阅读说明：本技术 扫管装置及清扫系统 (Pipe sweeping device and sweeping system ) 是由 陈子红 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了提供一种扫管装置,包括推进器和清扫头,推进器外圈侧壁设置有后掠状的锥环套,锥环套的外沿能够与管件内壁贴合；清扫头能沿其轴向转动,以清扫管件内壁；推进器上设置有过流通道,所述过流通道内能够转动地安装有旋转机构,旋转机构的输出端活动穿出过流通道位于清扫方向的一端,且通过万向结构与清扫头连接；当管件内的流体通过过流通道时,流体能够驱动旋转机构转动,旋转机构进而驱动清扫头清扫管件内壁。本扫管装置及清扫系统,能够利用流体在驱动整个装置在管件运动的同时迫使清扫头进行自动旋转清扫管件的内壁,结构简单,清扫效果好。(The invention discloses a pipe sweeping device which comprises a propeller and a sweeping head, wherein a sweepback-shaped conical ring sleeve is arranged on the side wall of the outer ring of the propeller, and the outer edge of the conical ring sleeve can be attached to the inner wall of a pipe fitting; the cleaning head can rotate along the axial direction of the cleaning head so as to clean the inner wall of the pipe fitting; the propeller is provided with a flow passage, a rotating mechanism is rotatably arranged in the flow passage, and the output end of the rotating mechanism movably penetrates through one end of the flow passage in the cleaning direction and is connected with the cleaning head through a universal structure; when fluid in the pipe fitting passes through the overflowing channel, the fluid can drive the rotating mechanism to rotate, and the rotating mechanism further drives the cleaning head to clean the inner wall of the pipe fitting. This sweep tub of device and cleaning system can utilize the fluid to force the cleaning head to carry out autogiration and clean the inner wall of pipe fitting when the motion of pipe fitting at the whole device of drive, simple structure cleans effectually.)

扫管装置及清扫系统

技术领域

本发明涉及石化管件清扫设备领域，特别涉及一种扫管装置及清扫系统。

背景技术

对于石油化工仓储工厂而言，输送管道是连接储罐和槽罐车、储罐与码头船舶的载体，物料在管道内输送一段时间以后，在管道内壁上容易形成一定的结垢层，使管道内经逐渐减小，从而减少物料的传输量。

为了保护物料质量、降低摩阻、延长管线使用寿命，必须定期对管线进行清管。传统的清扫方式是采用与管件内壁相配合的清扫球通入管家内进扫线操作，通过充氮气或者水等压力流体带动软质推进器沿管线推进，清理物料。但是这样清扫方式，是利用清扫球的球面去刮蹭管件的内壁以达到清扫的目的，但是清扫球容易被过硬的凸出垢块所抵挡，在清扫时经常出现清扫球被卡住的问题，这种情况通常通入更高压力的流体冲掉垢块或者迫使清扫球挤过垢块，但是更高压力的流体容易对管件的结构造成危害，同时成本增加。同时在挤过垢块或者管件的内壁局部突然变大时，整个清扫球不能很好地刮蹭管件内部的垢物，造成清扫不干净。

为此一些企业鉴于上述的清扫球清扫容易被卡住以及清扫不足出现的问题，设计了一些自动清扫的机器人，利用这些自动清扫的机器人在管件内自行走来实现清扫，但是这样的机器人结构复杂，制造成本高，而且管件内复杂环境容易迫使整个清扫机器人出现故障，导致了清扫的效率。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种扫管装置及清扫系统，能够利用流体在驱动整个装置在管件运动的同时迫使清扫头进行自动旋转清扫管件的内壁。

根据本发明所要解决的问题，提供一种扫管装置，包括

推进器，其外圈侧壁设置有后掠状的锥环套，锥环套的外沿能够与管件内壁贴合；以及

清扫头，能沿其轴向转动，以清扫管件内壁；

其中，推进器上设置有过流通道，所述过流通道内能够转动地安装有旋转机构，旋转机构的输出端活动穿出过流通道位于清扫方向的一端，且通过万向结构与清扫头连接；当管件内的流体通过过流通道时，流体能够驱动旋转机构转动，旋转机构进而驱动清扫头清扫管件内壁。在本实施例中，清扫头可以是常规的毛刷头，亦可以是旋转的刮刀，利用毛刷头或者刮刀将管件内壁的垢层刮蹭下来。而且在实际的使用中，推进器类似一个活塞塞在管件内，当管件通入高压的流体时，高压的流体推动整个推进器沿管件清扫方向进行运动，由于推进器上设置有过流通道，高压的流体由于推进器前后两侧的压力不同，进而高压流体会经过过流通道进入到推进器运动方向前端的管件部分，由于过流通道的面积小于管件的面积，高压流体必然在过流通道内加速，能更好地推动旋转机构转动，进而带动清扫头进行清扫。整个扫管装置采用高压流通推动推进器沿管件内壁行走时，先利用旋转的清扫头进行刷动管件内壁的垢层，然后利用其外圈侧壁上的锥环套刮蹭赶紧管件的内部垢层，实现高效的清扫，而且采用高压流体在推进器前后的压力差驱动清扫头转动，省去外界的动力输入，降低产品的制造成本。此外从过流通道***出的高压流体能够将前端清扫头扫下来的垢尘向管道的清扫方向进行吹袭，避免垢尘进入并沉积在推进器内，以使得整个推进器的正常工作不容易被卡死。

作为上述技术方案的改进，所述过流通道的入口端设置在推进器的尾部端部上，所述过流通道的出口端设置在推进器沿清扫方向的一端上；所述过流通道的中部设置有收缩喉部，所述收缩喉部的横截面积小于入口端以及出口端的横截面积，以使得过流通道形成文丘里管结构；所述旋转机构的作用端设置在收缩喉部，管件内的流体在穿过收缩喉部时，能够作用在旋转机构的作用端上，以实现旋转机构自转。利用文丘里管的加速特性，使得旋转机构的作用端单位面积单位时间内穿过的流体流量增大，作用力增强，进而保证旋转机构的强大扭力输出，实现清扫头高速转动，避免清扫头被垢块卡住的情况出现。在实际的使用中过流通道的入口端小于整个推进器尾部端面的面积，这样既保证整个推进器尾部能受力向前运动的推理，又能保证管件在推进器前后的压力差足够大，进而保证旋转机构的扭力。

作为上述技术方案的改进，所述旋转机构包括旋转主轴以及若干螺旋桨叶，所述旋转主轴通过旋转架安装在收缩喉部的内壁上，且旋转主轴与收缩喉部同轴设置，所述螺旋桨叶安装在旋转主轴靠近过流通道入口端的一端上并形成所述旋转机构的作用端，所述旋转主轴的另一端穿过流通道出口端与万向结构输入端连接。整个旋转机构类似一个螺旋桨的结构，主要用于将高压流体的作用力转换为旋转主轴的旋转扭力，进而实现旋转机构自旋转，无需外界的动力输入，避免了带动清扫头转动的主动动力件卡死烧坏的情况出现。在实际的使用中，螺旋桨叶所组成的作用面设置有多层，从过流通道入口端的一直延伸到过流通道出口端上，这样可以有效保证穿过过流通道的高压流体能将更多的动量转换为旋转主轴轭转动扭力，保证清扫头的清洗效率和清洗力。

作为上述技术方案的改进，所述收缩喉部的内壁上设置有凹环，所有螺旋桨叶所形成的作用面能够转动地安装在凹环内，所有螺旋桨叶所形成的作用面与凹环内壁不接触。凹环的设计主要是为了使得螺旋桨叶向外的边缘与收缩喉部的内壁更贴切，使得整个螺旋桨叶的受力面增大，进而受到的高压流体的冲击力变大。此外，凹环的设置还能迫使单层所有螺旋桨叶所组成的作用面在规定区域内转动，避免螺旋桨叶形变过大。在实际的使用中，可以在螺旋桨叶所形成的作用面的外侧上连接有一个圆环或者轴承，或者圆环当做轴承的内圈，这样整个螺旋桨叶做组成的作用面结构能够在凹环内更好地转动，同时又能保证螺旋桨叶的强度。

作为上述技术方案的改进，所述推进器的外壁上沿周向设置若干能够与管件内壁抵接的导轮，所述导轮通过能够压缩的伸缩架与推进器的外壁连接。导轮便于整个推进器在管件内运动，而伸缩架可以使得整个推进器适应不同内径的管件，提高了适用性。

作为上述技术方案的改进，所述锥环套设置有至少两组，所有锥环套沿清扫方向由前至后最大外径逐渐变大。这样的设计可以使得整个推进器的外壁能够刮蹭干净整个管件的内壁，而且可以适用不同内径的管件。

作为上述技术方案的改进，所述清扫头包括锥台以及若干刷毛，所述锥台的大端端面上设置有连接万向结构的连接杆，所述连接杆与锥台的转动中心线同轴设置；所述刷毛均匀设置在锥台的大端外侧壁上。锥台的设计可以使得整个清扫头在管件内前进的时候，能够减少垢块对整个清扫头的抵挡，同时也便于整个扫管装置能够在一定的曲率的管件内自由行走，达到导向的作用，避免整个扫管装置卡滞的情况出现。

作为上述技术方案的改进，所述刷毛包括长刷毛和短刷毛，若干长刷毛和若干短刷毛捆绑成束；所述锥台的大端外侧壁上设置有若干安装孔，所述束状的刷毛插装在安装孔内。长刷毛和短刷毛的设置可以在一定程度上使得整个清扫头能适应不同管径的管件，而且长短不一的设置使得整个刷毛达到不同弯曲程度，实现软硬结合，避免刮花整个管件的内壁。

作为上述技术方案的改进，所述锥台沿其轴线方向设置有若干通孔。可以使得整个过流通道射出的高压流体能直接穿过通孔冲击到清扫头前端的垢层上，提高了整个锥台的除尘能力。在本申请中，通孔之间的连接结构还可以设计螺旋扇片的结构，这样还能有效利用过流通道射出的残余高压流体，使得整个清扫头亦是一个转动的螺旋桨。

本申请还提供了一种清扫系统，采用所述的扫管装置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3是本发明实施例与管件配合的剖视图；

图4是本发明实施例清扫头的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图4，本发明提供了一种清扫系统，尤其是一种用于清扫管件3的内部垢层的扫管装置，该装置包括推进器1和清扫头2，其中，推进器1，其外圈侧壁设置有后掠状的锥环套5，锥环套5的外沿能够与管件3内壁贴合；清扫头2能沿其轴向转动，以清扫管件3内壁；此外，推进器1上设置有过流通道11，所述过流通道11内能够转动地安装有旋转机构12，旋转机构12的输出端活动穿出过流通道11位于清扫方向的一端，且通过万向结构4与清扫头2连接；清扫方向在本申请中入图3中箭头B所示的方向，万向结构4在本申请中可以是万向头或者万向连接头。当管件3内的流体通过过流通道11时，流体能够驱动旋转机构12转动，旋转机构12进而驱动清扫头2清扫管件3内壁。在本实施例中，清扫头2可以是常规的毛刷头，亦可以是旋转的刮刀，利用毛刷头或者刮刀将管件3内壁的垢层刮蹭下来。而且在实际的使用中，推进器1类似一个活塞塞在管件3内，当管件3通入高压的流体时，高压的流体推动整个推进器1沿管件3清扫方向进行运动，由于推进器1上设置有过流通道11，高压的流体由于推进器1前后两侧的压力不同，进而高压流体会经过过流通道11进入到推进器1运动方向前端的管件3部分，由于过流通道11的面积小于管件3的面积，高压流体必然在过流通道11内加速，能更好地推动旋转机构12转动，进而带动清扫头2进行清扫。整个扫管装置采用高压流通推动推进器1沿管件3内壁行走时，先利用旋转的清扫头2进行刷动管件3内壁的垢层，然后利用其外圈侧壁上的锥环套5刮蹭赶紧管件3的内部垢层，实现高效的清扫，而且采用高压流体在推进器1前后的压力差驱动清扫头2转动，省去外界的动力输入，降低产品的制造成本。此外从过流通道11***出的高压流体能够将前端清扫头2扫下来的垢尘向管道的清扫方向进行吹袭，避免垢尘进入并沉积在推进器1内，以使得整个推进器1的正常工作不容易被卡死。

为了整个扫管装置能够在管件3内更好地滑动，所述推进器1的外壁上沿周向设置若干能够与管件3内壁抵接的导轮18，所述导轮18通过能够压缩的伸缩架19与推进器1的外壁连接。导轮18便于整个推进器1在管件3内运动，而伸缩架19可以使得整个推进器1适应不同内径的管件3，提高了适用性。伸缩架19在本申请中可以是常规的剪刀架，可以通过实际的需求进行调节整个导轮18伸出的情况。此外伸缩架19亦可以是常规的弹簧伸缩杆，这个没有具体的要求，只要能实现调节伸缩量的结构即可。

在实际的使用中，由于管件3内壁并不是处处横截面的直径一致，因此本申请中所述锥环套5设置有至少两组，所有锥环套5沿清扫方向由前至后最大外径逐渐变大。这样的设计可以使得整个推进器1的外壁能够刮蹭干净整个管件3的内壁，而且可以适用不同内径的管件3。而且锥环套5为软性的橡胶材料制成，使得整个推进器1类似一个活塞头一样，能够时刻保持与管件3的内壁抵接，以便刮蹭干净管件3内部的垢层。

参见图3，进一步，在本申请中为了使得清扫头2能得到更大扭矩，所述过流通道11的入口端14设置在推进器1的尾部端部上，所述过流通道11的出口端15设置在推进器1沿清扫方向的一端上；所述过流通道11的中部设置有收缩喉部13，所述收缩喉部13的横截面积小于入口端14以及出口端15的横截面积，以使得过流通道11形成文丘里管结构；所述旋转机构12的作用端设置在收缩喉部13，管件3内的流体在穿过收缩喉部13时，能够作用在旋转机构12的作用端上，以实现旋转机构12自转。利用文丘里管的加速特性，使得旋转机构12的作用端单位面积单位时间内穿过的流体流量增大，作用力增强，进而保证旋转机构12的强大扭力输出，实现清扫头2高速转动，避免清扫头2被垢块卡住的情况出现。在实际的使用中过流通道11的入口端14小于整个推进器1尾部端面的面积，这样既保证整个推进器1尾部能受力向前运动的推理，又能保证管件3在推进器1前后的压力差足够大，进而保证旋转机构12的扭力。

其中在本申请的另一个实施例中，所述旋转机构12包括旋转主轴121以及若干螺旋桨叶122，所述旋转主轴121通过旋转架16安装在收缩喉部13的内壁上，且旋转主轴121与收缩喉部13同轴设置，所述螺旋桨叶122安装在旋转主轴121靠近过流通道11入口端14的一端上并形成所述旋转机构12的作用端，所述旋转主轴121的另一端穿过流通道11出口端15与万向结构4输入端连接。整个旋转机构12类似一个螺旋桨的结构，主要用于将高压流体的作用力转换为旋转主轴121的旋转扭力，进而实现旋转机构12自旋转，无需外界的动力输入，避免了带动清扫头2转动的主动动力件卡死烧坏的情况出现。在实际的使用中，螺旋桨叶122所组成的作用面设置有多层，从过流通道11入口端14的一直延伸到过流通道11出口端15上，这样可以有效保证穿过过流通道11的高压流体能将更多的动量转换为旋转主轴121轭转动扭力，保证清扫头2的清洗效率和清洗力。

参见图3，所述收缩喉部13的内壁上设置有凹环17，所有螺旋桨叶122所形成的作用面能够转动地安装在凹环17内，所有螺旋桨叶122所形成的作用面与凹环17内壁不接触。凹环17的设计主要是为了使得螺旋桨叶122向外的边缘与收缩喉部13的内壁更贴切，使得整个螺旋桨叶122的受力面增大，进而受到的高压流体的冲击力变大。此外，凹环17的设置还能迫使单层所有螺旋桨叶122所组成的作用面在规定区域内转动，避免螺旋桨叶122形变过大。在实际的使用中，可以在螺旋桨叶122所形成的作用面的外侧上连接有一个圆环或者轴承，或者圆环当做轴承的内圈，这样整个螺旋桨叶122做组成的作用面结构能够在凹环17内更好地转动，同时又能保证螺旋桨叶122的强度。

进一步参见图1、图2和图4，所述清扫头2包括锥台21以及若干刷毛22，所述锥台21的大端端面上设置有连接万向结构4的连接杆24，所述连接杆24与锥台21的转动中心线同轴设置；所述刷毛22均匀设置在锥台21的大端外侧壁上。锥台21的设计可以使得整个清扫头2在管件3内前进的时候，能够减少垢块对整个清扫头2的抵挡，同时也便于整个扫管装置能够在一定的曲率的管件3内自由行走，达到导向的作用，避免整个扫管装置卡滞的情况出现。

其中，所述刷毛22包括长刷毛和短刷毛，若干长刷毛和若干短刷毛捆绑成束；所述锥台21的大端外侧壁上设置有若干安装孔25，所述束状的刷毛22插装在安装孔25内。长刷毛和短刷毛的设置可以在一定程度上使得整个清扫头2能适应不同管径的管件3，而且长短不一的设置使得整个刷毛22达到不同弯曲程度，实现软硬结合，避免刮花整个管件3的内壁。长短不一的刷毛22主要是为了适应不同的管件2内径，使得刷毛22容易进行弯曲形变。

为了更好地利用穿过推进器1的残余高压流体，所述锥台21沿其轴线方向设置有若干通孔23。可以使得整个过流通道11射出的高压流体能直接穿过通孔23冲击到清扫头2前端的垢层上，提高了整个锥台21的除尘能力。在本申请中，通孔23之间的连接结构还可以设计螺旋扇片的结构，这样还能有效利用过流通道11射出的残余高压流体，使得整个清扫头2亦是一个转动的螺旋桨。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。