CN115106346A - 一种金属管材的内表面清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属管材的内表面清洁设备，其包括导向轴、清洁组件和驱动机构，清洁组件套设于导向轴，驱动机构驱动清洁组件围绕导向轴转动和沿导向轴正向滑动；清洁组件包括呈夹角设置的第一杆体和第二杆体，且第一杆体和第二杆体沿导向轴径向对称。第一杆体第二端设置有清洁刀具，第二杆体第二端设置有感应单元，清洁刀具和感应单元之间的连线与导向轴轴线平行。本发明提供的金属管材的内表面清洁设备，在驱动机构电机输出功率不变的前提下，对于大内径管材能够减小切削力，对于小内径管材能够增加切削力，使得切削刀具反映至驱动机构电机上的力矩保持一致，对大内径管材切削时能够保护电机，对小内径管材切削时能够提高切削效率。

Description

一种金属管材的内表面清洁设备

技术领域

本发明涉及污垢清除设备技术领域，特别是涉及一种金属管材的内表面清洁设备。

背景技术

管道清洁一般包括对管道内表面上粘附物的清洗，通常情况下管道内表面上的粘附物分为易清除和难清除两种。对于管道内表面上易清除的粘附物，一般利用清水或含有清洁剂的液体进行冲洗即可取出，而对于难清除的粘附物，则一般利用机械刮除的方式进行清理。但是，现有的管道污垢清洁设备通常只能够适用于单一管径的管材。

发明内容

基于此，有必要针对目前的管道污垢清洁设备所存在的适用性差的问题，提供一种金属管材的内表面清洁设备。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种金属管材的内表面清洁设备，其包括导向轴、清洁组件和驱动机构，所述清洁组件套设于所述导向轴，所述驱动机构驱动所述清洁组件围绕所述导向轴转动，所述驱动机构在所述清洁组件受到的力小于预设值时驱动所述清洁组件沿所述导向轴正向滑动；

所述清洁组件包括呈夹角设置的第一杆体和第二杆体，且所述第一杆体和所述第二杆体沿所述导向轴径向对称；所述第二杆体包括靠近所述导向轴的第一子杆、远离所述导向轴的第二子杆和第一弹性件，所述第一子杆和所述第二子杆同轴，所述第一弹性件设置于所述第一子杆和所述第二子杆之间，所述第一弹性件的弹性力总是使得所述第一子杆和所述第二子杆互相远离，所述第一弹性件弹性力为零时所述第一杆体的长度等于所述第二杆体的长度；

所述第一杆体第二端设置有清洁刀具，所述第二杆体第二端设置有感应单元，所述清洁刀具和所述感应单元之间的连线与所述导向轴轴线平行。

在其中一个实施例中，所述驱动机构和所述清洁组件之间设置有第二弹性件，所述第二弹性件总是使得所述清洁组件靠近所述驱动机构或是具有该移动的趋势。

在其中一个实施例中，所述清洁组件包括固定板和转动板，所述固定板活动连接于所述导向轴，所述转动板可转动地设置于所述固定板上，所述第一杆体第一端和所述第二杆体第一端均可转动地连接于所述转动板。

在其中一个实施例中，所述清洁组件还包括卡接块，所述卡接块可转动地设置于所述固定板上，所述转动板转动预设角度后，带动所述卡接块转动并卡接于所述导向轴。

在其中一个实施例中，所述转动板上设置有锁定滑槽，所述第一杆体和所述第二杆体上均设置有锁定件，所述锁定件处于锁定滑槽内，所述锁定件用以限制所述第一杆体和所述第二杆体相对于所述固定板的转动。

在其中一个实施例中，所述第一杆体第一端上固定连接有第一齿轮，所述第二杆体第一端上固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合且结构相同。

在其中一个实施例中，所述导向轴上设置有单向结构，所述单向结构限制所述清洁组件沿所述导向轴滑动。

在其中一个实施例中，还包括导向套，所述导向套固定连接于待清洁管材，所述导向套内径与待清洁管材内径相同。

在其中一个实施例中，所述导向套包括第一段和第二段，所述第一段直径小于所述第二段，所述第一段内径与待清洁管材内径相同；所述第二段上设置有顶紧螺母。

在其中一个实施例中，所述清洁组件数量为多个，多个所述清洁组件围绕所述导向轴均匀分布。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供的金属管材的内表面清洁设备，在驱动机构电机输出功率不变的前提下，对于大内径管材能够减小切削力，对于小内径管材能够增加切削力，使得切削刀具反映至驱动机构电机上的力矩保持一致，对大内径管材切削时能够保护电机，对小内径管材切削时能够提高切削效率。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备的分解图；

图3为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备的结构示意图，图中隐去了导向套和管材；

图4为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备的剖视图；

图5为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备中清洁组件处的局部放大图；

图6为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备中清洁组件处另一视向的局部放大图；

图7为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备中感应单元处的局部放大图；

图8为本发明一实施例提供的金属管材的内表面清洁设备中清洁刀具处的局部放大图。

其中：

100、导向轴；110、单向结构；200、清洁组件；210、第一杆体；211、清洁刀具；220、第二杆体；221、第一子杆；222、第二子杆；224、感应单元；231、固定板；232、转动板；232a、锁定滑槽；233、卡接块；300、驱动机构；310、第二弹性件；400、导向套；410、顶紧螺母；900、管材。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图8所示，本发明实施例提供了一种金属管材900的内表面清洁设备，其包括导向轴100、清洁组件200和驱动机构300，清洁组件200套设于导向轴100，驱动机构300驱动清洁组件200围绕导向轴100转动，驱动机构300在清洁组件200受到的力小于预设值时驱动清洁组件200沿导向轴100正向滑动；

清洁组件200包括呈夹角设置的第一杆体210和第二杆体220，且第一杆体210和第二杆体220沿导向轴100径向对称；第二杆体220包括靠近导向轴100的第一子杆221、远离导向轴100的第二子杆222和第一弹性件，第一子杆221和第二子杆222同轴，第一弹性件设置于第一子杆221和第二子杆222之间，第一弹性件的弹性力总是使得第一子杆221和第二子杆222互相远离，第一弹性件弹性力为零时第一杆体210的长度等于第二杆体220的长度；

第一杆体210第二端设置有清洁刀具211，第二杆体220第二端设置有感应单元224，清洁刀具211和感应单元224之间的连线与导向轴100轴线平行。

在其中一个实施例中，驱动机构300和清洁组件200之间设置有第二弹性件310，第二弹性件310总是使得清洁组件200靠近驱动机构300或是具有该移动的趋势。

在其中一个实施例中，清洁组件200包括固定板231和转动板232，固定板231活动连接于导向轴100，转动板232可转动地设置于固定板231上，第一杆体210第一端和第二杆体220第一端均可转动地连接于转动板232。

在其中一个实施例中，清洁组件200还包括卡接块233，卡接块233可转动地设置于固定板231上，转动板232转动预设角度后，带动卡接块233转动并卡接于导向轴100。

在其中一个实施例中，转动板232上设置有锁定滑槽232a，第一杆体210和第二杆体220上均设置有锁定件，锁定件处于锁定滑槽232a内，锁定件用以限制第一杆体210和第二杆体220相对于固定板231的转动。

在其中一个实施例中，第一杆体210第一端上固定连接有第一齿轮，第二杆体220第一端上固定连接有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合且结构相同。

在其中一个实施例中，导向轴100上设置有单向结构110，单向结构110限制清洁组件200沿导向轴100滑动。

在其中一个实施例中，还包括导向套400，导向套400固定连接于待清洁管材900，导向套400内径与待清洁管材900内径相同。

在其中一个实施例中，导向套400包括第一段和第二段，第一段直径小于第二段，第一段内径与待清洁管材900内径相同；第二段上设置有顶紧螺母410。

在其中一个实施例中，清洁组件200数量为多个，多个清洁组件200围绕导向轴100均匀分布。

在其中一个实施例中，多个清洁组件200上的清洁刀具211固连为一个一体的环形刀具。

实施例一：

如图1-图8所示，本实施例提供了一种金属管材900的内表面清洁设备，其包括导向轴100、清洁组件200、驱动机构300和导向套400，导向轴100穿设于待清洁管材900且与待清洁管材900同轴设置，清洁组件200套设于导向轴100上，驱动机构300带动清洁组件200围绕导向轴100转动和沿着导向轴100滑动，清洁组件200转动时刮除掉管材900内壁上的污垢。

导向轴100穿设于待清洁管材900后与管材900保持相对固定，导向轴100上设置有单向结构110，单向结构110限制清洁组件200沿导向轴100的滑动。本实施例中，单向结构110为设置于导向轴100外周壁面、沿导向轴100轴向均匀分布的多个棘齿圈，棘齿圈仅能够限制清洁组件200沿导向轴100的滑动，而不会限制清洁组件200绕导向轴100的转动。

清洁组件200的数量为四个，任一清洁组件200包括固定板231、转动板232、卡接块233、呈夹角设置的第一杆体210和第二杆体220。固定板231活动设置于导向轴100上，固定板231可以沿着导向轴100的轴向转动，也可以绕导向轴100轴线发生转动，但固定板231的水平姿态不会发生变化。固定板231整体形状大致呈“凹”形块状，其中间位置具有一个通槽，转动板232和卡接块233均位于通槽内，转动板232和固定板231之间转动连接，卡接块233和转动板232之间转动连接，且转动板232转动预设角度后，会带动卡接块233转动。

第一杆体210和第二杆体220沿导向轴100径向对称；第二杆体220包括靠近导向轴100的第一子杆221、远离导向轴100的第二子杆222和第一弹性件，第一子杆221和第二子杆222同轴，第一弹性件设置于第一子杆221和第二子杆222之间，第一弹性件的弹性力总是使得第一子杆221和第二子杆222互相远离，第一弹性件弹性力为零时第一杆体210的长度等于第二杆体220的长度。

第一杆体210靠近导向轴100的一端为第一端，远离导向轴100的一端为第二端；第二杆体220靠近导向轴100的一端为第一端，远离导向轴100的一端为第二端。第一杆体210第一端上固定连接有第一齿轮，第二杆体220第一端上固定链接有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，且第一齿轮和第二齿轮的参数相同，使得第一杆体210转动一定角度时，通过第一齿轮和第二齿轮的传动，使得第二杆体220转动相同角度。

第一杆体210第二端设置有清洁刀具211，第二杆体220第二端设置有感应单元224，清洁刀具211和感应单元224之间的连线与导向轴100轴线平行。清洁刀具211靠近待清洁管材900内壁的切削侧面为斜面，该斜面使得清洁刀具211在碰到污垢时，使得第一杆体210发生转动，且该转动具有使得第一杆体210和第二杆体220之间角度变大的趋势。感应单元224包括感应滚轮，感应滚轮用以接触导向套400内壁或已清洁过的管材900内壁。

转动板232上还设置有锁定滑槽232a，第一杆体210和第二杆体220上均设置有锁定件，锁定件处于锁定滑槽232a内，锁定件用以限制第一杆体210和第二杆体220相对于固定板231的转动。锁定件处于解锁状态时，锁定件可沿锁定滑槽232a滑动，以使第一杆体210和第二杆体220能够发生相对转动；锁定件处于锁定状态时，锁定件不可沿锁定滑槽232a滑动，以使第一杆体210和第二杆体220之间的夹角保持不变。

驱动机构300包括驱动轮，驱动轮套设于导向轴100上，驱动轮和固定板231之间通过第二弹性件310连接，本实施例中，第二弹性件310为碟簧，由此使得驱动轮和固定板231之间不会发生相对转动，而能够沿导向轴100轴向发生相对滑动。驱动轮能够沿导向轴100滑动和围绕导向轴100转动，驱动轮上设置有旋转电机和行走电机，旋转电机输出轴端上设置有旋转摩擦轮，行走电机上设置有行走摩擦轮，旋转摩擦轮和行走摩擦轮均与导向轴100摩擦传动。当然，驱动轮也可通过传动带、传动轴等方式通过设置于管材900外部的电机驱动。

导向套400包括直径较小的第一段和直径较大的第二段，第一段的内径与待清洁管材900的内径相同，第二段上设置有带有手轮的顶紧螺母410。

使用本实施例提供的金属管材900的内表面清洁设备对管材900内壁进行清洁时，将导向套400第二段套接于待清洁管材900的一端，并使得第一段和第二段之间的台阶面抵接于管材900一端且第一段与管材900对其，之后旋紧顶紧螺母410，使得导向套400和管材900相对固定。

此时，清洁组件200当中的锁定件处于解锁状态，根据管材900的内径调整第一杆体210和第二杆体220之间的夹角，使得清洁刀具211的切削侧面和导向轴100轴线之间的距离等于待清洁管材900的内壁半径。该过程中，第二杆体220在第一齿轮和第二齿轮的传动作用下，随第一杆体210转动相同的角度，因此感应滚轮用以抵接导向套400内壁的一侧面和导向轴100轴线之间的距离同样等于待清洁管材900的内壁半径。并且，此时感应滚轮和导向套400内壁并无接触压力，第一弹性件处于放松状态，并使得第二杆体220长度最长且等于第一杆体210的长度。锁紧锁定件，使得第一杆体210和第二杆体220之间的角度保持不变。

驱动轮启动，带动清洁组件200围绕导向轴100轴线转动并沿导向轴100轴向滑动。当清洁刀具211并未接触到管材900内壁上凸起的污垢时，清洁刀具211和管材900内壁之间没有接触力，因此清洁刀具211不会对没有污垢的管材900内壁造成破坏。

当清洁刀具211接触到管材900内壁上凸起的污垢时，由于清洁刀具211的切削侧面为斜面，该斜面受到凸起的污垢的顶推，使得第一杆体210会发生逆时针（图2中方向）转动，且由于第一杆体210和第二杆体220之间的夹角不会发生改变，同样会带动第二杆体220发生逆时针转动。由于第二杆体220上的感应单元224已经抵接于导向套400或管材900的内壁，因此第二杆体220的第二端不会沿导向轴100的径向向外移动，而是在第二杆体220转动的过程中，第二子杆222靠近第一子杆221并压缩第一弹性件，第一弹性件被压缩产生的弹力同样会作用于第一杆体210上，并使得第一杆体210具有想要恢复初始状态的趋势，即第一弹性件被压缩后的弹性力转化为清洁刀具211对凸起污垢的切削力。

同时，由于第一杆体210通过锁定件和转动板232保持相对固定，第一杆体210逆时针转动同样带动转动板232转动，转动板232转动带动卡接块233转动，卡接块233转动后卡接于导向轴100上的棘齿圈，使得清洁组件200无法继续沿导向轴100向下滑动。驱动轮继续向下运动，使得第二弹性件310被拉伸，并使得清洁组件200具有向下运动的趋势，即第二弹性件310的弹性力同样转化为清洁刀具211对凸起污垢的切削力，驱动轮下降的越多，清洁刀具211的切削力越大。并且，驱动轮持续带动清洁组件200转动，转动过程中多个清洁刀具211不断切削凸起的污垢，直至污垢被清除掉。

凸起污垢被清除后，第一杆体210不再受污垢的顶推，在第二杆体220和第一弹性件的作用下回到初始状态，此时第一弹性件释放，第一弹性件不再提供使得切削刀具进行切削的力。同时，转动板232顺时针转动，不再使得卡接块233卡接于棘齿圈，第二弹性件310逐渐释放并使得清洁组件200靠近驱动环，第二弹性件310也不再提供使得切削刀具进行切削的力。由此，完成了一次对凸起污垢的切削。驱动轮持续向下运动，直至对整个管材900内壁完成清除。

对于不同内径的管材900，使用本实施例中的金属管材900的内表面清洁设备对管材900内壁进行清洁时，需要调节第一杆体210和第二杆体220的角度。对于内径较大的管材900，第一杆体210和第二杆体220之间的夹角较小，使得第一杆体210和第二杆体220更加接近于水平状态，清洁刀具211和驱动机构300电机之间的力臂会增加。对于同样大小的凸起污垢，其使得第一杆体210沿导向轴100径向的移动量是相同的，若第一杆体210更加接近于水平状态，第二弹性件310的压缩量减小，使得清洁刀具211的切削力减小，但清洁刀具211和驱动机构300电机之间的力臂增大，使得清洁刀具211所产生的力矩大小尽可能保持不变。

同理，对于内径较小的管材900，第一杆体210和第二杆体220之间的夹角较大，使得第一杆体210和第二杆体220更加接近于竖直状态，清洁刀具211和驱动机构300电机之间的力臂会减小。对于同样大小的凸起污垢，其使得第一杆体210沿导向轴100径向的移动量是相同的，若第一杆体210更加接近于竖直状态，第二弹性件310的压缩量增大，使得清洁刀具211的切削力增大，但清洁刀具211和驱动机构300电机之间的力臂减小，使得清洁刀具211所产生的力矩大小尽可能保持不变。

由此，使得本实施例当中的金属管材的内表面清洁设备，在驱动机构电机输出功率不变的前提下，对于大内径管材能够减小切削力，对于小内径管材能够增加切削力，使得切削刀具反映至驱动机构电机上的力矩保持一致，对大内径管材切削时能够保护电机，对小内径管材切削时能够提高切削效率。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，包括导向轴、清洁组件和驱动机构，所述清洁组件套设于所述导向轴，所述驱动机构驱动所述清洁组件围绕所述导向轴转动，所述驱动机构在所述清洁组件受到的力小于预设值时驱动所述清洁组件沿所述导向轴正向滑动；

所述清洁组件包括呈夹角设置的第一杆体和第二杆体，且所述第一杆体和所述第二杆体沿所述导向轴径向对称；所述第二杆体包括靠近所述导向轴的第一子杆、远离所述导向轴的第二子杆和第一弹性件，所述第一子杆和所述第二子杆同轴，所述第一弹性件设置于所述第一子杆和所述第二子杆之间，所述第一弹性件的弹性力总是使得所述第一子杆和所述第二子杆互相远离，所述第一弹性件弹性力为零时所述第一杆体的长度等于所述第二杆体的长度；

所述第一杆体第二端设置有清洁刀具，所述第二杆体第二端设置有感应单元，所述清洁刀具和所述感应单元之间的连线与所述导向轴轴线平行。

2.根据权利要求1所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述驱动机构和所述清洁组件之间设置有第二弹性件，所述第二弹性件总是使得所述清洁组件靠近所述驱动机构或是具有该移动的趋势。

3.根据权利要求1所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述清洁组件包括固定板和转动板，所述固定板活动连接于所述导向轴，所述转动板可转动地设置于所述固定板上，所述第一杆体第一端和所述第二杆体第一端均可转动地连接于所述转动板。

4.根据权利要求3所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述清洁组件还包括卡接块，所述卡接块可转动地设置于所述固定板上，所述转动板转动预设角度后，带动所述卡接块转动并卡接于所述导向轴。

5.根据权利要求3所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述转动板上设置有锁定滑槽，所述第一杆体和所述第二杆体上均设置有锁定件，所述锁定件处于锁定滑槽内，所述锁定件用以限制所述第一杆体和所述第二杆体相对于所述固定板的转动。

6.根据权利要求1所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述第一杆体第一端上固定连接有第一齿轮，所述第二杆体第一端上固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合且结构相同。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述导向轴上设置有单向结构，所述单向结构限制所述清洁组件沿所述导向轴滑动。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，还包括导向套，所述导向套固定连接于待清洁管材，所述导向套内径与待清洁管材内径相同。

9.根据权利要求8所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述导向套包括第一段和第二段，所述第一段直径小于所述第二段，所述第一段内径与待清洁管材内径相同；所述第二段上设置有顶紧螺母。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的金属管材的内表面清洁设备，其特征在于，所述清洁组件数量为多个，多个所述清洁组件围绕所述导向轴均匀分布。

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