CN203737674U

CN203737674U - 一种管道清扫防锈装置

Info

Publication number: CN203737674U
Application number: CN201320891333.9U
Authority: CN
Inventors: 周小进; 孙配芳; 陈力; 李扬扬
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2023-12-31

Abstract

本实用新型公开了一种管道清扫防锈装置，包括清洁毛刷，清洁毛刷由毛刷柄和分布在毛刷柄圆周的钢丝刷毛组成，该装置还包括电机、布油毛刷和偏心油箱，在电机上套装有三角弹性支撑架，三角弹性支撑架上安装有滚轮；布油毛刷包括中心轴和分布在中心轴圆周上的刷毛，布油毛刷的中心轴的一端通过第一万向节联轴器与电机的转轴连接，中心轴的另一端与偏心油箱的顶面连接，在偏心油箱的侧面上开设有进油口和出油口，偏心油箱的底面通过第二万向节联轴器与所述清洁毛刷的毛刷柄连接。本实用新型可以通过更换不同的毛刷实现清扫、防锈功能，同时可以通过更换不同直径的毛刷在不同直径的管道内工作。

Description

一种管道清扫防锈装置

技术领域

本实用新型涉及一种清洁维护器具，具体涉及一种管道清扫防锈装置。

背景技术

在现代的基础设施建设或者一些设备中，管道的安装是必不可少的，在管道的使用过程中由于长期管内的油泥堆积、锈垢固化造成原管径变小；长期的管内淤泥沉淀产生硫化氢气体造成环境污染并易引起燃爆；废水中的酸、碱物质易对管道壁产生腐蚀；管道内的异物不定期的清除造成管道堵塞，因此对管道的清扫是必须的。但是现有的管道清扫装置功能单一，只能对管道内的杂质进行清扫或者只能去除管道内的锈垢，在清扫管道的工序复杂，耗时量多，成本较高。

对于金属管道而言，金属管道极易锈蚀，导致设备功能衰退和丧失。锈蚀产生的残渣会对设备部件的正常工作产生严重的影响，甚至造成设备的损坏。传统的防锈方法是在管道内涂抹防锈油、内部涂漆等，但针对复杂管道，如：变径管道、大角度弯折管道和竖直管道等防锈问题一直未得到解决。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提出了一种全新的解决思路：基于毛刷的弹性与自适应性，利用电机带动油箱产生离心力压缩毛刷，以管壁对毛刷的反作用力来实现旋转前进可实现大角度转弯、变径管道、竖直管道清扫及涂抹防锈油等功能，克服了传统装置效率低，有死角的缺点。

为了实现上述技术任务，本实用新型采取如下技术方案予以实现：

一种管道清扫防锈装置，包括清洁毛刷，清洁毛刷由毛刷柄和分布在毛刷柄圆周的钢丝刷毛组成，该装置还包括电机、布油毛刷和偏心油箱，在电机上套装有三角弹性支撑架，三角弹性支撑架上安装有万向滚轮；布油毛刷包括中心轴和分布在中心轴圆周上的刷毛，布油毛刷的中心轴的一端通过第一万向节联轴器与电机的转轴连接，中心轴的另一端与偏心油箱的顶面连接，在偏心油箱的侧面上开设有进油口和出油口，偏心油箱的底面通过第二万向节联轴器与所述清洁毛刷的毛刷柄连接。

进一步地，所述的三角弹性支撑架包括圆环形抱箍，抱箍通过螺栓紧固在电机上；在抱箍的圆周上均匀分布三个弹簧杆，弹簧杆可沿抱箍的径向收缩；弹簧杆的端部安装所述的万向滚轮。

进一步地，所述的偏心油箱为半圆柱形油箱，出油口开设在油箱的圆柱面上，偏心油箱的半径小于管道的半径。

进一步地，所述的偏心油箱的出油口上安装有推拉式电磁铁，推拉式电磁铁包括底座，底座中开设有通孔，通孔内壁上安装有线圈，通孔中装配有带磁推拉杆，带磁推拉杆通过复位弹簧与底座连接。

进一步地，所述的清洁毛刷的直径和布油毛刷的直径均大于管道内径。

进一步地，所述的清洁毛刷的钢丝刷毛和毛刷柄的夹角范围为5～60°；布油毛刷的刷毛和中心轴的夹角为5～60°。

本装置具有以下技术特点：

1.可针对变径管道、竖直管道、“S”形、“U”形、方形管道等特殊管道进行防锈；

2.体积小，重量轻，结构简单，便于维修，操作简单；

3.可更换多种规格毛刷，使用寿命长；

4.本实用新型是一种多节连接结构，从而在复杂管路中变向更加灵活。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是三角弹性支撑架的示意图；

图3是本实用新型的偏心油箱的示意图；

图4是推拉式电磁铁的结构示意图；

图5是清洁毛刷的受力分析图；

图中各个标号的含义有：1—电机，2—三角弹性支撑架，2-1—抱箍，2-2—弹簧杆，2-3—万向滚轮，3—凸台，4—转轴，5—第一万向节联轴器，6—布油毛刷，7—中心轴，8—偏心油箱，8-1—进油口，8-2—出油口，9—毛刷柄，10—清洁毛刷，11—带磁推拉杆，12—复位弹簧，13—线圈，14—底座，15—第二万向节联轴器；

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图1所示，一种管道清扫防锈装置，包括清洁毛刷10，清洁毛刷10由毛刷柄9和分布在毛刷柄9圆周的钢丝刷毛组成，清洁毛刷10的作用是清扫管道内部的沉淀物，在钢丝刷毛的作用下，管道内壁上的锈迹、沉淀物等均易脱落。该装置还包括电机1、布油毛刷6和偏心油箱8，在电机1上套装有三角弹性支撑架2，三角弹性支撑架2上安装有万向滚轮；布油毛刷6包括中心轴7和分布在中心轴7圆周上的刷毛，布油毛刷6的刷毛由尼龙-66材料制成，该材料具有极佳弹性记忆力、弯折回复力，作业能力一流；耐化学腐蚀、耐磨、防污；化学性质稳定，耐高温等特性，便于在各种管道内工作。

布油毛刷6的中心轴7的一端通过第一万向节联轴器5与电机1的转轴4连接，中心轴7的另一端与偏心油箱8的顶面连接，在偏心油箱8上开设有进油口8-1和出油口8-2，偏心油箱8的底面通过第二万向节联轴器15与所述清洁毛刷10的毛刷柄9连接。采用万向节联轴器可满足多结构在动力传动时的上下跳动的需求，适应转向时所产生的大角度变化，这样该装置可以在S形、U形等复杂管道内部行进。

三角弹性支撑架2包括圆环形抱箍2-1，抱箍2-1通过螺栓紧固在电机1上；在抱箍2-1的圆周上均匀分布三个弹簧杆2-2，弹簧杆2-2可沿抱箍2-1的径向收缩；弹簧杆2-2的端部安装所述的万向滚轮2-3。弹簧杆2-2包括套筒和安装在套筒内部的弹簧，弹簧的一端固结在套筒底部，另一端连接万向滚轮2-3。该三角弹性支架安装在电机1的圆周上，支撑电机1稳定行走，而弹簧杆2-2可适应不同内径的管道。

偏心油箱8为半圆柱形油箱，出油口8-2开设在油箱的圆柱面上，油箱的半径小于管道的半径；偏心油箱8的出油口8-2上安装有推拉式电磁铁，推拉式电磁铁包括底座14，底座14中开设有通孔，通孔内壁上安装有线圈13，通孔中装配有带磁推拉杆11，带磁推拉杆11通过复位弹簧12与底座14连接；如图中所示，底座14中的线圈13通电时，带磁推拉杆11受到吸引伸入通孔中，使出油口8-2闭合；而断电时，在复位弹簧12的作用下，带磁推拉杆11从通孔中抽出，使出油口8-2打开。

在工作时，打开偏心油箱8的出油口8-2，偏心油箱8和偏心油箱8中的油液在旋转时，由于离心力的作用，油液从出油口8-2抛出，粘附在管道内壁上，由布油毛刷6将其进行旋转涂抹，达到防锈目的。为了使装置能有更好的除锈和清扫效果，布油毛刷6和清洁毛刷10的直径均大于管道内径，且清洁毛刷10的钢丝刷毛和毛刷柄9的夹角、布油毛刷6的刷毛和中心轴7的夹角为5～60°；更换不同的布油毛刷6和清洁毛刷10，可对不同管道清洁。

本装置的工作过程：

首先是对管道进行清扫，在清扫过程中采用清洁毛刷10，由于清洁毛刷10具有极佳的弹性记忆力和弯折回复力，因此将其用于管道的初次清扫；电机1通过导线与开关和电源连接，偏心油箱8上安装蓄电池为推拉式电磁铁供电。电机1上设置有凸台3，凸台3上连接绳索。将装置以清洁毛刷10在前，电机1在后的顺序放入管道中；清扫过程中，清洁毛刷10除去杂物，而布油毛刷6可以对清扫后的管壁二次清洁；防锈时，布油毛刷6主要起到涂抹油液的作用。

打开电机1开关，关闭偏心油箱8的进油口8-1和出油口8-2。当把清洁毛刷10塞进管道内部时，清洁毛刷10和管道内壁会形成一定角度。在此过程中清洁毛刷10发生变形，由于清洁毛刷10材料的特殊性，具有很大的弹性模量，因此清洁毛刷10会产生一个弹性力，由于相对于运动状态下的形变量不大，因此可以忽略不计。电机1带动偏心油箱8产生离心力，此时，偏心油箱8及其内部油液一起产生离心力F。该离心力F会传递给清洁毛刷10，清洁毛刷10与管道内壁角度会随着离心力F的变化而发生变化，清洁毛刷10发生形变，使清洁毛刷10整体发生一定的偏移，因此会产生一个垂直于清洁毛刷10变形方向的弹性力F_弹，且清洁毛刷10的弹性力F_弹可分解为沿着管道轴向的轴向分力F_轴、垂直于管道轴向的径向作用力F_径和沿着清洁毛刷10表面的切向作用力F_切。垂直于管道轴向的径向作用力F_径可用于平衡偏心油箱8产生的离心力F，以保证其在径向不产生过大的跳动。由于清洁毛刷10在偏心油箱8离心力F的作用下会产生向后运动的趋势，因此会沿着管道轴向产生一个与清洁毛刷10运动趋势方向相反的静摩擦力f₂,因为毛刷的粗糙和管道内壁有杂质沉淀，导致毛刷与管道之间的摩擦系数很大，因而清洁毛刷10沿着管道轴向的轴向分力F_轴小于清洁毛刷10与管道内壁所产生的静摩擦力f₂，两者的合力推动清洁毛刷10前进。

由于沿着清洁毛刷10表面的切向作用力使装置有旋转运动的趋势，因此会沿着管道轴向产生一个与运动趋势方向相反的静摩擦力f₁，清洁毛刷10角度的变化使管道对清洁毛刷10的切向作用力与静摩擦力f₁的合力和清洁毛刷10重心的偏移会产生力矩，从而推动清洁毛刷10做旋转运动。在装置运动过程中，由于清洁毛刷10在轴向的运动方向始终与装置的运动方向相反，故其依然受到的与装置前进方向一致的动摩擦力f₂，其受力分析与未发生运动时一样。故由离心力变化而引起的清洁毛刷10与管道内壁角度的变化所产生的扫毛刷弹性力F_弹的切向作用力F_切和清洁毛刷10轴向静摩擦力f₂的共同作用，使得清洁毛刷10可以螺旋前进。此外，由于清洁毛刷10偏心旋转还会产生高频振动，可以实现对难以清洗的污垢的振动清理。

布油毛刷6在工作过程中受力与清洁毛刷10一致，不再赘述。

在竖直管道或者倾斜管道内，工作过程与水平管道的工作过程类似，清洁毛刷10与管道内壁所产生的静摩擦力f₂大于清洁毛刷10沿着管道轴向的轴向分力与重力（或者重力在沿着管道轴向的分力）的合力，其三者共同作用推动清洁毛刷10前进。

对管道进行防锈时，打开电机1的开关，同时打开偏心油箱8的出油口8-2。也可以使用遥控装置来控制推拉式电磁铁电力的通断，这样可以对管道内部不同的地方定点布油。防锈工作过程与清扫工作过程一致，在电机1的带动下，油液由偏心油箱8的出油口8-2抛出，布油毛刷6将这些油液均匀的抹在管道内壁，以起到防锈的作用。

当整个装置运动到管道端部时，先关闭电机1，然后拽动与电机1连接的绳索，将装置从管道中拉出。

如果在半封闭式管道（管道只有一个开口）内工作，可以在电机11上拴一条耐用的绳子，当对整个管道进行清扫和防锈处理后，关闭装置，人为拖动整个装置缓慢退出管道。

Claims

1.一种管道清扫防锈装置，包括清洁毛刷（10），清洁毛刷（10）由毛刷柄（9）和分布在毛刷柄（9）圆周的钢丝刷毛组成，其特征在于，该装置还包括电机（1）、布油毛刷（6）和偏心油箱（8），在电机（1）上套装有三角弹性支撑架（2），三角弹性支撑架（2）上安装有万向滚轮（2-3）；布油毛刷（6）包括中心轴（7）和分布在中心轴（7）圆周上的刷毛，布油毛刷（6）的中心轴（7）的一端通过第一万向节联轴器（5）与电机（1）的转轴（4）连接，中心轴（7）的另一端与偏心油箱（8）的顶面连接，在偏心油箱（8）的侧面上开设有进油口（8-1）和出油口（8-2），偏心油箱（8）的底面通过第二万向节联轴器（15）与所述清洁毛刷（10）的毛刷柄（9）连接。

2.如权利要求1所述的管道清扫防锈装置，其特征在于，所述的三角弹性支撑架（2）包括圆环形抱箍（2-1），抱箍（2-1）通过螺栓紧固在电机（1）上；在抱箍（2-1）的圆周上均匀分布三个弹簧杆（2-2），弹簧杆（2-2）可沿抱箍（2-1）的径向收缩；弹簧杆（2-2）的端部安装所述的万向滚轮（2-3）。

3.如权利要求1所述的管道清扫防锈装置，其特征在于，所述的偏心油箱（8）为半圆柱形油箱，出油口（8-2）开设在油箱的圆柱面上，偏心油箱（8）的半径小于管道的半径。

4.如权利要求1所述的管道清扫防锈装置，其特征在于，所述的清洁毛刷（10）的钢丝刷毛和毛刷柄（9）的夹角范围为5～60°；布油毛刷（6）的刷毛和中心轴（7）的夹角为5～60°。

5.如权利要求1所述的管道清扫防锈装置，其特征在于，所述的偏心油箱（8）的出油口8-2上安装有推拉式电磁铁，推拉式电磁铁包括底座（14），底座（14）中开设有通孔，通孔内壁上安装有线圈（13），通孔中装配有带磁推拉杆（11），带磁推拉杆（11）通过复位弹簧（12）与底座（14）连接。

6.如权利要求1所述的管道清扫防锈装置，其特征在于，所述的清洁毛刷（10）的直径和布油毛刷（6）的直径均大于管道内径。