CN115338207A - 一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，包括管道、行进结构、驱动结构、清洗结构、除尘结构和支撑壳体，驱动结构设置在支撑壳体内腔，行进结构与驱动结构的一端相连接，行进结构和支撑壳体均与管道内侧壁相接触，以使驱动结构带动行进结构在管道内侧移动，驱动结构与清洗结构相连接，以使驱动结构带动清洗结构旋转清洗管道内侧壁，除尘结构设置在管道上，行进结构包括传动轴、转动轴芯、多个行进轮瓣、多个支撑杆、套筒、多个轮径调节爪、螺纹杆和调节螺母，能够解决现有清洗管道装置不仅清洗时对管道有损伤和污染，且清洗装置不能根据管道的直径变化而变化，不方便使用，通用性的问题。

Description

一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置
技术领域
本发明属于激光清洗技术领域，具体涉及一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置。
背景技术
所有的石油输油管道全部为Q235等板材焊接而来的焊管，管道焊接过程中或长时间的使用后内壁上通常会附着一些杂质，为保证经石油管道运输的石油的品质不受影响，需要对石油输送管道进行定期的清洗。传统的输油管道清洗方法主要有机械清洗法、超声波清洗、化学清洗法、射频等离子清洗法，机械清洗主要是以对待清洗表面进行机械打磨的方式来实现污染物的去除，过程费时费力且受到管道尺寸限制严重清洗效率低，且打磨会对基体造成损伤，损伤处易造成二次锈蚀。超声波清洗法能耗大，对水资源的浪费较为严重。化学清洗法则需要针对不同的污染物配置不同的清洗液，通用性较差，另外在清洗液的配置过程中通常会产生大量废水、废液对环境造成污染，在清洗过程中化学试剂还会对管道内壁有一定的腐蚀作用且化学试剂残留不易清洁，这会给未来工作带来极大困难。射频等离子体清洗法是通过物理、化学作用实现分子水平的污染物去除，清洗的污染物可以是有机物、氧化物等，射频等离子体清洗法是一种高精密清洗法。对应不同的污染物需要采用不同的清洗工艺，清洗时间长、耗电高、成本较高。
因此现有清洗管道装置不仅清洗时对管道有损伤和污染，且清洗装置不能根据管道的直径变化而变化，不方便使用，通用性。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，能够解决现有清洗管道装置不仅清洗时对管道有损伤和污染，且清洗装置不能根据管道的直径变化而变化，不方便使用，通用性的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，包括管道、行进结构、驱动结构、清洗结构、除尘结构和支撑壳体；
驱动结构设置在支撑壳体内腔，行进结构与驱动结构的一端相连接，行进结构和支撑壳体均与管道内侧壁相接触，以使驱动结构带动行进结构在管道内侧移动，驱动结构与清洗结构相连接，以使驱动结构带动清洗结构旋转清洗管道内侧壁，除尘结构设置在管道上。
可选的，行进结构包括传动轴、转动轴芯、多个行进轮瓣、多个支撑杆、套筒、多个轮径调节爪、螺纹杆和调节螺母；
支撑壳体的内腔一端连接套筒，调节螺母安装在套筒的内侧壁，传动轴活动穿过调节螺母，位于支撑壳体内腔的一端连接驱动结构，位于支撑壳体外侧的一端连接转动轴芯，转动轴芯周向方向均匀设置多个支撑杆，支撑杆的一端均连接行进轮瓣，行进轮瓣与支撑杆一一对应，行进轮瓣与管道的内侧壁相接触，支撑杆远离行进轮瓣的一端均接触设置轮径调节爪，轮径调节爪的一端均连接螺纹杆的一端，螺纹杆均与调节螺母螺纹连接，且螺纹杆的另一端均与传动轴的周向方向转动连接。
可选的，行进结构还包括支撑环，支撑环设置在传动轴上，且支撑环位于转动轴芯和套筒之间，支撑环均与螺纹杆滑动连接。
可选的，驱动结构包括滑道、滑动底座、第一电机、第一支撑座和第二电机；
滑道设置在支撑壳体内腔的一端侧壁上，滑动底座滑动设置在滑道上，第一电机安装在滑动底座上，第一电机的输出端与行进结构相连接，第一支撑座设在支撑壳体内腔的另一端侧壁上，第二电机安装在第一支撑座上，第二电机的输出端与清洗结构相连接。
可选的，支撑壳体的外侧壁沿周向方向均匀设置多个支撑轮，支撑轮与支撑壳体之间通过弹簧钢片相连接。
可选的，清洗结构包括激光清洗结构和焦距调节结构，激光清洗结构的一端与驱动结构相连接，激光清洗结构的另一端与焦距调节结构相连接，以使焦距调节结构调节激光清洗结构反射到管道内侧壁上的光斑大小。
可选的，激光清洗结构包括清洗外壳、气缸、推杆、第二支撑座、第三支撑座和反射镜片；
清洗外壳与驱动结构相连接，第二支撑座和第三支撑座均设置在清洗外壳的内腔侧壁上，且第二支撑座位于第三支撑座的前方，气缸与第二支撑座相连接，气缸的输出端连接推杆，反射镜片设置在第三支撑座上，推杆的一端与反射镜片的背面滑动连接。
可选的，焦距调节结构包括连接外壳、聚焦透镜、聚焦镜筒、镜筒滑道、柔性齿条、弹簧、焦距调节件、弹簧推片和固定件；
连接外壳的一端与激光清洗结构相连接，固定件固定在连接外壳的内腔，焦距调节件与固定件相连接，焦距调节件的内部设置有螺纹，焦距调节件的外部设置有齿轮，聚焦镜筒的外部与焦距调节件的内部螺纹连接，焦距调节件的外部齿轮上下分别啮合柔性齿条，上下侧的柔性齿条均连接筒状圆柱，筒状圆柱的一端的一端穿过连接外壳的外侧，筒状圆柱的一端均连接滚珠，滚珠与管道内侧壁接触，筒状圆柱内设置有弹簧，弹簧推片与连接外壳的外侧相连接，且弹簧推片的一端穿过筒状圆柱与弹簧卡接，聚焦镜筒的内部设置聚焦透镜，镜筒滑道设置在连接外壳的内部，聚焦透镜与镜筒滑道滑动连接。
可选的，除尘结构包括喷气除尘块、第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁、第四电磁铁、转动盘、震动拨片、伸缩式振动盘、第一调节件、调节螺杆、第三电机和除尘外壳；
喷气除尘块与清洗结构相连接，第一电磁铁设置在清洗结构的内部，第二电磁铁安装在喷气除尘块上，第三电磁铁和第四电磁铁安装在管道的外侧壁上，第三电磁铁和第四电磁铁位于第一电磁铁和第二电磁铁之间，除尘外壳设置在管道的外侧壁上，且位于第三电磁铁和第四电磁铁之间，除尘外壳的内侧上端安装有第三电机，第三电机的输出端连接转动盘，除尘外壳的内侧下端连接伸缩式振动盘，转动盘下端和伸缩式振动盘的上端均设置有多个震动拨片，上下震动拨片相互接触，伸缩式振动盘上设置有第一调节件，第一调节件上螺纹连接调节螺杆。
有益效果
本发明的实施例中所提供的一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，通过驱动结构分别带动行进结构前行，还带动清洗结构转动对管道内侧壁环视清洗，同时通过除尘结构对管道内侧壁清洗后进行除尘，进而解决了现有清洗管道装置不仅清洗时对管道有损伤和污染，且清洗装置不能根据管道的直径变化而变化，不方便使用，通用性的问题。
优点：
1、本发明利用激光清洗结构对管道内部进行清洗，其清洗面积大，清洗效果好。
2、适用于不同尺寸管道内壁的清洗。
3、行进结构外轮廓可以更好的贴合管道内壁，使之运行更加稳定，提高管道清洗的质量。
4、清洗模结构中的自动调焦装置可根据管道内径的不同进行自动式的机械调焦，以保正照射在不同内径管道内壁光斑大小的一致性，提高清洗质量。
5、该装置设有除尘结构，通过震动、气流使得清洗残留物脱落。
6、该装置设有废气处理模块，使得清洗后的废气对空气不造成污染不破坏环境，满足绿色、节能、环保的要求。
7、该装置应用的激光清洗技术可适用于多种不同污染物的的清洗。
8、该装置结构简单、使用方便便于后期的维护保养，且运行稳定可做到高效清洗。
附图说明
图1为本发明实施例的激光清洗装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的激光清洗装置主视剖面的结构示意图；
图3为本发明实施例的清洗结构主视剖视的结构示意图；
图4为本发明实施例的焦距调节结构的右视结构示意图；
图5为本发明实施例的行进结构的结构示意图；
图6为本发明实施例的行进结构右视的结构示意图；
图7为本发明实施例的除尘结构的结构示意图。
附图标记表示为：
1、管道；
2、行进结构；20、传动轴；21、转动轴芯；22、行进轮瓣；23、支撑杆；24、支撑环；25、套筒；26、轮径调节爪；27、螺纹杆；28、调节螺母；
3、驱动结构；30、滑道；31、滑动底座；32、第一电机；33、第一支撑座；34、第二电机；
4、清洗结构；41、激光清洗结构；410、清洗外壳；411、气缸；412、推杆；413、第二支撑座；414、第三支撑座；415、反射镜片；42、焦距调节结构；420、连接外壳；421、聚焦透镜；422、聚焦镜筒；423、镜筒滑道；424、柔性齿条；425、弹簧；426、焦距调节件；427、弹簧推片；428、固定件；
5、除尘结构；50、喷气除尘块；51、第一电磁铁；52、第二电磁铁；53、第三电磁铁；54、第四电磁铁；55、转动盘；56、震动拨片；57、伸缩式振动盘；58、第一调节件；59、调节螺杆；510、第三电机；511、除尘外壳；
6、支撑壳体；7、支撑轮。
具体实施方式
结合参见图1至图7所示，根据本发明的实施例，一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，请参照图1和图2，包括管道1、行进结构2、驱动结构3、清洗结构4、除尘结构5和支撑壳体6；驱动结构3设置在支撑壳体6内腔，行进结构2与驱动结构3的一端相连接，行进结构2和支撑壳体6均与管道1内侧壁相接触，以使驱动结构3带动行进结构2在管道1内侧移动，驱动结构3与清洗结构4相连接，以使驱动结构3带动清洗结构4旋转清洗管道1内侧壁，除尘结构5设置在管道1上。通过驱动结构3分别带动行进结构2前进，同时带动清洗结构4旋转实现对管道1的内侧壁进行清洗，并通过除尘结构5对清洗结构4清洗的管道1内侧壁进行除尘，进而实现对管道1的内侧壁无损伤，无污染的进行清洗，解决现有清洗管道装置不仅清洗时对管道有损伤和污染，且清洗装置不能根据管道的直径变化而变化，不方便使用，通用性差的问题。
进一步的，管道1为输油管道，内径尺寸为400mm～600mm的输油管道。
进一步的，行进结构2是位于前进方向的前侧，清洗结构4是位于前进方向的后侧，驱动结构3是位于行进结构2和清洗结构4之间，除尘结构5一部分是安装在清洗结构4上，一部分是位于管道1的外侧，即用于除尘管道1的内外侧的灰尘。
进一步的，驱动结构3是用于带动行进结构2前进，同时带动清洗结构4对管道1进行清洗，行进结构2是带动整个装置前进，除尘结构5用于将清洗过后仍停留在管道1内壁的清洗产物通过震动和气流使其脱落。清洗结构4是用于产生激光并进行平行输出，对管道1内侧壁进行清洗。
请参照图5和图6，行进结构2包括传动轴20、转动轴芯21、多个行进轮瓣22、多个支撑杆23、套筒25、多个轮径调节爪26、螺纹杆27和调节螺母28；支撑壳体6的内腔一端连接套筒25，调节螺母28安装在套筒25的内侧壁，传动轴20活动穿过调节螺母28，位于支撑壳体6内腔的传动轴20一端连接驱动结构3，位于支撑壳体6外侧的传动轴20一端连接转动轴芯21，转动轴芯21周向方向均匀设置多个支撑杆23，支撑杆23的一端均连接行进轮瓣22，行进轮瓣22与支撑杆23一一对应，支撑杆23远离行进轮瓣22的一端均接触设置轮径调节爪26，轮径调节爪26的一端均连接螺纹杆27的一端，螺纹杆27均与调节螺母28螺纹连接，且螺纹杆27的另一端均与传动轴20的周向方向转动连接。通过驱动结构3中的第一电机32带动传动轴20转动，进而实现带动行进轮瓣22与管道1相接触，沿着管道1的内侧壁前进，进而推动整个装置前进。本装置的前进方向是参照图2从右向左运动，即向左是前进的方向。
进一步的，支撑壳体6是两端均是连通的，即内腔是空腔，便于安装行进结构2和驱动结构3以及清洗结构4。
进一步的，传动轴20的位于支撑壳体6内腔的一端与第一电机32的输出端固定连接，第一电机32带动传动轴20转动。传动轴20位于支撑壳体6的外侧的一端与转动轴芯21键连接，不仅连接稳固，且提高转动的稳定性。
进一步的，转动轴芯21的外侧沿周向方向均匀设置有四个凹槽，凹槽内设置有支撑杆23，即一个凹槽对应一个支撑杆23，每个支撑杆23与凹槽之间是滑动连接。支撑杆23远离凹槽的一端均连接行进轮瓣22，即行进轮瓣22的外侧壁与管道1的内侧壁相接触，进而实现行进轮瓣22沿着管道1内侧壁运动。
进一步的，位于凹槽内腔且接触支撑杆23的一端活动设置轮径调节爪26，即一个支撑杆23对应一个轮径调节爪26，支撑杆23的端部直接顶着轮径调节爪26。轮径调节爪26靠近支撑壳体6的一端均固定连接螺纹杆27，且螺纹杆27与轮径调节爪26之间成165°连接，即轮径调节爪26是水平设置，即螺纹杆27是倾斜设置，其中，螺纹杆27靠近前进方向的一端均是与轮径调节爪26固定连接，螺纹杆27远离前进方向的一端是靠拢的与传动轴20转动连接，即可以绕着传动轴20转动。进而实现螺纹杆27与调节螺母28之间的螺纹连接，螺纹杆27转动，螺纹杆27在调节螺母28的作用下，可以带动传动轴20沿着转动轴芯21进行左右直线运动，即是沿着前进方向和后退方向进行直线运动。
进一步的，支撑杆23的另一端均固定连接行进轮瓣22，行进轮瓣22的外表面设置螺纹，即增大行进轮瓣22与管道1内侧壁之间的摩擦力，进而通过行进轮瓣22与管道1接触，带动装置前行。
进一步的，行进轮瓣22为弧形，数量为4个，即便于与管道1贴合，便于运动。
进一步的，支撑壳体6的前进方向后方端固定连接套筒25，套筒25是用于安装调节螺母28，调节螺母28用于螺纹连接螺纹杆27。
进一步的，四个轮径调节爪26与传动轴20与第一电机32连接的一端铰接连接，进而实现螺纹杆27转动与调节螺母28螺纹连接，带动轮径调节爪26根据管道1的内径大小进行调整。
进一步的，传动轴20上且靠近套筒25处滑动安装有支撑环24，支撑环24也是均与螺纹杆27滑动连接，不仅起到对轮径调节爪26起支撑作用，且当轮径调节爪26旋转缩回或者伸出时，轮径调节爪26在调节螺母28内锥螺纹的压力作用下収合和张开，直至行进轮瓣22与管道1的内径完全贴合，进而实现应用不同内径的输油管道的清洗。
进一步的，套筒25为定扭矩套筒，是为了保证整个清洗系统在输油管道1内壁可以稳定的行进，需要行进轮瓣22与输油管道1内壁有着一定的挤压力，该挤压力的大小可以通过定扭矩套筒25来实现，挤压力达到要求时调节螺母28与轮径调节爪26相对静止并在第一电机32的驱动下一同旋转，此时，清洗系统可在行进结构2的牵引下向前运行。
进一步的，行进结构2需要在清洗结构4对管道1内壁完成长度为L的清洗后启动，在t时间内行进长度为L的距离以保证两段清洗的衔接，由于行进轮瓣22螺纹部位为橡胶材料在行进过程中会受到管壁挤压力和切向力从而发生变形导致螺距变化，故针对不同内径输油管道1保证行进结构2行进速度v不变的情况下需要对第一电机32转速进行调整，需调第一电机32转速n计算如下：
n＝9550P/[9550P·d(1+η)·t/(2R·tan(20°+c)+T1)]
式中P-电机的额定功率W；d-行进轮表面螺距mm；η-螺纹螺距变形系数；R-输油管道内径mm；c-反射镜绕镜片支座旋转的转角误差°；T1-电机需要克服的行进轮转动时的扭矩N·mm。
进一步的，在第一电机32的驱动下转动，由于轮径调节爪26外表面带有螺纹且与内部带有锥形螺纹的调节螺母28旋合，轮径调节爪26在第一电机32驱动下转动时在调节螺母28与支撑环24的共同作用下实现张合，支撑环24对轮径调节爪26起支撑作用。
进一步的，当轮径调节爪26向右旋转缩回时轮径调节爪26在调节螺母28内锥螺纹的压力作用下收合，支撑环24在轮径调节爪26挤压力的作用下沿传动轴20向左滑动，从而使得行进轮径减小；当轮径调节爪26向左旋转伸出时轮径调节爪26在支撑环的支撑作用下张开，直至行进轮瓣22与管道1内径完全贴合，以此来适应不同内径输油管道1的清洗。其中向右旋转的方向是相对于前进方向的右侧，向左旋转的方向是相对于前进方向的左侧。
请参照图2，驱动结构3包括滑道30、滑动底座31、第一电机32、第一支撑座33和第二电机34；滑道30设置在支撑壳体6内腔的一端侧壁上，滑动底座31滑动设置在滑道30上，第一电机32安装在滑动底座31上，第一电机32的输出端与行进结构2相连接，第一支撑座33设在支撑壳体6内腔的另一端侧壁上，第二电机34安装在第一支撑座33上，第二电机34的输出端与清洗结构4相连接。通过第一电机32带动传动轴20转动，实现传动轴20直线运动，第二电机34带动清洗结构4转动，实现清洗结构4转动，对管道1内侧壁进行清洗。
进一步的，滑道30安装在支撑壳体6的内侧壁下方，且位于前进方向的前方处，滑动底座31与滑道30滑动连接，第一电机32固定安装在滑动底座31上，进而实现第一电机32转动，带动传动轴20，螺纹杆27在调节螺母28的作用下滑动底座31沿着滑道30直线运动。
进一步的，第一支撑座33安装在支撑壳体6的内侧壁下方，位于前进方向后端处，第一支撑座33的作用是固定安装第二电机34，第二电机34的输出端与清洗外壳410连接。
进一步的，同时便于支撑壳体6在管道1内侧壁进行移动，进而在支撑壳体6的外侧壁沿着周向方向均匀设置多个支撑轮7，支撑轮7通过弹簧钢片与支撑壳体连接，依靠弹簧钢片的弹性可实现对不同内径管道1的的适应，以及对整个系统的支撑作用。
请参照图3，清洗结构4包括激光清洗结构41和焦距调节结构42，激光清洗结构41的一端与驱动结构3相连接，激光清洗结构41的另一端与焦距调节结构42相连接，以使焦距调节结构42调节激光清洗结构41反射到管道1内侧壁上的光斑大小。激光清洗结构41包括清洗外壳410、气缸411、推杆412、第二支撑座413、第三支撑座414和反射镜片415；清洗外壳410与驱动结构3相连接，第二支撑座413和第三支撑座414均设置在清洗外壳410的内腔侧壁上，且第二支撑座413位于第三支撑座414的前方，气缸411与第二支撑座413相连接，气缸411的输出端连接推杆412，反射镜片415设置在第三支撑座414上，推杆412的一端与反射镜片415的背面滑动连接。焦距调节结构42包括连接外壳420、聚焦透镜421、聚焦镜筒422、镜筒滑道423、柔性齿条424、弹簧425、焦距调节件426、弹簧推片427和固定件428；连接外壳420的一端与激光清洗结构41相连接，固定件428固定在连接外壳420的内腔，焦距调节件426与固定件428相连接，焦距调节件426的内部设置有螺纹，焦距调节件426的外部设置有齿轮，聚焦镜筒422的外部与焦距调节件426的内部螺纹连接，焦距调节件426的外部齿轮上下分别啮合柔性齿条424，上下侧的柔性齿条424均连接筒状圆柱，筒状圆柱的一端的一端穿过连接外壳420的外侧，筒状圆柱的一端均连接滚珠，滚珠与管道1内侧壁接触，筒状圆柱内设置有弹簧425，弹簧推片427与连接外壳420的外侧相连接，且弹簧推片427的一端穿过筒状圆柱与弹簧425卡接，聚焦镜筒422的内部设置聚焦透镜421，镜筒滑道423设置在连接外壳420的内部，聚焦透镜421与镜筒滑道423滑动连接。通过激光清洗结构41产生激光束并平行射出，焦距调节结构42根据管道1内径的不同调节激光的光斑，进而实现对不同管道1内侧壁进行激光清洗。
进一步的，清洗外壳410起到支撑和固定的作用，第二支撑座413和第三支撑座414均固定安装在清洗外壳410的下端内侧壁上，且是位于清洗外壳410靠近驱动结构3的一端。
进一步的，气缸411与第二支撑座413固定连接，推杆412与气缸411之间通过螺纹连接，推杆412的另一端连接滑块，滑块滑动连接在反射镜片415上，反射镜片415转动连接在第三支撑座414上，进而实现通过气缸411运动带动推杆412滑动带动反射镜片415转动。
进一步的，气缸411伸缩通过连接螺母带动推杆行进，推杆412与滑块的连接部位为球形因此随着推杆412对滑块的推动反射镜片415会绕着与第三支撑座414的连接点±20°范围内旋转，从而改变激光的反射角度实现对激光光斑的阵列，配合清洗模块的旋转，可实现对管道1内壁大面积清洗，大大的提高了清洗效率。
进一步的，该输油管道1内壁清洗的激光清洗结构设计初衷在于适用于不同管道1内径的输油管道1内壁的清洗。因此，由于管道1内径尺寸的不同，会使得经反射镜片415反射后照射在管道1内壁的光斑大小不同，从而同一工艺参数针对不同内径输油管道1清洗效果不同，故需要针对不同内径的输油管道1设计相应的工艺参数，这大大的降低了清洗系统的效率。因此，针对激光照射在不同内径输油管道1内壁上的光斑大小不同的问题设计了可以针对内径大小自行调节自行调节光斑大小的焦距调节结构42。
进一步的，连接外壳420与清洗外壳410固定连接，连接外壳420起到固定和支撑的作用。
进一步的，固定件428是安装焦距调节件426，固定件428的数量为两个，其中焦距调节件426为焦距调节螺母，即用于调节聚焦透镜421和聚焦镜筒422。
进一步的，焦距调节件426的内部通过螺纹与聚焦镜筒422连接，进而便于焦距调节件426转动，带动聚焦镜筒422转动，同时聚焦镜筒422内部固定连接聚焦透镜421，聚焦镜筒422转动带动聚焦透镜421转动，同时聚焦透镜421与镜筒滑道423滑动连接，在转动的同时沿着镜筒滑道423滑动。
请参照图4，进一步的，焦距调节件426的外部设置齿轮，通过柔性齿条424与齿轮啮合，即柔性齿条424分为上部分和下部分，柔性齿条424为半圆弧形，即一侧是设置有齿的，另一侧是设置无齿的，有齿的部分与齿轮啮合。
进一步的，柔性齿条424的外侧固定连接筒状圆柱，内部设置弹簧425，通过弹簧425和弹簧推片427之间的作用，进而可以根据管道1不同的内径进而调整激光光斑的大小。
进一步的，柔性齿条424在弹簧425的作用下向外伸出时柔性齿条424有齿的一侧会拉动焦距调节件426旋转，焦距调节件426内部带有螺纹与外部带有螺纹的聚焦镜筒422旋合，焦距调节件426转动时聚焦镜筒422会相对焦距调节件426旋进旋出，聚焦镜筒422内部安装有聚焦透镜421顶部六边形结构可沿固定在清洗外壳410内的镜筒滑道423左右滑动，即沿着前进方向和后退方向滑动，以此实现对经清洗模块反射到输油管道1内壁光斑的大小的调节。
请参照图7，除尘结构5包括喷气除尘块50、第一电磁铁51、第二电磁铁52、第三电磁铁53、第四电磁铁54、转动盘55、震动拨片56、伸缩式振动盘57、第一调节件58、调节螺杆59、第三电机510和除尘外壳511；喷气除尘块50与清洗结构4相连接，第一电磁铁51设置在清洗结构4的内部，第二电磁铁52安装在喷气除尘块50上，第三电磁铁53和第四电磁铁54安装在管道1的外侧壁上，第三电磁铁53和第四电磁铁54位于第一电磁铁51和第二电磁铁52之间，除尘外壳511设置在管道1的外侧壁上，且位于第三电磁铁53和第四电磁铁54之间，除尘外壳511的内侧上端安装有第三电机510，第三电机510的输出端连接转动盘55，除尘外壳511的内侧下端连接伸缩式振动盘57，转动盘55下端和伸缩式振动盘57的上端均设置有多个震动拨片56，上下震动拨片56相互接触，伸缩式振动盘57上设置有第一调节件58，第一调节件58上螺纹连接调节螺杆59。通过第一电磁铁51、第二电磁铁52、第三电磁铁53以及第四电磁铁54之间的作用力，进而带动除尘结构5的运动，实现对清洗后的管道1内侧壁的灰尘进行清洁。
进一步的，喷气除尘块50用于喷气进行除尘，同时结合位于管道1外侧壁的震动拨片56之间的除尘，进而实现对管道1内侧壁的除尘。
进一步的，第一电磁铁51和第二电磁铁52将除尘外壳511安装在管道1外侧壁上，同时通过第一电磁铁51和第二电磁铁52的作用可以带动除尘外壳511随着清洗结构4移动而移动。
进一步的，转动盘55为阶梯式，即下端为阶梯式，伸缩式振动盘57的上端为阶梯式，即均与转动盘55相互对应。
进一步的，转动盘55的下端每层均设置有震动拨片56，伸缩式振动盘57的上端每层也设置有震动拨片56，且转动盘55上的震动拨片56和伸缩式振动盘上的震动拨片56相互接触，进而实现震动除尘。
进一步的，可以根据不同的频率进行震动，进而通过调节螺杆59带动第一调节件58转动，进而带动伸缩式振动盘57运动，调节了伸缩式振动盘57与转动盘55之间的距离，进而调整了振动频率。震动通过接触传递给输油管壁使管壁产生震动，便于使清洗后吸附在内壁上或嵌在管道焊接处的的清洗废物脱落。
进一步的，其中除尘结构5中，为保证除尘在工作过程中电磁铁之间可以有足够推动、牵引整个除尘结构的力，故需要根据管道1的内径来调整，通过第一电磁铁51、第二电磁铁52、第三电磁铁53和第四电磁铁54内线圈中的电流强度。相邻两块电磁铁中电流I计算公式如下：
Figure BDA0003859232660000111
Figure BDA0003859232660000112
式中U-电磁铁电源电压V；R-电磁铁线圈电阻Ω；F-相邻两块电磁铁间所需的牵引、推动力N；a-相邻两块电磁铁间的水平距离mm；r-输油管道内径mm；b-除尘装置电磁铁中心距管道内壁最短距离mm；
ξ-震动除尘装置位移滞后系数；μ0-导磁率，4π×10-7亨/米；S0-气隙面积mm2；α-气隙面积误差系数；d-漆包线直径mm；L-绕线宽度mm；D1-绕线内径mm；D2-绕线内径mm；δ-气隙长度mm；k-磁力与距离间的比例系数。
进一步的，喷气除尘块50与清洗结构4固定连接随着清洗结构4转动，进气口一端接有气泵出气口对准清洗位置，通过气流作用将清洗废物吹下，配合震动除尘装置可有效将吸附在焊缝等难以清洁处的清洗废料清除。
激光清洗装置还设置有废气处理装置，用于将管道1清洗后的废气进行净化处理。抽风机用于将清洗后管道内的废气吸进废气处理装置内部，过滤网用于将清洗后废气中的大颗粒残渣进行过滤，过滤网应定期清理或更换，静电除尘板利用静电原理吸附经过初步过滤废气中的小颗粒粉尘，对废气进行二次净化，空气滤芯用于对废弃进行最后的过滤，空气滤芯也应定期更换以保证对废气的净化效果，喷淋嘴作用在于每隔一定时间对空气滤芯表面进行一次清洗，将吸附在表面的污染物从空气滤芯表面清洗下来，被打湿的滤芯一定程度上也增强了对粉尘的吸附作用，过滤后残渣做统一处理。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

Claims (9)

1.一种用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，包括管道(1)、行进结构(2)、驱动结构(3)、清洗结构(4)、除尘结构(5)和支撑壳体(6)；
驱动结构(3)设置在支撑壳体(6)内腔，行进结构(2)与驱动结构(3)的一端相连接，行进结构(2)和支撑壳体(6)均与管道(1)内侧壁相接触，以使驱动结构(3)带动行进结构(2)在管道(1)内侧移动，驱动结构(3)与清洗结构(4)相连接，以使驱动结构(3)带动清洗结构(4)旋转清洗管道(1)内侧壁，除尘结构(5)设置在管道(1)上。
2.根据权利要求1所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，行进结构(2)包括传动轴(20)、转动轴芯(21)、多个行进轮瓣(22)、多个支撑杆(23)、套筒(25)、多个轮径调节爪(26)、螺纹杆(27)和调节螺母(28)；
支撑壳体(6)的内腔一端连接套筒(25)，调节螺母(28)安装在套筒(25)的内侧壁，传动轴(20)活动穿过调节螺母(28)，位于支撑壳体(6)内腔的传动轴(20)一端连接驱动结构(3)，位于支撑壳体(6)外侧的传动轴(20)一端连接转动轴芯(21)，转动轴芯(21)周向方向均匀设置多个支撑杆(23)，支撑杆(23)的一端均连接行进轮瓣(22)，行进轮瓣(22)与支撑杆(23)一一对应，行进轮瓣(22)与管道(1)的内侧壁相接触，支撑杆(23)远离行进轮瓣(22)的一端均接触设置轮径调节爪(26)，轮径调节爪(26)的一端均连接螺纹杆(27)的一端，螺纹杆(27)均与调节螺母(28)螺纹连接，且螺纹杆(27)的另一端均与传动轴(20)的周向方向转动连接。
3.根据权利要求2所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，行进结构(2)还包括支撑环(24)，支撑环(24)设置在传动轴(20)上，且支撑环(24)位于转动轴芯(21)和套筒(25)之间，支撑环(24)均与螺纹杆(27)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，驱动结构(3)包括滑道(30)、滑动底座(31)、第一电机(32)、第一支撑座(33)和第二电机(34)；
滑道(30)设置在支撑壳体(6)内腔的一端侧壁上，滑动底座(31)滑动设置在滑道(30)上，第一电机(32)安装在滑动底座(31)上，第一电机(32)的输出端与行进结构(2)相连接，第一支撑座(33)设在支撑壳体(6)内腔的另一端侧壁上，第二电机(34)安装在第一支撑座(33)上，第二电机(34)的输出端与清洗结构(4)相连接。
5.根据权利要4所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，支撑壳体(6)的外侧壁沿周向方向均匀设置多个支撑轮(7)，支撑轮(7)与支撑壳体(6)之间通过弹簧钢片相连接。
6.根据权利要求1所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，清洗结构(4)包括激光清洗结构(41)和焦距调节结构(42)，激光清洗结构(41)的一端与驱动结构(3)相连接，激光清洗结构(41)的另一端与焦距调节结构(42)相连接，以使焦距调节结构(42)调节激光清洗结构(41)反射到管道(1)内侧壁上的光斑大小。
7.根据权利要求6所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，激光清洗结构(41)包括清洗外壳(410)、气缸(411)、推杆(412)、第二支撑座(413)、第三支撑座(414)和反射镜片(415)；
清洗外壳(410)与驱动结构(3)相连接，第二支撑座(413)和第三支撑座(414)均设置在清洗外壳(410)的内腔侧壁上，且第二支撑座(413)位于第三支撑座(414)的前方，气缸(411)与第二支撑座(413)相连接，气缸(411)的输出端连接推杆(412)，反射镜片(415)设置在第三支撑座(414)上，推杆(412)的一端与反射镜片(415)的背面滑动连接。
8.根据权利要求6所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，焦距调节结构(42)包括连接外壳(420)、聚焦透镜(421)、聚焦镜筒(422)、镜筒滑道(423)、柔性齿条(424)、弹簧(425)、焦距调节件(426)、弹簧推片(427)和固定件(428)；
连接外壳(420)的一端与激光清洗结构(41)相连接，固定件(428)固定在连接外壳(420)的内腔，焦距调节件(426)与固定件(428)相连接，焦距调节件(426)的内部设置有螺纹，焦距调节件(426)的外部设置有齿轮，聚焦镜筒(422)的外部与焦距调节件(426)的内部螺纹连接，焦距调节件(426)的外部齿轮上下分别啮合柔性齿条(424)，上下侧的柔性齿条(424)均连接筒状圆柱，筒状圆柱的一端的一端穿过连接外壳(420)的外侧，筒状圆柱的一端均连接滚珠，滚珠与管道(1)内侧壁接触，筒状圆柱内设置有弹簧(425)，弹簧推片(427)与连接外壳(420)的外侧相连接，且弹簧推片(427)的一端穿过筒状圆柱与弹簧(425)卡接，聚焦镜筒(422)的内部设置聚焦透镜(421)，镜筒滑道(423)设置在连接外壳(420)的内部，聚焦透镜(421)与镜筒滑道(423)滑动连接。
9.根据权利要求1所述的用于输油管道内壁清洗的激光清洗装置，其特征在于，除尘结构(5)包括喷气除尘块(50)、第一电磁铁(51)、第二电磁铁(52)、第三电磁铁(53)、第四电磁铁(54)、转动盘(55)、震动拨片(56)、伸缩式振动盘(57)、第一调节件(58)、调节螺杆(59)、第三电机(510)和除尘外壳(511)；
喷气除尘块(50)与清洗结构(4)相连接，第一电磁铁(51)设置在清洗结构(4)的内部，第二电磁铁(52)安装在喷气除尘块(50)上，第三电磁铁(53)和第四电磁铁(54)安装在管道(1)的外侧壁上，第三电磁铁(53)和第四电磁铁(54)位于第一电磁铁(51)和第二电磁铁(52)之间，除尘外壳(511)设置在管道(1)的外侧壁上，且位于第三电磁铁(53)和第四电磁铁(54)之间，除尘外壳(511)的内侧上端安装有第三电机(510)，第三电机(510)的输出端连接转动盘(55)，除尘外壳(511)的内侧下端连接伸缩式振动盘(57)，转动盘(55)下端和伸缩式振动盘(57)的上端均设置有多个震动拨片(56)，上下震动拨片(56)相互接触，伸缩式振动盘(57)上设置有第一调节件(58)，第一调节件(58)上螺纹连接调节螺杆(59)。
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