CN110397154A - 一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，包括疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统和排淤系统；疏通系统包括安装于马达仓一端的液压马达，液压马达轴端安装有刀盘；马达仓的外侧环形分布有行走支架系统；马达仓的另一端安装有高压水射流系统的喷头，喷头另一端通过旋转密封机构与管轴连接；管轴的另一端连接有排淤系统；管轴的末端连接有高压水接头；液压马达的进油管、出油管及泄油管经由马达仓、喷头、管轴、高压水接头和排淤系统的中间穿过；高压水从高压水接头的内部环形空腔通过管轴内部环形空腔和旋转密封结构，直达喷头内部的环形空腔。本发明能够去除排水管道内壁顽固硬质垢，尤其适用于管道纵深截面完全堵塞的情况。

Description

一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备

技术领域

本发明属于市政排水管道养护清通装备技术领域，尤其涉及一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备。

背景技术

排水管道是城市排水系统的重要组成部分，具有收集、输送生活污水、工业废水和雨水的重要功能。随着城市规模的不断扩大，排水管道的堵塞问题日趋严重。当堵塞管道内部出现体积较大且坚硬的混凝土块、砖块、树枝等垃圾时，常用的绞车疏通法、水力冲洗法、高压水射流疏通法都无法有效疏通排淤，只能依靠人工进行井下疏通排淤。尤其是建筑工地附近的街道，装完混凝土和渣土的车辆经常当街清洗，大量的混凝土泥渣流向排水管道，一旦混凝土凝固，整条排水管道都将报废，严重影响汛期排涝。2013年5月苏州市立医院北区地下管道约300米长的地下雨水管内有大量混凝土块，排水功能完全丧失。2014年7月徐州市黄河东路直径1米的排水管道85％被水泥砂浆堵塞，并形成了板结块。管道内部空间狭小，不能使用大型设备，通过人工使用风镐凿烂之后，再将石块清理出来，完全靠人工操作。2014年7月宁波市嵩江路钱湖路口地下一段100米长的管道，全部被水泥块堵死，最后靠人工用冲击钻一点点清除管道。

目前的管道疏通排淤技术都不能自动清理上述混凝土的堵塞，所以被混凝土堵塞的排水管道都需要人工进入管道内部作业，管道内部空间狭窄并含有各种有害物质，有很大的危险性，而且清理效率非常低，人工清理成本很高。如果对路面开破、挖掘更换这些堵塞管道将是一项大工程，需要政府多个部门的协调配合，施工周期长，费用更高，严重影响路面交通的正常运行。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，能够输出大功率的切削力进而去除管道内壁顽固硬质垢，尤其适用于管道纵深截面完全堵塞的情况，解决了现有管道疏通技术存在的效率低、不能疏通完全堵塞的管道，且疏通排淤费用高等问题。

技术方案：本发明包括依次分布的疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统和排淤系统；所述的疏通系统包括安装于马达仓一端的液压马达，所述液压马达的轴端安装有刀盘；马达仓的外侧环形分布有行走支架系统；马达仓的另一端安装有高压水射流系统的喷头，喷头的另一端通过旋转密封结构与管轴连接；管轴的另一端连接有排淤系统；管轴的末端连接有高压水接头；所述液压马达的进油管、出油管及泄油管经由马达仓、喷头、管轴、高压水接头和排淤系统的中间穿过；高压水从高压水接头的内部环形空腔通过管轴内部环形空腔和旋转密封结构，直达喷头内部的环形空腔。

所述的喷头外侧均匀分布有若干喷嘴，喷嘴轴线与喷头水平轴线之间的夹角为27°～33°，从喷嘴喷射的高压水冲击到管道内壁形成轴向反作用力，为装备前进提供动力；喷嘴轴线与喷头横截面之间的夹角为22°～28°，喷射的高压水与管壁产生旋转的反作用力，使喷头自旋转。

所述马达仓的一端连接有前仓盖，另一端连接有后仓盖，所述的前仓盖上固定有液压马达。

所述的喷头与马达仓之间设有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承端部设有挡圈，通过挡圈和后仓盖限制圆锥滚子轴承的轴向运动。

所述的旋转密封结构包括固定套，固定套的一端连接喷头，另一端连接管轴，固定套与管轴之间设有至少两个轴承。

所述的固定套内部还设有密封座、高压密封圈和密封弹簧，且固定套、密封座和高压密封圈的配合面上设有O型圈，旋转密封结构能够在高压水的作用下绕管轴中心线旋转。

所述的行走支架系统包括支架座，支架座的两端转动连接有行走支架，行走支架末端转动连接有防滑滚轮，支架座与行走支架之间设有弹簧，用于调整行走支架的倾斜角度。

所述的疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统、管轴和排淤系统的中心轴线位于同一水平线上。

有益效果：本发明通过液压马达输出大功率的切削力进而去除管道内壁的顽固硬质垢，尤其适用于管道纵深截面完全堵塞的情况，解决了现有管道疏通技术存在的效率低、不能疏通完全堵塞的管道，且疏通排淤费用高等问题；疏通完成后，通过展开的伞型钢丝滤网，将切削下来的碎屑滤掉水并拖出排水管道外；避免人工下井清理，提高疏通及排淤的安全性及工作效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的伞型钢丝滤网展开状态时的整体剖视结构示意图；

图3是本发明的伞型钢丝滤网收缩状态时的整体剖视结构示意图；

图4是本发明的排淤系统结构示意图；

图5是本发明的排淤系统局部剖视放大示意图；

图6是本发明的排淤系统局部放大示意图；

图7是本发明的刀盘结构示意图；

图8是本发明的总体结构分解图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图8所示，本发明包括从左到右依次分布的疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统和排淤系统。

疏通系统采用五星液压马达36提供旋转动力，五星液压马达36左侧的轴端安装刀盘1，刀盘1上均匀安装五个刀片37，如图7所示，五星液压马达36的进油管33、出油管34及泄油管35与地面上的液压油箱连接，刀盘1能够在五星液压马达36提供的动力下绕管轴10为轴线旋转，切削排水管道内部横截面的堵塞物以及管道内壁的板结硬质垢，进行切削疏通工作。五星液压马达36通过螺栓与前仓盖2固定连接，使五星液压马达36在马达仓24内位置固定，进油管33、出油管34及泄油管35都经由马达仓24、喷头38、管轴10、高压水接头13、牵引盘14和钢丝软管15的中间穿过，最后接到地面上的液压油箱，有效避免喷头旋转时上述三根油管的缠绕。刀盘1、五星液压马达36、马达仓24、喷头38、旋转密封结构、管轴10及排淤系统的中心轴线均位于同一水平线上。

行走支架系统包括支架座5，支架座5沿马达仓24外侧环形设置，支架座5共设有三个，沿马达仓24外圈间隔120°均匀分布，支架座5的左右两侧各连接一个行走支架6，每两个行走支架6相对设置并为一组，共三组，如图1所示，一个支架座5转动连接有两根弧形的行走支架6，每个行走支架6的末端均通过销轴连接防滑滚轮3，行走支架6与支架座5之间还设有能够调整行走支架倾斜角度的弹簧4。行走支架系统能够确保整个装备沿着排水管道中心线工作，并根据管径实时调整行走支架的运动范围。

高压水射流系统包括喷头机构和旋转密封结构。喷头机构包括喷头38以及均匀分布在喷头38外部的四个可更换的喷嘴7，喷头38能够在高压水的驱动下实现自旋转，同时经由喷头机构喷射的高压水流冲击排水管道内壁形成轴向反作用力，为装备前进提供动力。每个喷嘴7轴线与喷头38水平轴线之间的夹角为27°～33°，本实施例选30°，从而从喷嘴7喷射的高压水冲击到管道内壁形成轴向反作用力，为装备前进提供动力；喷嘴7轴线与喷头38横截面之间的夹角为22°～28°，本实施例选择25°，从而使喷射的高压水与管壁产生旋转的反作用力，进而使喷头38自旋转。

为实现喷头38运转，将高压清洗车上的高压水管与高压水接头13连接，高压水穿过高压水接头13的内部环形空腔、管轴10内部环形空腔和旋转密封结构，直达喷头38内部的环形空腔，并从喷嘴7喷射，喷射的高压水冲击到管道内壁形成轴向反作用力，为装备前进提供动力。

喷头38左侧轴部伸入马达仓24内，马达仓24为圆柱形空腔结构，左侧连接有前仓盖2，右侧连接有后仓盖23。如图2所示，伸入马达仓24内的喷头轴端套有轴承25并与轴承内圈过盈配合，轴承25采用圆锥滚子轴承，其左侧设有挡圈39，挡圈39与喷头38前端轴通过螺纹固定连接，利用挡圈39与后仓盖23共同限制圆锥滚子轴承25的轴向移动。

旋转密封结构由固定套8、密封座26、高压密封圈27、密封弹簧29、O型圈30组成，固定套8的左侧与喷头38螺纹连接，右侧连接有管轴10，通过旋转密封结构将喷头机构和管轴10连接，旋转密封结构能够在高压水的作用下绕管轴10的中心线旋转。固定套8右端与管轴10之间设有两个圆锥滚子轴承28，固定套8与两个圆锥滚子轴承28的外圈过盈配合，其右侧端部设有轴承盖9，轴承盖9与固定套8通过螺栓固定连接。固定套8内部从左到右依次设有密封座26、高压密封圈27和密封弹簧29，密封弹簧29通过弹力将密封座26和高压密封圈27轴向压紧确保密封，固定套8、密封座26和高压密封圈27的配合面上设有O型圈30。管轴10右侧靠近末端的位置设有排淤系统，末端连接有高压水接头13，高压水接头13通过四个螺栓固定连接于管轴10末端，高压水接头13侧面入水口连接着车载高压水管，高压水从高压水接头13的内部环形空腔通过管轴10的内部环形空腔和旋转密封结构，直达喷头38内部的环形空腔，接着由喷嘴7射出。

如图4～图6所示，排淤系统包括牵引系统和收集系统两个子系统。牵引系统由滑环22、吊环螺钉20、钢绳19、牵引盘14、滑轮18组成，滑环22为圆柱形环状结构，与管轴10末端滑动连接，滑环22的右侧端面上设有三个沿其周向均匀分布的吊环螺钉20，吊环螺钉20通过螺纹连接安装在滑环22上。钢绳19的一端固定于吊环螺钉20的吊环中，然后穿过滑轮18，另一端与牵引盘14上对应的吊环固定，通过钢绳19将滑环22与牵引盘14连接，滑轮18沿管轴10的径向方向固定在管轴10外壁上，牵引盘14内孔与钢丝软管15通过焊接固定。滑环22右侧的管轴10侧壁上还安装有球状定位销31，定位销底部安装有弹簧32。定位销右侧的管轴壁上焊接有挡杆21，挡杆21的末端与管轴10末端对齐，管轴10外壁上共设有三处挡杆21，沿管轴10的周向间隔均匀分布。

收集系统是由伞形钢丝滤网11、支撑骨架12、燕尾型导轨17以及滑块座16组成。支撑骨架12有三根，三根支撑骨架12均与伞型钢丝滤网11连接，三根支撑骨架12在轴线方向上与三根行走支架6分别处于三个平面上，保证轴向机构尽量重叠，节省轴向空间。三根燕尾型导轨17均匀焊接于管轴末端，其轴向方向与管轴轴向垂直，导轨上安装有滑块座16，支撑骨架12一端通过销轴与滑块座16转动连接，另一端通过销轴与滑环22连接。支撑骨架12连接的伞型钢丝滤网11从收缩至展开状态都是通过滑块座16在燕尾型导轨17的移动实现的。当支撑骨架12展开时，如图2和图5所示，此时，滑环22滑动到定位销所在位置，并与挡杆21接触，此时牵引力通过挡杆21作用到管轴10上，最后可以将整个装备拖出管道。当支撑骨架12收缩时，如图3所示，此时，滑块座16滑动到导轨底部，整个装备在疏通之前，排淤系统的伞型钢丝滤网11处于收缩状态，与疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统一起进入排水管道内部，疏通完成后，将伞型钢丝滤网11展开，将切削下来的碎屑滤掉水并拖出管道外。

进油管33、出油管34及泄油管35这三根油管从高压水接头13的内部环形空腔中穿出后被外部钢丝软管15保护，其中牵引盘14与钢丝软管15固定连接，钢丝软管15与车载卷扬机连接，卷扬机的牵引力首先作用到钢丝软管15，然后作用到牵引盘14上，牵引盘14拉动三根钢绳19，钢绳19将滑环22拉到球形定位销31处，滑环22与挡杆21接触，此时牵引力通过挡杆21作用到管轴10上，最后可以将整个装备拖出管道，自始至终三根油管没有受到卷扬机的牵引力的作用。同时，与高压水接头13连接的高压水管采用另外一台卷扬机同步收纳高压水管。

工作原理：

本发明的装备在疏通之前，排淤系统的伞型钢丝滤网11处于收缩状态，与疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统一起进入排水管道内部，高压水管与高压水接头13侧面的入水口连接，高压水从高压水接头13的内部环形空腔通过管轴10的内部环形空腔和旋转密封结构，直达喷头38内部的环形空腔，接着由喷嘴7射出。每个喷嘴7的轴线与喷头38的水平轴线呈30°夹角，从喷嘴7喷射的高压水冲击到管道内壁形成轴向反作用力，为装备前进提供动力；同时每个喷嘴7的轴线与喷头38的横截面呈25°夹角，喷射的高压水与管壁产生旋转的反作用力，使喷头38自旋转。

五星液压马达36提供旋转动力，五星液压马达36的轴端安装刀盘1，五星液压马达36的进油管33、出油管34及泄油管35与地面上的液压油箱连接，压力油从进油管33接入至出油管34流出并返回通用液压油箱，刀盘1能够在五星液压马达36提供的动力下绕管轴10为轴线旋转，刀盘1切削排水管道内部横截面的堵塞物以及管道内壁的板结硬质垢。进油管33、出油管34及泄油管35这三根油管从高压水接头13的内部环形空腔中穿出后被外部钢丝软管15保护，其中牵引盘14与钢丝软管15固定连接，车载卷扬机的牵引力首先作用到钢丝软管15，然后作用到牵引盘14上，牵引盘14拉动三根钢绳19，钢绳19将滑环22拉到球形定位销31处，在此过程中，球形定位销31的球形面逐渐受压，弹簧32压缩，当滑环22到达定位销处时，球形定位销31在弹簧22的作用下逐渐进入滑环22对应的定位孔中，直到球形定位销31完全进入滑环22对应的定位孔中，此时弹簧32完全弹起，球形定位销31与滑环22定位完成，同时滑环22与挡杆21接触，此时牵引力通过挡杆21作用到管轴10上，使伞型钢丝滤网11完全展开，最后将整个装备拖出管道，同时展开的伞型钢丝滤网11将切削下来的碎屑滤掉水并拖出管道外，周而复始持续工作，从而实现大功率的切削式管道疏通和排淤。

Claims (8)

1.一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，包括依次分布的疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统和排淤系统；所述的疏通系统包括安装于马达仓一端的液压马达，所述液压马达的轴端安装有刀盘；马达仓的外侧环形分布有行走支架系统；马达仓的另一端安装有高压水射流系统的喷头，喷头的另一端通过旋转密封结构与管轴连接；管轴的另一端连接有排淤系统；管轴的末端连接有高压水接头；所述液压马达的进油管、出油管及泄油管经由马达仓、喷头、管轴、高压水接头和排淤系统的中间穿过；高压水从高压水接头的内部环形空腔通过管轴内部环形空腔和旋转密封结构，直达喷头内部的环形空腔。

2.根据权利要求1所述的一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，所述的喷头外侧均匀分布有若干喷嘴，喷嘴轴线与喷头水平轴线之间的夹角为27°～33°，喷嘴轴线与喷头横截面之间的夹角为22°～28°。

3.根据权利要求1所述的一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，所述马达仓的一端连接有前仓盖，另一端连接有后仓盖，所述的前仓盖上固定有液压马达。

4.根据权利要求1所述的一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，所述的喷头与马达仓之间设有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承端部设有挡圈。

5.根据权利要求1所述的一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，所述的旋转密封结构包括固定套，固定套的一端连接喷头，另一端连接管轴，固定套与管轴之间设有至少两个轴承。

6.根据权利要求5所述的一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，所述的固定套内部还设有密封座、高压密封圈和密封弹簧，且固定套、密封座和高压密封圈的配合面上设有O型圈。

7.根据权利要求1所述的一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，所述的行走支架系统包括支架座，支架座的两端转动连接有行走支架，行走支架末端转动连接有防滑滚轮，支架座与行走支架之间设有弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种大功率切削式管道疏通和排淤一体化装备，其特征在于，所述的疏通系统、行走支架系统、高压水射流系统、管轴和排淤系统的中心轴线位于同一水平线上。