CN108136450A - 具有自动冲程功能的柔性喷枪驱动装置 - Google Patents

Abstract

公开了用于在被清洁的管内感测障碍并且使柔性高压流体清理喷枪在管内重复地前进以及缩回的装置。所述方法包括：在正向操作过程中在气动喷枪驱动马达处感测气动喷枪驱动马达的气动供应压力；在正向操作过程中在驱动马达处感测驱动马达的排气压力；确定这些压力之间的压力差；将压力差与预定的差阈值比较；当压力差超过了阈值时，使驱动马达反向持续预定的时间间隔，并且在预定的时间间隔之后恢复正向操作；以及重复所述反向以及恢复操作直到压力差不再超过预定的差阈值。

Description

具有自动冲程功能的柔性喷枪驱动装置

技术领域

本公开针对高压流体旋转喷嘴操作系统。具体地，本公开的实施例针对这种设备，所述设备用于使一个或多个柔性管清洁喷枪从邻近热交换器管板的位置相对于例如在热交换器中以阵列布置的管前进和缩回，并且一旦在管或者其它正被清洁的管道系统内遭遇障碍，所述设备自动地并且重复地使喷枪的正向(向前)进给运动反向。

背景技术

一种传统的管喷吹系统由旋转卷轴式柔性喷枪软管卷曲以及软管分配装置组成，所述装置承载有卷绕在鼓周围的预订长度的柔性喷枪软管。鼓中的卷轴由气动马达旋转以将柔性喷枪推出所述鼓并且推入一个或两个热交换器管中。气动马达驱动可以在一旦气动地感测到供应到马达的正向侧的气压中存在大的气压增加而自动反向，如果由于卷轴旋转而被推动的柔性喷枪在正被清洁的管内遭遇障碍，则会发生所述大的气压增加。在这种情况下，当感测到这样的压力增加时，连接到气动马达驱动的气动操作阀切断通向气动马达的正向侧的空气并且将空气供应至气动马达的相对侧。气动马达反向，从而使喷枪缩回预定的时间/距离。气动马达驱动的这种自动反向可以随后被重复直到管内的障碍被清除。以这种方式，柔性喷枪在管内的限制处或者障碍处“啄击”直到不再感测到所述不期望的压力增加(表示障碍已经被清除)。这种鼓以及卷轴装置必然必须是在某种程度上远离热交换器管板地定位，以便适应鼓以及气动马达驱动装置的尺寸。

这种方法的一个问题在于：气压显著增加(几乎导致管内的柔性喷枪失速)以使气压充分增加而触发所述反向。此外，如果柔性喷枪在正被清洁的管内很远，则管内的软管长度产生抵抗将所述软管推进并且通过所述管的正向气动马达供应压力的阻力，所述阻力自身可能在实际没有喷枪失速的情况下使空气供应压力增加。因此，可能在喷枪实际上没有遭遇障碍的情况下发生充分的压力变化而触发所述反向。此外，在典型的工业清洁操作中沿正向方向供应到气动马达的正向空气压力通常变化很大，因此传统系统易于出现欺骗性的气动压力峰值，因此频繁发生反向。这是不被期望的。因此需要用于可靠并且精确地检测正被清洁的热交换器管或者其它管道系统的导管内的限制的装置以及方法。

发明内容

根据本公开的柔性喷枪驱动设备以及自动堵塞传感器直接解决这些需求。根据本公开的所述柔性喷枪驱动装置的一个示例性实施例包括大致为矩形的壳体，所述壳体在外部部分中具有由上部驱动辊以及下部驱动辊构成的阵列，每个驱动辊由侧向穿过限定所述壳体的中间部分的分开的外壁以及内壁两者的驱动轴可旋转地支撑。气动驱动马达被容纳在所述壳体的中间部分内并且连接到上部驱动辊以及下部驱动辊中的每个。每个下部驱动辊轴在固定的位置被可旋转地支撑并且上部驱动辊能够通过气缸而相对于下部驱动辊下降，以在上部驱动辊与下部驱动辊之间夹住柔性喷枪。这种驱动装置可以定位在通向要被清洁的管道系统的入口附近，例如，安装到固定在热交换器管束的管板的框架上。

控制台通过正、反气动压力供应线路连接到驱动装置中的驱动马达以及气缸使得操作者可以站在远离所述驱动装置的控制台处，因此避开了在操作期间来自装置的高压水喷射。所述控制台具有正向、反向手动控制器，用于将气动压力通过气动线路导向到驱动马达的正反侧。在这个实施例中，邻近所述控制台、横跨正反压力线路连接四通电磁阀。这种四通电磁阀能够操作以当通电时使得至驱动马达的气动压力连接反向。

在一示例性实施例中，自动堵塞感测电路远离所述喷枪驱动装置地安装在所述控制台内或者附接到所述控制台。在其它实施例中，自动堵塞感测电路可以被容纳在驱动装置自身内。这种电路能够操作以在所述气动驱动马达处感测在预定的阈值之上的驱动马达压力差增加并且给所述四通电磁阀通电以便在这发生时使得至驱动马达的气动压力线路连接反向。自动堵塞感测电路和四通电磁阀的这种功能仅能够在控制台处的正向手动控制器正将气动压力供应到驱动马达时操作。

所述自动堵塞感测电路包括通过直接连接到驱动马达的感测线路连接到驱动马达的正向空气端口的第一压力传感器和连接到驱动马达的反向空气端口的第二压力传感器、以及构造成监测传感器之间的压力差的微控制器，所述微控制器将压力差与预定的阈值进行比较并且当超过阈值时产生电流输出。

本公开还描述了一种自动清除在利用柔性喷枪驱动装置清洁换热器的管板中的一个或多个管时遇到的障碍的方法，所述装置具有将一个或多个柔性喷枪推入所述一个或多个管的驱动辊构成的线性阵列。所述方法包括：在正向操作过程中在气动喷枪驱动马达处感测施加于气动喷枪驱动马达的气动供应压力；在正向操作过程中感测在驱动马达的相反侧的气动压力；确定这些压力之间的压力差；将压力差与预定的差阈值比较；当压力差超过阈值时，使得至驱动马达的供应线路连接反向，以便使驱动马达的方向反向持续预定的时间间隔。所述方法可以包括在预定的时间间隔之后使供应线路连接恢复；以及重复上述感测、反向以及恢复操作直到压力差不再超过预定的差阈值。

通过参照附图并且阅读接下来的具体描述，本公开的实施例的进一步的特征、优点以及特性将会显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的柔性喷枪驱动装置的立体图。

图2是在远程操作者控制台与图1所示的驱动装置之间的气动连接的示意图。

图3是图2所示的装置的电气以及气动控制示意图。

具体实施方式

在图1中示出了根据本公开、包括有自动堵塞传感器的示例性驱动装置100，其中侧盖打开，从而示出了根据本公开的示例性实施例布置成用于驱动两个柔性喷枪104的一组三对驱动辊102。驱动装置100包括壳体106，在所述壳体中驱动马达108驱动六个驱动辊102中的每一个。图1示出了驱动装置100，其被支撑以将一个或多个柔性喷枪软管104引入以及引出管板110中的管。驱动装置100通常被安装到柔性喷枪引导件117上，所述柔性喷枪引导件117紧固到将驱动装置100与穿透管板110的管对准放置的框架119。

如图2所示，驱动装置100通过控制台200被气动地遥控，控制台由站在离装置100安全距离处的操作者(未示出)承载或者邻近操作者定位。自动堵塞感测控制电路箱220附接到控制台200。这种自动堵塞感测控制电路箱220容纳有电子监测电路，所述电子监测电路监测如图1所示的驱动装置100中的气动马达108处的气动马达压力，并且控制同样位于所述电路箱220中或者所述电路箱附近的电磁阀，接下来将进行更具体的描述。

操作者优选地可以站在距离驱动装置100大约二十到四十英尺的位置。如图2所示，根据本公开的操作者气动控制台200连接到空气压力供应源线路(未示出)并且包括连接到驱动装置100中的气动马达108的正向线路202、连接到气动马达108的缩回或者反向线路204、连接到驱动装置100中的壳体106中的气缸的夹紧空气线路(未示出)，所述夹紧空气线路用于调节喷枪104上的一排上部辊102的夹紧压力。

一对压力感测线路208和210直接连接到装置100中的马达108上的正向端口以及反向端口。这些感测线路208和210连接到安装在控制箱220中的压力传感器212以及214，如图3中示出的示意图所示。每个压力传感器212和214产生电信号(电流或者电压)，所述电信号与在气动马达108的特定侧感测到的压力成比例。

自动堵塞感测控制箱220包括微控制器222，其利用来自传感器212的正向压力信号来确定何时启动自动冲程循环或者事件。更精确地，微控制器222利用来自传感器212和214的信号来计算压力差。当压力差超过阈值时，触发自动冲程事件。当在气动马达108处感测到的沿正向方向通过线路202施加的压力与在气动马达108处的反向端口感测到的压力之间的压力差增大到表示由于喷嘴在正被清洁的一个或多个管中遭遇限制或者堵塞而产生的高转矩的预定值时，微控制器222在线路A1－A2上产生输出，其闭合开关224以将12V的直流电压施加到电磁阀226，通过电磁阀226连接正向线路202和反向线路204。这个开关224优选地为固态晶体管开关。当电磁阀226通电时，电磁阀226内的端口将正向气动马达压力改向到气动马达108的相对侧(反向侧)。在马达反向持续预定时间段之后，电磁阀226被断电并且正向气动压力被恢复到马达108的正向端口，此时，如果操作者仍然在按压正向控制按钮，则喷枪的正向(向前)运动重新开始。如果再次遭遇障碍，随着马达停滞，马达压力再次增加，并且重复上述过程。

自动堵塞感测控制箱220具有两个电位计228以及230。电位计228用来调节压力差阈值，在达到阈值时微控制器222将闭合开关224以给电磁阀226通电，并且从而将正向驱动气动压力导向到气动马达108的反向端口。电位计230用来调节气动压力被转向到气动马达108的反向方向的时间长度，并且因此调节在气动压力恢复到气动马达108的正向方向之前喷枪缩回的距离。

微控制器222持续地监测这一阈值并且将这一阈值与通过传感器212感测到的正向压力进行比较。如果压力差升高到超过阈值，就触发自动冲程事件。当这发生同时操作者正保持沿正向方向的“软管进给”控制时，微控制器222致动电磁阀226，电磁阀226将气动压力连接从正向供应线路202反向到反向线路204。电磁阀226是内控的五通二位阀。正向空气软管202连接到阀226的压力端口并且反向空气软管204被置于所述阀226上的两个排气端口，这事实上使阀226成为四通阀。由于电磁阀226是内控的，它将仅在操作者正驱动驱动装置100向前时换位。

图3是在分离的控制台200和驱动装置100之间的气动系统的组合示意图，并且在虚线部分中包括有在自动堵塞感测控制箱220内的电子电路。电磁阀226可以被安装在控制箱220内或者它可以被分离地安装在控制箱220和驱动装置100之间。替代地，控制箱220以及电磁阀226可以被完全整合到驱动装置100的壳体之中。

在图3中，电源232被示出为12V的直流电。根据微控制器222和电磁阀226的要求，可以使用其它供应电压。此外，电源232可以是电池、一组电池、或者例如根据电磁阀226和微控制器222的电力要求而适当选择的气动/电动发电机。还设置有与电源232串联的通断开关234，以便当不需要时关闭自动冲程功能。

在本公开的范围内可以预见很多的变化。例如，控制箱220的所有部件可以被物理地容纳在控制台200内。替代地，控制箱220内的部件可以被整合到驱动装置100之中。在替代的实施例中，可以使用电力或者液压致动器以及马达以替代示出的以及描述的气动马达。因此，所有根据此中描述的特征和优点的这些改变，替代以及等同物都在本公开的范围内。这些改变和替代可以在不脱离如下面的权利要求和他们的等同物所限定的本公开的精神以及广范范围的情况下引入。

Claims (19)

1.一种柔性喷枪驱动装置，包括：

大致矩形的壳体，所述壳体在外部部分中具有由上部驱动辊以及下部驱动辊构成的阵列，每个驱动辊由侧向穿过限定所述壳体的中间部分的分开的外壁以及内壁两者的驱动轴可旋转地支撑；

驱动马达，所述驱动马达在所述壳体的中间部分内并且被连接到上部驱动辊以及下部驱动辊中的每个；

其中每个下部驱动辊的驱动轴在固定的位置被可旋转地支撑并且上部驱动辊能够通过气缸而相对于下部驱动辊下降，以将柔性喷枪夹在上部驱动辊与下部驱动辊之间；

控制台，所述控制台通过正向气动压力供应线路和反向气动压力供应线路连接到驱动马达，所述控制台具有正向手动控制器和反向手动控制器，用于将气动压力导向到驱动马达的正向端口和反向端口；以及

电磁阀，所述电磁阀横跨正向气动压力供应线路和反向气动压力供应线路连接，所述电磁阀能够操作以便当通电时使得至驱动马达的气动压力连接反向；以及

自动堵塞感测电路，所述自动堵塞感测电路具有直接连接在驱动马达上的正向端口和反向端口的气动感测线路，其中所述电路能够操作以感测正向端口和反向端口之间的驱动马达压力差高于预定阈值并且给所述电磁阀通电以使得至所述气动马达的气动压力供应线路反向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电磁阀仅能在正向手动控制器正将气动压力供应到驱动马达时操作。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述自动堵塞感测电路包括：连接到驱动马达的正向侧的第一压力传感器、连接到驱动马达的反向侧的第二压力传感器、以及构造成监测第一压力传感器与第二压力传感器之间的压力差以确定所述预定阈值的微控制器。

4.一种自动清除在利用柔性喷枪驱动装置清洁换热器的管板中的一个或多个管时遇到的障碍的方法，所述装置具有将一个或多个柔性喷枪推入所述一个或多个管的驱动辊阵列，所述方法包括：

在正向操作过程中在驱动马达处感测施加于气动喷枪驱动马达的气动供应压力；

在正向操作过程中在驱动马达处感测在驱动马达的相反侧的气动压力；

确定这些压力之间的压力差；

将压力差与预定的差阈值比较；

当压力差超过阈值时，使得至驱动马达的供应线路连接反向，以便使驱动马达的方向反向持续预定的时间间隔；

在预定的时间间隔之后使供应线路连接恢复；

重复上述感测、确定、比较、反向以及恢复操作直到压力差不再超过预定的差阈值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，预定的时间间隔是可调节的。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，预定的差阈值是可调节的。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过微控制器操作的开关来控制上述反向和恢复操作。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开关致动电磁阀，所述电磁阀将多个气动供应连接连接至驱动马达。

9.一种用于柔性高压清洁喷枪驱动马达的自动堵塞感测装置，包括：

第一压力传感器，第一压力传感器连接到双向喷枪驱动马达的第一方向侧并且能够操作以产生第一压力电信号；

第二压力传感器，第二压力传感器连接到双向喷枪驱动马达的第二方向侧并且能够操作以产生第二压力电信号；以及

控制电路，控制电路能够操作以比较第一和第二压力电信号，并且在第一和第二压力电信号之间的差超出预定的阈值时产生输出，从而使得至双向喷枪驱动马达的气动压力反向。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，第一方向侧是喷枪驱动马达的正向方向。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述控制电路包括产生所述输出的微控制器并且所述输出使电磁阀电源电路中的开关闭合。

12.根据权利要求9所述的装置，还包括用于设定阈值压力差的敏感度调节控制器。

13.根据权利要求12所述的装置，还包括连接到微控制器的用于设定所述反向的持续时间的反向持续时间控制器。

14.一种用于柔性高压清洁喷枪驱动马达的自动堵塞感测装置，包括：

第一压力传感器，第一压力传感器通过感测线路直接连接到双向喷枪驱动马达的正向端口并且能够操作以产生第一压力电信号；

第二压力传感器，第二压力传感器通过感测线路直接连接到双向喷枪驱动马达的反向端口并且能够操作以产生第二压力电信号；以及

控制电路，控制电路能够操作以比较第一和第二压力电信号，并且在第一和第二压力电信号之间的差超出预定的阈值时产生输出，并且使得双向喷枪驱动马达反向。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制电路包括开关，所述开关由所述输出操作以致动电磁阀从而将气动供应压力导向到喷枪驱动马达。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制电路包括用于产生所述输出的微控制器。

17.一种柔性喷枪驱动装置，包括：

气动驱动马达，所述气动驱动马达操作多个驱动辊以将一个或多个柔性喷枪移动进出要被清洁的导管；

远离驱动马达定位的控制台，所述控制台通过正向气动压力供应线路和反向气动压力供应线路连接到驱动马达，所述控制台具有用于将气动压力导向到驱动马达的正向端口以及反向端口的正向手动控制器以及反向手动控制器；

横跨正向气动压力供应线路和反向气动压力供应线路连接的电磁阀，所述电磁阀能够操作以在通电时使得至驱动马达的气动压力连接反向；

自动堵塞感测电路，自动堵塞感测电路具有直接连接到驱动马达上的正向端口以及反向端口的气动感测线路，其中所述电路能够操作以感测所述正向端口与反向端口之间的驱动马达压力差高于预定阈值并且给所述电磁阀通电以使得至驱动马达的气动压力供应线路反向。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述电磁阀仅能在正向手动控制器正将气动压力供应到驱动马达时通电。

19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述自动堵塞感测电路包括连接到驱动马达上的正向端口的第一压力传感器、连接到驱动马达上的反向端口的第二压力传感器、以及构造成监测第一压力传感器与第二压力传感器之间的压力差以确定预定阈值的微控制器。