环形带柔性管清洁喷枪驱动设备的制作方法

本公开涉及高压流体清洁喷枪处理系统。具体地，本公开的实施例涉及一种设备，所述设备用于从与热交换器管板相邻的位置处将一个或多个柔性管清洁喷枪从布置成阵列的管(例如热交换器)中推进和缩回。

柔性喷枪驱动设备通常包括经由齿轮、链条或带联接到一个或多个驱动机构的驱动马达。驱动机构可以是辊或者是通过互锁的顶部和底部组件定向的链条和块组件，所述辊成对或成组布置以将柔性喷枪软管夹在其间。可以驱动成组的辊中的至少一个辊或链条和块组件。为了容纳不同直径的喷枪软管，必须费力地拆卸和更换辊或链条和块组件，并且还可能需要修改驱动电机以适应不同的被驱动的喷枪软管的特性。另外，一旦已经针对给定的喷枪软管尺寸正确地配置了机构，则通常经由手动机械调节来调节相对的驱动机构辊对之间的距离作为给定辊对施加在喷枪软管上的力。

例如，美国专利no.9,070,830教导了一种驱动设备，所述驱动设备要求喷枪本身围绕驱动轮的一部分弯曲，以确保足够的驱动力传递到喷枪本身，特别是在现实世界的环境应用场景(通常是不太理想的)中。此外，此种驱动设备体积大，笨重，并且因此必须分离地定位在热交换器管板附近的地板上(其中一个或多个喷枪应该被引导到热交换器管板中)，如该公开所示，或者刚性地安装在与管板间隔开并与其对准的托盘上。在此种情况下，管束通常从热交换器物理地移除，并且布置在具有用于容纳托盘和驱动组件的足够空间的环境中。

在美国专利申请公开2010/0300498中公开了一种包括成对的相对的环形带的喷枪驱动机构。该设备包括在柔性喷枪上方和下方的两个相对的分段的环形带。每个带具有v形凹槽，其中被驱动的喷枪位于v形凹槽中。成对的相对的平台夹具用于将环形带推抵在带的v形凹槽中的一个或多个喷枪上。这在环形带上产生了相当大的阻力，其必须通过一个或多个驱动马达的动力来克服。

因此需要的是一种紧凑的封装驱动解决方案，其占用最小的空间，可以直接安装到x-y喷枪定位器，便于可互换地简单地处理多个喷枪和多个不同尺寸的柔性喷枪软管，可以在各种操作条件下一致地操作，可以远程地优化性能，并且保持易于修复、维护和针对各种应用进行修改。

技术实现要素：

根据本公开的柔性喷枪驱动设备或装置直接解决了此种需求。柔性喷枪驱动设备的示例性实施例包括：壳体；至少一个气动驱动马达，所述气动驱动马达设置在壳体的第一部分中，所述气动驱动马达具有驱动轴，所述驱动轴跨过壳体的第二部分突出，所述驱动轴承载圆柱形的花键驱动辊；多个圆柱形的引导辊，所述引导辊位于固定轴上，所述引导辊跨过壳体的第二部分并且平行于花键驱动辊对准，每个引导辊和至少一个花键驱动辊的侧表面与辊之间的公共平面相切；以及环形带，所述环形带缠绕在至少一个花键驱动辊和引导辊上。环形带具有大致光滑的外表面和横向带花键的内表面，该内表面具有与花键驱动辊上的花键形状互补的花键。偏置构件支撑多个从动辊，多个从动辊中的每一个在至少一个花键驱动辊和引导辊中的一个上方竖向地对准。偏置构件可操作以将每个从动辊压向花键驱动辊和引导辊中的一个，以在柔性喷枪软管夹在从动辊和环形带之间时摩擦地夹持柔性喷枪软管。

根据本公开的柔性喷枪驱动设备的示例性实施例包括大致矩形的壳体以及第一驱动马达和第二驱动马达，第一驱动马达和第二驱动马达在壳体的第一部分中并排设置并且间隔开。每个驱动马达具有驱动轴，所述驱动轴凸出入壳体的第二部分中并且承载圆柱形的花键驱动辊。在固定轴上的多个圆柱形的引导辊跨过壳体的第二部分，位于花键驱动辊之间，并且平行于花键辊对准。具有内花键侧和外侧的环形带缠绕在驱动辊和引导辊上。每个引导辊的侧表面与同花键辊相切并在花键辊之间延伸的轴线相切。支撑多个从动辊的偏置构件竖向地在花键驱动辊和引导辊的上方对准。在环形带旋转时，该偏置构件可操作以将每个从动辊压靠在夹在从动辊和花键辊上的环形带之间的柔性喷枪软管上，从而使喷枪软管向前和向后被摩擦地推进通过该设备。

通过阅读以下结合附图的详细描述，本公开的实施例的其它特征、优点和特性将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的驱动设备的带侧视图。

图2是根据本公开的驱动设备的驱动马达侧视图。

图3是根据本公开的驱动设备的带侧透视图，其中其侧盖被移除。

图4是如图3所示的带侧透视图，其中上部和下部竖向支撑板被移除。

图5是图1和图2所示的驱动设备的驱动马达侧透视图，其中壳体顶部板、底部板和端部板被移除，并且第一竖向支撑板示出为透明的。

图6是沿穿过图1中所示设备的线6-6截取的竖向剖视图。

图7是沿穿过图1中所示设备的线7-7截取的竖向剖视图。

具体实施方式

图1至图7中示出了根据本公开的示例性高压清洁喷枪软管驱动设备。现在参考图1，示出了设备100的带侧视图，其中其侧盖被移除。设备100具有矩形盒状壳体102，所述矩形盒状壳体102包括平坦的顶部板104、底部板106、前壁108和后壁110，以及两个c形携带把手112，前壁108和后壁110中的每一个上各有一个携带把手。在图1至图7中，移除板侧盖(未示出)，使得设备100的内部部件可见。

出口软管引导歧管114紧固到前壁108。软管入口引导歧管116紧固到携带把手112下方的后壁110上。这些歧管114和116中的每一个包括成组的软管引导夹头118，以用于将一个至三个柔性喷枪软管(未示出)引导进入和离开壳体102。每个引导夹头组118的尺寸设计成容纳特定的喷枪软管直径。因此，夹头组可根据待由设备100驱动的喷枪尺寸而改变。

图2中示出了设备100的马达侧视图。壳体102包括紧固到前壁108和后壁110以及顶部板104和底部板106的内部竖向支撑分隔壁120。该竖向支撑分隔壁120将壳体分成第一部分和第二部分。第一部分容纳软管配件和驱动马达。第二部分是带腔121，其中柔性喷枪软管被驱动通过所述带腔121，并且至少在图1、图3和图4中示出。

在该示例性实施例100中，内部竖向支撑壁120承载成对的气动驱动马达122和124，所述成对的气动驱动马达122和124安装成使得它们的驱动轴126和128侧向穿过支撑壁120凸出进入内部竖向壁120和外部竖向下部支撑壁130之间的第二部分或带腔内，如图1和图3所示。驱动马达122和124中的每一个通过紧固到顶部板104的进给歧管136连接到气动向前进给线132和反向进给线134。夹紧压力进给线配件138也穿过该进给歧管136到下面描述的软管夹具组件144。驱动马达122和124中的每一个优选地是紧凑的径向活塞气动马达。但是，也可以替代地使用液压马达或电动马达。

在图1和图3所示的带侧视图中，带腔121限定在内部竖向壁120和外部下部支撑壁130之间。与下部外部支撑壁130对准的分离的上部外部支撑壁140在前壁108和后壁110之间提供刚性连结，同时在入口引导歧管116和出口引导歧管114之间提供可见的空间。该空间帮助操作者将最多三个喷枪侧向地旋入(threadup)并穿过在环形传动带142和竖向布置的软管夹具组件144之间的带腔121。支撑壁120、130和140中的每一个优选地是轻质材料(例如铝)的平板，或者可以由具有足够强度和刚度的结构聚合物制成，以处理所涉及的马达操作应力。

在图4中示出了设备100的透视图，其中上部外部竖向支撑壁140和下部外部竖向支撑壁130被移除。马达驱动轴126和128中的每一个具有轴向键槽，该键槽适配有互补的键(未示出)，所述互补的键接合圆柱形的花键驱动辊146中的相应的键槽。因此，每个驱动辊146滑动到并键合到驱动轴上，以便与驱动轴126或128一起旋转。每个花键驱动辊146使得其外圆柱表面覆盖有平行于辊146的中心轴线延伸的等间距的花键。每个驱动轴126和128的远侧端部延伸穿过下部外部支撑壁130并且主要由板120侧向支撑。经由接合轴126和128的每一个中的v形凹槽(未示出)的锥端定位螺钉，通过下部外部支撑壁130提供对驱动轴126和128的每一个的远侧端部的附加侧向支撑。

驱动轴126和128的每一个可以完全延伸穿过花键驱动辊146，或者驱动马达122和124可以各自适配有短轴驱动轴，短轴驱动轴适配到每个花键驱动辊146的近侧端部内的轴承中。单独的轴承支撑的驱动轴126或128延伸出每个驱动辊146的远侧端部，并经由锥端定位螺钉紧固到支撑壁130。在此种替代方案中，驱动辊146成为驱动轴126和128的一部分。

两个花键驱动辊146之间间隔的是成组的四个圆柱形的引导辊148，所述成组的四个圆柱形的引导辊148经由竖向板150和成对的矩形竖向间隔块152通过下部外部支撑壁130支撑，所述成对的矩形竖向间隔块152穿过竖向板150地经由螺栓154贯穿地螺栓连接到下部外部支撑壁130和内部竖向壁120。在图7的剖视图中示出该优选的螺栓连接布置。当螺栓154穿过竖向板150时，它们的远侧端部进一步延伸穿过，并且穿过内部竖向壁120旋拧入孔156中。

环形带142上的张力优选地由间隔块152之间的张紧辊158提供，所述张紧辊158在偏心轴160上通过内部竖向板150被支撑，并且通过内部竖向壁120中的开口162进出，如图2所示。该偏心轴160的旋转基本上使张紧辊158向下或向上移动通过较小弧度，以在带142上提供更多或更少的张力。

为了更换带142，松开四个螺栓154，以及移除将外部下部壁130保持到前壁108和后壁110的螺钉。然后，移除与轴126和128的每一个中的v形凹槽(未示出)接合的锥端定位螺钉。然后，通过将驱动辊146从键合轴126和128上滑出，可以将包括竖向板150、间隔块152、带142、驱动辊146和引导辊148的组装结构作为单元移除。

在替代构造中，如果螺栓154替代地旋拧入板150而不是壁120，并且简单地被引导通过壁120的孔156，外部下部壁130、内部竖向板150、偏心轴160上的张紧辊158和间隔块152可以形成承载引导辊148的整体组件164，通过从前壁108和后壁110解开外部下部壁130并从驱动辊146移除紧固螺钉而将所述整体组件164作为单元从带腔侧向地单独移除。当移除该整体组件164时，仅带142和轴126和128上的驱动辊146保留在带腔中。然后，环形带142可以容易地从驱动辊146上滑出并安装新的带142。

然后将包括外部下部壁130、内部竖向板150、张紧辊158和间隔块152的组件164重新安装在端部壁108和110之间。螺栓154的远侧端部通过与内部竖向壁120中的孔156对准来引导重新组装。然后，通过穿过内部竖向壁120的开口162可以重新调节张紧辊158以提供适当的带张力。

每个花键驱动辊146优选地具有围绕其外表面的等距间隔的交替的花键脊部和凹槽，所述花键脊部和凹槽在过渡角部处是圆形的，以便促进在环形带142的内侧或表面中的互补成形的侧花键脊部和凹槽的接合。消除脊部角部和凹槽角部处的急剧过渡延长了带寿命，同时确保辊和带之间的适当夹持。环形带142的外表面部分或盖优选地是平坦和光滑的，以防止不期望的软管磨损和退化，并且优选地由合适的摩擦材料形成，例如聚氨酯。带142的内侧部分优选地是结合到外侧盖的较硬硬度的聚氨酯材料。对于具有显著碳氢化合物或高润滑性产品的应用，可以利用在盖上与带行进方向成90°加工的凹槽来改善对柔性喷枪软管的牵引性能。

在带腔中的带142上方间隔开的是喷枪软管夹具组件144，所述喷枪软管夹具组件144包括空转辊组件170。该示例性夹具组件144包括紧固到壳体102的顶部板104的多缸框架172。多缸框架172承载两个或三个具有活塞174的单作用气动缸，所述单作用气动缸各自连接到承载块176并且经由成对的平行间隔的空转承载框架导轨178连接在一起。成组的六个空转辊180由框架导轨178承载，所述成组的六个空转辊180中的每个直接竖向地定位在驱动辊142中的一个或引导辊148中的一个上方。每个活塞174可以是弹簧偏置的，使得在没有气动压力的情况下，活塞174全部撤出或缩回到多缸框架172中，以便在空转辊180和驱动带142之间提供进入空间以便插入和移除柔性喷枪软管。

在通过图6和图7中所示的设备100的剖视图中最佳地示出了空转辊180。每个空转辊180是轴承支撑的圆柱形主体，优选地由铝制成，其具有三个间隔开的环形凹槽182，所述环形凹槽182中的每个优选地尺寸设计成与预期的喷枪软管尺寸互补。这些环形凹槽可以是v形、半圆形、部分梯形、矩形或光滑u形成形的，以便在传输过程中提供穿过设备100的引导并使柔性喷枪保持与环形带142的必要接触。优选地，空转辊180由铝或其它能够承受弯曲载荷的轻质材料制成，并且每个凹槽具有凹状弧形，优选地为半圆形横截面形状。每个凹槽可以替代地是具有角部的矩形槽，所述角部具有半径轮廓以允许在软管被进给通过设备100时软管具有有限的侧向移动。

在使用中，驱动设备100可以同时与一个、两个或三个柔性喷枪一起使用。在驱动一个喷枪的情况下，此种喷枪将优选地被进给通过中心夹头和空转辊180的中心凹槽下方。当要驱动两个喷枪时，将使用内夹头118和外夹头118。如果要驱动三个喷枪，则每个喷枪可以被进给通过每个夹头和每个空转辊180的相应凹槽。

在替代实施例中，可以提供多于三个的喷枪驱动路径，例如2个、4个或5个。可以使用电动或液压致动器和马达来代替所示出和所描述的气动马达。尽管如上所描述和示出的，带齿的或花键环形带是优选的，但是替代地，具有较宽花键间距的光滑带或带凹槽的带可以与适当构造的驱动辊一起代替。引导辊148示出为光滑的圆柱形辊。或者，它们可以是与驱动辊146类似的花键辊。

用于将气动空气供应到驱动马达122和124的控制系统还可以包括自动冲程功能，其感测在向前操作期间到每个驱动马达的空气流量的减少，该减少表示对喷枪移动的增加的阻力，并且在正被清洁的管内遇到并且感测到障碍物或限制的情况下自动停止、反向并向马达重新施加向前方向的空气压力以重复地停止、撤回和重新推进柔性喷枪。

可以对设备100进行许多变化。例如，下部支撑壁130可以替代地在整体尺寸上减小，使得带142可以容易地在支撑壁130上移除。在这种情况下，整个带驱动组件将经由间隔块150和马达轴126和128完全从内部支撑壁120悬臂支撑。在此种替代构造中，一个或多个支撑块(未示出)可以设置在带侧通道门(未示出)上，以在驱动操作期间当通道门关闭时为尺寸减小的替代支撑壁130提供增加的竖向支撑。在另一种变型中，在期望额外的牵引力的情况下，可以在驱动辊146和数量增加的引导辊和空转辊之间提供更长的空间。在所示出的实施例100中，有四个空转辊/引导辊组。对于更大的牵引应用，在此种实施例中可以与更长的驱动带一起使用5个、6个或7个空转辊/引导辊组。

单件式顶部空转辊180可以用支撑在每个空转轴上的一系列三个单独的带凹槽空转辊轴承代替，以减小摩擦并允许柔性喷枪之间的相对运动，其可以简化成组的2个或3个喷枪在喷枪的完全伸展位置和完全缩回位置的同步。最后，在所例示的实施例中，可以用聚合物或复合材料代替金属部件，因为这些实施例仅仅是示例性的。因此，根据本文描述的特征和益处的所有此类改变、替代和等同物都在本公开的范围内。在不脱离由以下权利要求及其等同物限定的本公开的精神和广泛范围的情况下，可以引入此类改变和替代。