CN115722990A - 一种管道内壁打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道内壁打磨装置，涉及抛光设备技术领域，包括驱动机构、柔性连接机构及打磨机构，驱动机构的驱动端通过柔性连接机构与打磨机构连接，柔性连接机构包括多个连接杆，多个连接杆之间通过万向转轴依次连接，打磨机构包括多个打磨头，打磨头包括连接轴、多个伸缩杆组件、多个支撑架及打磨套，多个打磨头的连接轴之间通过万向转轴依次连接，多个伸缩杆组件分别连接于连接轴上，且沿连接轴的径向沿伸，多个支撑架分别设于相对应的伸缩杆组件远离连接轴的一端，打磨套套设于多个支撑架外。可根据管道的弯曲程度进行相应的弯折，从而可适应直管和弯管，可使设于打磨套外的砂纸或抛光布与管道的内壁充分抵接，从而提高打磨的效果。

Description

一种管道内壁打磨装置

技术领域

本发明涉及抛光设备技术领域，尤其涉及一种管道内壁打磨装置。

背景技术

随着工业现代化的发展，各种管道在实际的生产生活中应用越来越广泛。例如，石油化工，城市给水排水，海洋工程，航空航天等领域。管道的使用，方便了各种物质的有序传输，给我们的生产生活带来了便捷。但是由于管道内传输的物质与管道之间长期接触，容易导致管道内壁的腐蚀，严重影响了管道的使用寿命，增加了使用成本。因此，对管道内壁进行镀膜等加工处理以提高其耐腐蚀性能是非常必要的。在对管道进行镀膜加工之前，需要对管道内壁进行打磨抛光，以提高后续处理的良率。

目前，金属的抛光一般采用砂纸打磨后，利用机械或人工进行抛光，对一般平面工件进行抛光是十分容易的。但是，当被抛光的工件为管筒的内表面时，由于其内表面为曲面，打磨抛光时的难度就大大增加。例如，人工对大长径比的管道内壁进行打磨清理十分困难，大大降低了打磨抛光的效率，并且，打磨的质量也一般，而管道一般包括直管及弯管，弯管具有与直管不同的弯折部位，一般机械对弯管的折弯部分的打磨抛光存在一定的困难，容易出现卡顿或打磨不到位的问题。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种管道内壁打磨装置。

本申请提供的一种管道内壁打磨装置，包括驱动机构、柔性连接机构及打磨机构，所述驱动机构的驱动端通过所述柔性连接机构与所述打磨机构连接，所述柔性连接机构包括多个连接杆，多个所述连接杆之间通过万向转轴依次连接，所述打磨机构包括多个打磨头，所述打磨头包括连接轴、多个伸缩杆组件、多个支撑架及打磨套，多个所述打磨头的所述连接轴之间通过万向转轴依次连接，多个所述伸缩杆组件分别连接于所述连接轴上，且沿所述连接轴的径向沿伸，多个所述支撑架分别设于相对应的所述伸缩杆组件远离所述连接轴的一端，所述打磨套套设于多个所述支撑架外。

在一种可能的实施方式中，所述驱动机构包括驱动架及驱动件，所述驱动件设于所述驱动架上，所述驱动件的驱动端与所述连接杆连接，所述驱动架设于管道上，所述驱动件的驱动端与所述管道同轴设置。

在一种可能的实施方式中，所述驱动架通过设于所述驱动架两侧的滚轮抵持于所述管道的内壁上，且通过所述滚轮在所述管道内滑动。

在一种可能的实施方式中，所述驱动架与所述管道的一端固定连接。

在一种可能的实施方式中，所述驱动件为可调速的往复伸缩电机。

在一种可能的实施方式中，所述管道内壁打磨装置还包括注液管，所述注液管设于所述驱动架上，且伸入所述管道中，所述注液管伸入所述管道的一端靠近所述打磨机构。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩杆组件包括多个伸缩杆，多个所述伸缩杆依次套设在一起，且靠近所述连接轴一侧的所述伸缩杆与所述连接轴连接，另一侧的所述伸缩杆与所述支撑架连接，多个所述伸缩杆之间通过弹性件进行可伸缩地连接。

在一种可能的实施方式中，所述打磨头上还分别设置有压力传感器，所述压力传感器设于所述打磨套上。

在一种可能的实施方式中，远离所述驱动机构一端的所述打磨头上还设有摄像头，所述摄像头设于该打磨头的所述连接轴上。

在一种可能的实施方式中，所述管道内壁打磨装置还包括控制单元，所述控制单元分别与所述驱动机构、所述伸缩杆组件、所述压力传感器及所述摄像头电性连接。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的管道内壁打磨装置，通过柔性连接机构将驱动机构与打磨机构连接，通过万向转轴连接的多个连接杆可根据管道的弯曲程度，进行相应的弯折，从而可适应弯曲程度不同类型的管道，直管或弯管，多个打磨头的连接轴通过万向转轴依次连接，同样可使打磨机构上多个打磨头之间可进行相对弯折，从而可通过弯曲程度不同的管道。通过连接轴上连接伸缩杆组件，可与套设于支撑架外的打磨套配合，将打磨头柔性支撑，从而可使设于打磨套外的砂纸或抛光布可与管道的内壁充分抵接，从而提高打磨的效果。并且，所述打磨头可根据直径的不同进行适应性的选择，从而适配不同直径的管道。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的管道内壁打磨装置的结构示意图；

图2示出了图1所示管道内壁打磨装置在直管中的剖视图；

图3示出了图1所示管道内壁打磨装置在弯管中的剖视图；

图4示出了图1所示管道内壁打磨装置的打磨机构的结构示意图；

图5示出了图4所示打磨机构的另一视角的结构示意图；

图6示出了图5所示打磨机构的部分分解结构示意图。

主要元件符号说明：

100-管道内壁打磨装置；10-驱动机构；11-驱动架；12-驱动件；13-滚轮；20-柔性连接机构；21-连接杆；30-打磨机构；31-打磨头；311-连接轴；312-伸缩杆组件；3121-伸缩杆；313-支撑架；314-打磨套；40-注液管；200-管道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

实施例一

请参阅图1至图4，本申请一实施例提供一种管道内壁打磨装置100，用于对管道200的内壁进行打磨抛光处理，能够对不同长径比的管道200内壁进行处理，尤其适用于对弯管及大长径比的管道200进行处理，以提高打磨的效率。

请参阅图2，所述管道内壁打磨装置100包括驱动机构10、柔性连接机构20及打磨机构30。所述驱动机构10的驱动端通过所述柔性连接机构20与所述打磨机构30连接。所述驱动机构10用于输出旋转的驱动力。所述柔性连接机构20用于将旋转驱动力传递至所述打磨机构30。所述打磨机构30用于对上述管道200的内壁进行打磨抛光。

驱动机构10包括驱动架11及驱动件12。所述驱动件12设于所述驱动架11上。所述驱动件12的驱动端与所述柔性连接机构20连接。所述驱动架11设于所述管道200上。

具体的，所述驱动架11的设置方式可根据待打磨的管道200的长度及直径进行选择。并且，所述驱动架11的宽度可进行调节，从而可适应直径不同的管道200。

请参阅图2，若管道200较长或直径较大，所述驱动架11可选择为可移动式支架。所述驱动架11通过设于其两侧的滚轮13抵持设于所述管道200的内壁上，且可通过滚轮13在所述管道200内滑动。随着对管道200打磨的推进，通过滚轮13不断调整所述管道内壁打磨装置100的设置位置，使打磨位置不断移动。

请参阅图3，若管道200较短或直径较小，所述驱动架11可选择为固定式支架。所述驱动架11通过卡持件等与所述管道200的一端固定连接。

当然，所述驱动架11可根据管道200长度和直径的不同，选择两种不同的支架；还可选择一个支架，通过设置位置及方式的不同，在可移动式和固定式两种方式之间进行切换。

在一些实施例中，所述驱动件12包括可调速的往复伸缩电机及与其连接的调速器，所述往复伸缩电机可输出往复旋转和伸缩的驱动力，所述调速器可调节所述往复伸缩电机的旋转速度及伸缩速度，从而提高打磨的效果。但不限于此，在其他实施例中，所述驱动件12还可采用旋转电机，只进行旋转打磨，以降低成本。

优选的，所述驱动件12的驱动端的轴心保持与管道200的中心同轴，从而提高打磨驱动时的稳定性。

柔性连接机构20包括多个连接杆21。多个所述连接杆21之间通过万向转轴依次连接。靠近所述驱动件12一侧的所述连接杆21与所述驱动件12的驱动端连接，另一侧的所述连接杆21与所述打磨机构30连接。通过所述万向转轴连接多个连接杆21，可使多个所述连接杆21在直线连接与弯折一定角度连接之间进行活动调节，从而适应直管及弯管。

在一些实施例中，管道200较短或直径较小，驱动架11采用固定连接的方式设于所述管道200上，所述管道内壁打磨装置100可通过增加连接杆21的数量来调节所述柔性连接机构20的长度，从而使打磨机构30在管道200中的位置不断变化，以对管道200中的不同位置进行打磨抛光。

请参阅图4，所述打磨机构30包括多个打磨头31。多个打磨头31依次连接。多个打磨头31外套设砂纸或抛光布以进行打磨抛光作业。

所述打磨头31包括连接轴311、多个伸缩杆组件312、多个支撑架313及打磨套314。多个所述伸缩杆组件312分别连接于所述连接轴311上，且沿所述连接轴311的径向沿伸。多个所述支撑架313分别设于相对应的所述伸缩杆组件312远离所述连接轴311的一端。所述打磨套314套设于多个所述支撑架313外。所述打磨套314外套设砂纸或抛光布。

多个所述打磨头31的连接轴311之间沿轴向通过万向转轴依次连接。从而可使多个所述打磨头31之间可在直线连接与弯折一定角度连接之间进行调节，从而可顺利通过管道200的直线段及转弯段。

在一些实施例中，靠近所述柔性连接机构20一侧的所述打磨头31的连接轴311与所述连接杆21同样通过万向转轴连接，以提高整个管道内壁打磨装置100弯折的角度。

请参阅图5及图6，所述伸缩杆组件312包括多个伸缩杆3121。多个伸缩杆3121依次套设在一起，且靠近所述连接轴311一侧的所述伸缩杆3121与所述连接轴311的侧面连接，另一侧的所述伸缩杆3121与所述支撑架313连接。多个伸缩杆3121之间通过弹性件进行可伸缩地连接，以方便调节打磨头31的直径，从而匹配不同直径的管道200。如，可通过在伸缩杆3121之间设置压缩弹簧、弹性橡胶等实现弹性连接。

在一些实施例中，所述伸缩杆组件312包括两个伸缩杆3121。其中一个伸缩杆3121的直径较小，将其穿设于另一直径较大的伸缩杆3121中，直径较大的伸缩杆3121中设有弹簧，弹簧的一端抵持于直径较小的伸缩杆3121的端部，另一端与直径较大的伸缩杆3121连接，从而实现两个伸缩杆3121之间的可伸缩连接。但不限于此，在其他实施例中，所述伸缩杆组件312还可包括三个或三个以上的伸缩杆3121。所述伸缩杆3121之间还可通过其他形式进行弹性连接。

在一些实施例中，所述多个伸缩杆组件312沿所述连接轴311的周向均匀设置，从而提高打磨头31结构的稳定性。

所述支撑架313为圆弧形，且圆心与所述连接轴311的圆心重合，多个所述支撑架313的外周处于同一圆上。多个所述支撑架313存在一定间隙，以相互配合，使连接轴311在管道200弯曲处，顺利发生弯折，从而使打磨头31容置并通过管道200的弯曲处。

在一些实施例中，所述多个支撑架313沿其所处的圆的周向均匀设置，且所有所述支撑架313的大小相等。

优选的，所述多个支撑架313的中部与所述伸缩杆组件312的伸缩杆3121连接，以提高连接的稳定性。

在一些实施例中，所述打磨头31包括四个伸缩杆组件312及四个支撑架313。四个伸缩杆组件312绕所述连接轴311的周向设置，且相邻的伸缩杆组件312相互垂直。所述支撑架313的圆心角略小于90°。

所述打磨套314为弹性环状，可与所述支撑架313过盈配合，从而使所述打磨套314与所述支撑架313连接。

在一些实施例中，所述打磨套314可采用弹性布料制得，中间可设置橡胶等弹性材料进行支撑。

所述打磨套314的内侧抵接于所述支撑架313圆弧形的外表面上，以在所述支撑架313的支撑下，呈圆形。所述打磨套314的外侧则通过魔术贴、胶粘、捆绑等方式固定打磨抛光用的砂纸或抛光布。

具体的，在一些实施例中，多个所述打磨头31的打磨套314外侧共同固定一砂纸或抛光布，从而对管道200的多个区域进行同时打磨或抛光。

在另一些实施例中，若管道200较长或直径较大，所述驱动架11选择可移动式支架，所述驱动件12采用旋转电机时，所述多个所述打磨头31还可沿驱动架11的移动方向，依次设置不同目数的砂纸及抛光布。从而在所述驱动架11带动所述管道内壁打磨装置100移动时，对管道200的同一位置先后进行粗磨、中磨、精磨及抛光。

在一些实施例中，每个所述打磨头31上还分别设置有压力传感器。所述压力传感器设于所述打磨套314上，以监控对应打磨头31与管道200内壁之间的压力，从而方便调节选择最优的打磨压力。

在一些实施例中，远离所述驱动机构10一端的打磨头31上还设有摄像头。所述摄像头设于该打磨头31的连接轴311上。所述摄像头用于对管道200进行拍摄，以便于操作员进行观测。

所述管道内壁打磨装置100还包括控制单元。所述控制单元分别与驱动件12、伸缩杆组件312、压力传感器及摄像头电性连接。所述控制单元用于对打磨时的转速、打磨时间、伸缩杆组件312的伸缩长度(即控制打磨压力)等进行分别监测及控制。

所述压力传感器可通过穿设于伸缩杆组件312、连接轴311及柔性连接机构20中的传输线与控制单元进行电性连接。所述摄像头则可通过穿设于连接轴311及柔性连接机构20中的传输线与控制单元进行电性连接。但不限于此，在一些实施例中，所述压力传感器与摄像头还可通过无线通讯的方式与控制单元电性连接。

在一些具体实施例中，所述打磨机构30包括五个打磨头31。从远离所述驱动机构10的一端向所述驱动机构10方向的五个打磨头31上分别安装600#砂纸套、800#砂纸套、1200#砂纸套、1500#砂纸套及抛光套。

当打磨机构30进入到管道200内后，首先，使用远离所述驱动机构10一端的打磨头31上的600#砂纸套对管道200内壁进行打磨，打磨时，其余四个打磨头31可在控制单元的控制下收缩起来，与管道200内壁无接触，不妨碍600#砂纸套的工作；当打磨头31上的600#砂纸套打磨后，通过打磨头31的连接轴311上的摄像头观察管道200内壁，以评估打磨的效果，之后控制单元依次控制其他打磨头31伸出，并使其余打磨头31保持收缩，使用打磨头31上800#砂纸套、1200#砂纸套、1500#砂纸套及抛光套分别对管道200内壁进行打磨或抛光，最后得到抛光后的管道200。

并且，在每一个打磨头31进行打磨时，控制单元通过设于打磨套314上的压力传感器，监控打磨头31和管道200内壁之间的压力，从而通过伸缩杆组件312调节选择此时打磨的最优压力。

其中，驱动件12采用脉冲式转动电机，打磨头31的转速由可调节参数的脉冲式转动电机，根据控制单元进行控制，并且在控制单元中还存储有打磨时的工艺参数(如不同管道及砂纸的打磨压力，打磨转速，打磨时间等)的数据库，针对不同直径，不同材质，内壁生锈程度及粗糙程度不同的管道200，可直接根据推荐的相应打磨工艺参数进行操作，便于操作人员进行调试。

在一些实施例中，所述管道内壁打磨装置100还包括注液管40。所述注液管40设于所述驱动架11上，且伸入所述管道200中。所述注液管40伸入所述管道200的一端靠近所述打磨机构30。所述注液管40用于在工作时，向打磨机构30处提供水、抛光液等液体，以保证打磨抛光的质量。

所述注液管40安装在打磨头31的内侧和外侧均可，只要能够向所述打磨机构30提供水、抛光液等液体即可。

在一些实施例中，所述注液管40上可设置用于控制流速大小的开关。

使用时，首先，根据管道200的内径的尺寸，选择相应直径的打磨头31，在打磨头31的外部套上打磨套314，之后将砂纸套装固定在多个打磨套314上，并将打磨头31一端的连接轴311安装到连接杆21上，用螺栓等进行紧固，将柔性连接机构20另一端的连接杆21安装到驱动件12上。随后，将打磨机构30放进管道200内部，保持连接轴311与管道200中心同轴，打磨头31与管道200内壁有一定的过盈配合，从而使设置在打磨套314上的砂纸紧贴管道200，提高打磨的效果。然后，根据管道200的长度和直径大小选择安装的方式，若管道200较长或直径较大，则采用可移动式支架，将驱动件12通过可移动式支架设置在管道200内；若管道200较短或直径较小，则采用固定式支架，将驱动件12通过驱动架11固定在所述管道200口处，调整驱动架11使驱动件12的驱动端与管道200的中心同轴。随后，开启驱动件12进行打磨，选择可移动式支架时，驱动件12随驱动架11进行移动；选择固定式支架时，随着打磨的进行，通过不断增加连接杆21的数量，调整打磨的位置。打磨时，通过注液管40向所述打磨机构30提供水或抛光液。

本申请提供的管道内壁打磨装置100，根据管道200的长度和直径设置驱动架11，可以适应不同长度及不同直径的管道200，通过柔性连接机构20将驱动机构10与打磨机构30连接，通过万向转轴连接的多个连接杆21可根据管道200的弯曲程度，进行相应的弯折，从而可适应弯曲程度不同类型的管道200，直管或弯管，多个打磨头31的连接轴311通过万向转轴依次连接，同样可使打磨机构30上多个打磨头31之间可进行相对弯折，从而可通过弯曲程度不同的管道200。通过连接轴311上连接伸缩杆组件312，可与套设于支撑架313外的打磨套314配合，将打磨头31柔性支撑，从而可使设于打磨套314外的砂纸或抛光布可与管道200的内壁充分抵接，从而提高打磨的效果。并且，所述打磨头31可根据直径的不同进行适应性的选择，从而适配不同直径的管道200。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种管道内壁打磨装置，其特征在于，包括驱动机构、柔性连接机构及打磨机构，所述驱动机构的驱动端通过所述柔性连接机构与所述打磨机构连接，所述柔性连接机构包括多个连接杆，多个所述连接杆之间通过万向转轴依次连接，所述打磨机构包括多个打磨头，所述打磨头包括连接轴、多个伸缩杆组件、多个支撑架及打磨套，多个所述打磨头的所述连接轴之间通过万向转轴依次连接，多个所述伸缩杆组件分别连接于所述连接轴上，且沿所述连接轴的径向沿伸，多个所述支撑架分别设于相对应的所述伸缩杆组件远离所述连接轴的一端，所述打磨套套设于多个所述支撑架外。

2.根据权利要求1所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动架及驱动件，所述驱动件设于所述驱动架上，所述驱动件的驱动端与所述连接杆连接，所述驱动架设于管道上，所述驱动件的驱动端与所述管道同轴设置。

3.根据权利要求2所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述驱动架通过设于所述驱动架两侧的滚轮抵持于所述管道的内壁上，且通过所述滚轮在所述管道内滑动。

4.根据权利要求2所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述驱动架与所述管道的一端固定连接。

5.根据权利要求2所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述驱动件为可调速的往复伸缩电机。

6.根据权利要求2所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述管道内壁打磨装置还包括注液管，所述注液管设于所述驱动架上，且伸入所述管道中，所述注液管伸入所述管道的一端靠近所述打磨机构。

7.根据权利要求1所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述伸缩杆组件包括多个伸缩杆，多个所述伸缩杆依次套设在一起，且靠近所述连接轴一侧的所述伸缩杆与所述连接轴连接，另一侧的所述伸缩杆与所述支撑架连接，多个所述伸缩杆之间通过弹性件进行可伸缩地连接。

8.根据权利要求1所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述打磨头上还分别设置有压力传感器，所述压力传感器设于所述打磨套上。

9.根据权利要求8所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，远离所述驱动机构一端的所述打磨头上还设有摄像头，所述摄像头设于该打磨头的所述连接轴上。

10.根据权利要求9所述的管道内壁打磨装置，其特征在于，所述管道内壁打磨装置还包括控制单元，所述控制单元分别与所述驱动机构、所述伸缩杆组件、所述压力传感器及所述摄像头电性连接。

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