CN107724523A - 快速收放的管道疏通清淤机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速收放的管道疏通清淤机，旨在提供一种清淤缆为软轴，而该软轴能够快速稳定进出设备以提高清淤和整理效率的管道疏通清淤设备。包括为软轴提供收放存贮空间的滚筒机构、引导软轴进出的动力机构、在软轴收放过程中对其自由度进行限位的限位机构和与上述机构电路连接的电控机构。优点在于：结合限位装置，工作时差速转动，带动软轴的进出，采用内外同轴的双筒设计，给弹簧的存放预留足够的空间。

Description

快速收放的管道疏通清淤机

技术领域

本发明涉及管道疏通清污设备领域，特别涉及一种快速收放的管道疏通清淤机。

背景技术

随着社会经济的飞速发展，越来越多的人步入小康生活，加之城镇化的稳步推进，越来越多的农村变为城镇，城镇人口剧增，随之而来的是生活污水的大量增加，很多时候因为下水管堵塞或下水不畅，污水溢流，影响市容，给人们的生活和工作带来严重的影响。对应的产生管道清淤技术，其多见于市政维护设备，其主要工作原理是利用在管道内拱入旋转的缆绳以实现对管道内空间的搅拌，从而排除堵塞，疏通管道，进一步的，在缆绳退出管道时，带出淤泥等堵塞物，实现管道的清淤。

传统技术中，管道清洁设备大多只能解决管道内污泥沉积堵塞的问题，不能有效的解决大型软体垃圾堵塞的问题，例如：毛织品衣物、编织袋等不易腐烂不易降解的垃圾，针对传统技术，申请人先后作出多次改进，比如公开专利中，专利号为CN201310422518.X，名为管道疏通清障车的发明专利，公开了一种带有旋切效果的清淤机，以实现淤泥障碍的碎片化，很好的解决了软体垃圾堵塞管道的问题，但是受限于软轴和滑轨尺寸，疏通管道距离受限，清障结束后，疏通缆线面临无处安放的问题。

管道的清淤设备主要包括线缆储存装置、带动线缆转动的旋转动力源和带动线缆收放的收放动力源，其缺点在于：清淤效率低，工作过程中控制部分存在滞后性。

发明内容

本发明提出了一种快速收放的管道疏通清淤机，解决了现有技术中快速收放的管道疏通清淤机使用过程中进出设备效率低、所需能耗大的问题，进一步提高清淤设备整体的工作效率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明涉及一种快速收放的管道疏通清淤机，清淤缆线由带有弹力的软轴制成，包括为所述软轴提供收放存贮空间的滚筒机构、在软轴收放过程中对其自由度进行限位的卡簧器、引导所述软轴进出的动力机构和与上述机构电路连接的电控机构；所述滚筒机构包括同轴心安装的外层储藏筒和内层套筒，还包括安装在所述外层储藏筒两侧的端盖，右侧端盖的左端面固定安装外层储藏筒和内层套筒，右侧端盖的右段面固定安装同心轴，在左侧端盖的中心、左侧设有软轴进出的中空轴，所述左侧端盖的右端面与所述外层储藏筒固定连接，所述外层储藏筒和内层套筒间形成筒状夹层空间以容纳软轴，所述同心轴和中空轴经由轴承安装在支撑架上得以在两侧支撑所述滚筒机构；所述动力机构包括滚筒机构电机和卡簧器电机，所述滚筒机构电机的输入端连接所述同心轴，所述卡簧器电机的输出端连接所述卡簧器；所述卡簧器套装在所述中空轴上，其卡具处于所述中空轴的外侧，限制所述软轴在竖直方向自由度的卡具与所述软轴间构成螺纹连接、以引导软轴的进出。所述软轴由弹簧制成，所述弹簧中径30mm到50mm之间，节距15mm到25mm之间.

作为具体实施方式，所述卡簧器与所述弹簧间形成以弹簧为丝杠、以卡簧器为螺母的螺纹连接。

作为具体实施方式，在所述滚筒机构内还设有引导所述软轴平滑收放的内筒引导元件和外筒引导元件，所述内筒引导元件包括尼龙制成的锥柱状导向筒，所述导向筒安装在所述内层套筒的左端，并形成平滑的过渡面；所述外筒导向元件包括安装在外层储藏筒内壁上的厚度渐缩的限位板组，所述限位板组包括若干沿所述外层储藏筒内壁均布分布的条状限位板。

所述导向筒一端与所述内层套筒的尺寸相对应，另一端筒径渐缩至整体呈锥形，所述锥形的斜面的倾角在30°到55°之间。

作为具体实施方式，所述条状限位板自上而下包括弧状安装条、异形变形条和降阻金属条；所述弧状安装条为横截面为扇形的棱柱状条，所述降阻金属条为横截面是长方形的金属条，所述异形变形条为切割体，所述切割体由横截面为鼓形的棱柱和斜向上的斜面切割而成，所述切割体的底面为斜切面，斜切面上嵌套安装降阻金属条，所述切割体顶面的曲率与所述弧状安装条的曲率相一致，所述异形变形条由橡胶制成，所述横截面为扇形的棱柱条，其扇形对应的中心角小于30°。

所述卡簧器包括安装有与弹簧间隙形状相匹配的限制弹簧竖直方向自由度的卡爪、监控所述卡爪位置的限位元件和带动卡爪位移的卡爪启闭机构，所述卡爪与所述弹簧间形成以弹簧为丝杠、以卡爪为螺母的螺纹配合。

作为具体实施方式，所述卡爪启闭机构包括设有若干展开式圆弧导向槽的凸轮盘，带动所述凸轮盘转动的齿轮传动元件，所述齿轮传动元件的输入端连接的小型电机；所述卡爪启闭机构还包括限位盘，所述卡爪移动安装于所述导向槽内、所述限位盘与所述凸轮盘之间，以实现各卡爪同步靠近或远离轴心，卡爪包括卡夹和爪体，卡夹顶部固定安装爪体，底部设有与导向槽相对应的柱状凸块，爪体的上表面为棱柱状表面，限位盘上设有卡槽，主体与卡槽间滑动配合。

作为具体实施方式，所述限位元件包括安装在凸轮盘底部的限位螺钉，在所述限位螺钉上安装有控制所述小型电机所在电路通断的限位开关。

作为具体实施方式，所述电控机构包括PLC控制系统，所述滚筒动力源和所述卡装动力源包括液压马达，所述液压马达电路连接PLC控制系统。

作为一种实施方式，在所述外层储藏筒上设有清淤孔和观察孔。

本发明所达到的有益效果是：

软轴的两侧各自连接独立的动力源，工作时差速转动，带动软轴的进出，采用内外同轴的双筒设计，给弹簧的存放预留足够的空间，

本发明中弹簧缠绕相关装置的内筒设有导向部便于弹簧呈螺旋状缠绕于内筒上，在卡盘动力的推动下，软轴在内外筒有效的引导下实现了高效的进出，同时防止错乱排列，正常工作时，储藏筒内的软轴经过储藏器前端的卡盘旋转拉出，在储藏筒旋转下，把动力传输给软轴旋转，旋转的软轴把旋转的动力传给前端切削刀具，就形成了旋转的刀具功能，一边进行对垃圾的穿透切割，一边利用它的螺旋状的刀具带动软轴前进工作，本发明中，软轴为弹簧轴制成的软轴；

本发明的弹簧缠绕装置的外筒内壁上设置有凸起，凸起上设有铁板，既可以大大减少弹簧和外筒间的摩擦力，还可以保证弹簧呈螺旋状较为规则的缠绕在筒内；凸起的材质为橡胶，既起到缓冲的作用，还有利于减少噪音，限位板的设计，一方面实现了引导的功能，另一方面降低了软轴与外筒间的摩擦力，降低了设备运行过程中的磨损，延长了相关设备的使用寿命；

与弹簧式的缆线相结合，实现了清淤缆的稳定的夹取和运送，起到了相当于螺母的作用，卡装快速方便且准确，附合清淤缆在工作过程中对于夹装设备的要求；进一步的，该卡装方式还能够与弹簧本身的预应力相结合，工作过程中，弹簧发生一定量的变形，更有助于其收放过程中高效的缠绕于内筒上；

设计了与清淤机内部滚筒配套相配套的导向筒，对清淤机软轴的收放进行合理的导向，防止软轴打结，冲突，提高了收放效率，降低了工作过程中设备对软轴的磨损；材质材料的选择进一步降低了摩擦系数；导向筒和内层滚筒间的安装方式多样，过渡平滑；

限位板安装位置的选择，保证了系统整体受力的均匀性；限位板材质结构的选择，保证了整体的硬度和弹性，可以起支撑导向的作用，同时也可以有一定程度的变形，防止了设备间的冲击，进一步延长使用寿命，同时做到了跟缆线接触的部分为金属，利用了金属摩擦系数低的特性，设计出了一种保证低摩擦力又具有一定弹性空间的限位板

本发明的外层储藏筒上设置有清污槽、观察口和安装口便于清污、观察、安装与检修。内筒的设计增加了引导部，相当于在固定筒的内外增加了过渡导向元件，进一步改善了设备对于软轴在设备内的布设的导向能力，使用本装置可以使弹簧较为规则的缠绕于内筒之上，还能极大的减少摩擦力，延长设备的使用寿命，提高设备的自动化系数。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明结构的立体图；

图2是本发明拆去支撑板后结构的主视方向剖图；

图3是本发明拆去支撑板后使用状态结构的主视方向剖图；

图4是图3中的A面剖面图；

图5是本发明另一实施例的A面剖视图；

图6是本发明条状限位板的主视方向横截面剖视图；

图7是本发明条状限位板的侧视方向横截面剖视图；

图8是本发明条状限位板的侧视图；

图9是本发明组装结构的剖视图；

图10是本发明组装结构另一实施例的剖视图；

图11是本发明组装结构又一实施例的剖视图；

图12是本发明组装结构再一实施例的剖视图；

图13是本发明卡簧器结构的爆炸效果的立体图；

图14是本发明卡簧器结构的爆炸效果的主视图；

图15是本发明卡簧器拆去外壳后部分结构的立体图；

图中：1、卡簧器；2、软轴进出通孔；3、软轴；4、外层储藏筒；5、限位板组；6、连接支撑板的轴承支撑；7、内层套筒；8、导向筒；51、弧状安装条；52、异形变形条；53、降阻金属条；91、小型电机；92、齿轮传动元件；93、凸轮盘；94、卡爪；95、限位盘；96、限位元件；97、展开式圆弧导向槽；98.限位盘外壳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-4所示，本发明提供一种快速收放的管道疏通清淤机，清淤缆线由带有弹力的软轴制成，包括为软轴提供收放存贮空间的滚筒机构、在软轴收放过程中对其自由度进行限位的卡簧器、引导软轴进出的动力机构和与上述机构电路连接的电控机构；

滚筒机构包括同轴心安装的外层储藏筒4和内层套筒7，还包括安装在外层储藏筒两侧的端盖，右侧端盖的左端面固定安装外层储藏筒4和内层套筒7，右侧端盖的右段面固定安装同心轴，在左侧端盖的中心、左侧设有软轴进出的中空轴，左侧端盖的右端面与外层储藏筒固定连接，外层储藏筒4和内层套筒7间形成筒状夹层空间以容纳软轴，同心轴和中空轴经由轴承安装在支撑架上得以在两侧支撑滚筒机构；

动力机构包括滚筒机构电机和卡簧器电机，滚筒机构电机的输出端连接中心轴，卡簧器电机的输出端连接卡簧器；

卡簧器套装在中空轴上，其卡具处于中空轴的外侧，限制软轴在竖直方向自由度的卡具与软轴间构成螺纹连接、以引导软轴的进出。

软轴由弹簧制成，弹簧中径30mm到50mm之间，节距15mm到25mm之间；外层储藏筒4和内层套筒7间构成软轴储放空腔，使得软轴得以在空腔内逐圈缠绕于外层储藏筒4内直至穿经卡簧器1向外延伸；右端同心轴和中空轴经由轴承安装在支撑架上得以在两侧支撑滚筒。

卡簧器与弹簧间形成以弹簧为丝杠、以卡簧器为螺母的螺纹连接。

在滚筒机构内还设有引导软轴平滑收放的内筒引导元件和外筒引导元件，内筒引导元件包括尼龙制成的锥柱状导向筒，导向筒安装在内层套筒的左端，并形成平滑的过渡面；外筒导向元件包括安装在外层储藏筒内壁上的厚度渐缩的限位板组，限位板组5包括若干沿外层储藏筒内壁均布分布的条状限位板。

导向筒8一端与内层套筒7的尺寸相对应，另一端筒径渐缩至整体呈锥形，锥形的斜面的倾角在30°到55°之间。。该设计缩小了软轴进出的摩擦力。

条状限位板自上而下包括弧状安装条51、异形变形条52和降阻金属条53；弧状安装条 51为横截面为扇形的棱柱状条，降阻金属条53为横截面是长方形的金属条，异形变形条52 为切割体，切割体由横截面为鼓形的棱柱和斜向上的斜面切割而成，切割体的底面为斜切面，斜切面上嵌套安装降阻金属条53，切割体顶面的曲率与弧状安装条51的曲率相一致，异形变形条52由橡胶制成，横截面为扇形的棱柱条，其扇形对应的中心角小于30°。

卡簧器包括安装有与弹簧间隙形状相匹配的限制弹簧竖直方向自由度的卡爪94、监控卡爪94位置的限位元件96和带动卡爪94位移的卡爪启闭机构9，卡爪与94弹簧间形成以弹簧为丝杠、以卡爪为螺母的螺纹配合。

卡爪启闭机构包括设有若干展开式圆弧导向槽97的凸轮盘93，带动凸轮盘93转动的齿轮传动元件92，齿轮传动元件92的输入端连接的小型电机91；卡爪启闭机构9还包括限位盘95，卡爪94移动安装于导向槽内、限位盘95与凸轮盘93之间，以实现各卡爪94同步靠近或远离轴心，卡爪94包括卡夹和爪体，卡夹顶部固定安装爪体，底部设有与导向槽相对应的柱状凸块，爪体的上表面为棱柱状表面，限位盘95上设有卡槽，主体与卡槽间滑动配合。

限位元件96包括安装在凸轮盘93底部的限位螺钉，在限位螺钉上安装有控制小型电机 91所在电路通断的限位开关。

电控机构包括PLC控制系统，滚筒动力源和卡装动力源包括液压马达，液压马达电路连接PLC控制系统。滚筒动力源和卡装动力源包括液压马达，液压马达电路连接PLC控制系统。使用时，工作人员可以从控制面板输入，控制线缆的收放与收放速度。

本发明的外层储藏筒上设置有清污槽、观察口和安装口便于清污、观察、安装与检修。便于观察设备内淤泥的残留情况。

在具体的工作过程中，内外筒在实际应用中各自的独立维护与保养，同时共同协同配合完成工作，动力系统采用PLC自动控制，工人劳动强度低，自动化程度高，同时还可以实时监控各个设备的运作状态；

外层储藏筒4内设有固定限位板组的挂槽。采取挂装的形式固定，或者进一步挂槽采用燕尾槽。

工作过程中，软轴管体由弹性结构制成，带有弹力的软轴的首端套装于卡簧器内，末端固定安装于滚筒内底部，卡簧器和滚筒分别连接独立的动力源，软轴在自身弹性力驱动下逐圈盘绕于内层套筒和外层滚筒所构成的空间内，控制动力源间的转向以控制软轴的收放，控制滚筒和卡簧器的转速差以控制软轴的收放速度，外层储藏筒内设有在收线时转化弹性力并引导其定位的限位板组。

综上，本发明利用弹簧软轴可以卷曲并且可以向四边涨弹的原理制造成功的，在工作时由前段的长盘旋转向前拉出，使软轴伸出，同时滚筒传给软轴的旋转力量并非常紧密配合向前，前段的旋切器快速旋转向前进入管道做功，完成疏通工作，反之由旋转器强制性向后侧退，是软轴通过粘连垃圾处理器把软轴上的所有垃圾处理干净，藏入桶内，完成整个自动工作过程，本申请在传动的疏通基础上，更加快捷、环保，加强了疏通的效果，节省了更多的时间和资金，相关工作人员劳动强度低，对环境的改善效果更强。

通过改变卡簧器转速可以实现弹簧的轴向移动。在这里转速为矢量，以滚筒旋转方向与弹簧旋向相同为正；如需使弹簧处于只旋转而不轴向移动时，使卡簧器转速等于滚筒转速即可；当需要弹簧前进时，使卡簧器转速小于滚筒速度；当需要弹簧后退时，使卡簧器转速大于滚筒转速。本装置可以实现弹簧在轴向移动速度的无极调速。

实施例2

本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，导向筒8卡装于内层套筒7上。使过渡面更为平滑，进一步提高对软轴线的引导效果。本实施例中，卡簧器1的液压马达替换为常规带传动。

实施例2

本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，安装环5厚度大于5mm，在凹圈与安装环5间安装有固定销。

实施例3

本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，导向筒8卡装于内层滚筒内。

实施例4

本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，凹圈与安装环5间螺纹连接。

实施例5

本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，如图6，导向筒8由柱形筒和锥形筒组合而成，延长了过渡的长度和坡度，进一步提高引导效果。

此外，如图5所示，限位板的宽度对应占36度的中心角，在实际的供工况中，限位板的宽度与缝隙的宽度大致相对应，一方面保证限位的实现，另一方面节省材料，降低摩擦。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，清淤缆线由带有弹力的软轴制成，所述管道疏通清淤机包括为所述软轴提供收放存贮空间的滚筒机构、在软轴收放过程中对其自由度进行限位的卡簧器、引导所述软轴进出的动力机构和与上述滚筒机构、卡簧器、动力机构电路连接的电控机构；

所述滚筒机构包括同轴心安装的外层储藏筒(4)和内层套筒(7)，还包括安装在所述外层储藏筒两侧的端盖，右侧端盖的左端面固定安装外层储藏筒(4)和内层套筒(7)，右侧端盖的右段面固定安装同心轴，在左侧端盖的中心、左侧设有软轴进出的中空轴，所述左侧端盖的右端面与所述外层储藏筒固定连接，所述外层储藏筒(4)和内层套筒(7)间形成筒状夹层空间以容纳软轴，所述同心轴和中空轴经由轴承安装在支撑架上得以在两侧支撑所述滚筒机构；

所述动力机构包括滚筒机构电机和卡簧器电机，所述滚筒机构电机的输入端连接所述同心轴，所述卡簧器电机的输出端连接所述卡簧器；

所述卡簧器套装在所述中空轴上，其卡具处于所述中空轴的外侧，限制所述软轴在竖直方向自由度的卡具与所述软轴间构成螺纹连接、以引导软轴的进出。

2.根据权利要求1所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述软轴由弹簧制成，所述弹簧中径30mm到50mm之间，节距15mm到25mm之间。

3.根据权利要求2所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述卡簧器与所述弹簧间形成以弹簧为丝杠、以卡簧器为螺母的螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，在所述滚筒机构内还设有引导所述软轴平滑收放的内筒引导元件和外筒引导元件，所述内筒引导元件包括尼龙制成的锥柱状导向筒，所述导向筒安装在所述内层套筒的左端，并形成平滑的过渡面；所述外筒导向元件包括安装在外层储藏筒内壁上的厚度渐缩的限位板组，所述限位板组(5)包括若干沿所述外层储藏筒内壁均布分布的条状限位板。

5.根据权利要求4所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述导向筒(8)一端与所述内层套筒(7)的尺寸相对应，另一端筒径渐缩至整体呈锥形，所述锥形的斜面的倾角在30°到55°之间。

6.根据权利要求4所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述条状限位板自上而下包括弧状安装条(51)、异形变形条(52)和降阻金属条(53)；所述弧状安装条(51)为横截面为扇形的棱柱状条，所述降阻金属条(53)为横截面是长方形的金属条，所述异形变形条(52)为切割体，所述切割体由横截面为鼓形的棱柱和斜向上的斜面切割而成，所述切割体的底面为斜切面，斜切面上嵌套安装降阻金属条(53)，所述切割体顶面的曲率与所述弧状安装条(51)的曲率相一致，所述异形变形条(52)由橡胶制成，所述横截面为扇形的棱柱条，其扇形对应的中心角小于30°。

7.根据权利要求4所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述卡簧器包括安装有与弹簧间隙形状相匹配的限制弹簧竖直方向自由度的卡爪(94)、监控所述卡爪(94)位置的限位元件(96)和带动卡爪(94)位移的卡爪启闭机构(9)，所述卡爪与(94)所述弹簧间形成以弹簧为丝杠、以卡爪为螺母的螺纹配合。

8.根据权利要求7所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述卡爪启闭机构包括设有若干展开式圆弧导向槽(97)的凸轮盘(93)，带动所述凸轮盘(93)转动的齿轮传动元件(92)，所述齿轮传动元件(92)的输入端连接的小型电机(91)；所述卡爪启闭机构(9)还包括限位盘(95)，所述卡爪(94)移动安装于所述导向槽内、所述限位盘(95)与所述凸轮盘(93)之间，以实现各卡爪(94)同步靠近或远离轴心，卡爪94包括卡夹和爪体，卡夹顶部固定安装爪体，底部设有与导向槽相对应的柱状凸块，爪体的上表面为棱柱状表面，限位盘(95)上设有卡槽，主体与卡槽间滑动配合。

9.根据权利要求7所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述限位元件(96)包括安装在凸轮盘(93)底部的限位螺钉，在所述限位螺钉上安装有控制所述小型电机(91)所在电路通断的限位开关。

10.根据权利要求1所述的快速收放的管道疏通清淤机，其特征在于，所述电控机构包括PLC控制系统，所述滚筒动力源和所述卡装动力源包括液压马达，所述液压马达电路连接PLC控制系统。