一种高效的管道内壁清理装置及其清理方法与流程

1.本发明涉及管道内壁清理相关领域，具体为一种高效的管道内壁清理装置及其清理方法。


背景技术：

2.管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。管道运输介质时，介质中固体颗粒或者介质本身可能会黏附于管道内壁，在短期内不影响管道的内部介质运输功能，但长期使用下，黏附层会越来越厚，输送腔的直径越来越小，影响正常介质输送效率；因此每隔一段时间会进行管道内壁清理工作，利用管道内壁清理装置进入管道内，对黏附层进行清理，扩大输送腔的直径。
3.例如公告号为cn 215236533 u的中国授权专利(一种管道内壁清理装置)：包括半圆形弧面结构后上盖、前上盖、后下盖、前下盖，前上盖与前下盖卡接组成形成第一圆柱形外壳，后上盖与后下盖卡接组成形成第二圆柱形外壳，第一圆柱形外壳一端设置清理机构，第一圆柱形外壳另一端连接第二圆柱形外壳，第二圆柱形外壳内部设置动力单元；清理机构、动力单元分别连接控制器，清理机构、动力单元、控制器均电连接供电装置。本实用新型一种管道内壁清理装置，能够解决人工疏通管道耗时长、效率低的问题，能够进行高效便捷的管道疏通和清理工作。
4.上述现有技术虽然具备管道疏通和清理的功能，但是清理结构相对简单，只是转动刮除内壁的黏附物，不能根据黏附物的厚度进行适应性刮除，直接与较厚的黏附物硬性接触容易折断清理结构，且清理结构暴露，在未使用状态下有安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高效的管道内壁清理装置及其清理方法，以解决上述背景技术中提出的目前清理结构相对简单，只是转动刮除内壁的黏附物，不能根据黏附物的厚度进行适应性刮除，直接与较厚的黏附物硬性接触容易折断清理结构，且清理结构暴露，在未使用状态下有安全隐患的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效的管道内壁清理装置，包括中间防护罐体，所述中间防护罐体的内部设置有清理机构，所述清理机构包括固定盘，固定盘焊接固定于中间防护罐体内部，所述固定盘一侧的中间安装有清理电机，所述固定盘另一侧的中间沿清理电机的输出轴端安装有螺纹轴，所述螺纹轴的另一端通过固定块焊接固定有转动轴，所述转动轴上端的中间一体连接有限位条，所述转动轴的另一端固定连接有固定端头，所述螺纹轴外部通过螺纹连接有滑动块，所述转动轴外部靠近螺纹轴的一侧设置有滑动盘，滑动盘与转动轴和限位条不接触，所述滑动盘靠近螺纹轴一侧的上下两端均一体连接有限位滑动板，限位滑动板与中间防护罐体内壁限位滑动，所述滑动盘与滑动块
之间的上下两端固定连接有连接滑动杆，所述滑动盘远离螺纹轴的一侧通过轴承转动连接有转动环，转动环与转动轴和限位条限位滑动，所述转动环的另一端安装有驱动蜗杆，驱动蜗杆与转动轴和限位条限位滑动，所述转动环的另一端沿驱动蜗杆的外部设置有第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件，第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件呈三角布局，第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件沿着驱动蜗杆外部从左至右设置，所述第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件均包括从动蜗杆，从动蜗杆与驱动蜗杆啮合，所述从动蜗杆与转动环通过连接转轴转动连接，所述从动蜗杆外部的一侧一体连接有弧形固定板，所述弧形固定板外部远离连接转轴的一端设置有清理刮刀。
7.优选的，所述中间防护罐体的外部设置有调节联动组件，所述调节联动组件包括固定环，固定环设置有两个，所述中间防护罐体外部上端的两侧安装有第一移动机构，所述中间防护罐体外部前端的两侧设置有第二移动机构，所述中间防护罐体外部后端的两侧设置有第三移动机构，每侧所述第一移动机构、第二移动机构和第三移动机构等边三角形式安装，所述第一移动机构、第二移动机构和第三移动机构均包括外套筒，所述外套筒上设置有镂空槽，固定环与镂空槽滑动连接，所述外套筒的内部限位滑动有内限位盘，所述外套筒内部沿内限位盘外端连接有中间调节杆，所述中间调节杆的另一端延伸至外套筒的外部固定连接有矩形固定板，所述矩形固定板的外部安装有移动滚轮，所述外套筒内部沿内限位盘的下端设置有第一转动件，第一转动件与内限位盘焊接固定，所述第一转动件上通过轴转动连接有转动调节杆，所述转动调节杆的另一端穿过镂空槽连接有第二转动件，第二转动件与固定环焊接固定。
8.优选的，两个所述固定环之间的前端一体连接有固定杆，所述固定杆的中间一体连接有弧形转动件，所述中间防护罐体外部的前端通过电机支架安装有调节电机，所述调节电机的输出轴端安装有调节齿轮，所述弧形转动件的内侧面设置有调节弧形齿条，调节弧形齿条与调节齿轮啮合。
9.优选的，所述弧形固定板外部远离连接转轴的一端安装有红外测距器，红外测距器位于清理刮刀内。
10.优选的，所述调节弧形齿条两端的内侧一体连接有限位端板，所述限位端板内侧的中间一体连接有限位滑块，弧形转动件通过限位滑块沿着中间防护罐体外部限位滑动。
11.优选的，一侧所述第二移动机构和第三移动机构上矩形固定板通过电机支架安装有移动电机，移动电机的输出轴端与移动滚轮连接，所述第二移动机构和第三移动机构远离移动电机的一侧通过轴连接有传动轮，两个所述第二移动机构上传动轮之间以及两个所述第三移动机构上传动轮之间均通过传动带传动连接。
12.优选的，所述中间防护罐体前端一侧的下端通过电机支架安装有输送泵，所述输送泵的输入端连接有吸杂管，所述吸杂管的另一端安装有吸杂盘，所述输送泵的输出端连接有排杂管。
13.一种清理方法，包括如下步骤：
14.步骤一：将本装置置于需要清理的管道内，调节电机驱动调节齿轮转动，通过调节齿轮与弧形转动件上调节弧形齿条的啮合关系驱动弧形转动件转动，调节联动组件整体转动；
15.步骤二：固定环转动作用下，第二转动件跟随转动，驱动转动调节杆转动，第一转
动件带动内限位盘在外套筒内部向外移动，直至移动滚轮与管壁接触；
16.步骤三：一侧第二移动机构和第三移动机构上移动电机驱动移动滚轮转动，并通过传动轮和传动带的传动，驱动另一侧第二移动机构和第三移动机构上移动滚轮转动，本装置在清理管道内移动；
17.步骤四：清理电机驱动螺纹轴和转动轴转动，通过螺纹轴与滑动块的螺纹连接关系，滑动块通过滑动盘、限位滑动板和连接滑动杆带动转动环、驱动蜗杆、第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件向中间防护罐体外滑动；
18.步骤五：通过转动轴和限位条与转动环和驱动蜗杆的限位关系带动转动环和驱动蜗杆转动，驱动蜗杆转动作用下驱动第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上从动蜗杆反向转动，弧形固定板转动打开，转动环转动作用下驱动第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上连接转轴以转动环圆心为圆心转动；
19.步骤六：第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上弧形固定板向外滑动以及以转动环圆心为圆心转动，同时以连接转轴为圆心向外打开，直至第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上清理刮刀移动出中间防护罐体内部并与清理管道的黏附层内壁接触；
20.步骤七：清理电机驱动螺纹轴和转动轴继续转动，第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上清理刮刀继续向外滑动以及以转动环圆心为圆心转动，同时以连接转轴为圆心继续向外打开逐步刮除黏附层；
21.步骤八：中间防护罐体向前驱动的同时，清理电机输出轴反向转动使清理刮刀向内滑动并转动以及向内收缩一定距离后清理电机输出轴正向转动重复内壁清理工作；
22.步骤九：输送泵通过吸杂管和吸杂盘吸取管道内部下端清理下的杂质，通过排杂管泵出管道。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1、该发明中，清理电机驱动螺纹轴和转动轴转动，滑动块通过滑动盘、限位滑动板和连接滑动杆带动转动环、驱动蜗杆、第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件向中间防护罐体外滑动；驱动蜗杆转动作用下驱动第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上从动蜗杆反向转动，弧形固定板转动打开，转动环转动作用下驱动第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上连接转轴以转动环圆心为圆心转动；第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上弧形固定板向外滑动以及以转动环圆心为圆心转动，同时以连接转轴为圆心向外打开，直至第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上清理刮刀移动出中间防护罐体内部并与清理管道的黏附层内壁接触；清理电机驱动螺纹轴和转动轴继续转动，第一清理组件、第二清理组件和第三清理组件上清理刮刀继续向外滑动以及以转动环圆心为圆心转动，同时以连接转轴为圆心继续向外打开逐步刮除黏附层；通过一个驱动结构实现清理刮刀的三种运动方式，实现清理刮刀未使用状态下隐藏，使用状态下逐渐扩大清理直径的作用，不直接铲除所有黏附层，而是逐渐刮除，解决了目前清理结构相对简单，只是转动刮除内壁的黏附物，不能根据黏附物的厚度进行适应性刮除，直接与较厚的黏附物硬性接触容易折断清理结构，且清理结构暴露，在未使用状态下有安全隐患的问题。
25.2、该发明中，红外测距器能够测出管道内壁至红外测距器自身的距离，在清理刮刀收缩时得出最佳收缩距离，减少中间复位时间；在清理管道内壁时限定弧形固定板向外
转动扩大的最大直径，避免与清理管道内壁硬性接触，提高了设备使用寿命；且在部分没有杂质的管道段不进行清理过程，减少了中间处理时间。
26.3、该发明中，调节电机驱动调节齿轮转动，通过调节齿轮与弧形转动件上调节弧形齿条的啮合关系驱动弧形转动件转动，调节联动组件整体转动，固定环转动作用下，第二转动件跟随转动，驱动转动调节杆转动，第一转动件带动内限位盘在外套筒内部向外移动，直至移动滚轮与管壁接触，能够根据清理管道自身的直径调节整个设备外接圆的直径，保证在清理管道内壁稳定移动，且不需要使用多个液压缸分别调节，减少了驱动设备的使用量。
27.4、该发明中，一侧第二移动机构和第三移动机构上移动电机驱动移动滚轮转动，并通过传动轮和传动带的传动，驱动另一侧第二移动机构和第三移动机构上移动滚轮转动，实现整个装置在清理管道内部的自由移动，配合清理刮刀实现管道内壁的全方位清理。
附图说明
28.图1为本发明的一种高效的管道内壁清理装置的主视图；
29.图2为本发明的一种高效的管道内壁清理装置的清理机构的主视结构示意图；
30.图3为本发明的一种高效的管道内壁清理装置的清理机构的侧视结构示意图；
31.图4为本发明的一种高效的管道内壁清理装置的调节联动组件的立体结构示意图；
32.图5为本发明的一种高效的管道内壁清理装置的弧形转动件、调节电机和调节齿轮的连接结构示意图；
33.图6为本发明的图1的a-a处结构剖视图；
34.图7为本发明的图6的b处结构放大图；
35.图8为本发明的图6的c处结构放大图。
36.图中：1、中间防护罐体；2、输送泵；3、吸杂管；4、吸杂盘；5、排杂管；6、清理机构；7、固定盘；8、清理电机；9、螺纹轴；10、滑动块；11、转动轴；12、限位条；13、固定端头；14、滑动盘；15、限位滑动板；16、连接滑动杆；17、转动环；18、驱动蜗杆；19、第一清理组件； 20、第二清理组件；21、第三清理组件；22、从动蜗杆；23、连接转轴； 24、弧形固定板；25、清理刮刀；26、红外测距器；27、调节联动组件； 28、固定环；29、固定杆；30、弧形转动件；31、调节电机；32、调节齿轮；33、调节弧形齿条；34、限位端板；35、限位滑块；36、第一移动机构；37、第二移动机构；38、第三移动机构；39、外套筒；40、镂空槽； 41、内限位盘；42、中间调节杆；43、矩形固定板；44、移动滚轮；45、第一转动件；46、转动调节杆；47、第二转动件；48、移动电机；49、传动轮；50、传动带。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
38.请参阅图1-8，本发明提供的一种实施例：一种高效的管道内壁清理装置，包括中间防护罐体1，中间防护罐体1前端一侧的下端通过电机支架安装有输送泵2，输送泵2的输入端连接有吸杂管3，吸杂管3的另一端安装有吸杂盘4，输送泵2的输出端连接有排杂管5；
中间防护罐体1 的内部设置有清理机构6，清理机构6包括固定盘7，固定盘7焊接固定于中间防护罐体1内部，固定盘7一侧的中间安装有清理电机8，固定盘 7另一侧的中间沿清理电机8的输出轴端安装有螺纹轴9，螺纹轴9的另一端通过固定块焊接固定有转动轴11，转动轴11上端的中间一体连接有限位条12，限位条12的设置使其外部结构能够跟随转动的同时可以被驱动滑动，实现两种运动状态的叠加；转动轴11的另一端固定连接有固定端头13，螺纹轴9外部通过螺纹连接有滑动块10，转动轴11外部靠近螺纹轴9的一侧设置有滑动盘14，滑动盘14与转动轴11和限位条12不接触，滑动盘14靠近螺纹轴9一侧的上下两端均一体连接有限位滑动板15，限位滑动板15与中间防护罐体1内壁限位滑动，滑动盘14与滑动块10 之间的上下两端固定连接有连接滑动杆16，滑动盘14远离螺纹轴9的一侧通过轴承转动连接有转动环17，转动环17与转动轴11和限位条12限位滑动，转动环17可以被驱动转动的同时可以被驱动滑动，转动环17 的另一端安装有驱动蜗杆18，驱动蜗杆18与转动轴11和限位条12限位滑动，转动环17的另一端沿驱动蜗杆18的外部设置有第一清理组件19、第二清理组件20和第三清理组件21，第一清理组件19、第二清理组件 20和第三清理组件21呈三角布局，第一清理组件19、第二清理组件20 和第三清理组件21沿着驱动蜗杆18外部从左至右设置，第一清理组件 19、第二清理组件20和第三清理组件21均包括从动蜗杆22，从动蜗杆 22与驱动蜗杆18啮合，螺纹轴9的螺纹角度、驱动蜗杆18和从动蜗杆22的外纹角度，根据生产时，整个设备的尺寸以及后续可能清理管道的直径确定，保证滑动块10的滑动速度不过快、从动蜗杆22在螺纹轴9 每转动一圈情况下只转动一定小角度即可，且驱动蜗杆18和从动蜗杆22 有自锁功能，在结构转动至一定角度后不自由转动，而是保持限位固定状态；从动蜗杆22与转动环17通过连接转轴23转动连接，从动蜗杆22 外部的一侧一体连接有弧形固定板24，通过清理电机8这一个驱动结构来实现清理刮刀25的三种运动方式，即向外滑动以及以转动环17圆心为圆心转动，同时以连接转轴23为圆心向外打开，实现了结构的使用状态和未使用状态的转变，且实现了结构使用时不同程度的变换；弧形固定板 24外部远离连接转轴23的一端设置有清理刮刀25，每个清理刮刀25上沿转动方向设置有多个刀体，刀体与其固定座共同形成清理刮刀25，弧形固定板24外部远离连接转轴23的一端安装有红外测距器26，红外测距器26位于清理刮刀25内，红外测距器26能够测出管道内壁至红外测距器26自身的距离，在清理刮刀25收缩时得出最佳收缩距离，减少中间复位时间；在清理管道内壁时限定弧形固定板24向外转动扩大的最大直径，避免与清理管道内壁硬性接触，提高了设备使用寿命；且在部分没有杂质的管道段不进行清理过程，减少了中间处理时间。
39.请参阅图1、图4、图5、图6和图7，中间防护罐体1的外部设置有调节联动组件27，调节联动组件27包括固定环28，固定环28设置有两个，中间防护罐体1外部上端的两侧安装有第一移动机构36，中间防护罐体1外部前端的两侧设置有第二移动机构37，中间防护罐体1外部后端的两侧设置有第三移动机构38，每侧第一移动机构36、第二移动机构 37和第三移动机构38等边三角形式安装，第一移动机构36、第二移动机构37和第三移动机构38均包括外套筒39，外套筒39上设置有镂空槽40，固定环28与镂空槽40滑动连接，外套筒39的内部限位滑动有内限位盘41，外套筒39内部沿内限位盘41外端连接有中间调节杆42，中间调节杆42的另一端延伸至外套筒39的外部固定连接有矩形固定板43，矩形固定板43的外部安装有移动滚轮44，外套筒39内部沿内限位盘41的下端设置有第一转动件45，第一转动件45与内限位盘41焊接固定，第一转动件45上通过轴转动连接有转动调节杆46，转动调节杆46的另
一端穿过镂空槽40连接有第二转动件47，第二转动件47与固定环28焊接固定，调节电机31驱动调节齿轮32转动，通过调节齿轮32与弧形转动件 30上调节弧形齿条33的啮合关系驱动弧形转动件30转动，调节联动组件27整体转动，固定环28转动作用下，第二转动件47跟随转动，驱动转动调节杆46转动，第一转动件45带动内限位盘41在外套筒39内部向外移动，直至移动滚轮44与管壁接触。
40.请参阅图1、图4、图5、图6和图8，两个固定环28之间的前端一体连接有固定杆29，固定杆29的中间一体连接有弧形转动件30，中间防护罐体1外部的前端通过电机支架安装有调节电机31，调节电机31的输出轴端安装有调节齿轮32，弧形转动件30的内侧面设置有调节弧形齿条 33，调节弧形齿条33与调节齿轮32啮合，调节弧形齿条33两端的内侧一体连接有限位端板34，限位端板34内侧的中间一体连接有限位滑块35，弧形转动件30通过限位滑块35沿着中间防护罐体1外部限位滑动，保证驱动调节过程的稳定性；一侧第二移动机构37和第三移动机构38上矩形固定板43通过电机支架安装有移动电机48，移动电机48的输出轴端与移动滚轮44连接，第二移动机构37和第三移动机构38远离移动电机48 的一侧通过轴连接有传动轮49，两个第二移动机构37上传动轮49之间以及两个第三移动机构38上传动轮49之间均通过传动带50传动连接。
41.一种清理方法，包括如下步骤：
42.步骤一：将本装置置于需要清理的管道内，调节电机31驱动调节齿轮32转动，通过调节齿轮32与弧形转动件30上调节弧形齿条33的啮合关系驱动弧形转动件30转动，调节联动组件27整体转动；
43.步骤二：固定环28转动作用下，第二转动件47跟随转动，驱动转动调节杆46转动，第一转动件45带动内限位盘41在外套筒39内部向外移动，直至移动滚轮44与管壁接触；
44.步骤三：一侧第二移动机构37和第三移动机构38上移动电机48驱动移动滚轮44转动，并通过传动轮49和传动带50的传动，驱动另一侧第二移动机构37和第三移动机构38上移动滚轮44转动，本装置在清理管道内移动；
45.步骤四：清理电机8驱动螺纹轴9和转动轴11转动，通过螺纹轴9 与滑动块10的螺纹连接关系，滑动块10通过滑动盘14、限位滑动板15 和连接滑动杆16带动转动环17、驱动蜗杆18、第一清理组件19、第二清理组件20和第三清理组件21向中间防护罐体1外滑动；
46.步骤五：通过转动轴11和限位条12与转动环17和驱动蜗杆18的限位关系带动转动环17和驱动蜗杆18转动，驱动蜗杆18转动作用下驱动第一清理组件19、第二清理组件20和第三清理组件21上从动蜗杆22反向转动，弧形固定板24转动打开，转动环17转动作用下驱动第一清理组件19、第二清理组件20和第三清理组件21上连接转轴23以转动环17 圆心为圆心转动；
47.步骤六：第一清理组件19、第二清理组件20和第三清理组件21上弧形固定板24向外滑动以及以转动环17圆心为圆心转动，同时以连接转轴23为圆心向外打开，直至第一清理组件19、第二清理组件20和第三清理组件21上清理刮刀25移动出中间防护罐体1内部并与清理管道的黏附层内壁接触；
48.步骤七：清理电机8驱动螺纹轴9和转动轴11继续转动，第一清理组件19、第二清理组件20和第三清理组件21上清理刮刀25继续向外滑动以及以转动环17圆心为圆心转动，同时以连接转轴23为圆心继续向外打开逐步刮除黏附层；
49.步骤八：中间防护罐体1向前驱动的同时，清理电机8输出轴反向转动使清理刮刀25向内滑动并转动以及向内收缩一定距离后清理电机8输出轴正向转动重复内壁清理工作；
50.步骤九：输送泵2通过吸杂管3和吸杂盘4吸取管道内部下端清理下的杂质，通过排杂管5泵出管道。
51.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。