本发明涉及管道清洗设备领域，尤其是一种擦炮机。
背景技术：
在火炮射击后炮管内壁会产生挂铜、残渣和火药残留，影响火炮的使用精度和使用寿命，擦炮机是一种去除火炮射击前火炮内膛线内的封存油以及清洁射击后火炮炮管内壁的机器。现有擦炮机的清洗头往往采用简单的毛刷机构，包括毛刷和喷洗头，再利用人工、电机+推杆传送或液压马达驱动牵引毛刷机构实现往复清洗，多数只能适用于较大的管径，更小管径的炮管只能利用人工实现往复清洗的效果，人力擦拭劳动强度大、费时费力，每门火炮需要多人耗时一小时以上才能完成，尤其是针对线膛炮，由于毛刷冲刷力有限，彻底清洗干净需要耗费大量清洁水和清洗时间，利用人工、电机+推杆传送和马达牵引驱动的方式也限制了清洗头的灵活度，无法清洗干净炮管内的线膛炮等死角。液压执行器驱动时，长杆容易跑偏，牵引时容易发生拉不回来的情况，液压驱动装置本身需要配套体积较大的液压装置，使用条件更加苛刻；电机+推杆传送装置体积较大、较重，使用条件要求高，使用不方便。
技术实现要素：
本申请人针对上述现有生产中擦炮机存在的体积大、无法应用于小口径、长尺寸的炮管、效果差、效率低、使用条件苛刻等问题，提供一种结构合理的擦炮机，清洗头前部喷射气液混合体，进行压力清洗，毛刷可以自动往复刷洗，清洗效率高，适用火炮尺寸范围广，控制装置使用条件要求低。
本发明所采用的技术方案如下：
一种擦炮机，在底板支架上设置卷筒机构和由若干节推杆升降的传动平台，气管缠绕在卷筒上，一端与控制装置上的气源箱的出气口连接；另一端与管道清洗头连通；管道清洗头上设置有清洗部、驱动部和支撑部；在传动平台上设置驱动气管的驱动装置。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述管道清洗头的驱动部位于清洗部和支撑部之间，清洗部和支撑部的外径均大于驱动部外径。
在管道清洗头清洗部的第一轴上设置喷口通道，驱动部的活塞杆上设置中心孔，支撑部的第二轴上设置进气通道，气管与喷口通道、中心孔、进气通道连通。
管道清洗头驱动部的驱动本体内设置的气控换向阀、三通、换向开关、气缸通过第一组气路和第二组气路连通，并通过活塞杆侧壁上的贯通孔与中心孔连通，气控换向阀与进气通道连通；清洗部的第一轴外周套设辊刷；所述第一组气路和第二组气路分别与气缸上的第一进气口和第二进气口连接。
所述活塞杆在驱动本体内的一端设置挡块，挡块滑动后与换向开关的两侧接触，并实现第一进气口和第二进气口的气路切换。
在所述气缸内设置两组单向阀，第一进气口和第二进气口分别通过单向阀与贯通孔连通。
在传动平台上设置凹槽和滚轮，传动电机驱动的驱动装置和气管的导向块设置在凹槽和滚轮之间；所述驱动装置为驱动杆或驱动轮。
凹槽前端设置有台阶；所述凹槽为V形槽或半弧形槽。
在卷筒机构的端部设置卷筒电机，卷筒电机连接传动齿轮，传动齿轮连接丝杆，在丝杆上设置滑块和排管器。
控制装置还包括电气控制柜和液箱，电气控制柜、液箱和气源箱两两之间可拆卸连接；电气控制柜上设置开关和电源进线口；气源箱内部设置空气压缩机。
本发明的有益效果如下：
本发明以雾化后的清洗油的气液混合体作为动力源，将气缸设置在管道清洗头内，利用气缸杆体的往复运动，使活塞杆带动滚刷和喷头做直线往复运动，实现清洗头自身的往复清洗运动；同时本发明通过在活塞杆内部开设喷口通道，将雾化后的清洗油的气液混合体通过气控换向阀、第一组气路以及第二组气路输送进气缸，再由气缸内设置的单向阀输送进活塞杆的喷口通道，最后从喷头喷出，将驱动装置和喷淋清洗装置巧妙地组合为一体，喷头来回喷淋的同时辊刷来回刷洗炮管内壁，达到边往复喷淋边刷洗的效果。遇到线膛炮时，辊刷可自适应内部形状被动旋转，对炮管进行全方位、无死角快速擦拭，既不会伤害管壁，也使得膛线部位等死角清洗更干净。本发明的驱动本体体积小，重量轻，并可以根据待清洗炮管的直径、长度调整设计不同的尺寸，广泛适用于任意长度、内径70mm以上口径的炮管清洗。本发明可以用于零下20度~80度的极端环境，适用范围更广。本发明使用雾化后的清洗油清洗炮管，大大提高了清洗效率，缩短了清洗时间，除了能完成清洗外，还能对炮管内壁做雾化防锈。本发明的喷头和辊刷的部分都可以快换，以适应不同大小炮管的清洗，也可以在清洗部安装高压装置，进行高压喷淋。
本发明的炮管清洗输送器通过设置同步运行的卷筒电机与传动电机进行收、放气管，通过滚轮将气管转换为水平向输送，凹槽前端设置有台阶，使用时待清洗炮管口部抵住台阶面，保证气管对准炮管顺利输送，台阶的高度与炮管厚度相匹配，凹槽采用V形槽或半弧形槽，可以适应不同直径的炮管的架接，应用范围更加广泛，利用若干推杆支撑传动平台并实现传动平台的升降，可以灵活适应不同高度位置的管道。
本发明不使用时，气管为软管状态，充气后变为较硬状态，卷筒机构放开气管后，利用驱动装置和气管外壁之间产生的摩擦力达到向前输送的目的。本发明广泛适用于小口径、长尺寸炮管的内壁清洗，具有快速、灵活、自动输送回收等优点，通过控制卷筒电机和传动电机的多次正反转，可以实现往复清洗。
本发明的管道清洗头、管道清洗输送装置、电气控制柜、液箱和气源箱可以拆卸成五个部件，单独运输，所有连接件均采用快速接头，操作方便，可以满足野战便携容易移动等要求。通过PLC控制，使用点动开关或者摇杆开关进行升降控制，使用触摸屏设定清洗指标，可以根据实际需要，提前设定输送距离、往返次数、输送速度、工作高度，根据设定数值自动完成擦炮工作，体积小、重量轻，自动化程度高、使用方便、高效快捷、实用性强，节省人力、物力和财力。本发明可以直接外接24V直流电压作为动力源，动力源方便获得，操作安全可靠，最大升高高度为3米，最大空载速度为9m/min。
附图说明
图1为本发明的主视图（清洗头准备进入工作位置）。
图2为图1的俯视图（本图清洗头在非工作状态的位置）。
图3为图1的左视图。
图4为管道清洗头的结构示意图。
图5为控制柜的立体图。
图中：1、导向块；2、凹槽；3、测长仪；4、传动电机；5、传动平台；6、气管；7、滚轮；8、丝杆；9、卷筒；10、滑块；11、底板支架；12、直角伞齿轮；13、卷筒电机；14、推杆；15、喷头；16、轴承；17、辊刷；18、第一轴；19、快换连接部；20、中心孔；21、活塞杆；22、气缸；23、贯通孔；24、单向阀；25、第一进气口；26、三通；27、喷口通道；28、气控换向阀；29、换向开关；30、挡块；31、导轨；32、驱动本体；33、支撑毛刷；34、第一组气路；35、第二组气路；36、第二进气口；37、第二轴；38、进气通道；39、电源进线口；40、电气控制柜；41、铰链；42、扶手；43、液箱；44、气源箱；45、脚轮；46、出气口；47、触摸屏。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，管道清洗输送装置设置在底板支架11上，在底板支架11上设置卷筒机构，卷筒机构依靠端部设置的卷筒电机13驱动，卷筒电机13连接直角伞齿轮12，直角伞齿轮12实现传动并减速，直角伞齿轮12也可以是人字齿轮、斜齿锥齿轮、曲线齿锥齿轮或准双曲面齿轮。直角伞齿轮12连接丝杆8，丝杆8与卷筒9的轴线平行，在丝杆8上设置滑块10和排管器，排管器用于整理缠绕在卷筒9上的气管6，气管6端部与充气机构连接。在卷筒机构的上方设置传动平台5，传动平台5由设置在底板支架11上的若干节电动推杆14支撑，推杆14升降时，卷筒机构同步收放。在传动平台5上设置水平的凹槽2，在凹槽2与卷筒机构之间设置有滚轮7，在滚轮7和凹槽2之间设置传动电机4，气管6利用传动电机4驱动的驱动装置进行驱动，驱动装置为驱动杆或驱动轮，本实施例中为半弧形辊轮，且该辊轮的半径不大于气管6的半径；在凹槽2和传动电机4之间设置导向块1，导向块1用于控制气管6移动的方向，防止工作过程中不必要的位移；气管6从卷筒机构向上延伸经过传动平台5上设置的滚轮7后进入导向块1。如图3所示，凹槽2为V形槽或半弧形槽，凹槽2前端设置有台阶，非工作状态时气管6的前端清洗头放置在凹槽2上，使用时，待清洗炮管口部抵住台阶面，保证辊刷17对准炮管中心位置顺利输送，台阶的高度与炮管厚度相匹配，V形槽或半弧形槽的设计可以适应不同直径的炮管，应用范围更加广泛。在传动平台5上位于传动电机4的另一端设置测长仪3，测长仪3可以测量气管6的输送长度，并反馈作为控制信号。
如图1、图2所示，气管6伸入炮管的一端的端部设置管道清洗头，管道清洗头和管道清洗输送装置之间设置有快速接头，可以拆下管道清洗头分别运输，操作方便。如图4所示，管道清洗头从左往右依次设置清洗部、驱动部和支撑部，清洗部的第一轴18、驱动部的活塞杆21和支撑部的第二轴37位于同一中心轴线上，在第一轴18、活塞杆21和第二轴37的中心轴线上分别开设喷口通道27、中心孔20和进气通道38。
第一轴18外端通过快换连接部19与活塞杆21连接，活塞杆21的中心孔20与喷口通道27连通，另一端活动设置喷头15，喷头15的内部与喷口通道27连通，喷头15为金属材质，外周均布开设4~8个孔。第一轴18的中部设置轴承16，辊刷17套在轴承16上，辊刷17直径略大于待清洗炮管内径，喷头15和辊刷17的部分可以快换，以适应不同大小炮管的清洗，也可以在清洗部安装高压喷头，进行高压喷淋。
驱动部的驱动本体32为一筒体，在驱动本体32内左侧设置气缸22，气缸22的活塞杆21右侧端部固定一挡块30，换向开关29设置在驱动本体32内，在换向开关29上设置导轨31，挡块30在导轨31上滑动，挡块30用于限位以及位置监测。气控换向阀28也设置在驱动本体32内部，气控换向阀28通过第一组气路34和第二组气路35与换向开关29两个端部连接，第一组气路34通过三通26与第一进气口25连通，第二组气路35与第二进气口36连通，在气缸22内设置两组单向阀24，与单向阀24对应在活塞杆21的侧壁上开设两组贯通孔23，第一进气口25和第二进气口36分别通过单向阀24与活塞杆21上的贯通孔23连接，以将气液混合体从贯通孔23送入活塞杆21内部的中心孔20。
第二轴37上套设支撑毛刷33，第二轴37在驱动本体32内的端部通过气路与气控换向阀28连接，并与之进气通道38连通，辊刷17和支撑毛刷33的直径大于驱动本体32的直径，两者支撑在炮管内壁，可以防止驱动本体32与炮管内壁接触摩擦刮伤管壁，支撑毛刷33也可以设置在驱动本体32的外周，同样可以达到支撑驱动本体32的目的。
本发明的管道清洗头的驱动本体32体积小，重量轻，可以根据待清洗炮管的直径、长度调整设计不同的尺寸，广泛适用于任意长度、内径70mm以上的炮管清洗。本发明的换向开关29使用接触开关，也可以使用微动开关、行程开关、干簧管或霍尔感应元件。本发明的单向阀24也可以是梭阀、电磁球阀或者平衡阀。
如图5所示，控制装置包括上方的电气控制柜40、中部的液箱43和底部的气源箱44，两两之间通过铰链41连接，通过解开铰链41，可将电气控制柜40、液箱43和气源箱44分为三个箱体分别搬运，三个箱体体积小、重量轻，便于移动和运输。在电气控制柜40的控制面板上设置PLC、触摸屏47、点动开关/摇杆开关和逆变器，在液箱43上设置扶手42，气源箱44内部设置空气压缩机和油泵，气源箱44底部设置脚轮45，只需一人即可推动控制装置，方便在野外搬运和移动。在电气控制柜40上设置电源进线口39，电源进线口39与火炮上的24V电源口连接，通用性强。气源箱44上设置有出气口46，出气口46与卷筒机构上缠绕的气管6一端连接。可以在控制装置上设定刷洗行程、进气压力、刷洗速度，实现自动控制反复擦洗。
本发明工作时，炮管置于水平位，通过PLC控制，使用点动开关或者摇杆开关控制推杆14，推杆14举升传动平台5往上升起，同时卷筒电机13正转,经直角伞齿轮12传动减速，带动丝杆8旋转，丝杆8带动滑块10移动同步释放气管6，传动平台5达到指定的高度后，传动平台5上的凹槽2与待清洗炮管的炮管口对接，待清洗炮管口部抵住台阶面并利用快速锁扣进行固定。在电气控制柜40的触摸屏47上对需要擦拭的炮管按要求设定清洗指标（包括炮管长度、清洗程度、往返擦拭次数等），一根8米长的炮管，往复擦洗一次约需3分钟，根据炮管内部的具体情况，擦拭炮管的时间周期约为6-20分钟，设置完成后一键启动，气源箱44内的空气压缩机和油泵开始工作，油泵将特种清洗油输入气管6内，完成雾化后通过气管6进入管道清洗头，3-5秒后管道清洗输送器开始工作，卷筒电机13和传动电机4同时开始正转，通过调节传动电机4的转速与卷筒电机13的转速相匹配，卷筒电机13驱动滑块10移动放开气管6，气管6经上方的滚轮7转化为水平向的输送，同步的传动电机4带动驱动装置将气管6继续向凹槽2方向输送，利用导向块1调整方向，最终进入待清洗炮管。
管道清洗头开始工作，雾化后的气液混合体从进气通道38进入，通过与之连通的气路进入气控换向阀28，第一组气路34打开，气液混合体通过与第一组气路34连通的三通26，从第一进气口25进入气缸22，推动活塞杆21运动，同时通过单向阀24从贯通孔23进入活塞杆21的中心孔20，此时与第二进气口36连通的单向阀24关闭，所以气路不会从第二进气口36返回，挡块30带动活塞杆21向左移动直至接触换向开关29，第一组气路34关闭，第二组气路35打开，气液混合体通过与第二组气路35从第二进气口36进入气缸22，继而通过单向阀24从贯通孔23进入活塞杆21的中心孔20，此时与第一进气口25连通的单向阀24关闭，所以气路也不会从第一进气口25返回，活塞杆21带动挡块30向右移动直至接触换向开关29，第二组气路35关闭，第一组气路34打开，活塞杆21如此反复带动辊刷17和喷头15做直线往复运动，气液混合体进入活塞杆21的中心孔20后，从左侧的快换连接部19进入第一轴18的喷口通道27，最后雾化后的清洗油从喷头15上的开孔喷出，喷头15来回喷淋炮管内壁进行润滑、清洗和清渣，辊刷17与之配合，来回高频刷洗炮管内壁，对炮管内壁快速擦拭，达到边往复喷淋边刷洗的效果，遇到线膛炮时，辊刷17自适应内部形状被动旋转，对炮管进行全方位、无死角快速擦拭，既不会伤害管壁，也使得膛线部位等死角清洗更干净。本发明将雾化后的清洗油通过气缸22的活塞杆21送入第一轴18，最终由左侧的喷头15向多个方向喷射，利用气液混合体的压力（0.3-2MPa）和雾化后清洗油的清洁特性，对炮管内部残留的残渣进行清洗，在短时间内便可以自动完成炮管清洁，大大提高了清洗效率，缩短了清洗时间，减少了清洗油的损耗，除了能完成清洗外，还能对炮管内壁做雾化防锈。
当清洗进程到达设定的位置时，卷筒电机13和传动电机4同时开始反转，气管6从炮管中收回，经凹槽2、滚轮7返回，并由滑块10处的排管器整理排列在卷筒9上。清洗过程可以根据具体清洗情况，通过控制卷筒电机13和传动电机4的多次正反转，实现收、放气管6的动作，达到最终洗净的目的。本发明不使用时，气管6为软管状态，充气后变为较硬状态，具有一定的刚性，卷筒机构放开气管6后，利用驱动装置和气管6外壁之间产生的摩擦力达到向前输送的目的。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。例如本实施例中的传动平台5为水平设置，当然也可以增加仰俯角度调节装置，实现仰俯角度的调节。换向开关29和挡块30也可以安装在驱动本体32内的其他位置，只要可以实现活塞杆21往复运动时的限位即可。喷头15也可以设置在辊刷17的右侧，同样可以实现边喷淋边刷洗的效果。空气压缩机也可以是蒸汽发生器，使用蒸汽代替空气同样可以实现本发明的目的。