CN110523722B - 一种耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备及其使用方法，其包括管道清洁装置、牵引装置、万向连接器以及集控管理平台，其中所述的牵引装置、万向连接器以及管道清洁装置依次连接，所述的管道清洁装置包括第一固定圈架、正放电电极、负放电电极以及大功率脉冲电源，所述的正放电电极、负放电电机以及大功率脉冲电源固定设置在第一固定圈架上，所述的正放电电极和负放电电极呈对立设置，所述的大功率脉冲电源通过特种电缆与集控管理平台的供电电源连接。本发明工作无污染，对管道适应性好，工作范围广。

Description

一种耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备及其清洗 方法

技术领域

本发明涉及一种耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备。

背景技术

地下管道、油气管道、液体输送管道等经过长期运行后，运输介质内的杂质易附着在管道内壁，造成管道堵塞，影响输送能力。油气管道、化工厂输送管道内存在高温、高压强、强腐蚀等恶劣工况，常规采用强酸、强碱对管道进行腐蚀性清洗，但是存在二次污染问题，特别涉及到居民生活管道时，影响巨大。采用人工清洗时，对于小直径管道，无法开展施工。采用无线机器人清洗时，由于管道的自身电磁屏蔽效应，复杂管道布局下往往难以精确控制机器人的位置。

因此，亟需新型管道清理装置满足现代工业的发展需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备，其特征在于：包括

管道清洁装置：用于特种管道的清洁；

牵引装置：用于在特种管道内行走并牵引管道清洁装置提供动力；

万向连接器：用于牵引装置与管道清洁装置的连接；

集控管理平台：用于牵引装置以及万向连接器的控制以及电能供应；

所述的集控管理平台通过特种电缆与牵引装置以及管道清洁装置连接，所述的牵引装置、万向连接器以及管道清洁装置依次连接，所述的管道清洁装置包括第一固定圈架、正放电电极、负放电电极以及大功率脉冲电源，所述的正放电电极、负放电电机以及大功率脉冲电源固定设置在第一固定圈架上，所述的正放电电极和负放电电极呈对立设置，所述的大功率脉冲电源通过特种电缆与集控管理平台的供电电源连接。

所述的第一固定圈架上还设置有多组喷头，所述的喷头设置在环形导管上，所述的环形导管固定在第一固定圈架上，所述的环形导管通过引水管连接特种管道外部设置有水源。

所述的特种管道内设置有多组牵引装置以及多组管道清洁装置并通过万向连接器依次连接。

所述第一固定圈架设置有若干辅助行走机构，所述的牵引装置包括第二固定圈架以及若干驱动行走机构，所述的驱动行走机构设置在第二固定圈架上，所述的辅助行走机构和驱动行走机构均包括调节杆、固定柱以及压力弹簧，所述的固定柱固定在对应的第一固定圈架和第二固定圈架的外围，所述的调节杆相对对应的第一固定圈架和第二固定圈轴向滑动设置，且调节杆滑动设置在固定柱内的滑腔上，所述的压力弹簧套设在调节杆上，弹簧的一端与固定柱的滑腔一端壁面固定，弹簧的另一端与调节杆的一端的壁面固定，设置在辅助行走机构和驱动行走机的调节杆的另一端分别设置有万向轮以及驱动轮，所述的驱动轮采用电机驱动。

所述的辅助行走机构和驱动行走机的调节杆配套设置有用于调节调节杆位置的调节设备，所述的调节设备包括固定支架、螺杆电机、调节套以及联动杆，所述的固定支架的侧边与对应的第一固定圈架和第二固定圈固定，所述的联动杆的一端与对应的调节杆一端铰接，联动杆的另一端与调节套的侧面铰接，所述的调节套设置有与螺杆电机螺杆配合的螺纹孔，所述的螺杆电机固定设置在固定支架顶部中心位置。

进一步优选的：所述的固定柱的外侧设置有固定筒段，所述的固定筒段的侧面设置有若干用于与调节杆壁面接触限位的紧固螺栓。

进一步优选的：所述的万向连接器包括若干一端呈鱼鳞片状，一端呈平面状的筒体，所述的筒体依次首尾通过连接钉连接，所述的连接钉包括连接杆以及销钉，所述的连接杆与销钉通过螺纹配合连接，所述的连接杆与销钉的对应一端设置有限位帽，所述的连接钉穿设在筒体首尾两端对应的连接孔内使得相邻的筒体连接。

进一步优选的：所述的特种电缆为光纤、线缆复合而成，外壁面采用柔性铠装层包裹，所述的特种电缆设置在缆线收放机上。

进一步优选的：所述的集控管理平台的控制主机连接设置有无线通信功能,使得通过智能设备通过无线通信功能与集控管理平台的控制主机连接用于调用数据以及控制。

一种采用上述的耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备进行特种管道清洗的方法，包括以下步骤：

(1)将牵引装置、万向连接器、管道清洁装置依次进入特种管道，由牵引装置带动管道清洁装置深入特种管道；

(2)由集控管理平台发出命令使得大功率脉冲电源工作，由集控管理平台的控制主机控制放电时间，使得正放电电极和负放电电极在潮湿的环境下在正负粒子的作用下产生爆炸，爆炸的振动使得特种管道壁面的结块污物以及堵塞管道污物冲散脱离管道。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

(1)本发明属于纯物理管道清洗方法，不存在环境污染等问题。

(2)本发明的特种管道清洗装备，能够耐受高温、高压强，采用多功能牵引装置，自适应管道布局，可适应不同管道的清洗要求，同时配套设置了调节设备，方便牵引装置以及管道清洁装置在管道中的布设。

(3)本发明的管道清洁装置通过万向连接器连接，可自由组合长度，自由度高，可根据特种管道的实际规格以及污物量进行增大作用范围与提高工作效率。

(4)本发明在可在无冲液管道内进行作用，在对其管道清洗时，增设了喷雾部件，不仅提高了环境的水含量，提高了通过脉冲使得放电电极作用爆炸效果，同时对爆炸后的污物起到了湿润冲洗的作用。

附图说明

图1是本发明实施例特种管道清洗装备的结构示意图。

图2是本发明实施例管道清洁装置的结构示意图。

图3是本发明实施例牵引装置的结构示意图。

图4是本发明实施例调节设备与第一固定圈架配合连接的结构示意图。

图5是本发明实施例万向连接器的结构示意图。

图6是本发明实施例相邻筒体的连接结构示意图。

附图编号：管道清洁装置104，牵引装置103，万向连接器105，集控管理平台101，特种管道106，第一固定圈架21，正放电电极22，负放电电极23，喷头24，环形导管25，特种电缆107，辅助行走机构26，第二固定圈架31，驱动行走机构32，调节杆201，固定柱202，压力弹簧203，万向轮27，驱动轮33，电机34，固定支架41，螺杆电机42，调节套43，联动杆44，固定筒段204，紧固螺栓205，筒体51，连接钉50，连接杆52，销钉53，限位帽54，中心板206，法兰盘55。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步优选的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图6，本实施例一种耐高温、高压强、自适应的特种管道106清洗装备，其特征在于：包括

管道清洁装置104：用于特种管道106的清洁；

牵引装置103：用于在特种管道106内行走并牵引管道清洁装置104提供动力；

万向连接器105：用于牵引装置103与管道清洁装置104的连接；

集控管理平台101：用于牵引装置103以及万向连接器105的控制以及电能供应；

所述的集控管理平台101通过特种电缆107与牵引装置103以及管道清洁装置104连接，所述的牵引装置103、万向连接器105以及管道清洁装置104依次连接，所述的管道清洁装置104包括第一固定圈架21、正放电电极22、负放电电极23以及大功率脉冲电源(本实施例附图中本结构未标出，具体的所述的大功率脉冲电源设置抗高温、抗高压的金属壳体内并通过焊接或者螺纹固定设置在第一固定圈架21上)，所述的正放电电极22、负放电电机34以及大功率脉冲电源固定设置在第一固定圈架21上，所述的正放电电极22和负放电电极23呈对立设置，所述的大功率脉冲电源通过特种电缆107与集控管理平台101的供电电源连接。

本实施例的作用原理：两个放电电极间产生直流脉冲放电时，由于极间介质(气体分子、水分子)被电离击穿的冲击压力产生，当极间介质被电离击穿后，在极间先形成一条细小的放电通道，由于高速粒子的相互碰撞，使得温度急剧上升至1000K以上，并产生巨大的压力，迫使放电通道迅速扩张，从而产生强烈的冲击波，同时在放电通道压力作用下，正负带点粒子在电场作用下冲击阴阳极表面，形成巨大的冲击压力，特别是介质中的自由粒子含量越大，冲击的压力效果则越大越好，本实施例中所述的大功率脉冲电源采用高磁炮脉冲电源，其具有将其电容储存的高密度能量进行快速压缩、转换或直接释放给负载，使得增强本实施例涉及的冲压压力大效果，本实施例中采用上述耐高温、高压强、自适应的特种管道106清洗装备的方法步骤为：

(1)将牵引装置103、万向连接器105、管道清洁装置104依次进入特种管道106，由牵引装置103带动管道清洁装置104深入特种管道106；

(2)由集控管理平台101发出命令使得大功率脉冲电源工作，由集控管理平台101的控制主机控制放电时间，使得正放电电极22和负放电电极23在正负粒子的作用下产生爆炸，爆炸的振动使得特种管道106壁面的结块污物以及堵塞管道污物冲散脱离管道。

其中所述的第一固定圈架21上还设置有多组喷头24，所述的喷头24设置在环形导管25上，所述的环形导管25固定在第一固定圈架21上，所述的环形导管25通过引水管连接特种管道106外部设置有水源，本实施例中通过增设雾化喷头24，可在无冲液管道内进行作用，在对其管道清洗时，增设了喷雾部件，不仅提高了环境的水含量，提高了通过脉冲使得放电电极作用爆炸效果，同时对爆炸后的污物起到了湿润冲洗的作用。

其中所述的特种管道106内设置有多组牵引装置103以及多组管道清洁装置104并通过万向连接器105依次连接，使得通过多组管道清洁装置104提高清洁效果以及效率。

其中所述第一固定圈架21设置有若干辅助行走机构26，所述的牵引装置103包括第二固定圈架31以及若干驱动行走机构32，所述的驱动行走机构32设置在第二固定圈架31上，所述的辅助行走机构26和驱动行走机构32均包括调节杆201、固定柱202以及压力弹簧203，所述的固定柱202固定在对应的第一固定圈架21和第二固定圈架31的外围，所述的调节杆201相对对应的第一固定圈架21和第二固定圈轴向滑动设置，且调节杆201滑动设置在固定柱202内的滑腔上，所述的压力弹簧203套设在调节杆201上，弹簧的一端与固定柱202的滑腔一端壁面固定，弹簧的另一端与调节杆201的一端的壁面固定，设置在辅助行走机构26和驱动行走机的调节杆201的另一端分别设置有万向轮27以及驱动轮33，所述的驱动轮33采用电机34驱动，本实施例设置的第一固定圈架21和第二固定圈架31设置的辅助行走机构26和驱动行走机构32均通过弹簧的自主弹性对管道具有高度适应能力，同时可在变径管道内行走，使得其在特种管道106内的行走不受约束，提高了其在特种管道106工作的适应能力，本实施例中驱动驱动轮33的电机34采用耐高温防水电机34。

其中所述的辅助行走机构26和驱动行走机的调节杆201配套设置有用于调节调节杆201位置的调节设备，所述的调节设备包括固定支架41、螺杆电机42、调节套43以及联动杆44，所述的固定支架41的侧边与对应的第一固定圈架21和第二固定圈固定，所述的联动杆44的一端与对应的调节杆201一端铰接，联动杆44的另一端与调节套43的侧面铰接，所述的调节套43设置有与螺杆电机42螺杆配合的螺纹孔，所述的螺杆电机42固定设置在固定支架41顶部中心位置，本实施例所涉及的调节设备用于将第一固定圈架21和第二固定圈的调节杆201收缩，便于其容纳与特种管道106内适应管道，具体的以管道清洗装置为例，固定支架41固定在第一固定圈架21上，螺杆电机42的螺杆与调节套43配合，螺杆电机42转动，由于联动杆44角度增大，对调节杆201进行牵引，使得调节杆201向内滑动收缩，当调节至合适的大小，送入特种管道106，则直接拆卸掉固定架以调节杆201与联动杆44铰接的铰接连接件，调节杆201向外延伸，其万向轮27轮面与特种管道106的内壁面贴合适应。

其中所述的固定柱202的外侧设置有固定筒段204，所述的固定筒段204的侧面设置有若干用于与调节杆201壁面接触限位的紧固螺栓205，在上述调节装置调节后，可直接通过紧固螺栓205对调节杆201的位置进行限位，从而拆除调节装置，无需立即放置进入特种管道106，同时拆除的调节装置可进行使用，无需占用调节装置。

其中所述的万向连接器105包括若干一端呈鱼鳞片状，一端呈平面状的筒体51，所述的筒体51依次首尾通过连接钉50连接，所述的连接钉50包括连接杆52以及销钉53，所述的连接杆52与销钉53通过螺纹配合连接，所述的连接杆52与销钉53的对应一端设置有限位帽54，本实施例中所述的连接杆52可采用高韧性耐磨橡胶材料，使得其具有优良的韧性，所述的连接钉50穿设在筒体51首尾两端对应的连接孔内使得相邻的筒体51连接，本实施例中的万向连接器105采用鱼鳞状筒体51连接，其间采用连接钉50连接，使得本万向连接器105具有良好的牵引稳定性以及良好的转弯半径的适应能力，本实施例中万向连接器105两端的筒体51端部均设置有法兰盘55，所述的对应连接的第一固定圈架21和第二固定圈架31的中心板206设置有与法兰盘55配合固定的螺孔，使得法兰盘55与对应的第一固定圈架21和第二固定圈架31的中心板206固定，本万向连接器105成本低，更换安装方便。其中所述的特种电缆107为光纤、线缆复合而成，外壁面采用柔性铠装层包裹，所述的特种电缆107设置在缆线收放机上，防止管道外部布线的混乱。

同时本实施例进一步进行设备物联网功能的扩展，所述的集控管理平台的控制主机连接设置有无线通信功能,使得通过智能设备通过无线通信功能与集控管理平台的控制主机连接用于调用数据以及控制。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备，其特征在于：包括

管道清洁装置：用于特种管道的清洁；

牵引装置：用于在特种管道内行走并牵引管道清洁装置提供动力；

万向连接器：用于牵引装置与管道清洁装置的连接；

集控管理平台：用于牵引装置以及管道清洁装置的电力控制以及电能供应；

所述的集控管理平台通过特种电缆与牵引装置以及管道清洁装置连接，所述的牵引装置、万向连接器以及管道清洁装置依次连接，所述的管道清洁装置包括第一固定圈架、正放电电极、负放电电极以及大功率脉冲电源，所述的正放电电极、负放电电机以及大功率脉冲电源固定设置在第一固定圈架上，所述的正放电电极和负放电电极呈对立设置，所述的大功率脉冲电源通过特种电缆与集控管理平台的供电电源连接；

所述的第一固定圈架上还设置有多组喷头，所述的喷头设置在环形导管上，所述的环形导管固定在第一固定圈架上，所述的环形导管通过引水管连接特种管道外部设置有水源；

所述的特种管道内设置有多组牵引装置以及多组管道清洁装置并通过万向连接器依次连接；

所述第一固定圈架设置有若干辅助行走机构，所述的牵引装置包括第二固定圈架以及若干驱动行走机构，所述的驱动行走机构设置在第二固定圈架上，所述的辅助行走机构和驱动行走机构均包括调节杆、固定柱以及压力弹簧，所述的固定柱固定在对应的第一固定圈架和第二固定圈架的外围，所述的调节杆相对对应的第一固定圈架和第二固定圈轴向滑动设置，且调节杆滑动设置在固定柱内的滑腔上，所述的压力弹簧套设在调节杆上，弹簧的一端与固定柱的滑腔一端壁面固定，弹簧的另一端与调节杆的一端的壁面固定，设置在辅助行走机构和驱动行走机的调节杆的另一端分别设置有万向轮以及驱动轮，所述的驱动轮采用电机驱动；

所述的辅助行走机构和驱动行走机的调节杆配套设置有用于调节调节杆位置的调节设备，所述的调节设备包括固定支架、螺杆电机、调节套以及联动杆，所述的固定支架的侧边与对应的第一固定圈架和第二固定圈固定，所述的联动杆的一端与对应的调节杆一端铰接，联动杆的另一端与调节套的侧面铰接，所述的调节套设置有与螺杆电机螺杆配合的螺纹孔，所述的螺杆电机固定设置在固定支架顶部中心位置。

2.根据权利要求1所述的耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备，其特征在于：所述的固定柱的外侧设置有固定筒段，所述的固定筒段的侧面设置有若干用于与调节杆壁面接触限位的紧固螺栓。

3.根据权利要求2所述的耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备，其特征在于：所述的万向连接器包括若干一端呈鱼鳞片状，一端呈平面状的筒体，所述的筒体依次首尾通过连接钉连接，所述的连接钉包括连接杆以及销钉，所述的连接杆与销钉通过螺纹配合连接，所述的连接杆与销钉的对应一端设置有限位帽，所述的连接钉穿设在筒体首尾两端对应的连接孔内使得相邻的筒体连接。

4.根据权利要求3所述的耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备，其特征在于：所述的特种电缆为光纤、线缆复合而成，外壁面采用柔性铠装层包裹，所述的特种电缆设置在缆线收放机上。

5.根据权利要求4所述的耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备，其特征在于：所述的集控管理平台的控制主机连接设置有无线通信功能,使得通过智能设备通过无线通信功能与集控管理平台的控制主机连接用于调用数据以及控制。

6.一种采用权利要求1-4任一权利要求所述的耐高温、高压强、自适应的特种管道清洗装备进行特种管道清洗的方法，包括以下步骤：

(1)将牵引装置、万向连接器、管道清洁装置依次进入特种管道，由牵引装置带动管道清洁装置深入特种管道；

(2)由集控管理平台发出命令使得大功率脉冲电源工作，由集控管理平台的控制主机控制放电时间，使得正放电电极和负放电电极在潮湿的环境下在正负粒子的作用下产生爆炸，爆炸的振动使得特种管道壁面的结块污物以及堵塞管道污物冲散脱离管道。

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