CN113319073A - 管道内壁吸尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道内壁吸尘装置，其包括支撑旋转部件、径向伸缩吸尘部件和吸泵过滤部件；支撑旋转部件包括两组支撑组件和相对支撑组件做周向旋转的旋转组件；径向伸缩吸尘部件和吸泵过滤部件均随旋转组件做周向旋转；径向伸缩吸尘部件包括伸缩气缸及吸尘口，伸缩气缸实现吸尘口的径向进给并控制吸尘口与管道内壁的接触压力；吸泵过滤部件包括收集框、过滤框和吸泵组件，收集框与吸尘口连接，通过启动吸泵组件在吸尘口处产生足够大的吸力完成吸尘作业。本发明的吸尘口能够按所需要的轨迹精确移动和定位，完成吸尘作业，克服了圆形长管道内细小杂质、灰尘颗粒难以清理的问题，收集框的设置则解决了管道内吸尘难以收集的问题。

Description

管道内壁吸尘装置

技术领域

本发明属于管道设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种管道内壁吸尘装置。

背景技术

管道在工业工程和日常生活中有着广泛的应用，如在核电站中管道用于输送液体。为了延长金属管道的使用寿命以及避免造成机械运行故障，需要对管道内壁的细小杂质、灰尘颗粒进行清理。然而，由于特殊的作业空间限制，管道内壁细小杂质、灰尘颗粒的清理工作难以依靠人工完成，需要开发相应的清理装置。目前，已经存在一些对管道内壁进行吸尘的装置，但是现有的管道内壁吸尘装置均不适用于圆形长管道，并且没有收集框无法对细小杂质、灰尘颗粒进行收集。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的管道内壁吸尘装置。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种适用于圆形长管道的管道内壁吸尘装置，以实现对圆形长管道内壁细小杂质、灰尘颗粒的清理作业。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种管道内壁吸尘装置，其包括：支撑旋转部件，包括第一第二两组支撑组件和位于两组支撑组件之间的旋转组件，两组支撑组件支撑定位于管道内壁，旋转组件由旋转电机驱动相对于支撑组件做周向旋转；

径向伸缩吸尘部件，安装在旋转组件上随旋转组件做周向旋转；所述径向伸缩吸尘部件包括伸缩气缸及吸尘口，伸缩气缸驱动吸尘口前后移动实现吸尘口的径向进给并控制吸尘口与管道内壁的接触压力；以及

吸泵过滤部件，安装在旋转组件上随旋转组件做周向旋转；所述吸泵过滤部件包括依次连通的收集框、过滤框和吸泵组件，收集框通过伸缩软管与吸尘口连接，通过启动吸泵组件能够在吸尘口处产生足够大的吸力，完成吸尘作业。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述径向伸缩吸尘部件还包括滑板、直线轴承和导向杆；吸尘口通过吸尘口固定件安装在导向杆的前端，导向杆通过直线轴承可滑动地安装在滑板上，伸缩气缸固定在滑板上且前端与吸尘口固定件连接；通过控制伸缩气缸的伸缩及压力，实现吸尘口相对滑板的前后移动并控制吸尘口与管道内壁的接触压力。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述径向伸缩吸尘部件还包括视觉照明组件，视觉照明组件通过固定件安装在靠近吸尘口的位置，视觉照明组件的角度可调。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述吸尘口的两侧设置有限位轮组件，通过调节限位轮组件的前后安装位置控制吸尘口端面与管道内壁的距离，实现最佳的吸取效果。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述收集框和过滤框均为密封式设计，过滤框与收集框之间设置有过滤网，吸泵组件与过滤框连接，吸泵组件用于在过滤框中形成负压，过滤网对气体进行过滤，防止杂质、灰尘颗粒进入吸泵组件而将其损坏，收集框用于对吸尘口吸取的异物、杂质、灰尘颗粒进行集中收集；收集框和过滤框均设计有快拆式密封门。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述支撑旋转部件的每组支撑组件包括至少三组自同一中心沿径向伸出的支撑气缸，所述支撑气缸的气缸行程可调，相邻支撑气缸之间的夹角相同。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述每组支撑组件还包括端盖和对接座，端盖为圆形，对接座固定于端盖的第一侧面且与端盖中心对齐，至少三组支撑气缸均匀安装在对接座的周壁并沿端盖的径向向外伸出，每组支撑气缸的自由端均设有支撑结构；所述支撑气缸上设计有显示气缸行程的刻度尺，当支撑旋转部件的所有支撑气缸的支撑结构均支撑于管道内壁且气缸行程相同时，整个管道内壁吸尘装置在管道中定位，且管道内壁吸尘装置的定位中心与管道的中轴线重合。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述旋转组件包括旋转部分和用于驱动旋转部分旋转的旋转驱动部分，旋转部分包括多根连接杆和分别固定在连接杆两端的第一内侧旋转板和第二内侧旋转板，第一内侧旋转板、第二内侧旋转板分别与第一第二两组支撑组件可旋转连接；径向伸缩吸尘部件和吸泵过滤部件分别通过连接件安装在连接杆上，使得径向伸缩吸尘部件和吸泵过滤部件均随旋转部分进行周向旋转。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述旋转驱动部分包括旋转电机、小齿轮和大内齿轮；旋转电机固定在第一内侧旋转板上且旋转轴穿过第一内侧旋转板，大内齿轮固定在第一支撑组件的侧面，小齿轮固定在旋转电机的旋转轴上且与大内齿轮卡合；当两组支撑组件定位后，通过控制旋转电机的转动方向及速度，实现小齿轮绕着大内齿轮旋转，驱动旋转部分相对于支撑组件进行周向旋转。

作为本发明管道内壁吸尘装置的一种优选实施方式，所述管道内壁吸尘装置搭载的所有电子元器件都设计有密封防水结构。

与现有技术相比，本发明管道内壁吸尘装置采用径向伸缩吸尘部件和支撑旋转部件分别完成吸尘口在径向和周向的移动，使吸尘口按所需要的轨迹精确移动和定位，完成吸尘作业，克服了圆形长管道内细小杂质、灰尘颗粒难以清理的问题，收集框的设置则解决了管道内吸尘难以收集的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明管道内壁吸尘装置及其有益效果进行详细说明。

图1为本发明管道内壁吸尘装置的结构示意图。

图2为本发明管道内壁吸尘装置的径向伸缩吸尘部件的结构示意图。

图3为本发明管道内壁吸尘装置的吸泵过滤部件的结构示意图。

图4为本发明管道内壁吸尘装置的吸泵过滤部件的内部结构示意图。

图5为本发明管道内壁吸尘装置的支撑旋转部件的结构示意图。

图6为本发明管道内壁吸尘装置的支撑旋转部件的剖视图。

图7为图6中旋转驱动部分的结构示意图。

图8为本发明管道内壁吸尘装置的管道内工作状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1，本发明管道内壁吸尘装置包括径向伸缩吸尘部件10、吸泵过滤部件20和支撑旋转部件30。

请参阅图2，径向伸缩吸尘部件10包括滑板11、吸尘口12、直线轴承13、导向杆14、伸缩气缸15、吸尘口固定件120、限位轮组件122、伸缩软管16、视觉照明组件17和连接件18。吸尘口12通过吸尘口固定件120安装在两根导向杆14的前端，两根导向杆14分别通过直线轴承13可滑动地安装在滑板11上，伸缩气缸15固定在滑板11上且前端与吸尘口固定件120连接，通过控制伸缩气缸15的伸缩及压力，能够实现吸尘口12相对滑板11的前后移动并控制吸尘口12与管道60内壁的接触压力。吸尘口12可以根据需求设计选用不同功能、不同材质的吸尘口，以达到对管道60内壁的最佳清洁效果。吸尘口12的两侧设置有限位轮组件122，通过调节限位轮组件122的前后安装位置，可以控制吸尘口端面与管道60内壁的距离，以实现最佳的吸取效果。伸缩软管16的前端穿过滑板11与吸尘口12的后端连接，伸缩软管16的后端用于与吸泵过滤部件20连接。视觉照明组件17通过固定件安装在吸尘口固定件120上，作业前可以通过手动调节固定件的角度位置，将视觉照明组件17调节到所需要的角度，以实时完成对管道60内壁细小杂质、灰尘颗粒的精确定位和作业观察。连接件18至少有两个，分别固定在滑板11的上下两端，用于实现径向伸缩吸尘部件10在支撑旋转部件30上的安装。

请参阅图3和图4，吸泵过滤部件20包括收集框21、过滤框22、吸泵组件23和连接件24。收集框21和过滤框22都是密封式设计，收集框21通过连接口210与伸缩软管16的后端连接，过滤框22与收集框21之间设置有过滤网220，吸泵组件23与过滤框22连接，吸泵组件23用于在过滤框22中形成负压，过滤网220对气体进行过滤，防止杂质、灰尘颗粒进入吸泵组件23而将其损坏，收集框21用于对吸尘口12吸取的异物、杂质、灰尘颗粒进行集中收集。收集框21和过滤框22均设计有快拆式密封门，可以快速打开以便把收集框21里的异物、杂质、灰尘颗粒清理干净，把过滤框22内的过滤网220取出来清洗干净重复使用。通过启动吸泵组件23抽空气体，能够很好地形成真空负压，从而保证了与伸缩软管16相连接的吸尘口12处产生足够大的吸力，完成所需要的吸尘作业。连接件24有多个，图示实施方式中为四个，均匀固定在收集框21、过滤框22、吸泵组件23的同一侧面，用于实现吸泵过滤部件20在支撑旋转部件30上的安装。

请参阅图5至图7，支撑旋转部件30包括第一第二两组支撑组件40和位于两组支撑组件40之间的旋转组件50。

每组支撑组件40均包括端盖41、对接座42、三组支撑气缸43、六组导向轮44和保护罩45。端盖41为圆形且开有中心孔，对接座42固定于端盖41的第一侧面且与端盖41中心对齐，三组支撑气缸43均匀安装在对接座42的周壁并沿端盖41的径向向外伸出。每组支撑气缸43的自由端均设有支撑结构430，支撑气缸43上还设计有显示气缸行程的刻度尺，当三组支撑气缸43的支撑结构430均支撑于管道60的内壁且三组支撑气缸43的气缸行程相同时，端盖41的中心即与管道60的中轴线重合，如图8所示。六组导向轮44通过固定件均匀安装在端盖41第一侧面的边缘处，且导向轮44凸出于端盖41的外周壁，导向轮44用于对整个管道内壁吸尘装置在管道60内的行走进行导向。保护罩45与对接座42的端部连接并与端盖41扣合围成保护腔，将对接座42和支撑气缸43收容于保护罩45和端盖41围成的保护腔中，导向轮44位于保护腔外。

旋转组件50包括旋转部分和用于驱动旋转部分旋转的旋转驱动部分。旋转部分包括多根连接杆51、第一内侧旋转板52和第二内侧旋转板53，旋转驱动部分包括旋转电机54、小齿轮55和大内齿轮56。连接杆51的数量为多根，图示实施方式中为四根，第一内侧旋转板52、第二内侧旋转板53分别固定在连接杆51的两端。第一内侧旋转板52的中心穿过第一支撑组件40的端盖41中心孔与其对接座42可旋转连接，第二内侧旋转板53的中心穿过第二支撑组件40的端盖41中心孔与其对接座42可旋转连接。旋转电机54为密封电机，其固定在第一内侧旋转板52上且旋转轴穿过第一内侧旋转板52。大内齿轮56固定在第一支撑组件40的端盖41的第二侧面，小齿轮55固定在旋转电机54的旋转轴上且与大内齿轮56卡合。径向伸缩吸尘部件10的两个连接件18和吸泵过滤部件20的四个连接件24分别固定在连接杆51上，使得径向伸缩吸尘部件10和吸泵过滤部件20均随旋转部分进行周向旋转。

当两组支撑组件40定位后，旋转驱动部分能够驱动旋转部分相对于支撑组件40进行周向旋转。具体来说，当第一第二两组支撑组件40的六组支撑气缸43均支撑于管道60内壁且气缸行程相同时，整个支撑旋转部件30在管道60中定位，且支撑旋转部件30的定位中心与管道60的中轴线重合。此时，大内齿轮56是固定不动的，通过控制旋转电机54的转动方向及速度，可以很方便地驱动小齿轮55绕着大内齿轮56旋转，从而驱动旋转部分相对于管道60进行周向旋转，使搭载在旋转组件50的径向伸缩吸尘部件10的吸尘口12在周向上对准管道60内壁的细小杂质、灰尘颗粒，实现对管道60内壁细小杂质、灰尘颗粒的精准吸取作业。

使用本发明管道内壁吸尘装置时，首先通过外部驱动机构将整个管道内壁吸尘装置移动至管道60内细小杂质、灰尘颗粒所在区域，之后通过对伸缩气缸15及旋转电机54的正反转和速度控制，使吸尘口12精确对准异物，再通过吸泵组件23在吸尘口12形成真空负压，实现在管道60的一定距离范围内的任意点进行细小杂质、灰尘颗粒的吸取作业。由于本发明搭载了视觉照明组件17，通过对视觉照明组件17的控制及观察，可以实时判断细小杂质、灰尘颗粒的精确位置，并加以跟踪，从而使吸尘口12对管道60内壁的细小杂质、灰尘颗粒进行定位与跟踪，并精准地进行吸尘作业。

本发明管道内壁吸尘装置搭载的包括电机在内的所有电子元器件都设计有密封防水结构，密封性能达到IP67，因此本发明管道内壁吸尘装置可以直接用于水下环境。

通过以上描述可知，本发明采用径向伸缩吸尘部件10和支撑旋转部件30分别完成吸尘口12在径向和周向的移动，使吸尘口12按所需要的轨迹精确移动和定位，完成吸尘作业，克服了圆形长管道内细小杂质、灰尘颗粒难以清理的问题，收集框的设置则解决了管道内吸尘难以收集的问题。

与现有技术相比，本发明管道内壁吸尘装置至少具有以下优点：

1)径向伸缩吸尘部件10利用伸缩气缸15实现吸尘口12的径向进给，此结构简单，操作简便，且通过伸缩气缸15压紧进行吸尘，使吸尘口12始终压紧在管道内壁的指定距离上定位，对管道60具备良好的自适应特性，以完成对管道内壁上的杂质、灰尘颗粒进行吸取作业；

2)吸泵过滤部件20利用吸泵组件23抽空过滤框22、收集框21里的空气以形成高负压，通过伸缩软管16与径向伸缩吸尘部件10的吸尘口12相连接，从而在吸尘口12处产生足够大的吸力，以对管道内壁上的异物、杂质、灰尘颗粒进行吸取；

3)吸泵过滤部件20自带收集框21进行工作，边吸尘边收集异物、杂质、灰尘颗粒作业，克服了管道内吸尘难以收集的问题；吸泵过滤部件20设计有快拆式密封门，可以快速打开以便对收集框21、过滤框22进行清理，对过滤网220进行更换；

4)支撑旋转部件30采用多个均匀分布于圆周的支撑气缸实现在管道内壁的定位支撑，并且可对支撑气缸的行程进行调节，从而使整个管道内壁吸尘装置的定位中心与管道的中轴线重合，且可对管道内壁进行自适应支撑定位，适用于不同直径的圆管；

5)支撑旋转部件30设有旋转驱动部分，通过控制旋转电机54的转动方向及速度，可以很方便地通过齿轮传动驱动旋转部分相对于管道60进行周向旋转，从而实现对管道内壁细小杂质、灰尘颗粒在周向方向上的精确定位；

6)整个管道内壁吸尘装置的轴向长度短，在外部驱动机构的驱动下，可根据需求在管道60内进行轴向移动，克服了长管道内无法进入吸尘的问题，大大提高了作业距离和效率；

7)在靠近吸尘口12处搭载了视觉照明组件17，作业前可手动进行角度位置调节，以实现对异物、杂质、灰尘颗粒的精确定位吸取，并且可以在清理后进行清洁程度观察；

8)本发明的所有电机及电子元器都设计有密封防水结构，可整体用于有水及水下进行工作；

9)本发明各部件位置可手动、电动进行调节，适用性强；

10)本发明结构紧凑，控制简便，操作简单。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种管道内壁吸尘装置，其特征在于，包括：

支撑旋转部件，包括第一第二两组支撑组件和位于两组支撑组件之间的旋转组件，两组支撑组件支撑定位于管道内壁，旋转组件由旋转电机驱动相对于支撑组件做周向旋转；

径向伸缩吸尘部件，安装在旋转组件上随旋转组件做周向旋转；所述径向伸缩吸尘部件包括伸缩气缸及吸尘口，伸缩气缸驱动吸尘口前后移动实现吸尘口的径向进给并控制吸尘口与管道内壁的接触压力；以及

吸泵过滤部件，安装在旋转组件上随旋转组件做周向旋转；所述吸泵过滤部件包括依次连通的收集框、过滤框和吸泵组件，收集框通过伸缩软管与吸尘口连接，通过启动吸泵组件能够在吸尘口处产生足够大的吸力，完成吸尘作业。

2.根据权利要求1所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述径向伸缩吸尘部件还包括滑板、直线轴承和导向杆；吸尘口通过吸尘口固定件安装在导向杆的前端，导向杆通过直线轴承可滑动地安装在滑板上，伸缩气缸固定在滑板上且前端与吸尘口固定件连接；通过控制伸缩气缸的伸缩及压力，实现吸尘口相对滑板的前后移动并控制吸尘口与管道内壁的接触压力。

3.根据权利要求2所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述径向伸缩吸尘部件还包括视觉照明组件，视觉照明组件通过固定件安装在靠近吸尘口的位置，视觉照明组件的角度可调。

4.根据权利要求1所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述吸尘口的两侧设置有限位轮组件，通过调节限位轮组件的前后安装位置控制吸尘口端面与管道内壁的距离，实现最佳的吸取效果。

5.根据权利要求1所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述收集框和过滤框均为密封式设计，过滤框与收集框之间设置有过滤网，吸泵组件与过滤框连接，吸泵组件用于在过滤框中形成负压，过滤网对气体进行过滤，防止杂质、灰尘颗粒进入吸泵组件而将其损坏，收集框用于对吸尘口吸取的异物、杂质、灰尘颗粒进行集中收集；收集框和过滤框均设计有快拆式密封门。

6.根据权利要求1所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述支撑旋转部件的每组支撑组件包括至少三组自同一中心沿径向伸出的支撑气缸，所述支撑气缸的气缸行程可调，相邻支撑气缸之间的夹角相同。

7.根据权利要求6所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述每组支撑组件还包括端盖和对接座，端盖为圆形，对接座固定于端盖的第一侧面且与端盖中心对齐，至少三组支撑气缸均匀安装在对接座的周壁并沿端盖的径向向外伸出，每组支撑气缸的自由端均设有支撑结构；所述支撑气缸上设计有显示气缸行程的刻度尺，当支撑旋转部件的所有支撑气缸的支撑结构均支撑于管道内壁且气缸行程相同时，整个管道内壁吸尘装置在管道中定位，且管道内壁吸尘装置的定位中心与管道的中轴线重合。

8.根据权利要求1所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述旋转组件包括旋转部分和用于驱动旋转部分旋转的旋转驱动部分，旋转部分包括多根连接杆和分别固定在连接杆两端的第一内侧旋转板和第二内侧旋转板，第一内侧旋转板、第二内侧旋转板分别与第一第二两组支撑组件可旋转连接；径向伸缩吸尘部件和吸泵过滤部件分别通过连接件安装在连接杆上，使得径向伸缩吸尘部件和吸泵过滤部件均随旋转部分进行周向旋转。

9.根据权利要求8所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述旋转驱动部分包括旋转电机、小齿轮和大内齿轮；旋转电机固定在第一内侧旋转板上且旋转轴穿过第一内侧旋转板，大内齿轮固定在第一支撑组件的侧面，小齿轮固定在旋转电机的旋转轴上且与大内齿轮卡合；当两组支撑组件定位后，通过控制旋转电机的转动方向及速度，实现小齿轮绕着大内齿轮旋转，驱动旋转部分相对于支撑组件进行周向旋转。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的管道内壁吸尘装置，其特征在于：所述管道内壁吸尘装置搭载的所有电子元器件都设计有密封防水结构。

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