一種管道清理方法與流程
2023-12-12 16:51:13 3
本發明屬於管道清潔技術領域，具體涉及一種可對任意細長管道進清理的清理方法。
背景技術：
在現實生活中，管道是一種重要的運輸工具。由於使用時間過長會導致堵塞，因此需要經常進行必要的清理，例如石油管道、下水道等。由於管道多為垂直布置且管徑小、長度大，人工清理難度較大，成本高。管道清理可以代替人工完成狹小管道內的作業，在實際應用中有著重要的價值。
現有管道清理設備多採用以下幾種結構：履帶車結構，底部採用履帶帶動所述管道機器人在所述管道內行走；支撐杆結構，採用端部帶有輪子的摺疊杆結構將所述管道機器人支撐在所述管道中間，然後再實現行走運動；輪式結構，採用傳統車輪或特殊結構的車輪與管道內壁面接觸，使所述管道機器人在所述管道內行駛。
上述這些結構的清理設備存在較多的控制系統和驅動系統，結構過於複雜，能在一些大型管道內工作，而對於一些小直徑管道則無能為力。
針對上述問題，若能提出一種新結構的清理設備和方法，通過合理的設計，其驅動系統和控制系統變得很簡單，可大幅提高清理設備的適應性，對根本解決細長管道的清理難題具有重要意義。
技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種管道清理方法，以解決現有技術無法清理細長管道的問題。
為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種管道清理方法，包括如下步驟：
s1、準備：將清理器中的驅動氣路、制動氣路、順傾斜孔及逆傾斜孔分別與外部氣源連通，馬達轉軸清洗通道與外部水源連通，並在連通的管路上設置控制閥；
s2、清理：將清理器放置在待清理管道的管口，啟動制動氣路、驅動氣路、逆傾斜孔及清洗通道的控制閥，實現邊清理邊移動；
s3、清理至管尾後，關閉制動氣路、驅動氣路、逆傾斜孔及清洗通道的控制閥，啟動順傾斜孔的控制閥，驅動清理器後退；
s4、清理器後退至管口，完成清理工作。
進一步，清理器包括清洗組件和清洗制動組件，所述清洗組件包括氣動馬達和與馬達轉軸可拆卸固定的配流盤和清潔輪，所述配流盤上設置有多個噴嘴，所述清潔輪包括輪轂和固定在輪轂表面的清潔毛刷，所述輪轂套裝於馬達轉軸上，所述所述清洗制動組件包括外殼和設置在外殼內相互獨立的驅動氣路、制動氣路及行進氣路，所述外殼為一端開口、一端封閉的圓柱筒，氣動馬達從開口端進入圓柱筒內與圓柱筒固定，所述驅動氣路為設置在圓柱筒封閉端與氣動馬達連通的軸向進氣孔，所述行進氣路為多個均布在所述圓柱筒筒體圓周方向與軸線方向呈一定夾角並指向清理內壁的傾斜氣孔，所述制動氣路包括設置在外殼外表面上與外部氣源連通的環狀儲氣腔和多個均布在儲氣腔圓周方向垂直指向清理內壁的徑向氣道，任一所述徑向氣道上設置有止動器，所述止動器包括彈性輪、轉軸、固定架和滑塊，所述彈性輪通過轉軸固定所述固定架上，所述滑塊可滑動設置在徑向氣道上，一端與彈性輪固定架固定，一端通過限位塊限制在儲氣腔內，所述傾斜氣孔至少包括：一組與圓柱筒的軸線方向呈順時針夾角的順傾斜孔和一組與圓柱筒的軸線方向呈逆時針夾角的逆傾斜孔。
進一步，所述滑塊設置在彈性輪的中部。
進一步，外殼上還設置有可與清理內壁貼合固定的彈性制動氣囊。
進一步，外殼後端設置有用於驅動清理設備在內壁移動的行進驅動翼。
進一步，所述徑向氣道與限位塊的限位處設置有限位凸臺，限位凸臺與限位塊設置有彈性墊。
進一步，所述順傾斜孔與圓柱筒軸線的夾角為10-20°。
進一步，所述逆傾斜孔與圓柱筒軸線的夾角為0-30°。
進一步，馬達轉軸內至少設有一段與配流盤內腔連通的清洗通道，所述清洗通道通過管路與外部水源連通。
本發明的有益效果在於：
本發明通過氣路對清理器進行控制，使清理過程簡潔，快速，可提高操作效率和質量；相對於現有技術採用電機等驅動，其結構非常緊湊、簡單，可以在細長管道內進行清潔操作，同時，其製造成本和使用成本也得到顯著降低。
本發明的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。
附圖說明
為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：
圖1為本發明的主視圖；
圖2為圖1的左視圖；
圖3為本發明的剖視圖；
圖4為圖3的局部放大圖。
附圖標記：
1-清洗組件；2-清洗制動組件；3-氣動馬達；4-清潔輪；5-外殼；6-軸向進氣孔；7-徑向氣道；8-順傾斜孔；9-環狀儲氣腔；10-彈性輪；11-進氣孔；12-轉軸；13-固定架；14-滑塊；15-限位塊；16-彈性墊；17-限位凸臺；18-輪轂；19-清潔毛刷；20-配流盤；21-噴嘴；22-逆傾斜孔；23-清洗通道。
具體實施方式
下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
如圖1-4所示，一種管道清理器，包括清洗組件1和清洗制動組件2，具體的，
清洗組件包括氣動馬達3和與馬達轉軸可拆卸固定的配流盤20和清潔輪4，配流盤上設置有多個噴嘴21，清潔輪包括輪轂18和固定在輪轂表面的清潔毛刷19，輪轂套裝於馬達轉軸上，通過馬達的旋轉對清潔輪進行旋轉驅動，同時，馬達轉軸內至少設有一段與配流盤內腔連通的清洗通道23，清洗通道通過管路與外部水源連通，實現對管內的清洗作業，提高其清潔水平；
清洗制動組件包括外殼5和設置在外殼內相互獨立的驅動氣路、制動氣路及行進氣路，本實施例的外殼為一端開口、一端封閉的圓柱筒，氣動馬達從開口端進入圓柱筒內與其固定，驅動氣路為設置在圓柱筒封閉端與氣動馬達氣路連通的軸向進氣孔6，壓縮空氣從軸向進氣孔進入，推動氣動馬達旋轉，進而驅動清潔輪工作，
如圖4所示，制動氣路包括設置在外殼外表面上與外部氣源連通的環狀儲氣腔9和多個均布在儲氣腔圓周方向垂直指向清理內壁的徑向氣道7，任一所述徑向氣道上設置有止動器，止動器包括彈性輪10、轉軸12、固定架13和滑塊14，彈性輪通過轉軸固定所述固定架上，滑塊可滑動設置在徑向氣道上，一端與彈性輪固定架固定，一端通過限位塊15限制在儲氣腔內，限位塊與滑塊可拆卸連接固定，其尺寸應大於徑向氣道的直徑，壓縮空氣從徑向氣道吹出氣流，氣流推動限位塊、滑塊及固定架，並推動彈性輪垂直貼緊於清理內壁，同時，由於止動器在圓周方向均均設置，因此，對清洗制動組件的多個壓緊力是均勻的，使其更固定效果更好。
行進氣路為多個均布在圓柱筒筒體圓周方向與軸向方向呈一定夾角指向清理內壁的傾斜氣孔，傾斜氣孔至少包括：一組與圓柱筒的軸線方向呈順時針夾角的順傾斜孔和一組與圓柱筒的軸線方向呈逆時針夾角的逆傾斜孔：
其中，順傾斜孔8，如圖3所示，壓縮空氣從左側進入，右側噴出，從而產生向後的推力，驅使清理器倒行。眾所周知，與軸線呈任意夾角，均存在側向分力，因此，理論上，平行於軸線方向其產生的空氣推力是最大的，但本發明的行進實際上是一種倒退操作，其氣孔前方存在清潔輪，清潔輪會對空氣流產生阻擋，減弱空氣推力，且清潔輪轉軸長度又不能設計過長，因此，順傾斜孔與圓柱筒軸線的夾角α最優為10-20°，其大於這個角度則會產生過大的分力，軸向空氣推力減小，小於這個角度則會受到清潔輪的阻擋，減弱空氣推力。
同理，逆傾斜孔22，如圖3所示，壓縮空氣從右側進入，左側噴出，從而產生向前的推力，驅使清理器前進；由於逆傾斜孔從右側進入，則不受清潔輪的阻擋，與圓柱筒軸線的夾角可以是任意角度，但由於受整體布局的影響，其夾角β應控制在0-30°範圍內。
作為本實施例的改進，環狀儲氣腔9通過進氣孔11與外部氣源連通，如圖3所示，多個徑向氣道與環狀儲氣腔連通，通過環狀儲氣腔可保證多個徑向氣道的出氣壓力的一致性，從而使清洗制動組件的多個作用力更加均勻一致，進一步提高其工作的可靠性。
作為本實施例的改進，外殼上還設置有可與清理內壁貼合固定的彈性制動氣囊，彈性制動氣囊也呈環狀設置在外殼上，當需要進一步制動時，可對彈性制動氣囊充氣，其在氣壓作用下，其膨脹與清理內壁貼合固定，提高摩擦阻尼和摩擦力。
作為本實施例的改進，外殼後端設置有用於驅動清理設備在內壁移動的行進驅動翼，本實施例的行進驅動翼與氣動馬達連接，可在氣動馬達的作用下旋轉工作，並產生向前或向後行進驅動力，可補充行進氣路的行進驅動的不足，也可抵消行進氣路的驅動力，提高或降低行進速度。
本實施例中，徑向氣道與限位塊限位處設置有一限位凸臺17，限位凸臺17與限位塊設置有彈性墊16，止動器停止工作時，在彈性墊的彈力恢復力作用下，彈性輪退回作為移動滾輪，通過合適的設計，其變形可以很小，由面接觸變為點接觸或線接觸，可大幅減小清理設備移動時與清理內壁之間的摩擦力，從而減小移動阻力。
採用如上的管道清理方法的清理方法，包括如下步驟：
s1、準備：將驅動氣路、制動氣路、順傾斜孔及逆傾斜孔分別與外部氣源連通，馬達轉軸清洗通道與外部水源連通，並在連通的管路上設置控制閥；
s2、清理：將清理器放置在細長管的管口，啟動制動氣路控制閥，在氣壓力的作用下，彈性輪彈性變形，使清理設備與清理內壁之間形成一定擠壓力，形成支撐；然後，啟動驅動氣路及逆傾斜孔控制閥，在氣動馬達的作用下，清潔輪旋轉開始清理，在逆傾斜孔氣流的作用下，整個清理器向前移動，實現移動與清理同時進行，同時，打開清洗通道控制閥，噴頭開始噴洗，與清潔輪配合作業，清理後進行衝洗，從而提高清潔效果；
s3、清理至管尾後，關閉驅動氣路、制動氣路和逆傾斜孔的控制閥，啟動順傾斜孔的控制閥，在氣流作用下，驅動整個清理器後退；
s4、清理器後退至細長管的管口，完成清理工作。
本實施例通過三個相互獨立的氣路分別提供驅動動力、支撐動力及移動動力，實現在內孔內的清理操作，相對於現有技術採用電機等驅動結構，本發明的氣動結構緊湊、簡潔，直徑可以很小，可以在任意直徑、任意長度的管道內進行清潔操作，從根本上解決細長管道的清理問題，拓展了清理設備的適用範圍，同時，其製造成本和使用成本也得到顯著降低，具有較高的經濟價值。
最後說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的範圍。