CN107497797B - 一种钢管内壁清洗设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管内壁清洗设备及方法，包括待清洗钢管、清洗槽、夹头、气缸、与气缸活塞杆相连接的推杆、气路,其中待清洗钢管浸在清洗槽的清洗液中，待清洗钢管两端设置有夹头，用夹头将待清洗钢管两端夹住并使得待清洗钢管两端与夹头体底部的密封圈抵接,夹头内穿设有与气缸活塞杆相连接的推杆；启动气缸，左右两个气缸通过换向阀控制使得左右两个气缸动作正好相反，即：当左气缸活塞带动推杆向右推出时，右气缸活塞带动推杆向右缩回，当左气缸活塞带动推杆向左缩回时，右气缸活塞带动推杆向左推出。采用本发明技术方案可以有效清洗包括细长钢管、弯管、螺旋管在内的各种钢管内壁，结构简单，操作便捷。

Description

一种钢管内壁清洗设备及方法

技术领域

本发明涉及金属清洗技术领域，特别涉及一种钢管内壁清洗设备和方法。

背景技术

钢管道清洗包括内部清洗和外部清洗两部分，其中外部清洗和普通金属零部件的清洗方法类似，而钢管内壁清洗一直是行业内亟待解决的技术难题。这是因为对于大管径直壁钢管，可以采用机器人或者行星轮方式进行除锈作业，而对于弯曲钢管或者小管径，由于机械清洗设备没法深入而使得清洗小管径的内管壁变得十分困难；传统的酸洗浸泡，由于缺少液体冲刷等机械外力，难以清洗干净；高压水冲洗方法，对于小管径，如果管线较长，压力损失过大，对远端同样很难有效清除内壁附着的油污以及微尘颗粒。

公开号为CN101890416B的中国发明专利，公开了一种钢管内壁清洗装置，包括水泵、四通换向阀，四通换向阀上设有进水管、排水管和左右两根连接管，两连接管的端部分别与套管连接，套管内具有与连接管连通的空腔，并且套管的前端形成与钢管端部相匹配的承插孔，空腔与承插孔相连通。使用时，不锈钢盘管两头分别插在两根套管上，通过水泵向进水管通清洗液，经过四通换向阀，从左侧的连接管流出至不锈钢盘管内清洗，再从右侧连接管流回至四通换向阀，然后从排水管排出。当四通换向阀换向后，清洗液则从右侧连接管流出，再从左侧连接管流回。这样依靠水泵的动力配合四通换向阀的作用，清洗液就能在钢管内反复来回冲洗，从而将细长的钢管内壁清洗干净。

上述专利公开的技术方案是采用水泵配合四通换向阀来使得清洗液反复冲刷钢管内壁，由于钢管内径细长，需要水泵不断提供压力来弥补管内清洗液的压力损失才能保证清洗液不断流动。在清洗液流动方向上，入口压力最高，清洗效果最好，出口压力最低，清洗效果因为压力损失缘故会大打折扣。故而无论是传统清洗方法还是参考专利技术的钢管内壁清洗技术方案，都存在清洗效果不一致方面的缺陷，需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢管内壁清洗设备和方法，能够均匀快速清洗细长管道内壁，能耗小，效率高。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢管内壁清洗设备，包括待清洗钢管、清洗槽、夹头、气缸、与气缸活塞杆相连接的推杆、气路；其中待清洗钢管浸在清洗槽的清洗液中，清洗液充满待清洗钢管内腔后，夹头夹住待清洗钢管两端，夹头内设置有与气缸活塞杆相连接的推杆；左右两个气缸通过换向阀控制使得左右两个气缸动作正好相反，即：当左气缸活塞带动推杆向右推出时，右气缸活塞带动推杆向右缩回，当左气缸活塞带动推杆向左缩回时，右气缸活塞带动推杆向左推出。

通过采用上述技术方案，通过左右两气缸带动推杆左右同步运动，使得清洗液在钢管内腔中发生震荡，从而对钢管内壁产生冲刷作用，如此反复，进而对钢管内壁进行有效清洗。

本发明进一步设置为：夹头包括夹头体、弹性夹片、和推杆连接在一起的弹性堵头，其中弹性夹片衬有用以增加摩擦力和密封效果的可压缩衬里，弹性夹片和可压缩衬里包络着钢管外径；弹性堵头设置在夹头体底部中央位置，与弹性堵头连接的推杆穿设于夹头体，夹头体底部设置有可与待清洗钢管抵接的密封垫。

通过采用上述技术方案，夹头体上的弹性夹片通过可压缩衬里紧紧箍在钢管外径上，同时因为夹头体底部的密封垫保证了钢管内的清洗液不泄露，从而保证钢管内完全充满清洗液；由于液体的不可压缩性质，所以当推杆连带弹性堵头在钢管内往复推动时，使得钢管内部清洗液发生震荡从而对钢管内壁进行清洗。

本发明进一步设置为：在两个气缸之间连接有气路，气路上设置有两个协调工作的换向阀；其中在左或者右换向阀上串联还有一个手动换向阀。

通过采用上述技术方案，保证两个气缸同步工作，即：在换向阀的控制下，当左气缸活塞带动推杆向右推出时，右气缸活塞带动推杆向右缩回，当左气缸活塞带动推杆向左缩回时，右气缸活塞带动推杆向左推出；在气路上串联的换向阀可以使得其中一个气缸与另一个气缸工作步骤相反，即：在完成清洗工作后，两个气缸活塞同时带动推杆推出，使得待检测钢管在弹性堵头作用下，从夹头中脱出。

本发明进一步设置为：所述气缸为双作用气缸，所述气路上连接有两联件，所述换向阀为二位四通阀，在气缸进出口的气路上设置有节流阀。

通过采用上述技术方案，通过两联体保证清洁空气进入气路，在换向阀控制下保证气缸快速换向，安全快捷工作，增加了设备的可靠型；节流阀可以适时调节气缸的压力和速度；将传统三联件改为两联件，减少了油雾器，使得气路内的空气更加清洁，避免了气路润滑油对钢管内壁清洗的污染。

本发明还可以这样设置：所述气缸为单作用弹簧复位气缸，所述气路上连接有两联件，所述换向阀为二位四通阀，在气缸进气口的气路上设置有单向节流阀。

通过采用上述技术方案，通过两联件保证清洁空气进入气路，在换向阀控制下保证气缸快速换向，安全快捷工作，增加了设备的可靠型；节流阀可以适时调节气缸的压力和速度；采用单作用弹簧复位气缸，结构简单，提高了安全性，保证了两个气缸同步运动；将传统三联件改为两联件，减少了油雾器，使得气路内的空气更加清洁，避免了气路润滑油对钢管内壁清洗的污染。

本发明的另一种设置方案：所述气缸其中一个为单作用气缸，另一个为双作用气缸；上述两个气缸并联连接；所述的换向阀分别与所述气缸串联连接，其中与单作用气缸串联的换向阀为二位三通阀，与双作用气缸串联的换向阀为二位四通阀；其中一个换向阀串联连接有手动换向阀。

通过采用上述技术方案，方便气缸配置，无论是单作用气缸还是双作用气缸，都可以通过换向阀控制其运动方向，达到同样技术效果。

本发明进一步设置为：待检测钢管浸入在清洗槽中，清洗槽底设置有用以夹紧待检测钢管的夹具，清洗槽底设置有用以夹紧气缸的气缸夹具。

通过采用上述技术方案，在保证待检测钢管内浸满清洗液的同时，在气缸推动清洗液产生冲刷作用时，待检测钢管被紧紧夹住而不产生窜动；通过气缸夹具来夹紧气缸，防止气缸受力产生位置移动，保证设备可靠工作。

本发明进一步设置为：弹性堵头外形轮廓为锥形，其中锥形小端设置在外端以便于弹性堵头可靠深入钢管内部，锥形大端尺寸略大于钢管内径以便在弹性堵头发生弹性变形后可与钢管内壁表面紧密贴合。

通过采用上述技术方案，弹性堵头在推杆带动下，将钢管内的清洗液无泄漏向前推进，保证清洗液对钢管内壁的冲刷效果。

本发明进一步设置为：所述气缸为双作用气缸；所述的双作用气缸通过换向阀并联连接在气路上；所述的换向阀为二位四通阀；在其中一个气缸的气路支路上还串接有一个换向阀，所述的换向阀为二位四通阀，该二位四通阀为气控阀，手动换向阀与该二位四通阀连接并控制其换向；手动换向阀并联设置在气路上

通过采用上述技术方案，在其中一个气缸的气路支路上串接的液控手动换向阀，通过手动操作手动换向阀，使得支路上的气缸运动方向发生翻转，从而方便控制气缸按照要求进行运动。

本发明所述的一种钢管内壁清洗方法，包括以下步骤：

1）将钢管浸入充满清洗液的清洗槽，保证清洗液充满钢管；

2）用夹头将钢管两端夹住并使得钢管两端与夹头体底部的密封圈抵接；

3）启动气缸，使得左右两气缸活塞带动推杆上连接的弹性堵头协调运动，即：一个推出另一个缩回，周而复始；

1）清理完毕后，松开气缸夹具，切换换向阀，使得两气缸的推杆同步推出，从而将钢管从夹头中脱出。

通过采用上述技术方案，利用液体的不可压缩性质，推杆带动弹性堵头前后运动，使得清洗液对钢管内壁产生冲刷清洗作用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、采用空气作为动力，属于清洁能源，对钢管无二次污染；

2、直接在清洗池内利用气缸对钢管进行内壁清洗，不需要额外场地和专用设备，结构简单，方便快捷；

3、采用本发明所述的技术方案，采用气缸使得钢管内清洗液激发震荡，因此不仅可以清洗直钢管内壁，对于细长钢管、弯管、螺旋管内壁同样可以清洗。

附图说明

图1是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备实施例1的结构示意图；

图2是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备实施例2的结构示意图；

图3是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备实施例3的结构示意图；

图4是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备实施例4的结构示意图；

图5是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备实施例5的结构示意图；

图6是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备实施例6的结构示意图；

图7是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备一端的局部结构示意图；

图8是本发明所述的一种钢管内壁清洗设备夹头内部结构示意图。

图中：1、待清洗钢管；2、清洗槽；3、夹头；301、夹头体；302、弹性夹片；303、弹性堵头；304、衬里；305、密封垫；4、气缸；5、推杆；6、活塞杆；7、气路；8、换向阀；9、两联件；10、节流阀；11、夹具；12、气缸夹具；13、手动换向阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种钢管内壁清洗设备，包括待清洗钢管1、清洗槽2、夹头3、气缸4、与气缸活塞杆相连接的推杆5、气路7,其中待清洗钢管1浸在清洗槽2的清洗液中，待清洗钢管1两端设置有夹头3，夹头3内穿设有与气缸活塞杆6相连接的推杆5；左右两个双作用气缸4通过二位四通换向阀8控制使得左右两个双作用气缸4动作相匹配，即：当左侧气缸的活塞杆带动推杆5推入待清洗钢管内部时，右侧气缸的活塞杆带动推杆5缩回，从而使得清洗液在待清洗钢管内激发震荡。

进一步的，如图8所示，所述的一种钢管内壁清洗设备，所述的夹头3包括夹头体301、弹性夹片302、和推杆连接在一起的弹性堵头303，弹性夹片302衬有用以增加摩擦力和密封效果的可压缩衬里304，弹性夹片302和可压缩衬里304包络着待清洗钢管1外径；弹性堵头303设置在夹头体301底部中央位置，夹头体301底部设置有可与待清洗钢管1抵接的密封垫305；由于收到夹片体301底部密封垫305的封堵以及弹性夹片302的夹持，使得清洗液被密封在待清洗钢管1内而不发生外泄，由于液体的不可压缩性质，当两端的弹性堵头303来回运动时，激发的清洗液对待清洗钢管的管壁产生冲刷作用，从而达到清洗待清洗钢管内部的目的；退一步讲，随着设备长期使用，即便是因为密封垫305密封不严，弹性夹片302所附设的可压缩衬里304没能起到理想密封作用，由于待清洗钢管完全浸没在清洗液中，弹性堵头303对清洗液激发的冲刷作用依旧存在，清洗目的依然能够达到。

进一步的，所述的一种钢管内壁清洗设备，为了对待清洗钢管1内的清洗液起到可靠密封作用，所述的弹性堵头303外形设置为锥形，其中锥形小端设置在远离气缸4的一端以便于弹性堵头303可靠深入待清洗钢管1内部，锥形大端尺寸略大于待清洗钢管1内径以便在弹性堵头303发生弹性变形情况下与待清洗钢管1内壁表面紧密贴合，从而达到有效密封效果。

进一步的，如图7所示，所述的一种钢管内壁清洗设备，所述的清洗槽2底设置有用以夹紧待清洗钢管1的夹具11，清洗槽2底设置有用以夹紧气缸4的气缸夹具12；通过夹具11对待清洗钢管1的夹紧，有效保证了当待清洗钢管1受到弹性堵头303的来回推动时不发生位移窜动。

进一步的，所述的一种钢管内壁清洗设备，所述的换向阀8为两个二位四通电磁阀，且分别与所述气缸4串联连接；所述气缸4为双作用气缸；所述的双作用气缸并联连接在气路7上。两个二位四通阀与气缸4的前后腔连接顺序正好相反，通过电路控制使得两个电磁阀同步协调动作，从而使得两个气缸4运动正好相反；或者也可以在保持两个二位四通阀与气缸4的前后腔连接顺序一致的情况下，通过逻辑电路和程序控制二位四通阀，来保证两个气缸4同时做相反运动。

在上述的其中一个二位四通电磁阀上串接有一个手动换向阀13，所述的手动换向阀13有两个作用：其一在调试过程中，保证气缸4按照既定的方向进行运动；其二在清洗完毕后，所述的手动换向阀13保证两个气缸4同时顶出，以便夹头1的弹性夹片302从待清洗钢管1上脱出。

工作时，先将待清洗钢管1浸没在充满清洗液的清洗槽2中，排出待清洗钢管1中的气泡并将待清洗钢管1用夹具11固定在清洗槽2的槽底；用夹头3的弹性夹片302将待清洗钢管1的端部夹紧并使得待清洗钢管1的端部抵紧密封垫305，如此保证了对待清洗钢管1内部清洗液的密封；启动气缸4的二位四通电磁阀，使得气缸活塞杆6带动推杆5做相反方向运动，从而激发待清洗钢管1内清洗液震荡，震荡的清洗液起到对钢管内壁的冲刷作用；清洗完毕后，切断电源，二位四通电磁阀停止切换且保证不连接手动换向阀13的那侧气缸4连带推杆5推出，同时操作手动换向阀13，如此两侧的推杆5同时带动弹性堵头303向前推出，由于液体不可压缩性质，在反作用力的作用下，使得夹头3从待清洗钢管1上脱出。

实施例2

如图2所示，所述的一种钢管内壁清洗设备，与实施1的区别在于换向阀8的连接方式不同。在本实施例中，所述的换向阀8为二位四通阀，数量为1个，所述的两个气缸4连接在换向阀8上；所述气缸4数量为两个且均为双作用气缸，其中一个双作用气缸串联连接有手动换向阀13。

本实施例的优点在于省去了一个换向阀8，不需要程序或者逻辑电路控制就可以实现同步动作；同时采用手动换向方式，保证两个双作用气缸在工作过程中动作相反。本实施例结构简单，动作可靠。

实施例3

如图3所示，所述的一种钢管内壁清洗设备，与实施1的区别在于气缸4的类型有所不同。在本实施例中，所述的换向阀8为两个二位三通阀，且分别与所述气缸4串联连接；所述气缸4数量为两个且均为单作用气缸；所述的两个单作用气缸并联连接在气路7上。

实施例4

如图4所示，所述的一种钢管内壁清洗设备，与实施1的区别在于气缸4和换向阀8的类型有所不同。在本实施例中，所述气缸4数量为两个且分别为单作用气缸和双作用气缸，上述两个气缸4并联连接在气路7上；所述的换向阀8分别与所述气缸4串联连接，其中与单作用气缸串联的为二位三通阀，与双作用气缸串联的为二位四通阀。

实施例5

如图5所示，所述的一种钢管内壁清洗设备，与实施3的区别在于换向阀连接方式不同。在本实施例中，所述气缸4数量为两个且分别为单作用气缸和双作用气缸，，其中所述的双作用气缸连接有换向阀8，所述的换向阀8为二位四通阀；所述的单作用气缸连接有手动换向阀13，所述的手动换向阀13为手动二位三通阀，连接有手动换向阀13的单作用气缸通过换向阀8连接到气路7上。

实施例6

如图6所示，所述的一种钢管内壁清洗设备，与实施2的区别在于其中一个换向阀8的控制方式不同。在本实施例中，所述气缸4数量为两个且均为双作用气缸，其中所述的双作用气缸连接有换向阀8，所述的换向阀8为二位四通阀；所述手动换向阀13与其中一个二位四通阀连接并控制其换向；手动换向阀13并联设置在气路7上。

实施例7

本发明所述的一种钢管内壁清洗方法，包括以下步骤：

1）将待清洗钢管1浸入充满清洗液的清洗槽2；

2）用夹头3将待清洗钢管1两端夹住并使得待清洗钢管1两端与夹头体301底部的密封圈305抵接；

3）启动气缸4，使得左右两气缸活塞带动推杆5上连接的弹性堵头303协调运动，即：一个气缸活塞带动推杆5上连接的弹性堵303头向前推出时，另一个气缸活塞带动推,5上连接的弹性堵头303向后缩回，以上动作周而复始；

4）清理完毕后，松开气缸夹具12，切换手动换向阀13，使得两气缸的推杆5同步推出，从而将待清洗钢管1从夹头3中脱出。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种钢管内壁清洗设备，包括待清洗钢管(1)、清洗槽(2)、夹头(3)、气缸(4)、与气缸(4)活塞杆(6)相连接的推杆(5)、气路(7),其特征在于，待清洗钢管(1)浸在清洗槽(2)的清洗液中，待清洗钢管(1)两端设置有夹头(3)，夹头(3)内穿设有与气缸(4)活塞杆(6)相连接的推杆(5)；左右两个气缸(4)通过换向阀(8)控制使得左右两个气缸(4)动作相匹配；

所述的夹头(3)包括夹头体(301)、弹性夹片(302)、和推杆(5)连接在一起的弹性堵头(303)，弹性夹片(302)衬有用以增加摩擦力和密封效果的可压缩衬里(304)，弹性夹片(302)和可压缩衬里(304)包络着待清洗钢管(1)外径；弹性堵头(303)设置在夹头体(301)底部中央位置，夹头体(301)底部设置有可与待清洗钢管(1)抵接的密封垫(305)。

2.根据权利要求1所述的一种钢管内壁清洗设备，其特征是：弹性堵头(303)外形为锥形，其中锥形小端设置在外端以便于弹性堵头(303)可靠深入待清洗钢管(1)内部，锥形大端尺寸略大于钢管内径以便在弹性堵头(303)发生弹性变形后可与待清洗钢管(1)内壁表面紧密贴合。

3.根据权利要求1所述的一种钢管内壁清洗设备，其特征是：清洗槽(2)底设置有用以夹紧待清洗钢管(1)的夹具(11)，清洗槽(2)底设置有用以夹紧气缸(4)的气缸夹具(12)。

4.根据权利要求3所述的一种钢管内壁清洗设备，其特征是：所述的换向阀(8)为两个二位四通阀，且分别与所述气缸(4)串联连接；所述气缸(4)为双作用气缸；所述的双作用气缸通过换向阀(8)与气源并联连接；其中一个换向阀(8)串联连接有手动换向阀(13)。

5.根据权利要求3所述的一种钢管内壁清洗设备，其特征是：所述的换向阀(8)为两个二位三通阀，且分别与所述气缸(4)串联连接；所述气缸(4)数量为两个且均为单作用气缸；所述的两个单作用气缸通过换向阀(8)并联连接在气路(7)上；其中一个换向阀(8)串联连接有手动换向阀(13)。

6.根据权利要求3所述的一种钢管内壁清洗设备，其特征是：所述气缸(4)数量为两个且分别为单作用气缸和双作用气缸，上述两个气缸(4)并联连接；所述的换向阀(8)分别与所述气缸(4)串联连接，其中与单作用气缸(4)串联的为二位三通阀，与双作用气缸(4)串联的为二位四通阀；其中一个换向阀(8)串联连接有手动换向阀(13)。

7.根据权利要求3所述的一种钢管内壁清洗设备，其特征是：所述的换向阀(8)为一个二位四通阀，且分别与所述气缸(4)串联连接；所述气缸(4)为双作用气缸；所述的双作用气缸并联连接；在其中一个气缸(4)的气路(7)上串联连接有手动换向阀(13)。

8.根据权利要求3所述的一种钢管内壁清洗设备，其特征是：所述气缸(4)为双作用气缸；所述的双作用气缸通过换向阀(8)并联连接在气路(7)上；所述的换向阀(8)为二位四通阀；在其中一个气缸(4)的气路(7)支路上还串接有一个换向阀(8)，所述的换向阀(8)为二位四通阀，该二位四通阀为气控阀，手动换向阀(13)与该二位四通阀连接并控制其换向；手动换向阀(13)并联设置在气路(7)上。

9.一种钢管内壁清洗方法，其特征在于，基于权利要求3-8任一项所述的一种钢管内壁清洗设备，包括以下步骤：

1）将待清洗钢管(1)浸入充满清洗液的清洗槽(2)；

2）用夹头(3)将待清洗钢管(1)两端夹住并使得待清洗钢管(1)两端与夹头体(301)底部的密封垫(305)抵接；

3）启动气缸(4)，使得左右两气缸(4)活塞带动推杆(5)上连接的弹性堵头(303)协调运动，即：一个气缸(4)活塞带动推杆(5)上连接的弹性堵头(303)向前推出时另一个气缸(4)活塞带动推杆(5)上连接的弹性堵头(303)向后缩回，以上动作周而复始；

4）清理完毕后，松开气缸夹具(12)，切换换向阀(8)，使得两气缸(4)的推杆(5)同步推出，从而将待清洗钢管(1)从夹头(3)中脱出。