CN201427125Y - 管道除垢机器人 - Google Patents

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本实用新型涉及一种使用高压水射流除垢的管道机器人，它由两个行走小车、往复旋转喷枪、摄像头和位置传感器组成。行走小车包括行走轮、电机、减速器、小车本体、径向调节装置，两行走小车之间通过球铰相连；行走轮分驱动轮和随动轮两种，电机、减速器与驱动轮相连；径向调节装置起径向尺寸自适应调节和转弯变径作用；往复旋转喷枪由电机、减速器、不完全(半圆)齿轮传动机构及喷头组成，可实现喷枪绕喷枪转轴往复转动180°，解决现有强制旋转喷枪密封难题；摄像头用于观察管道结垢和垢层清理程度；位置传感器用于记录机器人在管道内的位置。本实用新型结构简单、实用性强，用于燃煤电厂输灰管道、煤气管道、天然气管道或其它输水管道的除垢。

Description

管道除垢机器人
技术领域
本实用新型涉及一种管道机器人，特别是一种轮式管道除垢机器人，主要用于燃煤电厂输灰管道的除垢，也可用于煤气管道、天然气管道或其它输水管道等的垢层清理。
背景技术
目前，随着火电、煤气、天然气、自来水等工业的发展，管道的应用更加广泛。现有管道的除垢方法基本上可分为化学法和物理法。采用的化学方法有加酸、炉烟(CO2)，阻垢剂、分散剂；物理方法有人工振击法、管材法、三相流法、晶种过滤、电解、电场、磁场、超声波和高频电磁场防垢，等还有利用空穴效应和气蚀原理清垢的液气压清垢法等。经实践应用，上述方法都存在一定局限性，不能同时符合环保和具有良好技术性、经济性要求，多数不能为电厂所接受。也有少数采用高压水射流方法来清洗管道，但主要是采用人工手持喷枪或者采用一种自进式旋转喷枪清洗。但手持式不适合长管道除垢，自进式旋转喷枪，速度难以控制且清理效率低。目前常用的还是化学清洗法和人工振击法，而化学清洗法不仅费用高，易腐蚀管道，而且污染严重；人工振击法费工费时，效率低。
发明内容
为了克服现有的管道垢层清理方法或设备环保性、经济性差以及常用水射流清理设备效率低的不足，提供一种使用高压水射流除垢的管道除垢机器人，可以取代化学清洗、机械清理和人工振击清理。
本实用新型的管道除垢机器人，由两个行走小车、往复旋转喷枪、摄像头和位置传感器组成。行走小车包括行走轮、电机、减速器、小车本体、径向调节装置，两个行走小车之间通过球铰相连；行走轮分驱动轮和随动轮两种，电机、减速器与驱动轮相连；径向调节装置由四个压缩弹簧、导向套、防脱导向杆组成，起径向尺寸自适应调节和转弯变径的作用；往复旋转喷枪由驱动电机、减速器、不完全(半圆)齿轮传动机构及喷头组成，可实现喷枪绕转轴往复转动180°，解决现有强制旋转喷枪密封难题，喷枪共有四个喷头，两个一组，且每个喷头相对于喷枪的安装角度都可以调节；不完齿轮传动机构由两组外啮合的不完全齿轮、一组外啮合完全齿轮和三根传动轴组成，三根轴分别为主动轴、中间轴和喷枪旋转轴，每根轴上安装两个齿轮，电机与主动轴相连接，两个不完全(半圆)齿轮都安装在主动轴上；摄像头用于观察管道结构状况和垢层清理程度，并可根据需要可以安装在机器人的头部或者尾部；机器人的一个行走小车上装有位置传感器，用于记录机器人在管道内的位置。本实用新型结构简单、实用性强，主要用于燃煤电厂输灰管道、煤气管道、天然气管道或其它输水管道等的垢层清理。
本实用新型的有益效果是：除垢机器人具有结构简单，成本较低，清理效率高以及垢层清理彻底的特点，它采用计算机程序控制，可随时观察管道结垢情况或垢层清理效果，并能通过位置传感器获取机器人在管道中的位置，完全可以取代化学清洗、机械式清理和人工振击清理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的轴向结构示意图。
图2是图1的A-A截面图。
图3是不完全齿轮传动机构的传动系统图。
图中1、管道，2、17、行走小车1，3、往复旋转喷枪，4、喷枪旋转轴，5、喷头，6、摄象机，7、随动轮，8、电机，9、减速器，10、驱动轮，11、小车本体，12、径向调节装置，13、位置传感器，14、防脱导向杆，15、压缩弹簧16、导向套，18、输出电缆，19、球铰，20、中间轴，21、主动轴，22、23、不完全(半圆)齿轮，24.电机及减速器，25、26、27、28、完全齿轮。
具体实施方式
下面结合附图1-3详细说明本实施例。
如图1和2所示，本实用新型所述的管道除垢机器人由由两个行走小车2和17、往复旋转喷枪3、摄像头6和位置传感器13组成，两个行走小车通过球铰链19相连接。
所述的行走轮分驱动轮10和随动轮7两种，电机8、减速器9与驱动轮10相连接；径向调节装置12由四个压缩弹簧15、导向套16、防脱导向杆14组成，起径向尺寸自适应调节和转弯变径的作用。
所述往复旋转喷枪3由驱动电机及减速器24、不完全(半圆)齿轮传动机构及喷头5组成，可实现喷枪3绕喷枪转轴4往复转动180°，解决现有强制旋转喷枪密封难题，往复旋转喷枪共有四个喷头5，两个一组，且每个喷头相对于喷枪的安装角度都可以调节。
所述不完齿轮传动机构由两组外啮合的不完全齿轮(23-25和22-26)、一组外啮合完全齿轮(27-28)和三根传动轴(4，20，21)组成，三根轴分别为主动轴21、中间轴20和喷枪旋转轴4，每根轴上安装两个齿轮，电机及减速器24与主动轴21相连接，两个不完全(半圆)齿轮22和23都安装在主动轴21上。
摄像头6用于观察管道1结构状况和垢层清理程度，并可根据需要可以安装在机器人的头部或者尾部；机器人的一个行走小车上装有位置传感器13，用于记录机器人在管道内的位置。
工作时，需要在管道每间隔一定距离(如30米)开设一个投放口，将机器人放入待清理管道。先将摄像头6安装于机器人的头部，检查管道的结垢情况，然后将摄像头移到机器人的尾部，当机器人开始工作时候用于监视管道内垢层清理情况。往复旋转喷枪的喷头安装角度可以调节，用来改变射流的入射角度。喷枪的喷嘴向后喷的结构设计还能为机器人的行走提供一定程度的助推力，其角度也和喷头的安装角度有关。同侧安装的喷嘴由传统的一个增加到两个，不仅增加清理效率，更易于垢层的破碎和清理。本实用新型的往复旋转喷枪可以绕喷枪转轴往复转动180°，因而不需要喷枪的供水管道绕喷枪转轴整周旋转，因而在不使用自旋转喷枪的情况下，可以避免管道的缠绕。这样的设计既具有强制旋转喷枪的转动速度易于控制的优点，也解决了强制旋转喷枪高压密封的难题。

Claims (5)

1、一种利用高压水射流除垢的管道除垢机器人，其特征是：管道除垢机器人由两个行走小车、往复旋转喷枪、摄像头和位置传感器组成，行走小车包括行走轮、电机、减速器、小车本体、径向调节装置，两个行走小车之间通过球铰相连；行走轮分驱动轮和随动轮两种，电机、减速器与驱动轮相连；往复旋转喷枪由驱动电机、减速器、不完全齿轮传动机构及喷头组成，可实现喷枪绕转轴往复转动180°；摄像头根据需要可以安装在机器人的头部或者尾部。
2、按照权利要求1所述的管道除垢机器人，其特征是：驱动往复旋转喷枪往复旋转的不完全齿轮传动机构包括两组外啮合的不完全齿轮、一组外啮合完全齿轮和三根传动轴。三根轴分别为主动轴、中间轴和喷枪旋转轴，每根轴上安装两个齿轮，电机与主动轴相连接，两个不完全齿轮都安装在主动轴上。
3、按照权利要求1或2所述的管道除垢机器人，其特征是：喷枪共有四个喷头，两个一组，且每个喷头相对于喷枪的安装角度都可以调节。
4、根据权利要求1所述的管道除垢机器人，其特征是：径向调节装置由四个压缩弹簧、导向套、防脱导向杆组成。
5、根据权利要求1所述的管道除垢机器人，其特征是：机器人的一个行走小车上装有位置传感器。
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