CN106944435A - 一种细长管道清理器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种细长管道清理器，属于管道清洁技术领域，包括清洗组件和清理制动组件，所述清洗组件包括气动马达和与马达转轴可拆卸固定的配流盘和清洁轮，所述配流盘上设置有多个喷嘴，所述清洁轮包括轮毂和固定在轮毂表面的清洁毛刷，所述轮毂套装于马达转轴上，所述清理制动组件包括外壳以及驱动气路及行进气路，所述外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与圆柱筒固定，所述驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达连通的轴向进气孔，所述行进气路为多个倾斜气孔。本发明采取气动结构，其结构非常紧凑、简单，可以在细长管道内进行清洁操作，其制造成本和使用成本也得到显著降低。
Description
技术领域
本发明属于管道清洁技术领域，具体涉及一种用于细长管道内异物的清理器。
背景技术
在现实生活中，管道是一种重要的运输工具。由于使用时间过长会导致堵塞，因此需要经常进行必要的清理，例如石油管道、下水道等。由于管道多为垂直布置且管径小、长度大，人工清理难度较大，成本高。管道清理可以代替人工完成狭小管道内的作业，在实际应用中有着重要的价值。
现有管道清理设备多采用以下几种结构：履带车结构，底部采用履带带动所述管道机器人在所述管道内行走；支撑杆结构，采用端部带有轮子的折叠杆结构将所述管道机器人支撑在所述管道中间，然后再实现行走运动；轮式结构，采用传统车轮或特殊结构的车轮与管道内壁面接触，使所述管道机器人在所述管道内行驶。
上述这些结构的清理设备存在较多的控制系统和驱动系统，结构过于复杂，能在一些大型管道内工作，而对于一些小直径管道则无能为力。
针对上述问题，若能提出一种新结构的清理装置，通过合理的设计，使其驱动系统和控制系统变得很简单，可大幅提高清理设备的适应性，对根本解决细长管道的清理难题具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种管道清理器，可在任意长度小直径的管道内工作，以解决现有技术无法清理细长管道的问题。
一种细长管道清理器，包括清洗组件和清理制动组件，所述清洗组件包括气动马达和与马达转轴可拆卸固定的配流盘和清洁轮，所述配流盘上设置有多个喷嘴，所述清洁轮包括轮毂和固定在轮毂表面的清洁毛刷，所述轮毂套装于马达转轴上，所述清理制动组件包括外壳以及设置在外壳内的制动器和相互独立的驱动气路及行进气路，所述外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与圆柱筒固定，所述驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达连通的轴向进气孔，所述行进气路为多个均布在所述圆柱筒筒体圆周方向与轴向方向呈一定夹角指向加工内壁的倾斜气孔，所述制动器包括弹性轮、转轴、固定架和移动导向杆，所述弹性轮通过转轴固定在固定架上，所述外壳上设置有用于所述移动导向杆在其径向移动的导向滑道，所述移动导向杆滑动设置在导向滑道上，一端与固定架固定，一端通过限位台阶限制在储气腔内，在储气腔的一端上设置有用于对弹性轮提供预紧力的预紧弹簧，所述倾斜气孔至少包括：一组与圆柱筒的轴线方向呈顺时针夹角的顺倾斜孔和一组与圆柱筒的轴线方向呈逆时针夹角的逆倾斜孔。
进一步，所述移动导向杆设置在弹性轮的中部。
进一步，所述顺倾斜孔与圆柱筒轴线的夹角为10-20°。
进一步，所述逆倾斜孔与圆柱筒轴线的夹角为0-30°。
进一步，所述外壳上还设置有可与加工内壁贴合固定的弹性制动气囊。
进一步，所述外壳上设置有用于驱动珩磨设备在内壁移动的行进驱动翼。
进一步，所述移动导向杆的一端一体设置有弹簧芯轴，所述预紧弹簧套装于所述弹簧芯轴上。
本发明的有益效果在于：
本发明通过气路对清理器进行控制，使清理过程简洁，快速，可提高操作效率和质量；相对于现有技术采用电机等驱动，其结构非常紧凑、简单，可以在细长管道内进行清洁操作，同时，其制造成本和使用成本也得到显著降低。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的主视图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明的剖视图；
图4为图3的局部放大图。
附图标记：
1-清洗组件；2-清理制动组件；3-气动马达；4-清洁轮；5-外壳；6-轴向进气孔；7-导向滑道；8-顺倾斜孔；9-制动器；10-弹性轮；11-预紧弹簧；12-转轴；13-固定架；14-移动导向杆；15-限位凸阶；16-弹簧芯轴；17-清洗通道；18-轮毂；19-清洁毛刷；20-配流盘；21-喷嘴；22-逆倾斜孔。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1-4所示，一种细长管道清理器，包括清洗组件1和清理制动组件2，具体的，
清洗组件包括气动马达3和与马达转轴可拆卸固定的配流盘20和清洁轮4，配流盘上设置有多个喷嘴21，清洁轮包括轮毂18和固定在轮毂表面的清洁毛刷19，轮毂套装于马达转轴上，通过马达的旋转对清洁轮进行旋转驱动，同时，马达转轴内至少设有一段与配流盘内腔连通的清洗通道17，清洗通道通过管路与外部水源连通，实现对管内的清洗作业，提高其清洁水平；
清理制动组件包括外壳5以及设置在外壳内的制动器和相互独立的驱动气路及行进气路，外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与圆柱筒固定，驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达连通的轴向进气孔6，压缩空气从轴向进气孔6进入，推动气动马达旋转，进而驱动清洁轮工作。
行进气路为多个均布在圆柱筒筒体圆周方向与轴向方向呈一定夹角指向清理内壁的倾斜气孔，倾斜气孔至少包括：一组与圆柱筒的轴线方向呈顺时针夹角的顺倾斜孔和一组与圆柱筒的轴线方向呈逆时针夹角的逆倾斜孔：
其中，顺倾斜孔8，如图3所示，压缩空气从左侧进入，右侧喷出，从而产生向后的推力，驱使清理器倒行。众所周知，与轴线呈任意夹角，均存在侧向分力，因此，理论上，平行于轴线方向其产生的空气推力是最大的，但本发明的行进实际上是一种倒退操作，其气孔前方存在清洁轮，清洁轮会对空气流产生阻挡，减弱空气推力，且清洁轮转轴长度又不能设计过长，因此，顺倾斜孔与圆柱筒轴线的夹角α最优为10-20°，其大于这个角度则会产生过大的分力，轴向空气推力减小，小于这个角度则会受到清洁轮的阻挡，减弱空气推力。
同理，逆倾斜孔22，如图3所示，压缩空气从右侧进入，左侧喷出，从而产生向前的推力，驱使清理器前进；由于逆倾斜孔从右侧进入，则不受清洁轮的阻挡，与圆柱筒轴线的夹角可以是任意角度，但由于受整体布局的影响，其夹角β应控制在0-30°范围内。
制动器9包括弹性轮10、转轴12、固定架13和移动导向杆14，弹性轮通过转轴固定在固定架上，外壳上设置有用于所述移动导向杆在其径向移动的导向滑道7，移动导向杆滑动设置在导向滑道上，一端与固定架固定，一端通过限位台阶15限制在储气腔内，在储气腔的一端上设置有用于对弹性轮提供预紧力的预紧弹簧11，在预紧弹簧11的作用下，推动弹性轮垂直贴紧于加工内壁，如图4所述，同时，由于止制动器在圆周方向均均设置，因此，对清理制动组件的多个支撑力是均匀的，使其支撑效果更好。
作为本实施例的改进，外壳上还设置有可与加工内壁贴合固定的弹性制动气囊，弹性制动气囊也呈环状设置在外壳上，当需要进一步制动时，可对弹性制动气囊充气，其在气压作用下，其膨胀与加工内壁贴合固定，提高摩擦阻尼和摩擦力。
作为本实施例的改进，外壳后端设置有用于驱动珩磨设备在内壁移动的行进驱动翼，本实施例的行进驱动翼与气动马达连接，可在气动马达的作用下旋转工作，并产生向前或向后行进驱动力，可补充行进气路的行进驱动的不足，也可抵消行进气路的驱动力，提高或降低行进速度。
本实施例中，移动导向杆一端还一体设置有弹簧芯轴16，预紧弹簧套装于弹簧芯轴16上，可将弹性恢复力限制在轴向方向。
采用如上所述的细长管道清理器的珩磨方法，包括如下步骤：
S1、准备：根据内孔直径设置合适长度的预紧弹簧，使弹性轮与管内壁形成一定支撑力；并将驱动气路、顺倾斜孔及逆倾斜孔分别与外部气源连通，马达转轴清洗通道与外部水源连通，并在各连通的管路上设置控制阀；
S2、清理：将清理器放置在细长管的管口，启动驱动气路及逆倾斜孔控制阀，在气动马达的作用下，清洁轮旋转开始清理，在逆倾斜孔气流的作用下，整个清理器向前移动，实现移动与清理同时进行，同时，打开清洗通道控制阀，喷头开始喷洗，与清洁轮配合作业，清理后进行冲洗，从而提高清洁效果；
S3、清理至管尾后，关闭驱动气路和逆倾斜孔的控制阀，启动顺倾斜孔的控制阀，在气流作用下，驱动整个清理器后退；
S4、清理器后退至细长管的管口，完成清理工作。
本实施例通过驱动气路提供清洁轮的驱动力，实现在内孔内的清理操作，并通过预紧弹簧对弹性轮提供预紧力，进而可将清理器支撑在工件的内壁上，防止清理中位置的变化，从而保证清洁水平，还通过行进气路提供向清理方向的推力，驱使清理设备的移动，从而实现移动作业。相对于现有技术采用电机驱动等，其气动结构非常紧凑、简单，可以在细长管道内进行清洁操作，其制造成本和使用成本也得到显著降低。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种细长管道清理器，其特征在于：包括清洗组件和清理制动组件，所述清洗组件包括气动马达和与马达转轴可拆卸固定的配流盘和清洁轮，所述配流盘上设置有多个喷嘴，所述清洁轮包括轮毂和固定在轮毂表面的清洁毛刷，所述轮毂套装于马达转轴上，所述清理制动组件包括外壳以及设置在外壳内的制动器和相互独立的驱动气路及行进气路，所述外壳为一端开口、一端封闭的圆柱筒，气动马达从开口端进入圆柱筒内与圆柱筒固定，所述驱动气路为设置在圆柱筒封闭端与气动马达连通的轴向进气孔，所述行进气路为多个均布在所述圆柱筒筒体圆周方向与轴向方向呈一定夹角指向加工内壁的倾斜气孔，所述制动器包括弹性轮、转轴、固定架和移动导向杆，所述弹性轮通过转轴固定在固定架上，所述外壳上设置有用于所述移动导向杆在其径向移动的导向滑道，所述移动导向杆滑动设置在导向滑道上，一端与固定架固定，一端通过限位台阶限制在储气腔内，在储气腔的一端上设置有用于对弹性轮提供预紧力的预紧弹簧，所述倾斜气孔至少包括：一组与圆柱筒的轴线方向呈顺时针夹角的顺倾斜孔和一组与圆柱筒的轴线方向呈逆时针夹角的逆倾斜孔。
2.根据权利要求1所述的一种细长管道清理器，其特征在于：所述移动导向杆设置在弹性轮的中部。
3.根据权利要求1所述的一种细长管道清理器，其特征在于：所述顺倾斜孔与圆柱筒轴线的夹角为10-20°。
4.根据权利要求1所述的一种细长管道清理器，其特征在于：所述逆倾斜孔与圆柱筒轴线的夹角为0-30°。
5.根据权利要求1所述的一种细长管道清理器，其特征在于：所述外壳上还设置有可与加工内壁贴合固定的弹性制动气囊。
6.根据权利要求1所述的一种细长管道清理器，其特征在于：所述外壳上设置有用于驱动珩磨设备在内壁移动的行进驱动翼。
7.根据权利要求1所述的一种细长管道清理器，其特征在于：所述移动导向杆的一端一体设置有弹簧芯轴，所述预紧弹簧套装于所述弹簧芯轴上。
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