CN106623291A - 便携式管道内壁电动清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道清洁设备领域，具体涉及一种便携式管道内壁电动清洁装置。本发明包括工作组件、动力控制器以及软轴；动力输入轴上套设并固定有异型槽轮，异型槽轮外形呈圆柱体状且在其柱面处环绕有波浪状的凹槽部，凹槽部的波浪起伏方向平行异型槽轮的轴线方向，且凹槽部是以异型槽轮轴线为对称轴的轴对称构造；异型槽轮外同轴套设有清洁轴套，清洁轴套的内筒壁处凹设有滚珠容纳孔或滚珠容纳槽，滚珠容纳孔或滚珠容纳槽与凹槽部间共同围合形成供滚珠容纳并可作滚动动作的容纳空间；清洁轴套外壁处固接清洁刷。本装置使用成本低且具备较强的便携性，同时也极为符合目前管道清洗所需求的高效率、自动化和高清洗效果的操作目的。

Description

便携式管道内壁电动清洁装置

技术领域

本发明属于管道清洁设备领域，具体涉及一种便携式管道内壁电动清洁装置。

背景技术

目前一些高压及超高压管道的管材普遍采用钢制等金属管道。管道在施工或使用过程中会沉积一些有害物质，如锈蚀、凝液、杂质、油污、电解质等，影响气、液输送能力。在管道运行一段时间后，需要定期采取清管作业，以提高输送效率，减小管道内壁腐蚀。目前工程上普遍采用的是清通球、清管器、绞车、管道机器人等对管道进行清通。清通球、清管器、绞车等非智能设备通过外力直接作用于刷把上进行清洁，带来的问题是操作繁琐、效率低。管道机器人智能化程度高，其在实际使用中也存在设备笨重、不便于携带，成本高不便于推广的现实问题。

发明内容

本发明的目的为克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的便携式管道内壁电动清洁装置；本装置使用成本低且具备较强的便携性，同时也符合目前管道清洗所需求的高效率、自动化和高清洗效果的操作目的，工作可靠而稳定。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种便携式管道内壁电动清洁装置，包括用于深入管道管腔内并清洗管道管腔的工作组件、用于提供工作组件以动力的动力控制器以及连接工作组件的动力输入轴与动力控制器的输出轴的软轴；其特征在于：动力输入轴上套设并固定有异型槽轮，所述异型槽轮外形呈圆柱体状且在其柱面处环绕有波浪状的凹槽部，所述凹槽部的波浪起伏方向平行异型槽轮的轴线方向，且凹槽部是以异型槽轮轴线为对称轴的轴对称构造；异型槽轮外同轴套设有清洁轴套，所述清洁轴套的内筒壁处凹设有滚珠容纳孔或滚珠容纳槽，所述滚珠容纳孔或滚珠容纳槽与凹槽部间共同围合形成供滚珠容纳并可作滚动动作的容纳空间；清洁轴套外壁处固接清洁刷。

所述清洁轴套包括外套筒以及同轴的固接于外套筒筒腔内的内套筒；内套筒筒壁处径向贯穿布置贯穿孔，所述贯穿孔至少为两个且在内套筒同一横截面处相对内套筒轴线环绕均布；清洁轴套还包括用于嵌入并固定于贯穿孔内的压盖，压盖的朝向异型槽轮的一侧板面处凹设所述滚珠容纳孔。

所述贯穿孔外形呈二段式的阶梯孔结构，且贯穿孔的小孔径端位于内套筒内筒壁处；压盖外形呈与贯穿孔孔型轮廓一致的阶梯形弧面板状，压盖处的轴肩与贯穿孔处的孔肩间构成止口配合，且压盖的外侧面与外套筒的内筒壁间构成面抵靠配合。

外套筒筒腔外形呈二段式阶梯孔构造，且外套筒筒腔的大孔径端朝向软轴所在方向；内套筒的其中一筒端面面抵靠于外套筒的孔肩处，紧固螺钉沿外套筒轴向贯穿外套筒孔肩并与内套筒的相应筒端面间构成固接配合。

工作组件还包括同轴且夹设于内套筒内筒壁与异型槽轮柱面之间的定向套筒，所述定向套筒的筒腔外形呈桶口朝向动力输入轴所在方向的桶形构造；动力输入轴外同轴且可回转的套设有带有法兰盘的外轴套，定向套筒的筒端与法兰盘间彼此面贴合并构成螺纹固接配合；所述法兰盘与定向套筒的桶腔共同围合形成用于容纳异型槽轮的空间；定向套筒筒壁处对应滚珠位置而贯穿布置有供滚珠穿过的腰形孔，该腰形孔孔长方向平行定向套筒轴线方向，且该腰形孔的孔型长度大于或等于波浪状的凹槽部的波峰高度。

所述异型槽轮的两端部处均轴向内凹有供推力轴承安置的环形槽，推力轴承上的相对配合环形槽槽底所在面的另一面分别抵靠在定向套筒桶底面以及外轴套的法兰盘紧固面处。

所述定向套筒外壁外形呈二段式的阶梯轴构造，其轴肩处平行其轴线布置螺纹孔从而与外轴套的法兰盘间构成螺纹配合；外套筒沿其轴向延伸至定向套筒的大直径段处；内套筒的轴向长度小于外套筒的大孔径段深度，且内套筒与定向套筒的轴肩之间以及外套筒孔肩与定向套筒桶底所在端面之间存有可供清洁轴套产生轴向高频往复运动的轴向间隙。

外套筒的外筒壁外形呈二段式阶梯轴构造，且其小轴径段构成用于固接清洁刷的固定段。

本发明的有益效果在于：

1)、有别于先前采用的气动驱动结构，本发明以滚珠配合凹槽部的纯机械配合方式，搭配独特的以滚珠作为清洁轴套与异型槽轮的衔接体，无需额外设置连接件，即可实现本装置的低使用成本且和较强便携性的基本功能，同时也符合目前管道清洗所需求的高效率、自动化和高清洗效果的操作目的。与传统结构相比，一方面，滚珠在作为滚动件而配合凹槽部实现清洁刷的轴向高频振动。具体而言，当动力控制器处的电机转动进而带动软轴回转，最终带动与之连接的动力输入轴及异型槽轮产生回转动作时，因异型槽轮处的凹槽部与滚珠的配合结构，滚珠受力而推动清洁轴套产生相对管道管腔的轴向高频往复运动及高频振动动作。此时，利用清洁轴套外固接的清洁刷，通过清洁刷处刷毛的倒向作用即可实现清洁刷在管壁内往复清洁功能。另一方面，滚珠还作为衔接件或者说是连接件，从而担负了清洁轴套及清洁刷相对异型槽轮的连接固定目的。具体而言，则是作为回转件的异型槽轮和作为往复件的清洁轴套之间，完全无需额外的固定架之类的部件，只需通过滚珠相对凹槽部的安设，即可保证异型槽轮与清洁轴套的轴向及径向固定及组装功能。本发明整体结构极为简洁，清洁轴套和清洁刷相对异型槽轮配合稳固，无论是初期的生产制作成本和后期的组装成本及组装效率均可得到极大提升，显然一举多得。

2)、实际上，对于上述清洁轴套处安装滚珠的布置方式可为多种，比如采用类似轴承的保持架方式来固定滚珠，并使得滚珠可相对保持架产生滚动动作，同时将该保持架固定在清洁轴套内筒壁处以便于配合凹槽部。本发明优选采用内套筒套接外套筒的方式，通过在内套筒处开设贯穿孔并以压盖来进行滚珠的安置及装配，以实现其模块化的生产及便捷组装操作。组装时，通过先将内套筒套于异型槽轮外，再在贯穿孔内填入滚珠，并通过压盖来配合异型槽轮的凹槽部从而固定滚珠，随后套设外套筒从而以外套筒的内筒壁来进行压盖的固定，最后再进行内套筒和外套筒的螺纹固接，即可很方便的实现整体结构的工作稳固性。

3)、压盖采用二段式止口配合的方式配合贯穿孔，从而避免压盖内侧面直接接触异型槽轮的柱面。而压盖的向外动作，则通过外套筒的内筒壁的面抵靠来实现。一旦压盖被固定了，滚珠自然也就无法径向滑出滚珠容纳孔外，而滚珠径向向内的动作又被凹槽部的槽型所限定，最终也就确保了滚珠的动作可靠性。

4)、定向套筒的布置，一方面为了提供推力轴承一个安装载体，从而更方便异型槽轮作回转动作；另一方面，则以腰形孔来约束滚珠，并使整个定向套筒形成了类似轴承保持架的功能。在定向套筒、外轴套以及异型槽轮组装完成后即可形成一体结构，此时即可再与清洁轴套间进行相应装配操作，其组装流程极为便捷，组装效率亦可得到有效保证。

5)、考虑到清洁轴套需要带动清洁刷产生轴向高频往复运动，因此必然需要相对定向套筒存有一定的轴向间隙。外套筒延伸至定向套筒的大直径段处，使得两者间的径向间隙尽可能减少，从而减少甚至杜绝管道管腔内原有垃圾因清洁刷的清洁动作而漏入甚至渗入上述径向间隙内，进而保证其结构的使用可靠性及使用寿命。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为工作组件的立体结构示意图；

图3为振动器的立体结构示意图；

图4为图3结构的剖视示意图；

图5为图3的结构爆炸图；

图6为异型槽轮的立体结构示意图；

图7为图6的剖视示意图；

图8为定向套筒的立体示意图；

图9为压盖的立体结构示意图。

附图中各标号与本发明的各部件名称对应关系如下：

a-紧固螺钉 10a-振动器

11-动力输入轴 12-异型槽轮 12a-凹槽部 12b-环形槽

13-推力轴承 14-滚珠 15-清洁刷 16-外套筒

17-内套筒 171-压盖 171a-滚珠容纳孔 17a-贯穿孔

18-定向套筒 18a-腰形孔 19-外轴套 19a-法兰盘

20-动力控制器 30-软轴

具体实施方式

为便于理解，此处结合附图对本发明的具体实施结构及工作流程作以下描述：

本发明的具体结构，如图1至图9所示，其主要包括动力控制器20、工作组件以及连接上述两者的作为动力传递件使用的软轴30。其中，动力控制器20作为按需输出动力的动力输出端，其同时设计了用于输出动力的电机结构以及用于控制电机产生相应速率和/或转向的控制线路结构。软轴30作为扭力传递件，其结构及应用已经较为成熟，此处就不再一一赘述。

对于工作组件，为本发明的设计重点。工作组件，如图1至图5所示的，可以简单的包括可相对待清理管道管壁产生轴向高频往复运动动作的振动器10a及套设在振动器外的清洁刷15。清洁刷15从管道入口推入，通过刷毛形变而使得刷毛在一开始倒向管道入口，之后，振动器的轴向高频往复运动动作而使得刷毛不断产生倒伏变化，进而产生相对管道管腔的清洁功能。而对于振动器10a，则包括了动力输入轴11、异型槽轮12、推力轴承13、滚珠容纳孔171a、外轴套19、定向套筒18以及外套筒16。如图4至图6所示的，装配时，动力输入轴11穿入异型槽轮12的管腔且两者同轴固定，并在异型槽轮12的两端处环形凹槽内嵌入推力轴承13。之后，在动力输入轴11外套设外轴套19，在异型槽轮12外套设如图8所示的定向套筒18。确认定向套筒18及外轴套19相对推力轴承13可靠贴合后，通过螺纹配合来紧固定向套筒18及外轴套19。再后，由于清洁轴套被分为内套筒17及外套筒16，而清洁刷15为一段或多段式设计。此时，取来内套筒17套在定向套筒18外，将内套筒17处贯穿孔17a与定向套筒18处腰形孔18a彼此对准。待滚珠14进入贯穿孔17a且落入凹槽部12a槽腔内时，将压盖171嵌入贯穿孔17a内，并确保容纳孔171a卡住滚珠14。随后，再进行外套筒16相对内套筒17的套设操作，从而压紧压盖171于内套筒17的贯穿孔17a处。取来紧固螺钉a并紧固配合外套筒16与内套筒17。此时，整个工作组件即可初步组装完成。

如图2至图4所示的，可考虑在外套筒16和/或外轴套19处设置小轴径段以便于套设和固接清洁刷15，随后即可进行相应的管道管腔的清洁流程。

Claims (8)

1.一种便携式管道内壁电动清洁装置，包括用于深入管道管腔内并清洗管道管腔的工作组件、用于提供工作组件以动力的动力控制器(20)以及连接工作组件的动力输入轴(11)与动力控制器(20)的输出轴的软轴(30)；其特征在于：动力输入轴(11)上套设并固定有异型槽轮(12)，所述异型槽轮(12)外形呈圆柱体状且在其柱面处环绕有波浪状的凹槽部(12a)，所述凹槽部(12a)的波浪起伏方向平行异型槽轮(12)的轴线方向，且凹槽部(12a)是以异型槽轮(12)轴线为对称轴的轴对称构造；异型槽轮(12)外同轴套设有清洁轴套，所述清洁轴套的内筒壁处凹设有滚珠容纳孔(171a)或滚珠容纳槽，所述滚珠容纳孔(171a)或滚珠容纳槽与凹槽部(12a)间共同围合形成供滚珠(14)容纳并可作滚动动作的容纳空间；清洁轴套外壁处固接清洁刷(15)。

2.根据权利要求1所述的一种便携式管道内壁电动清洁装置，其特征在于：所述清洁轴套包括外套筒(16)以及同轴的固接于外套筒(16)筒腔内的内套筒(17)；内套筒(17)筒壁处径向贯穿布置贯穿孔(17a)，所述贯穿孔(17a)至少为两个且在内套筒(17)同一横截面处相对内套筒(17)轴线环绕均布；清洁轴套还包括用于嵌入并固定于贯穿孔(17a)内的压盖(171)，压盖(171)的朝向异型槽轮(12)的一侧板面处凹设所述滚珠容纳孔(171a)。

3.根据权利要求2所述的一种便携式管道内壁电动清洁装置，其特征在于：所述贯穿孔(17a)外形呈二段式的阶梯孔结构，且贯穿孔(17a)的小孔径端位于内套筒(17)内筒壁处；压盖(171)外形呈与贯穿孔(17a)孔型轮廓一致的阶梯形弧面板状，压盖(171)处的轴肩与贯穿孔(17a)处的孔肩间构成止口配合，且压盖(171)的外侧面与外套筒(16)的内筒壁间构成面抵靠配合。

4.根据权利要求2所述的一种便携式管道内壁电动清洁装置，其特征在于：外套筒(16)筒腔外形呈二段式阶梯孔构造，且外套筒(16)筒腔的大孔径端朝向软轴(30)所在方向；内套筒(17)的其中一筒端面面抵靠于外套筒(16)的孔肩处，紧固螺钉(a)沿外套筒(16)轴向贯穿外套筒(16)孔肩并与内套筒(17)的相应筒端面间构成固接配合。

5.根据权利要求2或3或4所述的一种便携式管道内壁电动清洁装置，其特征在于：工作组件还包括同轴且夹设于内套筒(17)内筒壁与异型槽轮(12)柱面之间的定向套筒(18)，所述定向套筒(18)的筒腔外形呈桶口朝向动力输入轴(11)所在方向的桶形构造；动力输入轴(11)外同轴且可回转的套设有带有法兰盘(19a)的外轴套(19)，定向套筒(18)的筒端与法兰盘(19a)间彼此面贴合并构成螺纹固接配合；所述法兰盘(19a)与定向套筒(18)的桶腔共同围合形成用于容纳异型槽轮(12)的空间；定向套筒(18)筒壁处对应滚珠(14)位置而贯穿布置有供滚珠(14)穿过的腰形孔(18a)，该腰形孔(18a)孔长方向平行定向套筒(18)轴线方向，且该腰形孔(18a)的孔型长度大于或等于波浪状的凹槽部(12a)的波峰高度。

6.根据权利要求5所述的一种便携式管道内壁电动清洁装置，其特征在于：所述异型槽轮(12)的两端部处均轴向内凹有供推力轴承(13)安置的环形槽(12b)，推力轴承(13)上的相对配合环形槽(12b)槽底所在面的另一面分别抵靠在定向套筒(18)桶底面以及外轴套(19)的法兰盘(19a)紧固面处。

7.根据权利要求5所述的一种便携式管道内壁电动清洁装置，其特征在于：所述定向套筒(18)外壁外形呈二段式的阶梯轴构造，其轴肩处平行其轴线布置螺纹孔从而与外轴套(19)的法兰盘(19a)间构成螺纹配合；外套筒(16)沿其轴向延伸至定向套筒(18)的大直径段处；内套筒(17)的轴向长度小于外套筒(16)的大孔径段深度，且内套筒(17)与定向套筒(18)的轴肩之间以及外套筒(16)孔肩与定向套筒(18)桶底所在端面之间存有可供清洁轴套产生轴向高频往复运动的轴向间隙。

8.根据权利要求2或3或4所述的一种便携式管道内壁电动清洁装置，其特征在于：外套筒(16)的外筒壁外形呈二段式阶梯轴构造，且其小轴径段构成用于固接清洁刷(15)的固定段。