的夹角），这样可使高压水驱动疏通钻头旋转同时充分降低阻力。

综上所述，本发明设计新颖、结构简单且紧凑，易于操作，充分降低操作人员劳动强度，自动化程度高，可自动前进和后退，并可多次重复使用，疏通效果好，专门适用于市政管道的疏通作业。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是图1中旋转密封器的结构示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的高压水射流螺旋进退式管道疏通装置，包括疏通钻头，疏通钻头的前部外型为圆锥形结构，疏通钻头的后部外型为圆柱形结构，疏通钻头后部的圆柱形结构外圆周表面设有螺旋状的凸棱条1，疏通钻头为中空结构且后端敞口。

疏通钻头后端同轴向连接有主连接管2，主连接管2后端通过旋转密封器3连接有主进水管4，主进水管4的进水口设有主连接法兰5，主进水管4上设有主控制阀6，主连接管2和主进水管4内同轴线设有辅助进水管7，辅助进水管7前端伸入到疏通钻头内，辅助进水管7外壁通过固定架8与主进水管4内壁连接，辅助进水管7前端设有限位环9，辅助进水管7上套设有可沿辅助进水管7前后滑动的挡圈10，挡圈10外圈固定设有压力轴承11，压力轴承11的外圈与疏通钻头内壁接触；辅助进水管7后端连接有辅助供水管12，辅助供水管12垂直于辅助进水管7，辅助供水管12穿过主进水管4并与主进水管4之间设有辅助进水密封圈13，辅助供水管12上设有辅助控制阀14，辅助供水管12的进水口设有辅助连接法兰15。

疏通钻头后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔16，疏通钻头前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔17，前进喷水孔16和后退喷水孔17的孔径均小于压力轴承11外圈的宽度，前进喷水孔16的内端口位于前进喷水孔16的外端口的前侧，前进喷水孔16的中心线偏离疏通钻头的中心线；后退喷水孔17的内端口位于后退喷水孔17的外端口的后侧，后退喷水孔17的中心线偏离疏通钻头的中心线，前进喷水孔16的中心线和后退喷水孔17的中心线均与疏通钻头的中心线呈40-50°的夹角。

旋转密封器3包括同轴向设置的前套筒18和后套筒19，前套筒18套设在主连接管2外，前套筒18后部与后套筒19前部螺纹连接，前套筒18前端设有前环形挡板20，前套筒18内壁的中部设有中环形挡板21，后套筒19内壁的前端部设有后环形挡板22，后环形挡板22的内壁后端部设有压紧环23。

主连接管2外壁后端部设有环形凹台阶，主连接管2外壁后部设有与中环形挡板21前部相对应的定位环板24，前环形挡板20后侧面、中环形挡板21前侧面、定位环板24前侧面和主连接管2外壁之间合围成轴承室，轴承室内安装有深沟球轴承25，深沟球轴承25的内圈与主连接管2外壁过盈配合，深沟球轴承25的外圈与前套筒18内壁过盈配合，前环形挡板20上设有与轴承室连通的注油孔26。

中环形挡板21后部内壁、定位环板24后侧面、后环形挡板22前侧面和主连接管2外壁之间设有前密封圈27，环形凹台阶处设有位于压紧环23前侧面和后环形挡板22内壁之间的后密封圈28，主进水管4前端伸入到后套筒19内并与后套筒19螺纹连接，主进水管4外壁与后套筒19后部内壁之间设有主进水密封圈29。

疏通钻头包括钻头本体30和连接套31，连接套31前端插设在钻头本体30后部并通过前螺钉32固定连接；连接套31前部的内径与钻头本体30后部的内径相等，连接套31后部的内径小于连接套31前部的内径；主连接管2前部插设在连接套31后部并通过后螺钉33固定连接；前进喷水孔16和螺旋状的凸棱条1均设在钻头本体30上，后退喷水孔17设在连接套31的前部。

挡圈10上设有前后通透的水压平衡孔34。

本发明的工作过程如下：主进水管4上的主连接法兰5和辅助供水管12上的辅助连接法兰15，均连接高压水源（高压水源可采用市政工程所常用的疏通车），将本发明放置到排水管道的堵塞处，打开主控制阀6，高压水由主进水管4进入到主连接管2和疏通钻头内，高压水驱动挡圈10和压力轴承11向前移动，限位环9对挡圈10以及疏通钻头前部的圆锥形结构对压力轴承11限定向前移动的位置，此时压力轴承11的外圈把后退喷水孔17封堵，同时，高压水从前进喷水孔16内向后喷出，由于前进喷水孔16的中心线偏离疏通钻头的中心线，即由于前进喷水孔16偏心布置，在高压水的喷射作用下，喷射产生的冲量使疏通钻头旋转，轴向产生向前的作用力，由于疏通钻头上设有螺旋状的凸棱条1，凸棱条1也随着疏通钻头旋转对疏通钻头产生螺旋推力，在螺旋推力和水流共同作用，推动疏通钻头旋转的同时也向前运动，从而对排水管道内堵塞物进行疏通，高压水也对堵塞物起到良好的疏通作用。

由于排水管道比较长，疏通钻头旋进以后很难直接退出，这时关闭主控制阀6，打开辅助控制阀14，高压水由辅助供水管12进入到辅助进水管7，最后进入到疏通钻头内，高压水驱动挡圈10和压力轴承11向后移动，连接套31后部对压力轴承11限定向后移动的位置，此时压力轴承11的外圈把前进喷水孔16封堵，同时，高压水从后退喷水孔17内向后喷出，由于后退喷水孔17的中心线偏离疏通钻头的中心线，即由于后退喷水孔17偏心布置，在高压水的喷射作用下，喷射产生的冲量使疏通钻头旋转，轴向产生向后的作用力，由于疏通钻头上设有螺旋状的凸棱条1，凸棱条1也随着疏通钻头旋转对疏通钻头产生螺旋推力，在螺旋推力和水流共同作用，推动疏通钻头旋转的同时也向后运动，这样就使疏通钻头退出排水管道。

由于旋转密封器3的设置，疏通钻头在转动时带动主连接管2转动，主进水管4、前套筒18和后套筒19均固定不动，随着疏通钻头前进或后退，旋转密封器3中的深沟球轴承25起到主连接管2良好旋转的作用，前密封圈27、后密封圈28和主进水密封圈29起到避免漏水的作用。辅助进水管7通过固定架8与主进水管4连接，辅助进水管7上滑动设置的挡圈10以及挡圈10外设置的压力轴承11，这样可保证辅助进水管7与主进水管4的同轴度。

挡圈10上设置的水压平衡孔34，高压水可通过水压平衡孔34使挡圈10和压力轴承11前后两侧的压力保持平衡，避免水压过大对挡圈10和压力轴承11产生巨大的轴向力而使压力轴承11脱离挡圈10。

疏通钻头由钻头本体30和连接套31组成，这样不仅便于生产制造，而且便于安装，易于连接套31与主连接管2之间的装配连接。

前进喷水孔16和后退喷水孔17的设置结构（中心线偏心设置，如图2中的偏离距离X，前进喷水孔16的内端口位于前进喷水孔16的外端口的前侧，、后退喷水孔17的内端口位于后退喷水孔17的外端口的后侧，前进喷水孔16的中心线和后退喷水孔17的中心线均与疏通钻头的中心线呈40-50°的夹角，优选44°），这样可使高压水驱动疏通钻头旋转同时充分降低阻力。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.高压水射流螺旋进退式管道疏通装置，其特征在于：包括疏通钻头，疏通钻头的前部外型为圆锥形结构，疏通钻头的后部外型为圆柱形结构，疏通钻头后部的圆柱形结构外圆周表面设有螺旋状的凸棱条，疏通钻头为中空结构且后端敞口；

疏通钻头后端同轴向连接有主连接管，主连接管后端通过旋转密封器连接有主进水管，主进水管的进水口设有主连接法兰，主进水管上设有主控制阀，主连接管和主进水管内同轴线设有辅助进水管，辅助进水管前端伸入到疏通钻头内，辅助进水管外壁通过固定架与主进水管内壁连接，辅助进水管前端设有限位环，辅助进水管上套设有可沿辅助进水管前后滑动的挡圈，挡圈外圈固定设有压力轴承，压力轴承的外圈与疏通钻头内壁接触；辅助进水管后端连接有辅助供水管，辅助供水管垂直于辅助进水管，辅助供水管穿过主进水管并与主进水管之间设有辅助进水密封圈，辅助供水管上设有辅助控制阀，辅助供水管的进水口设有辅助连接法兰；

疏通钻头后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔，疏通钻头前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔，前进喷水孔和后退喷水孔的孔径均小于压力轴承外圈的宽度，前进喷水孔的内端口位于前进喷水孔的外端口的前侧，前进喷水孔的中心线偏离疏通钻头的中心线；后退喷水孔的内端口位于后退喷水孔的外端口的后侧，后退喷水孔的中心线偏离疏通钻头的中心线，前进喷水孔的中心线和后退喷水孔的中心线均与疏通钻头的中心线呈40-50°的夹角；

旋转密封器包括同轴向设置的前套筒和后套筒，前套筒套设在主连接管外，前套筒后部与后套筒前部螺纹连接，前套筒前端设有前环形挡板，前套筒内壁的中部设有中环形挡板，后套筒内壁的前端部设有后环形挡板，后环形挡板的内壁后端部设有压紧环；

主连接管外壁后端部设有环形凹台阶，主连接管外壁后部设有与中环形挡板前部相对应的定位环板，前环形挡板后侧面、中环形挡板前侧面、定位环板前侧面和主连接管外壁之间合围成轴承室，轴承室内安装有深沟球轴承，深沟球轴承的内圈与主连接管外壁过盈配合，深沟球轴承的外圈与前套筒内壁过盈配合，前环形挡板上设有与轴承室连通的注油孔，

中环形挡板后部内壁、定位环板后侧面、后环形挡板前侧面和主连接管外壁之间设有前密封圈，环形凹台阶处设有位于压紧环前侧面和后环形挡板内壁之间的后密封圈，主进水管前端伸入到后套筒内并与后套筒螺纹连接，主进水管外壁与后套筒后部内壁之间设有主进水密封圈。

2.根据权利要求1所述的高压水射流螺旋进退式管道疏通装置，其特征在于：疏通钻头包括钻头本体和连接套，连接套前端插设在钻头本体后部并通过前螺钉固定连接；连接套前部的内径与钻头本体后部的内径相等，连接套后部的内径小于连接套前部的内径；主连接管前部插设在连接套后部并通过后螺钉固定连接；

前进喷水孔和螺旋状的凸棱条均设在钻头本体上，后退喷水孔设在连接套的前部。

3.根据权利要求1或2所述的高压水射流螺旋进退式管道疏通装置，其特征在于：挡圈上设有前后通透的水压平衡孔。