一种管道内壁清理装置的制作方法

1.本发明涉及管路清理领域，更具体地说，涉及一种管道内壁清理装置。


背景技术：

2.目前，管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。
3.在航天领域中使用的管道对其内壁使用要求较高，需要对管道内壁进行打磨、清洗、除锈等操作，以保护试验产品的安全与质量。为了便于对管道内壁进行清理，本领域技术人员设计了清理装置。但是，现有的清理装置只能对某一内径尺寸的管道进行清理，无法对不同内经的管道进行清理，从而降低了清理装置的使用范围。
4.因此，如何设计一种管道内壁清理装置，该清理装置能够对不同内径尺寸的管道进行清理，以扩大清理装置的使用范围，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是设计一种管道内壁清理装置，该清理装置能够对不同内径尺寸的管道进行清理，以扩大清理装置的使用范围。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种管道内壁清理装置，其特征在于，包括：
7.第一电机；
8.清理组件，所述清理组件包括清理片和调节架，在所述第一电机的输出轴的径向上所述清理片设置在所述调节架远离所述第一电机的输出轴的一端，所述调节架与所述第一电机的输出轴周向固定，所述调节架在所述第一电机的输出轴的径向上的尺寸可调；
9.调节机构，所述调节机构用于驱动所述第一电机沿着上下方向移动；
10.限位机构，所述限位机构用于对待清理管道进行限位。
11.优选地，所述调节架包括：
12.套管安装板，所述套管安装板的一侧与所述第一电机的输出轴连接；
13.套管，所述套管的一端连接在所述套管安装板的另一侧，且所述套管沿着所述第一电机的输出轴的轴向布置；
14.与所述套管安装板相对布置的内杆安装板；
15.内杆，所述内杆的一端可转动地连接在所述内杆安装板的一侧，所述内杆的另一端螺纹安装于所述套管内；
16.第一调节杆和第二调节杆，所述第一调节杆的一端铰接在所述套管安装板上，所述第二调节杆的一端铰接在所述内杆安装板上，；
17.清理片安装板，所述清理片安装板用于安装所述清理片，所述第一调节杆的另一端和所述第二调节杆的另一端均铰接在所述清理片安装板上。
18.优选地，所述第一电机的输出轴在带动所述清理组件旋转时，有使所述套管和所述内杆旋合的趋势，以使所述清理片与待清理管道的内壁抵紧。
19.优选地，所述第一调节杆为两个，两个所述第一调节杆分设在所述套管的两侧，所述第二调节杆为两个，两个所述第二调节杆分设在所述套管的两侧，所述清理片安装板为两个，两个所述清理片安装板分设在所述套管的两侧。
20.优选地，两个所述第一调节杆、两个所述第二调节杆、两个所述清理片安装板、一个所述套管以及一个所述内杆组成一个清理单元，沿着所述第一电机的输出轴的轴线方向设置有多个所述清理单元。
21.优选地，所述调节机构还能够驱动所述第一电机沿着所述第一电机的输出轴的轴线方向移动。
22.优选地，所述调节机构包括：调节板、第二电机、第一丝杠、滑台、第一驱动装置；
23.所述第二电机安装于所述调节板上，所述第二电机的输出轴与所述第一丝杠连接，所述第一丝杠沿着上下方向布置；所述第一电机的机座上设置有与所述第一丝杆螺纹配合的螺纹通孔，所述调节板上设置有与所述第一电机的机座配合的第一限位轨道，所述第一限位轨道沿着上下方向延伸；
24.所述调节板可滑动地设置在所述滑台上，所述滑台沿着水平方向延伸，所述第一驱动装置用于驱动所述调节板沿着所述滑台滑动。
25.优选地，所述滑台为两个，两个所述滑台分设在所述调节板的顶部和底部。
26.优选地，所述限位机构包括：
27.固定设置的支撑板，所述支撑板上设置有沿着水平方向延伸的通槽，所述待清理管道置于所述支撑板上，且所述待清理管道的底部卡于所述通槽内；
28.设置于所述支撑板上方的压板，所述压板用于压紧所述待清理管道；
29.第二驱动装置，所述第二驱动装置用于驱动所述压板上下移动。
30.优选地，所述支撑板靠近所述第一电机的一端设置有第一挡块，所述压板靠近所述第一电机的一端设置有第二挡块，所述第一挡块和所述第二挡板用于阻挡所述待清理管道的靠近所述第一电机的端部；
31.所述支撑板远离所述第一电机的一端设置有第一限位件，所述第一限位件在第三驱动装置的驱动下沿着水平方向移动，所述压板远离所述第一电机的一端设置有第二限位件，所述第二限位件在第四驱动装置的驱动下沿着水平方向移动，所述第一限位件和所述第二限位件均用于对所述待清理管道的远离所述第一电机的一端形成限位。
32.优选地，所述第三驱动装置包括第二丝杠和第三电机，所述第三电机的输出轴与所述第二丝杠连接，所述第一限位件上设置有与所述第二丝杠螺纹配合的通孔；所述第二丝杠、所述第三电机均位于所述支撑板的下方，所述第一限位件通过所述通槽伸出在所述支撑板上方。
33.优选地，所述第四驱动装置包括第三丝杠，所述第二限位件上设置有与所述第三丝杠配合的螺纹通孔，所述压板面对所述支撑板的一面设置有安装槽，所述第三丝杠可转动地安装在所述安装槽内，所述安装槽的内壁上设置有与所述第二限位件配合的第二限位轨道，所述第二限位轨道沿着水平方向延伸，所述第三丝杠远离所述第一电机的一端设置有用于驱动所述第三丝杠转动的摇把。
34.优选地，所述第二驱动装置为液压缸。
35.优选地，靠近所述第一挡块或所述第二挡块处设置有喷头，所述喷头正对所述待清理管道的内部，所述喷头与清理液液源，或者与清理气气源连通。
36.优选地，所述支撑板的远离所述第一电机的一端设置有过滤板，所述过滤板与所述待清理管道的远离所述第一电机的一端接通，在远离所述第一电机的方向上，所述过滤板逐渐向下倾斜。
37.优选地，还包括机架，所述第一电机、所述清理组件、所述调节机构以及所述限位机构均设置在所述机架上，所述机架的底部还设置有滚轮。
38.优选地，所述清理片可拆卸地设置在所述清理片安装板上。
39.从上述技术方案可以看出，由于调节架在第一电机的输出轴的径向上的尺寸可调，而调节架又是随着第一电机的输出轴转动的，因此设置在调节架上的清理片回转所形成的圆柱的内径是可调的。对于大内径尺寸的管道，那么就调大调节架在第一电机的输出轴的径向上的尺寸，以使清理片接触到大内径的待清理管道的内壁。对于小内径尺寸的管道，那么就调小调节架在第一电机的输出轴的径向上的尺寸，以使清理片接触小内经的管道的内径。
40.在本发明中能够根据管道的内径大小来调节调节架的径向尺寸，从而使清理片能够与不同内径的管道的内壁接触，以完成对不同内径的管道的内壁的清理。本发明中的管道内壁清理装置的使用范围较广。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本发明一具体实施例提供的管道内壁清理装置的主视图；
43.图2为本发明一具体实施体提供的未包含清理组件和第一电机的管道内壁清理装置的主视图；
44.图3为本发明一具体实施例提供的清理组件的结构示意图；
45.图4为图3中a的放大图。
46.其中，1为机架、2为第一电机的输出轴、3为调节板、4为第二电机、5为滑台、6为压板、7为安装槽、8为液压缸、9为第三丝杠、10为摇把、11为第二限位件、12为过滤板、13为支撑板、14为第三电机、15为第一限位件、16为第二丝杠、17为通槽、18为第一挡块、19为第一电机、20为喷嘴、21为第一调节杆、22为第二调节杆、23为套管安装板、24为套管、25为内杆、26为内杆安装板、27为清理片安装板。
具体实施方式
47.本发明公开了一种管道内壁清理装置，该清理装置能够对不同内径尺寸的管道进行清理，以扩大清理装置的使用范围。
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
49.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上下方向”、“水平方向”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设备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。
50.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
51.本发明公开了一种管道内壁清理装置，该装置主要包括：第一电机19、清理组件、调节机构以及限位机构。其中第一电机19用于驱动清理组件转动。清理组件包括清理片和调节架。在第一电机19的输出轴12的径向上清理片安装在调节架远离第一电机19的输出轴12的一端。调节架在第一电机19的输出轴2的径向上的尺寸可以调节。调节架与第一电机19的输出轴2周向固定(具体地，可以为键连接)。限位机构用于对管道进行限位，确保待清理管道(以下简称管道)在被清理时保持不动。调节机构用于驱动第一电机19沿着上下方向移动。
52.由于调节架在第一电机19的输出轴2的径向上的尺寸可调，而调节架又是随着第一电机19的输出轴2转动的，因此设置在调节架上的清理片回转所形成的圆柱的内径是可调的。对于大内径管道，那么就调大调节架在第一电机19的输出轴2的径向上的尺寸，以使清理片接触到大内径管道的内壁。对于小内径管道，那么就调小调节架在第一电机19的输出轴2的径向上的尺寸，以使清理片接触小内径管道的内壁。
53.在本发明中能够根据管道的内径大小来调节调节架的径向尺寸，从而使清理片能够与不同内径的管道的内壁接触，以完成对不同内径的管道的内壁的清理。本发明中的管道内壁清理装置的使用范围较广。
54.需要说明的是，当管道的内径发生变化时，管道的中心轴线距离地面的高度也会发生变化。而第一电机19的输出轴2的轴线需要与管道的中心轴线重合。因此，当管道的内径发生变化时，调节机构会驱动第一电机19向上或者向下移动，以使第一电机19的输出轴2的轴线与管道的中心轴线重合。
55.接下来详细介绍调节架：调节架包括套管安装板23、套管24、内杆安装板26、内杆25、第一调节杆21、第二调节杆22以及清理片安装板27。套管安装板23的一侧与第一电机19的输出轴2连接。具体地，套管安装板23与第一电机19的输出轴2之间可以为键连接。套管24沿着第一电机19的输出轴2的轴向布置，套管24的一端固连在套管安装板23背对第一电机19的一侧。内杆安装板26与套管安装板23相对布置。内杆25的一端固连在内杆安装板26面对套管安装板23的一侧。内杆25的另一端螺纹安装于套管24内。第一调节杆21的一端铰接在套管安装板23上，另一端铰接在清理片安装板27上。第二调节杆22的一端铰接在内杆安装板26上，另一端铰接在清理片安装板27上。清理片安装板27用于安装清理片。
56.需要说明的是，套管安装板23和清理片安装板27上均设置有利于第一调节杆21铰接安装的铰接耳，内杆安装板26和清理片安装板27上均设置有利于第二调节杆22铰接安装
的铰接耳。
57.在朝一个方向转动内杆25时，内杆25旋合入套管24内，套管安装板23和内杆安装板26之间的距离变短，清理片安装板27向远离套管24的方向移动，如此便能够清理大内径管道。在朝另一个方向转动内杆25时，内杆25从套管24中旋出，套管安装板23和内杆安装板26之间的距离变大，清理片安装板27会向靠近套管24的方向移动，如此便能够清理小内径管道。本发明中内杆25与套管24的螺纹配合实现了调节架径向尺寸的调节，该调节方式简单，且调节架便于加工制作。
58.本领域技术人员可以理解的是，套管安装板23与第一电机19的输出轴2连接，套管24的一端连接在套管安装板23上。在第一电机19带动套管安装板23和套管24转动时，套管24和内杆25之间会旋合或者旋离，从而导致套管安装板23和内杆安装板26之间的距离不稳定。为了确保套管安装板23和内杆安装板26之间的距离稳定，可以通过锁紧件将套管24和内杆25锁紧。在调节调节架的径向尺寸时，再解除锁紧件。
59.本发明未采取锁紧件，而是通过限定第一电机19的输出轴2的转动方向，以使第一电机19的输出轴2带动套管24旋转时，套管24和内杆25具有旋合的趋势，如此，调节架的径向尺寸具有变大的趋势，那么就能够确保清理片与管道的内壁紧密接触。在清理的过程中，如果清理片发生了磨损而变薄，那么在旋合力的作用下，调节架的径向尺寸会变大，从而使磨损后的清理片继续与管道的内壁紧密接触。本发明中的清理片无论磨损与否始终能够与管道的内壁紧密接触，从而提高了清理效果。
60.本发明中的第一调节杆21为两个，两个第一调节杆21分设在套管24的两侧。第二调节杆22为两个，两个第二调节杆22分设在套管24的两侧。清理片安装板27为两个，两个清理片安装板27分设在套管24的两侧。如此，在套管24的两侧对称设置有两个清理片，以优化清理效果。
61.本发明将两个第一调节杆21、两个第二调节杆22、两个清理片安装板27、一个套管24以及一个内杆25组成一个清理单元。沿着第一电机19的输出轴2的轴线方向设置有多个清理单元。
62.在第一电机19的输出轴2的轴向上，清理片间隔分布。如果清理组件仅仅作转动，那么相邻的两个清理片之间的局域便无法被清理到。因此还需要清理组件具有轴向的移动，以避免产生清理死角。为此，本发明限定调节机构除了能够驱动第一电机19沿着上下方向移动外，还能够驱动第一电机19沿着轴向移动。在具体的清理过程中，清理组件可以边转动边轴向移动，还可以先转动，之后再轴向移动。
63.关于调节机构的具体结构：本发明中的调节机构包括调节板3、第二电机4、第一丝杠、滑台5、第一驱动装置。第二电机4安装于调节板3上，第二电机4的输出轴与第一丝杠连接，第一丝杠沿着上下方向布置。第一电机19的机座上设置有与第一丝杆螺纹配合的螺纹通孔。调节板3上设置有与第一电机19的机座配合的第一限位轨道，该第一限位轨道沿着上下方向延伸。在第二电机4的输出轴转动时，第一丝杠会转动，与第一丝杠螺纹连接的第一电机19的机座由于受到第一限位轨道的限位作用而上下移动。如果管道的内径发生了变化，那么管道的中心轴线离地面的高度也会发生变化。因此控制第二电机4正转或者反转，以驱动第一电机19上下移动。
64.调节板3可滑动地设置在滑台5上，滑台5沿着水平方向(与第一电机19的输出轴2
的轴线平行的方向)延伸。第一驱动装置用于驱动调节板3沿着滑台5滑动。具体地，可以在滑台5上设置沿着水平方向延伸的轨道槽，在调节板3上设置与轨道槽配合的滑块。滑块与轨道槽的配合能够确保调节板3精准、稳定地水平方向移动。
65.本发明将滑台5设置为两个，两个滑台5分设在调节板3的顶部和底部，如此便能够增加调节板3的平衡性，利于调节板3水平方向移动。
66.需要说明的是第一驱动装置具体地可以为液压缸、或者直线电机、或者丝杠机构。
67.由上文的描述可知，限位机构用于对管道进行限位，以确保管道在清理的过程中保持不动。接下来具体介绍限位机构：限位机构包括：支撑板13、压板6、第二驱动装置。支撑板13上设置有沿着水平方向延伸的通槽17。管道置于支撑板13上，且管道的底部卡于通槽内。如此，支撑板13对管道形成支撑作用，通槽对管道形成限位作用。
68.压板6设置在支撑板13的上方，压板6用于压紧管道。第二驱动装置用于驱动压板6上下移动，如此便能够使压板6压紧不同直径的管道，同时还利于调节压板6的压紧力。
69.第二驱动装置可以为丝杠装置、液压缸装置。本发明优选地将第二驱动装置设置为液压缸。液压缸具有较高的作业精度，且方便安装。液压缸的缸座通过螺栓连接在机架1上，液压缸的活塞杆通过螺栓与压板6连接。并且，为了确保压板6上下移动的稳定性，可以设置两个液压缸，两个液压缸沿着水平方向并排设置。
70.为了进一步提高限位机构的限位效果，本发明还作出了如下设计：在支撑板13靠近第一电机19的一端设置了第一挡块18，在压板6靠近第一电机19的一端设置了第二挡块。第一挡块18和第二挡块用于阻挡管道的靠近第一电机19的端部。
71.本发明在支撑板13的远离第一电机19的一端设置了第一限位件15，第一限位件15能够在第三驱动装置的驱动下沿着水平方向移动。压板6远离第一电机19的一端设置有第二限位件11，第二限位件11在第四驱动装置的驱动下沿着水平方向移动。第一限位件15和第二限位件11均用于对管道的远离第一电机19的一端形成限位。如此，第一挡块18和第二挡块对管道的一端进行限位，第一限位件15和第二限位件11对管道的另一端进行限位。如此，便能够提高管道的安全性，防止管道抖动，从而提高清理质量。
72.由于第一限位件15和第二限位件11可以沿着水平方向移动，因此可以对不同长度的管道进行限位，从而进一步拓宽了使用范围。
73.具体地，本发明中的第三驱动装置包括第二丝杠16和第三电机14。第三电机14的输出轴与第二丝杠16连接。第一限位件15上设置有与第二丝杠16螺纹配合的通孔。第二丝杠16和第三电机14均位于支撑板13的下方。第一限位件15同时配合于支撑板13上的通槽17内，并且第一限位件15通过通槽17后伸出在支撑板13的上方，以限位管道的端部。在第三电机14带动第二丝杠16转动时，由于第一限位件15受到通槽17的限位作用，第一限位件15会作水平方向移动。
74.本发明中的第四驱动装置包括第三丝杠9，第二限位件11上设置有与第三丝杠9配合的螺纹通孔。压板6面对支撑板13的一面设置有安装槽7，第三丝杠9可转动地设置在安装槽7内。安装槽7的内壁上设置有与第二限位件11配合的第二限位轨道，并且第二限位轨道沿着水平方向延伸。考虑到压板6是由液压缸驱动进行上下移动，不便于在压板6上设置驱动电机，因此本发明采用手动的方式来驱动第三丝杠9转动。具体地，本发明在第三丝杠9的远离第一电机19的一端设置了摇把10。
75.需要说明的是，由于支撑板13和压板6靠近第一电机19的一端空间有限，因此本发明将第一限位件15和第三电机14设置在了支撑板13远离第一电机19的一端，将第二限位件11和摇把10设置在了压板6远离第一电机19的一端。
76.在清理的过程中需要向管道内喷入清理液，考虑到避免与第三驱动装置和第四驱动装置发生干涉，本发明将喷射清理液，或者喷射清理气的喷头设置在了第一挡块18或者第二挡块处。喷头与清理液液源或者与清理气气源连通。
77.在清理的过程中，清理液中会混入铁屑、灰尘等颗粒物。如果这些颗粒物跌落到机架1上，或者地面上，还需要人工清扫。为了避免人工清扫，降低人工劳动强度，本发明在支撑板13的远离第一电机19的一端设置了过滤板12，过滤板12与待清理管道的远离第一电机19的一端接通，并且，在远离第一电机19的方向上，过滤板12逐渐向下倾斜，以利于清理液的排出。
78.本发明中的管道内壁清理装置还包括机架1。第一电机19、清理组件、调节机构以及限位机构均设置在机架1上。两个滑台5连接在机架1的侧部。支撑板13设置在机架1的下部。用于驱动压板6的液压缸的缸座通过螺栓连接在机架1的顶部。喷嘴20安装在机架1的竖梁上。本发明还在机架1的底部设置了滚轮，以便于装置的移动，方便使用，提高了装置的实用性与便捷性。
79.清理片可设置为抛光布、砂纸或百洁布等清洁物品。并且，清理片可拆卸地连接在清理片安装板27上，以便于对清理片进行更换。
80.本发明中的管道内壁清理装置的工作原理如下：使用时，根据管道长度，启动第三电机14，从而驱动第一限位件15向着第一挡块18的方向移动，待第一限位件15移动到与第一挡块18的距离稍大于管道的长度时，使第三电机14停止。之后将管道放置在支撑板13上，并使管道底部落在通槽17内，同时使管道一端靠在第一挡块18上。之后再次启动第三电机14，使第一限位件15与第一挡块18夹紧管道的两端。随后启动液压缸，带动压板6下降，对管道顶部进行压紧。旋转摇把10，带动第二限位件11向着第二挡块的方向移动，以对管道两端进行夹紧。将多个清理单元依次连接成清理组件，使清理组件的长度与管道的长度接近相等。根据清理要求，在清理片安装板27上安装合适的清理片。根据管道的内径旋转内杆25，以使清理片的回转直径与管道的内径相等。启动第一电机19，使清理组件旋转，根据清理片与管道内壁的接触情况通过第二电机4来调节第一电机19的上下位置，以使第一电机19的输出轴2的轴线与管道的轴线重合，从而确保所有的清理片均与管道的内壁接触。之后在第一电机19和第一驱动装置的作用下，清理片边旋转边水平方向移动进行清理。同时，打开喷头，以向管道内喷射清理液或者清理气。
81.最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
82.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
83.所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对
这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。