一种充填管内壁清理装置的制作方法

1.本发明涉及一种充填管内壁清理装置，属于岩土工程、矿业工程技术领域。


背景技术：

2.我国自70年代起逐步使用尾砂充填和胶结充填技术，近年来高浓度全尾砂充填和膏体充填也快速发展。高浓度全尾砂料浆是由全粒级尾矿、水、胶结剂（水泥）等组成的复杂多相流，其具有固相含量高、颗粒表面化学作用强、粒径分布广等特点，由于高浓度全尾砂料浆具有的上述特点，其极为容易黏附在充填管道壁上，当黏附层到达一定厚度便会导致充填管道堵塞。从目前国内已经采用充填采矿技术的矿山生产环节表明，矿山充填管道是整个充填体系的薄弱环节，充填料浆输送到采空区的过程中很容易发生因黏附层过厚而导致充填管道堵塞，料浆一旦在充填管道中发生堵塞或者泄露情况，会造成极大的经济损失和严重的环境污染。
3.如果充填管道因黏附层过厚而导致充填管道堵塞，这将对环境、经济和人员安全都构成严重的威胁，且能够进行充填管内壁清理更是稀少，不能满足如今的科研需求，有鉴于此提出本发明。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题及不足，本发明提出一种充填管内壁清理装置，本装置能够用于充填管内壁清理，为防止充填管於堵提供技术支持。
5.本发明通过以下技术方案实现：一种充填管内壁清理装置，包括冲刷系统、移动控制系统及照明观测系统；所述冲刷系统包括保护盖1、冲刷器2、保护层3、防腐蚀金属外壳4、水压箱5、流量控制箱6、进水阀7、水管9；所述照明观测系统包括横轴移动仪19、旋转仪ⅰ20、照明器21、摄像头23、旋转仪ⅱ24、导线ⅲ25、导线ⅳ26、固定杆ⅰ27、模数转换器28、固定杆ⅱ29、导线
ⅴ
30、导线
ⅵ
31、内壳32、固定杆ⅲ33、装置管道36、隔水层37、保护层ⅱ38；所述移动控制系统包括导线ⅰ8、伸缩支撑脚10、移动轮11、转轴12、避震弹簧13、应力传感器14、导线ⅱ15、主控箱16、防水层17、水流控制开关18；保护盖1布置在冲刷器2上端，冲刷器2左侧与保护层3连接，冲刷器2右侧与隔水层37连接，隔水层37右侧与照明器21连接，照明器21通过导线ⅳ26与主控箱16连接，照明器21外包一层保护层ⅱ38，保护盖1、冲刷器2、保护层ⅰ3、隔水层37、照明器21、保护层ⅱ38组成喷头；喷头两侧各布置一个摄像头23，喷头下端与旋转仪ⅱ24连接，摄像头23下端与横轴移动仪19、旋转仪ⅰ20连接，旋转仪ⅰ20与防腐蚀金属外壳4连接，防腐蚀金属外壳4通过固定杆ⅰ27与内壳32固定，左侧的防腐蚀金属外壳4、内壳32之间布置水管9，水管9通过进水阀7使水流进入流量控制箱6，流量控制箱6上端布置水压箱5，流量控制箱6与冲刷器2连接，防
腐蚀金属外壳4两侧各布置有2个伸缩支撑脚10，伸缩支撑脚10之间布置有移动轮11，移动轮11与转轴12连接，转轴12与防腐蚀金属外壳4连接，防腐蚀金属外壳4底端与装置管道36连接，装置管道36一侧布置有水流控制开关18；装置管道36通过固定杆ⅲ33与内壳32固定，主控箱16分别通过导线
ⅴ
30、导线
ⅵ
31与模数转换器28连接，主控箱16通过导线ⅰ8与流量控制箱6连接，主控箱16通过导线ⅱ15与应力传感器14连接，应力传感器14与避震弹簧13连接，避震弹簧13与转轴12连接，模数转换器28通过导线ⅲ25与摄像头23连接，模数转换器28与固定杆ⅱ29连接，固定杆ⅱ29与内壳32连接。
6.优选地，防腐蚀金属外壳4为高强度防腐蚀金属所制成，通过8根固定杆ⅰ27与内壳32连接在一起，防腐蚀金属外壳4、内壳32两者组成装置主体，防水层17左侧连接水管9，防水层17由防腐蚀塑料制成，水管9由防腐蚀材料制成，水管9通过固定杆ⅰ27固定在防腐蚀金属外壳4跟内壳32之间。
7.具体地，水压箱5、流量控制箱6、进水阀7组成流量控制系统，水流可通过水管9进入流量控制系统，水流经过流量控制系统进入冲刷器2，然后喷射进行充填管道清理。
8.具体地，水管9、水压箱5、流量控制箱6、进水阀7、冲刷器2、保护盖1组成喷射系统，皆为防腐蚀材料制成，该喷射系统可以喷射水流或特定清洁试剂。
9.具体地，伸缩支撑脚10包括柱塞101、气缸102、保护壳103、支架104、吸入口105、排出开口106、泵107、上升限制电路108、复位螺栓109、复位器110、手柄操控器111、操作手柄112，柱塞101下端布置有上升限制电路108，柱塞101、上升限制电路108两侧与支架104连接，支架104与气缸102连接，气缸102外接保护壳103，气缸102与吸入口105连接，排出开口106连通上升限制电路108下端，吸入口105、排出开口106外接泵107，泵107与操作手柄112连接，操作手柄112与手柄操控器111连接，上升限制电路108下端与复位螺栓109连接，复位螺栓109与复位器110连接。
10.具体地，所述的照明器21包括金属反光罩211、固定杆ⅳ212、电池213、保护壳214、电源输入口215、电灯泡216、电源输出口217、金属带ⅰ218、支撑杆219、回路开关220、金属带ⅱ221，导线ⅳ26一端与主控箱16连接，另一端与电源输入口215连接，电源输入口215与电池213连接，电池213通过电源输出口217使电流进入电灯泡216，电灯泡216外接有金属反光罩211，金属反光罩211与金属带ⅰ218连接，回路开关220位于金属带ⅰ218右侧，回路开关220与金属带ⅱ221连接，金属带ⅰ218与回路开关220接触时形成回路，电池213通过支撑杆219与保护壳214连接，保护壳214与固定杆ⅳ212连接。
11.优选地，装置管道36每隔一段距离布置一个由移动轮11、转轴12、避震弹簧13组成的移动器。
12.优选地，摄像头23上端布置有保护帽22。
13.优选地，回路开关220与主控箱16连接。
14.具体地，装置管道36里面布置有导线
ⅶ
34、导线
ⅷ
35，导线
ⅶ
34、导线
ⅷ
35的一端与主控箱16连接，另一端与外部的上位机连接。
15.本发明的有益效果是：（1）本装置能用于充填管内壁清理装置，其结构简单，操作方便；（2）本装置能够通过冲刷系统定点清理充填管道壁，并向地面反馈清理点位置；
（3）本装置能够通过照明观测系统呈现出充填管道壁状况；（4）本装置能够在充填管道中运动或是停留；（5）本装置能够喷射不同液体，从而达到高效清理效果。
附图说明
16.图1是本发明实施例1装置的结构示意图；图2是本发明实施例1伸缩支撑脚的剖面图；图3是本发明实施例1照明器的剖面图。
17.图中：1
‑
保护盖，2
‑
冲刷器，3
‑
保护层，4
‑
防腐蚀金属外壳，5
‑
水压箱，6
‑
流量控制箱，7
‑
进水阀，8
‑
导线ⅰ，9
‑
水管，10
‑
伸缩支撑脚，11
‑
移动轮，12
‑
转轴，13
‑
避震弹簧，14
‑
应力传感器，15
‑
导线ⅱ，16
‑
主控箱，17
‑
防水层，18
‑
水流控制开关，19
‑
横轴移动仪，20
‑
旋转仪ⅰ，21
‑
照明器，22
‑
保护帽，23
‑
摄像头，24
‑
旋转仪ⅱ，25
‑
导线ⅲ，26
‑
导线ⅳ，27
‑
固定杆ⅰ，28
‑
模数转换器，29
‑
固定杆ⅱ，30
‑
导线
ⅴ
，31
‑
导线
ⅵ
，32
‑
内壳，33
‑
固定杆ⅲ，34
‑
导线
ⅶ
，35
‑
导线
ⅷ
，36
‑
装置管道，37
‑
隔水层，38
‑
保护层ⅱ，101
‑
柱塞，102
‑
气缸，103
‑
保护壳，104
‑
支架，105
‑
吸入口，106
‑
排出开口，107
‑
泵，108
‑
上升限制电路，109
‑
复位螺栓，110
‑
复位器，111
‑
手柄操控器，112
‑
操作手柄，211
‑
金属反光罩，212
‑
固定杆ⅳ，213
‑
电池，214
‑
保护壳，215
‑
电源输入口，216
‑
电灯泡，217
‑
电源输出口，218
‑
金属带ⅰ，219
‑
支撑杆，220
‑
回路开关，221
‑
金属带ⅱ。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.实施例1：如图1
‑
3所示，一种充填管内壁清理装置，包括冲刷系统、移动控制系统及照明观测系统；所述冲刷系统包括保护盖1、冲刷器2、保护层3、防腐蚀金属外壳4、水压箱5、流量控制箱6、进水阀7、水管9；所述照明观测系统包括横轴移动仪19、旋转仪ⅰ20、照明器21、摄像头23、旋转仪ⅱ24、导线ⅲ25、导线ⅳ26、固定杆ⅰ27、模数转换器28、固定杆ⅱ29、导线
ⅴ
30、导线
ⅵ
31、内壳32、固定杆ⅲ33、装置管道36、隔水层37、保护层ⅱ38；所述移动控制系统包括导线ⅰ8、伸缩支撑脚10、移动轮11、转轴12、避震弹簧13、应力传感器14、导线ⅱ15、主控箱16、防水层17、水流控制开关18；保护盖1布置在冲刷器2上端，起到防堵塞作用，冲刷器2左侧与保护层3连接，冲刷器2右侧与隔水层37连接，隔水层37起到隔绝水流作用，隔水层37右侧与照明器21连接，照明器21通过导线ⅳ26与主控箱16连接，照明器21外包一层保护层ⅱ38，保护盖1、冲刷器2、保护层ⅰ3、隔水层37、照明器21、保护层ⅱ38组成喷头；照明器21为高亮度电灯起照明作用，水流可通过隔水层37对照明器21进行散热作用。
21.喷头两侧各布置一个摄像头23，起到实时观察充填管道内壁状况进行反馈，喷头下端与旋转仪ⅱ24连接，旋转仪ⅱ24能够让喷头进行自由转向，通过旋转仪ⅱ24可调整喷头方向，起到定点清理目的，摄像头23下端与横轴移动仪19、旋转仪ⅰ20连接，横轴移动仪19能够让摄像头横向移动、旋转仪ⅰ20能够让摄像头23自由旋转，旋转仪ⅰ20与防腐蚀金属外壳4连接，防腐蚀金属外壳4通过固定杆ⅰ27与内壳32固定，左侧的防腐蚀金属外壳4、内壳32之间布置水管9，水管9通过进水阀7使水流进入流量控制箱6，流量控制箱6上端布置水压箱5，流量控制箱6与冲刷器2连接，防腐蚀金属外壳4两侧各布置有2个伸缩支撑脚10，伸缩支撑脚10可伸展与充填管道接触，从而使装置固定在充填管道中，伸缩支撑脚10之间布置有移动轮11，通过移动轮11可使装置在充填管道内运动，移动轮11与转轴12连接，转轴12与防腐蚀金属外壳4连接，防腐蚀金属外壳4底端与装置管道36连接，防腐蚀金属外壳4底端与装置管道36连接，装置管道36一侧布置有水流控制开关18；装置管道36通过固定杆ⅲ33与内壳32固定，主控箱16分别通过导线
ⅴ
30、导线
ⅵ
31与模数转换器28连接，主控箱16通过导线ⅰ8与流量控制箱6连接，主控箱16通过导线ⅱ15与应力传感器14连接，应力传感器14与避震弹簧13连接，当伸缩支撑脚10伸展时，应力传感器14对避震弹簧13的应力进行测量，若应力传感器14测量数值为0时说明避震弹簧13里面的弹簧完全伸展，说明伸缩支撑脚10已经与管壁接触。移动轮11通过转轴12与避震弹簧13连接，避震弹簧13起到避震作用，模数转换器28通过导线ⅲ25与摄像头23连接，模数转换器28与固定杆ⅱ29连接，固定杆ⅱ29与内壳32连接。
22.进一步地，防腐蚀金属外壳4为高强度防腐蚀金属所制成，通过8根固定杆ⅰ27与内壳32连接在一起，防腐蚀金属外壳4、内壳32两者组成装置主体，防水层17左侧连接水管9，防水层17由防腐蚀塑料制成，起隔水作用，水管9由防腐蚀材料制成，通过固定杆ⅰ27固定在防腐蚀金属外壳4跟内壳32之间。
23.进一步地，水压箱5、流量控制箱6、进水阀7组成流量控制系统，水流可通过水管9进入流量控制系统，进水阀7、水压箱5起到保护作用，流量控制箱6起流量控制作用，水流经过流量控制系统进入冲刷器2，然后喷射进行充填管道清理。冲刷器2为防腐蚀材料，冲刷器2前端布置保护盖1，保护盖1只在喷射作业时打开以防止冲刷器2被堵塞。
24.进一步地，水管9、水压箱5、流量控制箱6、进水阀7、冲刷器2、保护盖1组成喷射系统，皆为防腐蚀材料制成，该喷射系统不仅仅能喷射水流，还能喷射特定试剂，以起到高效清理效果。
25.进一步地，伸缩支撑脚10包括柱塞101、气缸102、保护壳103、支架104、吸入口105、排出开口106、泵107、上升限制电路108、复位螺栓109、复位器110、手柄操控器111、操作手柄112，柱塞101下端布置有上升限制电路108，柱塞101、上升限制电路108两侧与支架104连接，支架104与气缸102连接，气缸102外接保护壳103，气缸102与吸入口105连接，排出开口106连通上升限制电路108下端，吸入口105、排出开口106外接泵107，泵107与操作手柄112连接，操作手柄112与手柄操控器111连接，上升限制电路108下端与复位螺栓109连接，复位螺栓109与复位器110连接。
26.手柄操控器111控制操作手柄112工作，使气体通过吸入口105进入气缸102，当到达一定压强使，柱塞101外伸，上升限制电路108起保护作用，当伸缩支撑脚10不工作时复位器110通过109进行气体外排，从而使柱塞101内缩。
27.进一步地，所述的照明器21包括金属反光罩211、固定杆ⅳ212、电池213、保护壳214、电源输入口215、电灯泡216、电源输出口217、金属带ⅰ218、支撑杆219、回路开关220、金属带ⅱ221，导线ⅳ26一端与主控箱16连接，另一端与电源输入口215连接，电源输入口215与电池213连接，电池213通过电源输出口217使电流进入电灯泡216，电灯泡216外接有金属反光罩211，金属反光罩211与金属带ⅰ218连接，回路开关220位于金属带ⅰ218右侧，回路开关220与金属带ⅱ221连接，金属带ⅰ218与回路开关220接触时形成回路，电池213通过支撑杆219与保护壳214连接，保护壳214与固定杆ⅳ212连接，通过回路开关220控制金属带ⅰ218与金属带ⅱ221是否形成回路。
28.进一步地，装置管道36每隔一段距离布置一个由移动轮11、转轴12、避震弹簧13组成的移动器，以达到支撑装置管道36目的。
29.进一步地，摄像头23上端布置有保护帽22，保护帽22可以防止弄脏镜头。
30.进一步地，回路开关220可以通过人为的手工按下，也可以通过控制箱16的控制，自动按下。本实施例中，回路开关220与主控箱16连接，自动按下。
31.具体地，装置管道36里面布置有导线
ⅶ
34、导线
ⅷ
35，导线
ⅶ
34、导线
ⅷ
35的一端与主控箱16连接，另一端与外部的上位机连接。
32.本发明的工作原理是：1、启动装置，关闭手柄操控器111，开启复位器110通过复位螺栓109使气缸102气体排出达到柱塞101内缩的目的，通过主控箱16使12转动，最终达到装置前进的目的。
33.2、通过主控箱16使回路开关220开启，令金属带ⅰ218跟金属带ⅱ221形成闭合回路，从而使得电灯泡216工作，其中金属反光罩211起到照明放大效果，光线最终通过照明器21照在充填管道内，此时开启摄像头23观测充填管道壁状况，可通过横轴移动仪19、旋转仪ⅰ20控制摄像头23的转向。
34.3、当摄像头23观测到充填管道壁上有黏附时，关闭转轴12转动功能，开启手柄操控器111使操作手柄112工作，泵107将向吸入口105泵送气体，气缸102达到一定压强使柱塞101外伸，从而使伸缩支撑脚10与管壁充分接触，使装置稳定停留。
35.4、打开水流控制开关18、进水阀7，使水流进入流量控制系统，打开流量控制箱6对流量进行测量，然后通过旋转仪ⅱ24调整喷头方向，并打开保护盖1让水流通过冲刷器2对着黏附处喷射，由于上述部件材料皆可防腐蚀，喷射的液体不局限于水流，也可以是其他试剂。
36.5、当通过摄像头23观察到黏附已经清理干净时，关闭手柄操控器111，开启复位器110通过复位螺栓109使气缸102气体排出达到伸缩支撑脚10内缩的目的，通过主控箱16使转轴12转动，令装置继续前进，直到充填管道壁完全清理干净时，关闭保护盖1、冲刷器2、摄像头23功能，收缩伸缩支撑脚10并开启转轴12转动功能，最终回收装置。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前
提下作出各种变化。