一种多功能仿生清管器的制作方法

本实用新型涉及注浆、非开挖、钻掘、油气储运、生命线工程、地下综合管廊和海绵城市等诸多工程技术领域，尤其涉及一种多功能仿生清管器。

背景技术：

注浆(Injection Grout),又称为灌浆(Grouting)，广泛应用于水利水电、交通、建筑、矿山等工程中的岩土体加固与防渗，同时也是地质灾害治理和地质环境保护中的边坡护坡、溜砂坡防护、水土保持等常用的技术手段。非开挖技术(Trenchless Technology或No-Dig)，是在微开挖或不开挖条件下对地下管线进行探测、铺设、修复或更换，具有不破坏地表环境、不影响地面交通等诸多明挖法无法比拟的技术优势，是一种具有极大发展潜力的环境友好型地下管线施工新技术。钻掘(Drilling&Tunneling)，是通过机械、化学等方式破碎岩土层，在岩土体中形成符合规格和质量要求的孔洞或坑道，从而实现对矿产资源的勘探开发(包括天然气水合物/可燃冰、页岩气、油页岩等非常规能源)、获取岩(矿)心和冰芯、灾害防治与预警，以及实施工程建设等目的。油气储运(Oil&Gas Storage and Transportation)，是连接油气生产、加工、分配、销售等环节的纽带，主要包括油气田集输、长距离输送管道、储存与装卸及城市输配系统等。生命线工程(Lifeline Engineering)，是与人们生活息息相关，对社会生活、生产有重大影响的交通、通信、供水、排水、供电、供气、输油等工程系统。地下综合管廊(Underground Pipe Gallery)，即地下城市管道综合走廊，是建于城市地下用于容纳两类及以上城市工程管线的构筑物和附属设施。海绵城市(Sponge City)，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称为“水弹性城市”。

上述诸多工程技术领域的顺利实施都离不开管具，这里的管具主要指管道、钻杆和套管等内部设有通孔的构件。以注浆作业为例，首先需要在地层(岩土体)中钻成一定规格的孔洞，而后下入注浆管向岩石裂隙或土体孔隙中灌注水泥或其它类型的浆液，在此过程中，就需要用到钻杆、套管和管道等。其中的钻杆作为建立地表钻进设备与地下破岩工具间的枢纽，起到传递钻压和扭矩、输送清洗介质、提取岩(矿)心、延长钻柱等重要作用；此外，当钻遇复杂地层紧靠泥浆护壁堵漏难以奏效时，往往需要下套管，以保障钻探(井)作业的顺利实施，因此对钻杆和套管的使用和日常保养状况，将直接决定了钻杆和套管的使用工况和寿命；而其中的各种铺设于地表或埋设于地下的管道，作为输送水、泥浆、水泥浆、矿浆、石油、天然气、页岩油/气、煤层气等流体或流固耦合介质的媒介是必不可少的，对于长距离输送的情况尤甚。但是，当管具使用一段时间以后，其内壁都将难以避免地出现污泥、结垢、腐蚀、锈蚀等影响管道系统正常运行的诸多问题。

综上所述，为改善粘附于管具内壁的泥浆、水泥浆、氧化锈蚀层、腐蚀层等污垢对其使用状况及寿命的不良影响，保障注浆、非开挖、钻掘、油气储运、生命线工程、地下综合管廊和海绵城市等诸多工程技术领域的顺利实施，就需要对管具内壁进行必要的清洁。

现有的管具清洁装置对管具内壁清洁不彻底，清洁方法比较单一，且清洁时能耗较高，作业效率低，灵活性、适应性和稳定性不强。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种多功能仿生清管器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种多功能仿生清管器，包括中心轴、橡胶圈、橡胶圈压板、环状磁铁和挡板；所述橡胶圈、橡胶圈压板、环状磁铁和挡板从右至左顺次套设在所述中心轴上，所述中心轴内部中空并设有供清洁液流通的液流通道，所述中心轴的左端面上设有进液连接端口和多个进气连接端口，所述进液连接端口与所述液流通道连通，所述中心轴的左端和右端均环设有多个喷嘴，所述进气连接端口通过气流通道与设置在所述中心轴的左端上的所述喷嘴一一对应连通，且位于所述中心轴左端所有所述喷嘴朝左斜向设置，所述中心轴的右端可拆卸式地密封设置有封堵端盖，位于所述中心轴右端的所有所述喷嘴均与所述液流通道连通。

所述进液连接端口与通有清洁液的外部高压液流管连通，清洁液从进液连接端口进入所述液流通道后从位于所述中心轴右端的所述喷嘴喷出，形成高压液流并对待清洁管具的内壁进行清洁，所述进气连接端口与通有压缩气体的外部高压气流管连通，压缩气体从所述进气连接端口进入气流通道并从对应的所述喷嘴向左喷出，形成的高压气流驱动整个清管器在待清洁管具内向右移动，同时所述橡胶圈对管具内壁进行刮削清洁，所述环状磁铁吸引管具内的金属碎屑并带出待清洁管具。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的多功能仿生清管器，通过所述中心轴左端的喷嘴喷出的高压气流推动清管器在管具内移动，并对管具内壁进行干燥和清洁，同时橡胶圈对管具内壁进行刮削，且位于所述中心轴右端的喷嘴喷出的高压液流对管具内壁全断面清洁，且环状磁铁吸引管具内的金属碎屑并带出管外，具有高效、环保、低耗、应用面广、灵活性和适应性强，全方位无死角且可去除常规方法难以清洁的污垢等一系列显著优势。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述液流通道轴向设置在所述中心轴的中心轴线上，所述进液连接端口设置在所述中心轴的左端面中心，多个所述进气连接端口以所述进液连接端口为中心均匀环设在所述中心轴的左端面上。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以使得所述中心轴的整体结构对称，在待清洁管具内运动时受力更加均匀，同时也可以使得进入所述液流通道的清洁液更加顺利地喷出，阻力更小，能够保障对管具内壁的全断面清洁。

进一步：所述中心轴的左端设有与所述进气连接端口数量相同的出气连接端口，所述进气连接端口均匀环设在所述中心轴的左端，所述进气连接端口与所述出气连接端口之间通过气流通道一一对应连通，所述出气连接端口上一一对应的连通设置有所述喷嘴；所述中心轴的右端设有多个出液连接端口，多个所述出液连接端口均匀环设在所述中心轴的右端，且每个所述出液连接端口均与所述液流通道连通，所述出液连接端口上一一对应的连通设置有所述喷嘴。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述中心轴的左端均匀环设多个出气连接端口，可以更加平稳的推动整个清管器在待清洁管具内更加平稳的向右运动。

进一步：所述喷嘴包括喷嘴入口段、喷嘴出口段和连接本体，所述喷嘴入口段与喷嘴出口段通过所述连接本体连接，且二者相互连通，所述喷嘴入口段分别设置在所述中心轴的右端或左端，且所述喷嘴入口段与对应的所述液流通道或气流通道连通，所述喷嘴出口段喷射高压液流并对待清洁管具的内壁进行清洁，或喷射高压气流并反推整个清管器在待清洁管具内向右运动。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述喷嘴所述可以产生高压液流，可以对待清洁管具的内壁进行清洁，或者产生高压气流驱动整个清管器在待清洁管具内向右移动，完成对待清洁管具的清洁。

进一步：所述喷嘴上设有用于调节其喷射方向和喷射角度的弯接头，所述弯接头的一端与所述出气连接端口或出液连接端口连接，另一端与所述喷嘴入口段连接，且所述喷嘴入口段通过所述弯接头与对应的所述液流通道或气流通道连通。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述弯接头可以比较方便的调节所述喷嘴入口段的方向，从而调整高压液流的喷射方向和喷射角度，以实现对整个清管器驱动力的调节，或调整高压气流的喷射方向和喷射角度，从而调节对管具内壁的清洁方向和清洁角度。

进一步：所述中心轴的中部环设有安装部，所述安装部的左端套设有法兰，右端设有挡板，所述橡胶圈、橡胶圈压板和环状磁铁顺次套设在所述安装部上，并位于所述法兰与所述挡板之间。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以将所述橡胶圈、橡胶圈压板和环状磁铁顺次固定在所述法兰和挡板之间，起到限位的作用，避免在本发明清洁管具内壁过程中出现松动或异位。

进一步：所述橡胶圈呈与待清洁管具内部通孔尺寸相匹配的圆柱形，且所述橡胶圈的中心设有与所述安装部相匹配的橡胶圈中心孔，所述橡胶圈的侧表面上设有多个仿生非光滑单元。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置在所述橡胶圈的侧表面上的仿生非光滑单元，使得原本连续光滑的橡胶圈的侧表面变得不连续且非光滑(凹凸不平)，呈现仿生非光滑形态，可以降低橡胶圈的侧表面沿管具内壁移动过程中与管具内壁的接触面积、减小摩阻力、降低能耗；此外，残留积蓄在仿生非光滑单元(凹坑和棱纹间形成的凹槽)内的液体，还可起到润滑、减阻的效果；再者，不连续且非光滑的形态特征还减小了对侧表面的磨损，提高了橡胶圈的使用寿命；同时，不连续的非光滑表面还可改善橡胶圈的侧表面与管具内壁上粘附污垢的粘连状态，具有防粘的效果。

进一步：所述法兰上设有多个法兰连接孔，所述橡胶圈上设有与所述法兰连接孔数量相同并一一对应的橡胶圈连接孔，所述橡胶圈压板的中心设有橡胶圈压板中心孔，且所述橡胶圈压板上以所述橡胶圈压板中心孔为中心环设有与所述法兰连接孔数量相同并一一对应的橡胶圈压板连接孔，与所述法兰连接孔数量相同的螺钉顺次穿过对应的橡胶圈压板连接孔、橡胶圈连接孔和法兰连接孔后与螺母配合将所述法兰、橡胶圈和橡胶圈压板固定连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过螺钉与螺母配合可以将所述橡胶圈压板、橡胶圈和法兰固定在一起，避免在清洁过程中所述橡胶圈出现松动而在所述安装部上来回滑动，影响对待清洁管具内壁的清洁。

进一步：还包括隔离垫圈，所述隔离垫圈套接在所述安装部上并位于所述橡胶圈压板和所述环状磁铁之间。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述隔离垫圈可以将所述橡胶圈压板和所述环状磁铁隔开，一方面防止由于所述环状磁铁直接与所述螺钉的端部接触而造成所述环状磁铁局部应力集中造成损坏，另一方面还可减弱所述环状磁铁对位于其左侧零部件磁性吸引而导致安装错位、跑偏等不良影响。

进一步：所述封堵端盖包括封堵端盖连接段和圆柱形封堵柱，所述封堵端盖连接段的左侧轴向设置有封堵端盖中心槽，所述封堵柱设置在所述封堵端盖中心槽内；所述封堵柱的直径与所述液流通道的直径相匹配，且所述中心轴的右端与所述封堵端盖密封连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式使得所述封堵端盖可以将所述中心轴的右端密封，避免所述液流通道内的清洁液漏失，同时在需要时也可以比较方便的将所述封堵端盖拆卸，灵活方便。并且，当拆卸所述封堵端盖时，可以在所述中心轴的右端安装其它用于清洁管具且需要清洁液的装置，从而实现功能扩展。

进一步：所述封堵端盖的右端面上设有牵引环。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述牵引环可以方便连接外部牵引绳，使得整个清管器当仅依靠连接在所述出气连接端口上的喷嘴喷射的高压气流作为推进力难以向右移动时，可通过外部牵引绳进行牵拉提供清管器右移的辅助动力，以便更好地对待清洁管具进行清洁，灵活方便。

进一步：所述液流通道和气流通道的内壁面以及所述喷嘴的内壁面均间隔设有多个环槽，所述环槽的设置方向与所述液流通道和气流通道的内壁面以及所述喷嘴的内壁面垂直。

上述进一步方案的有益效果是：间隔且垂直地设置在所述液流通道和气流通道的内壁面以及喷嘴的内壁面上的多个环槽，使得原本连续光滑的液流通道、气流通道的内壁面以及喷嘴的内壁面变得不连续且非光滑(凹凸不平)，呈现仿生非光滑形态，当流体(包括清洁液和压缩气体)分别在所述液流通道和气流通道以及喷嘴内部流动时，可以在所述环槽内形成反转的涡流，由反转的涡流造成了环槽内流体与环槽外流体的“液-液”接触，从而形成“涡垫效应”；处于环槽内部反转的涡流与在环槽外流体之间的接触表面上的摩阻力形成了附加动力，这对处于环槽外部的流体而言产生了“推进效应”；多个环槽内反转的涡流，宛如多个安装在所述液流通道和气流通道的内壁面以及所述喷嘴内壁面上的“流体轴承”一般，能够有效降低流体在它们的内部流动过程中与它们内壁面之间的摩阻力损耗；由于多个环槽内反转的涡流，还可改变流体中混杂的固相颗粒的运动状态，有利于驱离欲与所述液流通道和气流通道的内壁面以及所述喷嘴内壁面接触的固相颗粒，即产生“驱离效应”；同时，由于多个环槽的设置，使得混杂在流体中的固相颗粒对所述液流通道、气流通道以及喷嘴原本光滑内壁面的连续刮划变得不连续，且当混杂在流体中的固相颗粒撞击到凹凸不平的非光滑表面时，容易形成反弹效果而改变其运动轨迹，在此综合作用下有助于提升所述液流通道、气流通道以及喷嘴内壁面的耐磨性能，延长所述液流通道、气流通道以及喷嘴的使用寿命等诸多功效。

附图说明

图1为本实用新型的一种多功能仿生清管器主视图；

图2为本实用新型的一种多功能仿生清管器剖视图；

图3为本实用新型的一种多功能仿生清管器爆炸图；

图4为本实用新型的一种多功能仿生清管器工作示意图；

图5为本实用新型的中心轴正视图；

图6为本实用新型的中心轴剖视图；

图7为本实用新型的中心轴左视图；

图8为本实用新型的中心轴右视图；

图9为本实用新型的表面仿生非光滑单元为半球形截面凹坑型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图10为图9的侧视图；

图11为图9的局部放大结构示意图；

图12为图9的纵截面结构示意图；

图13为本实用新型的表面仿生非光滑单元为圆形截面凹坑型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图14为图13的侧视图；

图15为图13的局部放大结构示意图；

图16为图13的纵截面结构示意图；

图17为本实用新型的表面仿生非光滑单元为矩形截面凹坑型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图18为图17的侧视图；

图19为图17的局部放大结构示意图；

图20为图17的纵截面结构示意图；

图21为本实用新型的表面仿生非光滑单元为圆弧形截面棱纹型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图22为图21的侧视图；

图23为图21的局部放大结构示意图；

图24为本实用新型的表面仿生非光滑单元为波浪形截面棱纹型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图25为图24的侧视图；

图26为图24的局部放大结构示意图；

图27为本实用新型的表面仿生非光滑单元为矩形截面棱纹型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图28为图27的侧视图；

图29为图27的局部放大结构示意图；

图30为本实用新型的表面仿生非光滑单元为V字形截面棱纹型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图31为图30的侧视图；

图32为图30的局部放大结构示意图；

图33为本实用新型的表面仿生非光滑单元为正三角形截面棱纹型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图34为图33的侧视图；

图35为图33的局部放大结构示意图；

图36为本实用新型的表面仿生非光滑单元为等腰梯形截面棱纹型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图37为图36的侧视图；

图38为图36的局部放大结构示意图；

图39为本实用新型的表面仿生非光滑单元为凹坑-棱纹耦合型的橡胶圈的一个实施例的轴测图；

图40为图39的侧视图；

图41为图39的橡胶圈表面相邻两排交错设置的仿生非光滑单元局部放大图；

图42为图39的前排仿生非光滑单元的纵截面结构示意图；

图43为图39相邻后排仿生非光滑单元的的纵截面结构示意图；

图44为本实用新型的橡胶圈压板结构示意图；

图45为本实用新型的隔离垫圈结构示意图；

图46为本实用新型的环状磁铁结构示意图；

图47为本实用新型的挡板结构示意图；

图48为本实用新型的封堵端盖剖视图；

图49为本实用新型的喷嘴轴测图；

图50为本实用新型的喷嘴剖视图；

图51为本实用新型的喷嘴与弯接头连接后的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

0、待清洁管具，1、中心轴，2、橡胶圈，3、橡胶圈压板，5、隔离垫圈，6、环状磁铁，7、挡板，8、喷嘴，9、封堵端盖；

11、进液连接端口，12、液流通道，13、进气连接端口，14、气流通道，15、出气连接端口，16、法兰，17、安装部，18、出液连接端口，21、橡胶圈中心孔，22、橡胶圈连接孔，24、仿生非光滑单元，31、橡胶圈压板中心孔，32、橡胶圈压板连接孔，41、螺钉，42、螺母，81、喷嘴入口段，82、喷嘴出口段，83、连接本体，84、环槽，85、弯接头，91、牵引环，92、封堵柱，93、封堵端盖连接段；

161、法兰连接孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、2、3、4所示，一种多功能仿生清管器，包括中心轴1、橡胶圈2、橡胶圈压板3、环状磁铁6和挡板7，所述橡胶圈2、橡胶圈压板3、环状磁铁6和挡板7从右至左顺次套设在所述中心轴1上。

如图5、6、7、8所示，所述中心轴1内部中空并设有供清洁液流通的液流通道12，所述中心轴1的左端面上设有进液连接端口11和多个进气连接端口13，所述进液连接端口11与所述液流通道12连通，所述中心轴1的左端和右端均环设有多个喷嘴8，所述进气连接端口13通过气流通道14与设置在所述中心轴1的左端上的所述喷嘴8一一对应连通，且位于所述中心轴1左端所有所述喷嘴8朝左斜向设置，所述中心轴1的右端可拆卸式地密封设置有封堵端盖9，位于所述中心轴1右端的所有所述喷嘴8均与所述液流通道12连通。

所述进液连接端口11与通有清洁液的外部高压液流管连通，清洁液从进液连接端口11进入所述液流通道12后从位于所述中心轴1右端的所述喷嘴8喷出，形成高压液流并对待清洁管具0的内壁进行清洁，所述进气连接端口13与通有压缩气体的外部高压气流管连通，压缩气体从所述进气连接端口13进入气流通道14并从对应的所述喷嘴8向左喷出，形成的高压气流驱动整个清管器在待清洁管具0内向右移动，同时所述橡胶圈2对管具内壁进行刮削清洁，所述环状磁铁6吸引管具内的金属碎屑并带出待清洁管具0。

本实用新型中，所述中心轴1的左部、中部和右部呈直径逐渐变小的三级阶梯状圆柱体，所述中心轴1的左部为直径最大的一阶，右部为直径最小的一阶。

实际中，由于多个所述进气连接端口13彼此相互独立，所以需要配备外部高压气泵，数量与所述进气连接端口13的数量相同，每个高压气泵通过一根高压气流管与对应的所述进气连接端口13连通，当然也可以采用一个高压气泵，通过在高压气泵的出气管口处增设一个配气接头，从而将一台高压气泵输出的一路压缩气体分为多路，再通过对应的高压气管与对应的所述进气连接端口13连通。

具体地，多个所述进气连接端口13均匀环设在所述中心轴1的左端面上。当所述进气连接端口13的数量为三个时，彼此之间相互呈120度；当所述进气连接端口13的数量为四个时，彼此之间相互呈90度，当然也可以设置更多个，可以根据实际情况进行调节。

本实施例中，所述液流通道12轴向设置在所述中心轴1的中心轴线上，所述进液连接端口11设置在所述中心轴1的左端面中心，多个所述进气连接端口13以所述进液连接端口11为中心均匀环设在所述中心轴1的左端面上。通过上述方式可以使得所述中心轴1的整体结构对称，在待清洁管具0内运动时受力更加均匀，同时也可以使得进入所述液流通道12的清洁液更加顺利地喷出，阻力及能耗更小，能够保障对管具内壁的全断面清洁。

优选地，所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8的内壁面上均间隔设有多个环槽84，所述环槽84的设置方向与所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8的内壁面垂直。间隔且垂直地设置在所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及喷嘴8的内壁面上的多个环槽84，使得原本连续光滑的液流通道12、气流通道14的内壁面以及喷嘴8的内壁面变得不连续且非光滑(凹凸不平)，呈现仿生非光滑形态，当流体(包括清洁液和压缩气体)分别在所述液流通道12和气流通道14以及喷嘴8内部流动时，可以在所述环槽84内形成反转的涡流，由反转的涡流造成了环槽84内流体与环槽84外流体的“液-液”接触，从而形成“涡垫效应”；处于环槽84内部反转的涡流与在环槽84外流体之间的接触表面上的摩阻力形成了附加动力，这对处于环槽84外部的流体而言产生了“推进效应”；多个环槽84内反转的涡流，宛如多个安装在所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8内壁面上的“流体轴承”一般，能够有效降低流体在所述液流通道12、气流通道14以及所述喷嘴8的内部流动过程中与所述液流通道12、气流通道14以及所述喷嘴8的内壁面之间的摩阻力损耗；由于多个环槽84内反转的涡流，还可改变流体中混杂的固相颗粒的运动状态，有利于驱离欲与所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8内壁面接触的固相颗粒，即产生“驱离效应”；同时，由于多个环槽84的设置，使得混杂在流体中的固相颗粒对它们原本光滑内壁面的连续刮划变得不连续，且当混杂在流体中的固相颗粒撞击到凹凸不平的非光滑表面时，容易形成反弹效果而改变其运动轨迹，在此综合作用下有助于提升所述液流通道12、气流通道14以及所述喷嘴8内壁面的耐磨性能，延长所述液流通道12、气流通道14以及所述喷嘴8的使用寿命等诸多功效。

所述环槽84与所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8的内壁面的接触面的表面积分别占所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8的内壁面总表面积的10％～50％；所述环槽84的结构参数主要包括环槽宽度w、环槽深度d、相邻环槽的中心距D(或环槽个数n)，以及环槽的设置方式；其中，环槽深度d为(0.2～1.5)w，相邻环槽的中心距D为(1～10)w，环槽84的设置方式包括设置方向和分布方式两方面，其中环槽84的设置方向应分别垂直于所述所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8的内壁面，环槽84的分布方式优选为线性均匀分布于所述液流通道12和气流通道14的内壁面以及所述喷嘴8的内壁面上，此外，环槽84的分布方式还可为放射状分布、同心圆状分布或其它适宜的分布方式等。

优选地，作为本实用新型的一个实施例，所述中心轴1的左端设有与所述进气连接端口13数量相同的出气连接端口15，所述进气连接端口13均匀环设在所述中心轴1的左端，所述进气连接端口13与所述出气连接端口15之间通过气流通道一一对应连通，所述出气连接端口15上一一对应的连通设置有所述喷嘴8。通过在所述中心轴1的左端均匀环设多个出气连接端口15，可以更加平稳地推动整个清管器在待清洁管具0内向右运动。这里，所述出气连接端口15的设置数量和设置方式与所述进气连接端口13类似，均匀环设在所述中心轴1的左端，并一一对应与所述进气连接端口13连通。

优选地，所述中心轴1的左端整体设置成旋转式的，利用高压气流的反推力作用实现旋转喷射，从而实现对整个清管器的推进。

需要指出的是，为了给整个清管器提供向右的推力，需要将所述出气连接端口15设置为弯管状，其弯曲的方向与整个清管器前进的方向相反，其弯曲段的角度范围为10°～30°。

所述中心轴1的右端设有多个出液连接端口18，多个所述出液连接端口18均匀环设在所述中心轴1的右端，且每个所述出液连接端口18均与所述液流通道12连通，所述出液连接端口18上一一对应的连通设置有所述喷嘴8。这里，所述出液连接端口18的数量也可以根据实际情况调节。

本实施例中，所述中心轴1的中部环设有安装部17，所述安装部17的左端套设有法兰16，右端设有挡板7，所述橡胶圈2、橡胶圈压板3和环状磁铁6顺次套设在所述安装部17上，并位于所述法兰16与所述挡板7之间。通过上述方式可以将所述橡胶圈2、橡胶圈压板3和环状磁铁6顺次固定在所述法兰16和挡板7之间，起到限位的作用，避免在工作过程中出现松动或异位。

如图9-43所示，优选地，所述橡胶圈2呈与待清洁管具0内部通孔尺寸相匹配的圆柱形，且所述橡胶圈2的中心设有与所述安装部17相匹配的橡胶圈中心孔21，所述橡胶圈22的侧表面上设有多个仿生非光滑单元24。通过设置在所述橡胶圈2的侧表面上的仿生非光滑单元24，使得原本连续光滑的橡胶圈的侧表面变得不连续且非光滑(凹凸不平)，呈现仿生非光滑形态，可以降低橡胶圈的侧表面沿管具内壁移动过程中与管具内壁的接触面积、减小摩阻力、降低能耗；此外，残留积蓄在仿生非光滑单元(凹坑和棱纹间形成的凹槽)内的液体，还可起到润滑、减阻的效果；再者，不连续非光滑的形态特征还减小了对侧表面的磨损，提高了橡胶圈的使用寿命；同时不连续的非光滑表面还可改善橡胶圈的侧表面与管具内壁上粘附污垢的粘连状态，具有防粘的效果。这里，所述橡胶圈2的尺寸与待清洁管具0的内壁尺寸相匹配，以便取得更好的清洁效果。

在所述橡胶圈22的侧表面上，多个仿生非光滑单元24以相邻两排呈正三角形的方式均匀布设，所述仿生非光滑单元24与所述橡胶圈22侧表面的接触面表面积占所述橡胶圈侧表面表面积的10％～50％；所述仿生非光滑单元24的结构参数主要有直径(宽度)a、中心距b、深度(高度)c和排布方式，其中，仿生非光滑单元24的深度(高度)c一般为其直径(宽度)a的0.3～1.2倍，相邻两个仿生非光滑单元24的中心距b一般为其直径(宽度)a的1～3倍，相邻两个仿生非光滑单元24的中心至橡胶圈2圆心的夹角θ一般为5°～30°；最外侧仿生非光滑单元24的边缘与所述橡胶圈侧表面边缘的距离一般为其直径(宽度)a的1～2倍。

在本实用新型中，仿生非光滑单元24的类型主要包括凹坑型、棱纹型和耦合型三种；从加工的难易程度考虑，对于凹坑型仿生非光滑单元主要的截面形式有半球形(如图9-12所示)、圆形(如图13-16所示)和矩形(如图17-20所示)，还可以设置为三角形、菱形和椭圆形等其它多种形式；对于棱纹型仿生非光滑单元主要的截面形式有圆弧形(如图21-23所示)、波浪形(如图24-26所示)、矩形(如图27-29所示)、V字形(如图30-32所示)、正三角形(如图33-35所示)和等腰梯形(如图36-38所示)，还可设置为等腰三角形、不规则三角形、不规则梯形、菱形和椭圆形等其它多种形式；对于耦合型仿生非光滑单元，主要是凹坑-棱纹耦合型(如图39-43)，考虑到橡胶圈2对管具内壁的刮削作用，对于凹坑-棱纹耦合型的仿生非光滑单元24可能导致在移动过程中，橡胶圈2对待清洁管具0内壁的刮擦存在无法涉及到的空白区域，因而应采取相邻两排仿生非光滑单元24交错布置的方式，从而有效避免刮削清洁空白区域的产生。除了本实用新型中涉及的半球形凹坑-矩形棱纹耦合型的仿生非光滑单元，还可设为其它截面形式的凹坑-棱纹耦合，如：矩形凹坑-圆弧形棱纹耦合、圆形凹坑-正三角形棱纹耦合等；此外，由于相邻两排耦合型仿生非光滑单元交错布置，因而每个断续状独立的棱纹结构也可视为一个个凸包型的仿生非光滑单元，故也可直接采用凸包型仿生非光滑单元，其截面形式主要包括半球形、圆形、矩形、正三角形和等腰梯形等，其相邻两排也为交错式布置。需要指出的是，对于仿生非光滑单元24的布置方式，除了可以采用正三角形交错式布置以外，还可为等间距线性布置或其它适宜的布置方式。仿生非光滑单元24具备防粘、脱附、减阻、降耗、耐磨等功能，能够降低残留于待清洁管具0内壁上的污垢粘附到橡胶圈2侧表面上的可能性、降低橡胶圈2移动过程中橡胶圈2侧表面受到的摩阻力和能耗，同时还可有效提升橡胶圈2侧表面的耐磨性能，从而有效延长橡胶圈2的使用寿命。

本实用新型中的橡胶圈2，也可替换为仿生皮碗，布设在仿生皮碗工作面上的仿生非光滑单元结构参数和作用与橡胶圈2相同。此外，橡胶圈2的材质除了使用橡胶外，还可使用聚氨酯等其它适宜的材料加工而成。

本实施例中，所述法兰16上设有多个法兰连接孔161，所述橡胶圈2上设有与所述法兰连接孔161数量相同并一一对应的橡胶圈连接孔22，如图44所示，所述橡胶圈压板3的中心设有橡胶圈压板中心孔31，且所述橡胶圈压板3上以所述橡胶圈压板中心孔31为中心环设有与所述法兰连接孔161数量相同并一一对应的橡胶圈压板连接孔32，与所述法兰连接孔161数量相同的螺钉41顺次穿过对应的橡胶圈压板连接孔32、橡胶圈连接孔22和法兰连接孔161后与螺母42配合将所述法兰16、橡胶圈2和橡胶圈压板3固定连接。通过螺钉41与螺母42配合可以将所述橡胶圈压板3、橡胶圈2和法兰16固定在一起，避免在清洁过程中所述橡胶圈2出现松动而在所述安装部17上来回滑动，影响对待清洁管具0内壁的清洁。

需要注意的是，本实用新型中，基于在出气连接端口15上安装喷嘴8和在法兰连接孔161安装螺钉41和螺母42的考虑，因而所有法兰连接孔161的位置与出气连接端口15的位置需要相互错开，比如将相邻两个法兰连接孔161和出气连接端口15的夹角设置为45°，使得安装时不会相互干扰。

如图45所示，优选地，作为本实用新型的一个实施例，所述多功能仿生清管器还包括隔离垫圈5，所述隔离垫圈5套接在所述安装部17上并位于所述橡胶圈压板3和所述环状磁铁6之间。通过所述隔离垫圈5可以将所述橡胶圈压板3和所述环状磁铁6隔开，一方面防止由于所述环状磁铁6直接与所述螺钉41的端部接触而造成所述环状磁铁6局部应力集中造成损坏，另一方面还可减弱所述环状磁铁6对位于其左侧零部件磁性吸引而导致安装错位、跑偏等不良影响。本实施例中，所述隔离垫圈5由PVC或其它具有一定强度且不会被所述环状磁铁6吸引的材质制成。

如图46所示，优选地，作为本实用新型的一个实施例，所述环状磁铁6的中心设有环状磁铁中心孔，所述环状磁铁中心孔的直径略大于所述安装部17的外径，在所述环状磁铁中心孔的内壁上设有紧固垫圈，且紧固垫圈的内径尺寸略小于中心轴外径尺寸，以便形成过盈配合。通过所述环状磁铁6可以主动吸附待清洁管具0内的金属碎屑等杂物，并将他们带出待清洁管具0外，非常方便，提高了对待清洁管具0的清洁效果。实际中，所述紧固垫圈由橡胶或其它具有一定强度且不会被所述环状磁铁6吸引的材质制成，不仅可以使得所述环状磁铁6与所述安装部17过盈配合，还可以减弱或防止在环状磁铁6安装到安装部17上时，由于磁性吸引造成阻碍正常安装等不利影响。

如图47所示，本实施例中，所述安装部17的右端设有第一外螺纹，所述挡板7的中心设有挡板中心孔，所述挡板中心孔的内壁设有与所述外螺纹相匹配的第一内螺纹，所述挡板7与所述安装部17的右端螺纹连接。通过上述方式可以将所述挡板7牢固的固定在所述安装部17的右端，从而可以对所述环状磁铁6起到较好的固定作用。这里，所述挡板7最好也采用PVC或其它具有一定强度且不会被所述环状磁铁6吸引的材质制成，以减弱或防止在挡板7安装到安装部17上时，由于磁性吸引造成的不利影响。当然，所述挡板7与所述安装部17的右端也可以采用其它的固定方式，这里不做限定。

特别地，为了保障橡胶圈2、橡胶圈压板3、隔离垫圈5、环状磁铁6和挡板7的顺利安装，所述出液连接端口18的高度与所述中心轴1的右部半径之和应略小于所述中心轴1中部的安装部17外周半径。

如图48所示，本实施例中，所述封堵端盖9包括封堵端盖连接段93和圆柱形封堵柱92，所述封堵端盖连接段93的左侧轴向设置有封堵端盖中心槽，所述封堵柱92轴向设置在所述封堵端盖中心槽内。所述中心轴1的右端设有第二外螺纹，所述封堵端盖中心孔内壁设有与所述第二外螺纹相匹配的第二内螺纹，所述封堵柱92的直径与所述液流通道12的直径相匹配，且所述中心轴1的右端与所述封堵端盖9螺纹密封连接。通过上述方式可以使得所述封堵端盖9将所述中心轴1的右端密封，避免所述液流通道12内的清洁液漏失，同时在需要时也可以比较方便的将所述封堵端盖9拆卸，灵活方便；此外，当拆卸所述封堵端盖时，可以在所述中心轴1的右端安装其它用于清洁管具且需要清洁液的装置，从而实现功能扩展。当然，所述中心轴1的右端还可以与所述封堵端盖9采用其它的密封连接方式，这里不做限定。

需要指出的是，所述封堵柱92的长度应为封堵端盖9完全拧紧时封堵柱92的左端面接近出液连接端口18的外圆周边界，从而保障清洁液能够顺利流入环状均匀布置的出液连接端口18中。

优选地，所述封堵端盖9的右端面上设有牵引环91。通过设置所述牵引环91可以方便连接外部牵引绳，若本装置在移动过程中，由于污垢的阻滞，使得整个清管器当仅依靠连接在所述出气连接端口15上的喷嘴8喷射的高压气流作为推进力难以向右移动时，可通过外部牵引绳进行牵拉或者在本装置的左方采用刚性杆件顶推的方式提供清管器右移的辅助动力；此外，若需要对已经清洁过的部位重复进行清洁，还可以通过回拉高压胶管的方式使整个清管器后退，以便更好地对待清洁管具0的内壁进行清洁，灵活方便。

如图49和50所示，本实施例中，所述喷嘴8包括喷嘴入口段81、喷嘴出口段82和连接本体83，所述喷嘴入口段81与喷嘴出口段82通过所述连接本体83连接，且二者相互连通，所述喷嘴入口段81分别设置在所述中心轴1的右端或左端，且所述喷嘴入口段81与对应的所述液流通道12或气流通道14连通，所述喷嘴出口段82喷射高压液流并对待清洁管具0的内壁进行清洁，或喷射高压气流并反推整个清管器在待清洁管具0内向右运动。通过所述喷嘴8产生高压液流，可以对待清洁管具0的内壁进行全断面清洁，或者产生高压气流驱动整个清管器在待清洁管具0内向右移动，完成对待清洁管具0的清洁。这里，高压液流或高压气流的喷射压力为大于等于10MPa。

如图51所示，优选地，作为本实用新型的一个实施例，所述喷嘴8上设有用于调节其喷射方向和喷射角度的弯接头85，所述弯接头85的一端与所述出气连接端口15或出液连接端口18连接，另一端与所述喷嘴入口段81连接，且所述喷嘴入口段81通过所述弯接头85与对应的所述液流通道12或气流通道14连通。通过所述弯接头85可以比较方便地调节高压液流或高压气流的喷射方向和喷射角度，以实现对高压液流或高压气流清洁管具内壁的效果以及推进清管器移动的驱动力进行调节。

需要指出的是，除了使用本实用新型中涉及的喷嘴8外，还可使用空化射流喷嘴、脉冲射流喷嘴、旋转射流喷嘴等其它类型的喷嘴；此外，设置喷嘴8的数量和安装位置也可在一定范围内根据实际需求进行调整，对于没有安置喷嘴8的出气连接端口15和出液连接端口18，则需连接一个与之规格匹配的螺钉对清洁液和压缩气体进行封堵，以保证密封性能。

本实用新型中涉及的仿生非光滑单元24和环槽84，可通过机械加工、粉末冶金、化学刻蚀、激光加工和3D打印等方式实现。

本实用新型中，所述清洁液为清水或其它符合要求的环保型清洁剂。

本实用新型的多功能仿生清管器，通过所述中心轴左端的喷嘴喷出的高压气流推动清管器在管具内移动，并对管具内壁进行干燥和清洁，同时橡胶圈对管具内壁进行刮削，且位于所述中心轴右端的喷嘴喷出的高压液流对管具内壁全断面清洁，且环状磁铁吸引管具内的金属碎屑并带出管外，具有高效、环保、低耗、应用面广、灵活性和适应性强，全方位无死角且可去除常规方法难以清洁的污垢等一系列显著优势。

本实用新型的多功能仿生清管器还可以配合防水型高清摄像头和强光源等使用，通过有线或无线传输的方式把高清摄像头拍摄到管具内部的情况实时返回操控台(电脑或监视器等)供技术人员决策，以实现对管具内部情况的准确把握，做到有的放矢，从而更好地确保对管具内壁的清洁和修复等作业的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。