CN114602898B - 管体清洁系统及管体清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管体清洁系统及管体清洁方法。管体清洁系统包括承载装置，所述承载装置用于承载管体，并带动所述管体移动；激光清洁装置，用于对所述管体进行清洁，包括用于进行所述管体的内部清洁的第一清洁组件和用于进行所述管体的外部清洁的第二清洁组件，且所述第一清洁组件和所述第二清洁组件分别连接在所述承载装置上；除尘装置，连接在所述承载装置上，并位于所述激光清洁装置的旁侧，以对所述激光清洁装置清洁产生的粉尘进行回收；以及控制装置，位于所述承载装置的端部，以控制所述承载装置、所述激光清洁装置以及所述除尘装置运行。本发明的管体清洁系统具有高工作效率。且可有效杜绝二次污染。

Description

管体清洁系统及管体清洁方法

技术领域

本发明涉及一种管体清洁系统以及应用于该管体清洁系统的管体清洁方法，属于激光清洗技术领域。

背景技术

随着我国经济的持续发展，国家大力发展能源行业，长输油（气）管线是能源保障的重要方式。在输油（气）管线防腐施工中，管体（如钢管）的表面的处理是决定管线防腐使用寿命的关键因素之一。它是防腐层与钢管能否牢固结合的前提，经研究机构验证，防腐层的寿命除取决于涂层的种类、涂敷质量和施工环境等因素外，钢管的表面处理对防腐层寿命的影响约占50%。目前常见的管体除锈工艺包括工具除锈、酸洗除锈以及喷（抛）射除锈，其中，工具除锈主要是使用钢丝刷等工具，对钢材表面进行打磨，可以去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等，进一步的，手动工具除锈能达到Sa2级，动力工具除锈可达Sa3级；酸洗除锈一般是用化学和电解两种方法做酸洗处理，以去除氧化皮、铁锈、旧涂层，且可以作为喷砂除锈后的再处理。而喷（抛）射除锈则是通过大功率电机带动喷（抛）射叶轮高速旋转，使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质等磨料在离心力的作用下，对钢管表面进行喷（抛）射处理，其不仅可以彻底清除铁锈、氧化物和污物，而且钢管在磨料猛烈冲击和摩擦力的作用下，还能达到所需要的均匀粗造度。

然而使用工具除锈时，若钢材表面附着牢固的氧化亚铁，工具除锈效果不理想，达不到防腐施工要求的锚纹深度，且必须佩戴好防护用品及角磨机等的防护罩，不仅具有一定的危险性，而且长期工作易患职业病“矽肺”，同时还有劳动强度大，工作效率低，产生的噪音大，消耗品多并且价格高，对场地与环保有一定要求。

酸洗除锈一般为多种酸的混合物，主要有硫酸、硝酸和氢氟酸等，这些混合酸的腐蚀性很强，同时具有很强的氧化性、较高的腐蚀介质的温度，这对防腐材料的耐蚀性能提出了很高的要求。不锈钢酸洗生产线工艺从生产到废水废气回收系统，各个环节都存在很强的腐蚀状态，因此防腐材料选择的好坏直接关系到设备、车间地坪、地沟、废水废气的环保回收系统等处的正常使用，需要很大的场地与成本；同时，酸洗还会产生需要净化处理站处理的酸碱废水、含铬废水、其它生产废水以及办公生活废水，因此产生了巨大的废水处理成本。

我国目前通用的喷射除锈设备中，多用绞龙、刮板链条机、斗式提升机等原始笨重输砂机械组成，用户需要施建一个深地坑及做好防水层来装置机械，建筑费用高，维修工作量及费用极大。同时，用于需要使用压缩空气加速弹丸，因而必须配备大功率空压站，在清理效果相同的情况下，消耗的能量较大；且由于清洁后的钢管表面含有湿气，容易再生锈，清理效率低，费用高，操作人员多，不易实现机械化，劳动强度大。只适合小批量生产且喷砂过程中有大量的粉尘产生，不仅严重污染环境，还极易导致操作者的职业病（矽肺）。

进一步的，抛丸除锈设备中需要配有室体及除尘系统，灵活性差，受场地限制，并且由于设备巨大，对厂房的占地面积与高度有一定要求。而在清理过程中，抛头固定在室体上，只可通过调整定向套来改变钢丸飞出的角度，因此，抛丸只适合于规则和连续的情况，清理工件时有些盲目性，在工件表面易产生清理不到的死角，且不能清理工件与管件内壁。同时，由于抛丸使用的颗粒较大，成本高，设备结构复杂，易损件多，特别是叶片等零件，磨损快，维修工时高，费用高。

有鉴于此，确有必要提出一种新的管体清洁系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高工作效率、杜绝二次污染的管体清洁系统以及应用于该管体清洁系统的管体清洁方法。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种管体清洁系统，包括：承载装置，所述承载装置用于承载管体，并带动所述管体移动；所述承载装置包括沿纵向延伸设置的驱动机架、沿横向设置在驱动机架上的承载槽组件、滑动连接在承载槽组件上的托辊轮装置以及设置在承载槽组件的一侧并与托辊轮装置驱动连接的驱动电机；激光清洁装置，用于对所述管体进行清洁，包括用于进行所述管体的内部清洁的第一清洁组件和用于进行所述管体的外部清洁的第二清洁组件，且所述第一清洁组件和所述第二清洁组件分别连接在所述承载装置上；除尘装置，连接在所述承载装置上，并位于所述激光清洁装置的旁侧，以对所述激光清洁装置清洁产生的粉尘进行回收；以及控制装置，位于所述承载装置的端部，以控制所述承载装置、所述激光清洁装置以及所述除尘装置运行；所述移动限位机构用于固定所述第一清洁组件的使用位置，所述移动限位机构连接在所述驱动机架上，并可在所述控制装置的控制作用下带动所述第一清洁组件在所述驱动机架上上下移动，所述移动限位机构与所述气压支撑机构可分离连接，当管体进入清洁区域进行清洁时，所述移动限位机构带动所述第一清洁组件移动至所述管体的管口位置，承载有所述第一激光清洁机构的所述气压支撑机构与所述移动限位机构分离，并自所述管口进入所述管体内进行管内清洁；当管内清洁结束后，承载有所述第一激光清洁机构的所述气压支撑机构自管体穿出，并与所述移动限位机构再次接触，实现管内清洁。

作为本发明的进一步改进，所述气压支撑机构用于带动所述第一激光清洁机构沿所述管体的内部中轴线运动，且所述第一激光清洁机构为旋转式激光清洁机构。

作为本发明的进一步改进，所述第二清洁组件包括安装构件、通过气动滑台滑动连接在所述安装构件上的多个第二激光清洁机构以及设置于所述第二激光清洁机构旁侧的回字形高速风刀，所述安装构件具有用于收容所述第一清洁组件和/或所述管体穿过的收容孔，多个所述第二激光清洁机构沿所述收容孔的边缘等间距排布，并围绕所述第一清洁组件和/或所述管体的周向设置，且多个所述第二激光清洁机构可同时或分别工作。

作为本发明的进一步改进，所述第一清洁组件中第一激光清洁机构和所述第二清洁组件中第二激光清洁机构的激光扫描速度为8000~40000mm/s。

作为本发明的进一步改进，所述激光清洁装置还包括连接在所述承载装置上，并罩设在所述第二清洁组件外侧的防尘机构，所述防尘机构的一侧面设置有开口，以使得清洁后的所述管体可在所述承载装置带动下移出所述防尘机构。

作为本发明的进一步改进，所述控制装置包括检测组件和激光控制组件，所述检测组件位于所述承载装置的进料端，以对所述管体的移动位置和外部状态进行检测；所述激光控制组件位于所述承载装置远离所述进料端的另一端，用于控制所述激光清洁装置的运行和激光频率的调节。

作为本发明的进一步改进，所述检测组件包括设置在所述承载装置上的检测支架、安装在所述检测支架上的检测装置、感应装置以及线缆固定装置；所述检测装置用于对所述外部状态进行检测，并传递至所述激光控制组件进行识别，以对所述激光清洁装置的激光频率进行实时调节；所述感应装置用于对所述管体的移动位置进行检测，以通过所述激光控制组件控制所述激光清洁装置的开启或关闭。

作为本发明的进一步改进，所述除尘装置包括除尘烟道、真空泵、用于连接所述真空泵和所述除尘烟道的真空管路以及设置在所述除尘烟道端部的防尘滤芯。

作为本发明的进一步改进，所述承载装置包括驱动机架、承载槽组件、托辊轮装置以及设置在所述承载槽组件的一侧并与所述托辊轮装置驱动连接的驱动电机，所述承载装置还包括设置在相邻两个所述托辊轮装置之间的传动轴和位于所述传动轴两端的万向联轴器以及用于驱动所述传动轴和所述万向联轴器转动的减速机。

为实现上述发明目的，本发明还提供了一种管体清洁方法，应用于前述的管体清洁系统，包括如下步骤：S1、调节承载装置中托辊轮装置和承载槽组件的相对位置，使得管体沿所述承载装置的延伸方向稳定前行；S2、控制装置中的检测组件检测所述管体的移动位置及外部状态，激光控制组件接收所述移动位置及外部状态信息，并根据所述外部状态信息进行激光清洁装置激光频率的调节；S3、当所述检测组件检测到所述管体的顶端移动至防尘机构中时，所述激光控制组件控制第一清洁组件和第二清洁组件开始运行，同时进行所述管体的管内和管外清洁；S4、当所述检测组件检测到所述管体的尾端移动至所述防尘机构中时，所述承载装置带动所述管体继续向前移动直至移出所述防尘机构，同时对所述第一清洁组件进行复位完成所述管体的清洁；S5、所述激光控制组件控制所述第一清洁组件和所述第二清洁组件停止清洁并进行复位，通过出料装置带动所述管体横向移动以进行后续操作。

本发明的有益效果是：本发明的管体清洁系统通过设置激光清洁装置采用低碳环保的激光为清理源，并通过激光控制组件控制激光清洁装置发出的激光频率，利用激光束按照预先设计的方案聚焦照射管体表面，使管体的表面污物、锈迹涂层、油漆层等待清洗污物在快速光振动、汽化、分解和等离子体剥离等机理的共同作用下被迅速去除，使待清洗污物脱离管体，且清洁过程环保无噪音，符合国家低碳环保政策。进一步的，通过设置第一清洁组件，可直接将第一清洁组件伸入管体的内部进行管体的内部清洁，无需考虑管体的长度，即可实现对管体的内部清洁。同时，通过设置承载组件的结构方便管体的清洁和运送，具有占地面积小、维修方便、节约维修成本与劳动力的优点，且灵活性强，不止可以批量生产还可以小批量多品种生产。进一步的，使用激光作为清洁源可对多种不同材质的管体进行清洗，使得本发明的管体清洁系统可实现一机多用，降低生产前期投入资金，生产质量高、不伤及母材，且可对待清洁的管体表面粗糙度进行有效控制。

附图说明

图1是本发明管体清洁系统的立体示意图。

图2是图1中管体清洁系统取消防尘机构后的立体示意图。

图3是图2中检测组件位置处的局部放大图。

图4是图2中气压支撑机构位置处的局部放大图。

图5是图2中第二清洁组件的结构示意图。

图6是本发明管体清洁方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

请参阅图1~图5所示，为本发明提供的一种管体清洁系统100，用于对管体结构表面的污物（如表面污物、锈迹涂层、油漆层）进行清洁，并对清洁污物产生的碎屑、粉尘进行清理及回收。

管体清洁系统100包括承载装置1、激光清洁装置2、除尘装置3以及控制装置4。承载装置1用于承载管体，并带动管体移动，以使得激光清洁装置2可以对管体进行全方位的清洁。承载装置1包括沿纵向延伸设置的驱动机架11、沿横向设置在驱动机架11上的承载槽组件12、滑动连接在承载槽组件12上的托辊轮装置13以及设置在承载槽组件12的一侧并与托辊轮装置13驱动连接的驱动电机14。承载槽组件12成对设置，驱动机架11上等间距设置有多对承载槽组件12，且每对托辊轮装置13均连接有至少一个驱动电机14；管体承载成对设置的两个托辊轮装置13之间，托辊轮装置13与承载槽组件12一一对应设置，且位于同一对承载槽组件12上的两个托辊轮装置13可在驱动电机14的驱动作用下进行位置的调整。

承载装置1还包括设置在相邻两个托辊轮装置13之间的传动轴15和位于传动轴15两端的万向联轴器16以及用于驱动传动轴15和万向联轴器16转动的减速机17。具体的，定义驱动机架11在其延伸方向上具有相对设置的第一侧111和第二侧112，则位于第一侧111上的多个托辊轮装置13通过传动轴15连接成一整体，且每个传动轴15的两端均设置有万向联轴器16，以使得多个托辊轮装置13、传动轴15以及万向联轴器16形成一传动组件10，进一步的，传动组件10的一端设减速机17以带动设置在两个托辊轮装置13之间的传动轴15以及万向联轴器16装置转动，继而带动夹持在两个托辊轮装置13之间的管体沿驱动机架11的延伸方向移动。

需要说明的是，在本发明中仅以第一侧111上的多个托辊轮装置13、传动轴15以及万向联轴器16形成一传动组件10，而第二侧112上的多个托辊轮装置13独立设置用于实现对管体的支撑，以最终实现管体的移动为例进行举例说明，在本发明的其他实施例中，传动组件10还可形成在第二侧112的多个托辊轮装置13之间或者同时设置在第一侧111和/或第二侧112上。

激光清洁装置2设置在驱动机架11上，用于对承载在传动组件10上的管体进行清洁。激光清洁装置2包括第一清洁组件21和第二清洁组件22，且第一清洁组件21和第二清洁组件22分别连接在驱动机架11上。

第一清洁组件21用于进行管体的内部清洁，在本发明中第一清洁组件21同时设置有多个，且多个第一清洁组件21的中轴线位于同一延伸轴线上，进一步的，每个第一清洁组件21均具有相同的结构，在本发明中的说明书中仅以一个第一清洁组件21为例进行说明。

具体的，第一清洁组件21包括活动连接在驱动机架11上的气压支撑机构211、分设在气压支撑机构211延伸方向两端的第一激光清洁机构212和激光传输快接机构213以及连接在气压支撑机构211一端的移动限位机构214。气压支撑机构211支撑第一激光清洁机构212沿管体的内部中轴线运动，气压支撑机构211同时设置有一个或多个，当气压支撑机构211设置有一个时，第一激光清洁机构212和激光传输快接机构213分设在气压支撑机构211相对设置的两端，而当气压支撑机构211同时设置有多个时，多个气压支撑机构211首尾连接以形成与驱动机架11具有相同的延伸方向的支撑主体，此时第一激光清洁机构212和激光传输快接机构213分设在支撑主体相对设置的两端，以使得管体可沿气压支撑机构211和支撑主体的延伸方向移动。

进一步的，每个气压支撑机构211均包括气动杆主体2111和连接在气动杆主体2111上可被气动控制的支撑件2112，支撑件2112同时设置有多个，且多个支撑件2112等间距设置在气动杆主体2111的外周边缘，以使得气压支撑机构211可呈伞骨状开启或闭合，优选的，支撑件2112同时设置有3个，以在保证气压支撑机构211带动第一激光清洁机构212沿管体的内部中轴线稳定运动的同时，减少气压支撑机构211的体积，以降低管体清洁系统100的制备成本。

第一激光清洁机构212设置在气压支撑机构211远离支撑件2112延伸端部的一侧，以防止支撑件2112在撑开过程中对第一激光清洁机构212的清洁范围造成干涉，影响第一激光清洁机构212的清洁效果。进一步的，第一激光清洁机构212与控制装置4驱动连接，且控制装置4可对第一激光清洁机构212的激光输出频率进行调节，在本发明的一较佳实施例中，第一激光清洁机构212为旋转式激光清洁机构，如此设置，第一激光清洁机构212可转动对管体的内壁进行全方位清洁；当然在本发明的其他实施例中，第一激光清洁机构212还可为具有多个激光清洁头的激光清洁机构，以同样为管体的内壁进行全方位清洁。

激光传输快接机构213连接在气动杆主体2111与第一激光清洁机构212相相对设置的一侧，以控制连接第一激光清洁机构212和控制装置4，以使得第一激光清洁机构212可在控制装置4的控制作用下释放对应频率的激光，进一步的，通过设置激光传输快接机构213可完成第一清洁组件21的快速连接安装，方便管体清洁系统100的安装及使用。具体的，当气压支撑机构211同时设置有多个时，激光传输快接机构213连接在位于驱动机架11延伸的尾端的气压支撑机构211上。

移动限位机构214用于固定第一清洁组件21的使用位置，移动限位机构214连接在驱动机架11上，并可在控制装置4的控制作用下带动第一清洁组件21在驱动机架11上上下移动。具体的，移动限位机构214与气压支撑机构211可分离连接，当管体进入清洁区域进行清洁时，移动限位机构214带动第一清洁组件21移动至管体的管口位置，承载有第一激光清洁机构212的气压支撑机构211与移动限位机构214分离，并自管口进入管体内进行管内清洁；当管内清洁结束后，承载有第一激光清洁机构212的气压支撑机构211自管体穿出，并与移动限位机构214再次接触，实现管内清洁，进一步的，由于第一清洁组件21自管体内穿出，此时可通过激光传输快接机构213完成管线与气压支撑机构211之间的拆卸，完成管体的管内清洁。

具体的，第一清洁组件21可沿管体的一端进入管体内部，第一激光清洁机构212可在气压支撑机构211和激光传输快接机构213的共同支撑作用下卡持在管体的内部，进一步的，承载装置1可带动管体沿承载装置1的延伸方向移动，继而使得管体与第一清洁组件21之间相对运动，以实现对管体内壁的全场清洗，相较于现有技术中的管体清洁方式方法，可对各种长度的管体进行内部的清洁，特别是在管径较小和/或管体较长不方便通过清洁耗材进行清洗的管体结构中，本发明的第一清洁组件21可伸入其内部进行清洁，进一步提升了本发明管体清洁系统100的实用性。

第二清洁组件22用于进行管体的外部清洁，包括连接在驱动机架11上的安装构件221、通过气动滑台222滑动连接在安装构件221上的多个第二激光清洁机构223以及设置于第二激光清洁机构223旁侧的回字形高速风刀224。其中，安装构件221具有用于收容第一清洁组件21和/或管体穿过的收容孔2211，且第一清洁组件21和/或管体可在收容孔2211内移动。在本发明的一较佳实施例中，安装构件221呈正六边形设置，且收容孔2211设置在安装构件221的中心位置，且安装构件221的中心与收容孔2211的中心重合。

气动滑台222用于将第二激光清洁机构223滑动连接在安装构件221上，且多个第二激光清洁机构223沿收容孔2211的边缘等间距排布，并围绕第一清洁组件21和/或管体的周向设置。进一步的，每个第二激光清洁机构223通过气动滑台222滑动连接的安装构件221上，以使得每个第二激光清洁机构223与收容在收容孔2211内的管体之间的相对位置可调，以实现对管体的管外清洁，同样的，多个第二激光清洁机构223均与控制装置4控制连接，且每个第二激光清洁机构223的激光功率可在控制装置4的控制作用下进行调节。

气动滑台222、第二激光清洁机构223以及回字形高速风刀224均与控制装置4控制连接，以在控制装置4的控制作用下同时或分别开启，具体的，当管体的管径较大时，为实现管体的全方位整体清洁，可控制多个气动滑台222、第二激光清洁机构223以及回字形高速风刀224同时开始工作，以实现对管体外壁的全方位清洁；而当管体的管径较小时，同时开启全部的第二激光清洁机构223，多个第二激光清洁机构223之间的将存在清洁重复区域，致使管外壁部分区域被过度清洁，此时，可通过控制装置4控制多个第二激光清洁机构223间隔开启，完成管体的外部清洁。即，在本发明中，第二激光清洁机构223的开启数量和开启位置可根据实际需要进行选择，只需保证可方便快捷的完成管体的外部清洗即可。

在本发明的一较佳实施例中，安装构件221呈中空的六边形设置，气动滑台222、第二激光清洁机构223以及回字形高速风刀224均设置有6个，且6个气动滑台222、第二激光清洁机构223以及回字形高速风刀224的组合均设置在六边形的安装构件221的各边的中线上，以使得气动滑台222、第二激光清洁机构223以及回字形高速风刀224等间距设置。进一步的，当管体为大管径管体时，6个气动滑台222同时运动继而带动6个第二激光清洁机构223以及6个回字形高速风刀224移动至相应的清洁位置，进行管体外壁的清洁；而当管体为小管径管体时，控制装置4控制间隔设置的3个气动滑台222同时运动，继而带动3个第二激光清洁机构223以及3个回字形高速风刀224移动至相应的清洁位置，进行管体外壁的清洁，其余3组气动滑台222、第二激光清洁机构223以及回字形高速风刀224停留在初始位置，以在实现管体清洁的同时，降低管体清洁系统100进行管体清洁时的能耗。

需要说明的是，第一清洁组件21中第一激光清洁机构212和第二清洁组件22中第二激光清洁机构223的激光扫描速度为8000~40000mm/s，如此可进一步提升管体的清洁效果。

进一步的，激光清洁装置2还包括连接在承载装置1上，并罩设在第二清洁组件22外侧的防尘机构23。具体的，防尘机构23划定了管体的清洁区域，且防尘机构23的一侧面设置有开口（未图示），以使得清洁后的管体可在承载装置1带动下移出防尘机构23，优选的，防尘机构23的主体由隔音板拼接构成，且开口处设置有防尘胶帘，以防止激光清洁装置2工作时产生的碎屑和灰尘的逸散。

除尘装置3连接在承载装置1上的驱动机架11上，并位于激光清洁装置2的旁侧，以对激光清洁装置2清洁产生的粉尘进行回收。除尘装置3包括除尘烟道31、真空泵（未图示）、用于连接真空泵和除尘烟道31的真空管路32以及设置在除尘烟道31和真空管路32之间的防尘滤芯（未图示）。进一步的，除尘烟道31贯穿防尘机构23并伸入防尘机构23内，以在防止对激光清洁装置2清洁管体产生的碎屑和/或粉尘逸散的同时，方便除尘装置3对碎屑和/或粉尘进行回收，同时，通过在除尘烟道31和真空管路32之间设置防尘滤芯，可有效防止碎屑和/或粉尘进入真空管路32和/或真空泵中，在保证除尘装置3的使用效果的同时，提升了除尘装置3的使用寿命。

需要说明的是，在本发明中除尘装置3还包括与除尘烟道31连通的粉尘回收箱（未图示），粉尘回收箱与除尘烟道31可拆卸连接，且激光清洁装置2清洁管体产生的碎屑和/或粉尘在真空泵提供的负压作用下经除尘烟道31进入粉尘回收箱中，以方便单独拆卸粉尘回收箱完成碎屑和/或粉尘的倾倒；在本发明的其他实施例中，粉尘回收箱还可设置呈袋状或罐状等常规的收纳结构，只需保证可对粉尘回收箱进行收集，并方便与除尘烟道31的拆卸安装即可。

控制装置4位于所述承载装置1的端部，以控制承载装置1、激光清洁装置2以及除尘装置3运行。控制装置4包括检测组件41和激光控制组件42，检测组件41位于驱动机架11的进料端，以对管体的移动位置和外部状态进行检测；激光控制组件42位于驱动机架11远离进料端的另一端，用于控制激光清洁装置2的运行和激光频率的调节。

检测组件41包括设置在驱动机架11上的检测支架411、安装在检测支架411上的检测装置412、感应装置413以及线缆固定装置414；检测装置412用于对管体的外部状态进行检测，并传递至激光控制组件42进行识别，激光控制组件42根据管体的外部锈蚀情况对每个第一激光清洁机构212和第二激光清洁机构223的激光频率和激光扫描速度进行实时调节；在本发明中检测支架411呈框状设置，检测装置412设置在检测支架411的弯折位置，且同时设置有多个，如此设置可方便检测装置412对管体进行全方位的外观状态检测，以保证激光频率和激光扫描速度置设，继而提升激光清洁装置2的清洁效果。

感应装置413与检测装置412错位设置，并靠近防尘机构23设置以用于对管体的移动位置进行检测，具体的，当管体在承载装置1的带动下移动至检测组件41所在位置时，感应装置413发出的信号被管体阻断，此时感应装置413发送信号至激光控制组件42，激光控制组件42开启并根据检测装置412检测到的管体的外部状态进行激光频率和激光扫描速度的设置，并进一步控制激光清洁装置2的开启或关闭。线缆固定装置414用于对检测装置412和感应装置413的连接线进行固定，当然在本发明的其他实施例中，还可将检测装置412和感应装置413的连接线直接收容在检测支架411中。优选的，检测装置412为500万像素检测头，感应装置413为激光感应开关。

激光控制组件42位于驱动机架11远离检测组件41的一端，具体的，激光控制组件42包括控制箱体、收容在控制箱体中的控制单元以及可对控制参数进行显示和调节的显示控制面板。进一步的，承载装置1、激光清洁装置2以及除尘装置3分别与控制单元控制连接，以使的承载装置1、激光清洁装置2以及除尘装置3可在控制单元的控制作用下运行，进一步的，显示控制面板用于对承载装置1、激光清洁装置2以及除尘装置3的运行参数进行显示，操作者可通过显示控制面板对承载装置1、激光清洁装置2以及除尘装置3的运行状态和运行参数进行手动调节，进一步提升了管体清洁系统100的可操作控制性。优选的，激光控制组件42为PLC电脑主机控制柜。

进一步的，管体清洁系统100还包括用于实现管体横向出料的出料装置（未图示），在本发明中，出料装置为机械臂，当然在本发明的其他实施例中，出料装置还可为其它结构，只需保证管体的横向出料即可。

请参阅图6所示，本发明还提供一种管体清洁方法，用于控制管体清洁系统100完成管体的清洁。管体清洁方法包括如下步骤：

S1、调节承载装置1中托辊轮装置13和承载槽组件12的相对位置，使得管体沿承载装置1的延伸方向稳定前行；

S2、控制装置4中的检测组件41检测管体的移动位置及外部状态，激光控制组件42接收移动位置及外部状态信息，并根据外部状态信息进行激光清洁装置2激光频率的调节；

S3、当检测组件41检测到管体的顶端移动至防尘机构23中时，激光控制组件42控制第一清洁组件21和第二清洁组件22开始运行，同时进行管体的管内和管外清洁；

S4、当检测组件41检测到管体的尾端移动至防尘机构中时，承载装置1带动管体继续向前移动直至移出防尘机构23，同时对第一清洁组件21进行复位完成所述管体清洁；

S5、激光控制组件42控制第一清洁组件21和第二清洁组件22停止清洁并进行复位，通过出料装置5带动管体横向移动以进行后续操作。

以下说明书部分将针对步骤S1~S5进行详细说明。

步骤S1具体为，使用者根据判断向控制装置4中输入管体的型号，控制装置4根据输入的管体型号对每个托辊轮装置13和承载槽组件12的相对位置进行调节，使得多个托辊轮装置13位于同一直线上，进一步的，将管体放置于托辊轮装置13上，托辊轮装置13可对重力进行检测，当托辊轮装置13检测到重力稳定则向控制装置4传递型号，使得托辊轮装置13带动管体向前运行。

步骤S2具体为，通过检测组件41中的检测装置412对管体的移动位置进行检测，并通过感应装置413对管体的实际规格及锈蚀程度进行检测，进一步的，检测装置412和感应装置413将移动位置及外部状态信息传递至激光控制组件42中进行处理，并根据管体的型号、移动位置及外部状态信息进行激光清洁装置2激光频率的进一步调节。

步骤S3为当检测组件41检测到管体的顶端移动至防尘机构23中时，激光控制组件42根据管体的实际管径调整第一清洁组件21中第一激光清洁机构212和第二清洁组件22中第二激光清洁机构223伸出的数量与距离，激光控制组件42根据管体的实际锈蚀程度对第一激光清洁机构212和第二激光清洁机构223的输出功率进行调整，并控制第二清洁组件22中的第二激光清洁机构223和回字形高速风刀224运行。

进一步的，激光控制组件42控制移动限位机构214带动承载有第一激光清洁机构212的气压支撑机构211移动至管体下方，并调整第一激光清洁机构212与管体的相对位置，继而通过气压支撑机构211将承载有第一激光清洁机构212的气压支撑机构211放入管体内，同时，激光控制组件42控制移动限位机构214张开抵住管体的内壁，以使得第一激光清洁机构212始终沿管体的中心线移动。

步骤S4具体为，当检测组件41检测到管体的尾端移动至防尘机构23中时，承载装置1带动管体继续向前移动，直至移出防尘机构23，同时激光控制组件42控制移动限位机构214移动至管体的下方，并对承载有第一激光清洁机构212的气压支撑机构211进行再次接收，完成第一清洁组件21的复位和管体的清洁。

步骤S5具体为，激光控制组件42控制第一清洁组件21和第二清洁组件22停止清洁并进行复位，承载装置1带动管体横向移动指出料位置，并通过出料装置5完成清洁后管体的出料，以进行后续操作。

综上所述，本发明的管体清洁系统100通过设置激光清洁装置2采用低碳环保的激光为清理源，并通过激光控制组件42控制激光清洁装置2发出的激光频率，利用激光束按照预先设计的方案聚焦照射管体表面，使管体的表面污物、锈迹涂层、油漆层等待清洗污物在快速光振动、汽化、分解和等离子体剥离等机理的共同作用下被迅速去除，使待清洗污物脱离管体，且清洁过程环保无噪音，符合国家低碳环保政策。同时，通过设置承载组件1的结构方便管体的清洁和运送，具有占地面积小、维修方便、节约维修成本与劳动力的优点，且灵活性强，不止可以批量生产还可以小批量多品种生产。进一步的，使用激光作为清洁源可对多种不同材质的管体进行清洗，使得本发明的管体清洁系统100可实现一机多用，降低生产前期投入资金，生产质量高、不伤及母材，且可对待清洁的管体表面粗糙度进行有效控制。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种管体清洁系统，其特征在于，包括：

承载装置，所述承载装置用于承载管体，并带动所述管体移动；所述承载装置包括沿纵向延伸设置的驱动机架、沿横向设置在驱动机架上的承载槽组件、滑动连接在承载槽组件上的托辊轮装置以及设置在承载槽组件的一侧并与托辊轮装置驱动连接的驱动电机；

激光清洁装置，用于对所述管体进行清洁，包括用于进行所述管体的内部清洁的第一清洁组件和用于进行所述管体的外部清洁的第二清洁组件，且所述第一清洁组件和所述第二清洁组件分别连接在所述承载装置上；所述第一清洁组件包括气压支撑机构、分设在所述气压支撑机构延伸方向两端的第一激光清洁机构和激光传输快接机构以及连接在所述气压支撑机构一端的移动限位机构；

除尘装置，连接在所述承载装置上，并位于所述激光清洁装置的旁侧，以对所述激光清洁装置清洁产生的粉尘进行回收；以及

控制装置，位于所述承载装置的端部，以控制所述承载装置、所述激光清洁装置以及所述除尘装置运行；

所述移动限位机构用于固定所述第一清洁组件的使用位置，所述移动限位机构连接在所述驱动机架上，并可在所述控制装置的控制作用下带动所述第一清洁组件在所述驱动机架上上下移动，所述移动限位机构与所述气压支撑机构可分离连接，当管体进入清洁区域进行清洁时，所述移动限位机构带动所述第一清洁组件移动至所述管体的管口位置，承载有所述第一激光清洁机构的所述气压支撑机构与所述移动限位机构分离，并自所述管口进入所述管体内进行管内清洁；当管内清洁结束后，承载有所述第一激光清洁机构的所述气压支撑机构自管体穿出，并与所述移动限位机构再次接触，实现管内清洁。

2.根据权利要求1所述的管体清洁系统，其特征在于：所述气压支撑机构用于带动所述第一激光清洁机构沿所述管体的内部中轴线运动，且所述第一激光清洁机构为旋转式激光清洁机构。

3.根据权利要求1所述的管体清洁系统，其特征在于：所述第二清洁组件包括安装构件、通过气动滑台滑动连接在所述安装构件上的多个第二激光清洁机构以及设置于所述第二激光清洁机构旁侧的回字形高速风刀，所述安装构件具有用于收容所述第一清洁组件和/或所述管体穿过的收容孔，多个所述第二激光清洁机构沿所述收容孔的边缘等间距排布，并围绕所述第一清洁组件和/或所述管体的周向设置，且多个所述第二激光清洁机构可同时或分别工作。

4.根据权利要求1所述的管体清洁系统，其特征在于：所述第一清洁组件中第一激光清洁机构和所述第二清洁组件中第二激光清洁机构的激光扫描速度为8000~40000mm/s。

5.根据权利要求1所述的管体清洁系统，其特征在于：所述激光清洁装置还包括连接在所述承载装置上，并罩设在所述第二清洁组件外侧的防尘机构，所述防尘机构的一侧面设置有开口，以使得清洁后的所述管体可在所述承载装置带动下移出所述防尘机构。

6.根据权利要求5所述的管体清洁系统，其特征在于：所述控制装置包括检测组件和激光控制组件，所述检测组件位于所述承载装置的进料端，以对所述管体的移动位置和外部状态进行检测；所述激光控制组件位于所述承载装置远离所述进料端的另一端，用于控制所述激光清洁装置的运行和激光频率的调节。

7.根据权利要求6所述的管体清洁系统，其特征在于：所述检测组件包括设置在所述承载装置上的检测支架、安装在所述检测支架上的检测装置、感应装置以及线缆固定装置；所述检测装置用于对所述外部状态进行检测，并传递至所述激光控制组件进行识别，以对所述激光清洁装置的激光频率进行实时调节；所述感应装置用于对所述管体的移动位置进行检测，以通过所述激光控制组件控制所述激光清洁装置的开启或关闭。

8.根据权利要求1所述的管体清洁系统，其特征在于：所述除尘装置包括除尘烟道、真空泵、用于连接所述真空泵和所述除尘烟道的真空管路以及设置在所述除尘烟道端部的防尘滤芯。

9.根据权利要求6所述的管体清洁系统，其特征在于：所述承载装置包括驱动机架、承载槽组件、托辊轮装置以及设置在所述承载槽组件的一侧并与所述托辊轮装置驱动连接的驱动电机，所述承载装置还包括设置在相邻两个所述托辊轮装置之间的传动轴和位于所述传动轴两端的万向联轴器以及用于驱动所述传动轴和所述万向联轴器转动的减速机。

10.一种管体清洁方法，应用于权利要求9所述的管体清洁系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1、调节承载装置中托辊轮装置和承载槽组件的相对位置，使得管体沿所述承载装置的延伸方向稳定前行；

S2、控制装置中的检测组件检测所述管体的移动位置及外部状态，激光控制组件接收所述移动位置及外部状态信息，并根据所述外部状态信息进行激光清洁装置激光频率的调节；

S3、当所述检测组件检测到所述管体的顶端移动至防尘机构中时，所述激光控制组件控制第一清洁组件和第二清洁组件开始运行，同时进行所述管体的管内和管外清洁；

S4、当所述检测组件检测到所述管体的尾端移动至所述防尘机构中时，所述承载装置带动所述管体继续向前移动直至移出所述防尘机构，同时对所述第一清洁组件进行复位完成所述管体的清洁；

S5、所述激光控制组件控制所述第一清洁组件和所述第二清洁组件停止清洁并进行复位，通过出料装置带动所述管体横向移动以进行后续操作。

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