CN106193271A - 高压水射流螺旋进退式管道疏通钻头 - Google Patents

Abstract

高压水射流螺旋进退式管道疏通钻头，包括由前到后依次同轴向设置的前锥筒、中筒体、后锥筒和后筒体，中筒体外圆周表面沿轴线方向设有螺旋状的凸棱条，中筒体后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔，中筒体前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔，中筒体中部内壁上设有固定支架，固定支架上设有用于封堵/打开前进喷水孔或打开/封堵后退喷水孔的水压调节联动机构；前锥筒前端设有射流孔；后筒体内同轴向连接有进水管，进水管外壁与后筒体内壁之间设有旋转密封结构。本发明充分降低操作人员劳动强度，自动化程度高，通过调节水压进行前进或后退，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钻头

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钻头。

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钻头。

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钻头，包括由前到后依次同轴向设置的前锥筒、中筒体、后锥筒和后筒体，前锥筒呈前尖后粗的圆锥体结构，前锥筒的后端部外径等于中筒体外径，后锥筒呈前粗后细的圆锥体结构，中筒体外径等于后锥筒前端部外径，后锥筒后端部外径等于后筒体；

中筒体外圆周表面沿轴线方向设有螺旋状的凸棱条，中筒体后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔，中筒体前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔，中筒体中部内壁上设有固定支架，固定支架上设有前端敞口的固定筒，固定筒的中心线与中筒体的中心线重合，固定筒内滑动设有滑块，滑块后侧面与固定筒右侧壁之间设有压缩弹簧，滑块前侧面沿轴线方向固定连接有前联动杆，前联动杆前端通过螺栓螺母连接结构设有呈圆盘形的前堵板，前堵板上设有前透水孔，前堵板外圆周边沿设有前密封支架，前密封支架外圆周上设有与中筒体内壁滑动密封连接的前滑动密封圈；滑块后侧面沿轴线方向固定连接有向后穿过压缩弹簧和固定筒后侧壁的后联动杆，后联动杆后端通过螺栓螺母连接结构设有呈圆盘形的后堵板，后堵板上设有后透水孔，后堵板外圆周边沿设有后密封支架，后密封支架外圆周上设有与中筒体内壁滑动密封连接的后滑动密封圈，前进喷水孔的孔径小于后滑动密封圈的宽度，后退喷水孔的孔径小于前滑动密封圈的宽度；

前锥筒前端设有射流孔；后筒体内同轴向连接有进水管，进水管外壁与后筒体内壁之间设有旋转密封结构。

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中筒体的中心线；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中筒体的中心线呈40-50°的夹角。

旋转密封结构包括设有后筒体内壁前端的限位环板，后筒体前端插设到限位环板内，进水管外壁上设有定位套，后筒体内壁与进水管外壁之间形成后端敞口的轴承室，轴承室内由前向后依次设有第一推力轴承、内滚珠轴承、第二推力轴承和固定密封圈，第一推力轴承、第二推力轴承和固定密封圈套设在进水管上，内滚珠轴承的内圈套设在定位套上，第一推力轴承与内滚珠轴承之间设有套设在定位套上的第一支撑圈，第二推力轴承与内滚珠轴承之间设有套设在定位套上的第二支撑圈；后筒体后端设有一个用于顶压限位第二推力轴承和固定密封圈的轴承压盖，轴承压盖通过螺钉与后筒体后端面紧固连接。

限位环板内圈与进水管外壁之间、固定筒内壁与滑块外壁之间、后联动杆外壁与固定筒后侧壁之间均设有一个密封环。

中筒体包括第一圆筒和第二圆筒，第一圆筒的后端与第二圆筒的前端螺纹连接，第一圆筒与前锥筒为一体结构，后筒体和后锥筒为一体结构。

采用上述技术方案，进水管后端连接高压水源（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，高压水由进水管注入到中筒体内，高压水由推动后堵板向前移动，后堵板外边缘的后滑动密封圈脱离前进喷水孔，后堵板依次通过后联动杆、滑块和前联动杆推动前堵板向前移动，前堵板外边缘的前滑动密封圈将后退喷水孔封堵，同时，水流通过后透水孔、固定支架和前透水孔后，通过前锥筒前端的射流孔喷出，通过射流孔喷出的高压水流对堵塞处进行喷射，起到一定的射流疏通作用，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中筒体的中心线，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，由于中筒体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，本发明旋进去之后很难直接退出，当需要将本发明退出时，提高高压水的压力，高压水的水压增大后，高压水会驱动滑块克服压缩弹簧的弹力沿固定筒内壁向后移动，随着水压的增大，滑块一直向后移动，滑块通过前联动杆向前拉动前堵板向后移动，同时滑块通过后联动杆向前推动后堵板向后移动，直到后滑动密封圈将前进喷水孔封堵后，水压不再上升，此时后退喷水孔打开，高压水由后退喷水孔喷出，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反向旋转，轴向产生向后的作用力，由于中筒体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。

由于旋转密封结构的设置，这样可使后筒体在高速旋转时，进水管保持不动。第一推力轴承和第二推力轴承为进水管和中筒体之间在受到轴向力的时候，起到良好支撑作用。后筒体内壁与进水管外壁之间、固定筒内壁与滑块外壁之间、后联动杆外壁与固定筒后侧壁之间均设有一个密封环，起到良好的密封，避免高压水进入到轴承室和固定筒内。

第一圆筒的后端与第二圆筒的前端螺纹连接，第一圆筒与前锥筒为一体结构，后筒体和后锥筒为一体结构。这样便于对内部的各个部件进行拆装以及检修维护。

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。

另外，在进水管侧部邻近轴承压盖的位置对称设有两个连接环，连接环上连接有拉绳，当本发明向后退出排水管道使，可适当用力向后拉两根拉绳，使本发明更快、更容易地退出排水管道。

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，通过调节水压，使用于封堵/打开前进喷水孔或打开/封堵后退喷水孔的水压调节联动机构进行前进或后退，实现本发明在疏通过程中的前进或后退，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是本发明外形的结构示意图；

图2是图1中A-A剖视图；

图3是图1中B-B剖视图。

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钻头，包括由前到后依次同轴向设置的前锥筒1、中筒体、后锥筒2和后筒体3，前锥筒1呈前尖后粗的圆锥体结构，前锥筒1的后端部外径等于中筒体外径，后锥筒2呈前粗后细的圆锥体结构，中筒体外径等于后锥筒2前端部外径，后锥筒2后端部外径等于后筒体3；中筒体包括第一圆筒4和第二圆筒，第一圆筒4的后端与第二圆筒5的前端螺纹连接，第一圆筒4与前锥筒1为一体结构，后筒体3和后锥筒2为一体结构。

中筒体外圆周表面沿轴线方向设有螺旋状的凸棱条6，中筒体后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔7，中筒体前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔8，中筒体中部内壁上设有固定支架9，固定支架9上设有前端敞口的固定筒10，固定筒10的中心线与中筒体的中心线重合，固定筒10内滑动设有滑块11，滑块11后侧面与固定筒10右侧壁之间设有压缩弹簧12，滑块11前侧面沿轴线方向固定连接有前联动杆13，前联动杆13前端通过螺栓螺母连接结构设有呈圆盘形的前堵板14，前堵板14上设有前透水孔15，前堵板14外圆周边沿设有前密封支架16，前密封支架16外圆周上设有与中筒体内壁滑动密封连接的前滑动密封圈17；滑块11后侧面沿轴线方向固定连接有向后穿过压缩弹簧12和固定筒10后侧壁的后联动杆18，后联动杆18后端通过螺栓螺母连接结构设有呈圆盘形的后堵板19，后堵板19上设有后透水孔20，后堵板19外圆周边沿设有后密封支架21，后密封支架21外圆周上设有与中筒体内壁滑动密封连接的后滑动密封圈22，前进喷水孔7的孔径小于后滑动密封圈22的宽度，后退喷水孔8的孔径小于前滑动密封圈17的宽度。

前锥筒1前端设有射流孔23；后筒体3内同轴向连接有进水管24，进水管24外壁与后筒体3内壁之间设有旋转密封结构。

前进喷水孔7的内端口位于前进喷水孔7的外端口的前侧，前进喷水孔7的中心线偏离中筒体的中心线；后退喷水孔8的内端口位于后退喷水孔8的外端口的后侧，后退喷水孔8的中心线偏离疏通钻头的中心线，前进喷水孔7的中心线和后退喷水孔8的中心线均与中筒体的中心线呈40-50°的夹角。

旋转密封结构包括设有后筒体3内壁前端的限位环板25，后筒体3前端插设到限位环板25内，进水管24外壁上设有定位套26，后筒体3内壁与进水管24外壁之间形成后端敞口的轴承室，轴承室内由前向后依次设有第一推力轴承27、内滚珠轴承28、第二推力轴承29和固定密封圈30，第一推力轴承27、第二推力轴承29和固定密封圈30套设在进水管24上，内滚珠轴承28的内圈套设在定位套26上，第一推力轴承27与内滚珠轴承28之间设有套设在定位套26上的第一支撑圈31，第二推力轴承29与内滚珠轴承28之间设有套设在定位套26上的第二支撑圈32；后筒体3后端设有一个用于顶压限位第二推力轴承29和固定密封圈30的轴承压盖32，轴承压盖32通过螺钉与后筒体3后端面紧固连接。

限位环板25内圈与进水管24外壁之间、固定筒10内壁与滑块11外壁之间、后联动杆18外壁与固定筒10后侧壁之间均设有一个密封环33。

本发明的工作使用过程如下：进水管24后端连接高压水源（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，高压水由进水管24注入到中筒体内，高压水由推动后堵板19向前移动，后堵板19外边缘的后滑动密封圈22脱离前进喷水孔7，后堵板19依次通过后联动杆18、滑块11和前联动杆13推动前堵板14向前移动，前堵板14外边缘的前滑动密封圈17将后退喷水孔8封堵，同时，水流通过后透水孔20、固定支架9和前透水孔15后，通过前锥筒1前端的射流孔23喷出，通过射流孔23喷出的高压水流对堵塞处进行喷射，起到一定的射流疏通作用，同时，高压水从前进喷水孔7内向后喷出，由于前进喷水孔7的中心线偏离中筒体的中心线，即由于前进喷水孔7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，由于中筒体上设有螺旋状的凸棱条6，凸棱条6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，本发明旋进去之后很难直接退出，当需要将本发明退出时，提高高压水的压力，高压水的水压增大后，高压水会驱动滑块11克服压缩弹簧12的弹力沿固定筒10内壁向后移动，随着水压的增大，滑块11一直向后移动，滑块11通过前联动杆13向前拉动前堵板14向后移动，同时滑块11通过后联动杆18向前推动后堵板19向后移动，直到后滑动密封圈22将前进喷水孔7封堵后，水压不再上升，此时后退喷水孔8打开，高压水由后退喷水孔8喷出，由于后退喷水孔8的中心线偏离疏通钻头的中心线，即由于后退喷水孔8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反向旋转，轴向产生向后的作用力，由于中筒体上设有螺旋状的凸棱条6，凸棱条6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。

由于旋转密封结构的设置，这样可使后筒体3在高速旋转时，进水管24保持不动。第一推力轴承27和第二推力轴承29为进水管24和中筒体之间在受到轴向力的时候，起到良好支撑作用。后筒体3内壁与进水管24外壁之间、固定筒10内壁与滑块11外壁之间、后联动杆18外壁与固定筒10后侧壁之间均设有一个密封环33，起到良好的密封，避免高压水进入到轴承室和固定筒10内。

第一圆筒4的后端与第二圆筒5的前端螺纹连接，第一圆筒与前锥筒为一体结构，后筒体3和后锥筒2为一体结构。这样便于对内部的各个部件进行拆装以及检修维护。

前进喷水孔7和后退喷水孔8的设置结构（中心线偏心设置、前进喷水孔7的内端口位于前进喷水孔7的外端口的前侧，、后退喷水孔8的内端口位于后退喷水孔8的外端口的后侧，前进喷水孔7的中心线和后退喷水孔8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。

另外，在进水管24侧部邻近轴承压盖32的位置对称设有两个连接环，连接环上连接有拉绳，当本发明向后退出排水管道使，可适当用力向后拉两根拉绳，使本发明更快、更容易地退出排水管道。

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 (5)

1.高压水射流螺旋进退式管道疏通钻头，其特征在于：包括由前到后依次同轴向设置的前锥筒、中筒体、后锥筒和后筒体，前锥筒呈前尖后粗的圆锥体结构，前锥筒的后端部外径等于中筒体外径，后锥筒呈前粗后细的圆锥体结构，中筒体外径等于后锥筒前端部外径，后锥筒后端部外径等于后筒体；

中筒体外圆周表面沿轴线方向设有螺旋状的凸棱条，中筒体后部沿圆周方向均匀开设有至少三个前进喷水孔，中筒体前部沿圆周方向均匀开设有至少三个后退喷水孔，中筒体中部内壁上设有固定支架，固定支架上设有前端敞口的固定筒，固定筒的中心线与中筒体的中心线重合，固定筒内滑动设有滑块，滑块后侧面与固定筒右侧壁之间设有压缩弹簧，滑块前侧面沿轴线方向固定连接有前联动杆，前联动杆前端通过螺栓螺母连接结构设有呈圆盘形的前堵板，前堵板上设有前透水孔，前堵板外圆周边沿设有前密封支架，前密封支架外圆周上设有与中筒体内壁滑动密封连接的前滑动密封圈；滑块后侧面沿轴线方向固定连接有向后穿过压缩弹簧和固定筒后侧壁的后联动杆，后联动杆后端通过螺栓螺母连接结构设有呈圆盘形的后堵板，后堵板上设有后透水孔，后堵板外圆周边沿设有后密封支架，后密封支架外圆周上设有与中筒体内壁滑动密封连接的后滑动密封圈，前进喷水孔的孔径小于后滑动密封圈的宽度，后退喷水孔的孔径小于前滑动密封圈的宽度；

前锥筒前端设有射流孔；后筒体内同轴向连接有进水管，进水管外壁与后筒体内壁之间设有旋转密封结构。

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钻头，其特征在于：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中筒体的中心线；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中筒体的中心线呈40-50°的夹角。

3.根据权利要求1所述的高压水射流螺旋进退式管道疏通钻头，其特征在于：旋转密封结构包括设有后筒体内壁前端的限位环板，后筒体前端插设到限位环板内，进水管外壁上设有定位套，后筒体内壁与进水管外壁之间形成后端敞口的轴承室，轴承室内由前向后依次设有第一推力轴承、内滚珠轴承、第二推力轴承和固定密封圈，第一推力轴承、第二推力轴承和固定密封圈套设在进水管上，内滚珠轴承的内圈套设在定位套上，第一推力轴承与内滚珠轴承之间设有套设在定位套上的第一支撑圈，第二推力轴承与内滚珠轴承之间设有套设在定位套上的第二支撑圈；后筒体后端设有一个用于顶压限位第二推力轴承和固定密封圈的轴承压盖，轴承压盖通过螺钉与后筒体后端面紧固连接。

4.根据权利要求3所述的高压水射流螺旋进退式管道疏通钻头，其特征在于：限位环板内圈与进水管外壁之间、固定筒内壁与滑块外壁之间、后联动杆外壁与固定筒后侧壁之间均设有一个密封环。

5.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钻头，其特征在于：中筒体包括第一圆筒和第二圆筒，第一圆筒的后端与第二圆筒的前端螺纹连接，第一圆筒与前锥筒为一体结构，后筒体和后锥筒为一体结构。