专利名称：配管内作业装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种可在配管内移动的同时，进行将例如附着在供水用配管、排水用配管或气体配管等各种配管的内表面上的生锈、水生生物等异物去除，并在将上述异物去除之后，进行例如涂料、耐腐蚀合金等覆盖材料的涂覆等配管维修作业的配管内作业装置及方法。
背景技术：
作为这种公知技术，已知有日本专利公开2003-225626号公报中记载的“配管内
作业方法及装置”。专利文献1 日本专利特开2003-225626号公报发明的公开发明所要解决的技术问题在如上所述日本专利公开2003-225626号公报所公开的“配管内作业方法及装置”中，存在如下要解决的问题。即，在上述“配管内作业方法及装置”中，为了使作业用装置在配管内移动，在该配管的外部配置卷起装置，并将作业用装置与被该卷起装置卷取的索状体的端部连结，通过上述卷起装置将上述索状体卷起，并沿着配管的轴向牵引上述作业用装置，从而使该作业用装置在该配管内移动。然而，在上述“配管内作业方法及装置”中，由于必须要进行将索状体从敞开的该配管的一个开口部插至另一个开口部侧，因此，在该配管的长度较长的情况下，或是在该配管的中途存在管弯曲部的情况下，将该索状体插入的工序是繁琐的。另外，在上述“配管内作业方法及装置”中，进行利用喷气式喷射机构部将附着于该配管内表面的异物剥离的洗净作业，接着，进行通过抽吸将该剥离后的异物回收的抽吸回收作业，然后，进行通过使用涂覆材料覆盖该配管内表面来对配管内表面进行修补的修补作业，但是，并没有记载在该洗净作业工序与该修补作业工序之间必不可少的“使潮湿的配管内表面强制干燥的工序”。为了能更好地使用涂覆材料覆盖配管内表面，必须有“使潮湿的配管内表面强制干燥的工序”，但如果使潮湿的配管内表面干燥的方法是“自然干燥”的话，则为了使该潮湿的配管内表面“自然干燥”而需要很多的时间，且需要的时间越多，则好不容易通过洗净作业获得的铁的底料便会再次生锈。此外，为了使经涂装后的配管内表面“自然干燥”还需要很多的时间。因此，本发明的技术解决技术问题如下所述。即，在本发明中，提供一种不需要利用卷起装置、即移动驱动力非常大的“配管内作业装置及方法”作为用于使作业用装置在配管内移动的移动驱动元件。另外，在本发明中，还提供一种包括“使潮湿的配管内表面强制干燥的元件”的“配管内作业装置及方法”。
此外，在本发明中，还提供一种包括“使经涂装后的配管内表面强制干燥的元件” 的“配管内作业装置及方法”。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述技术问题，技术方案一的发明的配管内作业装置可在配管的内部移动的同时进行作业，其特征是，包括环状的压力边界密封，该环状的压力边界密封的自由端部分与上述配管的内壁接触，上述压力边界密封以上述压力边界密封作为边界来将上述配管的内部的空间分割成空间A和空间B这两个空间，上述空间A的靠近上述压力边界密封的一个端部通过软管而与吸引泵连通，且上述空间A的远离上述压力边界密封的另一个端部通过对上述空间A内部的负压力进行调节的真空破坏阀而与包围上述配管的流体连通，在上述空间B中配置有上述软管，且上述空间B的远离上述压力边界密封的端部与包围上述配管的流体连通。技术方案二的发明的配管内作业装置是在技术方案一的配管内作业装置的基础上，其特征是，上述压力边界密封在沿上述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的固定部和自由端部构成，该自由端部以上述固定部为起点朝远离上述空间A 的方向并朝靠近上述配管的内壁的方向延伸而与上述内壁接触。技术方案三的发明的配管内作业装置是在技术方案一的配管内作业装置的基础上，其特征是，上述压力边界密封在沿上述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的两个固定部和圆弧状的自由端部构成，该自由端部从上述两个固定部处各自朝靠近上述配管的内壁的方向延伸而与上述内壁接触，并且从上述两个固定部处各自延伸出的部分汇合，上述压力边界密封包括使上述压力边界密封内侧的空间与空间B连通的阀。技术方案四的发明的配管内作业装置是在技术方案一至技术方案三的配管内作业装置的基础上，其特征是，上述压力边界密封通过球面轴承而安装于装置，从而即便在上述配管中存在管弯曲部，上述压力边界密封的轴线也位于上述配管的轴线附近。技术方案五的发明的配管内作业装置是在技术方案一至技术方案四的配管内作业装置的基础上，其特征是，包括使水、研磨清扫物等清扫材料碰撞的元件，以对上述配管的内壁进行清扫。技术方案六的发明的配管内作业装置可在配管的内部移动的同时进行作业，其特征是，包括环状的压力边界密封，该压力边界密封的自由端部分与上述配管的内壁接触，上述压力边界密封以上述压力边界密封为边界来将上述配管的内部的空间分割成空间A和空间B这两个空间，上述空间A的靠近上述压力边界密封的一个端部通过软管而与排出泵连通，且上述空间A的远离上述压力边界密封的另一个端部通过对上述空间A内部的正压力进行调节的泄压阀而与包围上述配管的流体连通，在上述空间B中配置有上述软管，且上述空间B的远离上述压力边界密封的端部与包围上述配管的流体连通。另外，作为排出空气的排出泵的特性，该泵具有压缩空气的功能，由于压缩该空气时会产生热，因此从该泵排出的空气是热风。从而，可将热风送至空间A中。技术方案七的发明的配管内作业装置是在技术方案六的配管内作业装置的基础上，其特征是，上述压力边界密封在沿上述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的固定部和自由端部构成，该自由端部以上述固定部为起点朝远离上述空间B的方向并朝靠近上述配管的内壁的方向延伸而与上述内壁接触。技术方案八的发明的配管内作业装置是在技术方案六的配管内作业装置的基础上，其特征是，上述压力边界密封在沿上述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的两个固定部和圆弧状的自由端部构成，该自由端部从上述两个固定部处各自朝靠近上述配管的内壁的方向延伸而与上述内壁接触，且从上述两个固定部处各自延伸出的部分汇合，上述压力边界密封包括使上述压力边界密封内侧的空间与空间B连通的阀。技术方案九的发明的配管内作业装置是在技术方案六至技术方案八的配管内作业装置的基础上，其特征是，上述压力边界密封通过球面轴承而安装于装置，从而即便在上述配管中存在管弯曲部，上述压力边界密封的轴线也位于上述配管的轴线附近。技术方案十的发明的配管内作业装置是在技术方案六至技术方案九的配管内作业装置的基础上，其特征是，包括涂覆涂料、耐腐蚀合金等覆盖材料的元件，以对上述配管的内壁进行覆盖。技术方案十一的发明的配管内作业方法的特征是，包括第一工序，在该第一工序中，使具有使水、研磨清扫物等清扫材料碰撞的元件的技术方案1至技术方案5所述的配管内作业装置从空间B朝空间A的方向移动以对上述配管的内壁进行清扫；以及第二工序，在该第二工序中，使包括涂覆涂料、耐腐蚀合金等覆盖材料的元件的技术方案6至技术方案 10所述的配管内作业装置从空间A朝空间B的方向移动以对上述配管的内壁进行覆盖。发明效果本发明会带来以下效果。S卩，提供一种不需要利用卷起装置、即移动驱动力非常大的“配管内作业装置及方法”，作为用于使作业用装置在配管内移动的移动驱动元件。另外，在本发明中，还提供一种包括“使潮湿的配管内表面强制干燥的元件”的“配管内作业装置及方法”。此外，在本发明中，还提供一种包括“使经涂装后的配管内表面强制干燥的元件” 的“配管内作业装置及方法”。
具体实施例方式以下，参照附图，对按照本发明构成的装置的优选实施例进行更详细说明。实施例图1是表示在按照本发明构成的“配管内作业装置”的第一优选实施例的装置中的装置主体及该装置主体所附带的装置等的结构的整体图。图2是图1所示的装置主体的放大剖视图。图3是图2所示的装置主体的俯视图。图4是图2所示的装置主体的A-A向视侧视图。图5是图2所示的装置主体的B-B向视侧视图。图6是图2所示的装置主体的C-C向视侧视图。图7是图2所示的装置主体的D-D向视侧视图。图8是图1所示的真空破坏阀的放大剖视图。图9是图2所示的装置主体中的压力边界密封部的放大剖视图。
图10是表示图2所示的装置主体的管弯曲部的形态的剖视图。在图1中，按照本发明构成的“配管1内作业装置”的第一优选实施例的装置由装置主体2、软管5、罗茨式真空泵3及真空破坏阀6构成，其中，上述装置主体2配置于配管1 的内部，上述软管5的上游侧的端部与装置主体2连结，而软管5的下游侧的端部与固体/ 流体分离装置4的上游侧入口连结，上述罗茨式真空泵3是上游侧的入口与固体/流体分离装置4的下游侧出口连结、且下游侧的出口朝包围配管1的空间开放的一种容积泵，上述真空破坏阀6在配管1的两个端部中与未配置软管的一侧的端部相连。在配管1的两个端部中，配置有软管5的一侧的端部朝包围配管1的空间开放。在图2至图10中，对装置主体2的结构进行说明。装置主体2由如下构件构成第一筒状体21，该第一筒状体21在配管1的内部沿轴线方向配置，在第一筒状体 21的内部有沿轴线方向延伸的圆筒状的空洞，在该空洞内固定有带减速器的气动马达31， 且与带减速器的气动马达31的输出轴连结的主转轴32被两个轴承33保持，在第一筒状体 21中央部的外周部固定有非摆动车轮单元38的四个杆非旋转式缸39，在第一筒状体21外周部的右侧端部安装有高压管接头42 ；第二筒状体22，该第二筒状体22配置在第一筒状体21左侧的外周部，第二筒状体22的一个端部通过第一球面轴承211而与第一筒状体21连结，另一端部的口径扩大并呈凸缘状，在端部与端部之间的圆周部上设有多个孔；第三筒状体23，该第三筒状体23的一个端部与第二筒状体22的凸缘部以凸缘的方式连结；第四筒状体24，该第四筒状体M配置在第三筒状体23的外周部，第四筒状体M 的一个端部通过第二球面轴承231而与第三筒状体23连结，另一端部构成凸缘状；第五筒状体25，该第五筒状体25的一个端部与第四筒状体M的凸缘部以凸缘的方式连结，另一端部的口径缩小而呈圆筒状；软管接头沈，该软管接头沈的一个端部通过第三球面轴承251而与第五筒状体 25连结;软管5，该软管5与软管接头沈连结；压力边界密封20，该压力边界密封20由聚氨酯等柔软材料形成，其包括自由端部 202，该自由端部202被第二筒状体22的凸缘部和第三筒状体23的凸缘部夹持而固定，以该固定部201为起点朝着软管5的延伸方向并朝着接近配管1内壁的方向延伸而与该内壁接触；非摆动车轮单元38，该非摆动车轮单元38固定在第一筒状体21中央部的外周部；主转轴32，在该主转轴32的右侧端部安装有高压管接头42，并在旋转着的高压管接头42与未旋转的第一筒状体21的高压管接头42之间、即在旋转体与非旋转体之间装有始终能确保流体流路的旋转接头机构34 ；万向接头35，该万向接头35与主转轴32连结；从动转轴36，该从动转轴36与万向接头35连结，在外周部固定有摆动车轮单元 37的四个杆非旋转式缸39，且在右侧的端部包括可喷射出清扫材料的喷嘴44和高压管接头42;喷嘴44，该喷嘴44可喷射出水或研磨清扫物等清扫材料，以对配管1的内壁进行
清扫；摆动车轮单元37，该摆动车轮单元37固定在从动转轴36的外周部；高压管43，该高压管43将主转轴32的高压管接头42与从动转轴36的高压管接头42连结；导向车轮单元8，该导向车轮单元8由配置在第五筒状体25外周部的三个从动车轮41构成；以及软管用导向车轮单元9，该软管用导向车轮单元9由配置在软管5外周部的三个从动车轮41构成。另外，在压力边界密封20中，以该密封20为边界，将配管1的内部空间分割成空间A =AO和空间B =BO这两个空间，将与真空破坏阀6连通的空间称作空间A，将配置有软管 5的空间称作空间B。在图2至图4中，对摆动车轮单元37的结构进行说明。摆动车轮单元37由如下构件构成辐射状地配置并固定在从动转轴36外周部的四个杆非旋转式缸39 ；以及在这四个杆非旋转式缸39的各个活塞杆的前端部分别安装有两个从动车轮41， 总计有四对即总计八个从动车轮41。该分别安装有两个的从动车轮41的轴线以稍稍倾斜的状态配置，而不是以与配管1的轴线平行的状态配置。四个杆非旋转式缸39具有将四对从动车轮41强力地按压到配管1内壁的功能， 但为了实现这种功能，在各个杆非旋转式缸39中，既可在各个缸壳体的内部配置压缩螺旋弹簧，或者也可以将杆非旋转式缸39做成杆非旋转式气缸，并从外部经由旋转接头(未图示)供给压缩空气。在图2、图3和图5中，对非摆动车轮单元38的结构进行说明。非摆动车轮单元38由如下构件构成辐射状地配置并固定在第一筒状体21中央部的外周部的四个杆非旋转式缸39 ； 以及在该四个杆非旋转式缸39的各个活塞杆的前端部分别安装有两个从动车轮41， 总计四对即总计八个从动车轮41。该分别安装有两个的从动车轮41的轴线以与配管1的轴线正交的状态配置。四个杆非旋转式缸39具有将四对从动车轮41强力地按压到配管1的内壁的功能，但为了实现这种功能，在各个杆非旋转式缸39中，既可以在各个缸壳体的内部配置压缩螺旋弹簧，或者也可以将杆非旋转式缸39做成杆非旋转式气缸，并从外部供给压缩空气。 在图8中，对公知的真空破坏阀6的结构进行说明。 真空破坏阀6由包括位于上游侧的阀孔61和位于下游侧的软管接头62的阀壳 63、配置在阀壳63内部的阀板64、固定于阀板64的可自由滑动的阀杆65、用于将阀板64 强力地按压到阀孔的压缩螺旋弹簧66构成。
参照图1至图10，对如上所述构成的“配管内作业装置”的第一优选实施例的装置的作用进行说明。在吸引风量充足的罗茨式真空泵3工作时，配管1内部的空间A :A0中的大气被朝下游侧的方向、即罗茨式真空泵3的方向吸弓丨，空间A =AO被减压至真空破坏阀6的设定压力(假设为-200mmHg)。随着空间A =AO的减压，空间B =BO中的大气在图9中流过配管1的内壁与压力边界密封20之间的间隙而流入空间A =AO0图中的黑箭头表示空气流动的方向。端部开放的空间Β:Β0的压力是接近大气压的压力，而空间A :A0的压力为-200mmHg，因此，压力边界密封20的自由端部202因空间A =AO与空间B =BO的压力差而被强力地向配管1的内壁按压，从而使配管1的内壁与压力边界密封20之间的间隙变得更小。至于配管1的内壁与压力边界密封20之间的间隙，在实际的配管1的内壁上有因被锈等腐蚀而形成的凹凸，在压力边界密封20的表面也有细小的伤痕，因此，高速的空气流经过因这些凹凸及伤痕而产生的很小的间隙，而从空间B =BO流入空间A =AO0在图8的真空破坏阀6中，在空间A :A0的压力达到-200mmHg以下时，大气的压力胜过压缩螺旋弹簧66的力而将阀板64推开，因此，大气流入真空破坏阀6的内部，从而使空间A =AO的压力维持在-200mmHg。另外，由于空间A =AO与空间B =BO的压力差QOOmmHg)，而使装置主体2承受从空间B =BO朝空间A =AO的方向作用的较强的力。在图2至图5中，当在图2中从左往右看的状态下驱动带减速器的气动马达31的输出轴朝顺时针方向旋转时，主转轴32、万向接头35、从动转轴36和摆动车轮单元37被驱动而朝顺时针方向旋转，从而使安装于摆动车轮单元37的从动车轮41旋转。此时，由于从配管1的外周部的方向看，从动车轮41的轴线朝逆时针方向稍微倾斜，因此，在摆动车轮单元37上产生沿配管1的轴线从左向右的移动驱动力。此时，在非摆动车轮单元38上作用有要使其朝逆时针方向旋转的反作用，但由于安装在非摆动车轮单元38上的从动车轮41的轴线位于与配管1的轴线正交的面上，因此从动车轮41不旋转，从而阻止非摆动车轮单元38朝逆时针方向旋转。S卩，当在图2中从左往右看的状态下，驱动带减速器的气动马达31朝着顺时针方向旋转时，装置主体2朝空心箭头方向移动。此时的装置主体2的朝空心箭头方向的移动驱动力除了摆动车轮单元37的移动驱动力之外，还要加上因空间A =AO与空间B =BO的压力差QOOmmHg)而产生的将装置主体 2朝空心箭头方向按压的力，因此，总计的移动驱动力变得非常大。当将高压水供给至安装于第一筒状体21的高压管接头42时，该高压水经由旋转接头机构34、安装在主转轴32上的高压管接头42、高压管43、安装在从动转轴36上的高压管接头42而被移送，从而从喷嘴44有力地向配管1的内壁喷射，以将附着于该内壁的锈等异物剥离并清扫掉。在从真空破坏阀6经由空间A :A0、空间B :B0、软管5、固体/流体分离装置4直至罗茨式真空泵3的空气流的作用下，通过抽吸将被剥离的异物和使用后的水移送，在固体/流体分离装置4中将异物与使用后的水分离，并将分离后的清洁空气从罗茨式真空泵3的出口朝大气中排放。另外，高速的空气流经由配管1的内壁与压力边界密封20之间的很小的间隙而从空间B =BO流入空间A =AO,因此，潮湿的配管1的内壁在该高速气流的作用下被强制干燥。图10是表示图2所示的装置主体2的管弯曲部的形态的剖视图，由于压力边界密封20通过球面轴承安装在装置主体2上，因此，即便在配管1上存在管弯曲部，压力边界密封20的轴线也始终位于配管1的轴线附近，从而使压力边界密封20的自由端部202能始终与配管1的内壁紧贴。以下，参照附图来更详细地说明按照本发明构成的“配管内作业装置”的第二优选实施例的装置。图11是表示按照本发明构成的“配管内作业装置”的第二优选实施例的装置中的装置主体2和该装置主体2所附带的装置等的结构的整体图。图12是图11所示的装置主体2的放大剖视图。图13是图11所示的泄压阀7的放大剖视图。图14是图12所示的装置主体2的压力边界密封部的放大剖视图。另外，由于第一优选实施例的装置主体2与第二优选实施例的装置主体2的不同点仅在压力边界密封20的配置上，而除此之外的其它部分的形态均相同，因此省略附图。在图11中，按照本发明构成的“配管内作业装置”的第二优选实施例的装置由如下构件构成装置主体2，该装置主体2配置在配管1的内部；软管5，该软管5的下游侧的端部与装置主体2连结，而软管5的上游侧的端部与罗茨式泵3的出口连结；罗茨式泵3，该罗茨式泵3是一种容积泵；以及泄压阀7，该泄压阀7与配管1的两个端部中未配置软管5的一侧的端部相连。另外，配管1的两个端部中，配置有软管5的一侧的端部朝包围配管1的空间开放。在图12和图14中，对装置主体2的结构进行说明。装置主体2由如下构件构成第一筒状体21，该第一筒状体21在配管1内沿轴线方向配置，在第一筒状体21的内部有沿轴线方向延伸的圆筒状的空洞，在该空洞内固定有带减速器的气动马达31，且与带减速器的气动马达31的输出轴连结的主转轴32被两个轴承33保持，在第一筒状体21 中央部的外周部固定有非摆动车轮单元38的四个杆非旋转式缸39，在第一筒状体21的外周部的右侧端部安装有高压管接头42 ；第二筒状体22，该第二筒状体22配置在第一筒状体21左侧的外周部，第二筒状体22的一个端部通过第一球面轴承211而与第一筒状体21连结，另一端部的口径扩大而呈凸缘状，在端部与端部之间的圆周部上设有多个孔；第三筒状体23，该第三筒状体23的一个端部与第二筒状体22的凸缘部以凸缘的方式连结；
第四筒状体24，该第四筒状体M配置在第三筒状体23的外周部，第四筒状体M 的一个端部通过第二球面轴承231而与第三筒状体23连结，另一端部呈凸缘状；第五筒状体25，该第五筒状体25的一个端部与第四筒状体M的凸缘部以凸缘的方式连结，另一端部的口径缩小而呈圆筒状；软管接头沈，该软管接头沈的一个端部通过第三球面轴承251而与第五筒状体 25连结;软管5，该软管5与软管接头沈连结；压力边界密封20，该压力边界密封20由聚氨酯等柔软材料形成，其包括自由端部 202，该自由端部202被第四筒状体M的凸缘部和第五筒状体25的凸缘部夹持而固定，以该固定部201为起点朝着软管5的延伸方向的相反方向并朝着接近配管1内壁的方向延伸而与该内壁接触；非摆动车轮单元38，该非摆动车轮单元38固定在第一筒状体21中央部的外周部；主转轴32，在该主转轴32的右侧端部安装有高压管接头42，且在旋转的该高压管接头42与未旋转的第一筒状体21的高压管接头42之间、即在旋转体与非旋转体之间装有能始终确保流体流路的旋转接头机构34 ；万向接头35，该万向接头35与主转轴32连结；从动转轴36，该从动转轴36与万向接头35连结，在外周部固定有摆动车轮单元 37的四个杆非旋转式缸39，且在右侧的端部包括可喷射出涂覆材料的喷嘴44和高压管接头42;喷嘴44，该喷嘴44可喷射出涂料或耐蚀合金等覆盖材料，以对配管1的内壁进行涂覆；摆动车轮单元37，该摆动车轮单元37固定在从动转轴36的外周部；高压管43，该高压管43将主转轴32的高压管接头42与从动转轴36的高压管接头42连结；导向车轮单元8，该导向车轮单元8由配置在第五筒状体25外周部的三个从动车轮41构成；以及软管用导向车轮单元9，该软管用导向车轮单元9由配置在软管5外周部的三个从动车轮41形成。另外，压力边界密封20以该密封20为边界，将配管1的内部空间分割成空间A : AO和空间B =BO这两个空间，将与泄压阀7连通的空间称为空间A，将配置有软管5的空间称为空间B。在图2至图4中，对摆动车轮单元37的结构进行说明。摆动车轮单元37由如下构件构成辐射状地配置并固定在从动转轴36的外周部的四个杆非旋转式缸39 ；以及在该四个杆非旋转式缸39的各个活塞杆的前端部分别安装有两个从动车轮41， 总计四对即总计八个从动车轮41。该分别安装有两个的从动车轮41的轴线以稍稍倾斜的状态配置，而不是以与配管1的轴线平行的状态配置。
四个杆非旋转式缸39具有将四对从动车轮41强力地按压到配管1内壁的功能， 但为了实现上述功能，在各个杆非旋转式缸39中，既可以在各个缸壳体的内部配置压缩螺旋弹簧，或者也可以将杆非旋转式缸39做成杆非旋转式气缸，并从外部经由旋转接头(未图示)供给压缩空气。在图2、图3和图5中，对非摆动车轮单元38的结构进行说明。非摆动车轮单元38由如下构件构成辐射状地配置并固定在第一筒状体21中央部的外周部的四个杆非旋转式缸39 ； 以及在该四个杆非旋转式缸39的各个活塞杆的前端部分别安装有两个从动车轮41， 总计四对即总计八个从动车轮41。该分别安装有两个的从动车轮41的轴线以与配管1的轴线正交的状态配置。四个杆非旋转式缸39具有将四对从动车轮41强力地按压到配管1的内壁的功能，但为了实现上述功能，在各个杆非旋转式缸39中，既可以在各个缸壳体的内部配置压缩螺旋弹簧，或者也可以将杆非旋转式缸39做成杆非旋转式气缸，并从外部供给压缩空气。在图8中，对公知的泄压阀7的结构进行说明。泄压阀7由包括处于下游侧的阀孔71和处于上游侧的软管接头72的阀壳73、配置在阀壳73外部的阀板74、与阀板74固定的能自由滑动的阀杆75、用于将阀板74强力地按压到阀孔71的压缩螺旋弹簧76构成。参照图11至图14，对如上所述构成的“配管内作业装置”的第二优选实施例的装置的作用进行说明。在排出风量充足的罗茨式泵3工作时，通过该泵3将大气送至配管1内部的空间 A =AO,从而使空间A =AO升压至泄压阀7的设定压力(假设为200mmHg)。随着空间A :A0的升压，空间A :A0中的空气在图14中流过配管1的内壁与压力边界密封20之间的间隙而流入空间B =BO0图中的黑箭头表示空气流动的方向。端部开放的空间Β:Β0的压力是接近大气压的压力，而空间A :A0的压力为 200mmHg,因此，压力边界密封20的自由端部202因空间A =AO与空间B =BO的压力差而被强力地朝配管1的内壁按压，从而使配管1的内壁与压力边界密封20之间的间隙变得更小。至于配管1的内壁与压力边界密封20之间的间隙，在实际的配管1的内壁上存在因被锈等腐蚀而形成的凹凸，在压力边界密封20的表面也存在细小的伤痕，因此，高速的空气流经过因这些凹凸和伤痕而产生的极小的间隙，而从空间A =AO流入空间B =BO0在图13的泄压阀7中，在空间A =AO的压力达到200mmHg以上时，空间A =AO的空气的压力胜过压缩螺旋弹簧76的力而将阀板74推开，因此，该空气朝泄压阀7的外部流出，从而使空间A =AO的压力维持在200mmHg。另外，由于空间A =AO与空间B =BO的压力差QOOmmHg)，而使装置主体2承受从空间A =AO朝空间B =BO的方向作用的较强的力。在图12、图4和图5中，当在图12中从左往右看的状态下，驱动带减速器的气动马达31的输出轴朝逆时针方向旋转时，主转轴32、万向接头35、从动转轴36和摆动车轮单元37也驱动而朝逆时针方向旋转，从而使安装于摆动车轮单元37的从动车轮41旋转。此时，由于从配管1的外周部的方向看，从动车轮41的轴线朝逆时针方向稍微倾斜，因此，在摆动车轮单元37上产生沿配管1的轴线从右向左的移动驱动力。此时，在非摆动车轮单元38上作用有要使其朝顺时针方向旋转的反作用，但由于安装在非摆动车轮单元38上的从动车轮41的轴线位于与配管1的轴线正交的面上，因此从动车轮41不旋转，从而阻止非摆动车轮单元38朝顺时针方向旋转。S卩，当在图12中从左往右看的状态下，驱动带减速器的气动马达31朝着逆时针方向旋转时，装置主体2朝空心箭头方向移动。此时的装置主体2的朝空心箭头方向的移动驱动力除了摆动车轮单元37的移动驱动力之外，还要加上因空间A =AO与空间B =BO的压力差QOOmmHg)而产生的将装置主体 2朝空心箭头方向按压的力，因此，总计的移动驱动力变得非常大。在将例如涂料供给至安装于第一筒状体21的高压管接头42时，该涂料经由旋转接头机构34、安装在主转轴32上的高压管接头42、高压管43、安装在从动转轴36上的高压管接头42而被移送，从而从喷嘴44向配管1的内壁喷雾，以对该内壁进行涂装。另外，高速的空气流经过配管1的内壁与压力边界密封20之间的极小的间隙而从空间A =AO流入空间B =BO,因此，即便配管1的内壁潮湿，也可在高速且高温的空气流的作用下被强制干燥。另外，在从罗茨式泵3经由软管5、空间B :B0、空间A =AO而到达泄压阀7的高速且高温的气流的作用下，涂层很快干燥。另外，作为排出空气的排出泵的特性，该泵具有压缩空气的功能，由于在压缩该空气时会产生热，因此从该泵排出的空气是热风。从而将热风送至空间A :A0中。如上所述按照本发明构成的“配管内作业装置”的第一优选实施例的装置能较佳地适用于使水或研磨清扫物等清扫材料与配管1的内壁碰撞来对其进行清扫的第一工序。另外，按照本发明构成的“配管内作业装置”的第二优选实施例的装置能较佳地适用于对配管1的内壁涂覆涂料或耐蚀合金等覆盖材料的第二工序。因此，若该第一优选实施例的装置主体与该第二优选实施例的装置主体为相同的装置，就会非常理想。下面，对该第一优选实施例的装置主体与该第二优选实施例的装置主体的不同点进行说明。在该第一优选实施例的装置主体中，压力边界密封包括以其固定部为起点朝“软管的延伸方向”并朝接近配管的内壁的方向延伸而与该内壁接触的自由端部，而在该第二优选实施例的装置主体中，压力边界密封包括以其固定部为起点朝 “软管的延伸方向的相反方向”并朝接近配管的内壁的方向延伸而与该内壁接触的自由端部。S卩，只是在压力边界密封的自由端部朝“软管的延伸方向”延伸还是朝“软管的延伸方向的相反方向”延伸这点上不同。因此，下面提出按照本发明构成的“配管内作业装置”的第三优选实施例的装置和第四优选实施例的装置，以作为实现使该第一优选实施例的装置主体和该第二优选实施例的装置主体为具有相同形状的装置这一目的的元件。
以下，参照附图对按照本发明构成的“配管内作业装置”的第三优选实施例的装置进行说明。图15是表示图9和图14所示的压力边界密封部的其它实施方式的放大剖视图。另外，由于第一和第二优选实施例的装置主体与第三优选实施例的装置主体的不同点仅是压力边界密封，而除此之外的其它部分的形态均相同，因此省略相关附图。在图15中，压力边界密封20在沿配管1的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的两个固定部201、圆弧状的自由端部202构成，其中，上述自由端部202是从 2个固定部201处各自朝接近配管1内壁的方向延伸而与该内壁接触，并且从两个固定部 201处各自延伸出的部分汇合，上述压力边界密封20包括使压力边界密封内侧的空间203 与空间B :B0、或者压力边界密封内侧的空间203与空间A =AO选择性连通的二位三通单电磁阀(日文3水。一卜2位置〉> 夕'卟電磁弁)加4。二位三通单电磁阀204在构成第一优选实施例的装置时使压力边界密封内侧的空间203与空间B :B0连通，而在构成第二优选实施例的装置时使压力边界密封内侧的空间 203与空间A :A0连通。另外，在不使用电磁阀的情况下，只要有在构成第一优选实施例的装置时使压力边界密封内侧的空间203与空间B :B0连通，在构成第二优选实施例的装置时使压力边界密封内侧的空间203与空间A =AO连通的元件，就可以使用该元件。以下，参照附图，对按照本发明构成的“配管内作业装置”的第四优选实施例的装置进行说明。图16是表示图1和图11所示的装置主体的其它实施方式的局部放大剖视图。图17是图16所示的装置主体的B-B向视侧视图。另外，由于第一至第三优选实施例的装置主体与第四优选实施例的装置主体的不同点仅是压力边界密封和非摆动车轮单元，除此之外的其它部分的形态均相同，因此省略相关附图。第四优选实施例的装置主体与第一至第三优选实施例的装置主体不同，包括两个压力边界密封。由于包括该两个压力边界密封，因此需要改变非摆动车轮单元的形状。首先，对图16至图17所示的第四优选实施例的非摆动车轮单元进行说明。该非摆动车轮单元由如下构件构成辐射状地配置并固定在第一筒状体21中央部的外周部的四个杆非旋转式缸39 ； 以及在该四个杆非旋转式缸39的各个活塞杆的前端部分别安装有两个从动车轮41， 总计四对即总计八个从动车轮41。该分别安装有两个的从动车轮41的轴线以与配管1的轴线正交的状态配置。四个杆非旋转式缸39具有将四对从动车轮41强力地按压到配管1的内壁的功能，但为了实现上述其功能，在各个杆非旋转式缸39中，既可以在各个缸壳体的内部配置压缩螺旋弹簧，或者也可以将杆非旋转式缸39做成杆非旋转式气缸，并从外部供给压缩空气。第四优选实施例的装置主体包括下述的两个压力边界密封。
即包括压力边界密封20A，该压力边界密封20A由聚氨酯等柔软材料形成，其包括自由端部202，该自由端部202被第二筒状体22的凸缘部和第三筒状体23的凸缘部夹持而固定，以该固定部201为起点朝着软管5的延伸方向并朝着接近配管1内壁的方向延伸而与该内壁接触；以及压力边界密封20B，该压力边界密封20B由聚氨酯等柔软材料形成，其包括自由端部202，该自由端部202被第四筒状体M的凸缘部和第五筒状体25的凸缘部夹持而固定， 以该固定部201为起点朝着软管5的延伸方向的相反方向并朝着接近配管1内壁的方向延伸而与该内壁接触。在构成第一优选实施例的装置时，压力边界密封20A的自由端部202因空间A =AO 与空间B :B0的压力差而被强力地按压到配管1的内壁，而使压力边界密封20A具有密封功能，而在构成第二优选实施例的装置时，由于压力边界密封20A的自由端部202没有被强力地按压到配管1的内壁，因此压力边界密封20A不具有密封功能。在构成第一优选实施例的装置时，压力边界密封20B的自由端部202没有被强力地按压到配管1的内壁，因此不具有密封功能，而在构成第二优选实施例的装置时，压力边界密封20B的自由端部202因空间A =AO与空间B =BO的压力差而被强力地按压到配管1的内壁，而使压力边界密封20B具有密封功能。在配管的端部包括真空破坏阀或者泄压阀的端部处，也可包括真空破坏阀和泄压阀这两个阀。这是因为即便在配管的端部包括真空破坏阀的端部处还包括泄压阀，也不会影响真空破坏阀的功能，而即便在配管的端部包括泄压阀的端部处还包括真空破坏阀，也不会影响泄压阀的功能。以上对本发明的装置的优选实施例进行了说明，但本发明的装置除了该优选实施例之外，还可根据权利要求书想到各种实施例。例如，在第一和第二优选实施例的装置的说明中，在该装置主体上设置了摆动车轮单元和非摆动车轮单元，作为用于使装置主体在配管的内部移动的元件。另外，该摆动车轮单元包括辐射状地配置在被驱动而旋转的转轴体外周部的多个杆非旋转式缸；安装在该杆非旋转式缸中的每一个上，其轴线以相对于配管的轴线稍稍倾斜的状态配置的从动车轮； 用于利用该杆非旋转式缸将该从动车轮强力地压紧于该配管的内壁的、对该杆非旋转式缸赋予压力的供给流体用的元件或者配置在该杆非旋转式缸内部的压缩螺旋弹簧；另外，该非摆动车轮单元由如下构件构成辐射状地配置在非转轴体的外周部的多个杆非旋转式缸；该杆非旋转式缸上分别安装的、轴线位于与配管的轴线正交的面上的从动车轮；以及用于利用该杆非旋转式缸将该从动车轮强力地按压到该配管的内壁的、用于对该杆非旋转式缸供给施加了压力的流体的元件或者配置在该杆非旋转式缸内部的压缩螺旋弹簧。用于使装置主体在配管的内部移动的元件不限定于以上说明的元件，例如，也可在该装置主体上连结钢丝绳，并利用该钢丝绳牵引该装置主体来使其移动。另外，在第一和第二优选实施例的装置的说明中，对装置和配管均处于大气中的情况进行了说明，但在装置和配管均处于水中的情况下，也可以应用本发明的装置。
工业上的可利用性本发明较佳地适用作可在配管内移动的同时，进行将附着在例如供水用配管和排水用配管或者气体配管等各种配管的内表面上的锈和水生生物等异物除去，在除去这些异物后，进行例如涂料或耐蚀合金等覆盖材料的涂覆等配管维修作业的配管内作业装置和方法。
图1是表示按照本发明构成的“配管内作业装置”的第一优选实施例的装置中的装置主体和该装置主体所附带的装置等的结构的整体图。图2是图1所示的装置主体的放大剖视图。图3是图2所示的装置主体的俯视图。图4是图2所示的装置主体的A-A向视侧视图。图5是图2所示的装置主体的B-B向视侧视图。图6是图2所示的装置主体的C-C向视侧视图。图7是图2所示的装置主体的D-D向视侧视图。图8是图1所示的真空破坏阀的放大剖视图。图9是图2所示的装置主体中的压力边界密封部的放大剖视图。图10是表示图2所示的装置主体的管弯曲部的形态的剖视图。图11是表示按照本发明构成的“配管内作业装置”的第二优选实施例的装置中的装置主体和该装置主体所附带的装置等的结构的整体图。图12是图11所示的装置主体的放大剖视图。图13是图11所示的泄压阀的放大剖视图。图14是图12所示的装置主体的压力边界密封部的放大剖视图。图15是表示图9和图14所示的压力边界密封部的其它实施方式的放大剖视图。图16是表示图1和图11所示的装置主体的其它实施方式的局部放大剖视图。图17是图16所示的装置主体的B-B向视侧视图。符号说明空间Α:Α0空间B :B0配管1配管端部栓101罗茨式泵3固体/流体分离装置4软管5导向车轮单元8软管用导向车轮单元9真空破坏阀6上游侧的阀孔61下游侧的软管接头62
阀壳 63阀板 64固定于阀板的阀杆65压缩螺旋弹簧66泄压阀7下游侧的阀孔71上游侧的软管接头72阀壳 73阀板 74固定于阀板的阀杆75压缩螺旋弹簧76装置主体2压力边界密封20固定部201自由端部202压力边界密封内侧的空间203二位三通单电磁阀204带减速器的气动马达31主转轴32轴7承 33旋转接头机构34万向接头；35从动转轴36第一筒状体21第二筒状体22第三筒状体23第四筒状体M第五筒状体25软管接头沈第一球面轴承211第二球面轴承231第三球面轴承251摆动车轮单元37非摆动车轮单元38杆非旋转式缸39从动车轮41高压管接头42高压管43喷嘴 4权利要求
1.一种配管内作业装置，其在配管内部移动的同时进行作业，其特征在于， 包括环状的压力边界密封，该压力边界密封的自由端部分与所述配管的内壁接触，所述压力边界密封以所述压力边界密封为边界，来将所述配管的内部的空间分割成空间A和空间B这两个空间，所述空间A的靠近所述压力边界密封的一个端部通过软管而与吸引泵连通， 且所述空间A的远离所述压力边界密封的另一个端部通过对所述空间A内部的负压力进行调节的真空破坏阀而与包围所述配管的流体连通， 在该空间B中配置有所述软管，且所述空间B的远离所述压力边界密封的端部与包围所述配管的流体连通。
2.如权利要求1所述的配管内作业装置，其特征在于，所述压力边界密封在沿所述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的固定部和自由端部构成，该自由端部以所述固定部为起点朝远离所述空间A的方向并朝靠近所述配管的内壁的方向延伸而与所述内壁接触。
3.如权利要求1所述的配管内作业装置，其特征在于，所述压力边界密封在沿所述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的两个固定部和圆弧状的自由端部构成，该自由端部从所述两个固定部处各自朝靠近所述配管的内壁的方向延伸而与所述内壁接触，并且从所述两个固定部处各自延伸出的部分汇合，所述压力边界密封包括使所述压力边界密封内侧的空间与空间B连通的阀。
4.如权利要求1至3所述的配管内作业装置，其特征在于，所述压力边界密封通过球面轴承而安装于装置，从而即便在所述配管中存在管弯曲部，所述压力边界密封的轴线也位于所述配管的轴线附近。
5.如权利要求1至4所述配管内作业装置，其特征在于，包括使水、研磨清扫物等清扫材料碰撞的元件，以对该配管的内壁进行清扫。
6.一种配管内作业装置，其在配管的内部移动的同时进行作业，其特征在于， 包括环状的压力边界部分，该压力边界部分的自由端部分与所述配管的内壁接触，所述压力边界密封以所述压力边界密封为边界，来将所述配管的内部的空间分割成空间A和空间B这两个空间，所述空间A的靠近所述压力边界密封的一个端部通过软管而与排出泵连通， 且所述空间A的远离所述压力边界密封的另一个端部通过对所述空间A内部的正压力进行调节的泄压阀而与包围所述配管的流体连通， 在该空间B中配置有所述软管，且所述空间B的远离所述压力边界密封的端部与包围所述配管的流体连通。
7.如权利要求6所述的配管内作业装置，其特征在于，所述压力边界密封在沿所述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的固定部和自由端部构成，该自由端部以所述固定部为起点朝远离所述空间B的方向并朝靠近所述配管的内壁的方向延伸而与所述内壁接触。
8.如权利要求6所述的配管内作业装置，其特征在于，所述压力边界密封在沿所述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，至少由安装于装置的两个固定部和圆弧状的自由端部构成，该自由端部从所述两个固定部处各自朝靠近所述配管的内壁的方向延伸而与所述内壁接触，且从所述两个固定部处各自延伸出的部分汇合，所述压力边界密封包括使所述压力边界密封内侧的空间与空间A连通的阀。
9.如权利要求6至8所述的配管内作业装置，其特征在于，所述压力边界密封通过球面轴承而安装于装置，从而即便在所述配管中存在管弯曲部，所述压力边界密封的轴线也位于所述配管的轴线附近。
10.如权利要求6至9所述配管内作业装置，其特征在于，包括涂覆涂料、耐腐蚀合金等覆盖材料的元件，以对所述配管的内壁进行覆盖。
11.一种配管内作业装置及方法，其特征在于，包括第一工序，该第一工序是使具有使水、研磨清扫物等清扫材料碰撞的元件的权利要求1 至权利要求5所述的配管内作业装置从空间B朝空间A的方向移动，以对所述配管的内壁进行清扫；以及第二工序，该第二工序是使具有涂覆涂料、耐腐蚀合金等覆盖材料的元件的权利要求6 至权利要求10所述的配管内作业装置从空间A朝空间B的方向移动以对所述配管的内壁进行覆盖。
12.如权利要求1至11所述的配管内作业装置，其特征在于，作为用于使配管内作业装置沿着配管的内部移动的元件，包括摆动车轮单元，该摆动车轮单元由辐射状地配置于被驱动旋转的旋转轴体的外周部的多个杆非旋转式缸、所述杆非旋转式缸分别安装的且轴线以相对于配管的轴线稍许倾斜的状态配置的从动车轮、以及用于利用所述杆非旋转式缸将所述从动车轮强力地按压到所述配管的内壁的、用于朝所述杆非旋转式缸供给施加了压力的流体的元件或配置于所述杆非旋转式缸的内部的压缩螺旋弹簧构成；以及非摆动车轮单元，该非摆动车轮单元由辐射状地配置于非旋转轴体的外周部的多个杆非旋转式缸、所述杆非旋转式缸分别安装的且轴线位于与配管的轴线正交的面上的从动车轮、以及用于利用所述杆非旋转式缸将所述从动车轮强力地按压到所述配管的内壁的、用于朝所述杆非旋转式缸供给施加了压力的流体的元件或配置于所述杆非旋转式缸的内部的压缩螺旋弹簧构成。
13.如权利要求1至12所述的配管内作业装置，其特征在于，所述压力边界密封的形态在沿所述配管的轴线所在的面切断的截面形状中，包括至少由安装于装置的固定部和以所述固定部为起点朝远离所述空间A的方向并朝靠近所述配管的内壁的方向上延伸而与所述内壁接触的自由端部构成的压力边界密封；以及至少由安装于装置的固定部和以所述固定部为起点朝远离所述空间B的方向并朝靠近所述配管的内壁的方向上延伸而与所述内壁接触的自由端部构成的压力边界密封。
14.如权利要求1至13所述的配管内作业装置，其特征在于，在所述配管的端部具有真空破坏阀或泄压阀的端部处，至少包括真空破坏阀和泄压阀这两个阀。
全文摘要
提供一种配管内的移动驱动力非常大的“配管内作业装置及方法”。另外，还提供一种包括“使潮湿的配管内表面强制干燥的元件”的“配管内作业装置及方法”。所述配管内作业装置包括环状的压力边界密封，该压力边界密封的自由端部分与配管的内壁接触，所述密封以所述密封为边界来将配管内部的空间分割为空间A和空间B这两个空间，空间A的靠近所述密封的一个端部通过软管而与吸引泵连通，且空间A的远离所述密封的另一个端部通过对空间A的内部的负压力进行调节的真空破坏阀而与包围配管的流体连通，在空间B中配置有软管，且空间B的远离所述密封的端部与包围配管的流体连通。
文档编号B08B9/02GK102574171SQ20108003957
公开日2012年7月11日 申请日期2010年6月21日 优先权日2009年6月28日
发明者浦上不可止 申请人:浦上合同会社