CN114536434A - 一架轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道热熔凸台清理机器，尤其涉及一种热塑性管道内壁热熔连接产生的热熔凸台清理机器，该切削车主要包括车架和切削系统，所述车架位于小车下方提供动力。所述切削系统固定于车身中间，所述车架中间底部设有起重系统，可以控制切削系统上下移动，所述切削系统通过齿轮控制伸出或者收缩。所述车架还具有支撑件结构，通过齿轮结构传动实现伸缩。所述车身顶端有距离传感器，当检测到前方有热熔凸台，小车停止前进，进行切削操作。所述车架底部前端有旋转刷聚集废料，通过底部电动机高速旋转，在主机内形成负压状态，从吸入口吸进废料。本发明结构设计合理，自动化程度高，安全性强，操作简便，可以对不同口径的热熔管道内壁进行凸台切削处理，切削处理之后也可以达到收集废料的目的，提高了热熔管道清理的效率，从而为热熔管道在工程方面的广泛应用提供了可靠依据。

Description

一架轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车

技术领域

本发明涉及一种塑料管道内壁热熔凸台清理机器，尤其涉及一种热塑性塑料管道热熔连接后内壁处理切削清理机器。

背景技术

近年来，我国石油资源输送产业发展迅猛，石油资源需求量及输送量显著提升，输油管道质量是否达标、其防护措施完善与否将直接影响石油输送的安全性与效率。非金属管材因具有耐腐蚀、耐磨损、内表面光滑、施工周期短、使用寿命长等一系列优点，已经在石油天然气行业得到广泛应用，有效缓解了油田金属管道的腐蚀问题。

以聚乙烯为代表的热塑性塑料管材是当前用量较多的非金属管材类型之一。通常而言，聚乙烯管材等热塑性塑料管的连接方式分别是热熔连接和电熔连接，其中DN90mm以上的聚乙烯管材连接都采用热熔连接。然而，使用热熔连接方式安全高效的同时，管道接头内外两侧也会产生不可避免地熔化凸起。当热熔连接结束后，外壁凸起可以通过机械切削的方式去除，但是管道内热熔凸台无法去除，给石油运输与管道清理带来诸多不便，如在凸台处容易产生杂质聚集，阻碍管道的运输等。因此，去除管道内壁热熔凸台可以有效保障热熔连接管道实现全通径，进而解决管道通球、杂质处理难等难点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其结构设计合理，自动化程度高，安全性强，操作简便，可以对不同管径的管道凸台进行平整切削，并将切削后的切屑清理，提高了管道输送效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：包括驱动系统、切削系统、起重系统、支撑架和清理系统。所述驱动系统包括车轮、车架和小车电机及控制器，位于小车底部提供动力。所述车架中间底部设有起重螺纹杆，可以控制刮刀上下移动，所述螺纹杆上方支撑板设置有与主电机横向镶嵌配合的导轨。所述车架前端有一竖直开口，开放刮刀连杆的竖直位移，限制连杆左右移动。

所述切削系统包括刮刀、弹性伸缩杆、连杆、电机。所述刮刀通过连杆与弹性伸缩杆相连，伸出于车身前端，所述连杆另一端与车身内部电机相连，通过滑轨上的电机驱动，所述电机顶部设置有一排锯齿，所述锯齿上方有一与之啮合的齿轮，所述齿轮电机横向固定于车身上。所述刮刀弹性伸缩杆与主电机连杆中间通过螺纹螺母连接，可实现刮刀快速拆卸更换。

所述起重系统包括转轮、转轮连杆、涡轮连杆装置、螺纹杆、齿轮螺纹杆、支撑杆。所述转轮从车身前端下方伸出，通过转轮连杆与两个涡轮连杆装置相连，所述涡轮连杆分别在车身内部前端和滑轨下方提供支撑，通过旋转转轮带动齿轮螺纹杆旋转上升，带动位于齿轮螺纹杆中的螺纹杆上升与下降。

所述支撑架包含固定杆、支撑柱、齿轮、电机。所述固定杆位于切削系统连杆与车身中间，通过齿轮结构传动控制支撑柱伸缩。

所述清理系统包含旋转刷、挡板、高速电机、废料回收腔。所述旋转刷位于车身前段底部，通过高速电机带动旋转，所述挡板处于旋转刷之后固定于车身底部，所述废料回收腔内有高速电机旋转，在主机内形成负压状态，利用由此产生的高速气流，从吸入口吸进切削废料。

所述电机可实现正传和反转功能。

所述电机均安装有电池和无线遥控装置。

所述支撑架滑动丝杆结构套在固定杆上，端部通过角接触球轴承支撑，使丝杆在轴向、径向均受约束。

所述刮刀工作时与管壁保持1-4mm距离避免刮伤管道。

一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削清理车操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，量取管道直径D，可知管材的半径R＝D/2。转动转轮带动螺纹杆上升，使小车刮刀连杆处于管道中轴线处，工作时通过控制刮刀展开幅度，来适应不同口径管道。

第二步，打开小车电机开关，遥控进入管道，控制车身顶端距离传感器伸缩到接近管道顶端，设探头到刮刀前端距离为L，当车顶部距离传感器或摄像头检测到前方距离L存在内壁凸起，小车立即停止。启动啮合齿轮顶部电机，带动啮合齿轮，使刮刀伸出，伸出距离大于热熔凸台宽度。控制刮刀伸缩件齿轮旋转，带动连杆，使刮刀展开。同时启动支撑架齿轮电机，带动螺纹杆旋转，同时滑块推动滑动连杆前进，带动升降连杆，使支撑连杆伸出，用来支撑管壁防止切削过程中管道变形，同时固定小车，避免刮伤管壁，实现精准切削。

第三步，启动刮刀主电机，旋转的同时，电机上方齿轮反转，切削热熔凸台，直到刮刀归位。然后控制弹性伸缩杆回收，收缩刮刀。同时，支撑架齿轮反转，收回支撑架。打开清理系统电机开关，旋转刷转动聚集废料，废料腔内电动机高速转动，从吸入口吸进废料，同时启动小车电动机前进。直到下一热熔凸台位置停止，重复上述操作。以上步骤可实现管道内壁热熔凸台的切削和清理工作。

本发明具有以下优点：

1.本发明结构简单，设计合理，操作简便；

2.本发明采用自动清理装置，在切削的同时达到清理管道的效果；

3.本发明采用弹性伸缩杆装置自动调节刮刀尺寸，可以针对不同口径的管道进行切削，提高了机器的适用范围；

4.本发明既可通过遥控工作，也可以通过编程实现机器自动运行，自动化程度高；

5.本发明刮刀拆卸方便，便于维修；

6.本发明采用涡轮连杆结构控制刮刀上下移动，使其中心保持在管道中轴线处，可以适用于不同口径管道，应用范围广。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图

附图2为本发明最佳实施例在工作前的主视图

附图3为本发明的刮刀展开后工作示意图

附图4为本发明切削系统结构示意图

附图5为本发明的支撑架结构示意图

附图6为附图2在A处所对应的起落杆原始状态结构示意图附图7为附图2在B处所对应的涡轮连杆结构示意图

附图8为附图4在滑块C处的局部放大伸缩结构示意图

附图9为附图5在套筒D处的局部放大支撑杆结构示意图

图中：1—大齿轮；2—大齿轮电机；3—主电机；4—滑轨；5—支撑板；6—支柱；7—车轮；8—车架；9—小车电机及控制器；10—废料回收腔；11—挡板；12—旋转刷；13—支撑件；14—切削系统；15—固定杆；16—连杆；17—刮刀；18—刀柄；19—刮刀连杆；20—关节；21—槽孔；22—滑块；23—滑块连杆；24—滑动丝杆；25—齿轮电机；26—螺纹杆；27—齿轮螺纹杆；28—支撑杆；29—热熔凸台；30—管道；31—摄像头和距离探测器；32—转轮；33—转轮连杆；34—涡轮连杆；35—小齿轮；36—锯齿；37—支撑套筒；38—升降连杆；39—固定框；40—底板；41—支撑连杆。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明不局限于具体实施例。

实施例1

如图1至图4所示，本发明所述一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车主要由小车车架8和刮刀17两部分组成，小车车架8位于小车最底部，其两头分别安装有两个车轮7来前进，车架上方固定有小车电机及控制器9，为小车运行提供动力和控制。在其四周有四个支柱6支撑小车刮刀主电机3，支柱上方有一支撑板5，在其中间分布两个滑轨4，以方便刮刀17的伸缩，在支撑板底部中央和连杆16下方分别有一起重系统，进入管道之前，通过旋转转轮32通过连杆33带动涡轮连杆结构34，带动螺纹杆26上升，使刮刀17位于管道中轴线处，小车车身前端与连杆16相接处有一槽孔21，限制刮刀17前后位移，开放竖直位移。大齿轮1由电机2提供动力固定在车外壳上，当大齿轮1转动时将带动主电机3前后移动，来实现切削系统14的整体移动，主电机通过连杆16带动刮刀17旋转，连杆16通过固定杆15与小车箱体相接触。在固定杆15端部上方有一齿轮电机25，带动滑动丝杆24转动，使滑块22与滑块连杆23前进，推动四个升降连杆38展开，带动四个底板40与支撑连杆41伸出，与管道30相接触，支撑管道，避免切削过程中管道变形。在小车中央最前端为切削系统14，所述切削系统由刮刀17、刀柄18、刮刀连杆19、关节20、小齿轮35和锯齿36组成。伸缩结构通过齿轮35转动，带动刮刀连杆19移动，可以自由控制刮刀17的展开或收回。在小车底部前段装有清理系统，通过旋转刷12转动来聚集刮刀17切削下的废料，聚集到挡板11之前，启动废料回收腔10，通过高速电机旋转抽取空气，利用气压来吸收废料进入废料回收腔10内。

如图1所示主电机3通过滑轨4支撑固定在小车中间，通过大齿轮1转动来带动刮刀，实现刮刀伸缩，在滑轨支撑板5下方还有如图6所述的起重装置，来控制切削装置上下移动，适用范围广泛，结构简单，同时在支撑板5四周有四根支柱来防止小车切削变形等问题，还可以使小车重心靠后，防止出现后翘现象。

如图4所示，所述结构为切削系统结构，可通过控制齿轮35旋转带动滑块C前进后退，来控制刮刀17进行伸缩，通过控制进给量的长短来控制刮刀17的切削范围，滑块C通过连杆19与刀柄18相连，构成一曲柄连杆结构。

如图5所述该小车支撑架结构通过齿轮25转动，带动滑动丝杆24旋转，带动滑块22与滑块连杆23前进，推动支撑连杆41抵住管道30，来实现支撑作用，可适用于不同尺寸管道结构，防止小车切削过程中移动变形，避免过量切削或者少切现象的发生。

如图6至图7所述该小车起落装置通过涡轮连杆34带动齿轮螺纹杆27旋转上升，同时带动螺纹杆26上升，来实现切削系统位于管道中轴线处，提高小车适用范围。

本实例中，所述零件之间均采用角焊固定，安装方便，制造省工，受力均匀，避免由于应力集中破坏，同时提高生产效率。

本实施中，所述切削系统与中间连杆16通过螺纹螺母连接，当需要更换零件时，可实现快速拆卸，提高工作效率。

本实例中，废料收集系统底部设有挡板，挡板随着小车前进也同时起到聚集废料的作用，聚集废料时可以提高收集效率，保证收集过程中不会产生遗漏。

实施例2

以下通过对小车行进和切削收集过程为例，详细说明实施例1中所述的一架轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车对热熔凸台的处理过程:

首先，量取管道的直径D，可知管道的半径是R＝D/2。转动转轮32螺纹杆26上升使切削系统14位于管道中轴线上。随后让小车进入管道，启动小车动力系统，小车匀速前进。当车顶距离传感器检测到前方L处有热熔凸台时(L为切削系统前端到探头距离)，向小车电机及控制器9发送停止信号，小车停止。通过外部控制屏启动齿轮25正传，带动滑动丝杆24旋转与滑块22前进，推动升降连杆上升，使支撑件13伸出，支撑管壁，稳定车身。然后启动大齿轮2，使得主电机3沿着滑轨4前进，同时与切削系统14伸出大于两倍凸台宽度后，停止传动，之后通过滑块C内部齿轮35旋转带动滑块C前进，展开刮刀17，根据管道直径前进适当长度，使得刮刀17展开后旋转范围接近管壁，让刀尖与管壁保持1-4mm距离，防止刮伤管壁。启动主电机3，使电机开始进入正传状态，带动刮刀17正传。然后启动电机2反转，收回刮刀14，对管壁进行切削，当电机回到原位，此时切削完毕，关闭电机2与电机3，使刮刀17停止旋转移动，然后控制齿轮35反转使刮刀17收回，待回到初始位置时，启动齿轮25反转，收回支撑结构件13。之后启动小车前进动力系统9，同时启动废料清理系统，旋转刷12开始旋转，聚集废料，通过废料回收腔10内高速电机旋转，利用气压收集废料进入废料回收腔10内。当行进一段距离后可关闭废料回收系统，此时实现管道内部的清理，重复以上操作过程可实现多管道清理工作。

本发明管壁切削车在实际工作时，既可通过人工控制操作屏进行也可通过程序控制，实现自动工作过程。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：主要包括小车车架(8)和切削系统(14)两部分，所述车架(8)位于小车最底部及其两头分别安装两个车轮(7)，所述车架(8)上方固定有小车电机及控制器(9)，所述电机及控制器(9)四周有四个支撑柱(6)来支撑小车刀具主电机(3)，所述支撑柱(6)上方设置有一支撑板(5)，所述支撑板(5)中间分布两个滑轨(4)，来方便小车刮刀(17)的伸缩，所述支撑板(5)底部中央设置一起重系统，所述切削系统(14)中间设置有支撑架，所述车架(8)底部前端设置有废料回收系统。

2.根据权利要求1所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述切削系统(14)包含点击电机(3)、连杆(16)、刮刀(17)、刀柄(18)、刀具连杆(19)、关节(21)、小齿轮(35)、锯齿(36)、滑块(C)，所述刮刀(17)通过连杆(16)由电机(3)驱动，其中滑块(C)内部有齿轮(35)来驱动，所述刮刀(17)和刀柄(18)通过刮刀连杆(19)与滑块(C)相连。

3.根据权利要求1所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述支撑系统包括固定杆(15)、齿轮(25)、滑动丝杆(24)、滑块(22)、滑块丝杆(23)、支撑套筒(37)、升降连杆(38)、固定框(39)、底板(40)、支撑连杆(41)、支撑件(13)，其中四个支撑件(13)固定于固定杆(15)四个方向，所述支撑件(13)底部通过齿轮(25)带动滑动丝杆(24)转动与滑块(22)移动，以此来控制支撑连杆(41)伸缩。

4.根据权利要求2所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述导轨(4)为长方形凹形导轨。

5.根据权利要求1所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述电机均可实现正传和反转功能。

6.根据权利要求1所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述起重系统包括转轮(32)、转轮连杆(33)、涡轮连杆(34)、螺纹杆(26)、齿轮螺纹杆(27)、支撑杆(28)，所述转轮(32)从车身前端下方伸出，通过转轮连杆(33)与两个涡轮连杆(34)相连，所述涡轮连杆(34)分别在车身内部前端和滑轨(4)下方提供支撑，通过旋转转轮(32)带动齿轮螺纹杆(27)旋转上升，带动位于齿轮螺纹杆(27)中的螺纹杆(26)上升与下降。

7.根据权利要求1所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述废料回收系统包括废料回收腔(10)、挡板(11)、旋转刷(12)，所述旋转刷(12)固定于车架前端底部，所述挡板(11)设置于车轮(7)前端设置，所述废料收集腔(10)位于挡板(11)正上方。

8.根据权利要求1所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述切削系统与车架连接杆(16)中间通过螺纹螺母连接，方便拆卸，提高工作效率。

9.根据权利要求1至8任一所述的一种轮式可调控塑料管道内壁热熔凸台切削车，其特征在于：所述切削系统可以通过起重系统和弹性伸缩杆适应不同口径管道。

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