一种用于管道内壁清洗的激光清洗头制造技术

本实用新型专利技术提出了一种用于管道内壁清洗的激光清洗头，包括光学扫描单元和结构支撑单元，结构支撑单元包括推送杆、套筒和圆筒，推送杆和套筒固定连接，光学扫描单元包括光纤、光束整形装置、反射镜和用于驱动圆筒旋转的圆筒驱动机构，光纤设置于推送杆内，光纤的输出端连接光束整形装置，反射镜固定设置于圆筒内且反射镜的镜面与光束整形装置所在光轴成夹角，光束整形装置、和圆筒驱动机构均固定设置于套筒内，圆筒与圆筒驱动机构连接。本实用新型专利技术以圆周扫描和轴向移动相结合的方式实现管道内壁清洗的激光清洗头，可以应用于各种不同内径的管道内壁清洗。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种激光清洗装置，尤其是指一种用于管道内壁清洗的激光清洗头。
技术介绍
出于对产品和设备的外表美观和性能稳定的要求，需要对其进行各项维护工作。事实上，对产品和设备表面的污染物清洗是进行各项维护工作的前提。目前，最常用的清洗手段有手工/机械摩擦法、化学清洗、高压水射流清洗、超声波清洗等。这些传统清洗工艺都存在一些无法克服的缺点，比如，手工/机械摩擦法存在费时费力、容易损伤基底、工作环境差等缺点；化学清洗法比较便宜，但是存在清洗选择性强、化学药剂的回收和排放处理很难、二次污染严重等问题；高压水射流清洗法存在稳定性较差、操作/监测难、消耗大量水资源、噪音很大等难题；超声波清洗法的清洗物件尺寸受限，还存在清洗剂更换/处理不便、成本高、二次污染等问题。随着激光技术的广泛应用和发展，新颖的激光清洗技术也被开发出来。它利用高功率密度激光束照射待清洗物件的表面，致使表面上的污物、涂层或氧化层发生瞬间蒸发、破裂或者剥离，并脱离物件表面。激光清洗技术被认为是一种最可靠、最有效的“绿色”清洗解决方案。与传统清洗工艺相比，激光清洗具有清洗洁净度和效率高(激光脉冲能量和频率高)、不损伤基底(无研磨和无热效应)、操作/监测方便(激光方向性好，能量和频率可调节)、运行/维护成本低(设备稳定性好和纯电力消耗)、易于在线清洗(非接触式和定位准)、无二次污染(光能将以热能形式消散)等特点。此外，激光清洗可以解决一些采用传统清洗方式很难解决的问题，比如，半导体工业中去除亚微米颗粒污物。总体上来讲，激光清洗技术已基本克服传统清洗工艺的各项缺点。目前开发出的激光清洗设备均使用振镜扫描系统，只能实现直线型扫描，而且体积较大，仅适用于清洗外表面或者内部空间很大的对象。对于像管道内壁的清洗是十分困难的。然而，管道内壁清洗隐藏着很大的市场，比如石油输送管道的污物清洗、热水输送管道的水垢清洗、热电站/核电站的管道清洗、钢管生产过程中的氧化层的去除等。因此，需要设计一个适用于管道内壁清洗的激光清洗头，来推进激光清洗技术在管道清洗中的应用。
技术实现思路
为了解决现有激光清洗不能应用于管道内的问题，本技术提出了一种用于管道内壁清洗的激光清洗头，以圆周扫描和轴向移动相结合的方式实现管道内壁清洗的激光清洗头，可以应用于各种不同内径的管道内壁清洗。本技术所采用的技术方案是:一种用于管道内壁清洗的激光清洗头，包括光学扫描单元和结构支撑单元；所述的结构支撑单元包括推送杆、套筒和圆筒，推送杆和套筒固定连接；所述的光学扫描单元包括光纤、光束整形装置、反射镜和用于驱动圆筒旋转的圆筒驱动机构，光纤设置于推送杆内，光纤的输出端连接光束整形装置，反射镜固定设置于圆筒内且反射镜的镜面与光束整形装置所在光轴成夹角，光束整形装置、和圆筒驱动机构均固定设置于套筒内，圆筒与圆筒驱动机构连接。作为优选，所述的圆筒驱动机构包括电机、轴承和齿轮组，轴承与圆筒固定连接，齿轮组套接在轴承上，电机与齿轮组连接。作为优选，所述的结构支撑单元还包括移动套筒和若干个X型可调支撑架，所述的移动套筒套接在推送杆上并与推送杆为可滑动连接，所述的X型可调支撑架包括第一支撑杆和第二支撑杆，第一支撑杆和第二支撑杆的中心通过销轴固定在一起，第一支撑杆的一端固定在套筒上，第二支撑杆的一端固定在移动套筒上，第一支撑杆的另一端与第二支撑杆的另一端均设有转轮。作为优选，所述的若干个X型可调支撑架在同一圆周内均匀分布。作为优选，反射镜的镜面与光束整形装置所在光轴所成夹角为45度。本技术的有益效果是:以圆周扫描和轴向移动相结合的方式实现管道内壁清洗的激光清洗头，可以应用于各种不同内径的管道内壁清洗。【附图说明】图1是本技术的一种结构示意图。图中，推送杆11、移动套筒12、紧固件13、第一支撑杆14、第二支撑杆15、第一转轮16、第二转轮17、销轴18、套筒19、光纤21、空间激光束22、光束整形装置23、圆筒24、电机25、齿轮组26、轴承27、管道28。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1所示，一种用于管道内壁清洗的激光清洗头，包括光学扫描单元和结构支撑单元。结构支撑单元包括推送杆11、套筒19、圆筒24、移动套筒12及三个X型可调支撑架，推送杆和套筒固定连接，移动套筒套接在推送杆上并与推送杆为可滑动连接。X型可调支撑架包括第一支撑杆14和第二支撑杆15，第一支撑杆和第二支撑杆的中心通过销轴18固定在一起，第一支撑杆的一端固定在套筒上，第一支撑杆的另一端有第一转轮16，第二支撑杆的一端固定在移动套筒上，第二支撑杆的另一端均设有第二转轮17。三个X型可调支撑架在同一圆周内均匀分布，将推送杆及套筒定位于管道28的中心轴上。光学扫描单元包括光纤21、光束整形装置23、反射镜和用于驱动圆筒旋转的圆筒驱动机构，光纤设置于推送杆内，光纤的输出端连接光束整形装置，反射镜固定设置于圆筒内且反射镜的镜面与光束整形装置所在光轴成夹角，光束整形装置、和圆筒驱动机构均固定设置于套筒内，圆筒与圆筒驱动机构连接。其中，圆筒驱动机构包括电机25、轴承27和齿轮组26，轴承与圆筒固定连接，齿轮组套接在轴承上，电机与齿轮组连接。激光清洗所需的高能激光经由光纤输送至待清洗部位，然后激光从光纤中出射后形成空间激光束22，并入射至光束整形装置。光束整形装置对空间激光束进行准直、扩束和会聚，光束会聚角可以调节，以此来改变工作距离。平行于管内壁的会聚光束经与光轴成45度倾角的反射镜反射后，入射并聚焦在管内壁表面。反射镜被固定在一圆筒内，电机通过齿轮组和轴承带动圆筒做高速旋转运动，以此实现激光聚焦光斑在管道内壁表面做圆周扫描。三个X型可调支撑架通过推送杆在管道轴向上的移动，使得圆周扫描的激光光斑也在轴向移动，此激光清洗头可以实现整个管道内壁的激光扫描清洗工作。X型可调支撑架通过调节移动套筒在轴向的位置，其外围尺寸可以很大范围内进行调节；再结合光束会聚角可调，可以使本激光清洗头工作于不同内径的管道中。本技术采用激光清洗的优势在于清洗洁净度和效率高、不损伤基底、操作/监测方便、运行/维护成本低、易于在线清洗、无二次污染等，解决了传统振镜扫描头无法清洗的管道内壁以及一些内部空间较小的内表面的清洗问题；简单紧凑和成本低，可以实现更高的扫描速度，从而得到更高的清洗效率来满足在线清洗的要求。以上实施例仅为说明本技术的技术思想，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本技术的保护范围之内。【主权项】1.一种用于管道内壁清洗的激光清洗头，其特征在于:包括光学扫描单元和结构支撑单元；所述的结构支撑单元包括推送杆、套筒和圆筒，推送杆和套筒固定连接；所述的光学扫描单元包括光纤、光束整形装置、反射镜和用于驱动圆筒旋转的圆筒驱动机构，光纤设置于推送杆内，光纤的输出端连接光束整形装置，反射镜固定设置于圆筒内且反射镜的镜面与光束整形装置所在光轴成夹角，光束整形装置、和圆筒驱动机构均固定设置于套筒内，圆筒与圆筒驱动机构连接。2.根据权利要求1所述的一种用于管道内壁清洗的激光清洗头，其特征在于:所述的圆筒驱动机构包括电机、轴承和齿轮组，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管道内壁清洗的激光清洗头，其特征在于：包括光学扫描单元和结构支撑单元；所述的结构支撑单元包括推送杆、套筒和圆筒，推送杆和套筒固定连接；所述的光学扫描单元包括光纤、光束整形装置、反射镜和用于驱动圆筒旋转的圆筒驱动机构，光纤设置于推送杆内，光纤的输出端连接光束整形装置，反射镜固定设置于圆筒内且反射镜的镜面与光束整形装置所在光轴成夹角，光束整形装置、和圆筒驱动机构均固定设置于套筒内，圆筒与圆筒驱动机构连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张卓鹏，杨国伟，魏一振，
申请(专利权)人：湖州志英光电有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33