CN112354985B - 一种管路内壁清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井下管壁清理技术领域，提出了一种管路内壁清理装置，用于井下清洗管路，包括，转杆，具有丝杆部和光杆部，丝杆部的两端均为光杆部，气动驱动装置，用于驱动转杆转动，支撑组件，为两个，分别设置在两个光杆部上，用于支撑转杆使其位于管路的中心轴位置，导向杆，连接两个支撑组件，往复清洗组件，滑动设置在导向杆上且螺纹设置在丝杆部上，被丝杆部驱动往复运动。通过上述技术方案，解决了相关技术中的井下管道被锈蚀、污垢附着以及煤泥以及矸石等需要处理，并且需要清理的管道半径不相同的问题。

Description

一种管路内壁清理装置

技术领域

本发明涉及井下管壁清理技术领域，具体的，涉及一种管路内壁清理装置。

背景技术

煤矿井下管路不可或缺，它担负着向井下各个巷道供压风、供水及巷道排水等重要作用。管路中钢管的使用占据极大极大的比例。

因井下环境所致，钢管使用一段时间后其内壁均会出现锈蚀、污垢等杂质，尤其是在钢管拆除回收过程中其内部更加容易进入煤泥、矸石等杂物。钢管内部的杂质长时间积累将会影响使用效率，甚至发生堵塞，钢管内部的煤泥、矸石等附着力不大，可轻易清理，然而钢管内壁上的锈和污垢牢牢的附着在其上，受制于空间限制极难清除，通常只能通过敲击、加工的长杆铲和刷子进行简单的清理，且耗时长、用工多、效果差。

发明内容

本发明提出一种管路内壁清理装置，解决了相关技术中的井下管道被锈蚀、污垢附着以及煤泥以及矸石等需要处理，并且需要清理的管道半径不相同的问题。

本发明的技术方案如下：

一种管路内壁清理装置，用于井下清洗管路，包括，

转杆，具有丝杆部和光杆部，所述丝杆部的两端均为所述光杆部，

气动驱动装置，用于驱动所述转杆转动，

支撑组件，为两个，分别设置在两个所述光杆部上，用于支撑所述转杆使其位于所述管路的中心轴位置，

导向杆，连接两个所述支撑组件，

往复清洗组件，滑动设置在所述导向杆上且螺纹设置在所述丝杆部上，被所述丝杆部驱动往复运动；

其中，所述支撑组件包括，

环体，转动套设在所述光杆部上，内部具有第一气胀腔，

第一气胀滑块，为若干个，圆周排列，沿径向滑动设置在所述第一气胀腔中，且一端部伸出所述环体外，用于在所述第一气胀腔中增压后，所述第一气胀滑块沿径向向外滑出并作用于所述管路的内壁；

所述往复清洗组件，包括

移动块，滑动设置在所述导向杆上，

丝母，设置在所述移动块上，与所述丝杆部螺纹连接，

钢刷，设置在所述移动块靠近所述管路的一面上。

作为进一步的技术方案，

所述第一气胀腔由所述光杆部和所述环体围成，所述转杆内部具有气源通道，所述气源通道与所述第一气胀腔连通；

还包括旋转接头，设置在所述光杆部上，一端与所述气源通道连通，一端用于与气源连通；

所述支撑组件还包括轴承，所述轴承位于所述第一气胀腔内，所述轴承设置在所述环体与所述光杆部之间。

作为进一步的技术方案，

所述导向杆上具有二级气源通道，所述二级气源通道与所述第一气胀腔连通，

所述二级气源通道具有若干个出气口，若干个所述出气口排成至少一排，

所述移动块上具有第二气胀腔体，所述第二气胀腔体与所述出气口连通，

所述往复清洗组件还包括第二气胀滑块，为若干个，圆周排列，沿径向滑动设置在所述第二气胀腔体中且一端部伸出所述移动块外，且此端部设置有所述钢刷，用于在所述第二气胀腔体中增压后，所述第二气胀滑块沿径向向外滑出并实现所述钢刷作用于所述管路的内壁。

作为进一步的技术方案，

还包括单向阀组件，为若干个，设置在所述二级气源通道内，每个所述单向阀组件将一个所述出气口封住，

所述单向阀组件包括

阀塞，滑动设置在所述二级气源通道中，所述阀塞具有封堵部，所述封堵部为球面型，所述封堵部用于将所述出气口堵住，且堵住时，突出所述导向杆的外表面，

弹性件，用于提供所述封堵部堵住所述出气口的力。

作为进一步的技术方案，

所述移动块上设置有滑道，所述导向杆滑动设置在所述滑道内，所述滑道与所述导向杆的外壁之前形成中间腔，所述中间腔用于将所述出气口和所述第二气胀腔体连通；

还包括解封组件，位于所述中间腔内，包括

条形顶件，设置在所述滑道的内壁，为长条形，厚度小于所述出气口的直径，所述条形顶件的自由端滑动于所述导向杆的外壁，且用于压住所述封堵部使所述出气口被打开。

作为进一步的技术方案，

所述往复清洗组件还包括边缘封口件，为两个，分别设置在所述滑道的两端，用于实现所述中间腔的密封，所述边缘封口件为橡胶件，且作用于所述封堵部时，所述封堵部不能取消封堵所述出气口。

作为进一步的技术方案，

所述条形顶件的自由端为波浪形。

作为进一步的技术方案，

所述第一气胀滑块作用于所述管路的内壁的端部具有用于增大摩擦力的橡胶件。

本发明的工作原理及有益效果为：

本实施例中，为了实现管壁的清洁，设置了转杆，气动驱动装置、支撑组件、导向杆和往复清洗组件，具体为，气动驱动装置驱动转杆转动，转杆上两端设置有光杆部，光杆部之间是丝杆部；支撑组件为两个，分别设置在两个光杆部上，用于支撑转杆使其位于管路的中心轴位置，往复清洗组件螺纹设置在丝杆部上，导向杆连接两个支撑组件并且往复清洗组件滑动设置在导向杆上，转杆转动带动丝杆部转动，从而带动往复清洗组件沿导向杆滑动，往复清洗组件移动到一端后，气动驱动装置驱动转杆反向转动，带动往复清洗组件沿导向杆反向滑动，实现管道内壁的清洗。

为了实现对不同半径管壁的清洁，对支撑组件和往复清洗组件进行了可变径设计，支撑组件上设置有环体，环体内设置有第一气胀腔，第一气胀滑块沿径向滑动设置在第一气胀腔中，且一端部伸出环体外，第一气胀腔中增压后，第一气胀滑块沿径向向外滑出并作用于管路的内壁，撑紧管路的内壁，为转杆的转动提供支撑；半径在第一气胀滑块能够滑出的最大距离之内的管道，支撑组件都可以实现支撑；同时往复清洗组件包括移动块、丝母和钢刷，移动块滑动设置在导向杆上，丝母，设置在移动块上，与丝杆部螺纹连接，钢刷设置在移动块靠近管路的一面上，由钢刷对管壁进行清理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明工作前结构示意图；

图2为本发明工作时结构示意图；

图3为本发明中支撑组件结构示意图；

图4为本发明中往复清洗组件结构示意图；

图5为本发明中单向阀组件结构示意图；

图中：1、转杆，101、丝杆部，102、光杆部，103、气源通道，2、气动驱动装置，3、支撑组件，301、环体，302、第一气胀腔，303、第一气胀滑块，304、轴承，4、导向杆，401、二级气源通道，402、出气口，5、往复清洗组件，501、移动块，502、丝母，503、钢刷，504、第二气胀腔体，505、第二气胀滑块，506、滑道，507、中间腔，508、解封组件，509、条形顶件，510、边缘封口件，6、单向阀组件，601、阀塞，602、封堵部，603、弹性件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1～图5所示，本实施例提出了一种管路内壁清理装置，用于井下清洗管路，其特征在于，包括，

转杆1，具有丝杆部101和光杆部102，丝杆部101的两端均为光杆部102，

气动驱动装置2，用于驱动转杆1转动，

支撑组件3，为两个，分别设置在两个光杆部102上，用于支撑转杆1使其位于管路的中心轴位置，

导向杆4，连接两个支撑组件3，

往复清洗组件5，滑动设置在导向杆4上且螺纹设置在丝杆部101上，被丝杆部101驱动往复运动；

其中，支撑组件3包括，

环体301，转动套设在光杆部102上，内部具有第一气胀腔302，

第一气胀滑块303，为若干个，圆周排列，沿径向滑动设置在第一气胀腔302中，且一端部伸出环体301外，用于在第一气胀腔302中增压后，第一气胀滑块303沿径向向外滑出并作用于管路的内壁；

往复清洗组件5，包括

移动块501，滑动设置在导向杆4上，

丝母502，设置在移动块501上，与丝杆部101螺纹连接，

钢刷503，设置在移动块501靠近管路的一面上。

本实施例中，为了实现管壁的清洁，设置了转杆1，气动驱动装置2、支撑组件3、导向杆4和往复清洗组件5，具体为，气动驱动装置2驱动转杆1转动，转杆1上两端设置有光杆部102，光杆部102之间是丝杆部101；支撑组件3为两个，分别设置在两个光杆部102上，用于支撑转杆1使其位于管路的中心轴位置，往复清洗组件5螺纹设置在丝杆部101上，导向杆4连接两个支撑组件3并且往复清洗组件5滑动设置在导向杆4上，转杆1转动带动丝杆部101转动，从而带动往复清洗组件5沿导向杆4滑动，往复清洗组件5移动到一端后，气动驱动装置2驱动转杆1反向转动，带动往复清洗组件5沿导向杆4反向滑动，实现管道内壁的清洗。

为了实现对不同半径管壁的清洁，对支撑组件3和往复清洗组件5进行了可变径设计，支撑组件3上设置有环体301，环体301内设置有第一气胀腔302，第一气胀滑块303沿径向滑动设置在第一气胀腔302中，且一端部伸出环体301外，第一气胀腔302中增压后，第一气胀滑块303沿径向向外滑出并作用于管路的内壁，撑紧管路的内壁，为转杆1的转动提供支撑；半径在第一气胀滑块303能够滑出的最大距离之内的管道，支撑组件3都可以实现支撑；同时往复清洗组件5包括移动块501、丝母502和钢刷503，移动块501滑动设置在导向杆4上，丝母502，设置在移动块501上，与丝杆部101螺纹连接，钢刷503设置在移动块501靠近管路的一面上，由钢刷503对管壁进行清理。

进一步，第一气胀腔302由光杆部102和环体301围成，转杆1内部具有气源通道103，气源通道103与第一气胀腔302连通；

还包括旋转接头，设置在光杆部102上，一端与气源通道103连通，一端用于与气源连通；

支撑组件3还包括轴承304，轴承304位于第一气胀腔302内，轴承304设置在环体301与光杆部102之间。

本实施例中，为了实现第一气胀腔302充气涨开，设置了气源通道103，气源通道103设置在转杆1内部，与第一气胀腔302连通；第一气胀腔302由光杆部102和环体301围成；可以在光杆部102上设置旋转接头，让旋转接头一端与气源通道103连通，一端用于与气源连通，气源向气源通道103内充气，气体经过气源通道103进入第一气胀腔302，将第一气胀腔302充气涨开，最终实现第一气胀滑块303被沿径向推出。

出于支撑转杆1的目的，支撑组件3是不随着转杆1转动的，支撑组件3还包括轴承304，轴承304位于第一气胀腔302内，轴承304设置在环体301与光杆部102之间。

进一步，导向杆4上具有二级气源通道401，二级气源通道401与第一气胀腔302连通，

二级气源通道401具有若干个出气口402，若干个出气口402排成至少一排，

移动块501上具有第二气胀腔体504，第二气胀腔体504与出气口402连通，

往复清洗组件5还包括第二气胀滑块505，为若干个，圆周排列，沿径向滑动设置在第二气胀腔体504中且一端部伸出移动块501外，且此端部设置有钢刷503，用于在第二气胀腔体504中增压后，第二气胀滑块505沿径向向外滑出并实现钢刷503作用于管路的内壁。

本实施例中，虽然钢刷503具有一定弹性，刷毛倾斜时与刷毛相对直立时可以实现对不同半径管道的清理，但是对于半径相差过大的管壁，只能实现支撑组件3撑紧，无法实现往复清洗组件5对内壁的清理，所以将往复清洗组件5进行了进一步的设计，移动块501上设置有第二气胀腔体504和第二气胀滑块505；第二气胀滑块505为若干个，圆周排列，沿径向滑动设置在第二气胀腔体504中且一端部伸出移动块501外；第二气胀滑块505的伸出端上设置有钢刷503，这样在第二气胀腔体504中增压后，第二气胀滑块505沿径向向外滑出并实现钢刷503作用于管路的内壁。

为了实现第二气胀腔体504增压，设置了二级气源通道401、出气口402；具体为，二级气源通道401设置在导向杆4上，与第一气胀腔302连通；二级气源通道401具有若干个出气口402，若干个出气口402排成至少一排，第二气胀腔体504与出气口402连通；第一气胀腔302增压后，气体流入二级气源通道401、从出气口402流出后进入第二气胀腔体504，将第二气胀腔体504涨开，从而推动第二气胀滑块505沿径向向外滑出。为了实现更快更好的充气效果，出气口402可以排成多排。

进一步，还包括单向阀组件6，为若干个，设置在二级气源通道401内，每个单向阀组件6将一个出气口402封住，

单向阀组件包括

阀塞601，滑动设置在二级气源通道401中，阀塞601具有封堵部602，封堵部602为球面型，封堵部602用于将出气口402堵住，且堵住时，突出导向杆4的外表面，

弹性件603，用于提供封堵部602堵住出气口402的力。

本实施例中，虽然出气口402全部处于出气状态也能实现其作用，但是会减小二级气源通道401内的压力，为了实现只有与往复清洗组件5接触时出气口402才能出气，二级气源通道401内设置了单向阀组件6，每个单向阀组件6将一个出气口402封住；这样只有在单向阀组件6被接通时，该出气口402才会出气。单向阀组件6的具体结构包括阀塞601和弹性件603，阀塞601，滑动设置在二级气源通道401中，阀塞601具有封堵部602，封堵部602为球面型，封堵部602用于将出气口402堵住，且堵住时，突出导向杆4的外表面，这样将封堵部602按下后，出气口402就会出气；封堵部602按下后，在解除按压封堵部602的力后，封堵部602需要复位，就由弹簧提供封堵部602堵住出气口402的力，带动封堵部602复位。综上，由单向阀组件6可以增大二级气源通道401内的压力。

进一步，移动块501上设置有滑道506，导向杆4滑动设置在滑道506内，滑道506与导向杆4的外壁之前形成中间腔507，中间腔507用于将出气口402和第二气胀腔体504连通；

还包括解封组件508，位于中间腔507内，包括

条形顶件509，设置在滑道506的内壁，为长条形，厚度小于出气口402的直径，条形顶件509的自由端滑动于导向杆4的外壁，且用于压住封堵部602使出气口402被打开。

本实施例中，为了保障往复清洗组件5的顺利移动，在移动块501上设置了滑道506，导向杆4滑动设置在滑道506内，同时道与导向杆4的外壁之前形成中间腔507，中间腔507将出气口402和第二气胀腔体504连通；中间腔507内设置有解封组件508来按压单向阀组件6实现出气口402放气，解封组件508包括设置在滑道506内壁的长条形的条形顶件509，妨碍进气；条形顶件509的自由端滑动于导向杆4的外壁，且用于压住封堵部602使出气口402被打开，其厚度小于出气口402的直径，是为了防止条形顶件509将封堵部602按压下去后条形顶件509又将出气口402堵住。

进一步，往复清洗组件5还包括边缘封口件510，为两个，分别设置在滑道506的两端，用于实现中间腔507的密封，边缘封口件510为橡胶件，且作用于封堵部602时，封堵部602不能取消封堵出气口402。

本实施例中，中间腔507与两侧管道连通，一定程度上会导致充气效率低，所以在滑道506两端设置了边缘封口件510，用于实现中间腔507的密封；为了使边缘封口件510作用于封堵部602时，不使封堵部602解除封堵出气口402的状态，边缘封口件510的材质选用橡胶等软材质。

进一步，条形顶件509的自由端为波浪形。

本实施例中，为了条形顶件509作用于单向阀组件6的效果更流畅，不会卡住，将条形顶件509的自由端设置为波浪形。

进一步，第一气胀滑块303作用于管路的内壁的端部具有用于增大摩擦力的橡胶件。

本实施例中，为了防止支撑组件3出现打滑的情况，在第一气胀滑块303作用于管路内壁的端部设置了可以增大摩擦力的橡胶件。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种管路内壁清理装置，用于井下清洗管路，其特征在于，包括，

转杆(1)，具有丝杆部(101)和光杆部(102)，所述丝杆部(101)的两端均为所述光杆部(102)，

气动驱动装置(2)，用于驱动所述转杆(1)转动，

支撑组件(3)，为两个，分别设置在两个所述光杆部(102)上，用于支撑所述转杆(1)使其位于所述管路的中心轴位置，

导向杆(4)，连接两个所述支撑组件(3)，

往复清洗组件(5)，滑动设置在所述导向杆(4)上且螺纹设置在所述丝杆部(101)上，被所述丝杆部(101)驱动往复运动；

其中，所述支撑组件(3)包括，

环体(301)，转动套设在所述光杆部(102)上，内部具有第一气胀腔(302)，

第一气胀滑块(303)，为若干个，圆周排列，沿径向滑动设置在所述第一气胀腔(302)中，且一端部伸出所述环体(301)外，用于在所述第一气胀腔(302)中增压后，所述第一气胀滑块(303)沿径向向外滑出并作用于所述管路的内壁；

所述往复清洗组件(5)，包括

移动块(501)，滑动设置在所述导向杆(4)上，

丝母(502)，设置在所述移动块(501)上，与所述丝杆部(101)螺纹连接，

钢刷(503)，设置在所述移动块(501)靠近所述管路的一面上；

所述第一气胀腔(302)由所述光杆部(102)和所述环体(301)围成，所述转杆(1)内部具有气源通道(103)，所述气源通道(103)与所述第一气胀腔(302)连通；

还包括旋转接头，设置在所述光杆部(102)上，一端与所述气源通道(103)连通，一端用于与气源连通；

所述支撑组件(3)还包括轴承(304)，所述轴承(304)位于所述第一气胀腔(302)内，所述轴承(304)设置在所述环体(301)与所述光杆部(102)之间；

所述导向杆(4)上具有二级气源通道(401)，所述二级气源通道(401)与所述第一气胀腔(302)连通，

所述二级气源通道(401)具有若干个出气口(402)，若干个所述出气口(402)排成至少一排，

所述移动块(501)上具有第二气胀腔体(504)，所述第二气胀腔体(504)与所述出气口(402)连通，

所述往复清洗组件(5)还包括第二气胀滑块(505)，为若干个，圆周排列，沿径向滑动设置在所述第二气胀腔体(504)中且一端部伸出所述移动块(501)外，且此端部设置有所述钢刷(503)，用于在所述第二气胀腔体(504)中增压后，所述第二气胀滑块(505)沿径向向外滑出并实现所述钢刷(503)作用于所述管路的内壁。

2.根据权利要求1所述的一种管路内壁清理装置，其特征在于，

还包括单向阀组件(6)，为若干个，设置在所述二级气源通道(401)内，每个所述单向阀组件(6)将一个所述出气口(402)封住，

所述单向阀组件包括

阀塞(601)，滑动设置在所述二级气源通道(401)中，所述阀塞(601)具有封堵部(602)，所述封堵部(602)为球面型，所述封堵部(602)用于将所述出气口(402)堵住，且堵住时，突出所述导向杆(4)的外表面，

弹性件(603)，用于提供所述封堵部(602)堵住所述出气口(402)的力。

3.根据权利要求2所述的一种管路内壁清理装置，其特征在于，

所述移动块(501)上设置有滑道(506)，所述导向杆(4)滑动设置在所述滑道(506)内，所述滑道(506)与所述导向杆(4)的外壁之前形成中间腔(507)，所述中间腔(507)用于将所述出气口(402)和所述第二气胀腔体(504)连通；

还包括解封组件(508)，位于所述中间腔(507)内，包括

条形顶件(509)，设置在所述滑道(506)的内壁，为长条形，厚度小于所述出气口(402)的直径，所述条形顶件(509)的自由端滑动于所述导向杆(4)的外壁，且用于压住所述封堵部(602)使所述出气口(402)被打开。

4.根据权利要求3所述的一种管路内壁清理装置，其特征在于，

所述往复清洗组件(5)还包括边缘封口件(510)，为两个，分别设置在所述滑道(506)的两端，用于实现所述中间腔(507)的密封，所述边缘封口件(510)为橡胶件，且作用于所述封堵部(602)时，所述封堵部(602)不能取消封堵所述出气口(402)。

5.根据权利要求3所述的一种管路内壁清理装置，其特征在于，

所述条形顶件(509)的自由端为波浪形。

6.根据权利要求1所述的一种管路内壁清理装置，其特征在于，

所述第一气胀滑块(303)作用于所述管路的内壁的端部具有用于增大摩擦力的橡胶件。

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