CN112547714A - 管道清理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了管道清理系统及方法，包括管道爬行机器人和负压设备，管道爬行机器人与负压设备连接；管道爬行机器人包括旋转电机、第一旋转摆臂以及粉末搅松机构；旋转电机通过输出轴与第一旋转摆臂连接，第一旋转摆臂上设置有耐腐蚀塑制刮刀；粉末搅松机构包括至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂，第二旋转摆臂的一端与输出轴连接且另一端上设置有耐腐蚀塑制刮刀。本发明实现清除粘附在管壁上的粉末及搅松管道内堆积粉末的功能，再通过负压设备进行吸附，以实现在管道长距离清理的同时向外输送粉末，即实现危废粉末的自动清理和收集，相对于传统人工收集方式来说，收集效率更高、安全隐患更低且清理洁净度更高。

Description

管道清理系统及方法

技术领域

本发明涉及管道清理技术领域，特别涉及管道清理系统及方法。

背景技术

化学气相沉积(CVD)是一种用来沉积多种材料的技术且广泛应用于半导体工业中。它是借由气体混合物发生的化学反应，在基板表面上沉积一层固态化合物的过程，可以用来制造导体和半导体，比如在TFT工艺技术中，主要通过CVD技术形成非金属薄膜，包括SiN等绝缘膜、非晶硅膜和n+非晶硅膜等。

CVD系统管道内部堆积物成份复杂，主要成份为危废物氟化硅，大量堆积在管道底部，且管壁以及上方都粘有污染物，同时有废气如甲烷、硫化氢等有毒气体排入管道中，管道内部环境极其恶劣。管道都是离地4米左右高空悬挂，长短不一，大小各异，复杂条件造成管道的清理困难。

管道长，堆积物多，目前只采用人工收集危废粉末的方式。但因为清理该管道均属高空作业，且管道内环境恶劣，所以存在较大的安全隐患。考虑到恶劣环境对清洁工人身体的伤害，采用分批次人工轮流清理制，限定工人每次清理不超过20分钟。即现有的人工收集危废粉末的方法存在收集效率低且安全隐患高等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供管道清理系统，以实现危废粉末的自动清理和收集，减少安全隐患，提高收集效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

管道清理系统，包括管道爬行机器人和负压设备，所述管道爬行机器人与所述负压设备连接；

所述管道爬行机器人包括旋转电机、第一旋转摆臂以及粉末搅松机构；

所述旋转电机通过输出轴与所述第一旋转摆臂连接，所述第一旋转摆臂上设置有紧贴待清理管道的内壁的耐腐蚀塑制刮刀；

所述粉末搅松机构包括至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂，所述第二旋转摆臂的一端与所述输出轴连接且另一端上设置有耐腐蚀塑制刮刀。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

管道清理方法，其特征在于，包括步骤：

S1、至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂构成螺旋麻花钻结构，通过所述第二旋转摆臂的耐腐蚀塑制刮刀将待清理管道内的堆积粉末进行搅松；

S2、第一旋转摆臂上的耐腐蚀塑制刮刀在旋转时对粘附在待清理管道的内壁的粉末进行刮除。

本发明的有益效果在于：管道清理系统，管道爬行机器人在待清理管道内爬行，至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂构成螺旋麻花钻结构，在旋转电机的带动下，钻进待清理管道内堆积的粉末，将成堆的结块粉末搅松，以促进粉末的有效吸出，之后通过第一旋转摆臂上的耐腐蚀塑制刮刀的旋转，将粘附在待清理管道的内壁的粉末进行刮除，实现清除粘附在管壁上的粉末及搅松管道内堆积粉末的功能，再通过负压设备进行吸附，从而实现在管道长距离清理的同时向外输送粉末，即实现危废粉末的自动清理和收集，相对于传统人工收集方式来说，收集效率更高、安全隐患更低且清理洁净度更高。

附图说明

图1为本发明实施例涉及的管道爬行机器人的立体示意图；

图2为本发明实施例涉及的管道爬行机器人的正面示意图；

图3为本发明实施例涉及的管道爬行机器人的部分剖视图；

图4为本发明实施例涉及的管道爬行机器人的右视图；

图5为本发明实施例涉及的管道爬行机器人的左视图；

图6为本发明实施例的管道清理系统的整体示意图；

图7为本发明实施例的管道清理方法的流程示意图。

标号说明：

1、管道爬行机器人；2、负压设备；3、半自动包装系统；4、输送系统；5、待清理管道；11、旋转电机；12、第一旋转摆臂；13、粉末搅松机构；14、输出轴；15、耐腐蚀塑制刮刀；16、挡板；17、红外线传感器；18、摄像头；19、铲斗；21、吸料管；22、罐体；23、罗茨风机；24、包装袋；131、第二旋转摆臂；161、后侧加强板；162、前侧加强板；163、悬板；191、斜面；211、固定法兰；212、连接法兰。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1至图6，管道清理系统，包括管道爬行机器人和负压设备，所述管道爬行机器人与所述负压设备连接；

所述管道爬行机器人包括旋转电机、第一旋转摆臂以及粉末搅松机构；

所述旋转电机通过输出轴与所述第一旋转摆臂连接，所述第一旋转摆臂上设置有紧贴待清理管道的内壁的耐腐蚀塑制刮刀；

所述粉末搅松机构包括至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂，所述第二旋转摆臂的一端与所述输出轴连接且另一端上设置有耐腐蚀塑制刮刀。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：管道爬行机器人在待清理管道内爬行，至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂构成螺旋麻花钻结构，在旋转电机的带动下，钻进待清理管道内堆积的粉末，将成堆的结块粉末搅松，以促进粉末的有效吸出，之后通过第一旋转摆臂上的耐腐蚀塑制刮刀的旋转，将粘附在待清理管道的内壁的粉末进行刮除，实现清除粘附在管壁上的粉末及搅松管道内堆积粉末的功能，再通过负压设备进行吸附，从而实现在管道长距离清理的同时向外输送粉末，即实现危废粉末的自动清理和收集，相对于传统人工收集方式来说，收集效率更高、安全隐患更低且清理洁净度更高。

进一步地，每一根所述第二旋转摆臂与所述输出轴的连接位置在所述输出轴的延长方向上均为不同。

从上述描述可知，即第二旋转摆臂不是安装在同个平面上，而是前后错开安装，以达到更好的搅松效果。

进一步地，所述输出轴上设置有两根上下对称的第一旋转摆臂，所述第一旋转摆臂与所述输出轴为斜向连接。

从上述描述可知，上下对称的第一旋转摆臂有利于提高刮除效率，保证刮除干净，斜向连接相对于垂直连接来说，更适合于管道爬行机器人进行边爬行边刮除。

进一步地，所述粉末搅松机构包括三根相互错开120°的第二旋转摆臂，所述第二旋转摆臂的长度随着与所述输出轴上远离所述旋转电机的一端的距离增大而减小。

从上述描述可知，三根角度错开且前后错开的第二旋转摆臂的长度随着距离输出轴的尾端的增大而减小，即位于输出轴的尾端的第二旋转摆臂的长度最长，后两根第二旋转摆臂的长度逐渐减小，由此，三根第二旋转摆臂在旋转时位于不同的旋转面，达到较好的覆盖面积，从而实现更好的搅松效果。

进一步地，所述耐腐蚀塑制刮刀为铁氟龙刮刀。

从上述描述可知，铁氟龙具有较高的耐腐蚀性，同时铁氟龙的机械性能较软，在刮除粉末的过程中不会损伤管道。

进一步地，还包括负压设备，所述负压设备包括真空泵、罗茨风机、罐体及吸料管，所述真空泵与所述罗茨风机分别与所述罐体连接，所述罐体与所述吸料管连接，所述吸料管与所述爬行机器人连接。

从上述描述可知，在真空泵和罗茨风机的作用下，罐体及吸料管等容腔内产生真空，以达到吸附粉末的效果。

进一步地，所述旋转电机与所述第一旋转摆臂之间设置有挡板，所述挡板在靠近所述旋转电机的一侧上安装有后侧加强板；所述挡板在靠近所述第一旋转摆臂的一侧上安装有红外线传感器；

所述管道爬行机器人在远离所述挡板的一端上以及所述挡板在靠近所述旋转电机的一侧上均安装有摄像头。

从上述描述可知，红外线传感器可以随时反馈机器人与管道障碍物的距离，同时起到保护管道和机器人的作用；摄像头可以实时监测管内障碍物和机器人异常，从而保证管道爬行机器人在管道内的正常运行；后侧加强板用来稳固挡板。

进一步地，还包括半自动包装系统和输送系统，所述罐体底部设置有重量传感器且所述罐体底部连接有包装袋，所述包装袋与所述输送系统连接，所述输送系统与热封包装的半自动包装系统连接。

从上述描述可知，重量传感器进行重量感应，将吸出的粉末定量装进包装袋，然后输送到包装系统进行热封包装，以实现对粉末的自动收集处理。

进一步地，所述挡板在靠近所述第一旋转摆臂的一侧上还设置有铲斗以及两根交叉放置的前侧加强板；

所述前侧加强板在靠近所述铲斗的一端设置有一根悬板，两根悬板分别连接于所述铲斗的两端；

所述铲斗的一端出口与所述吸料管连接且所述铲斗的一端出口与所述铲斗的另一端出口通过斜面连接。

从上述描述可知，设置有铲斗来收集粉末，铲斗上的斜度有利于粉末的吸收，防止部分粉末堆积在档板下端。

请参照图7，管道清理方法，包括步骤：

S1、至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂构成螺旋麻花钻结构，通过所述第二旋转摆臂的耐腐蚀塑制刮刀将待清理管道内的堆积粉末进行搅松；

S2、第一旋转摆臂上的耐腐蚀塑制刮刀在旋转时对粘附在待清理管道的内壁的粉末进行刮除。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂构成螺旋麻花钻结构，在旋转电机的带动下，钻进待清理管道内堆积的粉末，将成堆的结块粉末搅松，以促进粉末的有效吸出，之后通过第一旋转摆臂上的耐腐蚀塑制刮刀的旋转，将粘附在待清理管道的内壁的粉末进行刮除，实现清除粘附在管壁上的粉末及搅松管道内堆积粉末的功能，相对于传统人工收集方式来说，收集效率更高、安全隐患更低且清理洁净度更高。

请参照图1至图6，本发明的实施例一为：

管道清理系统，如图6所示，包括管道爬行机器人1、负压设备2、半自动包装系统3和输送系统4，管道爬行机器人1与负压设备2连接；负压设备2包括真空泵、罗茨风机23、罐体22及吸料管21，真空泵与罗茨风机23分别与罐体22连接，罐体22与吸料管21连接，吸料管21与爬行机器人连接，罐体22底部设置有重量传感器且罐体22底部连接有包装袋24，包装袋24与输送系统4连接，输送系统4与热封包装的半自动包装系统3连接。即在真空泵和罗茨风机23的作用下，罐体22及吸料管21等容腔内产生真空。吸料管21由管道爬行机器人1携带进入待清理管道5，依靠真空将待清理管道5的管内粉末吸收至罐体22中。罐体22底部配的重量传感器，将吸出的粉末定量装进包装袋24，然后输送到包装系统进行热封包装，最后再运输至厂内危废仓库统一保存，由危废处理厂统一收集处理。

如图3所示，管道爬行机器人1包括旋转电机11、第一旋转摆臂12以及粉末搅松机构13；其中，旋转电机11通过输出轴14与第一旋转摆臂12连接，第一旋转摆臂12上设置有紧贴待清理管道5的内壁的耐腐蚀塑制刮刀15；具体的，在本实施例中，如图1所示，输出轴14上设置有两根上下对称的第一旋转摆臂12，第一旋转摆臂12与输出轴14为斜向连接，在其他等同实施例中，可以优选三根、四根等第一旋转摆臂12均可。

如图1所示，粉末搅松机构13包括至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂131，第二旋转摆臂131的一端与输出轴14连接且另一端上设置有耐腐蚀塑制刮刀15。具体的，在本实施例中，如图2所示，粉末搅松机构13包括三根相互错开120°的第二旋转摆臂131，第二旋转摆臂131的长度随着与输出轴14上远离旋转电机11的一端的距离增大而减小，同时。每一根第二旋转摆臂131与输出轴14的连接位置在输出轴14的延长方向上均为不同。由此可知，输出轴14上前后依次设置有四个连接台阶，两根第一旋转摆臂12连接同一连接台阶上，三根第二旋转摆臂131依次连接在其余的三根连接台阶上。

如图1所示，旋转电机11与第一旋转摆臂12之间设置有挡板16，如图5所示，挡板16在靠近旋转电机11的一侧上安装有后侧加强板161；如图3所示，挡板16在靠近第一旋转摆臂12的一侧上安装有红外线传感器17；管道爬行机器人1在远离挡板16的一端上以及挡板16在靠近旋转电机11的一侧上均安装有摄像头18。

如图1和图4所示，挡板16在靠近第一旋转摆臂12的一侧上还设置有铲斗19以及两根交叉放置的前侧加强板162；前侧加强板162在靠近铲斗19的一端设置有一根悬板163，两根悬板163分别连接于铲斗19的两端；铲斗19的一端出口与吸料管21连接且铲斗19的一端出口与铲斗19的另一端出口通过斜面191连接。由此，后侧加强板161还能起到防止铲斗19因为粉末加重而严重变形。

同时，在本实施例中，在旋转电机11及轴承座的前端安装一个防尘罩，防止粉尘影响电机使用；吸料管21的两端通过固定法兰211固定，与铲斗19之间通过连接法兰212固定。

其中，本实施例中的待清理管道5为CVD系统管道。

请参照图7，本发明的实施例二为：

管道清理方法，包括步骤：

S1、至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂131构成螺旋麻花钻结构，通过所述第二旋转摆臂131的耐腐蚀塑制刮刀15将待清理管道5内的堆积粉末进行搅松。具体的，本申请的第二旋转摆臂131设置有三根，且三根第二旋转摆臂131的摆臂长度不一、安装位置前后错开且安装角度错开120°。这是因为在管道内原本堆积的粉末可能占据了待清理管道5的三分之一或者是二分之一，因此需要将待清理管道5内的堆积粉末进行搅松吸附，而不单单是清理管壁上刮下来的粉末。

S2、第一旋转摆臂12上的耐腐蚀塑制刮刀15在旋转时对粘附在待清理管道5的内壁的粉末进行刮除；具体的，本实施例中的第一旋转摆臂12设置有上下对称的两根；

如图7所示，本实施例还包括以下步骤：管道爬行机器人1在待清理管道5内爬行，负压设备2通过吸料管21进行实时的粉末吸附，输送系统4将负压设备2收集的粉末运输至半自动包装系统3，由半自动包装系统3进行热封包装。

综上所述，本发明提供的管道清理系统及方法，管道爬行机器人在待清理管道内爬行，三根摆臂长度不一、安装位置前后错开且安装角度错开120°的第二旋转摆臂构成螺旋麻花钻结构，在旋转电机的带动下，钻进待清理管道内堆积的粉末，将成堆的结块粉末搅松，以促进粉末的有效吸出，之后通过上下对称的两根第一旋转摆臂上的耐腐蚀塑制刮刀的旋转，将粘附在待清理管道的内壁的粉末进行刮除，实现清除粘附在管壁上的粉末及搅松管道内堆积粉末的功能，通过铲斗进行粉末的收集，再通过负压设备进行吸附，从而实现在管道长距离清理的同时向外输送粉末，即实现危废粉末的自动清理和收集，相对于传统人工收集方式来说，收集效率更高、安全隐患更低且清理洁净度更高；另外，红外线传感器可以随时反馈机器人与管道障碍物的距离，同时起到保护管道和机器人的作用；摄像头可以实时监测管内障碍物和机器人异常，从而保证管道爬行机器人在管道内的正常运行；后侧加强板和前侧加班板用来稳固挡板，从而保证管道爬行机器人在管道内的正常运行。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.管道清理系统，其特征在于：包括管道爬行机器人和负压设备，所述管道爬行机器人与所述负压设备连接；

所述管道爬行机器人包括旋转电机、第一旋转摆臂以及粉末搅松机构；

所述旋转电机通过输出轴与所述第一旋转摆臂连接，所述第一旋转摆臂上设置有紧贴待清理管道的内壁的耐腐蚀塑制刮刀；

所述粉末搅松机构包括至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂，所述第二旋转摆臂的一端与所述输出轴连接且另一端上设置有耐腐蚀塑制刮刀。

2.根据权利要求1所述的管道清理系统，其特征在于：每一根所述第二旋转摆臂与所述输出轴的连接位置在所述输出轴的延长方向上均为不同。

3.根据权利要求1所述的管道清理系统，其特征在于：所述输出轴上设置有两根上下对称的第一旋转摆臂，所述第一旋转摆臂与所述输出轴为斜向连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的管道清理系统，其特征在于：所述粉末搅松机构包括三根相互错开120°的第二旋转摆臂，所述第二旋转摆臂的长度随着与所述输出轴上远离所述旋转电机的一端的距离增大而减小。

5.根据权利要求4所述的管道清理系统，其特征在于：所述耐腐蚀塑制刮刀为铁氟龙刮刀。

6.根据权利要求4所述的管道清理系统，其特征在于：所述负压设备包括真空泵、罗茨风机、罐体及吸料管，所述真空泵与所述罗茨风机分别与所述罐体连接，所述罐体与所述吸料管连接，所述吸料管与所述爬行机器人连接。

7.根据权利要求6所述的管道清理系统，其特征在于：所述旋转电机与所述第一旋转摆臂之间设置有挡板，所述挡板在靠近所述旋转电机的一侧上安装有后侧加强板；所述挡板在靠近所述第一旋转摆臂的一侧上安装有红外线传感器；

所述管道爬行机器人在远离所述挡板的一端上以及所述挡板在靠近所述旋转电机的一侧上均安装有摄像头。

8.根据权利要求6所述的管道清理系统，其特征在于：还包括半自动包装系统和输送系统，所述罐体底部设置有重量传感器且所述罐体底部连接有包装袋，所述包装袋与所述输送系统连接，所述输送系统与热封包装的半自动包装系统连接。

9.根据权利要求7所述的管道清理系统，其特征在于：所述挡板在靠近所述第一旋转摆臂的一侧上还设置有铲斗以及两根交叉放置的前侧加强板；

所述前侧加强板在靠近所述铲斗的一端设置有一根悬板，两根悬板分别连接于所述铲斗的两端；

所述铲斗的一端出口与所述吸料管连接且所述铲斗的一端出口与所述铲斗的另一端出口通过斜面连接。

10.管道清理方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任意一项所述的管道清理系统清理管道的方法，包括步骤：

S1、至少两根长度不一且错开角度的第二旋转摆臂构成螺旋麻花钻结构，通过所述第二旋转摆臂的耐腐蚀塑制刮刀将待清理管道内的堆积粉末进行搅松；

S2、第一旋转摆臂上的耐腐蚀塑制刮刀在旋转时对粘附在待清理管道的内壁的粉末进行刮除。

Images