管路清洗装置及混凝土输送设备的制作方法

本实用新型涉及工程机械领域，尤其涉及一种管路清洗装置及混凝土输送设备。

背景技术：

混凝土输送设备包括泵车、拖泵、湿喷机等，其混凝土输送管路在设备完成施工应用时的清洗是至关重要的工序。由于作为混凝土输送管路的金属硬管或橡胶软管通常是不透明的，且长度较大，如果清洗的不够彻底，则会给后续施工应用埋下巨大隐患，引起堵管、管路爆裂，甚至泵送系统损坏等严重问题，因此亟需一种具有良好清洗效果的混凝土管路清洗方案。

在现有的混凝土管路清洗方案中，一种是利用高压水枪接通混凝土管路，直接利用高压水对混凝土管路内壁进行冲刷；另一种是通过在混凝土管路中形成封闭水柱，该封闭水柱的两端分别用清洗部件进行封闭，再通过高压气体推动清洗部件和封闭水柱，使其沿混凝土管路的一端向另一端移动，从而对混凝土管路的内壁进行有水清洗。还有一种是在混凝土管路的一端放入清洗用的清洗球，利用高压空气推动清洗球从混凝土管路的一端移动到另一端，从而对混凝土管路的内壁进行无水清洗。

以上这三种清洗方案均存在一定的缺陷。第一种方案用水量过大，既不经济，还会造成环境污染；第二种和第三种方案都要利用高压空气，这两种方案对于长度较短的管路是可行的，但对于长距离拖泵、井巷用湿喷机等长距离混凝土运送管路来说，在实践上是不可行的，主要是因为使用作业后通常不能立刻对混凝土管路进行清洗，例如隧道内用湿喷机需要在作业后将设备开出洞外才能够进行清洗，而添加了外加剂的混凝土很容易在管路内壁和接头处形成一定强度的附着，依赖普通的空气压缩机提供的压力则很难将管路中的混凝土推出，而如果采用较大压力的空气压缩机则有可能因管路内压力过高而导致破管、管接头密封件开裂泄漏等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种管路清洗装置及混凝土输送设备，能够对管路实现良好的清洗效果，并能尽量避免对管路及接头的损伤。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种管路清洗装置，包括：

气液混合腔，用于与待清洗的管路进行连接，并为注入所述气液混合腔的清洗液体和高压气体提供混合空间；

清洗液体供应单元，与所述气液混合腔连通，用于按着预设时间间隔向所述气液混合腔内多次注入清洗液体；和

高压气体供应单元，与所述气液混合腔连通，用于向所述气液混合腔注入高压气体，以便利用高压气体使所述气液混合腔中混合后的气液混合流冲刷所述管路内壁，并将所述管路内脱落和悬浮的杂物从所述管路中吹出。

进一步地，所述气液混合腔具有管路接头、清洗液体接头和高压气体接头，所述管路接头用于与待清洗的管路连接，所述清洗液体接头和所述高压气体接头分别与所述清洗液体供应单元的输出端和所述高压气体供应单元的输出端连接。

进一步地，所述管路接头与所述高压气体接头位于同一直线，且分别位于所述气液混合腔的两端，所述清洗液体接头位于所述管路接头和所述高压气体接头之间的位置。

进一步地，所述清洗液体接头的轴线与所述管路接头和所述高压气体接头所在的同一直线相垂直。

进一步地，所述气液混合腔呈从所述高压气体接头到所述管路接头内腔截面积逐渐变大的喇叭口式变径结构。

进一步地，所述清洗液体供应单元包括：液体管路和液路控制阀门，所述液体管路的一端用于连接清洗液体源，另一端与所述气液混合腔连通，所述液路控制阀门设置在所述液体管路中，用于调节所述清洗液体向所述气液混合腔内的供应。

进一步地，所述液路控制阀门包括液路电磁阀和液路单向阀，所述液路电磁阀用于控制所述液体管路的通断，所述液路单向阀用于防止所述气液混合腔内介质向所述清洗液体源倒流。

进一步地，所述液路控制阀门还包括第一球阀，所述第一球阀相比于所述液路电磁阀和所述液路单向阀设置于最靠近所述气液混合腔的位置。

进一步地，所述高压气体供应单元包括：气体管路和气路控制阀门，所述气体管路的一端用于连接高压气源，另一端与所述气液混合腔连通，所述气路控制阀门设置在所述气体管路中，用于调节所述高压气体向所述气液混合腔内的供应。

进一步地，所述气路控制阀门包括气路电磁阀和气路单向阀，所述气路电磁阀用于控制所述气体管路的通断，所述气路单向阀用于防止所述气液混合腔内介质向所述高压气源倒流。

进一步地，所述气路控制阀门还包括第二球阀，所述第二球阀相比于所述气路电磁阀和所述气路单向阀设置于最靠近所述气液混合腔的位置。

进一步地，还包括控制器，所述高压气体供应单元包括用于连接高压气源和所述气液混合腔的气体管路以及设置在所述气体管路中的气路控制阀门，所述清洗液体供应单元包括用于连接清洗液体源和所述气液混合腔的液体管路以及设置在所述液体管路中的液路控制阀门，所述控制器分别与所述气路控制阀门和所述液路控制阀门通信连接，用于协调控制所述气体管路的接通时长和所述液体管路的通断周期。

进一步地，所述气体管路的接通时长与待清洗的管路的长度成正比，所述液体管路的通断周期与待清洗的管路的长度成反比。

进一步地，所述气体管路的接通时长与管路作业结束到清洗开始的时间间隔成正比，所述液体管路的通断周期与管路作业结束到清洗开始的时间间隔成反比。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种混凝土输送设备，包括前述的管路清洗装置，用于对待清洗的混凝土输送管路进行清洗。

基于上述技术方案，本实用新型将高压气体与清洗液体进行混合，通过形成的气液混合流来冲刷待清洗的管路内壁，以便使附着在管路内壁的杂物被清洗液体所润湿软化并降低与管路内壁的粘结力，从而脱落和悬浮在管路内，再由高压气体将这些脱落和悬浮的杂物从管路中吹出。由于在吹出杂物之前先通过高压气体推动清洗液体对管壁上的杂物进行润湿软化，以使管壁内粘接较强和时间较久的附着杂物能够更容易的脱落，再通过高压气体将管路内脱落和悬浮的杂物吹出管路，因此不仅能够对管路实现良好的清洗效果，而且无需过高压力的高压气体就能够将管内杂物吹出，从而尽量地避免了过高的气体压力对管路及接头造成的损伤。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型管路清洗装置的一实施例的原理示意图。

图2为本实用新型管路清洗装置的另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本实用新型管路清洗装置的一实施例的原理示意图。在本实施例中，管路清洗装置包括：气液混合腔3、清洗液体供应单元5和高压气体供应单元4。其中，气液混合腔3用于与待清洗的管路1进行连接，并为注入气液混合腔3的清洗液体和高压气体提供混合空间。气液混合腔3可以通过管夹2等连接机构来与待清洗的管路1进行连接，注入到气液混合腔3中的清洗液体与高压气体在气液混合腔3内混合之后，能够形成气液混合流，并在高压气体的作用下进入到待清洗的管路1。

清洗液体供应单元5与气液混合腔3连通，其作用是按着预设时间间隔多次向气液混合腔3内多次注入清洗液体。这里的清洗液体是指能够对管路内壁进行清洗的液态物质，例如水、化学溶液等。高压气体供应单元4也与气液混合腔3连通，用于向气液混合腔3注入高压气体。注入的高压气体能够与清洗液体在气液混合腔3中混合，形成稀疏的的气液混合流冲刷管路内壁，并将管路内脱落和悬浮的杂物从管路中吹出。这里的高压气体是指能够在气液混合腔内将清洗液体离散成稀疏水雾，并通过预设压力将管路内杂物从管路中推出的气态物质，其压力至少高于环境大气压力，例如空气、惰性气体、废气等。对于清洗液体供应单元5和高压气体供应单元4来说，所使用的清洗液体和高压气体的类型可以根据待清洗的管路类型、管路内杂物类型以及气液及管路杂物之间的化学反应关系等因素进行选择。

在本实施例中，由于在吹出杂物之前先通过高压气体推动清洗液体对管壁上的杂物进行润湿软化，以使管壁内粘接较强和时间较久的附着杂物能够更容易的脱落，因此当通过高压气体将管路内脱落和悬浮的杂物吹出管路时无需过高压力，从而不仅能够对管路实现良好的清洗效果，而且尽量地避免了过高的气体压力对管路及接头造成的损伤。相比于现有技术中采用高压水枪直接冲刷的方式，本实施例只需要少量的清洗液体来润湿软化管壁内杂物，因此实现上比较经济，也对环境影响较小，而相比于现有技术中采用高压空气推动清洗球+封闭水柱或者直接用高压空气进行无水清洗的方式，本实施例所需要的高压气体的压力较小，能够尽量避免过高气压或者清洗球对管壁和管接头等部件的破坏作用。

如图2所示，为本实用新型管路清洗装置的另一实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例中的气液混合腔3具有管路接头31、清洗液体接头33和高压气体接头32，管路接头31用于与待清洗的管路1连接，清洗液体接头33和高压气体接头32分别与清洗液体供应单元5的输出端和高压气体供应单元4的输出端连接。当需要进行管路清洗时，使用者可以将气液混合腔3的管路接头31与待清洗的管路1的一端对接，并通过管夹2实现接头的可靠且密封的连接。

气液混合腔3与清洗液体供应单元5和/或高压气体供应单元4平时可以处于连接状态，当需要时直接使用即可，也可以在平时处于部分或全部分离的状态，当需要时先进行清洗液体接头33与清洗液体供应单元5的输出端、以及高压气体接头32与高压气体供应单元4的输出端的组装连接。清洗液体接头33和高压气体接头32可以根据待清洗的管路类型以及管路内杂物类型等来分别配套连接不同的清洗液体供应单元5和高压气体供应单元4。

参考图2，管路接头31与高压气体接头32位于同一直线，且分别位于气液混合腔3的两端，清洗液体接头33位于管路接头31和高压气体接头32之间的位置。这样能够方便清洗液体在注入到气液混合腔3的同时即进入到高压气体的气流中，并被高压气体离散并与气流进行混合，而将管路接头31与高压气体接头32设置在同一直线，可以减少高压气体的气流在流动时与气液混合腔3内壁冲击时造成的压力损失，使得高压气体流动更加顺畅。具体来说，优选将清洗液体接头33的轴线与管路接头31和高压气体接头32所在的同一直线相垂直，这样清洗液体相对于垂直方向的气流喷出，则更加容易的被高压气流吹散，以混合成稀疏的气液混合流。

对于气液混合腔3来说，其内部用于容纳并实现气液混合的腔室可采用各种空间形状，只要能够确保其混合功能即可，在图2中示出了一种优选形式，即该气液混合腔3呈从高压气体接头32到管路接头31内腔截面积逐渐变大的喇叭口式变径结构。这种变径结构可以使注入的清洗液体除了被高压气流离散之外，还能够在冲击到变径的内壁后折射到指向待清洗的管路的方向上，实现进一步的离散作用，通过气液混合腔3内对清洗液体双重的离散作用，可以形成更为均匀且稀疏的气液混合流向管壁内输送。该变径结构的倾斜面范围优选在40～50度，更优选在45度，以便使清洗液体在冲击到倾斜面上发生折射后能够尽量与高压气体的流向一致。

下面结合图2所示实施例，分别对清洗液体供应单元5和高压气体供应单元4的具体构成进行说明。

前面提到清洗液体供应单元5用于按着预设时间间隔向所述气液混合腔3内多次注入清洗液体，为了实现这一功能，清洗液体供应单元5可具体包括：液体管路54和液路控制阀门。液体管路54的一端用于连接清洗液体源(例如水泵等)，另一端则与气液混合腔3连通，其负责从清洗液体源到气液混合腔3的清洗液体的传递。液路控制阀门设置在液体管路54中，用于调节清洗液体向气液混合腔3内的供应，例如调节清洗液体供应的频率、流量等。

参考图2，液路控制阀门可具体包括液路电磁阀53和液路单向阀52。其中，液路电磁阀53用于控制液体管路54的通断，液路单向阀52用于防止气液混合腔3内介质向清洗液体源倒流。通过控制液路电磁阀53的开启关闭，即实现了清洗液体向气液混合腔3内的多次的脉冲式的注入，而每次注入的少量清洗液体被离散成气液混合流后，在高压气体的推动下对待清洗的管路的内壁上的附着杂物进行润湿软化，使其脱落并悬浮在管路内。而多次注入的清洗液体会在较长的管路中形成多段动态的润湿区域，对于管路内某个位置附着的杂物来说，其在多次润湿和冲刷的作用下可以逐渐的软化、脱落下来。

液路控制阀门还可以进一步包括第一球阀51，第一球阀51相比于液路电磁阀53和液路单向阀52设置于最靠近气液混合腔3的位置。第一球阀51的作用是当不使用本实施例管路清洗装置时，使用者可手动关闭该球阀，以避免污染物进入液体管路54，从而保护其后各个阀门；同时当液路电磁阀53出现问题时，还可手动操作来增强整体可靠性。

为了实现高压气体供应单元4的功能，高压气体供应单元4可具体包括气体管路44和气路控制阀门。气体管路44的一端用于连接高压气源，另一端与气液混合腔3连通。其负责从高压气源到气液混合腔3的高压气体的传递。气路控制阀门设置在气体管路44中，用于调节高压气体向气液混合腔3内的供应，例如调节高压气体的供应时间、压力等。

参考图2，气路控制阀门可具体包括气路电磁阀43和气路单向阀42，气路电磁阀43用于控制气体管路44的通断，气路单向阀42用于防止气液混合腔3内介质向高压气源倒流。高压气体由于在管路清洗时需要实现混合清洗液体以及推出脱落的管内杂物等功能，因此气路电磁阀43通常会开启较长时间，而在开启时间内通过控制液路电磁阀53的多次开启来实现脉冲式的气液混合流在待清洗的管路内的运动。

气路控制阀门还可以进一步包括第二球阀41，第二球阀41相比于气路电磁阀43和气路单向阀42设置于最靠近气液混合腔3的位置。第二球阀41的作用是当不使用本实施例管路清洗装置时，使用者可手动关闭该球阀，以避免污染物进入气体管路44，从而保护其后各个阀门；同时当气路电磁阀43出现问题时，还可手动操作来增强整体可靠性。

在上述实施例中，各控制阀门均可由人工进行操作，而在优选实施例中，则可采用更为自动化的实施方式。即在管路清洗装置中进一步包括控制器6，且控制器6分别与气路控制阀门和液路控制阀门通信连接，用于协调控制气体管路44的接通和液体管路54的通断周期t1。气体管路44的接通即为气路控制阀门开启，确保从高压气源到气液混合腔3的气路畅通，通断周期t1即为液路控制阀门周期性开启关闭的时间间隔长度，而该通断周期t1与气体管路44接通后到清洁液体的首次注入的时长t2的设定可参考待清洗的管路1的长度n1，和/或管路作业结束到清洗开始的时间间隔t3。

考虑到待清洗的管路如果比较长，则可使清洗液体的注入更频繁一些，例如使液体管路54的通断周期t1与待清洗的管路1的长度n1成反比，以保证液体量能润湿到管路的远端。而气体管路44接通后到清洁液体的首次注入的时长t2体现的是注入清洁液体之前由高压气体先行吹出待清洁的管路中未紧密附着在管壁上且比较容易吹出的杂物的时长。当管路1的长度n1越大，则可使t2也越久，从而将较长管路中的杂物尽量多的吹出，然后再通过气液混合流进行润湿。因此优选使气体管路44的接通到首次注入清洁液体的时长t2与待清洗的管路1的长度n1成正比。

对于一些使用管路的施工设备来说，其完成施工后并不具备立刻清洗管路的条件，而管路作业结束到清洗开始的时间间隔t3越久，管路内壁上的杂物则附着地越紧，很难清洗下来。因此，优选使清洗液体的注入更频繁一些，例如使液体管路54的通断周期t1与t3成反比，以保证液体量供应的更多，以湿润管路内壁附着比较紧的杂物，使其更容易软化掉落。气体管路44的接通到首次注入清洁液体的时长t2则也可以随t3的增加而相应增加，例如使气体管路44的接通到首次注入清洁液体的时长t2与管路作业结束到清洗开始的时间间隔t3成正比，以便将较长管路中的杂物尽量多的吹出。

上述管路清洗装置可适用于各类需要使用管路进行物料输送或排污的作业设备，尤其适用于混凝土输送设备，例如混凝土泵车、拖泵、湿喷机等，因此本实用新型还提供了一种混凝土输送设备，包括前述任一种管路清洗装置实施例，通过管路清洗装置来实现待清洗的混凝土输送管路内附着的水泥、沙子、石子等杂物的清洗工作，不仅能够实现良好的清洗效果，还可以尽量避免管路及接头在清洗过程中可能造成的损害。

基于前述的各管路清洗装置实施例，其对应的管路清洗流程包括：

将管路清洗装置中的气液混合腔3与待清洗的管路1进行连接；

控制清洗液体供应单元5按着预设时间间隔向气液混合腔3内多次注入清洗液体，并控制高压气体供应单元4向气液混合腔3注入高压气体，以便利用高压气体使气液混合腔3中混合后的气液混合流冲刷管路内壁，并将管路内脱落和悬浮的杂物从管路中吹出。

上述管路清洗方法可由人工或控制器自动控制清洗液体供应单元5和高压气体供应单元4。而对于控制器自动控制的方案来说，即管路清洗装置还包括控制器6，高压气体供应单元4包括用于连接高压气源和气液混合腔3的气体管路44以及设置在气体管路44中的气路控制阀门，清洗液体供应单元5包括用于连接清洗液体源和气液混合腔3的液体管路54以及设置在液体管路54中的液路控制阀门，控制器6分别与气路控制阀门和液路控制阀门通信连接；则对应的管路清洗流程还包括：

控制器6通过控制液路控制阀门，以使液体管路54按照预设的通断周期向气液混合腔3内多次注入清洗液体，并通过控制气路控制阀门在预设的接通时长下向气液混合腔3内注入高压气体。

针对于不同的管路清洗装置实施例的管路清洗流程的具体原理及实现过程均可参考前述对管路清洗装置实施例的详细说明，这里不再赘述。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。