CN113305111B - 一种气动换位的钢管内外壁清洗机 - Google Patents
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Abstract
一种气动换位的钢管内外壁清洗机，有一个长度超过所清洗钢管长度的龙门机架，机架下方有2个水箱；龙门机架横梁上放置2个动力滑台轨道，在动力滑台轨道上分别设置有动力滑台；龙门机架侧面放置4个拨轮箱，拨轮箱内有一对齿形拨轮与软管外传动环啮合将喷头送进到钢管内，带有传动环的软管缠绕在卷管器上，卷管器安装在龙门架侧面上部；在清洗工作台的正面是链式钢管提升机，将钢管从地面提升至清洗工作台上；清洗工作台内有4个清洗工位，由多组相同的驱动机构组成，驱动机构使钢管在清洗工位间移动及工位上转动的，钢管在清洗工位的横向移动由4个气缸驱动的钢管托臂实现。该设备可以实现较长、小直径钢管内外壁的自动化清洗。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化机械装备。
背景技术
现有的钢管清洗设备进行内壁清洗时主要采用的方法有：①将钢管两端通过密封套管夹持，将钢管接入到一个水循环系统中，通过泵增压后的水从一端流入钢管，从另一端流出，利用水流动的冲击力对钢管内壁清洗。该方法需要一套密封增压的水循环系统，结构复杂，价格高，主要应用于内壁光滑且清洁度要求高的钢管清洗；②高压水枪的喷头从钢管一端喷射进入钢管，之后从另一端流出。该方法对靠近喷嘴的部分可以清洗干净，而中部则很难清洗干净；③将毛刷伸入到钢管内，毛刷旋转对内壁进行刷洗。采用该方法钢管内壁的清洁度不高。以上几种方法对于长度大于6米的钢管的清洗效果都不好，需要采用新的方法的设备。
发明内容
为实现大长度、小直径的钢管的内外壁清洗，本发明提供了一种新型的清洗方法及解决方案，应用于自动化机械装备领域。清洗机有一个长度超过所清洗钢管长度的龙门机架，机架下方有2个水箱，钢管清洗工作台放置在水箱上。清洗机工作时钢管的内外壁同时清洗，钢管在清洗工位上由两个滚筒构成V型结构支撑并旋转，钢管上方动力滑台上固定一个喷头对钢管外壁清洗。钢管内壁清洗喷头与软管连接，软管外部安装了传动环，使软管外部形成了圆柱齿形，钢管两端外部机架上固定软管送进装置，该装置内有齿轮传动机构，该机构中拨轮上的轮齿与软管外部的传动环齿啮合，可以将软管送入钢管内，软管端部的内壁清洗喷头射出的高压水流对钢管内壁进行清洗。
本发明采用的技术方案如下：
一种气动换位的钢管内外壁清洗机，其特性在于，有一个长度超过所清洗钢管长度的龙门机架，机架下方有2个水箱，钢管清洗工作台放置在水箱上；龙门机架横梁上放置2个动力滑台轨道，每个动力滑台牵引2个喷头及高压软管在钢管上方运动；龙门机架侧面放置4个拨轮箱，拨轮箱内有一对齿形拨轮与软管外传动环啮合将喷头送进到钢管内，带有传动环的软管缠绕在卷管器上，卷管器安装在龙门架侧面上部；在清洗工作台的正面是链式钢管提升机，将钢管从地面提升至清洗工作台上；清洗工作台内有4个清洗工位，由多组相同的驱动机构组成，驱动机构使钢管在清洗工位间移动及工位上转动的，钢管在清洗工位的横向移动由4个气缸驱动的钢管托臂实现，而钢管的转动是由支撑在钢管下的电动滚筒实现的。
进一步，将喷头送进钢管内的动力机构，包括套有齿形的传动环的高压软管、拨轮箱和卷管器。若干个传动环套在高压软管上形成圆柱形柔性齿条。拨轮箱内有一对传动齿轮和一对拨轮。通过传动齿轮啮合传动使一对拨轮相向转动，从两侧分别与圆柱形柔性齿条啮合传动。通过步进电机或伺服电机驱动上述齿轮传动机构，其每转动一周对应推动一定数量的传动环移动，相应的是一定长度的软管，通过调节电机转速可以调节软管的收放速度。
所述的传动环具有飞碟形结构，具有一个外凸球面和一个内凹的球面，两球面间有梯形边缘，传动环叠在一起后，形成圆柱齿条形状。
再进一步，由一对滚筒及其可调支架构成了钢管的V型支撑结构，沿钢管长度方向上布置了若干个这样的V型支撑结构，共同构成了钢管的清洗工位。一对滚筒中包括一个动力滚筒和一个无动力滚筒支撑在钢管下面，动力滚筒通电转动可以带动钢管在两个滚筒上方转动。滚筒两端分别安装在两个V型滑块上，V型滑块中心有传动螺纹与丝杆配合，丝杆由两段旋向不同的螺纹构成，当丝杆转动时，丝杆上配合的两个滑块相对运动或相反运动，从而使两个滚筒之间距离增大或减小。两组滚筒间丝杆通过联轴器连接。在支撑钢管的每一对滚筒的旁边有一个有倾斜表面的托臂，每个托臂的下面都与一个气缸联接。当一个钢管下的托臂同时升起时，将钢管顶起，钢管会沿托臂的倾斜面滚动，4个托臂依次升起即可将钢管从一个清洗工位转换到另一个清洗工位或是将钢管送出工作台。
本发明的工作原理如下：链式钢管提升机将钢管从地面提升至清洗工作台上；3个托臂升起，钢管从机架滚入到第一清洗工位后，降下一个托臂，钢管从机架滚入到第二清洗工位后，再降下一个托臂，钢管从机架滚入到第三清洗工位后，再降下一个托臂，钢管从机架滚入到第四清洗工位，链式钢管提升机停止。每个工位上的动力滚筒启动，钢管转动。钢管上方动力滑台启动，喷头随着动力滑台的运动从钢管一端开始对钢管外壁清洗。拨轮箱电机启动，随着拨轮转动与软管个的传动环啮合，将钢管内壁清洗喷头送入钢管内，内壁清洗喷头射出的高压水流对钢管内壁进行清洗。
本发明的有益效果体现在：本发明与常见的钢管内外壁清洗机相比，能对大长度的钢管进行清洗作业，内外壁同时清洗，工作效率高。
附图说明
图1是一种气动换位的钢管内外壁清洗机的前视结构示意图。
图2是一种气动换位的钢管内外壁清洗机的俯视结构示意图。
图3是拨轮箱结构示意图。
图4是一个传动环的结构示意图。
图5是钢管清洗工位结构示意图。
图6是链式提升机中一条从动链结构示意图。
图7链式提升机中动力传动结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种气动换位的钢管内外壁清洗机，在龙门机架1下部有水箱2，水箱上面是钢管清洗工作台。机架的正面是链式钢管提升机4，钢管3架在钢管提升机爪上。龙门机架的横梁上安装了动力滑台的轨道5，滑台驱动电机6及滑台上带喷头的阀块7。拨轮箱8与卷管器9用于输送进入钢管内的喷头。高压清洗机10的泵分别与卷管器9联接。
参照图2、图5和图7，钢管清洗工作台上有6个工位单元11。在一个工位单元中，有4个托臂22、23、24、和25，每个托臂与一个气缸连接，如图7中气缸32。当托臂22、23、24升起，钢管从机架最下端(图5中)滚入到最上端第一清洗工位后，降下托臂24，钢管从机架滚入到第二清洗工位后，再降下托臂23，钢管从机架滚入到第三清洗工位后，再降托臂22，钢管从机架滚入到第四清洗工位，链式钢管提升机停止。此时，4个清洗工位都有钢管。每个工位上有2个滚筒18和19，其中一个为动力滚筒，滚筒两端架在V型滑块上，两个滚筒一铡的2个V型滑块通过一个丝杆21连接，丝杆由等长度的两段左旋和右旋螺纹组成，当丝杆转动时丝杆的V型滑块相向或相反移动，从而调节两个滚筒的间距以适应钢管直径的变化，前后2个丝杆通过联轴器20连接，由丝杆一端的手柄转动。当动力滚筒启动后钢管转动。
参照图3～图4，拨轮箱14内有拨轮15，传动齿轮16，箱外有联轴器13和步进电机12。传动环17叠在一起套在高压软管上，传动环的形状如图4，具有飞碟形结构，具有一个外凸球面和一个内凹的球面，两球面间有梯形边缘，传动环叠在一起后，形成圆柱齿条形状。拨轮箱内有两个传动轴，分别通过轴承安装在箱体上，每个传动轴上有一个传动齿轮和一个拨轮，两个传动齿轮相互啮合，两个拨轮在传动环的两侧，并与软管外的传动环啮合。当电机启动时，电机驱动一对齿轮啮合传动并带动拨轮15转动，通过两个拨轮与传动环啮合将软管向前或向后定长推动，送进的长度和速度可以由电机控制。
参照图6～图7，链式提升机有梯形机架，机架上固定了链轮28、31，链条29绕在两个链轮上，有几节链条的侧板上安装了爪30。机架33上安装了驱动电机37，通过V带轮34、35及V形带将动力传递到链轮轴上，机架间通过钢管36将链轮轴串连接在一起。
本说明书实施例所述内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (1)
1.一种气动换位的钢管内外壁清洗机，其特性在于，有一个长度超过所清洗钢管长度的龙门机架，机架下方有2个水箱，钢管清洗工作台放置在水箱上；龙门机架横梁上放置2个动力滑台轨道，每个动力滑台牵引2个喷头及高压软管在钢管上方运动；龙门机架侧面放置4个拨轮箱，拨轮箱内有一对齿形拨轮与软管外传动环啮合将喷头送进到钢管内，带有传动环的软管缠绕在卷管器上，卷管器安装在龙门架侧面上部；在清洗工作台的正面是链式钢管提升机，将钢管从地面提升至清洗工作台上；清洗工作台内有4个清洗工位，由多组相同的驱动机构组成，驱动机构使钢管在清洗工位间移动及工位上转动的，钢管在清洗工位的横向移动由4个气缸驱动的钢管托臂实现，而钢管的转动是由支撑在钢管下的电动滚筒实现的；
具有将喷头送进钢管内的动力机构，包括套有齿形的传动环的高压软管、拨轮箱和卷管器；若干个传动环套在高压软管上形成圆柱形柔性齿条；拨轮箱内有一对传动齿轮和一对拨轮；通过传动齿轮啮合传动使一对拨轮相向转动，从两侧分别与圆柱形柔性齿条啮合传动；通过步进电机或伺服电机驱动传动齿轮，其每转动一周对应推动一定数量的传动环移动，相应的是一定长度的软管，通过调节电机转速可以调节软管的收放速度；
传动环具有飞碟形结构，具有一个外凸球面和一个内凹的球面，两球面间有梯形边缘，传动环叠在一起后，形成圆柱齿条形状；
由一对滚筒及其可调支架构成了钢管的V型支撑结构，沿钢管长度方向上布置了若干个这样的V型支撑结构，共同构成了钢管的清洗工位；一对滚筒中包括一个动力滚筒和一个无动力滚筒支撑在钢管下面，动力滚筒通电转动可以带动钢管在两个滚筒上方转动；滚筒两端分别安装在两个V型滑块上，V型滑块中心有传动螺纹与丝杆配合，丝杆由两段旋向不同的螺纹构成，当丝杆转动时，丝杆上配合的两个滑块相对运动或相反运动，从而使两个滚筒之间距离增大或减小；两组滚筒间丝杆通过联轴器连接；
在支撑钢管的每一对滚筒的旁边有一个有倾斜表面的托臂，每个托臂的下面都与一个气缸联接；当一个钢管下的托臂同时升起时，将钢管顶起，钢管会沿托臂的倾斜面滚动，4个托臂依次升起即可将钢管从一个清洗工位转换到另一个清洗工位或是将钢管送出工作台。
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