一种自来水管管道内壁垢层清理装置的制作方法

本实用新型属于管道清理技术领域，主要涉及一种自来水管管道内壁垢层清理装置。

背景技术：

随着时间的推移，自来水管管道内壁上会形成一层厚厚的垢层，这不仅严重影响了自来水的水质，同时也减少了管内流量，使用户端的出水量减少，因此对管道内壁进行定期清理是很有必要的。对于长距离管道的清理，目前主要利用清管器来进行清理工作。清管器不仅结构简单，而且能够比较顺利地通过各种弯管、接头等工况。但在清理垢层较厚的管道内壁时，需要利用不同直径的清管器依次进行清理。同时由于清管器在清理过程中压送介质的泄流量不大，容易使清理下来的垢层堆积在清管器前方，阻碍清理工作的进行。由于清管器清理时采用移动刮擦的方式，不仅设备的磨损程度比较严重，对压送流体的压力也有较高的要求。

综上所述，提出一种在清理过程中设备磨损程度小，所需压送介质压力小，而且能够一次性实现对较厚垢层清理的机构具有很大的意义。

技术实现要素：

本实用新型提供一种自来水管管道内壁垢层清理装置，目的是在自来水管垢层清理过程中设备磨损量小，所需压送介质压力小，同时该装置能够实现对较厚垢层的一次性清理，简化了工作流程，提高了清理效率。

本实用新型采取的技术方案是：水平放置的驱动体与清理刀片机构联接柱通过螺栓四与清理刀片机构的左外壳与驱动体联接柱固定连接，减速齿轮组分别与驱动体右外壳和清理刀片机构右外壳连接。

本实用新型所述清理刀片机构的结构是：左外壳与右外壳分别布置在清理刀片机构的左右两端，在左外壳内侧端的上下两个弧面上开有环状豁口一及环状豁口二，其中，环状豁口二在左外壳的内弧面，环状豁口一在左外壳的外弧面上，在右外壳内侧的弧面上开有环状豁口三及环状豁口四，其中，环状豁口四在右外壳的内弧面，环状豁口三在右外壳的外弧面上，清理刀片基座的两端分别与左外壳内侧环状豁口二及右外壳内侧环状豁口四固定连接，连杆的一端与清理刀片基座上的安装座进行铰接，安装座共有17对，且均匀分布在清理刀片基座上，连杆的另一端则与刀片座进行铰接，清理刀片安装在一对刀片座的内槽中，在清理刀片上分布着大小不一的三角形豁口，清理刀片的前低后高外缘轮廓，限位槽底座的两端分别与左外壳、右外壳的环状豁口一、环状豁口三固定连接，每一片清理刀片都被限制在对应的限位槽内，其中限位槽有17个，且均匀分布在限位槽底座上。

本实用新型所述清理刀片机构左外壳与清理刀片机构右外壳均为由一段弧线绕中心轴旋转得到的中空状实体。

本实用新型所述环状豁口二及环状豁口四的弧度与清理刀片基座的外弧面弧度一致。

本实用新型在所述清理刀片下部有垫片。

本实用新型所述驱动体的结构是：驱动体由左外壳、旋转体、驱动叶片、右外壳组成，左外壳与右外壳分别布置在驱动体的左右两端，旋转体安装在驱动体的中间部位，旋转体两端的环状凸台一及环状凸台二分别安装在左外壳的凹槽以及右外壳的凹槽内，在驱动体的内部，左封板以及右封板分别通过螺栓一和螺栓二与旋转体上的封板安装座固定连接，左封板通过轴瓦与左外壳上的中空状圆柱凸台一连接，右封板通过轴承一与轴连接，轴与右外壳的中空状圆柱凸台二固定连接，驱动叶片共有6片，通过轴承二安装在旋转体的驱动叶片安装柱内，转臂与驱动叶片通过花键连接，在转臂安装位置下方安装有销，转臂另一端与推杆上的前端通过销钉固定连接，推杆末端与推杆座利用球副进行连接，推杆座通过轴承三与转向器连接，转向器与转向器螺母螺纹连接，推杆螺母的末端与丝杠啮合连接，丝杆与步进电机固定连接，上下对称的两块连接板的一端有步进电机安装座与左外壳的中空状圆柱凸台一通过螺栓三联接，连接板的另一端与轴通过螺栓联接，步进电机通过卡壳固定安装在步进电机安装座处。

所述减速齿轮组的结构是：旋转体上的齿轮一与齿轮二啮合，锥齿轮一与锥齿轮二啮合，直齿轮一与直齿轮二啮合，锥齿轮三与清理刀片基座上的锥齿轮四啮合，其中齿轮二与锥齿轮一通过轴及轴承安装在驱动体右外壳的安装柱一上，锥齿轮二与直齿轮一通过轴及轴承安装在右外壳的安装柱二处，锥齿轮三与直齿轮二通过轴与轴承安装在右外壳的安装柱三上，锥齿轮三的轴承与清理刀片机构右外壳的轴承安装孔连接。

本实用新型的优点是结构新颖，采用了切削式清理方式，相对于刮擦式清理来说，在工作过程中，对清理执行机构的磨损小、阻力小、所需压送介质的压力也相对较小。同时由于清理刀片采用了前低后高的外缘轮廓形状，符合先粗后精的清理理念，实现了一种机构对多种厚度的垢层进行正常清理的工作目标。此外，当清理刀片因在清理过程中出现磨损后，可以通过更换安装在清理刀片下的垫片高度，直接调整清理刀片伸出时的长度，保证刀片在清理过程中与垢层的合理接触距离，节省了清理费用。为了及时排出相邻两清理刀片之间淤积的垢层，在清理刀片上分布着一排大小不一的三角形豁口，方便机构外侧水流带走淤积在清理刀片间的垢层，减小了清理阻力，提高了清理效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的外部结构示意图，主要体现后部结构；

图3本实用新型的前部结构示意图；

图4是本实用新型清理刀片机构的结构示意图；

图5是本实用新型清理刀片机构的剖视图；

图6是本实用新型清理刀片机构去除限位槽底座后的结构示意图；

图7是本实用新型清理刀片机构去除限位槽底座后的左视图；

图8是本实用新型清理刀片机构去除限位槽底座后的局部视图；

图9是本实用新型清理刀片、刀片座及连杆的安装正视图；

图10本实用新型清理刀片及限位槽的安装结构示意图；

图11是本实用新型驱动体的结构示意图；

图12是本实用新型驱动体的剖视图；

图13是本实用新型驱动叶片、转臂、推杆及推杆座的结构示意图；

图14是本实用新型推杆座、转向器、转向器螺母及步进电机的结构示意图；

图15是本实用新型驱动体去除旋转体及右壳体后的结构示意图；

图16是本实用新型驱动体内部结构示意图；

图17是本实用新型减速齿轮组的结构示意图。

具体实施方式

水平放置的驱动体3与清理刀片机构联接柱3011通过螺栓四109与清理刀片机构1的左外壳与驱动体联接柱1011固定连接，减速齿轮组2分别与驱动体右外壳304和清理刀片机构右外壳104连接。

所述清理刀片机构1的结构是：左外壳101与右外壳104分别布置在清理刀片机构1的左右两端，清理刀片机构左外壳101与清理刀片机构右外壳104均为由一段弧线绕中心轴旋转得到的中空状实体，在左外壳101内侧端的上下两个弧面上开有环状豁口一1013及环状豁口二1012，其中，环状豁口二1012在左外壳101的内弧面，环状豁口一1013在左外壳101的外弧面上，在右外壳104内侧的弧面上开有环状豁口三1043及环状豁口四1042，其中，环状豁口四1042在右外壳104的内弧面，环状豁口三1043在右外壳104的外弧面上，清理刀片基座105的两端分别与左外壳101内侧环状豁口二1012及右外壳104内侧环状豁口四1042固定连接，为保证三者的紧密贴合，环状豁口二1012及环状豁口四1042的弧度与清理刀片基座105的外弧面弧度一致，连杆106的一端与清理刀片基座105上的安装座1052进行铰接，安装座1052共有17对，且均匀分布在清理刀片基座105上，连杆106的另一端则与刀片座107进行铰接，清理刀片102安装在一对刀片座107的内槽中，在所述清理刀片102下部有垫片108，当清理刀片因清理垢层而导致刀片外缘磨损时，可以通过调整垫在清理刀片下的垫片108的高度，使清理刀片102在完全伸出时，能够与垢层充分接触。在清理刀片102上分布着大小不一的三角形豁口1021，确保及时排出相邻两清理刀片102之间淤积的垢层。同时由于清理刀片102的前低后高外缘轮廓，使得清理刀片102能够对垢层进行先粗后精的清理过程，实现了对较厚垢层进行一次性彻底清理干净的目标。限位槽底座103的两端分别与左外壳101、右外壳104的环状豁口一1013、环状豁口三1043固定连接，每一片清理刀片102都被限制在对应的限位槽1031内，其中限位槽1031有17个，且均匀分布在限位槽底座103上。

所述驱动体的结构是：驱动体3的主要作用是利用驱动体中间的旋转体302上分布着的驱动叶片303，将压送介质水流的能量转化为旋转体302的旋转驱动力，并通过旋转体302右端的齿轮3021及减速齿轮组2，将旋转体302产生的旋转驱动力传递给清理刀片机构1，使其进行旋转运动，从而对管道内壁垢层进行清理。

驱动体3由左外壳301、旋转体302、驱动叶片303、右外壳304组成，左外壳301与右外壳304分别布置在驱动体的左右两端，旋转体302安装在驱动体3的中间部位，旋转体302两端的环状凸台一3022及环状凸台二3025分别安装在左外壳301的凹槽3013以及右外壳304的凹槽3045内，在驱动体3的内部，左封板307以及右封板311分别通过螺栓一306和螺栓二310与旋转体302上的封板安装座3023固定连接，左封板307通过轴瓦305与左外壳301上的中空状圆柱凸台一3012连接，右封板311通过轴承一312与轴313连接，轴313与右外壳304的中空状圆柱凸台二3044固定连接，通过以上连接，使得旋转体302能够绕着旋转体3的中心轴线进行旋转运动，驱动叶片303共有6片，通过轴承二318安装在旋转体302的驱动叶片安装柱3024内，转臂316与驱动叶片303通过花键连接，为防止转臂316滑落，在转臂安装位置下方安装有销317，转臂另一端3161与推杆309上的前端3092通过销钉315固定连接，推杆末端3091与推杆座314利用球副进行连接，推杆座314通过轴承三321与转向器319连接，转向器319与转向器螺母320螺纹连接，推杆螺母320的末端3201与丝杠322啮合连接，丝杆322与步进电机323固定连接，通过控制步进电机323的正、逆方向的旋转量，就可以改变驱动叶片303的角度，在驱动叶片303的角度变化及不同方向的水流环量的共同作用下，旋转体302将形成顺、逆时针两种方向的旋转驱动动力，同时利用步进电机323改变驱动叶片303的角度，也可以实现对旋转体302转速的控制，产生不同大小的旋转驱动力，提高了效率，上下对称的两块连接板308的一端有步进电机安装座3081与左外壳301的中空状圆柱凸台一3012通过螺栓三325联接，连接板308的另一端与轴313通过螺栓联接，步进电机323通过卡壳324固定安装在步进电机安装座3081处，连接板308的作用在于将左外壳301与右外壳304联接起来，使驱动体3成为一个完整的整体；

所述减速齿轮组的结构是：减速齿轮组2的主要作用在于将驱动体3产生的不同方向及角速度的旋转驱动力经过减速、增扭后传递给清理刀片机构1。旋转体302上的齿轮一3021与齿轮二201啮合，锥齿轮一202与锥齿轮二203啮合，直齿轮一204与直齿轮二205啮合，锥齿轮三206与清理刀片基座105上的锥齿轮四1051啮合，其中齿轮二201与锥齿轮一202通过轴及轴承安装在驱动体3右外壳的安装柱一3041上，锥齿轮二203与直齿轮一204通过轴及轴承安装在右外壳的安装柱二3042处，锥齿轮三206与直齿轮二205通过轴与轴承安装在右外壳的安装柱三3043上，锥齿轮三206的轴承与清理刀片机构右外壳的轴承安装孔1041连接；

工作原理：水平放置的驱动体3通过螺栓四109与清理刀片机构1进行固定联接，在驱动体3上，周向分布着的驱动叶片303在顺时针水流环量的作用下，带动驱动体中间部位的旋转体302进行逆时针旋转，旋转体302产生逆时针方向的旋转驱动力，该驱动力通过减速齿轮组2被传递到清理刀片基座105上，基座105转动，通过连杆106带动与其铰接的刀片座107的旋转，清理刀片102安装在刀片座107的内槽中，清理刀片102在限位槽底座103及连杆106的推动作用下，由限位槽1031内伸出，对管道内壁垢层产生旋转切削力，进行垢层清理工作；当清理机构因不能去除管道内壁垢层而无法继续向前运动时，驱动叶片303在步进电机323的作用下，转过一定角度，并在逆时针水流环量的作用下，带动旋转体302进行顺时针旋转，旋转体302产生顺时针方向的旋转驱动力，该驱动力通过减速齿轮组2被递到清理刀片基座105上，基座105转动，通过连杆106带动与其铰接的刀片座107的旋转，清理刀片102安装在刀片座102的内槽中，清理刀片102在限位槽底座103的及连杆106的拖动作用下，缩回至限位槽1031内，清理机构与管道之间形成一定间隙，机构对管道内壁垢层不进行清理，清理机构顺利逃脱困境。