CN112222955A - 一种非磁性管道内部打磨装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于检修工具技术领域，具体涉及一种非磁性管道内部打磨装置及方法。本发明是为了解决非磁性管道内部的结晶堵塞锈蚀，在不切开管道的情况下进行打磨的技术问题。其主要由动力装置，管套以及磁极底座组成。在动力装置的带动下，磁极底座在管套轨道上持续旋转，带动磁性磨粒对管道内壁进行打磨。使用方法为：将磁极底座安装到管套上，再将管套固定在非磁性管道上；从管口注入磁性磨粒，然后启动动力装置带动磁极底座旋转，进而带动磁性磨粒打磨非磁性管道内壁。本发明的打磨装置和方法可以再不切割开管道的情况下对管道折弯变形部位的内侧进行效果良好的打磨工作，可以实现全方位无死角的对管道内部进行清理，清理效果更好。

Description

一种非磁性管道内部打磨装置及方法

技术领域

本发明属于检修工具技术领域，具体涉及一种非磁性管道内部打磨装置及方法。

背景技术

在生产制造领域，各式各样的机械设备、运输管道等设备设施中存在着大量的小管径(内径小于20mm)管道，如仪表管，取样管，主管道支管等。由于其管道内径较小，加上现场布置需求管道会被折弯变形等，这就容易造成管道内介质流通不畅。因此经常发现小管径管道内部存在结晶堵塞、锈蚀等现象，尤其是在折弯变形的位置。一旦发现管道内介质流通不畅，就需要进行处理以确保管道能够继续使用。目前，通常都是对堵塞位置进行打磨，或者用细长的针状物去戳捅。如果堵塞位于弯头折弯等难以触及的位置，往往就只能采用切割更换处理。寻常打磨、戳捅的方式，往往处理起来比较费力且效果不理想，清理不完全使得下次更容易堵塞，对于弯头等位置更是无能为力。而采用切割更换处理则涉及焊接动火作业，存在一定的安全隐患，并且工期也会被延长。此外，这些管道往往只是堵塞没有其他缺陷，切割更换会导致材料浪费成本上升。仪表管、取样管等常见的小管径管道一般都是奥氏体不锈钢材质，无磁性。因此，需要提供一种适用于非磁性小管径管道的、能够无需切割管道的内部打磨装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于针对非磁性管道内部的结晶堵塞锈蚀，需切割管道导致的工期延长、成本上升等问题，提供了一种针对非磁性管道内部打磨装置及方法，可以再不切割开管道的情况下对管道折弯变形部位的内侧进行效果良好的打磨工作。

本发明的技术方案如下：

一种非磁性管道内部打磨装置，包括动力装置、管套、磁极底座和磁极；管套安装在非磁性管道外壁上，非磁性管道内装入磁性磨粒，磁极安装在磁极底座上，动力装置驱动磁极底座在管套内旋转，从而带动磁性磨粒在非磁性管道内壁进行打磨。

所述管套和所述磁极底座均为两瓣式环形结构，两部分通过卡扣进行连接和分开。

所述管套上设置有一圈管套轨道，所述磁极底座上设置有一圈与之配合安装的磁极底座轨道，从而实现管套和磁极底座的连接和分开。

所述管套上设置有轴承结构，所述动力装置通过传动结构和轴承结构连接有一个管套传动杆齿轮；所述磁极底座上设置有磁极底座齿轮，所述管套传动杆齿轮与磁极底座齿轮相啮合，从而使得动力装置驱动磁极底座在管套内旋转。

所述传动结构包括电机传动杆和管套传动杆，电机传动杆一端与动力装置连接，另一端与管套传动杆连接。

所述电机传动杆一端采用万向轴结构与管套传动杆连接。

所述电机传动杆末端以及管套传动杆头部两者接合位置则分别采用铁氧体磁铁和碳钢。

所述磁极包括聚磁装置和永磁体。

所述磁极平均分布在磁极底座外壁，N极与S极间隔布置且位置相对。

所述管套和磁极底座由碳纤维材料制作而成。

所述磁性磨粒则采用铁和氧化铝按2:1.1-2:1的比例混合而成。

所述永磁体选用铷铁硼磁铁。

所述轴承结构使用无磁性金属材料。

所述轴承结构使用无磁性的钛合金。

本发明还提供了上述非磁性管道内部打磨装置的使用方法，依次包括如下步骤：

S1.在非磁性管道需要打磨的部位缠上一层或多层泡沫胶带，然后将磁极底座的两瓣分别旋转安装到管套的两瓣上，再将管套扣在泡沫胶带位置，关闭卡扣6使得装置固定在管道上；

S2.从管口部位注入磁性磨粒，然后连接好动力装置并启动，带动磁极底座旋转，进而带动磁性磨粒打磨非磁性管道内壁。

本发明的有益效果在于：

本发明的非磁性管道内部打磨装置通过磁力穿透过非磁性管道，控制管道内注入的磁性磨粒旋转形成磁力刷，从而实现对管道内壁的打磨。相较于传统的打磨、戳捅以及切割更换去去除结晶堵塞锈蚀的方法，使用磁力打磨可以实现全方位无死角的对管道内部进行清理，清理效果也更出众，同时还无需破坏原有的管道，尤其适用于小管径管道或操作环境复杂的管道清理工作。本装置采用分体式结构，且整体小巧紧凑，动力装置传动杆采用的万向轴结构，使得其可运用范围扩大，即使在管线密布区域，只要可以安装上管套和磁极底座，动力装置也能顺利的提供动力。

附图说明

图1为本发明的非磁性管道内部打磨装置的整体结构示意图；

图2为图1中管套和磁极底座结构的截面示意图；

图3为本发明的非磁性管道内部打磨装置的主要组成部件的三维爆炸图；

图4为图1中电动传动杆的结构示意图；

图5为图4中电动传动杆末端万向轴结构的局部放大图；

图6为本发明的非磁性管道内部打磨装置的磁极分布示意图；

图7为本发明的非磁性管道内部打磨装置的使用方式示意图。

图中：1-动力装置、2-电机传动杆、3-管套传动杆、4-轴承结构、5-管套、6-卡扣、7-管套传动杆齿轮、8-磁极底座齿轮、9-磁极底座、10-聚磁装置、11-永磁体、12-磁极底座轨道、13-管套轨道。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本实施例提供了一种非磁性管道内部打磨装置，如图1至图3所示，其主要包括以下组成部分：动力装置1，电机传动杆2，管套传动杆3，轴承结构4，管套5，卡扣6，管套传动杆齿轮7，磁极底座齿轮8，磁极底座9，聚磁装置10，永磁体11，磁极底座轨道12和管套轨道13。管套5、磁极底座9以及磁极底座轨道12等附属部分由碳纤维材料制作而成，轴承结构4使用无磁性的钛合金，永磁体11选用铷铁硼磁铁，电机传统杆2末端以及管套传动杆3头部两者接合位置则分别采用铁氧体磁铁和碳钢。注入管道内负责研磨的磁性磨粒则采用铁和氧化铝按2:1.1-2:1的比例混合而成，磨粒直径为180-220μm，本实施例磨粒直径为200μm。

如图2、图3所示，整个装置核心部分可从中间“一分为二”，管套5和磁极底座9均为两瓣式结构，两部分通过卡扣6进行连接和分开。

所述管套5整体为两瓣式圆环结构，在使用时管套5卡在需清理的非磁性管道外壁，能够为整个装置提供支撑；如图3所示，管套5的截面为“凹”字型，包含一个环形底面和与底面垂直设置的两个侧壁，底面中间还设置有一个管套轨道13，用于与磁极底座9相连接；管套5的一个侧壁上设置有轴承装置4，动力装置1通过电机传动杆2依次连接管套传动杆3、轴承结构4和管套传动杆齿轮7，动力装置1位于管套5外侧，管套传动杆齿轮7位于管套5内侧。

如图4和图5所示，电机传动杆2末端采用了万向轴结构，与管套传动杆3连接，使得本装置能够适应多种结构复杂、空间受限的操作环境。

所述磁极底座9整体为两瓣式环状结构，如图3所示，其截面为“凸”字型，中间设置有一个用于连接管套5的环状凹槽结构作为磁极底座轨道12，凹槽的形状和尺寸与管套轨道13相配合，在安装时磁极底座轨道12和管套轨道13通过旋转实现相互连接和分开；磁极底座轨道12侧面设置有一圈齿条结构作为磁极底座齿轮8，磁极底座齿轮8与管套传动杆齿轮7相啮合。在使用时，当磁极底座9与管套5旋转连接到一块时，管套传动杆齿轮7与磁极底座齿轮8形成相互配合，动力装置1的动力便可传输到磁极底座9上，从而带动磁极底座9旋转。

所述磁极底座9的凹槽结构顶面设置有多个聚磁装置10，聚磁装置10内设置有永磁体11，形成多个磁极；磁极的磁感线穿过非磁性的管道进而带动管道内的磁性磨粒旋转运动形成磁粒刷，磨粒便对管道内壁进行打磨处理，去除管道内壁上的结晶堵塞锈蚀。本实施例的磁极底座9上磁极的布置如图6所示，从上到下从左至右指向圆心的分别为N-S-N-S。

由于管套5和磁极底座9均为两瓣式圆环结构，两瓣可以为相同结构，也可以为相配合的不同结构。为便于生产和使用，当管套5和磁极底座9采用相同的两瓣结构相同时，所述管套5的两瓣上分别设置一个轴承结构4，均可用于连接管套连接杆齿轮7，所述磁极底座轨道12两侧各设置有一圈齿条结构作为磁极底座齿轮8，两个磁极底座齿轮8均可与管套传动杆齿轮7相啮合。当管套5和磁极底座9采用相配合的两瓣式结构时，所述管套5的一瓣上设置有轴承结构4，另一瓣上没有轴承结构；所述磁极底座轨道12仅一侧设置有齿条结构作为磁极底座齿轮8，使用时需选择合适的放置动力装置1的位置安装有轴承结构4的一瓣管套。

如图7所示，以处理一段母管小支管的折弯部位为例，本实施例还提供了上述打磨装置的使用方法，依次包括如下步骤：

S1.在需要打磨的部位缠上若干层泡沫胶带，调整该部位的管径使装置能够更稳定的固定，在运行时也起到一定的减震作用，然后将管套轨道13旋转插入磁极底座轨道12中，使得磁极底座9的两瓣分别安装到管套5的两瓣上，再将管套5扣在泡沫胶带位置，关闭卡扣6使得装置固定在管道上。

S2.此时从小支管的管口部位注入适量的磁性磨粒，以刚好能够覆盖被打磨部位为宜，注入完成后便可以将动力装置1的传动杆2插入管套传动杆3中。将传动杆3尽量保持笔直，然后启动动力装置1，带动磁极底座9旋转，进而带动磁性磨粒打磨管道内壁。

S3.一处位置打磨完成后取下装置安装在下一处，并重复上述操作。

本实施例的非磁性小管径管道内部磁力打磨装置，是为了对小管径管道内部的结晶堵塞锈蚀进行打磨而设计的一种磁力打磨装置。其主要由动力装置，管套以及磁极底座组成。在动力装置的带动下，磁极底座在管套轨道上持续旋转，带动磁性磨粒对管道内壁进行打磨。可以再不切割开管道的情况下对管道折弯变形部位的内侧进行效果良好的打磨工作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：包括动力装置(1)、管套(5)、磁极底座(9)和磁极；管套(5)安装在非磁性管道外壁上，非磁性管道内装入磁性磨粒，磁极安装在磁极底座(9)上，动力装置(1)驱动磁极底座(9)在管套(5)内旋转，从而带动磁性磨粒在非磁性管道内壁进行打磨。

2.如权利要求1所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述管套(5)和所述磁极底座(9)均为两瓣式环形结构，两部分通过卡扣(6)进行连接和分开。

3.如权利要求2所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述管套(5)上设置有一圈管套轨道(13)，所述磁极底座(9)上设置有一圈与之配合安装的磁极底座轨道(12)，从而实现管套(5)和磁极底座(9)的连接和分开。

4.如权利要求3所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述管套(5)上设置有轴承结构(4)，所述动力装置(1)通过传动结构和轴承结构(4)连接有一个管套传动杆齿轮(7)；所述磁极底座(9)上设置有磁极底座齿轮(8)，所述管套传动杆齿轮(7)与磁极底座齿轮(8)相啮合，从而使得动力装置(1)驱动磁极底座(9)在管套(5)内旋转。

5.如权利要求4所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述传动结构包括电机传动杆(2)和管套传动杆(3)，电机传动杆(2)一端与动力装置(1)连接，另一端与管套传动杆(3)连接。

6.如权利要求5所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述电机传动杆(2)一端采用万向轴结构与管套传动杆(3)连接。

7.如权利要求6所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述电机传动杆(2)末端以及管套传动杆(3)头部两者接合位置则分别采用铁氧体磁铁和碳钢。

8.如权利要求6所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述磁极包括聚磁装置(10)和永磁体(11)。

9.如权利要求1或8所述的一种非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述磁极平均分布在磁极底座(9)外壁，N极与S极间隔布置且位置相对。

10.如权利要求1-8中任一项所述的非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述管套(5)和磁极底座(9)由碳纤维材料制作而成。

11.如权利要求10中任一项所述的非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述磁性磨粒则采用铁和氧化铝按2:1.1-2:1的比例混合而成。

12.如权利要求11中任一项所述的非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述永磁体(11)选用铷铁硼磁铁。

13.如权利要求4-8中任一项所述的非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述轴承结构(4)使用无磁性金属材料。

14.如权利要求12中任一项所述的非磁性管道内部打磨装置，其特征在于：所述轴承结构(4)使用无磁性的钛合金。

15.一种如权利要求1-8中任一项所述的非磁性管道内部打磨装置的使用方法，其特征在于依次包括如下步骤：

S1.在非磁性管道需要打磨的部位缠上一层或多层泡沫胶带，然后将磁极底座(9)的两瓣分别旋转安装到管套(5)的两瓣上，再将管套(5)扣在泡沫胶带位置，关闭卡扣6使得装置固定在管道上；

S2.从管口部位注入磁性磨粒，然后连接好动力装置(1)并启动，带动磁极底座(9)旋转，进而带动磁性磨粒打磨非磁性管道内壁。

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