管道内壁自动除锈装置的制作方法

本发明涉及除锈机械技术领域，尤其涉及一种管道内壁自动除锈装置。

背景技术：

目前行业内管道内壁除锈的方式有人工除锈、机械除锈、喷砂除锈等，其中在机械除锈中，越来越多的厂家采用可在管道内行走的除锈车来完成。这些除锈车利用行走轮支撑在管道内壁上，然后通过驱动周向均布的除锈刷沿周向转动，来实现除锈。其牵引结构，大致分为两种形式。一种形式是，在除锈车上设置牵引绳，除锈车初始在管道的一端，牵引绳从另一端伸出，在除锈进行时，通过机械或者人力拉动牵引绳，实现除锈的牵引。另一种方式是，除锈车上自带电机，驱动行走轮行走。第一种牵引方式，每次需要牵引绳的穿插布置，会耽误很多工作时间，除锈整体效率低。第二种牵引方式，因打磨锈蚀部位时，除锈刷与锈蚀部位存在很大的摩擦阻力，所以电机驱动行走轮需要克服较大的阻力进行功率输出，耗能较大，除锈车自带电源耗电较快，除锈续航能力差；而且如果行走轮与管壁压靠力过小，还容易因除锈阻力过大发生打滑现象，除锈无法正常牵引，既耽误工作，又容易损伤结构件。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅除锈效率高，而且能耗较低，牵引可靠，利于实现连续工作的管道内壁自动除锈装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：管道内壁自动除锈装置，包括中心架，所述中心架上设有行走支撑装置；所述中心架的一端转动安装有除锈基架，所述中心架上安装有驱动所述除锈基架转动的除锈驱动电机；所述除锈基架上设有至少两个周向均布设置的除锈支撑座，所述除锈支撑座上固定设有呈螺旋状布置的除锈刷，所述除锈支撑座与所述除锈基架之间设有除锈支撑装置。

作为优选的技术方案，所述除锈支撑装置包括至少两个固定设置在所述除锈基架上、且与所述除锈支撑座一一对应的除锈连接杆，所述除锈连接杆上滑动安装有除锈连接套，所述除锈连接套与所述除锈连接杆之间设有防转动装置；所述除锈连接套上通过除锈支撑杆固定连接所述除锈支撑座，所述除锈连接套与所述除锈连接杆之间设有除锈压紧度调节装置。

作为优选的技术方案，所述防转动装置包括设置在所述除锈连接杆上的连接套滑动部，所述连接套滑动部的横截面呈多边形设置，所述除锈连接套的内孔呈与所述连接套滑动部对应的多边形设置。

作为优选的技术方案，所述除锈压紧度调节装置包括设置在所述除锈连接杆上、并位于所述连接套滑动部远离所述除锈支撑座一侧设置的压紧度调节螺纹，所述压紧度调节螺纹上安装有压紧度调节螺母，所述除锈连接杆上套装有位于所述压紧度调节螺母与所述除锈连接套之间的压紧施力弹簧。

作为优选的技术方案，所述除锈连接杆上位于所述连接套滑动部靠近所述除锈支撑座的一侧设有连接套防脱螺纹，所述连接套防脱螺纹上安装有连接套防脱螺母，所述除锈连接杆上套装有位于所述连接套防脱螺母与所述除锈连接套之间的防脱施力弹簧。

作为优选的技术方案，所述行走支撑装置包括至少三个在所述中心架上周向均布设置的行走支撑架，各所述行走支撑架包括两铰接安装在所述中心架上并前后布置的行走支撑杆，所述行走支撑杆朝同一方向倾斜设置，各所述行走支撑杆的自由端上安装有行走支撑轮；两所述行走支撑杆之间铰接连接有同步支撑连杆，所述同步支撑连杆、两所述行走支撑杆和所述中心架构成平行四边形机构，所述平行四边形机构上设有支撑施力弹簧。

作为优选的技术方案，所述除锈刷的自由端沿转动的前端到后端方向逐渐靠近管道内壁设置。

作为优选的技术方案，所述中心架包括筒体，所述筒体的两端固定设有端盖，所述除锈基架转动安装在其中一所述端盖上。

作为优选的技术方案，所述中心架上安装有供电电源，所述除锈驱动电机与所述供电电源电连接设置；所述供电电源包括镍镉电池。

作为优选的技术方案，所述中心架上安装有除锈控制器，所述中心架或者所述行走支撑装置上安装有出管感应器，所述出管感应器信号连接所述除锈控制器，所述除锈控制器的输出端信号连接所述除锈驱动电机。

由于采用了上述技术方案，管道内壁自动除锈装置，包括中心架，所述中心架上设有行走支撑装置；所述中心架的一端转动安装有除锈基架，所述中心架上安装有驱动所述除锈基架转动的除锈驱动电机；所述除锈基架上设有至少两个周向均布设置的除锈支撑座，所述除锈支撑座上固定设有呈螺旋状布置的除锈刷，所述除锈支撑座与所述除锈基架之间设有除锈支撑装置。本发明将所述除锈刷设置为螺旋状，当所述除锈驱动电机驱动时，除锈刷受到管壁的反作用力，会产生沿管道内壁轴向的分力，该分力会使得本发明形成自动牵引行走。这样本发明不需要布置牵引绳，除锈效率高。又因牵引动力来源于管壁反作用力，相比现有技术相当于将摩擦损耗的一部分转化为了牵引动能，无需对行走施加额外的驱动，能耗较低，牵引可靠，利于实现连续工作。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是图1的a向结构示意图；

图3是图1的b向结构示意图。

图中：1-中心架；11-筒体；12-端盖；2-行走支撑装置；21-行走支撑架；22-行走支撑杆；23-行走支撑轮；24-同步支撑连杆；25-支撑施力弹簧；3-除锈基架；31-除锈驱动电机；32-供电电源；4-除锈支撑座；41-除锈刷；5-除锈支撑装置；51-除锈连接杆；52-连接套滑动部；53-压紧度调节螺母；54-压紧施力弹簧；55-连接套防脱螺母；56-防脱施力弹簧；57-除锈连接套；58-除锈支撑杆；6-管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1、图2和图3所示，管道内壁自动除锈装置，包括中心架1，所述中心架1上设有行走支撑装置2。所述中心架1是除锈等结构的载体，所述行走支撑装置2可将所述中心架1支撑在管道6内。

本实施例所述行走支撑装置2包括至少三个在所述中心架1上周向均布设置的行走支撑架21，本实施例所述行走支撑架21示意为三个。各所述行走支撑架21包括两铰接安装在所述中心架1上并前后布置的行走支撑杆22，所述行走支撑杆22朝同一方向倾斜设置，各所述行走支撑杆22的自由端上安装有行走支撑轮23。两所述行走支撑杆22之间铰接连接有同步支撑连杆24，所述同步支撑连杆24、两所述行走支撑杆22和所述中心架1构成平行四边形机构，所述平行四边形机构上设有支撑施力弹簧25。

所述支撑施力弹簧25施加给所述行走支撑轮23由倾斜到竖直的弹簧力，该弹簧力可使得所述行走支撑轮23压靠在管道6内壁上，而三组所述行走支撑架21的所述行走支撑轮23可形成六点支撑，所述中心架1可被支撑在管道6内。另外，因所述行走支撑轮23沿管道6内壁的周向没有滚动，其支撑压靠力形成的摩擦力可使得所述中心架1不容易沿管道6内壁的周向发生转动，保证所述中心架1的稳定。所述支撑施力弹簧25的弹性变形，可使得所述平行四边形机构可适应不同管径进行变化，这就使得本实施例可针对多个管径的管道6进行除锈工作。

所述支撑施力弹簧25的两端靠近所述平行四边形机构的两个较远的对角铰接点，可以实现更好的施力，这点是公知常识，在此不再赘述。本实施例在图1中示意，所述支撑施力弹簧25的两端分别连接在两所述行走支撑杆22上，当然也可连接在图1中左侧所述行走支撑杆22和所述同步支撑连杆24之间、或者所述中心架1与图1中右侧所述行走支撑杆22之间、或者所述中心架1与所述同步支撑连杆24之间等。

本实施例所述行走支撑杆22的自由端对称设置两个所述行走支撑轮23，这样本实施例可总共与管道6内壁之间存在十二点接触。十二点接触不仅使支撑作用更好，而且防止中心架1沿管道6内壁周向随动的作用更明显，所述中心架1稳定性更高。

所述中心架1的一端转动安装有除锈基架3，所述中心架1上安装有驱动所述除锈基架3转动的除锈驱动电机31。本实施例所述除锈基架3上设置转动轴，其转动轴通过轴承安装在所述中心架1的端部，然后所述除锈驱动电机31的动力端与该转动轴动力连接即可。

本实施例所述中心架1包括筒体11，筒体11为中心对称结构，方便使本实施例的整体重心保持在管道6中心附近。所述筒体11的两端固定设有端盖12，端盖12可通过螺栓固定在所述筒体11的两端口处；所述除锈基架3转动安装在其中一所述端盖12上，优选地，所述除锈基架3的转动轴与所述筒体11同轴设置，所述除锈驱动电机31的动力端直接与所述除锈基架3的转动轴连接。本实施例所述中心架1形成中空的圆柱体结构，所述除锈驱动电机31安装在所述中心架1内，这样可有效避免锈尘污染。当然，当所述行走支撑架21设置为周向均布的四个时，所述中心架1也可设计为中空的长方体结构。

本实施例所述中心架1上安装有供电电源32，所述除锈驱动电机31与所述供电电源32电连接设置；优选地，所述供电电源32也位于所述中心架1内。所述供电电源32包括镍镉电池，镍镉电池具备充电快、放电电流大等优点，不仅可缩短充电时间，方便实现连续除锈工作，利于提高除锈整体效率，而且在除锈启动时，可提供较大加速度，利于除锈工作快速启动。所述供电电源32可通过充电线将插座置于其中一所述端盖12处，并通过封堵盖对插座进行封堵，当充电时，将封堵盖拆下充电即可，这样本实施例供电电源32等也可避免锈尘污染。上述供电电源32的充电结构为现有充电电池的常用技术，在此不再赘述。

所述除锈基架3上设有至少两个周向均布设置的除锈支撑座4，本实施例所述除锈支撑座4示意为三个。所述除锈支撑座4上固定设有呈螺旋状布置的除锈刷41，所述除锈支撑座4与所述除锈基架3之间设有除锈支撑装置5。在除锈启动后，所述除锈刷41在压靠管道6内壁并摩擦除锈的同时，管道6内壁也会对所述除锈刷41产生反作用力，该反作用力通常被称为阻力，因本实施例所述除锈刷41呈螺旋状布置，所以所述除锈刷41受到的反作用力可分为一个沿所述管道6轴向的分力、和一个平行于螺旋形状的分力，沿管道6轴向的分力可形成本实施例牵引的动力。这样通过简单结构的改变，相比现有技术摩擦阻力主要转变为内能的情况，本实施例可将反作用力的一部分能量转化为牵引动能，能源利用率提高，无需额外牵引驱动，能耗降低。且因除锈过程反作用力始终存在沿管道6轴向的分力，所述行走支撑轮23仅从动转动，所以本实施例牵引就更可靠，可顺利完成除锈工作。

本实施例所述除锈刷41的自由端沿转动的前端到后端方向逐渐靠近管道6内壁设置。这样所述除锈刷41压靠在管道6内壁上后，是前松后紧的，当除锈进行时，对于同一位置的除锈，所述除锈刷41较松的前端先经过该位置，然后较紧、压靠力较大的后端最后经过该位置，所述除锈刷41可对该位置实现强度递进式的除锈，既可提高除锈效果，又可降低一定的摩擦阻力，降低除锈驱动电机31功率输出，减少能源消耗。

为使本实施例也可针对不同管径的管道6内壁进行除锈，本实施例所述除锈支撑装置5也进行适应性设置。本实施例所述除锈支撑装置5包括至少两个固定设置在所述除锈基架3上、且与所述除锈支撑座4一一对应的除锈连接杆51，因本实施例所述除锈支撑座4为三个，所以所述除锈连接杆51也为三个。所述除锈连接杆51上滑动安装有除锈连接套57，所述除锈连接套57与所述除锈连接杆51之间设有防转动装置。所述除锈连接套57上通过除锈支撑杆58固定连接所述除锈支撑座4，所述除锈连接套57与所述除锈连接杆51之间设有除锈压紧度调节装置。本实施例将所述除锈连接套57滑动安装，并通过所述除锈压紧度调节装置使所述除锈刷41，能在合适的压靠力下进行除锈，可方便在保证除锈效果的同时降低除锈刷41磨损。

其中，所述防转动装置是保证所述除锈刷41稳定的中间连接结构。本实施例所述防转动装置包括设置在所述除锈连接杆51上的连接套滑动部52，所述连接套滑动部52的横截面呈多边形设置，所述除锈连接套57的内孔呈与所述连接套滑动部52对应的多边形设置。通过多边形对周向活动的限位，防止所述除锈连接套57转动，所述除锈刷41也就不会绕所述除锈连接杆51转动，这可保证稳定的除锈作业和稳定的牵引力转化。当然，本实施例所述防转动装置也可采用键、轴向销等结构实现。

所述除锈压紧度调节装置包括设置在所述除锈连接杆51上、并位于所述连接套滑动部52远离所述除锈支撑座4一侧设置的压紧度调节螺纹，所述压紧度调节螺纹上安装有压紧度调节螺母53，所述除锈连接杆51上套装有位于所述压紧度调节螺母53与所述除锈连接套57之间的压紧施力弹簧54。本实施例所述除锈刷41对管道6内壁的压靠力，主要来自于所述压紧施力弹簧54的弹簧力，在所述除锈刷41压靠在管道6内壁上后，通过将所述压紧施力弹簧54调节到不同位置，可调节所述压紧施力弹簧54的压缩量，所述除锈刷41对管道6内壁的压靠力也就随之被调节。

此外，本实施例所述除锈连接杆51上位于所述连接套滑动部52靠近所述除锈支撑座4的一侧设有连接套防脱螺纹，所述连接套防脱螺纹上安装有连接套防脱螺母55，所述除锈连接杆51上套装有位于所述连接套防脱螺母55与所述除锈连接套57之间的防脱施力弹簧56。所述连接套防脱螺母55与所述除锈连接套57之间通过所述防脱施力弹簧56连接，可使得所述连接套防脱螺母55的防脱限位时刻传递到所述除锈连接套57处。

本实施例所述中心架1上安装有除锈控制器，所述中心架1或者所述行走支撑装置2上安装有出管感应器，所述出管感应器信号连接所述除锈控制器，所述除锈控制器的输出端信号连接所述除锈驱动电机31。通过所述出管感应器感应本实施例出管，来判断本实施例完成对管道6内壁的除锈工作，并通过控制所述除锈驱动电机31停止，来停止除锈及牵引。所述出管感应器可采用设置在所述中心架1上的接近传感器来感应本实施例是否出管，或者在所述行走支撑装置2中行走支撑杆22的自由端设置接近传感器来感应是否出管。

本实施例在使用时，首先人力操控所述平行四边形机构，使得本实施例所有所述行走支撑轮23可进入管道6，所述中心架1即可进入管道6。松开所述平行四边形机构，所述支撑施力弹簧25可使得所述行走支撑轮23自由压靠在管道6内壁上形成支撑。然后先调节所述压紧度调节螺母53，减小所述压紧施力弹簧54的弹簧力，使所述除锈刷41可进入管道6，然后反向调节所述压紧度调节螺母53，使所述除锈刷41压靠在管道6内壁上，并最终所述压紧施力弹簧54压缩一定长度，提供给所述除锈刷41合适的压靠作用力。开启所述除锈驱动电机31，所述除锈刷41开始沿管道6周向旋转，除锈工作开始，所述除锈刷41受到的反作用力带动本实施例整体前行，所述行走支撑轮23仅从动转动，阻力较小，本实施例可顺利地完成管道6内壁除锈工作。当所述行走支撑轮23走出管道6时，所述出管感应器触发，所述除锈驱动电机31停止，除锈和牵引同时结束。在将本实施例从管道6中取出、并放入另一管道6的过程中，可同时对所述供电电源32进行充电，这样在下一管道6的除锈启动时，所述供电电源32电量可实现一定程度的恢复，可马上进行除锈作业，实现管道6连续除锈工作。基于上述使用方法，本实施例所述行走支撑杆22的倾斜方向是朝本实施例行进前方倾斜的，所述除锈基架3安装在所述中心架1的后端，这样在除锈作业时，所述除锈刷41除锈产生的锈尘，不容易污染到前端的行走支撑架21结构，可降低本实施例的清洁保养强度。

本实施例不需要布置牵引绳，又因牵引动力来源于管壁反作用力，相比现有技术相当于将摩擦损耗的一部分转化为了牵引动能，无需对行走施加额外的驱动，能耗较低，牵引可靠，利于实现连续工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。