CN108941084B - 一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，包括机座，所述机座上设置有绕绳机构、油管支撑机构以及污垢清除机构，其中油管支撑机构，用于支撑固定油管并可将油管倾斜一定角度；绕绳机构，设置在油管支撑机构一侧，可通过拉绳控制污垢清除机构在油管内运动；污垢清除机构，设置在油管内部，可在倾斜的油管内通过重力向下自动运动，污垢清除机构包括支撑主体，支撑主体周向设置贴合油管内壁运动的若干个滚轮以及锁定组件，支撑主体前端设置伸缩组件和旋转刮刀组件。本发明能够对管道内壁的污垢进行快速清理，且整体结构简单、运动灵活，极其适用于长管道的修复作业。

Description

一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置

技术领域

本发明主要涉及输油管道旧油管修复技术领域，具体是一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置。

背景技术

输油管道的旧油管修复是节省企业成本的一项重要工作。多数拆下的旧油管得不到合理的修复会造成资源的极大浪费和成本的提高。其中，在旧油管修复过程中，管道内壁的污垢清理是一项必须的作业。在现有技术中，对污垢清理一般采用的方法是将拆下的管道固定在修复平台上，然后通过电机带动刮刀在油管内部旋转推进运动。对于一些长度较短的旧管道，上述方法能够做到管壁的快速清理，然而对于一些较长的管道，尤其是长达十几米的管道内壁清理来讲，需要极长的传动杆来推动刮刀在管道内运动，在传动杆加工时受工艺和技术的限制，难以加工出符合要求的尺寸，且加工成本极高，实际使用时由于长距离的传动，往往会导致刮刀运动误差较大，使得管壁污垢清理不干净或损伤油管。在目前技术中，还有一类是针对于铺设管道的清理装置，一般是通过设置自动行走机构带动刮刀在管道内运动，这类装置一般结构极为复杂，整体尺寸庞大，需要特殊的自动行走机构和传动机构，加工制作及使用成本以及后期的维护成本极高，且难以保证刮刀运动时的稳定性，如果将其直接应用在拆下的旧油管道中使用，往往得不偿失。

发明内容

本发明提供一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，针对于旧油管道的修复，本发明能够对管道内壁的污垢进行快速清理，且整体结构简单、运动灵活，极其适用于长管道的修复作业。

本发明的技术方案为：

一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，包括机座，所述机座上设置有绕绳机构、油管支撑机构以及污垢清除机构，其中

油管支撑机构，用于支撑固定油管并可将油管倾斜一定角度；

绕绳机构，设置在油管支撑机构一侧，可通过拉绳控制污垢清除机构在油管内运动；

污垢清除机构，设置在油管内部，可在倾斜的油管内通过重力向下自动运动，污垢清除机构包括支撑主体，支撑主体周向设置贴合油管内壁运动的若干个滚轮以及锁定组件，支撑主体前端设置伸缩组件和旋转刮刀组件；

锁定组件包括若干个设置在支撑主体周向的摩擦块、设置在支撑主体内部的第一电磁铁、顶紧摩擦块的第一弹簧，污垢清除机构在油管内清除污垢时，第一电磁铁断电，在第一弹簧作用下摩擦块向外运动顶紧至油管内壁辅助污垢清除机构固定，污垢清除机构在油管内运动时，第一电磁铁通电后产生磁力吸附摩擦块使其远离油管内壁；

伸缩组件包括一安装在支撑主体端面的伸缩轴电机，旋转刮刀组件连接伸缩轴电机并可在伸缩轴电机带动下在油管内部往复伸缩运动，旋转刮刀组件包括一旋转电机以及由旋转电机驱动的转动刀盘，在转动刀盘侧面设置刮刀、转动刀盘内部设置第二电磁铁、第二弹簧，当污垢清除机构在油管内清除污垢时，第二电磁铁断电，所述刮刀在第二弹簧作用下向外运动顶紧油管内壁，刮刀旋转进行污垢清理，污垢清除机构在油管内运动时，第二电磁铁通电后产生磁力吸附刮刀向使其远离油管内壁。

所述油管支撑机构包括固定在机座上的支撑座、设置在支撑座一侧的顶起气缸，所述支撑座上安装与用于固定油管的卡箍，所述卡箍底部和支撑座铰接连接，所述顶起气缸上安装有用于抬升油管的顶块，所述顶块上表面为弧形结构，顶块底部和顶起气缸的缸杆铰接连接，顶起气缸升起时将油管一侧抬起使其处于倾斜状态。

所述绕绳机构包括固定在机座上的绕绳电机、设置在绕绳电机一侧的立柱，所述绕绳电机上设置有用于缠绕拉绳的绳轮，所述立柱上安装有辅助拉绳走向的定滑轮，在支撑主体一侧设置有用于安装拉绳的挂钩，拉绳一端缠绕在绳轮上，拉绳另一端穿过定滑轮连接至支撑主体的挂钩，绕绳电机通过收放拉绳使污垢清除机构在倾斜的油管内自动向下运动。

所述锁定组件和滚轮均为三个，三个锁定组件沿支撑主体周向均匀设置，三个滚轮沿支撑主体周向均匀设置，锁定组件和滚轮之间交叉设置。

在支撑主体周向内部设置有若干个第一开口槽，所述第一电磁铁固定在第一开口槽底部，所述摩擦块一端设置有第一活动杆，第一活动杆上远离摩擦块的一端设置可由第一电磁铁吸附的磁力吸块，磁力吸块和第一开口槽滑动配合，在第一开口槽开口处安装有堵板，第一弹簧套设在第一活动杆上，第一弹簧两端分别与摩擦块和堵板接触。

所述摩擦块为硬质橡胶块，摩擦块外侧呈与油管内壁相适应的弧形。

所述伸缩组件还包括一支撑板，所述支撑板与伸缩轴电机连接，旋转刮刀组件安装在支撑板上，在伸缩轴电机两侧还分别设置有一个伸缩杆，所述伸缩杆一端固定在支撑主体上，伸缩杆另一端连接支撑板。

在所述支撑板一侧固定有刀盘安装板，所述旋转电机固定在支撑板上，转动刀盘一端设置传动轴，所述传动轴穿过刀盘安装板连接至旋转电机，在传动轴与刀盘安装板连接处设置轴承，在传动轴上安装有过孔滑环，该过孔滑环用于连接第二电磁铁供电的导线避免导线缠绕。

所述刮刀为两个，两个刮刀以转动刀盘为中心呈180°设置，在转动刀盘上设置有第二开口槽，第二电磁铁固定在第二开口槽底部，刮刀一端设置有第二活动杆，第二活动杆上设置活塞盘，活塞盘和第二开口槽滑动配合，第二开口槽内部安装有与其螺纹配合的弹簧限位板和刮刀限位板，弹簧限位板和刮刀限位板分别设置在活塞盘两侧，第二弹簧套设在第二活动杆上，第二弹簧两端分别与活塞盘和弹簧限位板接触，第二活动杆远离刮刀的一端穿过弹簧限位板并可被第二电磁铁吸附。

在所述污垢清除机构上还设置有若干个吹气嘴，若干个吹气嘴设置在锁定组件旋转刮刀组件之间，吹气嘴用于吹动刮下的污垢使其沿倾斜的油管向下运动后由油管下端排出。

本发明的有益效果：

1、采用全新的管道内壁污垢清除方法，通过将油管设置为倾斜状态，使得污垢清除机构能够在重力作用下沿油管内部自动向下运动对管壁进行逐段清理，污垢清除机构通过简单的拉绳即可控制，无需特殊的行走机构，使得本装置整体尺寸较小、结构简单，且使用时对油管长度无限制。

2、通过锁定组件和滚轮配合实现污垢清除机构的运动和固定，保证污垢清除机构能够固定在油管中心位置，且锁定组件将污垢清除机构锁定后进行污垢清除，保证了刮刀运行时设备的稳定性以及刮刀的除污效果。

3、通过伸缩组件和旋转刮刀组件配合，实现管道的逐段清理，在清理时，可通过刮刀往复旋转运动，使高速旋转的刮刀对管道内壁进行彻底清理，且污垢清除机构运动时，刮刀自动缩回，避免刮刀的损坏或卡死等现象的发生。

4、锁定组件和刮刀的缩回均通过电磁铁和弹簧配合控制，简化了装置整体结构、减小了装置整体尺寸，且控制灵活稳定，便于维护维修。

5、通过设置的气嘴配合倾斜的管道，清除的污垢自动下落由油管底部排出，能够有效避免污垢堆积造成管道堵塞，同时便于清理的污垢后期处理。

附图说明

附图1为本发明总体结构示意图。

附图2为本发明污垢清除机构示意图。

附图3为本发明旋转刮刀组件结构示意图。

附图4为本发明锁定组件结构示意图。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。。

如图1、2、3、4所示，一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，包括机座1，机座1铺设在地面上形成一个作业平台，机座1上设置有绕绳机构、油管支撑机构以及污垢清除机构9，其中油管支撑机构，用于支撑固定油管11并可将油管11倾斜一定角度；在安装旧油管11时，油管支撑机构处于水平状态便于油管11的安装，在安装完油管11后将油管11一端抬起使其处于倾斜的状态，倾斜的油管11一是可以使污垢清除机构在油管11内依靠重力向下运动，另一方面除掉污垢也可自动沿油管11排出；绕绳机构，设置在油管支撑机构一侧，可通过拉绳4控制污垢清除机构9在油管11内运动，拉绳4可通过绕绳机构进行收放，收紧时可防止污垢清除机构9运动，使其固定在油管11内部合适位置，松开时，污垢清除机构9可自动向下运动，通过拉绳4的松开长度控制污垢清除机构9的运动距离；污垢清除机构9，设置在油管11内部，可在倾斜的油管11内通过重力向下自动运动，污垢清除机构9包括支撑主体14，支撑主体14为一个圆柱体，支撑主体14周向设置贴合油管11内壁运动的若干个滚轮16以及锁定组件，多个滚轮16设置在支撑主体14周向且与内壁贴合，可沿油管11内壁运动并可保证污垢清除机构9始终处于油管11中心位置，锁定组件动作时可将污垢清除机构9固定在油管11内，避免清除污垢时，装置晃动影响清除效果。支撑主体14前端设置伸缩组件和旋转刮刀组件，分别用于控制刮刀在油管11内的往复直线运动和旋转运动。

在本发明中，锁定组件包括若干个设置在支撑主体14周向的摩擦块15、设置在支撑主体14内部的第一电磁铁35、顶紧摩擦块15的第一弹簧38，当污垢清除机构9在油管11内清除污垢时，第一电磁铁35断电，在第一弹簧38作用下摩擦块15向外运动顶紧至油管11内壁，通过周向设置的若干个摩擦块15紧紧顶在油管11内壁上辅助拉绳4实现污垢清除机构9的固定，当清理完一段污垢时，需要运动污垢清除机构9，此时为第一电磁铁35通电，通电后第一电磁铁35产生磁力吸附摩擦块15，摩擦块15向远离油管11内壁一侧运动第一弹簧38同时被压缩，此时锁定组件解除对污垢清除机构9的限位，松开拉绳4后，污垢清除机构9可自动向下运动。伸缩组件包括一安装在支撑主体14端面的伸缩轴电机18，旋转刮刀组件连接伸缩轴电机18并可在伸缩轴电机18带动下在油管11内部往复伸缩运动，通过伸缩轴电机18实现油管11的逐段清除，旋转刮刀组件包括一旋转电机26以及由旋转电机26驱动的转动刀盘23，在转动刀盘23侧面设置刮刀34、转动刀盘23内部设置第二电磁铁27、第二弹簧29，当污垢清除机构9在油管11内清除污垢时，第二电磁铁27断电，所述刮刀34在第二弹簧29作用下向外运动顶紧油管11内壁，刮刀34旋转进行污垢清理，污垢清除机构9在油管11内运动时，第二电磁铁27通电后产生磁力吸附刮刀34向使其远离油管11内壁后将刮刀34缩回。本发明在使用时，首先将油管11进行固定，固定后将油管11一端抬起使其处于倾斜状态，由油管11处于高处的一端放入污垢清除机构9，并将其连接到拉绳4，通过启动锁定组件将污垢清除机构9锁定，此时启动伸缩组件和旋转刮刀组件，使刮刀34在油管11内往复旋转运动，将伸缩轴电机18行程内的这段油管11内壁进行清理，清理完成后，伸缩轴电机18缩回，刮刀34缩回、锁定组件缩回，此时松开拉绳4，拉绳4松开的距离为一个伸缩轴电机18的行程，污垢清除机构9在清理完成的这段油管11内自动向下运动，直至拉绳4收紧时停止运动，此时重复上述动作进行下一段管道清理，逐段循环直至将整个油管11分段清理完毕。其中污垢清除机构9所使用的电力和气动来源可通过与拉绳4一同运动的电线连接外部的电源，也可自身集成安装蓄电池通过无线远程控制。

如图1所示，本发明的油管支撑机构具体结构如下：包括固定在机座1上的支撑座8、设置在支撑座8一侧的顶起气缸7，支撑座8上安装有用于固定油管11的卡箍12，所述卡箍12底部和支撑座8铰接连接，所述顶起气缸7上安装有用于抬升油管11的顶块10，所述顶块10上表面为弧形结构，顶块10底部和顶起气缸7的缸杆铰接连接，当顶起气缸7的缸杆抬起时，可将油管11调整为图示的倾斜状态。

如图1所示，本发明的绕绳机构具体结构如下：包括固定在机座1上的绕绳电机2、设置在绕绳电机2一侧的立柱5，绕绳电机2上设置有用于缠绕拉绳4的绳轮3，立柱5上安装有辅助拉绳4走向的定滑轮6，支撑主体14一侧设置有用于安装拉绳4的挂钩13，拉绳4一端缠绕在绳轮3上，拉绳4另一端穿过定滑轮6连接至支撑主体14的挂钩13，绕绳电机2运动时，带动绳轮3转动，从而实现拉绳4的缠绕或松开，进而控制污垢清除机构9在倾斜的油管11内自动向下运动。

如图2所示，本发明的锁定组件和滚轮16均为三个，沿支撑主体14周向均匀布置，且锁定组件和滚轮16之间交叉设置，该结构既能保证污垢清除机构9在油管11内具有良好的定心，又能保证锁定组件启动时，污垢清除机构9能够牢靠的固定。

如图2所示，本发明的锁定组件具体结构如下：在支撑主体14周向内部设置有若干个第一开口槽36，第一电磁铁35固定在第一开口槽36底部，摩擦块15一端设置有第一活动杆37，第一活动杆37上远离摩擦块15的一端设置可由第一电磁铁35吸附的磁力吸块40，磁力吸块40和第一开口槽36滑动配合，在第一开口槽36开口处安装有堵板39，第一弹簧38套设在第一活动杆37上，第一弹簧38两端分别与摩擦块15和堵板39接触，其中摩擦块15为硬质橡胶块，摩擦块15外侧呈与油管11内壁相适应的弧形。当第一电磁铁35通电时，其产生磁力后吸附磁力吸块40，磁力吸块40在第一开口槽36内滑动并通过第一活动杆37带动摩擦块15缩回，此时设置在堵板39和摩擦块15之间的第一弹簧38被压缩，当第一电磁铁35断电时，第一弹簧38的弹力使摩擦块15顶紧到油管11内壁。堵板39主要用于封堵第一开口槽36同时用于第一弹簧38的支撑，其通过螺钉固定在支撑主体14上。

如图2所示，本发明的伸缩组件还包括一支撑板19，支撑板19与伸缩轴电机18连接，旋转刮刀组件安装在支撑板19上，在伸缩轴电机18两侧还分别设置有一个伸缩杆17，伸缩杆17一端固定在支撑主体14上，伸缩杆17另一端连接支撑板19，通过伸缩杆17配合伸缩轴电机18使用，保证结构的稳定性，和旋转刮刀组件运动的灵活性。

如图2所示，本发明的旋转刮刀组件具体安装方式如下：在支撑板19一侧固定有刀盘安装板22，旋转电机26固定在支撑板19上，转动刀盘23一端设置传动轴25，传动轴25穿过刀盘安装板22连接至旋转电机26，在传动轴25与刀盘安装板22连接处设置轴承21，在传动轴25上安装有过孔滑环24，该过孔滑环24的转子与传动轴25连接，定子与刀盘安装板22连接，过孔滑环24位导电滑环，用于连接为第二电磁铁27供电的电线使用，避免转动刀盘23转动时出现电线缠绕现象，也可不采用滑环，而直接在转动刀盘23上集成蓄电池，通过无线进行控制。

如图3所示，本发明的旋转刮刀组件具体结构如下：刮刀34为两个，两个刮刀34以转动刀盘23为中心呈180°设置，在转动刀盘23上设置有第二开口槽28，第二电磁铁27固定在第二开口槽28底部，刮刀34一端设置有第二活动杆33，第二活动杆33上设置活塞盘31，活塞盘31和第二开口槽28滑动配合，第二开口槽28内部安装有与其螺纹配合的弹簧限位板30和刮刀限位板32，弹簧限位板30和刮刀限位板32分别设置在活塞盘31两侧，第二弹簧29套设在第二活动杆33上，第二弹簧29两端分别与活塞盘31和弹簧限位板30接触，第二活动杆33远离刮刀34的一端穿过弹簧限位板30并可被第二电磁铁27吸附。第二电磁铁27通电时，吸附第二活动杆33，第二活动杆33带动刮刀34缩回同时压缩第二弹簧29，第二电磁铁27断电时，在第二弹簧29弹力下推动活塞盘31运动使刮刀34伸出。刮刀限位板32与第二开口槽28螺纹配合，刮刀限位板32旋入的位置决定了活塞盘31向外运动的最大距离，即刮刀34伸出的距离，以此可根据油管11内壁实际污垢情况调整刮刀34的最大伸出量。

如图2所示，在本发明的污垢清除机构9上还设置有若干个吹气嘴20，吹气嘴20设置在支撑板19周向，污垢清除机构9运行时，吹气嘴20由气管通气可辅助吹动刮下的污垢，保证污垢沿倾斜的油管11向下运动后由油管11下端排出，避免污垢堆积引起管道堵塞。

Claims (10)

1.一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，包括机座，所述机座上设置有绕绳机构、油管支撑机构以及污垢清除机构，其中

油管支撑机构，用于支撑固定油管并可将油管倾斜一定角度；

绕绳机构，设置在油管支撑机构一侧，可通过拉绳控制污垢清除机构在油管内运动；

污垢清除机构，设置在油管内部，可在倾斜的油管内通过重力向下自动运动，污垢清除机构包括支撑主体，支撑主体周向设置贴合油管内壁运动的若干个滚轮以及锁定组件，支撑主体前端设置伸缩组件和旋转刮刀组件；

锁定组件包括若干个设置在支撑主体周向的摩擦块、设置在支撑主体内部的第一电磁铁、顶紧摩擦块的第一弹簧，污垢清除机构在油管内清除污垢时，第一电磁铁断电，在第一弹簧作用下摩擦块向外运动顶紧至油管内壁辅助污垢清除机构固定，污垢清除机构在油管内运动时，第一电磁铁通电后产生磁力吸附摩擦块使其远离油管内壁；

伸缩组件包括一安装在支撑主体端面的伸缩轴电机，旋转刮刀组件连接伸缩轴电机并可在伸缩轴电机带动下在油管内部往复伸缩运动，旋转刮刀组件包括一旋转电机以及由旋转电机驱动的转动刀盘，在转动刀盘侧面设置刮刀、转动刀盘内部设置第二电磁铁、第二弹簧，当污垢清除机构在油管内清除污垢时，第二电磁铁断电，所述刮刀在第二弹簧作用下向外运动顶紧油管内壁，刮刀旋转进行污垢清理，污垢清除机构在油管内运动时，第二电磁铁通电后产生磁力吸附刮刀向使其远离油管内壁。

2.如权利要求1所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，所述油管支撑机构包括固定在机座上的支撑座、设置在支撑座一侧的顶起气缸，所述支撑座上安装有用于固定油管的卡箍，所述卡箍底部和支撑座铰接连接，所述顶起气缸上安装有用于抬升油管的顶块，所述顶块上表面为弧形结构，顶块底部和顶起气缸的缸杆铰接连接，顶起气缸升起时将油管一侧抬起使其处于倾斜状态。

3.如权利要求1所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，所述绕绳机构包括固定在机座上的绕绳电机、设置在绕绳电机一侧的立柱，所述绕绳电机上设置有用于缠绕拉绳的绳轮，所述立柱上安装有辅助拉绳走向的定滑轮，在支撑主体一侧设置有用于安装拉绳的挂钩，拉绳一端缠绕在绳轮上，拉绳另一端穿过定滑轮连接至支撑主体的挂钩，绕绳电机通过收放拉绳使污垢清除机构在倾斜的油管内自动向下运动。

4.如权利要求1所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，所述锁定组件和滚轮均为三个，三个锁定组件沿支撑主体周向均匀设置，三个滚轮沿支撑主体周向均匀设置，锁定组件和滚轮之间交叉设置。

5.如权利要求4所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，在支撑主体周向内部设置有若干个第一开口槽，所述第一电磁铁固定在第一开口槽底部，所述摩擦块一端设置有第一活动杆，第一活动杆上远离摩擦块的一端设置可由第一电磁铁吸附的磁力吸块，磁力吸块和第一开口槽滑动配合，在第一开口槽开口处安装有堵板，第一弹簧套设在第一活动杆上，第一弹簧两端分别与摩擦块和堵板接触。

6.如权利要求5所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，所述摩擦块为硬质橡胶块，摩擦块外侧呈与油管内壁相适应的弧形。

7.如权利要求1所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，所述伸缩组件还包括一支撑板，所述支撑板与伸缩轴电机连接，旋转刮刀组件安装在支撑板上，在伸缩轴电机两侧还分别设置有一个伸缩杆，所述伸缩杆一端固定在支撑主体上，伸缩杆另一端连接支撑板。

8.如权利要求7所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，在所述支撑板一侧固定有刀盘安装板，所述旋转电机固定在支撑板上，转动刀盘一端设置传动轴，所述传动轴穿过刀盘安装板连接至旋转电机，在传动轴与刀盘安装板连接处设置轴承，在传动轴上安装有过孔滑环，该过孔滑环用于连接第二电磁铁供电的导线避免导线缠绕。

9.如权利要求8所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，所述刮刀为两个，两个刮刀以转动刀盘为中心呈180°设置，在转动刀盘上设置有第二开口槽，第二电磁铁固定在第二开口槽底部，刮刀一端设置有第二活动杆，第二活动杆上设置活塞盘，活塞盘和第二开口槽滑动配合，第二开口槽内部安装有与其螺纹配合的弹簧限位板和刮刀限位板，弹簧限位板和刮刀限位板分别设置在活塞盘两侧，第二弹簧套设在第二活动杆上，第二弹簧两端分别与活塞盘和弹簧限位板接触，第二活动杆远离刮刀的一端穿过弹簧限位板并可被第二电磁铁吸附。

10.如权利要求1～9任一项所述的一种适用于旧油管修复的长管道内部除垢装置，其特征在于，在所述污垢清除机构上还设置有若干个吹气嘴，若干个吹气嘴设置在锁定组件旋转刮刀组件之间，吹气嘴用于吹动刮下的污垢使其沿倾斜的油管向下运动后由油管下端排出。

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