一种管道内部喷涂装置的制作方法

本技术涉及管道维护和施工，具体涉及一种用于管道内部喷涂的装置。

背景技术：

1、在船舶制造、石油、化工、天然气、市政供水及工业管道系统中，管道内壁的防腐、耐磨或特殊功能涂层（如防结垢、防静电等）是保障管道长期安全运行的关键环节。传统管道内壁喷涂主要依赖人工操作或简单机械辅助。

2、人工进入管道内部手持喷枪作业时，受限于管道直径、长度（可达数公里）及内部环境（潮湿、狭窄、有毒气体残留等），操作人员劳动强度极大，喷涂速度慢（单日仅能完成数十米），且涂层厚度均匀性难以控制（局部过厚或漏喷现象普遍），直接影响管道的使用寿命和防护效果。并且人工进入管道还存在窒息、污染等安全风险。

3、现有管道喷涂机器人虽能实现一定程度的自动化，但普遍存在以下缺陷：多数装置仅依靠固定位置的行走轮，当管道存在轻微椭圆度、焊缝凸起或内壁附着物时，轮组易出现打滑或悬空，导致喷涂位置偏移甚至装置卡死；旋转喷涂机构的动力传输结构复杂（如齿轮啮合或皮带传动），在管道内复杂工况下易出现回转偏差，导致喷涂不均匀；另外，针对不同管径需更换整套轮组或调整机构，无法通过简易调节适应多规格管道，通用性差；喷涂过程中需持续向喷涂单元输送高压涂料（通常通过软管连接外部供液设备），而现有装置未对输送管道进行有效约束，涂料输送管道通常直接外露拖拽，与管道内壁接触摩擦（尤其是长距离输送时），不仅增大了装置整体行进阻力（需额外动力克服摩擦），还可能导致涂料管磨损泄漏。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种管道内部喷涂装置。

2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种管道内部喷涂装置，包括喷涂单元，行走单元，所述喷涂单元设置在行走单元内，所述喷涂单元包括喷涂支架，所述喷涂支架上设置有回转壳体，所述回转壳体内密封套装有回转轴，所述回转壳体内表面和/或回转轴外表面周向设置有流槽，所述回转壳体沿径向贯穿内壁设置有与流槽连通的进液管道，所述回转轴内部设置有与流槽连通的出液管道，所述回转壳体一端还密封安装有第一端盖，所述回转轴一端设置有至少一个喷嘴，所述喷涂支架上还设置有回转电机，所述回转电机驱动端与回转轴驱动连接；通过回转电机直接驱动回转轴旋转，简化了动力传输结构（避免齿轮/皮带传动的偏差），确保涂料均匀喷射；多组伸缩行走轮机构提供多点支撑，提升行走稳定性；集成化设计减少了装置体积，适应管道狭窄空间。但是回转壳体和回转轴以及第一端盖之间要做好密封，回转壳体和回转轴之间优选为双端面机械密封，固定在回转壳体内侧端面的静环（耐腐蚀材料如碳化硅或填充聚四氟乙烯）、固定在回转轴外表面随其旋转的动环、提供轴向预紧力的弹性元件（弹簧或波纹管）以及辅助密封的o形圈（氟橡胶或全氟醚橡胶）组成。静环与动环紧密贴合形成旋转密封面，弹性元件保证贴合压力，o形圈防止侧向泄漏。回转壳体与第一端盖的结合面采用o形圈静密封，优选为氟橡胶o形圈，嵌入回转壳体端部内径处的环形槽内。此处所述的密封均是现有技术，不在本实用新型的改进范围，故不作详细介绍。

3、所述行走单元包括行走支架和安装在行走支架上的伸缩行走轮机构，所述喷涂支架安装在行走支架内，所述行走支架上周向间隔至少设置有三个安装面，每个安装面上至少设置两组伸缩行走轮机构，所述伸缩行走轮机构包括行走轮安装座和安装在行走轮安装座上的第一伸缩组件，所述第一伸缩组件伸出端设置有驱动轮，所述驱动轮上驱动连接有驱动电机；行走轮可为橡胶轮，优选为丁腈橡胶nbr或聚氨酯pu材质，以增加与管道内壁的摩擦力。

4、所述行走支架靠近喷嘴一端还设置有状态感知模块，所述回转电机、驱动电机、状态感知模块均与安装在行走支架上的控制模块和电源模块电连接，所述控制模块设置有用于接收无线控制指令的无线接收模块。优选的，通过无线遥控手柄对控制模块上的电器进行控制。

5、优选的，所述行走支架上设置有四个安装面，所述安装面两个相对设置的固定轮面和两个相对设置的活动轮面，每个所述固定轮面上均安装有两组伸缩行走轮机构，行走轮安装座安装在固定轮面上，每个所述活动轮面的两端均设置有轴承支架，两个所述轴承支架之间设置有导轨，两个所述轴承支架之间通过轴承安装有双向丝杠，所述导轨和双向丝杠上对称设置有两个滑块基座，所述滑块基座上设置有与双向丝杠外螺纹相配合的内螺纹，两个所述滑块基座上均安装有伸缩行走轮机构，所述双向丝杠与设置在行走支架上的丝杠电机驱动连接，所述丝杠电机与控制模块和电源模块电连接。固定轮面提供基础支撑，活动轮面通过丝杠调节两个行走轮之间的距离，使行走单元能够更好地适应管道弯曲段。

6、可选的，所述第一伸缩组件为电动推杆，所述电动推杆与控制模块和电源模块电连接。电动推杆响应速度快、控制精度高，且可直接通过控制模块编程实现自动压紧力调节，避免人工干预。除此之外，第一伸缩组件也可以是剪叉式升降机构。

7、进一步的，还包括管道支撑单元，所述管道支撑单元包括周向设置的至少三组管道支撑组件，相邻两个所述管道支撑组件之间相互连接，所述管道支撑组件包括弧形支撑座，所述支撑座外侧通过第二伸缩组件连接有管道轮支架，所述管道轮支架上通过铰接轴安装有管道轮，所述管道轮支架与第二伸缩组件顶部之间对称设置有两根用于平衡管道轮支架的弹性元件。弹性元件优选为拉簧，能够在正常移动时使管道轮支架始终保持竖直，再遇到管道内壁有小的障碍物时，通过克服拉簧的拉力，可以稍微使管道轮支架倾斜，以降低管道轮的高度，使其通过障碍物。管道轮选择低摩擦系数、高硬度且耐磨的材质，优选为轴承钢（gcr15）并进行润滑处理。

8、可选的，所述第二伸缩组件包括设置在支撑座外侧的伸缩槽，所述伸缩槽内设置有由多个连杆单元首尾铰接的连杆组件，所述连杆单元包括中部相互铰接的第一连杆，所述连杆组件顶端的连杆单元端部铰接在两根第二连杆的一端，所述第二连杆另一端铰接在管道轮支架上，所述伸缩槽底部设置有第一铰接孔和与第一铰接孔水平设置的滑槽，所述连杆组件底端的连杆单元底部的两根第一连杆，一个铰接在第一铰接孔内，另一个通过连接轴滑动安装在滑槽内，所述滑槽处设置有用于调整连接轴在滑槽内滑动的调整机构。通过调整连接轴在滑槽内的位置，可快速改变连杆组件的展开角度，适应不同管径，且机械调节无需额外动力源。连杆组件优选可为剪叉式升降结构。

9、可选的，所述调整机构包括设置在伸缩槽上的调整螺纹孔，所述调整螺纹孔内配合安装有调整螺栓，所述调整螺栓一端与连接轴连接。通过旋转调整螺栓，推动连接轴沿滑槽移动，从而精确调节连杆组件的展开角度。螺纹调节结构简单可靠，无需复杂动力系统，且可通过刻度标记实现定量调节，适合现场快速校准。除此之外，调整机构还可以是齿轮齿条机构，通过旋转齿轮驱动齿条带动连接轴移动；也可以直接拨动连接轴，然后将其螺栓拧紧从而实现位置固定。

10、进一步的，所述滑槽处还设置有刻度尺，所述连接轴外侧设置有指示箭头，所述指示箭头指向刻度尺。刻度尺与指示箭头的组合提供了直观的调节参照，操作人员可根据管道内径参数快速定位连接轴，提升调节效率。

11、可选的，所述第二伸缩组件为气动升降杆。气动升降杆（一种通过压缩空气驱动实现升降功能的机械装置，其核心原理是利用气压变化控制杆体的伸缩，最常见的就是用在可以升降的椅子上）能够通过内部气体压力调节管道轮支架的高度，从而适应不同管径，并且在行进过程中遇到管径变化时，气动升降杆的压缩量变化实现自适应支撑。

12、可选的，所述状态感知模块为摄像头和/或超声波雷达。摄像头用于采集管道内部图像（识别焊缝、涂层缺陷或障碍物），超声波雷达用于测量装置与管道内壁的距离（监测管径变化或前方障碍物距离）。摄像头可为红外摄像头，超声波雷达数量可为周向均布的2～4个，实现全方位监测。

13、进一步的，所述行走支架上还设置有照明设备。照明设备为摄像头提供清晰视野，帮助操作者精准判断喷涂情况，照明设备优选为led灯，也可以通过安装电机，使照明设备可以调节角度。灯光颜色可为白色或紫外光（用于荧光涂层检测）。

14、为了防止喷出的漆液或者其他物质对双向丝杠等造成污染，影响其正常使用，优选的，在两个轴承支架以及滑块基座之间设置风琴式防尘罩（风琴式防尘罩为现有技术，是一种可自由组合的工业防护装置，主要应用于机械设备、汽车装配、医药及食品加工领域，兼具防尘、防水、耐油等功能。其结构采用柔性pvc骨架与外部折页材料复合制成，适配-30℃至80℃环境，支撑高速机械运行并通过热粘接或缝制工艺保障稳定性）。在电机等电气设备外设置护罩。

15、本实用新型的优点和有益效果在于：1.多点支撑设计（至少6组伸缩行走轮机构，均匀分布）确保装置在管道内任意姿态下均有多个轮组与内壁接触，避免单点悬空导致的倾斜或卡死；活动轮面通过丝杠电机调节轮组间距，可帮助行走单元顺利通过管道弯曲段，第一伸缩组件可以适配更多不同直径的管道。

16、2.通过回转电机的精确控制，回转轴带动喷嘴高速旋转，结合流槽与进出液管道的定向输送设计，涂料可均匀覆盖管道内壁全周向，避免人工喷涂的局部漏喷或过厚问题；同时，旋转喷涂方式提高了涂料的雾化效果和附着力，缩短单次喷涂时间，显著提升施工效率。

17、3.管道支撑单元通过管道轮将涂料管悬空支撑，避免了传统装置中涂料管拖拽时与管道内壁的滑动摩擦（摩擦阻力降低90%以上），不仅大幅减小了装置整体行进所需的驱动力（节能且减少电机负载），还防止了涂料管磨损泄漏对已喷涂涂层的污染，确保涂层完整性。

18、4.状态感知模块（摄像头/超声波雷达）实时反馈管道内部环境信息，控制模块结合无线指令动态调整作业参数；照明设备为复杂环境下的视觉感知提供辅助，进一步提升了装置的适应能力。