CN114405938A - 一种管道清洁结构及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种管道清洁结构及装置，涉及管路清洁领域，包括驱动杆和至少两个安装座，所有安装座沿驱动杆轴向依次套设于驱动杆，且至少一个安装座固连驱动杆，相邻安装座之间连接有至少两根柔性索，柔性索外圆周面连接切削块，柔性索的长度大于其所连接两个安装座的间距，以使柔性索绕驱动杆轴线转动时形成纺锤状工作区域，针对目前管路清洁设备对真空管路内部清理效果差的问题，将柔性索两端固定，中间部分安装切削块，在驱动下形成纺锤状的切削除垢工作区域，柔性索能够适应管道内壁，切削块提高对污垢的剥离能力，满足真空管道内的除垢需求。
Description
技术领域
本发明涉及管路清洁领域，具体涉及一种管道清洁结构及装置。
背景技术
真空排水技术具有节水、卫生、管径小、布置灵活、流速快等特点，目前已经在铁路、建筑、船舶、飞机、市政等场合得到了大量的成功应用。但系统在使用过程中，真空排污管路内壁很容易结垢，管路结垢后会带来管路堵塞，导致系统故障率增加，给使用者带来极大的不便，甚至影响健康。
目前常用的真空管路除垢方法主要有以下几种：采用化学试剂除垢，但会带来二次污染，同时若化学试剂清洗不干净，可能会带对设备带来损坏，另外也非常浪费水；采用高压水冲洗的方式，这种冲洗距离有限，为了保证冲洗效果需要将管路断开分段冲洗，但冲洗水难以进行收集导致浪费，冲洗力度不足导致除垢效果差；化学试剂结合水冲洗的方式同样存在中后段管路除垢效果差的问题；采用超声波除垢的方式，对于短的管路效果较好，需要将设备放置于清洗槽中。对于一些位于隐蔽工程中的真空管路，在安装完毕后难以进行拆装，超声波除垢难以得到合理应用。现有技术中存在通过柔性毛刷探入管路中进行除垢的方案，但是所采用的柔性毛刷对管道内污垢的剥离力度不足，导致除垢效果较差；上述方法或设备均难以满足真空管道的除垢需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种管道清洁结构及装置，将柔性索两端固定，中间部分安装切削块，在驱动下形成切削除垢工作区域，柔性索能够适应管道内壁，切削块提高对污垢的剥离能力，满足真空管道内的除垢需求。
为了实现上述目的，采用以下方案：
一种管道清洁结构，包括驱动杆和至少两个安装座，所有安装座依次套设于驱动杆，且所有安装座与驱动杆同角速度转动，相邻安装座之间连接有至少两根柔性索，柔性索外圆周面连接切削块，柔性索的长度大于其所连接两个安装座的间距，以使柔性索绕驱动杆轴线转动。
进一步地，至少一个安装座与驱动杆轴向滑动配合形成移动副，该安装座为第一安装座；至少一个安装座固连驱动杆，固连驱动杆的安装座为第二安装座。
进一步地，所述驱动杆上设有限位件，每个第一安装座分别对应两个间隔布置的限位件，第一安装座对应的两个限位件之间形成该第一安装座的移动区间。
进一步地，连接于相邻安装座之间的所有柔性索相对于驱动杆环向均匀分布。
进一步地，相邻安装座之间的切削块沿驱动杆轴向依次设置，不同柔性索上的切削块错位布置。
进一步地，所述切削块固定于柔性索远离驱动杆的一侧，切削块上设有切削刃。
本发明的第二目的是提供一种管道清洁装置，利用如上所述的管道清洁结构，管道清洁结构通过传动机构连接驱动机构。
进一步地，所述传动机构包括柔性转轴和护套，护套同轴套设于柔性转轴外部，柔性转轴一端连接驱动杆，另一端穿过护套后连接驱动机构，护套端部开口通过转动密封配合柔性转轴外圆周面。
进一步地，所述柔性转轴包括对接轴和依次串联的多个万向节，串联万向节的首端通过一个对接轴连接驱动杆，尾端通过另一个对接轴连接驱动杆，万向节均位于护套内。
进一步地，所述转动密封包括密封环和密封塞，密封环套设于驱动杆与护套之间，密封塞套设于驱动杆外并连接护套，护套为弹性管。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
(1)针对目前管路清洁设备对真空管路内部清理效果差的问题，将柔性索两端固定，中间部分安装切削块，在驱动下形成切削除垢工作区域，柔性索能够适应管道内壁，切削块提高对污垢的剥离能力，满足真空管道内的除垢需求。
(2)驱动杆通过安装座带动柔性索转动，柔性索两端连接安装座，位于安装座之间的柔性索在离心力下向离心方向扩展，从而其运动轨迹形成纺锤状的工作区域，柔性索本身和切削块接触管道内壁，实现对管道内壁上污垢的刮除，实现机械除垢，避免了采用化学试剂等方式导致的二次污染。
(3)设置固定安装座和可移动安装座，固定安装座能够稳定带动柔性索转动工作，可移动安装座在实现带动柔性索转动的同时，还能够实现轴向的滑动以调节柔性索离心方向的工作区域，适应不同直径的管路内壁。
(4)在设置可移动安装座的同时，还对可移动安装座配置限位件，对可移动安装座的移动范围进行约束，从而实现对柔性索工作区域最大直径的约束，通过控制可移动安装座移动范围能够对柔性索的工作区域进行调整，使其能够在设定工作区域内进行切削除垢，避免工作区域过大直接磨削内壁造成的不可逆损伤。
(5)通过限位件能够将可移动安装座的位置进行锁定，使其保持在特定位置从而实现对柔性索最大工作区域的锁定，适用于固定管径的管路清洁；也可以通过限位件将可移动安装座约束在一定范围内，使其在柔性索工作时牵拉作用下自适应调节位置，柔性索的工作区域外围与管道内壁贴合，扩大除垢区域，提高除垢效果；同时，也能够依据管道内径自适应调节工作区域的空间，适用于管径变化的管路清洁。
(6)柔性索上布置的切削块沿轴向错位布置，利用单个切削块的转动覆盖该轴向位置，减少同一轴向位置处的切削块数量，降低结构重量，错位布置能够扩大轴向的除垢范围，同时错位布置的多个切削块能够减少工作过程中的相互碰撞干涉，有效保护切削块。
(7)采用柔性转轴实现驱动机构与清洁结构的连接，柔性转轴能够在不拆除管路的情况下，绕过管路内的弯曲位置，将清洁机构放置于污垢位置，并能够进行动力传递，实现较长距离的除垢，减少对管路的破坏。
(8)在柔性转轴外部设置护套，隔离管道内壁与柔性转轴，避免了柔性转轴与管道内壁的直接接触碰撞，保证柔性转轴的正常工作；同时弹性的护套还能够起到辅助导向整个传动机构在管路内移动的作用，使管道清洁结构能够顺利到达管道内部所需位置。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1或2中管道清洁结构、传动机构及驱动机构的示意图；
图2为本发明实施例1或2中管道清洁结构的示意图；
图3为本发明实施例1或2中管道清洁结构的截面示意图；
图4为本发明实施例1或2中传动机构的转动密封的示意图。
图中，1-驱动机构，2-联轴器，3-柔性转轴，4-转动密封，5-护套，6-切削块，7-驱动杆，8-控制器，9-柔性索，10-第一安装座，11-第二安装座，12-限位件，401-密封头，402-密封塞，403-密封环。
具体实施方式
实施例1
本发明的一个典型实施例中，如图1-图4所示，给出一种管道清洁结构。
如图1、图2中所示的管道清洁结构，适用于管道内壁结垢的清除，尤其是安装于隐蔽工程内的真空管路的管道内壁污垢清洁，比如铁路、建筑、船舶、飞机、市政等场合中使用的真空排污管路。在图1中，柔性转轴3结合护套5、转动密封4形成传动机构，传动机构的末端连接如图2所示的管道清洁结构，管道清洁结构通过传动机构从驱动机构1获取动力，使得管道清洁结构整体绕轴线自转，在其置于管道内后，对管道内壁结垢进行去除实现管道清洁。此外，上述的管道清洁结构还可以应用于其他的非真空管道下，比如常压金属管道等。
如图1-图2所示，管道清洁结构主要包括驱动杆7、安装座、柔性索9和切削块6。其中，驱动杆7上套设有至少两个安装座，柔性索9围绕驱动杆7布置，并且两端分别连接不同的安装座，切削块6安装在柔性索9上，至少一个安装座与驱动杆7固连，此安装座为第二安装座11，保持位置实现对所连接柔性索9、切削块6的稳定驱动，其他安装座可以选用固连的安装座或活动连接的安装座。柔性索9可以安装在相邻安装座之间，也可以跨安装座连接，为了减少干涉，在本实施例中，柔性索9连接于相邻安装座之间，并且相邻安装座之间设置至少两根，并且，连接于相邻安装座之间的所有柔性索9相对于驱动杆7环向均匀分布，以保持在转动工作时的平衡。
结合图2，驱动杆7绕轴线转动时，柔性索9上所连接的切削块6能够形成绕驱动杆7轴线转动的环形轨迹，结合柔性索9本身的转动，柔性索9绕驱动杆7轴线转动时形成纺锤状工作区域。
可以理解的是，柔性索9的长度大于其所连接两个安装座的间距，以满足柔性索9转动时形成从中间到两端直径减小的纺锤状轨迹。并且，柔性索9所连接的两个安装座的间距大小，约束了所形成纺锤状工作区域的最大直径。
对于柔性索9，其可以独立工作，选用链条、钢丝绳等具有一定硬度的工件，在柔性索9转动时，其本体形成的纺锤状工作区域，也能够通过柔性索9本身的硬度对管道内壁结垢进行剥离。在柔性索9上设置切削块6目的是提高所形成纺锤状工作区域的除垢能力，以及利用切削块6的配重作用，提高转动过程中的稳定性。
如图2所示，驱动杆7通过安装座带动柔性索9转动，柔性索9两端连接安装座，位于安装座之间的柔性索9在离心力下向离心方向扩展，从而其运动轨迹形成纺锤状的工作区域。在本实施例中所形成的纺锤状的工作区域是指沿轴向的断面形状为纺锤状，并且，该纺锤状的边线为圆滑曲线，对应柔性索9转动时的状态。
柔性索9本身和切削块6接触管道内壁，实现对管道内壁上污垢的刮除，实现机械除垢，避免了采用化学试剂等方式导致的二次污染。
在设置一个固定于驱动杆7的第二安装座11后，还在驱动杆7上安装至少一个第一安装座10，第一安装座10与驱动杆7轴向滑动配合形成移动副，所有安装座与驱动杆7同角速度转动。
以图1、图2中所示的驱动杆7上设置两个安装座为例，以图2中的方位，左侧为第二安装座11，右侧相邻的为第二安装座11，利用所设置的第二安装座11能够相对于驱动杆7滑动以调节两个安装座的间距，从而对二者所连接的柔性索9的扩展范围进行调节。
如图3所示，设置固定安装座和可移动安装座，固定安装座能够稳定带动柔性索9转动工作，可移动安装座在实现带动柔性索9转动的同时，还能够实现轴向的滑动以调节柔性索9离心方向的工作区域，如图3中，改变切削块6与中间驱动杆7的间距，从而适应不同直径的管路内壁。
同一管路内有时会分布多段不同直径的管道依次串联，若将其拆分后分别清理则会大大影响其除垢效率，针对此问题，能够通过第二安装座11和第一安装座10间距的调节来实现工作区域直径的变化，适应不同直径的管路。
为了提高清理过程的可控性，驱动杆7上设有限位件12，每个第一安装座10分别对应两个间隔布置的限位件12，第一安装座10对应的两个限位件12之间形成该第一安装座10的移动区间。
在本实施例中的限位件12可以选用限位凸块等直接附着于驱动杆上的结构，也可以选用套环、螺母等套设连接与驱动杆上的结构，也可以选择销钉等固定安装在驱动杆上的结构。
一方面，如图1和图2中所示，对可移动安装座的移动范围进行约束，从而实现对柔性索9工作区域最大直径的约束，通过控制可移动安装座移动范围能够对柔性索9的工作区域进行调整，使其能够在设定工作区域内进行切削除垢，避免工作区域过大直接磨削内壁造成的不可逆损伤。
另一方面，如图2和图3中所示，通过限位件12能够将可移动安装座的位置进行锁定，使其保持在特定位置从而实现对柔性索9最大工作区域的锁定，适用于固定管径的管路清洁；也可以通过限位件12将可移动安装座约束在一定范围内，使其在柔性索9工作时牵拉作用下自适应调节位置，柔性索9的工作区域外围与管道内壁贴合，扩大除垢区域，提高除垢效果；同时，也能够依据管道内径自适应调节工作区域的空间，适用于管径变化的管路清洁。
使得管道清洁结构能够更加符合实际的管路除垢需求，提高其通用性，并提高工作效率。
结合图3和图4，驱动杆7从外部接收转矩动力，可以通过传动机构实现管道清洁结构与驱动机构1的间接连接。
同时，每个柔性索9上可以安装一个或多个切削块6，由于整个管道清洁机构往往处于整个工作设备的末端位置，需要降低其负载阻力，可以在每个柔性索9上安装一个切削块6，在驱动力充足时，可以在每个柔性索9上安装多个切削块6。
此外，相邻安装座之间的切削块6沿驱动杆7轴向依次设置，不同柔性索9上的切削块6错位布置；并且，切削块6固定于柔性索9远离驱动杆7的一侧，切削块6上设有切削刃。
柔性索9上布置的切削块6沿轴向错位布置，利用单个切削块6的转动覆盖该轴向位置，减少同一轴向位置处的切削块6数量，降低结构重量，错位布置能够扩大轴向的除垢范围，同时错位布置的多个切削块6能够减少工作过程中的相互碰撞干涉，有效保护切削块6。
上述是以在驱动杆7上布置两个安装座为例进行介绍，在同一驱动杆7上安装有三个或以上的安装座时，同样需要将多个安装座沿驱动杆7轴向依次安装，相邻安装座之间连接有至少两根柔性索9，柔性索9外圆周面连接切削块6，使其工作区域扩大。在满足管道清理结构能够顺利沿管道内调整位置的同时，可以根据需求配置多个安装块以及对应的柔性索9，提高工作效率。
实施例2
本发明的另一个典型实施例中，如图1-图4所示，给出一种管道清洁装置。
管道清洁装置利用如实施例1中的管道清洁结构，并且，管道清洁结构通过传动机构连接驱动机构1；驱动机构1可以选用电动机，比如变频电机，电动机连接有控制器8以对电动机的工作参数进行调整，电动机输出端通过联轴器2对接传动机构一端，传动机构的另一端连接管道清洁结构。
对应管道的弯曲，传动机构采用能够适应管道弯曲并沿管道延伸的结构，传动机构包括柔性转轴3和护套5，护套5同轴套设于柔性转轴3外部，柔性转轴3一端连接驱动杆7，另一端穿过护套5后连接驱动机构1，护套5端部开口通过转动密封4配合柔性转轴3外圆周面。
采用柔性转轴3实现驱动机构1与清洁结构的连接，柔性转轴3能够在不拆除管路的情况下，绕过管路内的弯曲位置，将清洁机构放置于污垢位置，并能够进行动力传递，实现较长距离的除垢，减少对管路的破坏。
在本实施例中，对于柔性转轴3可以采用多段串联结构，其包括对接轴和依次串联的多个万向节，串联万向节的首端通过一个对接轴连接驱动杆7，尾端通过另一个对接轴连接驱动杆7，万向节均位于护套5内。
如图4所示，为了避免柔性转轴3与管道内污垢的接触，设置护套5和转动密封4将柔性转轴3的万向节部分与管道进行隔离，转动密封4包括密封环403和密封塞402，密封环403套设于驱动杆7与护套5之间，密封塞402套设于驱动杆7外并连接护套5，护套5为弹性管。
还能够在密封塞402的外部增加密封头401，提高密封塞402与密封头401的连接稳定性，从而提高转动密封4的隔离效果，避免外部污垢等进入护套5内，影响万向节的传动。
在柔性转轴3外部设置护套5，隔离管道内壁与柔性转轴3，避免了柔性转轴3与管道内壁的直接接触碰撞，保证柔性转轴3的正常工作；同时弹性的护套5还能够起到辅助导向整个传动机构在管路内移动的作用，使管道清洁结构能够顺利到达管道内部所需位置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管道清洁结构，其特征在于，包括驱动杆和至少两个安装座，所有安装座依次套设于驱动杆，且所有安装座与驱动杆同角速度转动，相邻安装座之间连接有至少两根柔性索，柔性索外圆周面连接切削块，柔性索的长度大于其所连接两个安装座的间距，以使柔性索绕驱动杆轴线转动。
2.如权利要求1所述的管道清洁结构，其特征在于，至少一个安装座与驱动杆轴向滑动配合形成移动副，该安装座为第一安装座；至少一个安装座固连驱动杆，固连驱动杆的安装座为第二安装座。
3.如权利要求2所述的管道清洁结构，其特征在于，所述驱动杆上设有限位件，每个第一安装座分别对应两个间隔布置的限位件，第一安装座对应的两个限位件之间形成该第一安装座的移动区间。
4.如权利要求1所述的管道清洁结构，其特征在于，连接于相邻安装座之间的所有柔性索相对于驱动杆环向均匀分布。
5.如权利要求1所述的管道清洁结构，其特征在于，相邻安装座之间的切削块沿驱动杆轴向依次设置，不同柔性索上的切削块错位布置。
6.如权利要求1所述的管道清洁结构，其特征在于，所述切削块固定于柔性索远离驱动杆的一侧，切削块上设有切削刃。
7.一种管道清洁装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的管道清洁结构，管道清洁结构通过传动机构连接驱动机构。
8.如权利要求7所述的管道清洁装置，其特征在于，所述传动机构包括柔性转轴和护套，护套同轴套设于柔性转轴外部，柔性转轴一端连接驱动杆，另一端穿过护套后连接驱动机构，护套端部开口通过转动密封配合柔性转轴外圆周面。
9.如权利要求8所述的管道清洁装置，其特征在于，所述柔性转轴包括对接轴和依次串联的多个万向节，串联万向节的首端通过一个对接轴连接驱动杆，尾端通过另一个对接轴连接驱动杆，万向节均位于护套内。
10.如权利要求8所述的管道清洁装置，其特征在于，所述转动密封包括密封环和密封塞，密封环套设于驱动杆与护套之间，密封塞套设于驱动杆外并连接护套，护套为弹性管。
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- 2021-12-20 CN CN202111564424.7A patent/CN114405938A/zh active Pending
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