CN113210364A - 一种管道用超声波在线去污装置及管道去污方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道用超声波在线去污装置及管道去污方法，所述超声波在线去污装置包括壳体、设置在所述壳体两端的夹持组件、设置在所述壳体下部的超声波组件和驱动组件，所述壳体包括壳体本体以及位于所述壳体本体两端的延伸板，所述延伸板远离所述壳体本体的一端与所述夹持组件连接，所述驱动组件设置在所述超声波组件的两侧，所述驱动组件用于带动所述超声波在线去污装置移动。本发明的超声波在线去污装置通过设置驱动组件带动去污装置在管道外壁上自由移动，无需借助人力致使去污装置至不同管道位置，且扩大了装置使用范围，有利于提高去污效率及降低去污成本；本发明的去污方法无需对管道进行拆解，能够减小对工作人员的身体伤害。

Description

一种管道用超声波在线去污装置及管道去污方法

技术领域

本发明属于超声波去污技术领域，具体涉及一种管道用超声波在线去污装置及采用该在线去污装置进行管道去污的方法。

背景技术

管道输送具有安全、便捷、成本低等特点，被广泛应用于核电、火电、海水淡化、石油化工、市政及消防等领域。由于管道所输送的介质(水、油等)中通常含有离子、泥沙、硫化氢及二氧化碳等杂质,随着管道服役时间的延长，上述杂质容易在管道内部聚集结垢而导致管道堵塞、管道局部腐蚀、甚至穿孔等严重影响管道输送的安全性的问题。尤其在核电领域,管道通常用来输送放射性液体介质,介质中的放射性污染物容易聚集在污垢处而形成辐射热点,从而对检修人员造成外照射危害。

目前，针对管道内部去污主要有化学去污、高压水喷射去污及机械去污等方式，但是上述几种方式都对管道或管道周边环境造成一定的损伤和危害，多次使用后容易导致管道损毁，且会对管道周边环境造成移动的污染，不够环保；并且目前的管道内部去污方式，导致企业的去污成本大大提高，且实用性较低。

超声波在线去污是通过超声波在管道的内壁与污垢层的交界面上形成剪切力、在管道的内部液体中产生空穴效应，使得污垢层与管道内壁的结合力降低，从而使污垢层从管道的内壁脱落，达到去污的目的。这种去污方法无需对管道进行拆除解体和开孔，能够有效避免对管道或管道周边环境造成损伤和危害，并且节能环保，大大降低了电力等企业的去污成本，实用性较强。而现有的一些超声波在线去污装置，在去污过程中，需要人工推动去污装置在管道上移动至不同的目标位置进行去污，或者在完成一段管道的除垢后需手动拆下去污装置再重新放置在下一段目标管道位置上，会造成人工的浪费和效率低下，导致去污成本提高。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种管道用超声波在线去污装置及管道去污方法，用于解决现有技术中去污装置在管道上需要依靠人工辅助而无法自行移动至不同去污位置的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一方面，本发明提供了一种管道用超声波在线去污装置，包括壳体、设置在所述壳体两端的夹持组件、设置在所述壳体下部的超声波组件和驱动组件，所述壳体包括壳体本体以及位于所述壳体本体两端的延伸板，所述延伸板远离所述壳体本体的一端与所述夹持组件连接，所述壳体本体的两侧对称设置有所述延伸板和夹持组件，所述驱动组件设置在所述超声波组件的两侧，所述驱动组件用于带动所述超声波在线去污装置在所述管道上移动。

通过在壳体上设置夹持组件，只需将夹持组件向外掰动，放置在管道上后就能将管道夹紧，再通过驱动组件，以驱动管道用超声波在线去污装置在待去污管道上自行移动，方便快捷地实现不同位置的管道去污，无需人工看管，不必在不同的位置上进行人工推动或者人工重复装卸去污装置，从而提高去污效率。

根据本发明的一些优选实施方面，所述驱动组件包括电机和驱动轮以及用于固定所述电机和驱动轮的顶板和侧板，所述侧板上设置有所述电机，所述驱动轮位于两个所述侧板之间，所述电机用于驱动所述驱动轮转动。侧板的设置能够便于固定电机，将电机直接固定于侧板而不是顶板上，使得电机与壳体之间留有足够的空隙，壳体不会碰触到电机，从而不会影响电机的工作。

根据本发明的一些优选实施方面，所述电机与驱动轮分别位于同一个所述侧板的两侧，所述侧板上开设有贯穿其厚度方向的安装孔，所述电机的输出轴贯穿所述安装孔，所述驱动轮套设在所述输出轴上。电机启动后，通过输出轴可带动位于输出轴上的驱动轮转动，从而带动去污装置在管道上移动；驱动轮位于两块侧板之间，电机与驱动轮之间被侧板隔开，则二者之间不会相互触碰，可避免电机与驱动轮之间的干扰以及加强驱动组件的整体强度。

根据本发明的一些优选实施方面，所述壳体的下部设置有两组所述驱动组件，两组所述驱动组件分别位于所述超声波组件的两侧，两组所述驱动组件中的驱动轮倾斜设置，两个所述驱动轮顶部之间的距离大于两个所述驱动轮底部之间的距离。驱动轮倾斜设置，并且两个驱动轮顶部之间的距离大于两个所述驱动轮底部之间的距离，使得驱动轮的倾斜角度能够与管道外壁的弧形面相匹配，有利于驱动轮在管道的弧面上移动以及对管道的抓取，并匹配夹持组件实现去污装置在管道上的移动。

根据本发明的一些优选实施方面，所述延伸板与所述夹持组件之间设置有弹性件，所述弹性件用于提供所述夹持组件具有向所述管道转动以夹紧所述管道的趋势。在向外掰开夹持组件时，即夹持组件在绕弹性件的中轴旋转力臂，根据弹性件的自身特点，该弹性件会将夹持组件拉回初始位置，产生扭矩或旋转力，与管道夹紧，从而将去污装置固定在管道外壁上；此外，弹性件的设置使得安装去污装置的过程更加简单方便，只需向两侧掰动夹持组件使其与管道夹紧即可，无需在管道上设置连接结构，大大缩短安装时间。

根据本发明的一些优选实施方面，所述延伸板远离所述壳体本体的一端设置有连接耳，所述连接耳上开设有用于活动连接所述夹持组件的第一通孔；所述夹持组件包括耳板、夹持板和滚动组件，所述耳板与所述滚动组件分别位于所述夹持板的两端，所述耳板上开设有第二通孔，所述连接耳与所述耳板通过所述第一通孔与第二通孔活动连接。弹性件穿过第一通孔和第二通孔将连接耳与耳板连接，从而连接延伸板与夹持组件；夹持组件通过滚动组件与管道接触，再通过弹性件的作用将管道夹紧，从而固定装置。

根据本发明的一些优选实施方面，所述滚动组件包括安装板和滚轮，所述滚轮滚动设置在所述安装板之间，所述滚轮外周套设有防滑圈。当驱动组件驱动去污装置在管道上移动时，滚动组件中的滚轮也会随之滚动，这样可以避免夹持组件上的夹持板直接与管道接触，在去污装置移动时会划损管道外壁，并且还会产生噪音，会造成管道外壁的损坏；防滑圈的设置能够避免滚轮在管道上滚动时发生打滑现象，导致去污装置在管道上左右晃动、重心不稳而掉落，增加了防滑圈有利于去污装置在管道上移动时保持平衡并且夹持紧固。

根据本发明的一些优选实施方面，所述安装板远离所述夹持板一端的端部与所述夹持板端部之间的距离小于所述滚轮远离所述夹持板一端的端部与所述夹持板端部之间的距离。使得去污装置放置于管道上时，滚轮能够与管道外壁相接触而不是安装板与管道外壁接触，避免安装板划伤管道外壁及安装板与管道接触时固定效果差，去污装置移动困难等问题，使得去污装置的适用管径的范围更广；滚轮与管道接触并滚动时，能够使得去污装置在管道上移动得更流畅，行进过程不会受阻且不会对管道外壁造成损伤。

根据本发明的一些优选实施方面，还包括伸缩机构，所述伸缩机构用于带动所述超声波组件伸缩；所述壳体本体的上端开设有用于放置电源的第一安装槽，所述电源用于给所述驱动组件供电，所述壳体本体的下端开设有用于容纳所述伸缩机构和所述超声波组件的第二安装槽。电源直接安装于壳体上，方便为装置供电，无需外接电源，即使在户外工作也不会受到供电不便的影响，使用方便，操作简单，能够应用于更多的工作场所，扩大了使用范围；超声波组件在去污时需要与管道外壁接触，发出超声波并传递至管道内，对管道内壁进行去污。而伸缩机构则用于带动去污装置在管道上上升或下降：当去污装置在管道上移动时，伸缩机构需要带动去污装置上升即远离接触管道的表面，使得超声波组件不会影响去污装置的移动，否则超声波组件会与管道外壁摩擦并划伤表面；当去污装置在管道上进行去污工作时，伸缩机构需要带动去污装置下降即与管道的表面接触，便于将超声波传递至管道内壁进行去污。

另一方面，本发明还提供了一种用于核电站的输送管道降低放射性的管道去污方法，利用如上所述的超声波在线去污装置，包括如下步骤：将所述超声波在线去污装置放置于待去污管道上，所述夹持组件夹住所述待去污管道；开启电源，通过所述超声波组件对所述待去污管道进行去污，并通过所述驱动组件带动所述超声波在线去污装置在所述待去污管道上移动以实现不同位置的去污。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的管道用超声波在线去污装置，通过设置驱动组件带动去污装置在管道外壁上自由移动，无需借助人力推动装置或人工重复安装和拆卸去污装置至不同管道位置，有利于提高去污效率且降低去污成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例中管道用超声波在线去污装置的立体图；

图2为本发明优选实施例中管道用超声波在线去污装置的主视图；

图3为本发明优选实施例中夹持组件的立体图；

附图中：壳体-1，壳体本体-11，延伸板-12，连接耳-13，第一安装槽-111，第二安装槽-112，第一通孔-131，夹持组件-2，耳板-21，夹持板-22，滚动组件-23，第二通孔-211，安装板-231，滚轮-232，防滑圈-233，超声波组件-3，驱动组件-4，顶板-41，侧板-42，电机-43，驱动轮-44，伸缩机构-5。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1～3所示，本实施例的管道用超声波在线去污装置，包括壳体1、设置在壳体1两端的夹持组件2、设置在壳体1下部的伸缩机构5、超声波组件3和驱动组件4，壳体1包括壳体本体11以及对称设置于壳体本体11两端的延伸板12，两个延伸板12远离壳体本体11的一端分别与两个夹持组件2连接，两个夹持组件2对称设置，伸缩机构5设置在超声波组件3的上方以带动超声波组件3上下移动；超声波组件3的两侧分别设置一组驱动组件4。超声波组件3的下端为弧形设置，以在去污时与管道的外表面贴合达到更好的去污效果。

驱动组件4用于带动超声波在线去污装置在管道上移动，其包括顶板41、侧板42、电机43和驱动轮44，侧板42设置在顶板41的两端，侧板42上设置有电机43，驱动轮44位于两个侧板42之间，电机43用于带动驱动轮44转动。顶板41和侧板42的设置方便固定电机43和驱动轮44，使得电机43与壳体1之间留有足够的空隙，壳体1不会碰触到电机43，不会影响电机43的正常工作。电机43与驱动轮44分别位于同一个侧板42的两侧，侧板42上开设有贯穿其厚度方向的安装孔，电机43的输出轴贯穿安装孔，驱动轮44套设在输出轴上。超声波组件3两侧的驱动轮44倾斜设置，两个驱动轮44顶部之间的距离大于两个驱动轮44底部之间的距离，以适应管道外壁弧面的工作面，使得两个驱动轮44能够更好地与管道外壁夹紧。电机43启动后，通过输出轴可带动位于输出轴上的驱动轮44转动，从而带动去污装置在管道上移动；侧板42将电机43与驱动轮44隔开，可避免电机43与驱动轮44之间相互干扰。

延伸板12远离壳体本体11的一端设置有连接耳13，连接耳13上开设有用于活动连接夹持组件2的第一通孔131；夹持组件2包括耳板21、夹持板22和滚动组件23，耳板21与滚动组件23分别位于夹持板22的两端，耳板21上开设有贯穿其长度方向的第二通孔211，连接耳13与耳板21通过第一通孔131与第二通孔211活动连接。延伸板12与夹持组件2之间设置有弹性件，弹性件用于提供夹持组件2具有向管道转动以夹紧管道的趋势。第一通孔131和第二通孔211内插入有销轴将连接耳13与耳板21连接，从而将延伸板12与夹持组件2活动连接；在向外掰开夹持组件2时，弹性件会将夹持组件2拉回初始位置，产生扭矩或旋转力，将管道夹紧，从而将去污装置固定在管道外壁上；此外，弹性件的设置使得安装去污装置的过程更加简单方便，只需向两侧掰动夹持组件2使其与管道夹紧即可，无需在管道上设置连接结构，大大缩短安装时间。其中，弹性件优选为扭簧。

滚动组件23包括安装板231和滚轮232，滚轮232滚动设置在安装板231之间，滚轮232上套设有防滑圈233。当去污装置放置于管道上时，夹持组件2通过滚动组件23与管道接触，再通过弹性件的作用将管道夹紧，从而固定去污装置；滚轮232能够与管道外壁相接触，当驱动组件4驱动去污装置在管道上移动时，滚轮232也会随之滚动，使得去污装置在管道上移动时的阻力减小；防滑圈233能够避免滚轮232在管道上滚动时发生打滑现象，导致去污装置从管道上掉落。

安装板231远离夹持板22一端的端部与夹持板22端部之间的距离小于滚轮232远离夹持板22一端的端部与夹持板22端部之间的距离。当去污装置夹持在较大管径的管道外壁上且无法将管道环抱时，滚轮232会首先与管道接触，能够避免安装板与管道接触产生摩擦造成管道外壁的划伤。

壳体本体11的上端开设有用于放置电源的第一安装槽111，电源用于给驱动组件4供电，壳体本体11的下端开设有用于容纳伸缩机构5和超声波组件3的第二安装槽112，伸缩机构5用于带动超声波组件3伸缩。电源直接安装于壳体1上，方便为装置供电，无需外接电源，即使在户外工作也不会受到供电不便的影响，使用方便，操作简单，能够应用于更多的工作场所，扩大了使用范围；超声波组件3在去污时需要与管道外壁接触，发出的超声波会传递至管道内，对管道内壁进行去污。而伸缩机构5则用于带动去污装置在管道上上升或下降：当去污装置在管道上移动时，伸缩机构5需要带动去污装置远离接触管道的表面，使得超声波组件3不会影响去污装置的移动，否则超声波组件3会与管道外壁摩擦并划伤表面；当去污装置在管道上进行去污工作时，伸缩机构5需要带动去污装置与管道的表面接触，便于将超声波传递至管道内壁进行去污。

为了方便在线去污装置在管道上的移动，在其他一些实施例中超声波组件3的剩余两侧设置有导向轮，用于去污装置在移动过程中的方向引导。导向轮能够朝着不同方向转动，配合夹持组件2和壳体1对管道的夹持作用，从而带动去污装置在管道外壁转动，使得去污装置能够自动连续地实现待去污管道的全方位清洁，无需在工作过程中中途停下以翻转去污装置至管道的不同侧面上，方便省时，有利于提高工作效率。

实施例二：

本实施例中，管道用超声波在线去污装置包括信号采集分析模块和控制模块，控制模块通过有线或者无线的方式与在线去污装置进行信号传输。信号采集分析模块中设有辐射信号的预设值，信号采集分析模块用于采集管道上的辐射信号并将采集到的辐射信号与预设值进行对比，且将对比结果反馈给控制模块，控制模块根据接收到的结果控制在线去污装置进行动作。具体的，本实施例中的利用如上所述的超声波在线去污装置进行管道去污的方法包括如下步骤：

步骤1：装配

装配去污装置，掰动去污装置两侧的夹持组件2使其与管道外壁夹紧并固定在待去污管道上。驱动组件4启动，带动去污装置在管道上进行移动。

步骤2：确定需要进行除垢的管道位置

信号采集分析模块采集去污装置所在位置的辐射信号，当监测到的辐射信号强度大于预设值时，信号采集分析模块将该比对结果转化为信号发送给控制模块，控制模块接收该信号并向驱动组件4发出停止指令，驱动组件停止动作，去污装置停止移动。

若信号采集分析模块监测到的信号强度小于预设值，信号采集分析模块无信号发送给控制模块，控制模块无指令发出，去污装置继续向前移动，直至信号采集分析模块监测到的辐射信号强度大于预设值，则驱动组件停止动作，去污装置停止移动。

步骤3：去污

去污装置停止移动后，伸缩机构5启动并带动超声波组件3向管道外壁移动，直至与管道外壁接触时停止移动，超声波组件3启动并发出超声波对该位置的管道内壁进行超声去污。

当完成该处管道位置的超声去污工作后，伸缩机构5启动并带动超声波组件3向远离管道外壁的方向移动，伸缩机构5完全缩回时，驱动组件4再次启动并带动去污装置移动，并重复步骤2和3，以进行管道不同位置的超声波在线去污工作。

步骤4：去污完成

关闭信号采集分析模块和控制模块，超声波在线去污装置在管道上停止移动，掰动夹持组件2以取下超声波在线去污装置，完成该管道去污工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，包括壳体、设置在所述壳体两端的夹持组件、设置在所述壳体下部的超声波组件和驱动组件，所述壳体包括壳体本体以及位于所述壳体本体两端的延伸板，所述延伸板远离所述壳体本体的一端与所述夹持组件连接，所述壳体本体的两侧对称设置有所述延伸板和夹持组件，所述驱动组件设置在所述超声波组件的两侧，所述驱动组件用于带动所述超声波在线去污装置在所述管道上移动。

2.根据权利要求1所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机和驱动轮以及用于固定所述电机和驱动轮的顶板和侧板，所述侧板设置在所述顶板的两端，所述侧板上设置有所述电机，所述驱动轮位于两个所述侧板之间，所述电机用于驱动所述驱动轮转动。

3.根据权利要求2所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，所述电机与驱动轮分别位于同一个所述侧板的两侧，所述侧板上开设有贯穿其厚度方向的安装孔，所述电机的输出轴贯穿所述安装孔，所述驱动轮套设在所述输出轴上。

4.根据权利要求2所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，所述壳体的下部设置有两组所述驱动组件，两组所述驱动组件分别位于所述超声波组件的两侧，两组所述驱动组件中的驱动轮倾斜设置，两个所述驱动轮顶部之间的距离大于两个所述驱动轮底部之间的距离。

5.根据权利要求1所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，所述延伸板与所述夹持组件之间设置有弹性件，所述弹性件用于提供所述夹持组件具有向所述管道转动以夹紧所述管道的趋势。

6.根据权利要求5所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，所述延伸板远离所述壳体本体的一端设置有连接耳，所述连接耳上开设有用于活动连接所述夹持组件的第一通孔；所述夹持组件包括耳板、夹持板和滚动组件，所述耳板与所述滚动组件分别位于所述夹持板的两端，所述耳板上开设有第二通孔，所述连接耳与所述耳板通过所述第一通孔与第二通孔活动连接。

7.根据权利要求6所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，所述滚动组件包括安装板和滚轮，所述滚轮滚动设置在所述安装板之间，所述滚轮外周套设有防滑圈。

8.根据权利要求7所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，所述安装板远离所述夹持板一端的端部与所述夹持板端部之间的距离小于所述滚轮远离所述夹持板一端的端部与所述夹持板端部之间的距离。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种管道用超声波在线去污装置，其特征在于，还包括伸缩机构，所述伸缩机构用于带动所述超声波组件伸缩；所述壳体本体的上端开设有用于放置电源的第一安装槽，所述电源用于给所述驱动组件供电，所述壳体本体的下端开设有用于容纳所述伸缩机构和所述超声波组件的第二安装槽。

10.一种采用如权利要求1-9任意一项所述的管道用超声波在线去污装置进行管道去污的方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述超声波在线去污装置放置于待去污管道上，所述夹持组件夹住所述待去污管道；开启电源，通过所述超声波组件对所述待去污管道进行去污，并通过所述驱动组件带动所述超声波在线去污装置在所述待去污管道上移动以实现不同位置的去污。

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