CN110227696B - 管道内壁水动力清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管道内壁水动力清洗装置，包括旋转接头、水力叶轮以及毛刷；所述毛刷与水力叶轮固定连接，所述水力叶轮与旋转接头连接；所述旋转接头适于向水力叶轮输出水流，所述水力叶轮适于将接收的水流动能转换为旋转动能，以带动毛刷与水力叶轮一起旋转。依靠水力带动水力叶轮旋转之后，可以直接驱动毛刷旋转，减少动力传输过程中的损失，从而使毛刷获得相对较大的旋转力，实现对管道内壁的高效清洗。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道内壁水动力清洗装置。
背景技术
目前，在对钢管内壁进行清洗的时候，通常都是在钢管的入口处采用喷枪或者喷头对钢管内壁进行喷水，通过水来直接进行清洗，此种方式，水压简单的只是起到了冲击脏物来进行清洗，其清洗方式并不能对管道内壁进行高质量的清洗。
如果要对管道内壁进行高质量清洗，那么就需要一种能够在管道内移动并且不断旋转的清洗刷轮，而清洗刷轮旋转需要依靠电机驱动，清洗刷轮清洗管道内壁又需要水，如果为了使清洗刷轮在管道内旋转而使用电机驱动的话，那么电机在接触清洗刷轮作业时的水流时就会烧坏。因此，现有技术中就急需一种能够在管道内移动并且不依靠电机作为动力来源的清洗装置出现。
为此我司在2017年的时候进行了专利申请，参见专利号：201711440466.3，专利名称为：用于钢管内壁的清洗装置，其介绍少了一种依靠水动力在驱动叶轮旋转，带动再经过行星齿轮减速机输出大扭力，带动刷轮旋转；这种清洗装置存在的问题是，一般只能适应大口径的管道清洗，如果管子小于50mm，那么整个清洗装置直径也需要做小，这个导致清洗装置的叶轮直径需要变小，这就直接影响叶轮的驱动力不够，间接导致清洗装置也就只能清洗直径大于50mm的管子，究其主要原因在于：以往的清洗装置零部件过多，尤其是行星齿轮减速机，缩小尺寸后加工、装配都成问题；如果减小叶轮直径，则叶轮获得的旋转扭矩将减小而各个旋转部件的摩檫力几乎不变，将导致此种清洗装置无法带动毛刷高速旋转，为克服这种问题，就需要重新设计一款，依旧能够满足依靠水动力驱动，结构更加精简，减少中间动力损耗清洗装置出现，来实现清洗小口径的管道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种管道内壁水动力清洗装置，解决以往水动力清洗装置叶轮输出的动力损失严重，只适应清洗大口径管道的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管道内壁水动力清洗装置，包括旋转接头、水力叶轮以及毛刷；
所述毛刷与水力叶轮固定连接，所述水力叶轮与旋转接头连接；
所述旋转接头适于向水力叶轮输出水流，所述水力叶轮适于将接收的水流动能转换为旋转动能，以带动毛刷与水力叶轮一起旋转。
进一步的，所述水力叶轮包括叶轮座，所述叶轮座内开设主流道以及多个支流道，所述主流道开设在叶轮座进水端中心，各个所述支流道在叶轮座内锥螺旋状分布，各个所述支流道的进口与主流道连通，各个所述支流道的出口分别在叶轮座的侧壁切向开设，且呈周向均布；
所述水力叶轮进水端与旋转接头连接，所述旋转接头的出水由主流道进入，经各个支流道后排出叶轮座，以使叶轮座旋转。
进一步的，所述旋转接头包括固定轴和旋转轴，所述固定轴内开设第一水流通道，所述旋转轴内开设第二水流通道，所述旋转轴与固定轴之间形成旋转密封配合，以使所述第一水流通道与第二水流通道连通；
所述水力叶轮进水端与旋转轴连接，以使第一水流通道与主流道连通。
进一步的，所述旋转轴与固定轴之间的旋转密封配合结构为：
所述固定轴包括高压水管和轴承套，所述高压水管内形成第一水流通道，所述第一水流通道的出水端形成切换腔，所述轴承套设置在切换腔，所述轴承套内开设穿孔，所述旋转轴的进水端穿过轴承套穿孔至于切换腔内，所述旋转轴的进水端形成径向挡环，适于限制旋转轴进水端从穿孔内移出；
所述旋转轴与轴承套之间设置滑动轴承，所述滑动轴承与轴承套穿孔过盈配合，所述旋转轴从滑动轴承的轴孔内穿过；
所述滑动轴承的轴孔内壁面以及朝向径向挡环一侧的侧端面分别与旋转轴外壁面以及径向挡环之间形成滑动密封配合。
进一步的，所述支流道的螺旋角为140-180°，所述支流道在叶轮座轴向的投影呈渐开线状，所述支流道在叶轮座径向的投影呈抛物线状。
进一步的，所述水力叶轮进水端与旋转接头的旋转轴螺旋连接。
本发明的有益效果是：
本发明的管道内壁水动力清洗装置，依靠水力带动水力叶轮旋转之后，可以直接驱动毛刷旋转，减少动力传输过程中的损失，从而使毛刷获得相对较大的旋转力，实现对管道内壁的高效清洗。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明水动力清洗装置半剖图；
图2和图3是水力叶轮示意图；
图4是固定轴半剖图；
图5是滑动轴承示意图；
图6是旋转轴示意图；
图7是清洗装置在钢管内的示意图；
其中，1、毛刷，2、水力叶轮，21、主流道，22、支流道，3、高压水管，31、切换腔，4、轴承套，5、旋转轴，51、径向挡环，6、滑动轴承，7、钢管。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1至图6所示，一种管道内壁水动力清洗装置，包括旋转接头、水力叶轮2以及毛刷1；所述毛刷1与水力叶轮2固定连接，所述水力叶轮2与旋转接头连接。
所述旋转接头适于向水力叶轮2输出水流，所述水力叶轮2适于将接收的水流动能转换为旋转动能，以带动毛刷1与水力叶轮2一起旋转。
具体的，如图2图3所示，水力叶轮2包括叶轮座，所述叶轮座内开设主流道21以及多个支流道22，所述主流道21开设在叶轮座进水端中心，各个所述支流道22在叶轮座内锥螺旋状分布，各个所述支流道22的进口与主流道21连通，各个所述支流道22的出口分别在叶轮座的侧壁切向开设，且呈周向均布；
具体的，支流道22的螺旋角为140-180°，本实施例螺旋角优选150°，所述支流道22在叶轮座轴向的投影呈渐开线状，支流道22进口口径小于出口口径，这样可以提高水流离开叶轮的时的流速，使水流作用在叶轮的反推力更大。具体的，所述支流道22在叶轮座径向的投影呈抛物线状。径向投影呈抛物线，使水流从内圈向外圈运动的时候呈一定加速度的匀加速运动，减少水流的动能损耗；轴向投影呈渐开线，使水流从内圈向外圈运动的时候单位时间内水流改变方向的角度为常量，减少水流动能的损耗的同时改变水流方向的反作用力更有效的作用在叶轮上。
如图4图6所示，旋转接头包括固定轴和旋转轴5，所述固定轴内开设第一水流通道，所述旋转轴5内开设第二水流通道，所述旋转轴5与固定轴之间形成旋转密封配合，以使所述第一水流通道与第二水流通道连通；所述水力叶轮2进水端与旋转轴5连接，以使第一水流通道与主流道21连通。
具体的，旋转轴5与固定轴之间的旋转密封配合结构为：
如图4所示，固定轴包括高压水管3和轴承套4，所述高压水管3内形成第一水流通道，所述第一水流通道的出水端形成切换腔31，所述轴承套4螺接在切换腔31出口端，所述轴承套4内开设穿孔，所述旋转轴5的进水端穿过轴承套4穿孔至于切换腔31内，所述旋转轴5的进水端形成径向挡环51，适于限制旋转轴5进水端从穿孔内移出。
旋转轴5与轴承套4之间设置滑动轴承6，滑动轴承6如图5所示，为现有成熟产品，市场上可以直接购买到；滑动轴承6为T形结构，所述滑动轴承6与轴承套4穿孔过盈配合，所述旋转轴5从滑动轴承6的轴孔内穿过；所述滑动轴承6的轴孔内壁面以及朝向径向挡环51一侧的侧端面分别与旋转轴5外壁面以及径向挡环51之间形成滑动密封配合。
旋转轴5依靠两部分的外壁面与滑动轴承6之间配合，实现与轴承套4之间的旋转密封配合，使旋转轴5可以配合水力叶轮一起旋转。
如图1所示，水力叶轮2进水端与旋转接头螺旋连接，所述旋转接头的出水由主流道21进入，经各个支流道22后排出叶轮座，以使叶轮座旋转。
作业时，如图7所示，将清洗装置伸入待清洗的钢管7内，清洗装置的高压水管3连接进水软管，水流经过第一水流通道进入切换腔31，然后从切换腔31进入第二水流通道，水流从第二水流通道出来之后进入叶轮座的主流道21，最后从叶轮座内的各个支流道22流出，由于各个支流道22在叶轮座内呈锥螺旋状分布，水流在从叶轮座中排出的时候，叶轮座受水流的反作用力，带动叶轮座、旋转轴5一起做旋转，从而带动毛刷1旋转，使毛刷1对钢管7内壁进行清洗。
本发明的水动力清洗装置，依靠水力带动水力叶轮2旋转之后，可以直接驱动毛刷1旋转，减少动力传输过程中的损失，从而使毛刷1获得相对较大的旋转力，实现对管道内壁的高效清洗。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (2)
1.一种管道内壁水动力清洗装置，其特征是，包括旋转接头、水力叶轮以及毛刷；
所述毛刷与水力叶轮固定连接，所述水力叶轮与旋转接头连接；
所述旋转接头适于向水力叶轮输出水流，所述水力叶轮适于将接收的水流动能转换为旋转动能，以带动毛刷与水力叶轮一起旋转；
所述水力叶轮包括叶轮座，所述叶轮座内开设主流道以及多个支流道，所述主流道开设在叶轮座进水端中心，各个所述支流道在叶轮座内锥螺旋状分布，各个所述支流道的进口与主流道连通，各个所述支流道的出口分别在叶轮座的侧壁切向开设，且呈周向均布；
所述水力叶轮进水端与旋转接头连接，所述旋转接头的出水由主流道进入，经各个支流道后排出叶轮座，以使叶轮座旋转；
所述旋转接头包括固定轴和旋转轴，所述固定轴内开设第一水流通道，所述旋转轴内开设第二水流通道，所述旋转轴与固定轴之间形成旋转密封配合，以使所述第一水流通道与第二水流通道连通；
所述水力叶轮进水端与旋转轴连接，以使第一水流通道与主流道连通；
所述旋转轴与固定轴之间的旋转密封配合结构为：
所述固定轴包括高压水管和轴承套，所述高压水管内形成第一水流通道，所述第一水流通道的出水端形成切换腔，所述轴承套设置在切换腔，所述轴承套内开设穿孔，所述旋转轴的进水端穿过轴承套穿孔至于切换腔内，所述旋转轴的进水端形成径向挡环，适于限制旋转轴进水端从穿孔内移出；
所述旋转轴与轴承套之间设置滑动轴承，所述滑动轴承与轴承套穿孔过盈配合，所述旋转轴从滑动轴承的轴孔内穿过；
所述滑动轴承的轴孔内壁面以及朝向径向挡环一侧的侧端面分别与旋转轴外壁面以及径向挡环之间形成滑动密封配合；
滑动轴承为T形结构；
所述支流道的螺旋角为140-180°，所述支流道在叶轮座轴向的投影呈渐开线状，所述支流道在叶轮座径向的投影呈抛物线状。
2.根据权利要求1所述的管道内壁水动力清洗装置，其特征是，所述水力叶轮进水端与旋转接头的旋转轴螺旋连接。
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