一种管道污垢清理机构的制作方法

本发明属于管道污垢清理，具体涉及一种管道污垢清理机构。

背景技术：

1、管道在长期运行过程中，摩擦副磨损产生的金属碎屑、油液老化形成的胶质、外部侵入的污染物以及液体自身杂质，会不可避免地积聚于管道内部。这些积聚物无法随流体正常排出，而是逐渐堵塞管道，进而影响流体内部循环，导致局部或完全堵塞，严重时会造成设备故障停机，维修成本高昂。

2、目前，针对管道污垢的清理，已有多种机械化、自动化装置被提出。例如，公开号为cn122147968a的中国专利公开了一种自进式排水管道清理装置及方法。该装置包括清理刀头组件、旋转组件、移动定位环组、膨胀气囊套组以及波纹气囊管组。通过膨胀气囊套组充气膨胀后挤压排水管道内壁实现固定，同时利用波纹气囊管组的伸缩驱动移动定位环组和膨胀气囊套组沿管道内壁间歇式轴向移动，从而实现自进式清理。然而，该方案存在以下不足：其一，膨胀气囊反复充放气过程中易因管道内壁尖锐杂质或硬质积聚物而破损，导致固定失效，可靠性较低；其二，该装置依赖气囊的交替膨胀与收缩实现间歇式行进，行进连续性差，清理效率有限；其三，当管道存在弯曲或需要调整刀头切削方向时，该方案装置难以自适应转向，易造成清理盲区。

3、又如，公告号为cn115488116b的中国专利提出了一种液力驱动管道清洗装置。该装置包括由两级或两级以上叶轮同轴装配构成的动力主体，以及通过斜支组件与动力主体柔性连接的刮削组件和刷洗组件。通过叶轮在液力驱动下旋转，带动刮削和刷洗组件对管道内壁进行清理，并可调节斜支组件的支撑点位置以适应不同管径。然而，该方案仍存在明显缺陷：第一，其动力完全依赖叶轮旋转带动刮削组件被动工作，对于黏附力强、硬度高的积聚物（如金属碎屑与胶质混合物），刮削效果不佳，容易发生打滑或刀具卡滞；第二，该装置缺乏独立的轴向推进机构，前进动力依赖流体推送或外部牵引，无法在长距离、弯曲管道中实现自主、可控的前进；第三，支撑机构仅依靠斜支组件的柔性支撑，无法根据管道内壁的实际粗糙度和弯曲程度进行主动调节，在变径或弯管处易出现支撑不稳、震动剧烈等问题。

4、综上所述，现有管道清理装置在复杂工况（小直径、长距离、弯曲、硬质积聚物）下，普遍存在固定可靠性差、行进连续性不足、缺乏主动转向能力、对硬质污垢清理能力有限等缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是：针对背景技术中的缺陷及不足，提供一种管道污垢清理机构。

2、本发明的技术方案：

3、一种管道污垢清理机构，包括切削机构、驱动机构、输气管道及支撑机构，输气管道密封连接于驱动机构下方，切削机构固定安装在驱动机构上方，支撑机构设置两组，两组支撑机构别滑动套装于驱动机构和切削机构的外圆周上。

4、所述驱动机构包括密封盖，主动曲面齿轮、从动曲面齿轮、驱动气缸及转向活塞，主动曲面齿轮由密封盖和驱动气缸进行轴向和径向定位，主动曲面齿轮与从动曲面齿轮啮合，驱动气缸内腔安装有平衡弹簧，平衡弹簧连接有转向活塞，转向活塞匹配安装在驱动气缸内，密封盖通过螺栓固定安装在驱动气缸上。

5、所述驱动气缸外圆柱面设有用于安装四根驱动管的平面，每一根驱动管上套有一个从动曲面齿轮，平面上设有连通驱动气缸内部的安装孔，驱动管一端安装在安装孔内。

6、所述驱动气缸上设有凸台，凸台上设有凹陷结构，主动曲面齿轮设有与凹陷结构相配合的凸起结构，凸起结构与凹陷结构之间安装有转向弹簧。

7、所述转向活塞底部连接有推杆，推杆内部设有转向活塞孔，转向活塞孔连通有驱动气缸孔a。

8、所述转向活塞侧边设有凸缘，凸缘上开设有凹槽，当压力大于平衡弹簧弹力时，转向活塞发生移动，驱动气缸孔a被堵住，此时支撑机构内部压力平衡；凹槽连通其中一组驱动气缸孔b，高压流体进入对应侧的凹陷结构，推动主动曲面齿轮转向；

9、驱动气缸包括容纳腔及对接通道，对接通道一体设置在容纳腔底部，转向活塞位于容纳腔内，推杆位于对接通道内，并与输气管道的高压管接通，对接通道与输气管道的低压管接通。

10、所述支撑机构包括固定支架，以及安装在固定支架外缘的多根固定套筒，以及与固定套筒内圆柱面配合的从动套筒。

11、所述固定套筒与从动套筒之间安装有一支撑弹簧，从动套筒末端还装有一滚珠。

12、所述固定支架为环形结构，环形结构内侧开设有固定支架凹槽，环形结构的侧边均匀开设有用于安装多根固定套筒的多个通孔。

13、所述切削机构包括刀头及刀架，刀头安装在刀架上，刀架固定且密封安装在驱动机构上，支撑机构安装在刀架外侧，刀架内部设有刀架孔a及刀架孔b，刀架孔a与刀架孔b连通，刀架孔b通过密封盖中部设有的连通孔与驱动气缸内部连通，刀架孔a与位于切削机构上支撑机构的固定支架凹槽连通。

14、本发明的有益效果：

15、本发明采用滚珠与支撑弹簧结合高压流体驱动的结构，从动套筒在流体压力下向外扩张使滚珠紧贴管道内壁，相较于气囊式固定，不易破损，适应含尖锐杂质的管道环境；利用低压流体从驱动管排出时产生的反推力直接驱动机构前进，无需外部牵引或间歇式气囊伸缩，实现连续、平稳的自进给；通过主动曲面齿轮与从动曲面齿轮的啮合传动，配合转向弹簧和高压流体控制，可在管道弯曲处实现主动转向，避免清理盲区；独立的高压控制转向与低压控制前进，使刀头能够以最佳角度和力度切削硬质积聚物，且刀头可更换，适应不同管径和污垢类型；仅需调节高压管和低压管的流体压力即可实现固定、转向、前进多种动作的协调控制，无需复杂的电控或外部动力。

1.一种管道污垢清理机构，其特征在于： 包括切削机构（1）、驱动机构（2）、输气管道（3）及支撑机构（4），输气管道（3）密封连接于驱动机构（2）下方，切削机构（1）固定安装在驱动机构（2）上方，支撑机构（4）设置两组，两组支撑机构（4）分别滑动套装于驱动机构（2）和切削机构（1）的外圆周上。

2.根据权利要求1所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述驱动机构（2）包括密封盖（5），主动曲面齿轮（7）、从动曲面齿轮（8）、驱动气缸（11）及转向活塞（12），主动曲面齿轮（7）由密封盖（5）和驱动气缸（11）进行轴向和径向定位，主动曲面齿轮（7）与从动曲面齿轮（8）啮合，驱动气缸（11）内腔安装有平衡弹簧（10），平衡弹簧（10）连接有转向活塞（12），转向活塞（12）匹配安装在驱动气缸（11）内，密封盖（5）通过螺栓（6）固定安装在驱动气缸（11）上。

3.根据权利要求2所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述驱动气缸（11）外圆柱面设有用于安装四根驱动管（9）的平面（25），每一根驱动管（9）上套有一个从动曲面齿轮（8），平面（25）上设有连通驱动气缸（11）内部的安装孔（26），驱动管（9）一端安装在安装孔（26）内。

4.根据权利要求2所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述驱动气缸（11）上设有凸台，凸台上设有凹陷结构（24），主动曲面齿轮（7）设有与凹陷结构（24）相配合的凸起结构，凸起结构与凹陷结构（24）之间安装有转向弹簧（13）。

5.根据权利要求2所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述转向活塞（12）底部连接有推杆，推杆内部设有转向活塞孔（23），转向活塞孔（23）连通有驱动气缸孔a（22）。

6.根据权利要求5所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述转向活塞（12）侧边设有凸缘，凸缘上开设有凹槽（21），当压力大于平衡弹簧（10）弹力时，转向活塞（12）发生移动，驱动气缸孔a（22）被堵住，此时支撑机构（4）内部压力平衡；凹槽(21)连通其中一组驱动气缸孔b(28)，高压流体进入对应侧的凹陷结构（24），推动主动曲面齿轮（7）转向；

7.根据权利要求2所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述支撑机构（4）包括固定支架（18），以及安装在固定支架（18）外缘的多根固定套筒（15），以及与固定套筒（15）内圆柱面配合的从动套筒（17）。

8.根据权利要求7所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述固定套筒（15）与从动套筒（17）之间安装有一支撑弹簧（16），从动套筒（17）末端还装有一滚珠（14）。

9.根据权利要求7所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述固定支架（18）为环形结构，环形结构内侧开设有固定支架凹槽（33），环形结构的侧边均匀开设有用于安装多根固定套筒（15）的多个通孔。

10.根据权利要求9所述的管道污垢清理机构，其特征在于：所述切削机构（1）包括刀头（29）及刀架（31），刀头（29）安装在刀架（31）上，刀架（31）固定且密封安装在驱动机构（2）上，支撑机构（4）安装在刀架（31）外侧，刀架（31）内部设有刀架孔a（30）及刀架孔b（32），刀架孔a（30）与刀架孔b（32）连通，刀架孔b（32）通过密封盖（5）中部设有的连通孔与驱动气缸（11）内部连通，刀架孔a(30与位于切削机构（1）上支撑机构（4）的固定支架凹槽（33）连通。