CN111215405A - 一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道除垢领域，具体涉及一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，包括：刮壁机构，用以将管状结构的内壁上的污垢进行刮除；行走机构，与刮壁机构连接，用以驱动刮壁机构行走和完成刮除动作，所述行走机构包括：壳体，呈筒状结构；固定轴，设置在壳体内且位于壳体的轴线上，固定轴的两端固定在壳体的两端上；第一滚轮组件，设置在固定轴的一端，包括多个第一滚轮，多个第一滚轮相对于所述固定轴的轴线在同一圆周上等角度地设置，并且第一滚轮距离固定轴的轴线的距离可调整；第二滚轮组件，设置在固定轴的另一端，包括多个第二滚轮，多个第二滚轮相对于固定轴的轴线在同一圆周上等角度地设置，并且第二滚轮距离固定轴的轴线的距离可调整，所述第一滚轮和第二滚轮使行走机构沿着固定轴的轴线的方向行走。该自动刮垢设备能够自动地对不同直径的管状结构内的污垢进行刮除。

Description

一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备

技术领域

本发明涉及管道除垢领域，具体涉及一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备。

背景技术

管道是指用管子、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。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。各种管道在使用前都应清洗干净，某些管道还应定期清洗内部。为了清洗方便，在管道上设置有过滤器或吹洗清扫孔。在长距离输送石油和天然气的管道上，须用清扫器定期清除管内积存的污物，为此要设置专用的发送和接收清扫器的装置。在对于一些已经投入实用很久的大型水管或者其他管路进行清理作业的过程中，多采用高压水冲刷的方式进行清洗，而对于一些附着在管壁上的污垢，喷头无法将其冲刷干净。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，该设备能够对管状结构上的污垢进行刮除，相比于简单的冲刷，能够达到更好的清洁效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，包括：

刮壁机构，用以将管状结构的内壁上的污垢进行刮除；

行走机构，与刮壁机构连接，用以驱动刮壁机构行走和完成刮除动作，所述行走机构包括：

壳体，呈筒状结构；

固定轴，设置在壳体内且位于壳体的轴线上，固定轴的两端固定在壳体的两端上；

第一滚轮组件，设置在固定轴的一端，包括多个第一滚轮，多个第一滚轮相对于所述固定轴的轴线在同一圆周上等角度地设置，并且第一滚轮距离固定轴的轴线的距离可调整；

第二滚轮组件，设置在固定轴的另一端，包括多个第二滚轮，多个第二滚轮相对于固定轴的轴线在同一圆周上等角度地设置，并且第二滚轮距离固定轴的轴线的距离可调整，所述第一滚轮和第二滚轮使行走机构沿着固定轴的轴线的方向行走。

优选地，所述第二滚轮组件还包括固定在固定轴上的第二套环、固定在第二套环上且沿着所述固定轴的径向延伸的多个伸缩杆以及设置在每个伸缩杆的远离第二套环一端的轮架，第二滚轮可旋转地设置在所述轮架上，每个第二滚轮所在的平面穿过所述固定轴的轴线且每个第二滚轮的旋转轴线垂直于所述固定轴的轴线，在每个伸缩杆上套有一始终处于压缩状态的第二弹簧，所述第二弹簧使伸缩杆始终具有伸长的趋势。

优选地，所述第一滚轮组件包括多个第一同步轮和与第一同步轮具有同等数量的第二同步轮，所述第一同步轮与对应的第二同步轮通过支撑杆连接并且第一同步轮和对应第二同步轮相对支撑杆可旋转，第一同步轮与对应的第二同步轮通过同步带传动，所述第一滚轮设置在所述第二同步轮上，第一滚轮与对应的第二同步轮同轴设置，且平行于对应的第二滚轮，所述第一同步轮可旋转地固定在所述壳体的内壁上，所述第一同步轮所在的平面穿过所述固定轴的轴线且第一同步轮的旋转轴线垂直于所述固定轴的轴线，所述第二同步轮的旋转轴线平行于对应的第一同步轮的旋转轴线。

优选地，所述第一滚轮组件还包括可滑动地套设在所述固定轴上且位于第二套环与第一滚轮之间的第一套环，每个支撑杆与所述第一套环之间设置有第一连接杆，所述第一连接杆一端与对应的第一套环铰接，另一端与对应的支撑杆铰接，并且在固定轴上且位于第一套环与第二套环之间套设有第一弹簧，所述第一弹簧始终处于被压缩的状态。

优选地，在所述固定轴的靠近第一滚轮组件的位置处可旋转地设置有第一端面齿轮，在所述第一同步轮的一侧设置有第二端面齿轮，在所述固定轴的靠近第一滚轮组件的一端处固定有支架，固定轴通过支架固定在所述壳体的一端上，在所述支架对应每个第一滚轮的位置处设置有轴座，在每个轴座上设置有一传动轴，传动轴的两端分别设置有一传动齿轮，传动轴两端的传动齿轮分别与第一端面齿轮和第二端面齿轮啮合。

优选地，所述行走机构还包括设置在壳体内的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设置有主动齿轮，所述第一端面齿轮的齿背离第二滚轮组件，在所述第一端面齿轮的朝向第一滚轮组件的一侧设置有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。

优选地，所述刮壁机构包括可旋转地设置在壳体的靠近第一滚轮组件一端的外侧且与所述固定轴同轴设置的圆环和端部铰接在圆环上的多个刮壁连杆，多个刮壁连杆相对于圆环等角度地设置，所述刮壁连杆的远离圆环的一端能够与管状结构的内壁接触。

优选地，所述刮壁连杆包括一端与圆环铰接的第二连杆、与第二连杆的另一端铰接的刮杆以及设置在第二连杆与刮杆铰接处的扭簧，第二连杆与固定轴的轴线背离第一滚轮组件一侧的夹角小于90°，所述扭簧始终具有使刮杆向着远离固定轴的轴线的方向旋转的趋势。

优选地，在所述圆环内同轴且同圆心地设置有中心齿轮，在中心齿轮与圆环之间设置有多个副齿轮，在所述圆环的内壁上设置有一圈齿，所述副齿轮分别与中心齿轮和圆环啮合，多个副齿轮可旋转地设置在壳体的一端上。

优选地，所述刮壁机构还包括联动环，每个第二连杆通过第三连杆与联动环连接，并且第三连杆的一端与对应的第二连杆铰接，另一端与联动环铰接，所述联动环能够沿着所述固定轴的轴线来回移动。

本发明的有益效果：该自动刮垢设备能够对管状结构上的污垢进行刮除，相比于简单的冲洗，能够将刮除更为牢固地粘附在管状结构上的污垢；该设备具有行走机构和刮壁机构的最大直径均可调整，这样能够适用于不同直径的管状结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1所示为本发明的立体结构示意图；

图2所示为本发明的立体结构分解示意图；

图3所示为本发明的局部立体结构示意图；

图4所示为行走装置的内部立体结构示意图一；

图5所示为行走装置的内部立体结构示意图二；

图6所示为刮壁装置的立体结构示意图一；

图7所示为图6中的A处放大示意图；

图8所示为刮壁装置的立体结构示意图二。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1至图8所示，一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，包括用以将管状结构的内壁上的污垢进行刮除的刮壁机构以及用以驱动刮壁机构行走和完成刮除动作的行走机构。

所述行走机构包括固定轴2、设置在固定轴2的一端上的第一滚轮组件和设置在固定轴2的另一端上的第二滚轮组件，第一滚轮组件和第二滚轮组件用以对固定轴2进行支撑，第一滚轮组件具有多个第一滚轮3，第二滚轮组件具有与第一滚轮3同等数量的第二滚轮4，多个第一滚轮3和多个第二滚轮4分别相对于固定轴2的轴线等角度地设置，且沿着所述固定轴2的轴线观察时，第一滚轮3与第二滚轮4一一对齐。并且，第一滚轮3和第二滚轮4距离固定轴2的轴线可调节以能够适应不同直径大小的管状结构。所述第一滚轮3和第二滚轮4均至少具有三个。

所述第二滚轮组件还包括固定在固定轴2上的第二套环22、固定在第二套环22上且沿着所述固定轴2的径向延伸的多个伸缩杆23以及设置在每个伸缩杆23的远离第二套环22一端的轮架24，第二滚轮4可旋转地设置在所述轮架24上，每个第二滚轮4所在的平面穿过所述固定轴2的轴线且每个第二滚轮4的旋转轴线垂直于所述固定轴2的轴线。在每个伸缩杆23上套有一始终处于压缩状态的第二弹簧41，所述第二弹簧41使伸缩杆23始终处于伸长的状态进而能够使第二滚轮4始终抵靠在管状结构的内壁上。

所述第一滚轮组件包括多个第一同步轮17和与第一同步轮17具有同等数量的第二同步轮18，所述第一同步轮17与第二同步轮18通过支撑杆14连接并且第一同步轮17和第二同步轮18相对支撑杆14可旋转，第一同步轮17与第二同步轮18通过同步带15传动，所述第一滚轮3设置在所述第二同步轮18上，第一滚轮3与对应的第二同步轮18同轴设置，且平行于对应的第二滚轮4。

所述行走机构还包括成筒状结构的壳体1，固定轴2固定在壳体1内。在壳体1对应第一滚轮3和第二滚轮4的位置处设置有避让孔16，所述第一滚轮3和第二滚轮4从对应的避让孔16穿出。优选地，所述第一同步轮17可旋转地固定在所述壳体1的内壁上。所述第一同步轮17所在的平面穿过所述固定轴2的轴线且第一同步轮17的旋转轴线垂直于所述固定轴2的轴线，所述第二同步轮18的旋转轴线平行于对应的第一同步轮17的旋转轴线。

进一步，所述第一滚轮组件还包括可滑动地套设在所述固定轴2上且位于第二套环22与第一滚轮3之间的第一套环20，每个支撑杆14与所述第一套环20之间设置有第一连接杆21，所述第一连接杆21一端与对应的第一套环20铰接，另一端与对应的支撑杆14铰接，并且在固定轴1上且位于第一套环20与第二套环22之间套设有第一弹簧19，所述第一弹簧19始终处于被压缩的状态以使第一套环20始终具有推着第一滚轮3抵靠在管状结构的内壁上的力。当然，为了保证第一套环20向着远离第二套环22的方向在一定范围内移动，可以在固定轴2上且位于第一套环20的背离第二套环22的一侧设置限位块(未示出)，当第一套环20移动到抵靠在限位块上时，不能够再继续向着远离第二套环22的方向移动。优选地，支撑杆14与固定轴2的轴线朝向第一连接杆21的夹角的最大值小于90°。所述限位块可以为螺钉或者销。由于第一套环20能够滑动，第一滚轮3与固定轴2的轴线是可以调整的，进而能够适用于不同直径的管径结构。

进一步，在所述固定轴2的靠近第一滚轮组件的位置处可旋转地设置有第一端面齿轮7，在所述第一同步轮17的一侧设置有第二端面齿轮13。在所述固定轴2的靠近第一滚轮组件的一端处固定有支架8，固定轴2通过支架8固定在所述壳体1的一端上。在所述支架8对应每个第一滚轮3的位置处设置有轴座11，在每个轴座11上设置有一传动轴，传动轴的两端分别设置有一传动齿轮12，传动轴两端的传动齿轮12分别与第一端面齿轮7和第二端面齿轮13啮合，当第一端面齿轮7转动时能够带动所有的第一滚轮3同时转动。优选地，第一端面齿轮7、第二端面齿轮13以及传动齿轮12均为锥形齿。

所述第一端面齿轮7的齿背离第二滚轮组件，在所述第一端面齿轮7的朝向第一滚轮组件的一侧设置有从动齿轮9。所述行走机构还包括设置在壳体1内的驱动电机6，所述驱动电机6的输出轴上设置有主动齿轮10，所述主动齿轮10与所述从动齿轮9啮合，进而通过控制驱动电机6的旋转来实现对第一滚轮3的旋转的控制，第二滚轮4为从动轮，在第一滚轮3的带动下能够来回移动。

所述刮壁机构包括可旋转地设置在壳体1的靠近第一滚轮组件一端的外侧且与所述固定轴2同轴设置的圆环27和端部铰接在圆环27上的多个刮壁连杆5，多个刮壁连杆5相对于圆环27等角度地设置，所述刮壁连杆5的远离圆环27的一端能够与管状结构的内壁接触进而当刮壁连杆5旋转时能够将管状结构内壁上的污垢清除。

优选地，所述刮壁连杆5包括一端与圆环27铰接的第二连杆32、与第二连杆32的另一端铰接的刮杆33以及设置在第二连杆32与刮杆33铰接处的扭簧34，第二连杆32与固定轴2的轴线背离第一滚轮组件一侧的夹角小于90°。优选地，所述扭簧34始终具有使刮杆33向着远离固定轴2的轴线的方向旋转的趋势，这样能够使刮杆33始终抵靠在管状结构的内壁上以在刮杆33绕着固定轴2的旋转轴线旋转时将管状结构的内壁上的污垢刮掉。同时，可以在第一连杆32与刮杆33的铰接处设置限位结构以保证扭簧34使刮杆33相对第一连杆32在一定范围内旋转，优选地，所述限位结构使刮杆33的最大位置为旋转到与第一连杆32平行。

进一步，在所述圆环27内同轴且同圆心地设置有中心齿轮26，在中心齿轮26与圆环27之间设置有多个副齿轮28，在所述圆环27的内壁上设置有一圈齿，所述副齿轮28分别与中心齿轮26和圆环27啮合，通过旋转中心齿轮26能够带动圆环27旋转进而能够带动刮杆33旋转。多个副齿轮28可旋转地设置在壳体1的一端上，中心齿轮26带动副齿轮28旋转，副齿轮28带动圆环27旋转。在所述壳体1对应副齿轮28的位置处设置有转轴29，所述副齿轮28可旋转地设置在对应的转轴29上。所述副齿轮28的直径小于中心齿轮26的直径以起到增速的效果。

所述刮壁机构还包括联动环37，每个第二连杆32通过第三连杆40与联动环37连接，并且第三连杆40的一端与对应的第二连杆32铰接，另一端与联动环37铰接，所述联动环37能够沿着所述固定轴2的轴线来回移动，这样能够调节第二连杆32张开的角度进而能够根据不同的管状结构进行调节，并且在工作时，联动环37不能移动，这样能够保证在刮杆33工作时，第二连杆32不会自行收缩，以保证具有足够和稳定的作用力。

进一步，所述刮壁机构还包括圆形端盖30，所述圆形端盖30固定在圆环27的背离壳体1的一侧以将中心齿轮26和副齿轮28覆盖，圆形端盖30固定在圆环27上与圆环27一起旋转。在所述圆形端盖30的轴线上螺纹连接有螺纹杆36，所述螺纹杆36的一端通过轴承与圆形端盖30连接，螺纹杆36的另一端与联动环37螺纹连接，当螺纹杆36相对联动环37旋转时，螺纹杆36能够沿着联动环37的轴线来回移动进而拉动联动环37来回移动，当联动环37来回移动时，能够改变第二连杆32的远离圆环27的一端与固定轴2的轴线的距离进而能够适用于不同直径的管状结构。

所述圆形端盖30通过螺栓固定到壳体1的靠近第一滚轮组件的一端，圆形端盖30相对壳体1不可旋转，圆形端盖30将圆环27压靠在壳体1的端部上。并且，圆形端盖30外缘与壳体1的外缘形成了用以放置圆环27的环槽，所述圆环27在环槽内可滑动进而能够实现圆环27的旋转。

由于工作时联动环37需要旋转，而螺纹杆36需要跟随联动环37一起旋转，因此，为了避免在工作时螺纹杆36与联动环37一起旋转，可以在螺纹杆36上且位于联动环37的两侧设置螺帽，当调成好第二连杆32的角度后可以通过两螺帽拧紧以抵靠在螺纹杆36的两侧。

进一步，在中心齿轮26朝向固定轴2的一侧的轴线上设置有连接筒261，所述连接筒261远离中心齿轮26的一端与第一端面齿轮7传动连接，进而通过第一端面齿轮7能够同时带动第一滚轮3和刮杆33旋转，能够实现一边沿着管状结构的轴线前进，一边刮掉管状结构内壁上的污垢。在安装时，固定轴2的一端插入到连接筒261内，固定轴2与连接筒261之间可以设置轴承以保证连接筒261的顺利转动。连接筒261穿过支架8，连接筒261与支架8之间也可以设置轴承，支架8设置成壳体1上，即支架8对连接筒261、固定轴2的一端进行支撑，并且不影响连接筒261的旋转。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，包括：

刮壁机构，用以将管状结构的内壁上的污垢进行刮除；

行走机构，与刮壁机构连接，用以驱动刮壁机构行走和完成刮除动作，所述行走机构包括：

壳体，呈筒状结构；

固定轴，设置在壳体内且位于壳体的轴线上，固定轴的两端固定在壳体的两端上；

第一滚轮组件，设置在固定轴的一端，包括多个第一滚轮，多个第一滚轮相对于所述固定轴的轴线在同一圆周上等角度地设置，并且第一滚轮距离固定轴的轴线的距离可调整；

第二滚轮组件，设置在固定轴的另一端，包括多个第二滚轮，多个第二滚轮相对于固定轴的轴线在同一圆周上等角度地设置，并且第二滚轮距离固定轴的轴线的距离可调整，所述第一滚轮和第二滚轮使行走机构沿着固定轴的轴线的方向行走。

2.根据权利要求1所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，所述第二滚轮组件还包括固定在固定轴上的第二套环、固定在第二套环上且沿着所述固定轴的径向延伸的多个伸缩杆以及设置在每个伸缩杆的远离第二套环一端的轮架，第二滚轮可旋转地设置在所述轮架上，每个第二滚轮所在的平面穿过所述固定轴的轴线且每个第二滚轮的旋转轴线垂直于所述固定轴的轴线，在每个伸缩杆上套有一始终处于压缩状态的第二弹簧，所述第二弹簧使伸缩杆始终具有伸长的趋势。

3.根据权利要求1所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，所述第一滚轮组件包括多个第一同步轮和与第一同步轮具有同等数量的第二同步轮，所述第一同步轮与对应的第二同步轮通过支撑杆连接并且第一同步轮和对应第二同步轮相对支撑杆可旋转，第一同步轮与对应的第二同步轮通过同步带传动，所述第一滚轮设置在所述第二同步轮上，第一滚轮与对应的第二同步轮同轴设置，且平行于对应的第二滚轮，所述第一同步轮可旋转地固定在所述壳体的内壁上，所述第一同步轮所在的平面穿过所述固定轴的轴线且第一同步轮的旋转轴线垂直于所述固定轴的轴线，所述第二同步轮的旋转轴线平行于对应的第一同步轮的旋转轴线。

4.根据权利要求3所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，所述第一滚轮组件还包括可滑动地套设在所述固定轴上且位于第二套环与第一滚轮之间的第一套环，每个支撑杆与所述第一套环之间设置有第一连接杆，所述第一连接杆一端与对应的第一套环铰接，另一端与对应的支撑杆铰接，并且在固定轴上且位于第一套环与第二套环之间套设有第一弹簧，所述第一弹簧始终处于被压缩的状态。

5.根据权利要求4所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，在所述固定轴的靠近第一滚轮组件的位置处可旋转地设置有第一端面齿轮，在所述第一同步轮的一侧设置有第二端面齿轮，在所述固定轴的靠近第一滚轮组件的一端处固定有支架，固定轴通过支架固定在所述壳体的一端上，在所述支架对应每个第一滚轮的位置处设置有轴座，在每个轴座上设置有一传动轴，传动轴的两端分别设置有一传动齿轮，传动轴两端的传动齿轮分别与第一端面齿轮和第二端面齿轮啮合。

6.根据权利要求5所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，所述行走机构还包括设置在壳体内的驱动电机，所述驱动电机的输出轴上设置有主动齿轮，所述第一端面齿轮的齿背离第二滚轮组件，在所述第一端面齿轮的朝向第一滚轮组件的一侧设置有从动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，所述刮壁机构包括可旋转地设置在壳体的靠近第一滚轮组件一端的外侧且与所述固定轴同轴设置的圆环和端部铰接在圆环上的多个刮壁连杆，多个刮壁连杆相对于圆环等角度地设置，所述刮壁连杆的远离圆环的一端能够与管状结构的内壁接触。

8.根据权利要求7所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，所述刮壁连杆包括一端与圆环铰接的第二连杆、与第二连杆的另一端铰接的刮杆以及设置在第二连杆与刮杆铰接处的扭簧，第二连杆与固定轴的轴线背离第一滚轮组件一侧的夹角小于90°，所述扭簧始终具有使刮杆向着远离固定轴的轴线的方向旋转的趋势。

9.根据权利要求7所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，在所述圆环内同轴且同圆心地设置有中心齿轮，在中心齿轮与圆环之间设置有多个副齿轮，在所述圆环的内壁上设置有一圈齿，所述副齿轮分别与中心齿轮和圆环啮合，多个副齿轮可旋转地设置在壳体的一端上。

10.根据权利要求8所述的一种用于大口径管状结构的自动刮垢设备，其特征在于，所述刮壁机构还包括联动环，每个第二连杆通过第三连杆与联动环连接，并且第三连杆的一端与对应的第二连杆铰接，另一端与联动环铰接，所述联动环能够沿着所述固定轴的轴线来回移动。

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