一种用于管件的自动化清理装置的制作方法

本发明涉及管件清洗设备领域，具体是一种用于管件的自动化清理装置。

背景技术：

现代工业或民用场所大量使用管道管件用于输送不同的流体介质，如工业的化工液体，市政污水的排污管道，自来水输送等等。部分管道需要定期清理，不然杂物在管道内淤积过多会导致管道流通性能下降，甚至造成管道堵塞，严重堵塞时管道甚至会爆裂，尤其是污水管道，管道爆裂后再去清理非常的困难，且影响不好。

管件管道输送污水时会有杂渣等堆积在管道内，输送其他流体时这种情况较少，但生锈等是所有铁质管道经常发生的，铁锈以及一些具有附着性的杂物附着在管道的内壁上，使用常规的清洗水仅仅冲刷一下管道内壁不太容易将这类的杂质清洗下来，而工业上堵塞严重时使用的超高压水枪清洗法不太适合作为推广清洗法，因为超高压水并不是所有场合都能配备的，而且使用超高压水必须做足安全措施，稍有不慎会损伤操作人员。

现在常用的清理方法就只是纯手工，操作人员使用手持水枪等使用冲洗水对脏物部位进行冲刷，若清理不充分，或需要清理管道内壁上的铁锈时，人需要使用砂纸、锉刀等手工的去进行处理，费时费力，且应对长管路时人甚至无法到达清理位置而造成清理不充分。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于管件的自动化清理装置，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

用于管件的自动化清理装置，包括电机、主轴、前连接板、行星转子、前主齿轮、后连接板、后主齿轮、前支撑架和后支撑架，管道的轴线为管道轴线，主轴与管道轴线重合，主轴由电机带动旋转，行星转子通过前连接板和后连接板连接主轴，行星转子绕主轴旋转，行星转子同时也绕自身轴线自转，行星转子圆周外侧接触管道内壁，前主齿轮和后主齿轮通过轴承安装在主轴上，电机和前主齿轮固定在前支撑架上，后主齿轮固定在后支撑架上，前支撑架和后支撑架与管道的内壁接触。

前支撑架和后支撑架将本装置支撑在管道内，主轴与管道轴线重合，行星转子绕主轴旋转的同时也会自转，行星转子的圆周外侧就会一圈圈的将管道内壁上的杂物刮除。

进一步的，行星转子包括转子轴、圆柱铁丝刷、转子前轴承、转子前齿轮、转子后轴承、转子后齿轮、转子定位轴套、圆螺母、压帽和螺钉；转子轴为两头对称的阶梯轴结构，转子轴两端设有中心孔，转子轴中部设有圆柱铁丝刷，转子轴和圆柱铁丝刷之间通过键传动，转子轴从中部圆柱铁丝刷往外一端依次设有转子定位轴套、转子前轴承、圆螺母、转子前齿轮、压帽和螺钉，转子定位轴套用于圆柱铁丝刷和转子前轴承之间的轴向定位、限位，转子前轴承的内圈通过圆螺母固定在转子轴上，转子前齿轮为一平板齿轮，转子前齿轮中心设有轴孔，转子前齿轮和转子轴之间通过键传动，压帽为帽形结构，帽形中心设有通孔，螺钉螺纹段穿过压帽旋入转子轴的中心孔内，螺钉压紧压帽从而间接压紧转子前齿轮，螺钉和压帽共同将转子前齿轮固定在转子轴上；转子后轴承和转子后齿轮安装在转子轴的另一端上，转子后轴承和转子前轴承关于圆柱铁丝刷对称，转子后齿轮和转子前齿轮关于圆柱铁丝刷对称。

圆柱铁丝刷是一个大轴套结构的部件，它的外壁镶嵌了一束束的细短铁丝，圆柱铁丝刷跟着转子轴自转时，圆柱铁丝刷上的细短铁丝与管道内壁不断地剐蹭，管道内壁上的杂物就会被清理下来。转子前后齿轮通过键可靠的安装在转子轴上，以便后续通过转子的前后齿轮为行星转子提供自转动力。

进一步的，前连接板和后连接板为板片结构，前连接板和后连接板中心部位设有轴孔，前连接板和后连接板中心部位套装在主轴上，前连接板和后连接板与主轴之间通过键传动；前连接板安装在主轴靠近电机的一侧，前连接板圆周外侧端面上设有阶梯安装孔，安装孔内安装转子前轴承的外圈，转子前轴承的外圈通过压板和螺钉压紧固定在前连接板上；后连接板安装在主轴远离电机的一侧，后连接板圆周外侧端面上设有阶梯安装孔，安装孔内安装转子后轴承的外圈，转子后轴承的外圈通过压板和螺钉压紧固定在后连接板上。

前连接板和后连接板与主轴间通过键传动，传动可靠，前连接板和后连接板与行星转子之间使用轴承连接，这样前连接板和后连接板带动行星转子绕主轴旋转时又不会阻碍行星转子的自转，如果仅仅使用简单的滑动式轴孔配合，则行星转子的转子轴与前后连接板之间就会有很大摩擦，不仅消耗动力，也会磨损零件。

进一步的，前主齿轮与转子前齿轮形成齿轮配合，后主齿轮与转子后齿轮形成齿轮配合。

进一步的，前支撑架包括前支撑架骨、前弹簧和前轮，前轮铰接在前支撑架骨的下部，前轮与前支撑架骨连接部位设置前弹簧，前支撑架骨上部与前主齿轮的端面固定，电机安装在前支撑架骨上，前轮的轮圈沿管道内壁滚动；后支撑架包括后支撑架骨、后弹簧和后轮，后轮铰接在后支撑架骨的下部，后轮与后支撑架骨连接部位设置后弹簧，后支撑架骨上部与后主齿轮的端面固定，后轮的轮圈沿管道内壁滚动。

前后支撑架的轮子可以将装置“驮着”沿管道滑动，前后支撑架上的弹簧可以消除很大一部分行星转子清理管道内壁所造成的振动，前主齿轮固定在前支撑架上，后主齿轮固定在后支撑架上，前后主齿轮与主轴之间使用轴承连接，前后主齿轮为主轴提供了支撑位置，前主齿轮和后主齿轮是不旋转的部件，前后主齿轮和行星转子上的转子前后齿轮形成配合，这样，行星转子绕主轴旋转时，行星转子上的前后齿轮就会在前后主齿轮上滚动，滚动的同时就会驱动行星转子自转，这样就不需要给行星转子额外的旋转动力，因为行星转子自身有绕主轴的“公转”，为“公转”的行星转子提供直接的动力不稳定且比较麻烦。前后支撑架的轮子还可以使用电动轮子，由外界接入驱动电源及信号，这样装置就能自动地在管道内前进，圆柱铁丝刷不断清理沿途的杂物。

进一步的，自动化清理装置设有三组行星转子，三组行星转子和前连接板的连接位置呈等边三角形，三组行星转子和后连接板的连接位置呈等边三角形。三组行星转子同时进行“公转”和“自转”，同时清理管道内壁，而且可以使装置清理管道时受到的反作用力相互抵消，防止装置倾斜摆动。

进一步的，转子前轴承和转子后轴承为深沟球轴承。深沟球轴承的径向支撑稳定可靠，且为常用轴承，方便更换维修。

进一步的，转子前齿轮、转子后齿轮、前主齿轮和后主齿轮为斜齿轮，转子前齿轮和前主齿轮的齿牙方向相反，转子后齿轮和后主齿轮齿牙方向相反，前主齿轮和后主齿轮的齿牙安装方向相反。斜齿轮比圆柱齿轮的传动稳定性更好，转子前齿轮和前主齿轮的齿牙方向相反是斜齿轮配合的正确啮合条件，转子后齿轮和后主齿轮齿牙方向相反是斜齿轮配合的正确啮合条件，斜齿轮传动时会产生一个轴向力，两对齿轮配合的齿牙螺旋角相反：前主齿轮和后主齿轮的齿牙安装方向相反就可以使两对斜齿轮配合产生的轴向力相互抵消。

使用本发明清理管道内壁上杂物后，只需再次使用冲洗水冲刷管道一次即可将管道清理干净。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以自动地清理管件管道内壁上附着的杂物，铁锈等，配合电力驱动的前后轮，装置可以在管道内不断前进，可以清理很长的直管道内的杂物，无人值守，清理彻底，过程稳定。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种用于管件的自动化清理装置的运动简图；

图2为本发明行星转子相关件的结构图；

图3为本发明前连接板与行星转子的侧视示意图；

图4为本发明前连接板与主轴的连接示意图；

图5为本发明两对齿轮的齿牙螺旋角方向示意图。

图中：1-管道、10-管道轴线、21-电机、22-主轴、23-前连接板、231-安装孔、24-行星转子、240-转子轴、241-圆柱铁丝刷、242-转子前轴承、243-转子前齿轮、244-转子后轴承、245-转子后齿轮、246-转子定位轴套、247-圆螺母、248-压帽、249-螺钉、25-前主齿轮、26-后连接板、27-后主齿轮、28-前支撑架、281-前支撑架骨、282-前弹簧、283-前轮、29-后支撑架、291-后支撑架骨、292-后弹簧、293-后轮。

具体实施方式

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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，用于管件的自动化清理装置包括电机21、主轴22、前连接板23、行星转子24、前主齿轮25、后连接板26、后主齿轮27、前支撑架28和后支撑架29，管道1的轴线为管道轴线10，主轴22与管道轴线10重合，主轴22由电机21带动旋转，行星转子24通过前连接板23和后连接板26连接主轴22，行星转子24绕主轴22旋转，行星转子24同时也绕自身轴线自转，行星转子24圆周外侧接触管道1内壁，前主齿轮25和后主齿轮27通过轴承安装在主轴22上，电机21和前主齿轮25固定在前支撑架28上，后主齿轮27固定在后支撑架29上，前支撑架28和后支撑架29与管道1的内壁接触。

前支撑架28和后支撑架29将本装置支撑在管道1内，主轴22与管道轴线10重合，行星转子24绕主轴22旋转的同时也会自转，行星转子24的圆周外侧就会一圈圈的将管道1内壁上的杂物刮除。

如图1，图2所述，行星转子24包括转子轴240、圆柱铁丝刷241、转子前轴承242、转子前齿轮243、转子后轴承244、转子后齿轮245、转子定位轴套246、圆螺母247、压帽248和螺钉249；转子轴240为两头对称的阶梯轴结构，转子轴240两端设有中心孔，转子轴240中部设有圆柱铁丝刷241，转子轴240和圆柱铁丝刷241之间通过键传动，转子轴240从中部圆柱铁丝刷241往外一端依次设有转子定位轴套246、转子前轴承242、圆螺母247、转子前齿轮243、压帽248和螺钉249，转子定位轴套246用于圆柱铁丝刷241和转子前轴承242之间的轴向定位、限位，转子前轴承242的内圈通过圆螺母247固定在转子轴240上，转子前齿轮243为一平板齿轮，转子前齿轮243中心设有轴孔，转子前齿轮243和转子轴240之间通过键传动，压帽248为帽形结构，帽形中心设有通孔，螺钉249螺纹段穿过压帽248旋入转子轴240的中心孔内，螺钉249压紧压帽248从而间接压紧转子前齿轮243，螺钉249和压帽248共同将转子前齿轮243固定在转子轴240上；转子后轴承244和转子后齿轮245安装在转子轴240的另一端上，转子后轴承244和转子前轴承242关于圆柱铁丝刷241对称，转子后齿轮245和转子前齿轮243关于圆柱铁丝刷241对称。

圆柱铁丝刷241是一个大轴套结构的部件，它的外壁镶嵌了一束束的细短铁丝，圆柱铁丝刷241跟着转子轴240自转时，圆柱铁丝刷241上的细短铁丝与管道1内壁不断地剐蹭，管道1内壁上的杂物，锈迹就会被清理下来。转子前齿轮243和转子后齿轮245通过键可靠的安装在转子轴240上，以便后续通过转子前后齿轮为行星转子24提供自转动力。

如图2、图3所示，前连接板23和后连接板26为板片结构，如图3、图4所示，前连接板23和后连接板26中心部位设有轴孔，前连接板23和后连接板26中心部位套装在主轴22上，前连接板23和后连接板26与主轴22之间通过键传动；前连接板23安装在主轴22靠近电机21的一侧，前连接板23圆周外侧端面上设有阶梯安装孔231，安装孔231内安装转子前轴承242的外圈，转子前轴承242的外圈通过压板和螺钉压紧固定在前连接板23上；后连接板26安装在主轴22远离电机的一侧，后连接板26圆周外侧端面上设有阶梯安装孔，安装孔内安装转子后轴承244的外圈，转子后轴承244的外圈通过压板和螺钉压紧固定在后连接板26上。

前连接板23和后连接板26与主轴22间通过键传动，前后连接板跟随主轴22一同旋转，传动可靠，前连接板23和后连接板26与行星转子24之间使用轴承连接，这样前连接板23和后连接板26带动行星转子24绕主轴22旋转时又不会阻碍行星转子24的自转，如果仅仅使用简单的滑动式轴孔配合，则行星转子24的转子轴240与前后连接板之间就会有很大摩擦，不仅消耗动力，也会磨损零件。

如图1、图2所示，前主齿轮25与转子前齿轮243形成齿轮配合，后主齿轮27与转子后齿轮245形成齿轮配合。

如图1所示，前支撑架28包括前支撑架骨281、前弹簧282和前轮283，前轮283铰接在前支撑架骨281的下部，前轮283与前支撑架骨281连接部位设置前弹簧282，前支撑架骨281上部与前主齿轮25的端面固定，电机21安装在前支撑架骨281上，前轮283的轮圈沿管道1内壁滚动；后支撑架29包括后支撑架骨291、后弹簧292和后轮293，后轮293铰接在后支撑架骨291的下部，后轮293与后支撑架骨291连接部位设置后弹簧292，后支撑架骨291上部与后主齿轮27的端面固定，后轮293的轮圈沿管道1内壁滚动。

前轮283和后轮293可以将装置“驮着”沿管道1滑动，前后支撑架与前后轮之间的前弹簧282和后弹簧292可以消除很大一部分行星转子24清理管道1内壁所造成的振动，前主齿轮25固定在前支撑架28上，后主齿轮27固定在后支撑架29上，前主齿轮25、后主齿轮27与主轴22之间使用轴承连接，这样前后主齿轮仅为主轴22提供了支撑位置，前主齿轮25和后主齿轮27是不旋转的部件，前后主齿轮和行星转子24上的转子前后齿轮形成配合，这样，行星转子24绕主轴22旋转时，行星转子24上的转子前齿轮243在前主齿轮25上滚动、转子后齿轮245在后主齿轮27上滚动，滚动的同时就会驱动行星转子24自转。前后支撑架的轮子还可以使用电动轮子，由外界接入驱动电源及信号，这样装置就能自动地在管道内前进，圆柱铁丝刷241不断清理沿途的杂物。

如图3所示，自动化清理装置设有三组行星转子24，三组行星转子24和前连接板23的连接位置呈等边三角形，三组行星转子24和后连接板26的连接位置呈等边三角形。三组行星转子24同时进行“公转”和“自转”，同时清理管道1内壁，而且可以使装置清理管道1时受到的反作用力相互抵消，防止装置倾斜摆动。

转子前轴承242和转子后轴承244为深沟球轴承。深沟球轴承的径向支撑稳定可靠，且为常用轴承，方便更换维修。

如图5所示，转子前齿轮243、转子后齿轮245、前主齿轮25和后主齿轮27为斜齿轮，转子前齿轮243和前主齿轮25的齿牙方向相反，转子后齿轮245和后主齿轮27齿牙方向相反，前主齿轮25和后主齿轮27的齿牙安装方向相反。

斜齿轮比圆柱齿轮的传动稳定性更好，转子前齿轮243和前主齿轮25的齿牙螺旋角相反是斜齿轮配合的正确啮合条件，转子后齿轮245和后主齿轮26齿牙螺旋角相反是斜齿轮配合的正确啮合条件，斜齿轮传动时会产生一个轴向力，两对齿轮配合的齿牙螺旋角相反：前主齿轮25和后主齿轮27的齿牙安装方向相反就可以使两对斜齿轮配合产生的轴向力相互抵消。

使用本装置前，先用冲洗水将管道内的未附着在内壁上的杂物冲洗掉，然后将装置送入管道内，将电机21通电，电机21带动主轴22旋转，主轴22带动前后连接板绕主轴22旋转，前后连接板带动行星转子24绕主轴22公转，行星转子24上的前后齿轮在装置的前后主齿轮的滚动，带动行星转子24自转，行星转子24上的圆柱铁丝刷241剐蹭掉管道1内壁上附着的杂物或铁锈等，实现清理功能，装置的前轮后轮可以人工推着前进，也可以使用电动轮子，外接控制线，由外界控制轮子自动前进，深入管道1内部。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。