CN107470280A - 一种管道内壁清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道内壁清洗装置，涉及管道清洗领域，包括从前后依次连接的前行走机构、伸缩机构、后行走机构；所述前行走机构和后行走机构结构相同且相对伸缩机构镜像设置；前行走机构和后行走机构的背离端均设置有清洗机构；清洗机构设置有与外界水源连通的高压喷嘴，高压喷嘴的出口朝向管道内壁。所述清洗机构包括固定连接于前行走机构前端或后行走机构后端的第一电机、与第一电机输出轴固定连接的圆盘、可拆卸连接于圆盘外圆面的高压喷嘴；圆盘内设有一端与高压喷嘴连通且另一端与外界水源连通的水道。本发明通过设置行走机构以及高压喷嘴，实现利用高压水射流，对管道内表面污垢进行高压水射流剥离清洗的效果。

Description

一种管道内壁清洗装置

技术领域

本发明涉及管道清洗领域，具体的说，是一种管道内壁清洗装置。

背景技术

长期使用的管道，管内的油泥、锈垢固化造成原管径变小；管内淤泥沉淀产生硫化氢气体造成环境污染并易引起燃爆；废水中的酸、碱物质易对管道壁产生腐蚀；管道内的异物不定期清除会造成管道堵塞；金属管道的原材料钢管、钢板、不锈钢等在轧制时会形成轧皮；管道在制造、储运及安装过程中会形成铁锈、焊渣和为防腐涂覆在管道上的油质防锈剂，尘土、砂子、水泥、保温材料等杂质。上述的轧皮、铁锈、焊渣、防锈剂和泥沙等各种杂质严重影响管道的正常使用，因此需要对管道进行清洗，使管道内恢复材质本身表面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道内壁清洗装置，用于解决现有技术中因管道内的异物不定期清除会造成管道堵塞的问题。本发明通过设置行走机构以及高压喷嘴，实现利用高压水射流，对管道内表面污垢进行高压水射流剥离清洗的效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一种管道内壁清洗装置，包括从前后依次连接的前行走机构、伸缩机构、后行走机构；所述前行走机构和后行走机构结构相同且相对伸缩机构镜像设置；前行走机构和后行走机构的背离端均设置有清洗机构；清洗机构设置有与外界水源连通的高压喷嘴，高压喷嘴的出口朝向管道内壁。前后依次连接的前行走机构、伸缩机构、后行走机构实现在管道内自行走，均可采用现有技术，例如中国专利CN201110318141.4，公开了一种仿生蠕动式管道行走机构，由前体节径向支撑单元即本实施例的前行走机构、后体节径向支撑单元即本实施例的后行走机构、设置在前体节径向支撑单元和后体节径向支撑单元中间的轴向进给单元即本实施例的伸缩机构构成；通过协调前、后径向支撑单元与管道内壁之间的周期性间歇式径向胀缩运动以及中间轴向进给单元的周期性间歇式轴向伸缩运动，模仿蠕虫体节的运动步态和规律在管道内蠕动行走。当然也可采用现有技术中其他行走机构实现。所述伸缩机构为现有技术，例如电机丝杠机构，直线气缸，直线油缸等。前行走机构和后行走机构的背离端是指前行走机构的前端和后行走机构的后端。清洗机构设置高压喷嘴是指，高压喷嘴可以是直接固定在前行走机构和后行走机构的背离端，也可以是通过其他固定装置，如卡箍等固定在前行走机构和后行走机构的背离端。高压喷嘴是指通过喷嘴内孔横截面的收缩将高压水的压力能聚集起来，并转化为动能，最后以高压水射流的形式向外喷出对管道内壁进行清洗，通常高压喷嘴的水压能够到达25Mpa以上，高压喷嘴采用圆形喷嘴，扇形喷嘴等现有技术中的任意一种。高压喷嘴通过水管与外界水源如清洗车，水池等相连通，本领域技术人员应当理解，所述外界水源应当具有抽水泵等装置，用于将水输送给高压喷嘴，由于抽水泵以及高压喷嘴与外界水源之间的管道结构以及原理等均为现有技术，因此在此处不做详细描述。

优选地，所述清洗机构包括固定连接于前行走机构前端或后行走机构后端的第一电机、与第一电机输出轴固定连接的圆盘、可拆卸连接于圆盘外圆面的高压喷嘴；圆盘内设有一端与高压喷嘴连通且另一端与外界水源连通的水道。如果将高压喷嘴直接固定在行走机构上，则清洗管道内壁时，必然存在死角，因此设置第一电机驱动圆盘旋转，从而带动旋转接头旋转，使高压水能够清洗管道内壁各个角落。

优选地，所述圆盘远离第一电机的端面可拆卸连接有旋转接头，旋转接头一端与圆盘内的水道连通，旋转接头的另一端与外界水源连通。旋转接头是将水从静止的管道输入到旋转或往复运动的圆盘中的连接密封装置。旋转接头的结构为现有技术，因此在此不做详细描述。

优选地，所述高压喷嘴为多个且均匀分布在圆盘的外圆面，高压喷嘴均通过圆盘内的水道与外界水源相连通。

优选地，所述伸缩机构包括与后行走机构固定连接的第二电机、与第二电机输出轴固定连接的摆杆、与后行走机构前端滑动配合且与前行走机构后端固定连接的导向杆、固定连接在前行走机构后端的连接座；连接座具有腰孔，腰孔内匹配有滚子；摆杆一端与连接座腰孔内的滚子铰接，摆杆的另一端与第二电机输出轴固定连接。需要说明的是腰孔的长轴线与伸缩机构的伸缩方向相垂直。传统的伸缩机构采用电机丝杠机构，即电机带动丝杠旋转，从而使丝杠上的螺母做直线运动，由于伸缩机构需要往复运动，电机丝杠机构需要控制电机正反转来实现，使控制结构复杂，因此设置第二电机和摆杆，实现电机不需要正反转也能实现伸缩机构的往复运动，需要说明的是，本领域技术人员应当理解在伸缩机构运动过程中，前行走机构后端具有避让电机的避让孔。值得说明的是本实施例中的伸缩机构旋转180度后也是可以的，即第二电机与前行走机构固定连接，连接座与后行走机构固定连接。

优选地，所述前行走机构前端或后行走机构包括圆筒体、固定臂组件、行走滚轮组件；固定臂组件具有多个沿圆筒体外圆面径向均匀分布的用于胀紧和松开管道内壁的可伸缩的固定臂；行走滚轮组件包括多个与圆筒体连接且沿圆筒体外圆面径向均匀分布的行走臂，行走臂与管道内壁接触的一端固定连接有万向球。固定臂组件为现有技术，例如中国专利CN200910071240.X，公开了一种基于推拉电磁铁的管道探索机器人，包括前后两个平行四边形机构和三个推拉式电磁铁；每个推拉式电磁铁由线圈底座，安装在线圈底座上的线圈和拉杆组成；每个平行四边形机构是由四根连杆铰接而成，在每个平行四边形机构中的一条对角线的两个铰接点上装有摩擦块，另一条对角线的两个铰接点分别与推拉式电磁铁的拉杆和线圈底座相连接；该平行四边形机构即为本实施例中的固定臂组件，其作用原理是，通过推拉式电磁铁通断电实现平行四边形机构的张开或缩回，从而实现利用平行四边形机构对管道内壁的胀紧摩擦和松开。当然也可以采用现有技术中其他的固定臂组件结构实现对管道内壁的胀紧摩擦和松开。行走臂可以与圆筒体固定连接，也可以是沿圆筒体外圆面径向可伸缩连接在圆筒体外圆面。现有技术中行走臂上转动连接有圆柱辊子，实现滚动前行，而圆柱辊子由于加工等问题，存在滚动方向与伸缩机构伸缩方向偏斜的问题，导致圆柱辊子与管道内壁滑动摩擦，一方面增大前进阻力，另一方面容易对管道内壁造成损坏。因此设置万向球，由于用球形作为辊子，因此辊子的滚动方向总是能与伸缩机构的伸缩方向保持一致，减小装置前进阻力，保护管道内壁。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明通过设置行走机构以及高压喷嘴，实现利用高压水射流，对管道内表面污垢进行高压水射流剥离清洗的效果；

（2）本发明通过设置第一电机带动圆盘上的旋转接头旋转清洁管道内表面，实现无死角清洗管道内壁的效果；

（3）本发明通过设置旋转接头，实现防止因第一电机旋转引起水管缠绕的效果；

（4）本发明通过设置多个均匀分布在圆盘外圆面的旋转接头，对管道内壁重复清洗多次，实现清洗效率更高的效果；

（5）本发明通过设置第二电机带动摆杆旋转，使前行走机构或后行走机构前后移动，实现避免传统的电机丝杠移动机构需要频繁正反转电机的效果；

（6）本发明通过设置万向球，实现防止传统圆柱形滚轮切线方向与行走机构不一致，引起行走阻力增大的效果。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1 A-A剖视图；

图3为清洗结构示意图；

图4为伸缩机构结构示意图；

其中1-前行走机构；2-伸缩机构；3-后行走机构；4-清洗机构；5-万向球；6-管道；21-第二电机；22-摆杆；23-连接座；24-导向杆；25-滚子；41-高压喷嘴；42-圆盘；43-旋转接头；44-第一电机。

具体实施方式

下面结合本发明的优选实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1-4所示，一种管道内壁清洗装置，包括从前后依次连接的前行走机构1、伸缩机构2、后行走机构3；所述前行走机构1和后行走机构结构相同且相对伸缩机构2镜像设置；前行走机构1和后行走机构3的背离端均设置有清洗机构4；清洗机构4设置有与外界水源连通的高压喷嘴41，高压喷嘴41的出口朝向管道6内壁。本实施例中，前行走机构1和后行走机构3均包括包括圆筒体、固定臂组件、行走滚轮组件；固定臂组件具有多个沿圆筒体外圆面径向均匀分布的用于胀紧和松开管道内壁的可伸缩的固定臂；行走滚轮组件包括多个与圆筒体连接且沿圆筒体外圆面径向均匀分布的行走臂，行走臂与管道内壁接触的一端转动连接有辊子，伸缩机构2采用直线油缸，即油缸的缸体与后行走机构3固定连接，油缸的活塞杆与前行走机构1固定连接；高压喷嘴41型号为1/4MEG-0002，通过卡箍固定连接在前行走机构1和后行走机构3的背离端，高压喷嘴41与外界水源之间连通有抽水泵。

工作原理：

使用本装置时，将本装置放入管道6内壁，启动本装置，后行走机构3的固定臂伸出胀紧管道6内壁，前行走机构1的固定臂缩回，接着油缸活塞杆伸出推动前行走机构1向前运动，然后后行走机构3的固定臂缩回，前行走机构1的固定臂伸出胀紧管道6内壁，接着油缸活塞杆缩回带动后行走机构3向前运动，如此往复，实现本装置在管道6内的自行走。本装置在管道6内行走过程中，外界水源经过高压喷嘴41，形成高压水射流冲击管道6内壁，实现管道6内壁清洗。值得说明的是油缸的具体结构及工作原理在本领域内均为现有技术，在此不做详细叙述。

实施例2：

为更好的实施本发明，实现无死角清洗管道内壁，在实施例1的基础上，结合附图1-4，进一步地，所述清洗机构4包括固定连接于前行走机构1前端或后行走机构3后端的第一电机44、与第一电机44输出轴固定连接的圆盘42、可拆卸连接于圆盘42外圆面的高压喷嘴41；圆盘42内设有一端与高压喷嘴41连通且另一端与外界水源连通的水道。

实施例3：

为更好的实施本发明，防止因电机旋转引起水管缠绕，在实施例2的基础上，结合附图1-4，进一步地，所述圆盘42远离第一电机44的端面可拆卸连接有旋转接头43，旋转接头43一端与圆盘42内的水道连通，旋转接头43的另一端与外界水源连通。本实施例中，旋转接头43的型号为GP-621。

实施例4：

为更好的实施本发明，提高清洗效率，在实施例2或3的基础上，结合附图1-4，进一步地，所述高压喷嘴41为多个且均匀分布在圆盘42的外圆面，高压喷嘴41均通过圆盘42内的水道与外界水源相连通。

实施例5：

为更好的实施本发明，避免传频繁正反转电机，在实施例1或2的基础上，结合附图1-4，进一步地，所述伸缩机构2包括与后行走机构3固定连接的第二电机21、与第二电机21输出轴固定连接的摆杆22、与后行走机构3前端滑动配合且与前行走机构1后端固定连接的导向杆24、固定连接在前行走机构1后端的连接座23；连接座23具有腰孔，腰孔内匹配有滚子25；摆杆22一端与连接座23腰孔内的滚子25铰接，摆杆22的另一端与第二电机21输出轴固定连接。

工作原理：

以后行走机构为固定参照物，第二电机21带动摆杆22旋转180度，摆杆22通过滚子25带动连接座23和与连接座23固定连接的前行走机构1向后移动一个行程，第二电机21带动摆杆22继续旋转180度，摆杆22通过滚子25带动连接座23和与连接座23固定连接的前行走机构1回到原位，从而伸缩运动。

实施例6：

为更好的实施本发明，防止传统圆柱形滚轮切线方向与行走机构不一致，引起行走阻力增大，在实施例1或2的基础上，结合附图1-4，进一步地，所述前行走机构1前端或后行走机构3包括圆筒体、固定臂组件、行走滚轮组件；固定臂组件具有多个沿圆筒体外圆面径向均匀分布的用于胀紧和松开管道6内壁的可伸缩的固定臂；行走滚轮组件包括多个与圆筒体连接且沿圆筒体外圆面径向均匀分布的行走臂，行走臂与管道6内壁接触的一端固定连接有万向球5。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，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，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种管道内壁清洗装置，包括从前后依次连接的前行走机构（1）、伸缩机构（2）、后行走机构（3）；其特征在于，所述前行走机构（1）和后行走机构结构相同且相对伸缩机构（2）镜像设置；前行走机构（1）和后行走机构（3）的背离端均设置有清洗机构（4）；清洗机构（4）设置有与外界水源连通的高压喷嘴（41），高压喷嘴（41）的出口朝向管道（6）内壁。

2.根据权利要求1所述的一种管道内壁清洗装置，其特征在于，所述清洗机构（4）包括固定连接于前行走机构（1）前端或后行走机构（3）后端的第一电机（44）、与第一电机（44）输出轴固定连接的圆盘（42）、可拆卸连接于圆盘（42）外圆面的高压喷嘴（41）；圆盘（42）内设有一端与高压喷嘴（41）连通且另一端与外界水源连通的水道。

3.根据权利要求2所述的一种管道内壁清洗装置，其特征在于，所述圆盘（42）远离第一电机（44）的端面可拆卸连接有旋转接头（43），旋转接头（43）一端与圆盘（42）内的水道连通，旋转接头（43）的另一端与外界水源连通。

4.根据权利要求2或3所述的一种管道内壁清洗装置，其特征在于，所述高压喷嘴（41）为多个且均匀分布在圆盘（42）的外圆面，高压喷嘴（41）均通过圆盘（42）内的水道与外界水源相连通。

5.根据权利要求1或2所述的一种管道内壁清洗装置，其特征在于，所述伸缩机构（2）包括与后行走机构（3）固定连接的第二电机（21）、与第二电机（21）输出轴固定连接的摆杆（22）、与后行走机构（3）前端滑动配合且与前行走机构（1）后端固定连接的导向杆（24）、固定连接在前行走机构（1）后端的连接座（23）；连接座（23）具有腰孔，腰孔内匹配有滚子（25）；摆杆（22）一端与连接座（23）腰孔内的滚子（25）铰接，摆杆（22）的另一端与第二电机（21）输出轴固定连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种管道内壁清洗装置，其特征在于，所述前行走机构（1）前端或后行走机构（3）包括圆筒体、固定臂组件、行走滚轮组件；固定臂组件具有多个沿圆筒体外圆面径向均匀分布的用于胀紧和松开管道（6）内壁的可伸缩的固定臂；行走滚轮组件包括多个与圆筒体连接且沿圆筒体外圆面径向均匀分布的行走臂；行走臂与管道（6）内壁接触的一端固定连接有万向球（5）。