CN114705497A - 一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道内壁调查取样装置，具体涉及一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置，解决现有的管道在其一端难以到达，或者是盲端的情况下，对于待擦拭取样管道内壁沉积物，难以实现较好擦拭取样的技术问题。一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置，包括支撑组件、弹性体、操作机构以及驱动机构；操作机构包括内推杆、套设在内推杆上约束组件以及定位组件；定位组件穿过第三定位孔与第一定位孔，将弹性体收缩于容置空腔内；或者，定位组件穿过第三定位孔与第二定位孔，将弹性体释放于待擦拭取样管道中。实现只需要在管道的一端进行操作，即可清洁污物、取出样品。

Description

一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置

技术领域

本发明涉及一种管道内壁调查取样装置，具体涉及一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置。

背景技术

工业装置上的管道在运行一段时间后，管道内壁经常会出现需要被清理的沉积物。在核工业、化学工业或某些特殊的行业，也常需要对管道内沉积物进行调查取样，进而了解沉积物的成分，为制定沉积物处理方案提供依据。简单的管道取样或清理，可以用人力完成；但当管道内径较大或特别小，且管道又比较长的时候，就需要一定的机械装置。比如，中国专利109985868A公开的“输油管道内壁油污的清理方法”中，使用PVA胶棉清理器、发射机和接收机结合清洗液，在待清洗管道的两端对其内壁进行清洗。中国专利107461566A公开的“一种结构紧凑小型管道内壁清理装置”与中国专利112893348A公开的“管道内壁清理装置”均使用较为复杂的大型机械设备进行管道清洗。中国110721966公开了“一种管道内壁擦拭装置”，其在清洗杆一段装有擦拭布，由电机驱动清洗杆旋转运动，这种擦拭方法对管道内壁的清洁效果较好，但擦拭的沉积物与擦拭布不易分离，且这些沉积物可能在擦拭中散布到待清理管道的各处，难以收集。这些机械装置主要是为管道清理的目的设计的，可以达到清理管道沉积物的目的，但对沉积物的收集效果并不理想。一般清洗下来的沉积物，要么随气流或液流被冲走，要么混杂在擦拭布等清洁装置中，难以分离。

为了管道擦拭取样的目的，现有技术多采用一种机械装置推动不易与沉积物混杂的擦拭物，将沉积物从管道的一侧端口推至另一侧端口。但这往往需要管道的两端都可以到达，才能进行操作。

现实中的某些情况下，管道的另一端难以到达，比如大型容器外接的管道，而由于空间原因或容器内部环境有毒害不能进入，只能在管道的一端进行操作。取样样品回收也要求擦拭出的沉积物必须完全从这一端排出。对于这种有空间限制的擦拭取样作业，现有技术经过简单的变通难以达到该目的。

发明内容

本发明的目的是解决现有的管道在其一端难以到达，或者是盲端的情况下，对于待擦拭取样管道内壁沉积物，难以擦拭取样的技术问题，而提供一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置，实现只需要在管道的一端进行操作，即可清洁污物、取出样品。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特殊之处在于：包括支撑组件、弹性体、操作机构以及与操作机构连接的驱动机构；驱动机构用于驱动操作机构沿轴向运动；

操作机构包括内推杆、套设在内推杆上约束组件以及定位组件；

内推杆与约束组件之间形成容置空腔；

内推杆的一端与弹性体连接，另一端与驱动机构连接；

内推杆的另一端设置有第一定位孔、第二定位孔；

约束组件与内推杆靠近的一端设置有第三定位孔；

定位组件穿过第三定位孔与第一定位孔，将弹性体收缩于容置空腔内；

或者，定位组件穿过第三定位孔与第二定位孔，将弹性体释放于待擦拭取样管道中；

支撑组件设置在约束组件外壁上。

进一步地，所述约束组件包括套设在内推杆上的约束筒；第三定位孔设置在约束筒上；

或者，约束组件包括套设在内推杆上的约束筒、圆环组件以及连接管件；连接管件一端与约束筒连接，其另一端与圆环组件连接；第三定位孔设置在圆环组件上；

内推杆与约束筒之间形成容置空腔；

支撑组件设置在约束筒外壁上。

进一步地，还包括连接在内推杆与驱动机构之间的外推杆。

进一步地，所述驱动机构包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的齿轮、与齿轮啮合的齿条；

驱动电机位于操作台上；

齿条设置在外推杆上。

进一步地，所述弹性体为锥体结构，其小端与内推杆的一端连接。

进一步地，所述支撑组件包括圆周布置在约束筒外侧的多个隔离支脚，数量为三个。

进一步地，所述弹性体材料为橡胶。

进一步地，所述约束筒的长度大于弹性体的高度；

内推杆的长度为约束筒的1.2至1.5倍。

进一步地，所述连接管件为三根细直杆。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

(1)本发明单端操作的管道内壁擦拭取样装置，仅在待擦拭取样管道的一端操作就可以完成对待擦拭取样管道内壁的擦拭，而且擦拭的沉积物样品也可以从操作端取出，解决现有的管道在其一端无法到达或无法操作的情况下，对于待擦拭取样管道内壁沉积物的取样及清洁。

(2)本发明单端操作的管道内壁擦拭取样装置，结构简单，通过弹性体可以方便地擦拭取样，使沉积物样品不会被气流或液流冲走，且容易分离。

(3)本发明可以根据沉积物的性质和粘附强度，调节弹性体的弹性和尺寸，以及调节弹性体与待擦拭取样管道表面的摩擦力，增强擦拭效果。

(4)本发明将沉积物擦拭下来的同时，由于弹性体操作时单向运动，可以将沉积物收集到一起，并被弹性体带出待擦拭取样管道，便于收集。

(5)本发明中约束筒的直径与弹性体的直径，均可以根据待擦拭取样管道的内径进行调节，使其达到擦拭效果和摩擦阻力的平衡。

附图说明

图1为本发明单端操作的管道内壁擦拭取样装置实施例一作业前的结构示意图；

图2为本发明单端操作的管道内壁擦拭取样装置实施例一中，约束筒、弹性体及内推杆运动到待擦拭取样管道内部的示意图；

图3为本发明单端操作的管道内壁擦拭取样装置实施例一中，弹性体作业时打开的状态示意图；

图4为本发明单端操作的管道内壁擦拭取样装置，实施例一中弹性体作业完成向管道外运动的状态示意图。

图5为本发明实施例一中隔离支脚与约束筒装配示意图；

图6为本发明实施例一中驱动机构示意图；

图7为本发明实施例二的操作机构示意图。

图中附图标记为：

1-待擦拭取样管道，2-支撑组件，3-弹性体，4-约束组件，5-内推杆，6，定位组件，7-驱动电机，8-外推杆，9-齿轮，10-齿条,11-圆环组件，12-连接管件，13-第一定位孔，14-第二定位孔，15-约束筒。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的技术方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置，包括支撑组件2、弹性体3、操作机构以及与操作机构连接的驱动机构；驱动机构用于驱动操作机构沿轴向运动；

其中，操作机构包括内推杆5、套设在内推杆5上的约束组件4以及定位组件6；内推杆5与约束组件4之间形成容置空腔；内推杆5的一端与弹性体3连接，另一端与驱动机构连接；内推杆5的另一端设置有第一定位孔13、第二定位孔14；约束组件4与内推杆5靠近的一端设置有第三定位孔；定位组件6穿过第三定位孔与第一定位孔13，将弹性体3安装于容置空腔内；或者，定位组件6穿过第三定位孔与第二定位孔14，将弹性体3安装于待擦拭取样管道1中；支撑组件2设置在约束组件4外壁上。

本实施例中，约束组件4为套设在内推杆5上的约束筒15；第三定位孔设置在约束筒15上；弹性体3为锥体结构，其材料为回弹性好的天然橡胶(在其他实施例中弹性体3也可以用长条形海绵)，小端与内推杆5的一端连接，不用时，被收缩在约束筒15内；当需要取样时被释放出，位于待擦拭取样管道1中，弹性体3的体积膨大，用于对待擦拭取样管道1内壁进行擦拭。

另外，还设置有连接在内推杆5与驱动机构之间的外推杆8,当待擦拭取样管道1比较长时，可将内推杆5另一端与外推杆8螺纹连接，内推杆5的一端连接弹性体3；内推杆5另一端设置有第一定位孔13、第二定位孔14，其长度为约束筒15长度的1.2-1.5倍。

约束筒15为圆柱形结构，用于约束弹性体3，约束筒15靠近外推杆8的一端设置有第三定位孔；约束筒15的长度大于弹性体3的高度；

如图5所示，支撑组件2为三个由钢丝弯成U形隔离支脚，圆周焊接在约束筒15外壁上，其有一定的弹性，用于隔离约束筒15和待擦拭取样管道1内壁，使其不会对待擦拭取样管道1内壁造成损害。

定位组件6为定位销，当弹性体3处于收缩状态时，定位销插入内推杆5较前的第一定位孔13中，当弹性体3伸出后处于释放状态时，定位销插入较后的第二定位孔14中；

如图6所示，驱动机构由驱动电机7、齿轮9、齿条10组成，齿条10设置在外推杆8上，其中驱动电机7为步进电机，步进电机的输出轴与齿轮9连接，齿轮9与齿条10啮合，推动外推杆8沿轴线方向运动。

本实施例中，待擦拭取样管道1长度我50cm，其内直径为15mm；约束筒15长度为60cm，其直径为10mm；内推杆5长度为70cm，其直径为5mm。

上述实施例的工作过程如下：

如图2所示，当约束筒15进入管道前，定位销安装在约束筒15上的第三定位孔与内推杆5的第一定位孔13中，使得弹性体3被约束在约束筒15内，不与待擦拭取样管道1内壁接触。约束筒15进入管道后，由隔离支脚控制约束筒15不与管道内壁接触；

如图3、图4所示，当约束筒15到达管道末端时，打开约束筒15第一定位孔13中的定位销，步进电机通过齿轮9、齿条10与外推杆8，驱动内推杆5，将弹性体3推出约束筒15，弹性体3膨大，再将约束筒15定位销放到约束筒15上的第三定位孔与内推杆5较后的第二定位孔14中，驱动电机7驱动外推杆8向外运动，带动弹性体3擦拭取样待擦拭取样管道1内壁，并向外移动，在待擦拭取样管道1的端口收集弹性体3及沉积物样品，完成对待擦拭取样管道1内壁的取样。

实施例二

如图7所示，本实施例的与实施例一的区别在于约束组件4包括套设在内推杆5上的约束筒15、圆环组件11以及连接管件12；连接管件12一端与约束筒15连接，其另一端与圆环组件11连接；第三定位孔设置在圆环组件11上；

内推杆5与约束筒15之间形成容置空腔；支撑组件2设置在约束筒15外壁上。本实施例中采用的圆环组件11以及连接管件12可以减轻约束组件4的重量，进而减轻操作机构的重量，使得擦拭取样操作更方便。

本实施例的其余部分均与实施例一相同。

Claims (9)

1.一种单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：包括支撑组件(2)、弹性体(3)、操作机构以及与操作机构连接的驱动机构；驱动机构用于驱动操作机构沿轴向运动；

所述操作机构包括内推杆(5)、套设在内推杆(5)上约束组件(4)以及定位组件(6)；

所述内推杆(5)与约束组件(4)之间形成容置空腔；

所述内推杆(5)的一端与弹性体(3)连接，另一端与驱动机构连接；

所述内推杆(5)的另一端设置有第一定位孔(13)、第二定位孔(14)；

所述约束组件(4)与内推杆(5)靠近的一端设置有第三定位孔；

所述定位组件(6)穿过第三定位孔与第一定位孔(13)，将弹性体(3)收缩于容置空腔内；

或者，所述定位组件(6)穿过第三定位孔与第二定位孔(14)，将弹性体(3)释放于待擦拭取样管道(1)中；

所述支撑组件(2)设置在约束组件(4)外壁上。

2.根据权利要求1所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：所述约束组件(4)包括套设在内推杆(5)上的约束筒(15)；所述第三定位孔设置在约束筒(15)上；

或者，所述约束组件(4)包括套设在内推杆(5)上的约束筒(15)、圆环组件(11)以及连接管件(12)；所述连接管件(12)一端与约束筒(15)连接，其另一端与圆环组件(11)连接；所述第三定位孔设置在圆环组件(11)上；

所述内推杆(5)与约束筒(15)之间形成容置空腔；

所述支撑组件(2)设置在约束筒(15)外壁上。

3.根据权利要求2所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：还包括连接在内推杆(5)与驱动机构之间的外推杆(8)。

4.根据权利要求3所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机(7)、与驱动电机(7)输出端连接的齿轮(9)、与齿轮(9)啮合的齿条(10)；

所述驱动电机(7)位于操作台上；

所述齿条(10)设置在外推杆(8)上。

5.根据权利要求4所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：所述弹性体(3)为锥体结构，其小端与内推杆(5)的一端连接。

6.根据权利要求5所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：所述支撑组件(2)包括圆周布置在约束筒(15)外侧的多个隔离支脚，数量为三个。

7.根据权利要求6所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：所述弹性体(3)材料为橡胶。

8.根据权利要求1所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：所述约束筒(15)的长度大于弹性体(3)的高度；

所述内推杆(5)的长度为约束筒(15)的1.2至1.5倍。

9.根据权利要求2所述的单端操作的管道内壁擦拭取样装置，其特征在于：所述连接管件(12)为三根细直杆。

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