JP2002001255A - Grinding/polishing/cleaning apparatus for inner surface of pipe - Google Patents
Grinding/polishing/cleaning apparatus for inner surface of pipeInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、発電所の水圧鉄
管等の鉄管内の塗装を行うとき、前処理として管内に付
着する付着物の除去や既存の塗膜の剥離に使用する管内
面研掃装置に関するものであるが、この発明の管内面研
掃装置は、飲料水の送水管や食品工業の移送パイプの研
掃にも使用できるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe inner surface polishing method used to remove deposits adhering to the inside of a pipe or to peel off an existing coating film as a pretreatment when painting a steel pipe such as a penstock of a power plant. The present invention relates to a cleaning device, and the pipe inner surface cleaning device of the present invention can also be used for cleaning a water supply pipe for drinking water or a transfer pipe in the food industry.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、水圧鉄管等の鉄管内の内面塗装作
業は作業員が管内に入って行う人力塗装、若しくは塗装
ロボットを使用して施工していた。2. Description of the Related Art Heretofore, an inner surface coating work inside an iron pipe such as a penstock has been performed by a manual painting performed by a worker entering the pipe or by using a painting robot.
【０００３】人力塗装の場合は、作業員が狭隘な管内に
入り、研掃作業から塗装作業まで行う。研掃作業は、サ
ンドブラストやサンダー等の装置・工具を使用して人力
で管内に付着する付着物の除去や既存の塗膜の剥離を行
うため、管内は粉塵で充満し、作業環境上の問題があっ
た。また、人力で作業を行うため、研掃むらや深削り
（鉄管生地の過度の切削）が生じるという問題があっ
た。[0003] In the case of manual painting, a worker enters a narrow pipe, and performs from the cleaning operation to the painting operation. In the blasting operation, the inside of the pipe is filled with dust because the adherence to the inside of the pipe is removed manually and the existing coating is removed using equipment and tools such as sand blast and sander. was there. Further, since the work is performed manually, there is a problem that uneven polishing or deep cutting (excessive cutting of the iron tube cloth) occurs.
【０００４】そこで、特公平５−４５３８９号のよう
に、作業環境の改善を目的として管内研掃用ロボットが
発明されたが、研掃方式がスチールグリッド（研掃材）
の噴射によるものであり、噴射されたスチールグリッド
を管の下部で回収して再使用するものであった。そのた
め、スチールグリッド回収工程や、スチールグリッドを
管の上端外部に設置したグリッド噴射機に索道等運搬装
置で搬送する搬送工程等の作業工程が管内研掃作業中に
何度も必要（一回の研掃作業可能な距離は最長１２０
ｍ）であり、その度に研掃作業を中断させなくてはなら
ないため、作業効率が悪かった。Accordingly, a pipe cleaning robot has been invented for the purpose of improving the working environment as disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-45389. However, a steel grid (polishing material) is used for the cleaning method.
, And the injected steel grid was collected at the bottom of the tube and reused. For this reason, work processes such as a steel grid recovery process and a transport process of transporting the steel grid to a grid injector installed outside the upper end of the pipe by a cableway or other transport device are required many times during the pipe cleaning operation (one time). The maximum cleaning distance is 120
m), and every time the cleaning operation had to be interrupted, the work efficiency was poor.
【０００５】また、スチールグリッド回収工程は、スチ
ールグリッドを自然流下させて鉄管の下部で回収を行う
ものであり、鉄管に２８°以上の勾配があることが作業
可能となる条件であり、スチールグリッドが自然流下し
にくい２８°以下の勾配の緩い部分がある鉄管にはこの
ロボットは使用できず、人力による作業に頼らざるを得
ないという問題点があった。[0005] In the steel grid recovery step, the steel grid is allowed to flow naturally, and the steel grid is recovered at the lower part of the iron pipe. However, this robot cannot be used for an iron pipe having a portion having a gentle slope of 28 ° or less, which is difficult to flow naturally, and there is a problem that it has to rely on manual work.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明では、
上記の問題点を解決し、次のことを課題とする。 研掃作業を中断させる必要のあったスチールグリッド
回収工程やスチールグリッド搬送工程などの作業工程を
無くし、作業効率を向上させる。 従来ロボットを使用することができなかった緩い勾配
の鉄管でもロボットによる研掃作業を可能とし、鉄管内
の人力による作業を無くし、作業環境の改善を図る。 管外に設置する設備や装置の縮小・軽量化を図り、工
事に必要な運搬作業を軽減する。 研掃作業の品質向上を図る。Therefore, in the present invention,
The following problems are to be solved by solving the above problems. Eliminating the work processes such as the steel grid collection process and the steel grid transport process that required the interruption of the cleaning operation, and improving the work efficiency. Robots can be cleaned even with a steel pipe with a gentle slope, where a robot could not be used in the past, eliminating the need for manual work inside the steel pipe and improving the working environment. The equipment and equipment installed outside the pipes will be reduced in size and weight, and the transportation work required for construction will be reduced. Improve the quality of cleaning work.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】そのため、この発明で
は、超高圧の液体を管の内壁面に向けて噴射しつつ走行
ユニット２により管内を所定の速度で走行する管内面研
掃装置であって、複数の噴射口14a を有する噴射ノズル
14を、管７の内壁面に略垂直に設けた回転軸を中心とし
て回転させると共に、噴射ノズル14を管周方向に回転さ
せた管内面研掃装置とした。Therefore, according to the present invention, there is provided a pipe inner surface cleaning apparatus in which a traveling unit 2 travels inside a pipe at a predetermined speed while injecting an ultra-high pressure liquid toward an inner wall surface of the pipe. Injection nozzle having a plurality of injection ports 14a
14 is a pipe inner surface cleaning apparatus in which a rotating shaft provided substantially perpendicularly to the inner wall surface of the pipe 7 is used as a center and the injection nozzle 14 is rotated in the pipe circumferential direction.
【０００８】この発明では、噴射ノズル14を管７の内壁
面に略垂直な軸を中心として回転させると共に、噴射ノ
ズル14を管周方向に回転させて超高圧の液体を管７の内
壁面に向けて噴射して研掃するので、高い研掃効果が得
られる。そのため、スチールグリッドを使用する必要が
なく、スチールグリッド研掃材を回収したり、索道等運
搬装置でスチールグリッドを搬送する作業工程がなくな
るので、連続作業ができるようになる。さらに、研掃材
が水であるので、下側へと流れ易く、流下勾配が緩い部
分があっても研掃作業が可能となる。According to the present invention, the injection nozzle 14 is rotated about an axis substantially perpendicular to the inner wall surface of the pipe 7 and the injection nozzle 14 is rotated in the circumferential direction of the pipe so that the ultrahigh-pressure liquid is applied to the inner wall surface of the pipe 7. A high cleaning effect can be obtained because the fuel is sprayed toward and cleaned. Therefore, there is no need to use a steel grid, and there is no need to collect a steel grid abrasive or to transport the steel grid by a cableway or other transport device, thereby enabling continuous work. Further, since the cleaning material is water, it is easy to flow to the lower side, and the cleaning operation can be performed even if there is a portion having a gentle downflow gradient.
【０００９】また、請求項２に記載のように、噴射ノズ
ル14を管７の半径方向に押し出す噴射ノズル14の押出し
機構を、管周方向に旋回する旋回機構上に設け、さらに
噴射ノズル14の押出し機構を旋回機構の旋回中心を貫通
する押出し機構駆動軸18を介してトルクモータ19で駆動
するようにすると共に、管７の内壁面との距離を所定値
に保持する距離保持具28を噴射ノズル14を取り付けてい
る噴射ノズル部８に設けたものとすることが好ましい。Further, as set forth in claim 2, an extrusion mechanism of the injection nozzle 14 for pushing the injection nozzle 14 in the radial direction of the pipe 7 is provided on a swivel mechanism that rotates in the pipe circumferential direction. The extruding mechanism is driven by a torque motor 19 via an extruding mechanism drive shaft 18 that penetrates the turning center of the turning mechanism, and a distance holder 28 that holds the distance from the inner wall surface of the pipe 7 to a predetermined value is injected. It is preferable that the nozzle 14 is provided on the injection nozzle section 8 to which the nozzle 14 is attached.
【００１０】このようにすれば、噴射ノズル14を管内壁
に押しつけるだけで、距離保持具28により研掃に最適な
距離が保てるようになる。さらに、管内壁への押し付け
力は、トルクモータ19の印加電圧で調整可能であり、旋
回角度によって変化する自重の影響やノズル部で発生す
る超高圧水の噴射反力に応じて適切な押し付け力の確保
や制御が容易となり、既存塗膜の均一な剥離が可能とな
る。[0010] In this way, just by pressing the injection nozzle 14 against the inner wall of the pipe, the distance holding tool 28 can maintain the optimum distance for the polishing. Further, the pressing force against the inner wall of the pipe can be adjusted by the applied voltage of the torque motor 19, and the pressing force can be appropriately adjusted according to the effect of its own weight, which changes according to the turning angle, and the reaction force of the ultra-high-pressure water generated at the nozzle. It is easy to secure and control the film thickness, and uniform peeling of the existing coating film becomes possible.
【００１１】また、請求項３に記載の発明では、前記請
求項１又は２記載の構成に加え、走行ユニット２が内壁
面に向けて放射状に走行台車31,32,33を配したものであ
り、そのうち少なくとも２台の走行台車31,32 がサーボ
モータ36,37 による自走機能を有し、且つ一方の走行台
車31のサーボモータ36の制御を車輪の回転数制御とし、
他方の走行台車32のサーボモータ37を前記サーボモータ
36の発生トルクと同等のトルクが発生するように制御し
ているものとすることが好ましい。According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the traveling unit 2 has traveling vehicles 31, 32, 33 radially arranged toward the inner wall surface. , At least two of the traveling vehicles 31, 32 have a self-propelled function by servo motors 36, 37, and control of the servo motor 36 of one traveling vehicle 31 is wheel speed control,
The servo motor 37 of the other traveling vehicle 32 is
It is preferable that the torque is controlled so as to generate a torque equivalent to the generated torque of 36.
【００１２】このようにすれば、走行台車の車輪の径の
相違や、速度制御の差に基づく走行ユニット２の蛇行や
曲がりが他方のサーボモータ37の制御により無くなり、
スムーズに走行できるようになる。In this way, meandering and bending of the traveling unit 2 based on the difference in the diameter of the wheels of the traveling vehicle and the difference in speed control are eliminated by the control of the other servomotor 37.
You can run smoothly.
【００１３】また、請求項４に記載の発明では、前記請
求項１，２又は３記載の構成に加え、後部にワイヤロー
プ６を取り付け、管外に設置したサーボウインチ４で所
定のトルクで牽引するようにすると共に、サーボウイン
チ４の前にラムテンショナ３を設けてワイヤロープ６の
張力が一定になるようにしたものとした。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first, second, or third aspect, a wire rope 6 is attached to a rear portion and pulled by a predetermined torque by a servo winch 4 installed outside the pipe. In addition, the ram tensioner 3 is provided in front of the servo winch 4 so that the tension of the wire rope 6 becomes constant.
【００１４】このようにすれば、勾配の異なる部分であ
っても管７内を走行するスピードが常に等しくなるの
で、均一な研掃が可能となる。[0014] In this way, the speed of traveling in the pipe 7 is always the same even in a portion having a different gradient, so that uniform polishing can be performed.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】図１は、この発明の管内面研掃装
置を使用して発電所の水圧鉄管の内壁面を研掃する場合
の説明図であり、この発明の装置は研掃ユニット１と、
走行ユニット２と、ラムテンショナ３と、サーボウイン
チ４を有しており、研掃ユニット１と走行ユニット２と
は連結機５で連結されており、走行ユニット２の後端に
はワイヤロープ６が取り付けられ、ワイヤロープ６の張
力制御がラムテンショナ３とサーボウインチ４で行われ
るようになっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view of a case where the inner wall surface of a penstock of a power plant is cleaned by using the pipe inner surface cleaning apparatus of the present invention. The apparatus of the present invention is a cleaning unit. 1 and
It has a traveling unit 2, a ram tensioner 3, and a servo winch 4. The cleaning unit 1 and the traveling unit 2 are connected by a connecting machine 5, and a wire rope 6 is provided at the rear end of the traveling unit 2. Attached, the tension control of the wire rope 6 is performed by the ram tensioner 3 and the servo winch 4.
【００１６】さらに、研掃ユニット１と走行ユニット２
は、研掃する鉄管７の上部の開口部から内部に入れら
れ、ラムテンショナ３とサーボウインチ４は鉄管７の前
記開口部の外側に設置される。Further, the cleaning unit 1 and the traveling unit 2
The ram tensioner 3 and the servo winch 4 are installed outside the opening of the iron pipe 7 through the opening at the top of the iron pipe 7 to be cleaned.
【００１７】鉄管７の下部には人孔7aが設けられてお
り、そこから研掃ユニット１に超高圧水を供給するホー
スＨが入れられる。超高圧水（200MPa）は、３連のプラ
ンジャポンプからなる超高圧水発生ポンプ９で発生させ
られる。At the lower part of the iron pipe 7, a human hole 7a is provided, from which a hose H for supplying ultra-high pressure water to the cleaning unit 1 is inserted. Ultra-high-pressure water (200 MPa) is generated by an ultra-high-pressure water generating pump 9 composed of three plunger pumps.
【００１８】超高圧水が研掃ユニット１から噴射され、
鉄管７の下部に溜まった水は、ポンプＰで排水され、浄
化装置（図示せず）で浄化されて放流されるようになっ
ている。Ultra-high pressure water is injected from the cleaning unit 1,
The water accumulated in the lower part of the iron pipe 7 is drained by the pump P, purified by a purification device (not shown), and discharged.
【００１９】次にこの発明の管内面研掃装置の研掃ユニ
ット１と走行ユニット２について、図２〜図４に基づき
詳細に説明する。Next, the cleaning unit 1 and the traveling unit 2 of the pipe inner surface cleaning apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
【００２０】研掃ユニット１は、本体10の外部に放射状
に３つの走行台車11,11a,11bを備えており、各種径（0.
5 ｍ〜２ｍの範囲）の鉄管７に適合するように、本体10
と走行台車11,11a,11bの間に設けた脚部が伸縮可能とな
っている。３つの走行台車11,11a,11bの内の一つの走行
台車11の脚部は、リンク機構12とエアシリンダ13により
伸縮可能となっており、他の走行台車11a,11b は、リン
ク機構12a,12b に設けたネジ棒（図示せず）を手動で回
すことにより伸縮するようになっている。走行台車11,1
1a,11bの脚部の高さは、走行台車11a,11b の脚部を伸縮
させて本体10の中心が鉄管７の中心に合うようにセット
してから走行台車11のエアシリンダ13によりリンク機構
12を伸ばす。その結果、３つの走行台車11,11a,11bは、
適度の圧力をもって鉄管７の内壁面に接するようになっ
ている。この３つの走行台車11,11a,11bは、噴射ノズル
部８の円周方向の回転に伴う反力を受ける役割もしてい
る。The cleaning unit 1 is provided with three traveling vehicles 11, 11a and 11b radially outside the main body 10, and has various diameters (0.
(In the range of 5 m to 2 m).
The legs provided between the vehicle and the traveling carts 11, 11a, 11b are extendable. The legs of one of the three traveling vehicles 11, 11a, 11b are extendable by a link mechanism 12 and an air cylinder 13, and the other traveling vehicles 11a, 11b are connected to the link mechanisms 12a, 11b. The screw rod (not shown) provided on 12b is expanded and contracted by turning it manually. Traveling trolley 11,1
The height of the legs of 1a, 11b is adjusted by extending and retracting the legs of the traveling vehicles 11a, 11b so that the center of the main body 10 is aligned with the center of the iron pipe 7, and then the link mechanism is operated by the air cylinder 13 of the traveling vehicle 11.
Extend 12 As a result, the three traveling vehicles 11, 11a, 11b
It comes into contact with the inner wall surface of the iron pipe 7 with an appropriate pressure. The three traveling vehicles 11, 11a, 11b also have a role of receiving a reaction force due to the circumferential rotation of the injection nozzle unit 8.
【００２１】さらに、本体10には、噴射ノズル部８を管
７の半径方向に押し出す押出し機構と、押出し機構を鉄
管７の軸を中心として旋回させる旋回機構を設けてお
り、押出し機構は旋回機構の上に設けられている。Further, the main body 10 is provided with an extruding mechanism for extruding the injection nozzle portion 8 in the radial direction of the pipe 7 and a turning mechanism for turning the extruding mechanism about the axis of the iron pipe 7. It is provided on.
【００２２】押出し機構を具体的に説明すると、図３に
示すように、本体10に半径方向に摺動自在に取り付けら
れたアーム15と、アーム15に取り付けられたラック16
と、ラック16に噛合するピニオン17と、ピニオン17に連
結された駆動軸18と、駆動軸18に連結されたトルクモー
タ19からなる。さらに、駆動軸18は、旋回機構の旋回軸
20の中心を貫通して取り付けられている。このように、
押出し機構はトルクモータ19により駆動されるようにな
っているので、噴射ノズル部８の管内壁への押し付け力
は、トルクモータ19の印加電圧で調整可能であり、旋回
角度によって変化する自重の影響や噴射ノズル14で発生
する超高圧水の噴射反力に応じて適切な押し付け力の確
保や制御が容易となっている。More specifically, as shown in FIG. 3, an arm 15 slidably mounted on the main body 10 in a radial direction and a rack 16 mounted on the arm 15 are shown.
, A pinion 17 that meshes with the rack 16, a drive shaft 18 connected to the pinion 17, and a torque motor 19 connected to the drive shaft 18. Further, the drive shaft 18 is a turning shaft of the turning mechanism.
Mounted through 20 centers. in this way,
Since the pushing mechanism is driven by the torque motor 19, the pressing force of the injection nozzle portion 8 against the inner wall of the pipe can be adjusted by the voltage applied to the torque motor 19, and the influence of its own weight that changes depending on the turning angle is obtained. It is easy to secure and control an appropriate pressing force according to the jet reaction force of the ultra-high pressure water generated by the jet nozzle 14 and the jet nozzle 14.
【００２３】旋回機構は、旋回軸20と旋回軸駆動歯車2
1,22,23と、減速機24と、減速機24に連結された旋回用
モータ25からなり、所定の速度で旋回するようになって
いる。The turning mechanism includes a turning shaft 20 and a turning shaft driving gear 2.
1, 22, 23, a speed reducer 24, and a turning motor 25 connected to the speed reducer 24, so as to turn at a predetermined speed.
【００２４】噴射ノズル部８に設けた噴射ノズル14は、
図４に示すように、十字形をしており、管壁の表面に超
高圧水を噴射する噴射口14a を８個設けており、管壁と
垂直になるように設けられたエアモータ26の回転軸に取
り付けられている。さらに、エアモータ26は、押出し機
構に取り付けられた管壁押付台27に取り付けられてお
り、管壁押付台27には、管７の内壁面との距離を所定値
に保持する距離保持具28を４隅に取り付けている。さら
に、距離保持具28の先端にはボールキャスター28a が取
り付けられており、管７の内壁面との摩擦抵抗が少なく
なるようにしている。The injection nozzle 14 provided in the injection nozzle section 8
As shown in FIG. 4, the air motor 26, which has a cross shape and is provided with eight jets 14a for jetting ultra-high pressure water on the surface of the tube wall, is provided so as to be perpendicular to the tube wall. Attached to the shaft. Further, the air motor 26 is attached to a tube wall pressing table 27 attached to the pushing mechanism, and the tube wall pressing table 27 has a distance holder 28 for holding a distance from the inner wall surface of the pipe 7 at a predetermined value. Installed in four corners. Further, a ball caster 28a is attached to the distal end of the distance holder 28 so as to reduce frictional resistance with the inner wall surface of the tube 7.
【００２５】さらに、噴射ノズル部８は、図示していな
いが、管７の曲がり部であっても、絶えず４隅の距離保
持具28が管の内壁面と接することができるように、首振
り機構を備えている。Further, although not shown, the injection nozzle portion 8 is swung so that the distance holders 28 at the four corners can be constantly in contact with the inner wall surface of the tube 7 even at the bent portion of the tube 7. It has a mechanism.
【００２６】走行ユニット２は、本体30の外部に放射状
に３つの走行台車31,32,33を備えており、各種径の鉄管
７に適合するように、本体30と走行台車31,32,33の間に
設けた脚部が伸縮可能となっている。３つの走行台車3
1,32,33の内の一つの走行台車33の脚部は、リンク機構3
4とエアシリンダ35により伸縮可能となっており、他の
走行台車31,32 は、リンク機構34a,34b に設けたネジ棒
（図示せず）を手動で回すことにより伸縮するようにな
っている。走行台車31,32,33の脚部の高さは、走行台車
31,32 の脚部を伸縮させて本体30の中心が鉄管７の中心
に合うようにセットしてから走行台車33のエアシリンダ
35によりリンク機構34を伸ばす。その結果、３つの走行
台車31,32,33は、適度の圧力をもって鉄管７の内壁面に
接するようになっている。さらに、３つの走行台車の内
の２台の走行台車31,32 がサーボモータ36,37 による自
走機能を有し、且つ一方の走行台車31のサーボモータ36
の制御を車輪の回転数制御とし、他方の走行台車32のサ
ーボモータ37を前記サーボモータ36の発生トルクと同等
のトルクが発生するように制御している。The traveling unit 2 is provided with three traveling carriages 31, 32, 33 radially outside the main body 30, and the main body 30 and the traveling carriages 31, 32, 33 are adapted to the iron pipes 7 of various diameters. The legs provided between them are extendable. Three traveling trolleys 3
One of the traveling carts 33 out of 1, 32 and 33 has a link mechanism 3
4 and an air cylinder 35, so that the other traveling carts 31, 32 can be extended and contracted by manually turning a screw rod (not shown) provided on the link mechanism 34a, 34b. . The height of the legs of the traveling carts 31, 32, 33 is
31 and 32 are extended and contracted so that the center of the main body 30 is aligned with the center of the iron pipe 7, and then the air cylinder of the traveling carriage 33 is set.
The link mechanism 34 is extended by 35. As a result, the three traveling vehicles 31, 32, 33 come into contact with the inner wall surface of the iron pipe 7 with an appropriate pressure. Further, two traveling vehicles 31 and 32 of the three traveling vehicles have a self-propelled function by servomotors 36 and 37, and servomotor 36 of one traveling vehicle 31 is provided.
Is controlled as the rotation speed control of the wheels, and the servomotor 37 of the other traveling vehicle 32 is controlled such that a torque equivalent to the torque generated by the servomotor 36 is generated.
【００２７】以下、図５により、走行台車31,32 の駆動
系の構成と駆動原理について具体的に説明する。Referring to FIG. 5, the structure of the drive system of the traveling vehicles 31, 32 and the drive principle will be specifically described.
【００２８】走行台車31,32 は、それぞれ独立した自走
機構を有しており、その車輪はそれぞれ同一の特性を持
ったサーボモータ36,37 で駆動されるようになってい
る。Each of the traveling vehicles 31 and 32 has an independent self-propelled mechanism, and its wheels are driven by servo motors 36 and 37 having the same characteristics.
【００２９】一方の走行台車31の自走機構は、サーボモ
ータ36と、サーボモータ36に直結したタコジェネレータ
38と、サーボアンプ39の組み合わせで構成される制御系
で、ｅi を指令値として回転数制御を行っている。The self-propelled mechanism of the traveling carriage 31 includes a servomotor 36 and a tachogenerator directly connected to the servomotor 36.
38, in the control system constructed by a combination of servo amplifier 39, is carried out revolution control the e i as a command value.
【００３０】他方の走行台車32の自走機構は、サーボモ
ータ37とサーボアンプ40の組み合わせでトルク制御を行
い、サーボモータ37に前記走行台車31のサーボモータ36
と同等のトルクを発生させ、回転数制御は行わない。The self-propelled mechanism of the other traveling vehicle 32 performs torque control by a combination of a servo motor 37 and a servo amplifier 40, and the servo motor 37 controls the servo motor 36 of the traveling vehicle 31.
A torque equivalent to that of the above is generated, and the rotation speed control is not performed.
【００３１】次に走行台車31,32 の駆動原理について説
明する。Next, the principle of driving the traveling vehicles 31, 32 will be described.
【００３２】先ず、走行台車31のサーボアンプ39に台車
走行速度ＶR に相当する速度指令値ｅi を入力する。[0032] First, the servo amplifiers 39 of the traveling carriage 31 for inputting the speed command value e i corresponding to carriage travel speed V R.
【００３３】サーボモータ36が速度指令値ｅi に見合っ
た回転数Ｎmaで回転し、走行車輪が伝達機構を介してＮ
waで回転し、走行台車31は次式で定まる速度ＶR で自走
する。The servo motor 36 rotates at a rotation speed N ma corresponding to the speed command value e i , and the traveling wheels are driven through the transmission mechanism by N.
rotating at wa, the traveling vehicle 31 is free running at a speed V R determined by the following equation.
【００３４】[0034]
【式１】 (Equation 1)
【００３５】サーボモータ36を速度制御して走行台車31
を走行させたときに発生するトルクＴmaは、走行ユニッ
ト２を駆動するのに必要な負荷トルクの1/2 となる。
（もう一台の走行台車32のサーボモータ37をトルク制御
してサーボモータ36と同等のトルクを発生させるため） 走行台車31のサーボアンプ39には、サーボモータ37の負
荷トルクＴmaに見合った制御電流ＩA が発生し、サーボ
アンプ39に発生した制御電流ＩA を同アンプ39内でＩf
として検出する。The traveling vehicle 31 is controlled by controlling the speed of the servo motor 36.
Torque T ma generated when is traveling is a half of the load torque required to drive the driving unit 2.
(In order to generate torque equivalent to the servo motor 36 by controlling the torque of the servo motor 37 of the other traveling vehicle 32) The servo amplifier 39 of the traveling vehicle 31 has a load torque T ma of the servo motor 37. the control current I a is generated, I the control current I a generated in the servo amplifier 39 in the same amplifier 39 f
Detected as
【００３６】走行台車32のサーボアンプ40の制御電流Ｉ
B が走行台車31のサーボアンプ39に発生した制御電流Ｉ
A と等しくなるように、上記検出信号Ｉf をＩi に変換
してサーボアンプ40のパワー増幅器41に入力する。する
と、サーボアンプ40には、サーボアンプ39の負荷トルク
Ｔmaと同等の負荷トルクＴmbが発生する。The control current I of the servo amplifier 40 of the traveling vehicle 32
B is the control current I generated in the servo amplifier 39 of the traveling vehicle 31
To be equal to A, and inputs the detection signal I f the power amplifier 41 of the servo amplifier 40 is converted into I i. Then, the servo amplifier 40, the equivalent load torque T mb and the load torque T ma servo amplifier 39 is generated.
【００３７】走行ユニット２は、サーボアンプ39に入力
した速度指令値ｅi に基づく走行速度ＶR で自走し、走
行台車32の走行車輪の回転数Ｎwbは上記走行速度ＶR と
伝達機構の諸元で定まる速度で回転する。The traveling unit 2, and the free-running at a running speed V R based on the speed command value e i entered to the servo amplifier 39, the rotational speed N wb running wheels of the traveling carriage 32 is the traveling speed V R and the transmission mechanism It rotates at the speed determined by the specifications.
【００３８】以上の構成からなる走行ユニット２は、走
行台車32の走行車輪が突起物にさしかかった場合や走行
車輪が冠水等で滑った場合でも次のように制御され、管
内を直進するようになる。The traveling unit 2 having the above configuration is controlled as follows even when the traveling wheels of the traveling carriage 32 approach a protrusion or when the traveling wheels slide due to flooding or the like, so that the traveling unit 2 travels straight in the pipe. Become.
【００３９】走行台車32の走行車輪が突起物にさしか
かった場合 走行台車32の走行車輪が突起物にさしかかると、走行ユ
ニット２を駆動する負荷トルクが上昇し、それに伴って
走行台車31のサーボモータ36の負荷トルクＴmaも上昇す
る。走行台車32のサーボモータ37の負荷トルクＴmbが負
荷トルクＴmaと同等になるように制御されているため、
サーボモータ37の負荷トルクＴmbも上昇する。When the traveling wheels of the traveling vehicle 32 approach the projections When the traveling wheels of the traveling vehicle 32 approach the projections, the load torque for driving the traveling unit 2 increases, and accordingly, the servo motor of the traveling vehicle 31 The load torque Tma of 36 also increases. Since the load torque T mb of the servomotor 37 of the traveling vehicle 32 is controlled to be equal to the load torque T ma ,
The load torque Tmb of the servomotor 37 also increases.
【００４０】走行台車31は、サーボモータ36が回転数制
御されているため、走行ユニット２は指令値に相当する
速度で走行する。Since the traveling speed of the traveling carriage 31 is controlled by the servo motor 36, the traveling unit 2 travels at a speed corresponding to the command value.
【００４１】走行台車32の走行車輪が冠水等で滑った
場合 走行台車32の走行車輪が空転して、走行ユニット２を駆
動する負荷トルクが減少してサーボモータ36の負荷トル
クＴma及びサーボモータ37の負荷トルクＴmbが低下して
も、サーボモータ36は回転数制御されているために、走
行ユニット２の走行速度は変化しない。When the traveling wheel of the traveling vehicle 32 slips due to flooding or the like, the traveling wheel of the traveling vehicle 32 idles, the load torque for driving the traveling unit 2 decreases, and the load torque Tma of the servomotor 36 and the servomotor Even if the load torque T mb of the 37 decreases, the traveling speed of the traveling unit 2 does not change because the rotation speed of the servo motor 36 is controlled.
【００４２】走行ユニット２が管７の曲がり部にさしか
かった場合は、走行台車31の走行車輪がサーボモータ36
の回転数制御によって速度指令値に相当する速度で回転
する。When the traveling unit 2 approaches the bent portion of the pipe 7, the traveling wheels of the traveling carriage 31 are driven by the servo motor 36.
The motor rotates at a speed corresponding to the speed command value by the rotation speed control.
【００４３】走行台車が曲がり角にさしかかった場合 走行台車31が内側となるような曲がり角では、走行ユニ
ット２の走行速度は走行台車31の走行車輪の回転速度で
決定され、走行台車32の走行車輪の回転速度は速度制御
を行っていないため、走行ユニット２の動きに従って増
速される。When the traveling vehicle is approaching a turning angle At a turning angle such that the traveling vehicle 31 is on the inside, the traveling speed of the traveling unit 2 is determined by the rotation speed of the traveling wheels of the traveling vehicle 31, and Since the rotation speed is not controlled, the rotation speed is increased according to the movement of the traveling unit 2.
【００４４】一方、走行台車31が外側となるような曲が
り角では、走行ユニット２の走行速度は走行台車31の走
行車輪の回転速度で決定され、走行台車32の走行車輪の
回転速度は速度制御を行っていないため、走行ユニット
２の動きに従って減速される。On the other hand, at a turning angle such that the traveling vehicle 31 is on the outside, the traveling speed of the traveling unit 2 is determined by the rotational speed of the traveling wheels of the traveling vehicle 31, and the rotational speed of the traveling wheels of the traveling vehicle 32 is controlled by speed control. Since it is not performed, the speed is reduced according to the movement of the traveling unit 2.
【００４５】ラムテンショナ３は、研掃装置が管内を上
昇するときと下降するときのワイヤロープ６の張力の増
減に応じて伸縮して張力を一定に保つものであり、ラム
シリンダ42と滑車43,44 を備えており、ラムシリンダ42
の伸縮速度ＶP と、研掃装置の走行速度ＶR と、サーボ
ウインチ４のワイヤロープ６の繰り出し・巻き取り速度
ＶW の関係は次式のようになっている。The ram tensioner 3 expands and contracts in accordance with the increase and decrease in the tension of the wire rope 6 when the polishing apparatus rises and falls in the pipe, and keeps the tension constant. , 44, and the ram cylinder 42
And stretching speed V P of the traveling speed V R of the blast device, the relationship between the protruding and take-up speed V W of the wire rope 6 of the servo winch 4 is as follows.
【００４６】[0046]
【式２】 (Equation 2)
【００４７】そして、ラムシリンダ42が伸縮することに
より、研掃装置の走行速度ＶR と、サーボウインチ４の
ワイヤロープ６の繰り出し・巻き取り速度ＶW の差をカ
バーすると共に、ラムシリンダ42が伸縮端に達すると、
リミットスイッチ45,46 が作動し、サーボウインチ４が
ワイヤロープ６の繰り出し・巻き取り速度ＶW を増減
し、ラムシリンダ42の位置の補正を行う。[0047] Then, by the ram cylinder 42 is expanded or contracted, the traveling speed V R of the blast device, with cover the difference in the protruding and take-up speed V W of the wire rope 6 of the servo winch 4, the ram cylinder 42 is When it reaches the telescopic end,
Limit switch 45, 46 is activated, the servo winch 4 increases or decreases the unwinding-winding speed V W of the wire rope 6, to correct the position of the ram cylinder 42.
【００４８】尚、ラムテンショナ３のラムシリンダ42の
圧力は、研掃装置の自重の傾斜方向の分力に釣り合うよ
うにリリーフ弁47で設定される。Incidentally, the pressure of the ram cylinder 42 of the ram tensioner 3 is set by the relief valve 47 so as to balance the component force of the blasting device in its inclination direction.
【００４９】サーボウインチ４は、ワイヤ速度制御機能
を有する速度制御ウインチである。The servo winch 4 is a speed control winch having a wire speed control function.
【００５０】このように、空圧式のラムテンショナ３と
サーボウインチ４によりワイヤロープ６の張力制御シス
テムを構成しており、走行ユニット２に設置した自走速
度制御機能とワイヤロープ６の繰り出し・巻き取り速度
制御を有機的に組み合わせることによって、ラムテンシ
ョナ３の張力制御機能を向上した。As described above, the tension control system of the wire rope 6 is constituted by the pneumatic ram tensioner 3 and the servo winch 4. The self-running speed control function installed in the traveling unit 2 and the feeding and winding of the wire rope 6 are performed. The tension control function of the ram tensioner 3 is improved by organically combining the taking speed control.
【００５１】そのため、ラムテンショナ３でのエアの消
費量を減少させることができ、エア源として準備するエ
アコンプレッサが小型になるだけでなく、自走機能によ
りサーボウインチ４の小型・軽量化が実現できるので、
運搬仮設工事における作業時間の減縮が可能となった。Therefore, the amount of air consumed by the ram tensioner 3 can be reduced, and not only the air compressor prepared as an air source can be reduced in size, but also the servo winch 4 can be reduced in size and weight by its self-propelled function. So you can
It has become possible to reduce the work time in temporary construction for transportation.
【００５２】このように、この発明の管内面研掃装置で
は、速度一定で走行し、且つ噴射ノズル14を管７の内壁
面に略垂直な軸を中心として回転させると共に、噴射ノ
ズル14を管周方向に回転させて超高圧の液体を管７の内
壁面に向けて噴射して研掃するので、高い研掃効果が得
られる。As described above, in the pipe inner surface cleaning apparatus according to the present invention, the jet nozzle 14 runs at a constant speed, rotates the injection nozzle 14 about an axis substantially perpendicular to the inner wall surface of the pipe 7, and rotates the injection nozzle 14 Since the super high pressure liquid is sprayed toward the inner wall surface of the pipe 7 while being rotated in the circumferential direction to perform the cleaning, a high cleaning effect can be obtained.
【００５３】以上が実施例であり、発電所の水圧鉄管の
管内を研掃する場合を例にとり説明したが、飲料水の送
水管や食品工業の移送パイプの研掃にも使用できる。Although the embodiment has been described above by taking as an example the case where the inside of the penstock of the power plant is cleaned, the present invention can also be used for cleaning the water supply pipe of drinking water and the transfer pipe of the food industry.
【００５４】またさらに、この実施例では研掃ユニット
１と走行ユニット２を別体にした例を示したが、一体と
して実施することもできる。Further, in this embodiment, the example in which the cleaning unit 1 and the traveling unit 2 are provided separately is shown, but they may be implemented integrally.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上のように、この発明の管内面研掃装
置では、噴射ノズル14を管７の内壁面に略垂直な軸を中
心として回転させると共に、噴射ノズル14を管周方向に
回転させて超高圧の液体を管７の内壁面に向けて噴射し
て研掃するようになっており、高い研掃効果が得られる
ため、従来のようにスチールグリッドを使用する必要が
なく、連続作業ができるようになるので、作業効率が向
上する。さらに、研掃材が水であるので、下側へと流れ
易く、流下勾配が緩い部分があっても研掃作業が可能と
なるので、人力による研掃作業が無くなり、作業環境が
改善される。As described above, in the pipe inner surface cleaning apparatus of the present invention, the injection nozzle 14 is rotated about the axis substantially perpendicular to the inner wall surface of the pipe 7 and the injection nozzle 14 is rotated in the pipe circumferential direction. Then, an ultra-high pressure liquid is sprayed toward the inner wall surface of the pipe 7 to perform polishing, and a high cleaning effect is obtained. Therefore, it is not necessary to use a steel grid as in the related art. Since work can be performed, work efficiency is improved. Further, since the abrasive material is water, it is easy to flow downward, and even if there is a portion having a gentle gradient, the abrasive work can be performed. .
【００５６】また、請求項２に記載の構成とすれば、噴
射ノズル14を管内壁に押しつけるだけで、距離保持具28
により研掃に最適な距離が保てるようになり、既存塗膜
の均一な剥離が可能となるので、品質の良い研掃効果が
得られるようになる。Further, according to the structure of the second aspect, the distance holding member 28 can be obtained simply by pressing the injection nozzle 14 against the inner wall of the pipe.
As a result, the optimum distance for the polishing can be maintained, and the existing coating film can be uniformly peeled off, so that a high-quality cleaning effect can be obtained.
【００５７】また、請求項３に記載の発明のように、走
行台車を制御するようにすれば、走行台車の車輪の径の
相違や、速度制御の差に基づく走行ユニット２の蛇行や
曲がりが他方のサーボモータ37の制御により無くなり、
スムーズに走行できるようになるので、正確な速度制御
ができるので、均一な研掃が可能となる。Further, if the traveling vehicle is controlled as in the third aspect of the present invention, meandering and bending of the traveling unit 2 based on the difference in the diameter of the wheels of the traveling vehicle and the difference in the speed control are achieved. It is lost by the control of the other servo motor 37,
Since the vehicle can run smoothly, accurate speed control can be performed, and uniform polishing can be performed.
【００５８】また、請求項４に記載の発明のように、走
行ユニット２に設置した自走速度制御機能とワイヤロー
プ６の繰り出し・巻き取り速度制御を有機的に組み合わ
せれば、ラムテンショナ３の張力制御機能が向上し、勾
配の異なる部分であっても管７内を走行するスピードが
常に等しくなるので、より均一な研掃が可能となる。Further, if the self-running speed control function installed in the traveling unit 2 and the feeding / winding speed control of the wire rope 6 are organically combined as in the invention of claim 4, the ram tensioner 3 Since the tension control function is improved and the speed of traveling in the pipe 7 is always equal even in a portion having a different gradient, a more uniform cleaning can be performed.
【図１】この発明の管内面研掃装置を使用して発電所の
水圧鉄管の内壁面を研掃する場合の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a case where the inner wall surface of a penstock of a power plant is cleaned using the pipe inner surface cleaning apparatus of the present invention.
【図２】この発明の管内面研掃装置の研掃ユニットと走
行ユニットの説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of a cleaning unit and a traveling unit of the pipe inner surface cleaning apparatus of the present invention.
【図３】研掃ユニットの押出し機構と旋回機構の説明図
である。FIG. 3 is an explanatory view of an extruding mechanism and a turning mechanism of the cleaning unit.
【図４】噴射ノズル部に設けた噴射ノズルの斜視説明図
である。FIG. 4 is an explanatory perspective view of an injection nozzle provided in the injection nozzle unit.
【図５】走行台車の駆動系の構成と、駆動原理の説明図
である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of a drive system of a traveling vehicle and a drive principle.
１ 研掃ユニット ２ 走行ユニット ３ ラムテンショナ ４ サーボウインチ ６ ワイヤロープ ７ 管 ８ 噴射ノズル部 14 噴射ノズル 14a 噴射口 16 ラック 17 ピニオン 18 押出し機構駆動軸 19 トルクモータ 28 距離保持具 31,32,33 走行台車 36,37 サーボモータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing unit 2 Traveling unit 3 Ram tensioner 4 Servo winch 6 Wire rope 7 Tube 8 Injection nozzle part 14 Injection nozzle 14a Injection port 16 Rack 17 Pinion 18 Extrusion mechanism drive shaft 19 Torque motor 28 Distance holder 31,32,33 Travel Truck 36,37 Servo motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川中 学 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 野田 英之 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 植村 誠二 大阪府大阪市北区本庄東２丁目９番18号 関電興業株式会社内 Ｆターム(参考） 3B116 AA15 AA18 AB52 BB23 BB34 BB43 BB57 3B201 AA13 AA18 BB23 BB34 BB43 BB57 BB90 BB92 CB25 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Manabu Kawanaka 3-2-2, Nakanoshima, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Hideyuki Noda 3-3-1, Nakanoshima, Kita-ku, Osaka, Osaka 22 Kansai Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Seiji Uemura 2-9-18 Honjo Higashi, Kita-ku, Osaka City, Osaka Prefecture BB34 BB43 BB57 BB90 BB92 CB25
Claims (4)
しつつ走行ユニット（２）により管内を所定の速度で走
行する管内面研掃装置であって、複数の噴射口（14a ）
を有する噴射ノズル（14）を、管（７）の内壁面に略垂
直に設けた回転軸を中心として回転させると共に、噴射
ノズル（14）を管周方向に回転させたことを特徴とする
管内面研掃装置。1. A pipe inner surface cleaning device which travels in a pipe at a predetermined speed by a traveling unit (2) while injecting an ultra-high pressure liquid toward an inner wall surface of the pipe, comprising a plurality of injection ports (14a).
Characterized in that the injection nozzle (14) having a rotation is rotated about a rotation axis provided substantially perpendicular to the inner wall surface of the pipe (7), and the injection nozzle (14) is rotated in the pipe circumferential direction. Surface cleaning equipment.
に押し出す噴射ノズル（14）の押出し機構を、管周方向
に旋回する旋回機構上に設け、さらに噴射ノズル（14）
の押出し機構を旋回機構の旋回中心を貫通する押出し機
構駆動軸（18）を介してトルクモータ（19）で駆動する
ようにすると共に、管（７）の内壁面との距離を所定値
に保持する距離保持具（28）を噴射ノズル（14）を取り
付けている噴射ノズル部（８）に設けたことを特徴とす
る請求項１記載の管内面研掃装置。2. An extruding mechanism of an injection nozzle (14) for extruding the injection nozzle (14) in a radial direction of a pipe (7) is provided on a swivel mechanism that turns in a circumferential direction of the pipe, and further includes an injection nozzle (14).
The extruding mechanism is driven by a torque motor (19) via an extruding mechanism drive shaft (18) penetrating through the center of rotation of the swiveling mechanism, and the distance from the inner wall surface of the pipe (7) is maintained at a predetermined value. 2. A pipe inner surface cleaning apparatus according to claim 1, wherein the distance holding member (28) is provided in the injection nozzle portion (8) to which the injection nozzle (14) is attached.
射状に走行台車（31,32,33）を配したものであり、その
うち少なくとも２台の走行台車（31,32 ）がサーボモー
タ（36,37 ）による自走機能を有し、且つ一方の走行台
車（31）のサーボモータ（36）の制御を車輪の回転数制
御とし、他方の走行台車（32）のサーボモータ（37）を
前記サーボモータ（36）の発生トルクと同等のトルクが
発生するように制御していることを特徴とする請求項１
又は２記載の管内面研掃装置。3. A traveling unit (2) having traveling vehicles (31, 32, 33) arranged radially toward an inner wall surface, at least two traveling vehicles (31, 32) being servo motors (31, 32). 36, 37), and the control of the servo motor (36) of one traveling vehicle (31) is used as the rotation speed control of the wheels, and the servo motor (37) of the other traveling vehicle (32) is 2. The control device according to claim 1, wherein the control is performed such that a torque equivalent to the torque generated by the servomotor is generated. 3.
Or the pipe inner surface cleaning apparatus according to 2.
管外に設置したサーボウインチ（４）で所定のトルクで
牽引するようにすると共に、サーボウインチ（４）の前
にラムテンショナ（３）を設けてワイヤロープ（６）の
張力が一定になるようにしたことを特徴とする請求項
１，２又は３記載の管内面研掃装置。4. A wire rope (6) is attached to the rear part,
A servo winch (4) installed outside the pipe is used to pull with a predetermined torque, and a ram tensioner (3) is provided in front of the servo winch (4) so that the tension of the wire rope (6) becomes constant. The pipe inner surface cleaning apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein:
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|---|---|---|---|
| JP2000193727A JP4441820B2 (en) | 2000-06-28 | 2000-06-28 | Pipe inner surface cleaning equipment |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|---|---|---|
| CN117900212A (en) * | 2024-03-19 | 2024-04-19 | 国网山东省电力公司莱芜供电公司 | Electric power pipeline cleaning device |
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2000
- 2000-06-28 JP JP2000193727A patent/JP4441820B2/en not_active Expired - Lifetime
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