撓性管清潔噴槍驅動設備的製作方法

2023-05-03 13:14:47 3

本發明涉及高壓流體旋轉噴嘴操縱系統。特別地，本發明的實施例涉及一種設備，用於從毗鄰換熱器管板的位置使一個或者多個撓性管清潔噴槍伸縮進出例如在換熱器中布置成陣列的管。

背景技術：

撓性噴槍驅動設備通常包括驅動馬達，其經由齒輪、鏈或者帶聯接到一個或者多個驅動機構。驅動機構可以是：成對或者成組布置的滾輪，在其之間夾持撓性噴槍軟管；或者倒鏈組件，其定向成具有互鎖的頂部組件和底部組件。可以驅動滾輪組中的至少一個滾輪，或者驅動倒鏈組件。為了適應不同直徑的噴槍軟管，必須費力拆卸並且更換滾輪或者倒鏈組件，而且需要修改驅動馬達以適應所驅動的不同驅動噴槍軟管的特徵。另外，一旦已經針對給定噴槍軟管尺寸適當地構造了機構，則隨著給定一對相對驅動機構滾輪施加在噴槍軟管上的力一般經由人工機械調節來調節相對驅動機構滾輪對之間的距離。諸如在美國專利申請公報No.2011/0155174中描述的驅動設備要求噴槍自身圍繞驅動輪的一部分彎曲，以確保將足夠的驅動力傳遞到噴槍自身，尤其是在常常不那麼理想的現實世界環境應用情況中。此外，該種驅動設備較大、笨重，因此必須要麼是分別地放於噴槍所要引導進入的換熱器管板附近的地板上(如上述美國專利中所示)，要麼必須固定地安裝到與管板間隔開並且對準的託盤上。在這些情況中，必須從換熱器完全地移除管束，並且將管束放置在具有足夠空間的環境中，以容納託盤和驅動組件。因此需要一種緊湊封裝驅動方案，其佔據最小空間，能夠直接安裝到x-y噴槍定位器，有助於簡化可更換地操縱若干不同尺寸的撓性噴槍軟管，能夠在多種操作條件下持續一致操作，能夠針對遠程操作進行優化，並且仍便於維修、維護以及針對各種應用進行修改。

技術實現要素：

根據本發明的撓性噴槍驅動設備或裝置直接解決上述需求。

根據本發明的一個示例性撓性噴槍驅動裝置包括容納在殼體內的驅動馬達以及被驅動滾輪對陣列，滾輪經由驅動軸聯接到驅動馬達，其中，每對滾輪中的至少一個被驅動滾輪均經由快拆式裝置緊固到驅動軸，快拆式裝置包含在安裝被驅動滾輪的驅動軸中。

根據本發明的撓性噴槍驅動設備的一個實施例包括：中空殼體；驅動馬達，布置在殼體中，能夠與多個驅動軸接合，驅動軸以平行軸對的直線陣列方式布置在殼體中，每對驅動軸支撐一對驅動滾輪，驅動滾輪與保持在滾輪之間的一個或者多個撓性噴槍接合。至少一個驅動軸具有：毗鄰所述至少一個驅動軸的遠端在軸向延伸的閉口狹槽；布置在貫穿所述至少一個驅動軸的遠端的橫孔中的球頭彈簧柱塞；布置在閉口狹槽中的花鍵；和可拆地承載在驅動軸上的驅動滾輪。花鍵接合沿著滾輪孔的軸向狹槽，並且彈簧柱塞的球頭從橫孔徑向向外伸出，以將驅動滾輪保持在軸上。

軸為圓柱形軸，具有軸向狹槽，軸向狹槽承載與軸一端間隔開的軸向花鍵。滾輪為大體圓筒形套管，具有外部和中央孔，中央孔尺寸適合裝配到軸上。該中央孔包括鍵槽，以容納承載在軸上的軸向花鍵。毗鄰軸遠端貫穿軸的橫孔保持著球頭彈簧柱塞。伸出軸表面的球頭防止滾輪從軸移除。能夠由用戶按壓球頭，以便在不使用工具的情況下從軸取下滾輪。

能夠從控制面板遠程調節經由驅動軸和蛇形帶聯接到驅動馬達的每對從動滾輪，使得可以增大或者減小滾輪之間的距離，以適應撓性噴槍(軟管)尺寸的範圍。驅動機構包含空氣活塞以完成這種調節，而且提供了改變每對滾輪施加在所驅動的撓性噴槍上夾持力的能力。這允許遠程調節驅動特徵，以克服因在使用期間存在於撓性噴槍軟管和滾輪上的流體或者其它汙染物所導致的驅動滾輪和噴槍之間摩擦減小問題。

根據本發明的撓性噴槍驅動設備的示例性實施例優選地包括中空殼體，中空殼體由一對間隔開的豎直壁分成左段、中段和右段。中空殼體具有：外左側部，其可以如門一樣鉸接或者用其它方法打開，以允許進入左段；驅動馬達，布置在殼體中段中並且能夠接合多個驅動軸，驅動軸布置成平行軸對陣列，其中，每個軸均由一對間隔開的豎直壁支撐並且穿過一對間隔開的豎直壁。每個驅動軸均具有帶輪，其緊固到延伸到殼體左段中的軸端部。每對驅動軸均支撐布置在中空殼體右段中的一對驅動滾輪。

殼體還具有外右側部，其可以如門一樣鉸接或者用其它方法打開，以允許進入到殼體右段中。殼體右段中的每對驅動滾輪均構造成接合一個或者多個撓性噴槍，撓性噴槍穿過殼體右段並且保持在滾輪對陣列的每對滾輪之間。至少一個驅動軸具有：軸向延伸的閉口狹槽，其毗鄰所述至少一個驅動軸的遠端；球頭彈簧柱塞，其布置在貫穿所述至少一個驅動軸的遠端的橫孔中；花鍵，布置在閉口狹槽中；和驅動滾輪，其可拆地承載在驅動軸上。花鍵接合到沿著滾輪孔的軸向狹槽中，並且彈簧柱塞的球頭從橫孔向外徑向伸出，以將驅動滾輪保持在驅動軸上。

撓性噴槍驅動設備的實施例包括大體矩形的殼體，其具有外段、內段和限定在一對間隔開的外壁和內壁之間的中段，其中，能夠經由外門進入殼體的外段，能夠經由內門進入內段。上下驅動滾輪陣列容納在外段內，每個滾輪均可旋轉地由軸支撐，軸穿過間隔開的外壁和內壁。驅動馬達布置在中段內，並且驅動帶輪在殼體內段中緊固到每個軸上。每個下驅動滾輪軸均可旋轉地支撐在外壁和內壁的固定位置中，並且每個上軸均可旋轉地由塊支撐，塊由平行樞轉連杆構件承載在殼體的中段中，連杆構件毗鄰下驅動滾輪軸緊固到外壁和內壁。

設備的示例性實施例具有至少兩對上下驅動滾輪，並且可以包括三對以上，每個滾輪均構造成能夠在它們之間接收並保持多個撓性噴槍。每個上軸可以布置在內壁和外壁的狹槽中，並且可旋轉地緊固到細長塊，塊可樞轉地由緊固到殼體的氣缸。在這個實施例中，上軸經由樞轉連杆連接到內壁和外壁。可以使用至少兩對樞轉連杆將細長塊毗鄰下驅動滾輪軸連接到內壁和外壁。殼體內段中的蛇形帶優選地連接在每個驅動帶輪和驅動馬達之間，能夠使得滾輪同步旋轉。

至少一個滾輪驅動軸優選地具有：毗鄰軸遠端在軸向延伸的閉口狹槽；球頭彈簧柱塞，布置在貫穿軸遠端的橫孔中；花鍵，布置在閉口狹槽中；和驅動滾輪，具有中央孔和沿著中央孔的軸向狹槽。當滾輪組裝到軸上時，花鍵接合到沿著滾輪中央孔的軸向狹槽中並且彈簧柱塞的球頭從橫孔徑向向外伸出，以將驅動滾輪保持在軸上。

優選地，一實施例可以包括：承載在每個驅動軸的遠端上的滾輪，其中，至少一個驅動軸具有毗鄰所述至少一個驅動軸的遠端在軸向延伸的閉口狹槽；球頭彈簧柱塞，布置在貫穿所述至少一個驅動軸的遠端的橫孔中；花鍵，布置在閉口狹槽中；和驅動滾輪，可拆地承載在所述至少一個驅動軸上；並且其中，花鍵接合到沿著滾輪中央孔的軸向狹槽中並且彈簧柱塞的球頭從橫孔徑向向外伸出，以將驅動滾輪可拆地保持在軸上。

根據本發明的撓性噴槍驅動設備的一實施例可以包括：大體矩形的殼體，其具有外段、內段和限定在一對間隔開的外壁和內壁之間的中段；位於外段中的上下驅動滾輪對陣列，每個滾輪均可旋轉地由穿過間隔開的外壁和內壁的軸支撐；和位於中段內的氣動驅動馬達，其具有延伸到內段中的驅動帶輪。驅動帶輪在殼體內段中緊固到每個軸上並且經由蛇形帶連接到驅動馬達。每個下驅動滾輪軸均可旋轉地支撐在外壁和內壁的固定位置中；並且每個上軸均可旋轉地由塊支撐，平行樞轉連杆構件將塊承載在殼體中段中，平行樞轉連杆構件毗鄰下驅動滾輪軸緊固到外壁和內壁。

在一實施例中，每個上軸均布置在內壁和外壁的狹槽中並且可旋轉地緊固到塊，塊可樞轉地由緊固到殼體的氣缸支撐。在該實施例中，上軸經由樞轉連杆連接到內壁和外壁。至少兩對樞轉連杆優選地將細長塊毗鄰下驅動滾輪軸連接到內壁和外壁。具有可調節跨度的至少一個空轉輪優選地在殼體內段中接觸蛇形帶，蛇形帶連接在每個驅動帶輪和驅動馬達之間。空轉輪的跨度位置能夠用於保持以及調節作用在蛇形帶上的張力。

結合附圖閱讀以下詳細描述，將清楚本發明實施例的其它特徵、優勢和特徵。

附圖說明

圖1是根據本發明安裝在定位框架設備上的撓性噴槍驅動裝置第一示例性實施例的透視圖，撓性噴槍驅動裝置相對於示例性換熱器管板定向並且緊固；

圖2是根據本發明的軸和滾輪的單獨分解透視圖；

圖3是安裝在圖2中示出軸上的滾輪的縱向截面圖；

圖4是圖3中示出所安裝滾輪的放大縱向截面圖；

圖5是根據本發明右側門打開的撓性噴槍驅動裝置的透視右視圖或者外側視圖，毗鄰換熱器管板支撐撓性噴槍驅動裝置；

圖6是圖5中示出驅動設備的單獨放大右側透視圖；

圖7是圖5中示出驅動設備的單獨放大左側透視圖，其中，內門或者左側門打開；

圖8是如圖6所示的透視圖，外右側分隔板或者壁示出為透明，以顯示位於殼體中段中處於軟管釋放位置的滾輪夾持結構；

圖9是如圖8的透視圖，滾輪夾持結構處於軟管驅動位置。

具體實施方式

圖1示出了根據本發明一個實施例的示例性驅動設備100，側蓋打開，示出了布置成用於驅動兩個撓性噴槍104的三對驅動滾輪102構成的滾輪組。該設備100包括殼體106，在殼體106中，驅動馬達108驅動六個驅動滾輪102中的每一個。

在圖2的分解透視圖中示出了應用於設備100的快換型驅動軸和滾輪組件200。該組件200具有圓柱軸202和滾輪204。軸202具有軸向延伸狹槽206，狹槽206沿著軸202延伸並且與軸遠端間隔開。在圍繞著軸202的外周槽中的止動環208限制了滾輪204能夠沿著軸202滑動的距離。滾輪204具有貫穿的軸向孔212，其尺寸適合套在軸202上。該孔212也具有軸向延伸狹槽214，使得當滾輪204安裝在軸202上以便抵接止動環208時，狹槽206中的花鍵210防止滾輪204在軸202上旋轉。球頭彈簧柱塞216裝設在毗鄰軸202遠端220的橫孔218中。該球頭彈簧柱塞216彈性地把球頭222從柱塞216向外推壓，以便接合到圍繞著滾輪204的貫穿孔212的凹陷部224中，從而將滾輪204保持在軸202上，軸上無需有用來容納螺母或者其它緊固件的螺紋端部。用戶僅需按壓球頭222把滾輪204從軸202上拉離，就可把滾輪204更換為一不同尺寸的滾輪。

在圖3中示出了軸202和滾輪204的軸向截面圖。貫穿滾輪204的孔212具有從其內端延伸的傾斜的軸向凹陷部或者槽226，其與軸向延伸的狹槽214相對。在安裝滾輪期間，滾輪204定向成使得球頭222接合傾斜凹陷部226。這確保花鍵210與狹槽214對準。然後，把滾輪204推到軸202上，將球頭22按壓到柱塞216內，並且經由花鍵210將滾輪204引導到止動環208。當滾輪204抵接止動環208時，球頭222向外卡扣到凹陷部224中，從而將滾輪牢固保持在軸202上。在圖4的軸向截面圖中示出了完全安裝在軸202上的滾輪204。

圖5示出了驅動設備100，其被支撐成用於引導一根或者多根撓性噴槍軟管104(圖1所示)進出管板110中的管。驅動設備100具有如在上文詳細描述的六個被驅動快拆式滾輪組件200，六個被驅動快拆式滾輪組件200以2×3的方式排列成直線陣列。在圖6的單獨放大側視圖中示出了同一驅動設備100，準備移除並且插入快拆式滾輪。驅動設備100具有在殼體106內分別布置在固定水平線上的三個上快拆式驅動滾輪組件200和三個下快拆式驅動滾輪組件200。因此，三個下驅動組件200安裝在被支撐在殼體106中內壁和外壁112和114中固定位置的軸202上。與此相反，上驅動滾輪組件不是由內壁和外壁112和114支撐。替代地，這些上驅動滾輪組件200穿過壁112和114中的狹槽116，並且可旋轉地由上驅動滾輪支撐塊300支撐，這將在下文更加全面描述。

驅動設備100具有在殼體106內的兩個豎直對準的分隔壁。它們是內壁112和外壁114，以將殼體106內的內部空間分成三個段或者腔。如圖1、圖5和圖6所示，外段或者外腔容納驅動滾輪102和撓性噴槍軟管104。如圖7中所示，毗鄰內壁112的內段或者內腔容納驅動帶、驅動帶輪以及空轉帶輪。中段或者中腔容納有：氣動驅動馬達108；樞轉氣缸312，其一端連接到上驅動滾輪支撐塊300；和平行連杆構件302和304。在圖8和圖9中示出了驅動設備100的內部中段結構，其中，位於滾輪後方的外分隔壁114示出為透明，使得中段內的內部結構可見。

圖8和圖9示出了用於三個上滾輪組件200的軸202安裝在水平細長金屬支撐塊300上，支撐塊300能夠沿著弧形路徑移動，以便保持平行於下滾輪組件200。由兩個豎直定向的連杆對302和304約束該移動，每對位於支撐塊300的相對兩側上。這些連杆對302和304均固定成圍繞水平樞軸306和308在殼體106中的中腔內旋轉。這些樞軸306和308可旋轉地由壁112和114支撐。這些樞軸306和308在兩根下輪組件軸202的下方和右側(前方)間隔開。注意的是，在圖8和圖9中已經移除了這些下驅動輪組件202的滾輪，以便於進行解釋。

細長塊或者底架300附接到氣缸312的活塞的遠側臂310上。氣缸312圍繞樞軸點314自由旋轉，樞軸點314固定到間隔塊，間隔塊緊固於內壁和外壁112和114之間在殼體106的中段或者中腔內。因為連杆對302和304的下端緊固到樞軸306和308，所以當從氣缸312去除空氣壓力時，氣缸312中的內彈簧趨於使得臂310收縮。這使得底架或者塊300在保持平行於三個下滾輪組件200的同時移動通過略微向上的弧至左側抵達圖8中示出的位置，因此使得三個上滾輪組件200離開三個下滾輪組件200向上升高。

樞軸306和308相對於滾輪組件軸202位置的定位以及連杆對302和304的長度限定了用於塊300並從而限定了用於上滾輪組件200的弧形路徑。這種弧形路徑使得能夠同時實現兩種獨立的設備功能。一種功能是適應以及夾持噴槍軟管104，以便於在各種條件以及使用環境中將噴槍軟管給送進出設備。第二種功能是保持帶張力足夠大，以在全部可接受噴槍軟管尺寸適應範圍內防止帶/帶輪打滑。設備100設計成適應若干噴槍軟管直徑，例如，從優選地3/2直到6/4，使得隨著細長塊或者底架300沿著由連杆對302和304的位置和長度限定的弧形路徑移動時，蛇形帶320保持與驅動帶輪322適當包繞接合，不需要人工調節帶張力。隨著上下驅動帶輪322之間的中心距離增大或者減小，蛇形帶320與驅動帶輪322的包繞接合減少或者增加，以補償中心距離相對於帶長度的變化。由於這種弧形路徑，因此在適應噴槍軟管尺寸全範圍的塊300的全行程範圍內保持可接受的帶張力。

當氣動壓力施加到缸312時，遠側臂310伸出，即，推出至右側，從而利用其推動底架或者塊300通過順時針弧，與此同時經由連杆302和304保持底架或者塊300平行於下滾輪組204，使得朝著固定的下滾輪組204同等地向下偏壓上滾輪組204中的每個滾輪。這種平行構造確保將相等的壓力施加到每對滾輪之間，從而同等地將壓力施加到保持在每對滾輪之間的撓性軟管104。

此外，通過使用塊300，這些平行連杆302和304確保了使由上滾輪204施加在下滾輪組204上的向下壓力均等分布並且可調節地大幅增強。隨著氣缸312中的膨脹空氣壓力使得遠側臂310伸出，遠側臂310把塊300朝下滾輪組204向下推。這種向下力增補了因驅動滾輪在由滾輪之間運載的撓性噴槍104上旋轉所產生的摩擦力，以驅使撓性噴槍進出所清潔的管。這種向下的力完全能夠由操作者調節。這種施加的力可以因操作者而異，並且隨施加到氣缸312的壓力而異。可以釋放壓力，從而僅僅允許施加在所驅動的滾輪和撓性噴槍之間的摩擦力，以便根據需要柔緩地驅使撓性噴槍104向前或者向後，以便優化地處理在使用期間遇到的異常或者阻礙。根據本發明的設備100具有可調節的驅動滾輪壓力特徵並且尺寸緊湊，從而大幅增強設備100的效用。

在圖7中示出了殼體106的內側段，其中，內側門打開。在此，空氣驅動馬達108的驅動帶輪318可見。空氣驅動馬達108容納在處於內壁和外壁112和114之間的中腔內，空氣驅動馬達108使得蛇形帶320旋轉，蛇形帶320包繞在處於每個軸202上的驅動帶輪322上並且與之接合。蛇形帶320順序地穿繞到鍵接於馬達108驅動軸的驅動帶輪318上，依次繞在每個驅動帶輪322上，並且繞在張緊帶輪342和326上。

內壁和外壁112和114各自具有三個狹槽116，由細長塊300承載的上滾輪軸202穿過狹槽116伸出。這些狹槽116允許塊300使得上滾輪204在圖8中所示釋放位置和圖9中所示接合位置之間轉變期間移動。因為外壁114示出為透明以便顯示殼體106的中段內的塊300和連杆部件302和304，所以在圖8中可見三個狹槽116中的兩個。

噴槍引導件330毗鄰每個滾輪組件200對緊固到外壁114。在噴槍軟管104插入通過殼體106外段中的滾輪組件202對時，這些噴槍引導件330有助於使得噴槍軟管104對準。在撓性噴槍進入到滾輪組件202陣列之前以及在進入過程中，引導套管322對提供了相同的功能。在圖6中最好地示出了這些引導件330。

在圖6和圖7的各個側視圖中，設備100的緊湊性和易於維護性變得顯而易見。如果用戶需要改變滾輪以適應一不同的撓性噴槍尺寸，則用戶僅僅需要拉動彈簧加載銷352以打開以及降下外側門350，以提供完全進出殼體106外段的路徑。類似地，如果用戶需要對設備的驅動部實施維護，則用戶僅僅需要通過收回彈簧加載銷362來打開內門板360並且降下內門板360，以提供進出殼體106內段的路徑。

如果用戶需要對氣動歧管370實施維護，則經由外門350提供完全進出路徑。類似地，如果需要調節蛇形帶張力，則用戶可通過經由內門350從殼體106內段調節空轉輪324和326的位置來調節帶張力。

可以對設備實施對於本發明閱讀者而言易知的多種改變。在滾輪組件200的一些實施例中，滾輪204可以為直圓柱外形而沒有如當前所示的槽。沒有外周槽的滾輪204可以通過消除圖示滾輪槽的角部處的應力點而延長滾輪的使用壽命，並且滾輪204可以由彈性材料製成以順應噴槍軟管104的外表面形狀。殼體106可以製成為不同於如圖所示的矩形盒狀，以容納不同數量的被驅動滾輪組件、適應氣缸312的不同定位或者適應支撐塊300以及連杆構件302和304的不同布置方案。此外，固定的和可動的下、上滾輪組204的相對定位可以顛倒，或者連杆構件320和304之間的偏移量可以改變。

如果需要更大的驅動力，則可以提供除了所示三對以外的其它組被驅動滾輪對200，以驅動撓性噴槍104。設備100緊湊並且重量為大約45磅，因此可以經由手柄121易於進行操縱，而且經由U形夾銷115緊固到引導模塊117，引導模塊117繼而由毗鄰管板110對齊的輕質定位框架119支撐，如圖5所示。

在替代實施例中，可以替代所圖示以及所描述的氣動馬達使用電或者液壓式致動器和馬達。因此，對應於本文所描述特徵和優點的改變方案、替代方案和等同方案均處於本發明的範圍內。在不背離由下述權利要求及其等同所限定的本發明精神和寬範圍的前提下可以引入這些改變方案和替代方案。