CN1751814A - 管线清洗和防腐装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管线清洗和防腐装置，属于工业生产专用设备，用于管线外部和内部的清洗和防腐作业，本装置由管线外部清洗机和管线内部清洗机组成，目的在于实现管线外部和内部清洗及防腐作业的机械化，提高工效，提高清洗质量，本装置的特征在于：管线外部清洗机可以在管线上行走，连续作业，适于野外在用油、气管线清除旧防腐层和重新防腐作业；管线内部清洗机装备有多种工作部件，可以对圆形断面和矩形断面的管线进行内部清洗作业，可清洗油、气管线内部。还可以清洗空调风道和厨房烟道。

Description

管线清洗和防腐装置

本发明涉及一套管线清洗和防腐装置，属于工业生产专用设备，用于管线外部和管线内部的清洗和防腐，本装置由管线外部清洗机和管线内部清洗机组成。

管线外部清洗机用于清洗管线外部，如石油、化工企业常用的输油管线、输气管线埋在地下，数年之后，需要重新防腐处理，挖开后清除旧的防腐层，除垢除锈，露出清洁的金属表面，涂上新的防腐层。

目前，采用人工铲除或用喷砂方法除垢除锈，工人劳动强度大，工效低，成本高，质量差。

本发明的目的是设计一种管线外部清洗机进行该项作业，本管线外部清洗机在管线上行走，连续作业，可以采用多种清洗方法，可采用高压水除垢、除锈、除掉旧防腐层；可采用旋转金属刷、尼龙刷；可采用洗刀、砂轮，可采用离心打击片等。可提高工效，提高质量，可以将工人从繁重的体力劳动中解放出来。

管线内部清洗机用于清洗管线内部。

目前，管线内部清洗工作主要由人工进行，也有采用机器人来完成，如用空调风道机器人，价格昂贵。

本发明的又一目的就是设计一种管线内部清洗机，可以清洗油、气管线内部，可以清洗空调风道内部，可以清洗厨房烟道内部。可替代人工作业，提高工效和清洗质量。

本发明是通过如下技术方案实现。

一种管线清洗和防腐装置，由管线外部清洗机和管线内部清洗机组成。

所说的管线外部清洗机，其特征在于：机座由两个半圆形壳体组成，这两个半圆形壳体由定位销、螺栓和螺钉安装在待清洗的管线外。在机座上安装几个行走轮，行走轮的数量和位置酌定，应保证管线外部清洗机能在管线上平稳行走和清洗作业顺利进行。驱动行走轮由减速器和电机驱动，电机可以是步进电机或饲服电机，速度可调控。行走轮可在半径方向移动，以调整机座中心线与待洗管线中心线同轴，另外，行走轮对管线有适当压力，一方面保证行走轮对管线有足够附着力，防止打滑；另一方面防止机座相对待洗管线在圆周方向滑转。机座在管线上安装后，机座一端形成完整的圆柱形轴承座，在这个轴承座上安装轴瓦，轴瓦由两个半圆瓦组成，用螺钉联接，紧固在轴承座[或轮毂]上，在轴瓦上安装轮毂，轮毂也是两个半圆形圆柱，用螺栓和定位销联接。轮毂两端装有止推滑环，将轮毂安装在机座上，轮毂和轴瓦之间用油脂润滑。轮毂两端有端盖，端盖和机座之间装有密封圈。轮毂后端端盖上装有被动齿轮，在机座上装有驱动器，驱动器的输出轴上装有主动齿轮，驱动器的电机为步进电机或饲服电机，驱动并调控轮毂的转速。轮毂后端盖的被动齿轮，由两个半圆组成，以螺钉联接。轮毂的端盖也是两个半圆组成，在轮毂的前部装有支架，支架上装有大拖板，大拖板上装有小拖板，小拖板由丝杆或油缸控制可在大拖板上移动。小拖板和大拖板可以弹性联接，这样可以保证工作部件(如旋转刷)和管线稳定接触并保持一定压力。小拖扳上安装工作部件，工作部件是执行清洗作业主要部件。当采用高压水射流工艺时，工作部件是水喷嘴；工作部件还可以是旋转刷，还可以是旋转铣刀或砂轮，还可以是离心打击片，还可以是车刀，还可以是砂喷嘴，还可是喷漆的喷枪；还可是刷漆的刷子等。这些工作部件可以联合使用。

机座及其上安装的部件除轮毂及轮毂上安装的部件之外要做静平衡，轮毂同其上安装的部件也要做静平衡，从而保证清洗作业的平稳和管线外部清洗机行走的稳定。

轮毂的转动角度在采用高压水清洗时，应等于或小于365度，如工作部件为1个，轮毂旋转360度，然后向相反方向旋转360度；工作部件为两个，轮毂转动为180度，然后反转180度；如工作部件为三个，则轮毂转动120度，然后反转120度。当工作部件为旋转刷、铣刀或砂轮时，供电采用电刷和滑环，轮毂可以连续转动。

管线外部清洗机在管线上的行走速度与轮毂的旋转速度匹配，保证被洗表面得到全部清洗而无遗漏。

油、气管线有膨胀弯，清洗这种结构管线外部的清洗机，机座尽量短，三个行走轮均为驱动轮并且是浮动轮，有较强的仿型能力，还有几个辅助支承轮，这种机型只适用于高压水清洗或金属刷清洗或打砂清洗。当通过水平弯道时，三个驱动行走轮一个在管道上方，另外两个在管线水平直径的平面内布置。拐弯时，外部大弯的轮子驱动，而内侧轮子不驱动，通过弯道在直线段行走时，两侧轮子不驱动，而上方的行走轮驱动。驱动行走轮的驱动或从动，由行程开关控制，行程开关可控制转弯和自动停车，当通过直立弯道则要求外部清洗机有上下行能力，这需要机座抱紧管线，摩擦力大于整机重量，这种抱紧力由电磁铁或行走轮对管线的压力来提供。

管线外部清洗机另一个作用是可以完成防腐作业，当工作部件是喷漆的喷枪时，可以进行喷漆作业，压缩空气和漆的管线装在机座19上，轮毂10正、反转360度，不能连续转动。可以三台管线外部清洗机联用，一台清洗，一台吹干，一台喷漆。

所说的管线内部清洗机，用来清洗多种管线的内部，其特征在于；由管线内部的行走车和管线外部的进给机构及工作部件组成。行走车有行走轮和驱动行走轮的驱动器，车上装有工作部件，工作部件可以是二维清洗头，工作部件也可以是摆动旋转刷，也可以是振动刷或多轮旋转刷，还可以是螺旋刷，车上还装有照明灯，摄像头、吸尘设施及喷雾设施。在管线外装有进给机构，进给机构由两个进给轮，四个相互啮合的齿轮及轮架、轮轴、驱动器组成。行走车拖着水管或风管或真空管及电缆线进入管线或退出管线；进给机构的进给轮夹持水管或风管或真空管送进或拉出管线。行走车一方面靠自身行走轮行走，同时还得到管外进给机构的推进或拉出的动力。对于较短的烟道，则行走车可以不用自己驱动行走，而靠管外进给机构的推动即可。二维高压水喷头的水射流反冲力也可以驱动行走车行走。

所说的二维清洗头，适用高压水清洗或有化学药剂的低压水清洗，适用油、气管线的内部清洗。所说的离心旋转刷及多轮旋转刷适用于空调风道的清洗，可以全方位清洗风道内的污物。所说的振动刷适用于烟道油污的清洗，刷内向外喷射含有化学药剂的水，刷毛振动清刷污物，机械、化学方法联合除污，振动刷也适用空调风道的清洗作业。

所说的吸尘设施，管外有吸尘器，吸尘管伸入管内装在工作车上，车上装有吸尘管等，将风道的灰尘吸出管外处理。

所说的喷雾设施，用来向清洗合格的风道喷洒消毒液灭茵。

所说的照明灯、摄像头供检查清洗质量使用。

在进行管道外部清洗作业时，油、气管线出士之后，适当距离用移动可调高度支架支承管线，在安装管线外部清洗机时，采用专用托架安装。

下面，结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

图1是管线外部清洗机

图2是管线外部清洗机剖面图

图3是管线外部清洗机浮动行走轮结构图

图4是管线外部清洗机在水平弯道行走示意图

图5是管线内部清洗机

图6是管线内部清洗机工作车

图7是管线内部清洗机装有万向节的工作车

图8是管线内部清洗机的工作部件双轮旋转刷

图9是管线内部清洗机的工作部件振动刷

图10是管线内部清洗机的工作部件摆动旋转刷

图1：1.工作部件  2.丝杆  3.小拖板  4.大拖板  5.支架  6.前端盖7.密封圈  8.止推滑环  9.轴瓦  10.轮毂  11.后端盖  12.主动齿  13.被动齿轮  14.驱动器  15.止推滑环  16.行走轮  17.减速器  18.配重  19.机座  20.集水槽

图1所示实施例是管线外部清洗机，其特征在于：机座19由两个半圆形壳体组成，这两个半圆形壳体由定位销、螺栓和螺钉安装在待清洗的管线外。在机座19上安装几个行走轮16，行走轮16的数量和位置酌定，行走轮中有驱动轮和从动轮，可以是一个驱动轮，可以是几个驱动轮，驱动轮由减速器17和电机驱动，减速器电机为步进电机或饲服电机，转速、转向可调控。行走轮16对管线保持适当的压力，一方面保证行走轮16对管线有足够的附着力，防止打滑，保证行走。另一方面防止机座19相对待洗管线在圆周方向滑转。机座19在管线上安装后，机座一端形成完整的圆柱形轴承座，在这个轴承座上安装轴瓦9，轴瓦9由两个半圆组成，由螺钉联接，和机座静配合。轴瓦9上安装轮毂10，轮毂10为两个半圆形壳体用螺栓和定位销联接，轮毂10两端装有止推滑环8和15。轮毂10前端装有前端盖6，轮毂10后端装有后端盖11，前端盖6和后端盖11与机座19之间装有密封圈7。后端盖11上装有被动齿轮13，在机座上装有驱动器14，驱动器14的输出轴上装有主动齿轮12，主动齿轮12与被动齿轮13啮合传动，驱动器14的电机为步进电机或饲服电机，转向、转速可调控。前端盖6和后端盖11及被动齿轮13均由两个半圆组成，由螺栓或螺钉联接。轮毂10上装有支架5，支架5上装有大拖板4，大拖板4上装有小托板3，丝杆2可以控制小拖板3在大拖板4上移动，工作部件1安装在小拖板3上。工作部件1可以是高压水喷嘴；可以是旋转刷；工作部件1，可以是压缩空气的喷嘴；可以是旋转的铣刀或砂轮；可以是喷漆的喷枪；可以是离心打击片，还可以是车刀，采用什么工作部件作业，根据工作需要和主客观条件酌定。

轮毂10及其上安装的部件一起做静平衡；机座19及其上安装的部件一起做静平衡。配重18的作用在于增大驱动行走轮的附着力和机座的稳定。

在采用高压水清洗时，轮毂10往、返转动角度限制在365度内为宜，送水至工作部件1上，如果轮毂连续做圆周运动，则结构复杂，不适合频繁拆装，当工作部件1为一个时，轮毂10转360度；当工作部件1为两个时，轮毂10转180度；当工作部件1为三个时，轮毂10转120度。而当工作部件1为旋转刷或旋转铣刀时，可以连续转动，由机座19上的滑环和轮毂10上的电刷供电。

轮毂10的园周转速与机座在管线上的行走速度匹配，保证被洗表面得到全部清洗。

管线外部清洗机工作部件1是高压水喷嘴，采用高压水射流清洗管线外旧涂层，此方法清洗能力强，质量好，工效高，喷嘴与管线被洗表面距离要求不严，但要求配备车载高压水泵，车载发电机组，车载水循环处理设备，废水回收，循环使用。

管线外部清洗机工作部件1是多组离心打击片，数个离心打击片铰接在与管线平行的高速旋转的轴上，轴每转一周离心打击片打击管线外表面一次。轮毂10可装几个多组离心打击片。

管线外部清洗机工作部件1是高速旋转的金属钢丝刷或尼龙刷。

管线外部清洗机工作部件1是旋转的铣刀或砂轮，用于清除较坚固的旧涂层。铣刀可成组排列，每把刀可以是浮动的，保持刀刃和管线表面的接触，要求机座19和管线有较高的同轴度。

管线外部清洗机工作部件1是车刀，切割需要更新的管线或坚固的旧涂层。

上述工作部件1采用的几种方法可以组合使用，如：在轮毂10上装旋转刷，再装铣刀。铣刀粗加工，旋转刷精加工。

图2是管线外部清洗机的一个剖面图。

图2所示实施例中，三个行走轮16互成120度，行走轮径向移动，可调整机座19与待洗管线的中心线同轴。上方的行走轮是驱动行走轮，另外两个行走轮是从动行走轮。这种结构适合在直管线行驶作业。

图3：21.调压螺栓  22.滑杆  23.弹簧  24.轮架  25.轴架  26.减速器支架  27.主动齿轮  28.减速器  29.被动齿轮  30.浮动行走轮

图3所示实施例中，安装浮动行走轮30的管线外部清洗机，适用于水平弯曲管线上行走作业，分布在待洗管线上方和两侧的三个浮动行走轮30均为驱动轮，每个浮动走轮30上都有自己的驱动器，在管线下方的浮动走轮则没有驱动器，但也是浮动的。轮架24固定在机座19上，浮动行走轮30通过轴承和轮轴支撑在轴架25上，轴架25和滑杆22固联为一体，在轮架24的螺孔内装有调压螺栓21，调压螺栓21进退则可调整弹簧23的张力，滑杆22在调压螺栓的孔中滑动。机座19和轮毂10轴向长度尽可能短，机座19内圆与待洗管线外圆间隙应满足浮动轮在转弯时浮动量的需要。轮轴一端伸出轮架25之外，其上安装被动齿轮29，减速器支架26固定在轮架25上，减速器28安装在减速器支架26上，减速器28的输出轴上的主动齿轮27与被动齿轮29啮合传动。减速器28的电机为步进电机或饲服电机，转向及转速成可调控。下面结合图4介绍管线外部清洗机在水平弯道上行走情况。

图4：30.浮动行走轮  31.行程开关  32.辅助行走轮

图4所示实施例中，在水平弯道行驶的管线外部清洗机上，为行走的稳定，还装有辅助行走轮32，起支撑作用。行程开关31用来控制三个浮动行走轮驱动器的启动或关机。

当管线外部清洗机运行到0-0水平面时，行程开关31和管线右侧接触，此时，位于管线左侧的浮动行走轮30的驱动器启动，驱动左侧浮动行走轮沿管线左侧行走，管线外部清洗机右转，此刻，另外两个浮动行走轮为从动轮；当完成90度转弯之后转为直行，上部浮动行走轮为驱动轮，另外两个浮动行走轮为从动轮；当管线外部清洗机运行到a-a平面时，左铡行程开关和管线接触，右侧浮动行走轮为驱动轮，另外两个浮动行走轮为从动轮，管线外部清洗机左转。

图5：33.工作部件  34.驱动器  35.工作车  36.行走轮  37.小连杆  38.齿轮  39.大连杆  40.进给轮齿轮  41.进给轮  42.水管或风管  43.照明灯  44.摄像头

图5所示实施例中，由工作部件33、工作车35和进给机构组成，其特征在于进给机构既可以向工作车35提供推动力又可以控制工作车35的运动速度。工作车35的车身上安装行走轮36，行走轮36的数量酌定，一般是3-16个，其中有2个以上为驱动轮。驱动轮由驱动器34驱动。

工作部件33有几种，根据待洗管线内部物料及污物性质选定。工作部件33是二维喷头；还可以是毛刷，刷毛为金属钢丝或尼龙丝，毛刷可以是圆盘状的，可以是螺旋线毛刷，也可以长方型的；工作部件33还可以是刮刀，工作部件33还可以是真空吸管等。

工作车35除可依靠自己的驱动轮行走，还可以由高压水射流的反冲力推动，也可以由管线外进给机构的进给轮41通过风管或水管推动，进给机构的进给轮41由一组齿轮驱动，两个进给轮41的轴上各装有两个进给轮齿轮40，其中一个轮为驱动轮，轴上进给轮齿轮40驱动齿轮38，传给另一个进给轮齿轮40，两个进给轮41夹持风管或水管前行或后退。可以控制工作车的运动方向和速度，两个进给轮41之间的距离可以拉远，也可以推近，照明灯43和摄像头44配合，管外监控人员可观看清洗质量。

图6：33.工作部件  35.工作车  36.行走轮  45.弹簧  46.轮架

图6所示实施例中，工作车35适于在圆筒形管道行走作业，装有3-6个行走轮，行走轮36装在轮架46上，轮架46和工作车35之间装有弹簧45。工作部件33是二维喷头，二维喷头射出的高压水冲击管壁进行清洗作业。射流反冲力推动工作车行走，管外进给机构可以控制工作车的行走速度和方向。

图7：35.工作车  36.行走轮  47.万向节  48.辅助车

图7所示实施例中，工作车35的特征在于：在工作车35和辅助车48之间装有万向节47，工作车35车身较短，轮距小，转弯半径小，但稳定性较差，所以配辅助车。两车之间可以相对做水平和垂直运动，适于在弯道行走，辅助车上也可以装工作部件33，工作车可以几个车联用，之间用万向节联接。

图8：49.旋转刷  50.从动齿轮  51.主动齿轮  52.轮架  53.从动齿轮54.旋转刷  55.车架  56.调整臂  57.真空管

图8所示实施例中，工作部件是旋转刷49和54，其特征在于：旋转刷49和54安装在轮架52的两端，轮架52于车架55铰接，可相对转动，铰接点位于轮架52中心线的中点，在此中点处装驱动器，驱动器的输出轴上装有主动齿轮51，主动齿轮51驱动从动齿轮50和53，从动齿轮50和53分别驱动旋转刷49和54。在轮架52上装有调整臂56，调整臂56上装有弧形孔，在车架55上装有螺栓并穿过弧形孔，轮架52车架55相对位置可以在0度和90度之间调整。这种双旋转刷可以在旋转刷直径d至2d宽度的矩形管道中执行清扫任务。轮架52车架55之间可加弹簧，相对有一个适当的浮动量。

旋转刷49和54的端面及圆周上，装有金属丝或尼龙丝，安装旋转刷49和54的空心轴的上端和真空管57连接，真空管57和吸尘器连接，刷下来的污物被吸出管外处理

图9：58.导向轮  59.导向轮支杆  60.振动刷  61.管接头  62.弹簧63.导向弹簧  64.刷杆  65.工作车  66.连杆  67.曲柄  68.滑杆

图9所示实施例中，管线内部清洗机工作部件振动刷60的特征在于：振动刷60有上、下、左、右4个，刷体为中空长方体，刷体朝向待洗管壁一面均布小孔，侧面有管接头，管接头可以和水管或风管或真空管联接，当需要冲洗时，小孔向外喷水；当需要吸尘时，灰尘经小孔进入刷体，再由真空管排出；当需要吹风时，压缩空气或热风经小孔吹出。振动刷60和刷杆64之间装有弹簧62，可伸缩浮动，导向轮支杆59位于四个刷杆64中间，刷杆64和导向轮支杆59之间均装有导向弹簧63。当工作车65行至管线左转弯时，左刷先失去支承而向左张开，左刷杆拉动导向弹簧63和导向轮支杆59左摆，引导工作车65左转。同理，装在导向轮支杆59上的导向轮58可引导工作车65向右、向上、向下转弯。曲柄67、连杆66和滑杆68驱动刷杆64和振动刷60振动，以增大洗刷强度。也可以用振动电机驱动振动刷60，振动刷60和管壁接触的工作面装有刷毛。

这种振动刷适合清洗风道和厨房烟道。

图10：69.摆动圆盘刷  70.配重  71.驱动器  72.摇杆  73.弹簧  35.工作车

图10所示实施例中，摆动圆盘刷69的特征在于：摆动圆盘刷69安装在摇杆72上，由驱动器71驱动旋转，摆动圆盘刷69上装配重70，当圆盘刷旋转时，配重70产生的离心力使摇杆72左右摆动，摇杆72和工作车35之间装有弹簧73，起缓冲作用。摆动圆盘刷69自转，同时摆动。较小的摆动圆盘刷69可以清扫较宽的风道，摆动圆盘刷69圆周和端面装有刷毛。

本发明涉及的管线清洗和防腐装置，其管线外部清洗机可以在管线上行走，连续自动进行清洗作业，可选用多种清洗方法，可以清除油、气管线外部的旧涂层，可以除垢除锈，还可以进行防腐作业，可在弯曲管线上行使作业；其管线内部清洗机可对圆形、矩形断面管线内部清扫，可以清扫油、气管线，可以清扫空调风道和厨房烟道。

Claims (2)

1、一种管线清洗和防腐装置，其特征在于：该装置由管线外部清洗机和管线内部清洗机组成。

管线外部清洗机，其特征在于：机座19有二个半圆形壳体组成，用定位销、螺栓、螺钉安装在管线外，机座19装有几个行走轮16，行走轮16中有驱动轮和从动轮，驱动轮由减速器17驱动，机座19上安装轴瓦9，轴瓦9上安装轮毂10，有二个止推滑环8和15装在轮毂10的前、后端，轮毂10的二端装有前端盖6和后端盖11，前端盖6和后端盖11于机座19之间装有密封圈7，后端盖11上装有被动齿轮13，上述全部构件均由二个半圆组成，用螺钉或螺栓连接，在机座19上装有驱动器14，驱动器14的输出轴上装有主动齿轮12，主动齿轮12驱动被动齿轮13，轮毂10在机座19上转动，轮毂10上装有支架5，支架5上装有大拖板4，大拖板4上装有小拖板3，丝杆2控制小拖板3在大拖板4上的位子，工作部件1装在小拖板3上，工作部件1可以是高压水的喷嘴；可以是喷涂防腐涂料的喷枪；可以是压缩空气的喷嘴；可以是旋转刷；可以是自转洗刀或砂轮；可以是离心打击片；还可以是车刀等，储水槽20用来回收高压水清洗产生的废水。

管线内部清洗机，由工作部件33、工作车35和进给机构组成，其特征在于：进给机构安装在管线外部，进给机构可以控制工作车35的速度，进给机构的二个进给轮41的轴上均装有进给轮齿轮40，进给轮齿轮40中有一个是驱动轮，二个齿轮39及小连杆37和大连杆38将二个进给轮41联动；工作车35上安装行走轮36，行走轮36中有驱动轮和从动轮，驱动轮由驱动器34驱动，工作车35和行走轮33之间钢性连接或弹性连接，导向轮61可引导工作车35转向；工作部件33可以是高压水喷嘴，可以是压缩空气喷嘴，可以是螺旋刷，可以是二个圆盘刷49，可以是振动刷60，可以是摆动圆盘刷70，各刷可于水管、风管、真空管57连接。

2、按权利要求书1中所说的管线外部清洗机的工作部件1是防腐涂料喷枪或防腐涂料刷，此时可以进行防腐作业。

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