CN112644143B - 一种金属管道防腐层剥离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属管道防腐层剥离装置，包括基座，该基座上设置有爬行机构和剥离机构，所述爬行机构包括行走轮，和用于驱动该行走轮转动的第一驱动装置；所述爬行机构还包括电磁吸盘，该电磁吸盘位于所述基座的行走方向的两端；所述剥离机构包括刮刀，该刮刀沿所述金属管道的轴线方向设置；在所述基座上还设置有电磁感应预热装置，该电磁感应预热装置位于所述刮刀的运动方向的前侧。本发明采用电磁吸盘与行走轮结合的爬行方式，便于使用，且可以适配多种直径的管道。
Description
技术领域
本发明涉及防腐层剥离装置技术领域，具体涉及一种金属管道防腐层剥离装置。
背景技术
为了增强油气长输管道的防腐能力，管道外多包覆有防腐层。防腐层由多种材质组成，一般来说，防腐层具有粘接能力强、材料硬度高、防腐性能好的特点。当输送管道遇到外力破坏或者是老化后，需要立即除去包覆在管道外的防腐层以进行事故抢修或者是施工作业。然而油气长输管道外壁防腐层的粘接能力强，传统的采用人工剥离的方法速度慢，剥离效率较低。
CN201420815931.2公开了一种管道外防腐层剥离装置，采用打磨法去除防腐层，其设置爬行机构，以使得剥离机构可以围绕管道爬行一圈，其爬行机构采用链条传动的方式，在实际使用过程中，存在爬行机构安装不便的问题，且其剥离机构采用钢丝刷轮进对防腐层进行打磨去除，工作环境较差，且容易产生火花，存在安全隐患。
申请人在2012年申请并获得授权的发明专利201210262073.9中公开了一种电磁感应式管道3PE防腐快速剥离装置，提出采用电磁感应加热原理对管道进行加热，以熔化防腐层的粘胶层，便于后期对防腐层的剥离。
CN201821540135.7公开了一种油气管道防腐层的清理设备，其采用申请人提出的上述电磁感应加热原理对管道进行加热，并设置刮刀和割刀对防腐层进行剥离，但是其需要操作者手持剥离机构进行操作，效率较低，且剥离效果不理想；再者，其刮刀在刺入防腐层过程中的阻力较大，存在刺入困难的问题；此外，其外壳底部采用圆弧形设置，只能适配特定直径的管道，通用性较差。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种金属管道防腐层剥离装置，其采用电磁吸盘与行走轮结合的爬行方式，便于使用，且可以适配多种直径的管道。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种金属管道防腐层剥离装置，包括基座，该基座上设置有爬行机构和剥离机构，所述爬行机构包括行走轮，和用于驱动该行走轮转动的第一驱动装置；所述爬行机构还包括电磁吸盘，该电磁吸盘位于所述基座的行走方向的两端；所述剥离机构包括刮刀，该刮刀沿所述金属管道的轴线方向设置；在所述基座上还设置有电磁感应预热装置，该电磁感应预热装置位于所述刮刀的运动方向的前侧。
本发明的金属管道防腐层剥离装置，在使用时，先将基座靠近待剥离防腐层处，然后为电磁吸盘通电，从而利用电磁吸盘和金属管道之间的吸力将基座紧紧吸附在防腐层的表面，此时，行走轮与防腐层紧密接触；随后，启动电磁感应预热装置，高频磁场穿过非金属防腐层作用在金属管道上，在管道上产生电涡流效应，使其发热，从而将防腐层与管道之间的粘胶融化，便于防腐层剥离；本发明中，第一驱动装置可以带动行走轮转动，使得基座围绕管道的轴线作周向运动，从而带动刮刀对防腐层进行剥离操作。由此可见，本发明采用电磁吸盘与行走轮结合的结构，可以快速实现基座与管道的连接，且电磁吸盘与管道不直接接触，可适配多种直径的管道使用。
优选地，所述基座包括两个平行设置的安装板，所述电磁吸盘和所述刮刀均位于两个所述安装板之间；所述电磁吸盘的长度方向的两端均设置有第一转轴，该第一转轴与相应的所述安装板转动连接，且所述第一转轴位于所述电磁吸盘的上部。电磁吸盘与基座转动连接，则使得电磁吸盘可以在吸力的作用下调整自身的位置，以在运动过程中，实时保证最强吸力的吸附效果；同时，这种结构设计，也使得电磁吸盘可以满足更多直径的管道的吸附要求。
优选地，在所述电磁吸盘和所述基座之间还设置有限位结构，该限位结构包括设置在所述电磁吸盘的端部的限位柱，和设置在所述安装板上的与所述限位柱适配的弧形槽，该弧形槽与所述第一转轴同轴设置，且该弧形槽位于所述第一转轴的下方。限位结构的设计，可以限定电磁吸盘的最大摆动角度，以防止断电时电磁吸盘发生较大幅度的转动，更加安全。
优选地，所述刮刀包括金属材质制成的刀座，和可拆卸固定连接在该刀座底部的刀体，所述刀座的顶部设置有电磁感应加热装置，该电磁感应加热装置用于为所述刀座加热。本发明中，在刮刀上设置电磁感应加热装置，金属材质的刀座会在高频磁场的作用下产生电涡流效应，使其发热，刀座的热量会传递至刀体处，再由刀体将热量传递至防腐层，使防腐层软化，便于刀体顺利刺入防腐层中，且在刮刀刺入防腐层中时，可以进一步对粘胶层进行加热，加速粘胶层的熔化，提高防腐层的剥离效率。
优选地，所述刀座的顶部还设置有壳体，所述电磁感应加热装置设置在该壳体内部，且所述壳体的顶部设置有散热口，该散热口处设置有散热装置；所述刮刀还包括与所述电磁感应加热装置电连接的加热控制器。散热装置的设置可以防止壳体内部过热，起到保护作用，而加热控制器的设置，可以对刀座的加热温度进行控制。
优选地，所述刮刀的长度方向的两侧均设置有第二转轴，该第二转轴与相应的所述安装板转动连接；在所述刮刀的远离刀刃的一端和所述基座之间设置有弹性件。
优选地，所述剥离机构还包括设置在两个所述安装板之间的切割装置；所述切割装置包括丝杆、导向杆和割刀，所述丝杆和导向杆的两端分别与两个所述安装板连接，所述割刀的顶部设置有连接块，该连接块上设置有与所述丝杆适配的螺纹孔，和与所述导向杆适配的导向孔；所述丝杆的一端与第二驱动装置连接，该第二驱动装置用于带动所述丝杆转动。在剥离初始时和剥离结束时，可以通过割刀沿金属管道的轴线方向将防腐层割开，以便于剥离初始时刮刀刺入防腐层中，和便于剥离结束时对防腐层切断。
优选地，所述割刀还包括连接在所述连接块底部的套筒，和滑动穿设在该套筒内部的刀杆，该刀杆的底部设置有割刀本体；所述刀杆可在外力作用下沿所述套筒的轴线方向从一初始位置向一工作位置运动，当所述刀杆位于其初始位置时，所述割刀本体的底部与所述防腐层之间留有距离，当所述刀杆位于其工作位置时，所述割刀本体刺入所述防腐层内。采用这种设计结构，在剥离过程中，刀杆位于其初始位置，以不影响刮刀对防腐层的剥离，在剥离开始或结束时，刀杆运动至其工作位置，可以对防腐层进行切割。
优选地，所述套筒上沿其轴线方向开设有一导向槽，在所述刀杆的侧部沿其径向方向凸出设置有导向柱，该导向柱滑动穿设在所述导向槽内；在所述刀杆的顶部和所述套筒的内周顶部之间设置有弹簧，在所述刀杆处于其初始位置时，该弹簧处于压缩状态；在所述刀杆和所述套筒之间还设置有保持机构，以使得所述刀杆保持于其初始位置。
优选地，所述保持机构包括与所述导向柱适配的卡槽，该卡槽与所述导向槽的顶部连通，且该卡槽沿远离所述导向槽的方向逐渐向下倾斜；在所述导向柱穿设在所述卡槽内时，所述刀杆保持于其初始位置。采用卡槽与导向柱的配合，可以使得刀杆保持于其初始位置，在需要切割防腐层时，操作者用力向上抬起导向柱，使得导向柱从卡槽中移动至导向槽中，则刀杆即可在弹簧的作用下向下运动至其工作位置；切割完成后，操作者用力向上抬起导向柱，使其重新卡入卡槽中即可。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例一的金属管道防腐层剥离装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一的金属管道防腐层剥离装置的剖视图；
图3为本发明实施例一的安装板的局部结构示意图；
图4为本发明实施例一的刮刀的结构示意图；
图5为本发明实施例一的刮刀的剖视图；
图6为本发明实施例二的金属管道防腐层剥离装置的剖视图；
图7为本发明实施例二的切割装置的结构示意图之一；
图8为本发明实施例二的切割装置的结构示意图之二；
图9为本发明实施例二的刀杆的结构示意图。
附图说明：
1-基座；11-安装板；111-弧形槽；12-把手；2-行走轮；3-电磁吸盘；31-第一转轴；32-限位柱；4-刮刀；41-刀座；42-刀体；43-壳体；431-散热口；44-电磁感应加热装置；45-散热装置；46-加热控制器；47-第二转轴；48-弹性件；5-电磁感应预热装置；51-高频电源；52-感应加热线圈；6-切割装置；61-丝杆；62-导向杆；63-割刀；631-连接块；632-套筒；6321-导向槽；6322-卡槽；633-刀杆；6331-导向柱；634-割刀本体；635-弹簧。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例提供了一种金属管道防腐层剥离装置，包括基座1，该基座1包括两个平行间隔设置的安装板11，两个安装板11的顶部连接有把手12，以便于操作者搬运整个剥离装置。
在基座1上设置有爬行机构，以便于基座1围绕金属管道的轴线方向作周向运动。具体地，爬行机构包括行走轮2，和用于驱动该行走轮2转动的第一驱动装置，该第一驱动装置具体为减速电机。爬行机构还包括设置在两个安装板11之间的两个电磁吸盘3，两个电磁吸盘3分别位于基座1的行走方向的两端。操作者手持把手12，将整个剥离装置放置在需要剥离的防腐层的附近，然后为电磁吸盘3通电，即可将整个剥离装置吸附在管道上。然后启动减速电机，即可带动行走轮2转动，从而使得整个剥离装置在管道上爬行。
进一步地，为了使得该剥离装置可以适配多种直径的管道，本实施例的电磁吸盘3的长度方向的两端均设置有第一转轴31，该第一转轴31与相应的安装板11转动连接，且第一转轴31位于电磁吸盘3的上部。则电磁吸盘3可以在吸力的作用下，实时调整自身的位置，使电磁吸盘3与金属管道之间的吸力维持最大。
为了防止突然断电时电磁吸盘3的转动幅度较大，本实施例在电磁吸盘3和基座1之间还设置有限位结构，该限位结构包括设置在电磁吸盘3的端部的限位柱32，和设置在安装板11上的与限位柱32适配的弧形槽111，该弧形槽111与第一转轴31同轴设置，且该弧形槽111位于第一转轴31的下方。
上述剥离机构包括刮刀4，该刮刀4沿金属管道的轴线方向设置，刮刀包括金属材质制成的刀座41，和螺钉连接在该刀座41底部的刀体42，刀座41的顶部设置有壳体43，该壳体43内部设置有电磁感应加热装置44，在壳体43的顶部设置有散热口431，该散热口431处设置有散热装置45，该散热装置45为散热风扇。本实施例中，刮刀4还包括与电磁感应加热装置44电连接的加热控制器46，在使用时，加热控制器46控制电磁感应加热装置44通电，使得刀座41产生电涡流并发热，进而将热量传递至刀体42上，由刀体42对防腐层进行加热。
具体地，上述刮刀4的长度方向的两侧均设置有第二转轴47，该第二转轴47与相应的安装板11转动连接，且在刮刀4的远离刀刃的一端和基座1之间设置有弹性件48，在该弹性件48的作用下，可以使得刮刀4的刀体42的刀刃部始终紧密抵接在管道上，有利于对防腐层的剥离。
进一步地，在基座1上还设置有电磁感应预热装置5，该电磁感应预热装置5位于刮刀4的运动方向的前侧。该电磁感应预热装置5具体包括高频电源51和感应加热线圈52，其作用是将高频电源51的高频电流，通过感应加热线圈52转变成高频磁场，穿过非金属防腐层作用在金属管道上，在金属管道上产生电涡流效应，使其发热，将防腐层与金属管道之间的粘胶融化，便于刮刀4对防腐层进行剥离。
本实施例的金属管道防腐层剥离装置的工作过程如下：
(1)将基座1贴近待剥离的防腐层位置，为电磁吸盘3通电，使得剥离装置吸附在管道上；
(2)为电磁感应预热装置4和电磁感应加热装置44通电。其中，电磁感应预热装置4可以对金属管道和防腐层之间的粘胶层加热，使粘胶层熔化；电磁感应加热装置44可以对刀座41进行加热，并经过刀体42将热量传递至防腐层，使得与刀体42接触的防腐层受热软化，在弹性件48的作用下，刀体42顺利刺入防腐层中；
(3)开启与行走轮2连接的减速电机，使得剥离装置沿着管道的周向方向运动，此时，刮刀4对防腐层进行剥离操作，在电磁感应预热装置4和电磁感应加热装置44的双重加热作用下，防腐层的剥离难度大大降低，剥离效率得到提升；
(4)剥离完毕后，断电，取下剥离装置，并清理剥离下来的防腐层即可。
实施例二
如图6、图7、图8和图9所示，本实施例的金属管道防腐层剥离装置与实施例一大致相同，不同之处在于本实施例在两个安装板11之间的增设了切割装置6。
上述切割装置6具体包括丝杆61、导向杆62和割刀63，丝杆61和导向杆62的两端分别与两个安装板11连接，且丝杆61的一端与第二驱动装置连接，该第二驱动装置可以为电机，以用于驱动丝杆61转动。上述割刀63的顶部设置有连接块631，该连接块631设置有与丝杆61适配的螺纹孔，和与导向杆62适配的导向孔，本实施例中，丝杆61转动可以带动割刀63在两个安装板11之间往复运动。
上述割刀63还包括连接在连接块631底部的套筒632，和滑动穿设在该套筒632内部的刀杆633，该刀杆633的底部设置有割刀本体634，该割刀本体634的底部呈三角形，具有两个刀刃，以便于在往复运动过程中，均可以对防腐层进行切割。
本实施例中，刀杆633可以在外力作用下沿套筒632的轴线方向从一初始位置向一工作位置运动，当刀杆633位于其初始位置时，割刀本体634的底部与防腐层之间留有距离，当刀杆633位于其工作位置时，割刀本体634刺入防腐层内。具体地，在上述套筒632上沿其轴线方向开设有一导向槽6321，在刀杆633的侧部沿其径向方向凸出设置有导向柱6331，该导向柱6331滑动穿设在导向槽6321内；在刀杆633的顶部和套筒632的内周顶部之间设置有弹簧635，在刀杆633处于其初始位置时，该弹簧635处于压缩状态；在刀杆633和套筒632之间还设置有保持机构，该保持机构包括与导向柱6331适配的卡槽6322，该卡槽6322与导向槽6321的顶部连通，且该卡槽6322沿远离导向槽6321的方向逐渐向下倾斜；在导向柱6331穿设在卡槽6322内时，刀杆633保持于其初始位置。
本实施例增设了切割装置6，在剥离初始时和剥离结束时，可以通过割刀63沿金属管道的轴线方向将防腐层割开，以便于剥离初始时刮刀刺入防腐层中，和便于剥离结束时对防腐层切断。且刀杆633滑动穿设在套筒632中，在剥离过程中，刀杆633位于其初始位置，不影响刮刀4对防腐层的剥离，在剥离开始或结束时，操作者可以用力将导向柱6331向上抬起，使其脱离卡槽6322并进入到导向槽6321中，使得刀杆633运动至其工作位置，然后启动第二驱动装置，带动丝杆61转动，使得割刀63沿着导向杆62运动，对防腐层进行切割。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (4)
1.一种金属管道防腐层剥离装置，包括基座，该基座上设置有爬行机构和剥离机构，其特征在于：
所述爬行机构包括行走轮，和用于驱动该行走轮转动的第一驱动装置；
所述爬行机构还包括电磁吸盘，该电磁吸盘位于所述基座的行走方向的两端；
所述剥离机构包括刮刀，该刮刀沿所述金属管道的轴线方向设置；
在所述基座上还设置有电磁感应预热装置，该电磁感应预热装置位于所述刮刀的运动方向的前侧；
所述基座包括两个平行设置的安装板，所述电磁吸盘和所述刮刀均位于两个所述安装板之间；
所述电磁吸盘的长度方向的两端均设置有第一转轴，该第一转轴与相应的所述安装板转动连接，且所述第一转轴位于所述电磁吸盘的上部；
所述刮刀包括金属材质制成的刀座，和可拆卸固定连接在该刀座底部的刀体，所述刀座的顶部设置有电磁感应加热装置，该电磁感应加热装置用于为所述刀座加热；
所述剥离机构还包括设置在两个所述安装板之间的切割装置；所述切割装置包括丝杆、导向杆和割刀，所述丝杆和导向杆的两端分别与两个所述安装板连接，所述割刀的顶部设置有连接块，该连接块上设置有与所述丝杆适配的螺纹孔，和与所述导向杆适配的导向孔；所述丝杆的一端与第二驱动装置连接，该第二驱动装置用于带动所述丝杆转动；
所述割刀还包括连接在所述连接块底部的套筒，和滑动穿设在该套筒内部的刀杆，该刀杆的底部设置有割刀本体；所述刀杆可在外力作用下沿所述套筒的轴线方向从一初始位置向一工作位置运动，当所述刀杆位于其初始位置时，所述割刀本体的底部与所述防腐层之间留有距离，当所述刀杆位于其工作位置时，所述割刀本体刺入所述防腐层内；
所述套筒上沿其轴线方向开设有一导向槽，在所述刀杆的侧部沿其径向方向凸出设置有导向柱，该导向柱滑动穿设在所述导向槽内；在所述刀杆的顶部和所述套筒的内周顶部之间设置有弹簧，在所述刀杆处于其初始位置时，该弹簧处于压缩状态；在所述刀杆和所述套筒之间还设置有保持机构，以使得所述刀杆保持于其初始位置；
所述保持机构包括与所述导向柱适配的卡槽，该卡槽与所述导向槽的顶部连通，且该卡槽沿远离所述导向槽的方向逐渐向下倾斜；在所述导向柱穿设在所述卡槽内时，所述刀杆保持于其初始位置。
2.根据权利要求1所述的一种金属管道防腐层剥离装置，其特征在于：
在所述电磁吸盘和所述基座之间还设置有限位结构，该限位结构包括设置在所述电磁吸盘的端部的限位柱，和设置在所述安装板上的与所述限位柱适配的弧形槽，该弧形槽与所述第一转轴同轴设置，且该弧形槽位于所述第一转轴的下方。
3.根据权利要求1所述的一种金属管道防腐层剥离装置，其特征在于：
所述刀座的顶部还设置有壳体，所述电磁感应加热装置设置在该壳体内部，且所述壳体的顶部设置有散热口，该散热口处设置有散热装置；
所述刮刀还包括与所述电磁感应加热装置电连接的加热控制器。
4.根据权利要求1所述的一种金属管道防腐层剥离装置，其特征在于：
所述刮刀的长度方向的两侧均设置有第二转轴，该第二转轴与相应的所述安装板转动连接；
在所述刮刀的远离刀刃的一端和所述基座之间设置有弹性件。
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