CN214108091U - 一种清管机器人清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种清管机器人清洗装置，属于管道清洗技术领域，包括前后两端开口的筒体、安装在筒体内的声波发生器阵列、安装在筒体外壁的多个皮碗组件；筒体的前端开口连接有声波导管；声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器，流体动力式声波发生器的进口均与筒体后端开口相通，出口均与声波导管相通。通过筒体外的皮碗组件经过摩擦后带出污渍，声波发生器阵列利用清管器内部前后的压力差产生高压高速气流，高速气流驱动流体动力式声波发生器阵列产生大功率声波，采用声波导管对产生的大功率声波进行汇聚，在一定方向上发射，可以有效提高声波的强度和作用距离，以增强清管器的清污能力。
Description
技术领域
本实用新型属于管道清洗技术领域，具体涉及一种清管机器人清洗装置。
背景技术
长输管道是输送石油、天然气等能源的重要运输手段。管道在役工作一段时间后，会受到化学腐蚀、流体冲蚀、疲劳损坏、外界环境等诸多因素的破坏，管道内壁会产生裂纹或其他缺陷，甚至会造成非常严重的事故，如有毒物质泄漏或者引发火灾等，这些都将造成巨大的损失。而清管机器人是一种新颖的技术检测手段，通过清管机器人携带特定的传感器和检测装置等定期对长输管道进行检测，有助于及时排除安全隐患，降低管道事故发生率，对避免或降低意外事故的发生具有重要意义。
当前对控速原理的研究较多，针对清洗的研究较为不足，现有的清洗机器人绝大多数还是利用钢刷、皮碗、直板等对天然气管道进行清理，对天然气管道内部磨损较为严重。且当前针对控速技术的研究较为独立，不能与清洗结构较好的兼容，因此，需要研发一款控速与清洗结构相互兼容的清管机器人，在研发过程中需要解决管道清洗问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种清管机器人清洗装置，以解决清管过程中的管道清洗问题。
为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种清管机器人清洗装置，包括前后两端开口的筒体、安装在筒体内的声波发生器阵列、安装在筒体外壁的多个皮碗组件；筒体的前端开口连接有声波导管；声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器，流体动力式声波发生器的进口均与筒体后端开口相通，出口均与声波导管相通。
作为进一步可选方案，所述皮碗组件为两个，分别固定在筒体外壁的前后两端。
作为进一步可选方案，至少一个所述皮碗组件包括同轴的前花瓣皮碗和后花瓣皮碗；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外缘均为前小后大的锥面；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗均为橡胶材料，且二者的锥面均覆盖有润滑材料层；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外缘均周向分布有豁槽，使二者呈花瓣状，且二者的豁槽相互交错。
作为进一步可选方案，所述皮碗组件还包括支撑皮碗，支撑皮碗的外圆面为圆柱面，且外径小于前花瓣皮碗和后花瓣皮碗；支撑皮碗位于前花瓣皮碗的前端。
作为进一步可选方案，所述前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外径相同。
作为进一步可选方案，所述橡胶材料为聚氨酯橡胶。
作为进一步可选方案，所述润滑材料层为聚四氟乙烯。
作为进一步可选方案，所述流体动力式声波发生器为哈特曼声波发生器。
作为进一步可选方案，所述声波导管呈前大后小的喇叭状。
本实用新型的有益效果是：通过筒体外的皮碗组件经过摩擦后带出污渍，声波发生器阵列利用清管器内部前后的压力差产生高压高速气流，高速气流驱动流体动力式声波发生器阵列产生大功率声波，采用声波导管对产生的大功率声波进行汇聚，在一定方向上发射，可以有效提高声波的强度和作用距离，以增强清管器的清污能力。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是本实用新型实施例提供的清管机器人清洗装置的结构示意图；
图2是图1所示清管机器人清洗装置的后视图；
图3是图2中A-A剖视图；
图4是哈特曼声波发生器的结构机理示意图；
附图标记：1-筒体；2-皮碗组件；3-声波导管；4-流体动力式声波发生器； 5-前花瓣皮碗；6-后花瓣皮碗；7-锥面；8-润滑材料层；9-豁槽；10-支撑皮碗； 11-挡板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。
需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。
图1至图4示出了本实用新型提供的清管机器人清洗装置，包括前后两端开口的筒体1、安装在筒体1内的声波发生器阵列、安装在筒体1外壁的多个皮碗组件2；筒体1的前端开口连接有声波导管3；声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器4，流体动力式声波发生器4的进口均与筒体1后端开口相通，出口均与声波导管3相通。
声波发生器阵列利用清管机器人前后压差产生的高压高速气流产生高强声波，高强声波可以将天然气管道内的污物震碎，通过流体动力式声波发生器4 阵列的排列方式增加发声器个数，进而增加声波的功率；最后通过声波导管3 对声波进行汇聚，并在一定方向上发射，以提高清洗效能。污物由皮碗组件2 在天然气管道内摩擦带出。
皮碗组件2为两个，分别固定在筒体1外壁的前后两端。也可根据需要设置更多个。至少一个所述皮碗组件2包括同轴的前花瓣皮碗5和后花瓣皮碗6；前花瓣皮碗5和后花瓣皮碗6的外缘均为前小后大的锥面7；前花瓣皮碗5和后花瓣皮碗6均为橡胶材料，且二者的锥面7均覆盖有润滑材料层8；前花瓣皮碗5和后花瓣皮碗6的外缘均周向分布有豁槽9，使二者呈花瓣状，且二者的豁槽9相互交错。也可以多个或者所有皮碗组件2均采用该结构。
通过皮碗组件2的结构形状设计和材料提高皮碗的耐磨性，并且外边缘部分覆盖润滑材料包裹皮碗锥面7来解决卡堵原因，使清管机器人更好更流畅的运行。前花瓣皮碗5和后花瓣皮碗6形成了双层花瓣式结构，并采用双层材料结构，二者相互协调，可以明显降低清管器在管道中受到的摩擦力，防止变形，增加使用寿命，增强清污能力。
皮碗组件2还包括支撑皮碗10，支撑皮碗10的外圆面为圆柱面，且外径小于前花瓣皮碗5和后花瓣皮碗6；支撑皮碗10位于前花瓣皮碗5的前端，起导向和支撑作用。
前花瓣皮碗5和后花瓣皮碗6的外径相同。橡胶材料为聚氨酯橡胶。润滑材料层8为聚四氟乙烯。聚氨酯可以提高清洗机器人皮碗部分的耐磨性，既可以满足皮碗整体柔韧性，又有更好的密闭性。边界部分使用摩擦系数较低的聚四氟乙烯，把皮碗与管道接触所产生的摩擦力降到最小。整个耐磨结构可以明显延长清洗机器人的使用寿命。
声波导管3可呈前大后小的喇叭状。豁槽9可呈V形。筒体1外壁可具有对应在各皮碗组件2前后两端的定位环，用于皮碗组件2的定位安装固定。筒体1内具有挡板11，使筒体1的前后端开口分隔，仅通过流体动力式声波发生器4相连通，使流体动力式声波发生器4发出的声波很好的经声波导管3汇聚。流体动力式声波发生器4为哈特曼声波发生器，哈特曼声波发生器为现有技术中直接购买。哈特曼声波发生器产生声波的最主要机理(图4)是压缩气流从喷嘴射流到共振腔的过程中产生不稳定激波，而激波会引起气流的周期性振荡，随后气流与共振腔发生共振从而产生了声波。
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种清管机器人清洗装置，其特征在于，包括前后两端开口的筒体、安装在筒体内的声波发生器阵列、安装在筒体外壁的多个皮碗组件；筒体的前端开口连接有声波导管；声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器，流体动力式声波发生器的进口均与筒体后端开口相通，出口均与声波导管相通。
2.根据权利要求1所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，所述皮碗组件为两个，分别固定在筒体外壁的前后两端。
3.根据权利要求1或2所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，至少一个所述皮碗组件包括同轴的前花瓣皮碗和后花瓣皮碗；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外缘均为前小后大的锥面；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗均为橡胶材料，且二者的锥面均覆盖有润滑材料层；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外缘均周向分布有豁槽，使二者呈花瓣状，且二者的豁槽相互交错。
4.根据权利要求3所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，所述皮碗组件还包括支撑皮碗，支撑皮碗的外圆面为圆柱面，且外径小于前花瓣皮碗和后花瓣皮碗；支撑皮碗位于前花瓣皮碗的前端。
5.根据权利要求3所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，所述前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外径相同。
6.根据权利要求3所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，所述橡胶材料为聚氨酯橡胶。
7.根据权利要求3所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，所述润滑材料层为聚四氟乙烯。
8.根据权利要求1所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，所述流体动力式声波发生器为哈特曼声波发生器。
9.根据权利要求1所述的清管机器人清洗装置，其特征在于，所述声波导管呈前大后小的喇叭状。
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