CN111570435A

CN111570435A - 管道清洗装置

Info

Publication number: CN111570435A
Application number: CN202010473844.3A
Authority: CN
Inventors: 王守仁; 于琪琪; 温道胜; 王高琦; 吴戍戌; 王坤坤; 禄心强; 肖滕; 郭宇
Original assignee: University of Jinan
Current assignee: University of Jinan
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2020-08-25
Anticipated expiration: 2040-05-29
Also published as: CN111570435B

Abstract

本发明公开了一种管道清洗装置，采用三角形机构以使用于清洗的刀具总成具有涨缩功能，从而适应不同管径管道的清洗。在本发明的实施例中，提供两组刀片，长度不同，由于刀柄铰接在喷管轴向的位置相同，在保证不同组刀具同时与喷管内壁接触的条件下，接触位置在喷管的轴向必然不同，即刀具形成两点支撑，从而能够保证清洗装置运行平稳。两组刀片，基于预先设定好的两组调整孔进行配对使用，在配对使用的条件下，两组刀片刃部全部或者部分位于同一圆柱面上，其调整基于三角形机构实现起来非常容易。

Description

管道清洗装置

技术领域

本发明涉及一种管道清洗装置。

背景技术

管道清洗装置主要有轴流冲洗装置、机械刮擦装置、径向流喷洗装置等，以及前述的两个或者更多个清洗装置的复合清洗装置。不同种类的管道清洗装置往往具有不同的适用对象，对于机械清洗装置而言，受自身自身结构的限制，往往同一型机械清洗装置只能清洗一种管径的管道。

中国专利文献CN108114953A公开了一种管道污垢清洗装置，是一种复合的清洗装置，其配有一具有径向喷水孔的喷洗管，用于产生径向射流。同时，在喷洗管的喷水端面上设有多个刮刀，用于支撑喷洗管，并用于刮擦管道内壁上的污垢。尽管通过调整水压，可以适应不同管径管道的清洗，不过刮刀并不能适应不同管径的管道，而使用管道相对单一。

同样地，如中国专利文献CN107876517A公开了一种机械管道清洗刷，其在一个管道上设有多个清洗毛刷，清洗毛刷具有一定的弹性，似乎对不同管径的管道能够起到很好的清洗作用，然而，基于弹性的适配性，往往清洗的效果无法准确控制，在于用于对弹性及接触面积的不可准确把握性。

为了获得对管道管径的适应性，中国专利文献CN109351725A公开了一种管道清洗机器人，其首先提供一组可径向涨缩的管道轮总成，涨缩依赖于丝杠螺母机构。丝杠螺母机构在机械领域属于精密机构，并且通常需要有良好的润滑，在清洗管道时，工况极为恶劣，丝杠螺母机构的适应性相对较差。由于其清洗装置采用了高压水喷射和旋转刀头组件，其中的高压水喷射部分根据管径可调整水压，而旋转刀头组件则需要配置独立的涨缩机构，整体结构相对复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于调整，且调整后状态保持可靠性好的管道清洗装置。

在本发明的实施例中，提供一种管道清洗装置，包括：

喷管，该喷管一端封接，另一端用于连接清洗液源及动力部件；

铰支总成，固定或者形成在喷管的封接端，该铰支总成包括在喷管周向均置的偶数个铰支座，其中一半数量的铰支座记为第一铰支座，另一半数量的铰支座记为第二铰支座，第一铰支座与第二铰支座间相互间隔；

刀片，与所述铰支座一一对应，刀柄铰接于第一铰支座的刀片记为外刀片，刀柄铰接于第二铰支座的刀片记为内刀片，内刀片的长度短于外刀片；

两环座，套装在喷管上的一环座构成与外刀片对应的外环座，套装在喷管上的另一环座构成与内刀片对应的内环座；

外摇杆，与第一铰支座一一对应，外摇杆的一端与外环座铰接，外摇杆的另一端与外刀片的中部铰接，以形成外三角形机构；

内摇杆，与第二铰支座一一对应，内摇杆的一端与内环座铰接，内摇杆的另一端与内刀片的中部铰接，形成内三角形机构；

其中，喷管上开有喷孔，并在喷管的轴向设有第一组调整孔和第二组调整孔，两组调整孔间的孔元素配对使用，配对使用的孔元素中包含于第一组调整孔的用于外环座的定位和锁定，包含于第二组调整孔的用于内环座的定位和锁定，且在锁定状态下，刀片的刃部全部或部分位于同一圆柱面上，该圆柱面与喷管共轴线。

可选地，每一孔元素至少包含有两个调整孔；

包含于同一孔元素的调整孔在喷管的周向均置。

可选地，喷管为正多棱体管道，喷管的棱边数为偶数个；

喷管一半侧面开有第一组调整孔，另一半侧面开有第二组调整孔。

可选地，喷管的棱边数为六个。

可选地，刀片的数量为棱边数量的两倍。

可选地，刀片提供与喷管轴线共面的弧形刃。

可选地，刀片的刀头构造为：

于刀片刀身的末端开有转轴孔；

具有直刀刃的刀头通过转轴安装在刀身上；

外摇杆及内摇杆处于张开止位时，直刀刃与管道轴线平行。

可选地，刀头基于转轴的最大转角小于等于45度，且大于等于30度。

可选地，环座与喷管间通过紧定螺钉锁定。

可选地，第一组调整孔和第二组调整孔均穿透喷管的管壁。

在本发明的实施例中，采用三角形机构以使用于清洗的刀具总成具有涨缩功能，从而适应不同管径管道的清洗。涨缩调整依赖于环座与不同调整孔间的装配，属于有级调整，即通过调整以适配管道管径的数量是确定的。有级调整的特点是在当前级下，机械结构状态保持性比较好，不容易自行发生级数变动。此外，为避免刀刃在刀片与喷管轴线间的夹角发生变化而导致与管道管壁的接触面积发生变化而导致清洗装置运行失稳，在本发明的实施例中，提供两组刀片，长度不同，由于刀柄铰接在喷管轴向的位置相同，在保证不同组刀具同时与喷管内壁接触的条件下，接触位置在喷管的轴向必然不同，即刀具形成两点支撑，从而能够保证清洗装置运行平稳。两组刀片，基于预先设定好的两组调整孔进行配对使用，在配对使用的条件下，两组刀片刃部全部或者部分位于同一圆柱面上，其调整基于三角形机构实现起来非常容易。

附图说明

图1为一实施例中管道清洗装置立体结构示意图。

图2为一实施例中管道清洗装置座端正投影结构示意图。

图3为一实施例中管道清洗装置动力端正投影结构示意图。

图4为一实施例中铰支座结构示意图。

图中：1.接头，2.喷管，3.内调整孔列，4.外调整孔列，5.铰支座，6.外环座，7.外摇杆，8.铰支座，9.外刀片，10.底座，11.铰支座，12.铰支座，13.外刀片，14.内摇杆，15.铰支座，16.内环座，17铰支座，18.连接孔，19.连接板，20.铰轴孔，21.耳板，22.固定孔，23.座板。

具体实施方式

图1中，接头1构造为法兰接头，用于与供液管路连接。同时供液管路可以是软管，管接头具有旋转密封结构，在本发明的实施例中，侧重于刀片在清洗装置上的装配结构，而基于清洗液的喷管2通常都具有旋转功能，其接管配置属于本领域的公知结构，在此不再赘述。

另外，关于喷水部分，在本发明的实施例中并没有专门示明，在于径向喷水也属于本领域的常规结构，在此不再赘述。

一般而言，喷管2自身结构以及附属结构通常以喷管2为参考基准，在本发明的实施例中，除非特别说明，文中参考均为喷管2。如径向、轴向和周向除非专门说明均指喷管2的径向、轴向和周向。

喷管2既是径向喷水的功能部件，也是刀片及其涨缩机构的安装基体。图1中，接头1为喷管2的尾端，也是前述的清洗液源及动力部件的接入端。

喷管2设有底座10的一端为其头端，该端封接，使清洗液从喷管2壁面上所开孔中喷出。喷管2上所开孔包括调整孔和喷孔，由于同一时刻，只有部分调整孔用于三角形机构的锁定，因此，其余调整孔被复用为喷孔，一方面可以节省总的开孔率，另一方面，也能够对调整孔进行实时清洗，从而在进行调整时，调整孔处于可用的状态。

在本发明的实施例中，三角形机构所配运动副均为铰接副，属于低副，图1中显示出具有铰支座5、铰支座8、铰支座11、铰支座12、铰支座15和图3中所示的铰支座17，用于构建三角形机构。

图1中，喷管2的头端，也就是图中所示的底座10所在端，其周向均匀阵列有铰支座11和铰支座12，铰支座11和铰支座12组配成铰支总成。图4所示结构可以作为铰支座5、铰支座8、铰支座11、铰支座12、铰支座15和铰支座17的通用结构，图4所示结构中铰支座5、铰支座8、铰支座11、铰支座12、铰支座15和铰支座17可以通过固定孔22固定，并基于相互间的挤压实现定位。

在一些实施例中，铰支座5、铰支座8、铰支座11、铰支座12、铰支座15和铰支座17可以在相应附着结构上焊接。

图1中，铰支座11和铰支座12数量相同，其可以采用图4中所示的通用结构，并基于该结构在底座10上通过螺钉进行固定，也可以采用焊接的方式固定在底座10上。

图1中，铰支座11作为第一铰支座用于外刀片9刀柄端的铰接；铰支座12作为第二铰支座，用于内刀片13在底座12上的铰接。

图2和图3中可见，铰支座11和铰支座12依次间隔地的阵列在底座10上，以降低两类刀片间的装配干涉和调整干涉。

刀片的数量与铰支座11、铰支座12的数量之和相等，其中铰支座11与图1中所示的外刀片9一一对应，铰支座12与图1中所示的内刀片13一一对应。外刀片9的刀柄端与所对应铰支座11通过铰轴铰接，内刀片13的刀柄端与所对应铰支座12通过铰轴铰接。

从图1中可见，外刀片9与内刀片13的仰角不同，即与喷管2的轴线的夹角不同，如果让两类刀片的刃部在同一圆柱面上，也就是需要同时能够对同一管体进行清洗，必然仰角较小刀片的长度相对较大，因此，基于图1的结构可知，外刀片9的长度比内刀片13的长度要长。

图1中在喷管2上套装有两个环座，其中一环座构成与外刀片9对应的外环座6，另一环座则构成与内刀片13对应的内环座16。由于两类刀片的仰角不同，通过适配两环座在喷管2轴向的位置差异性，避免调整时的位置干涉。

为构造出三角形机构，通过摇杆与环座间、环座与刀片间的铰接，以及环座自由度的锁定或脱锁来实现。其中外摇杆7与第一铰支座，也就是铰支座11一一对应，外摇杆7的一端与外环座6铰接，外摇杆7的另一端与外刀片9的中部铰接，以形成外三角形机构。

相应地，内摇杆14与第二铰支座，也就是铰支座12一一对应，内摇杆14的一端与内环座16铰接，内摇杆14的另一端与内刀片13的中部铰接，形成内三角形机构。

两个三角形机构的自由度的约束在于环座与喷管2的连接或者脱离连接。具体是在喷管2的轴向设有第一组调整孔和第二组调整孔，两组调整孔间的孔元素配对使用，配对使用的孔元素中包含于第一组调整孔的用于外环座6的定位和锁定，包含于第二组调整孔的用于内环座16的定位和锁定，且在锁定状态下，刀片的刃部全部或部分位于同一圆柱面上，该圆柱面与喷管2共轴线。可以理解的是若刃部部分位于所述的圆柱面上，其余部分必然位于圆柱面所圈定的空间之内，而不是探入到管体内部。

由于调整孔具有位置确定性，基于孔的连接属于机械领域的型锁和结构，连接可靠性非常好，相应地，三角形机构的锁定稳定性非常好，不至于在工作过程中脱锁或者产生滑移。

为了确保固定的可靠性，每一孔元素至少包含有两个调整孔。

相应地，包含于同一孔元素的调整孔在喷管2的周向均置，使相应环座受力均衡。

对于喷管2而言，常规喷管通常是圆管，圆管结构简单，承压能力强，但开孔相对困难，在一些实施例中，喷管2采用正多棱体管道，在此类结构中，在喷管2上开孔相对容易，并且喷管2在加工孔时，容易定位和装夹。

相应地，喷管2的棱边数为偶数个，适配于两类三角形机构，两类三角形机构所适配的棱边数相同。

进一步地，喷管2一半侧面开有第一组调整孔，另一半侧面开有第二组调整孔，在进行调整时，相互不干扰。

参见图2和图3，喷管2的棱边数为六个，即喷管2是正六棱体似的管体。此外，相对于圆管，正多棱体管道的支座方式可以更简单，可以采用平板折弯后焊接而成。

在折弯前进行打孔，定位装夹更容易。

参见图1和图2，刀片的数量为棱边数量的两倍。

在一些实施例中，刀片具有与喷管2轴线共面的弧形刃，当刀片因环座的位置调整而导致仰角发生变化时，弧形刃仍然与喷管2内表面保持接触。

在优选的实施例中，刀片的刀头构造为：

于刀片刀身的末端开有转轴孔，刀片刀身的末端即刀头所在端。

具有直刀刃的刀头通过转轴安装在刀身上，从而当外摇杆7及内摇杆14处于张开止位时，直刀刃基于力的作用，刃口会与管体内表面贴合，此时直刀刃与管道轴线平行。

优选地，刀头基于转轴的最大转角小于等于45度，且大于等于30度。刀头转角越大，其自由度就越大，环座的调整空间也就越大，不过在实际应用中，受三角形机构自身形体，以及刀片自身形体的限制，刀头的最大转角不宜过大。显然，为获得较多中管径的适配性，转轴的最大转角也不宜过小。

环座调整到位后需进行锁定，在优选的实施例中，环座与喷管2间通过紧定螺钉锁定。紧定螺钉即俗称的顶丝，主要用于通过径向的方式进行锁定。

在一些实施例中，环座与喷管2间还可以采用例如弹簧销的方式进行锁定，锁定很是更快捷。

Claims

1.一种管道清洗装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的管道清洗装置，其特征在于，每一孔元素至少包含有两个调整孔；

包含于同一孔元素的调整孔在喷管的周向均置。

3.根据权利要求1所述的管道清洗装置，其特征在于，喷管为正多棱体管道，喷管的棱边数为偶数个；

4.根据权利要求3所述的管道清洗装置，其特征在于，喷管的棱边数为六个。

5.根据权利要求3或4所述的管道清洗装置，其特征在于，刀片的数量为棱边数量的两倍。

6.根据权利要求1所述的管道清洗装置，其特征在于，刀片具有与喷管轴线共面的弧形刃。

7.根据权利要求1所述的管道清洗装置，其特征在于，刀片的刀头构造为：

于刀片刀身的末端开有转轴孔；

具有直刀刃的刀头通过转轴安装在刀身上；

外摇杆及内摇杆处于张开止位时，直刀刃与管道轴线平行。

8.根据权利要求7所述的管道清洗装置，其特征在于，刀头基于转轴的最大转角小于等于45度，且大于等于30度。

9.根据权利要求1所述的管道清洗装置，其特征在于，环座与喷管间通过紧定螺钉锁定。

10.根据权利要求1所述的管道清洗装置，其特征在于，第一组调整孔和第二组调整孔均穿透喷管的管壁。