CN111842354A - 航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管路清洗技术领域内的一种航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，包括储液管、注入管以及气体导入管；所述储液管的其中一端与所述注入管的一端连通，所述气体导入管连通于所述注入管的中间部分，所述注入管的另一端用于和金属波纹软管连通；所述储液管与所述注入管的连接点和所述气体导入管与所述注入管的连接点之间设有第一阀门，所述气体导入管上设置有第二阀门。本发明还提供了一种航天用金属波纹软管清洗吹除方法。本发明实现了金属波纹软管清洗与吹除的一体化设计，解决了现有技术中清洗与吹除两装置分开导致的工艺程序繁琐以及效率低下的问题。

Description

航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置及其方法
技术领域
本发明涉及管路清洗技术领域，具体地，涉及一种航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置及其方法。
背景技术
武器储箱加注一般使用M16接头和金属波纹软管，在加注过程中，需对多个储箱进行加注。当对不同的储箱加注时，管路必须重新清洗与吹除。在加注管路清洗过程中，应使用去离子水、酒精依次对其进行清洗，然后将其吹除。由于管路的端口为M16螺纹端口(如图1所示)，口径较小，使得液体注入难度较大。金属波纹软管截面图如图2所示，其内部结构成波纹状，容易在死角位置存留多余物，清洗方面存在困难。目前，通常采用的方法为：将去离子水、酒精直接依次注入加注管路。当在航天发射场对加注管路进行清洗时，将去离子水、酒精直接注入管路相对困难，且会外漏造成大量浪费，不容易将波纹软管中死角处多余物清洗干净。在清洗完成后，需将管路接入氮气口进行吹除。
经现有技术检索发现，中国发明专利公开号为CN103480616B，公开了一种波纹管清洗装置，其特征在于：该装置包括清洗机构和波纹管装卡工作台；清洗机构包括可更换磨头、转动轴、喷嘴、喷淋导套、减速器、电机和清洗剂泵；波纹管装卡工作台包括内壁卡具B、内壁卡具A、导轨和底座；转动轴的外面套有喷淋导套，喷淋导套的侧壁上有喷嘴，可更换磨头通过螺纹紧固在转动轴的一端；转动轴的另一端通过联轴器与减速器连接；减速器与联轴器与电机连接；清洗剂泵通过导液管与喷淋导套连接；导轨位于底座上；内壁卡具B和内壁卡具A位于在导轨上，且在导轨的两端，内壁卡具B和内壁卡具A在导轨上可以滑动；待清洗的波纹管套在喷淋导套的外面后一端通过内壁卡具A固定，另一端通过内壁卡具B固定。该专利就存在上述相关问题，且不适用于航天用金属波纹软管的清洗。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置及其方法。
根据本发明提供的一种航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，包括储液管、注入管以及气体导入管；
所述储液管的其中一端与所述注入管的一端连通，所述气体导入管连通于所述注入管的中间部分，所述注入管的另一端用于和金属波纹软管连通；
所述储液管与所述注入管的连接点和所述气体导入管与所述注入管的连接点之间设有第一阀门，所述气体导入管上设置有第二阀门。
一些实施方式中，还包括PLC控制板，所述PLC控制板与所述第一阀门、所述第二阀门电连接。
一些实施方式中，所述储液管与所述注入管连接的一端的端口直径小于所述储液管的另一端的端口直径。
一些实施方式中，所述储液管包括直管段和锥管段。
一些实施方式中，所述直管段的端口设有密封盖，所述密封盖上设有密封口。
一些实施方式中，还包括振动装置，所述振动装置用于与金属波纹软管连接，金属波纹软管通过所述振动装置实现抖动。
本发明还提供了一种航天用金属波纹软管清洗吹除方法，采用上述的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，包括如下步骤：
管路安装步骤：将金属波纹软管与所述注入管连通，将所述振动装置与金属波纹软管连接；
去离子水清洗步骤：操控所述PLC控制板使所述第一阀门和所述第二阀门呈关闭状态，将去离子水加入至所述储液管内后，通过所述PLC控制板控制所述第一阀门的开合对金属波纹软管进行清洗，同时通过所述PLC控制板启动所述振动装置，使金属波纹软管在清洗过程中处于抖动状态；
酒精清洗步骤：使用去离子水清洗完毕后，重复去离子水清洗步骤中的相应操作，使用酒精对待清洗金属波纹管进行清洗；
吹除步骤：通过PLC控制板关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门，通过气体导入管导入气体对待清洗金属波纹管进行吹除操作，完成金属波纹管的清洗吹除作业。
一些实施方式中，去离子水或酒精加入至所述储液管内后，所述直管段的剩余高度为其高度的1/4～1/3。
一些实施方式中，去离子水或酒精加入至所述储液管内后，通过密封口充入气体，使所述储液管内保持0.1～0.3MPa的压力。
一些实施方式中，在去离子水清洗步骤和\或酒精清洗步骤中，通过所述PLC控制板以脉冲的方式打开所述第一阀门，所述第一阀门的开启与关闭的时间间隔为0.1～1s。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明装置实现了金属波纹软管清洗与吹除的一体化设计，解决了现有技术中清洗与吹除两装置分开导致的工艺程序繁琐以及效率低下的问题。
2、本发明通过调控阀门，不但可在金属波纹软管清洗结束后进行吹除，而且在使用去离子水清洗过程中即可与吹除操作交替进行，再使用酒精清洗，且在酒精清洗时也可与吹除操作交替进行，最后进行吹除操作。本装置提高清洗效果的同时，可缩短清洗与吹除的时间。
3、本发明通过对储液管结构的优化与改进，实施对金属波纹软管脉冲式的带压清洗，进一步提高清洗的效果，缩短清洗的时间，提高清洗与吹除作业的整体效率。
4、本发明通过振动装置，促进金属波纹软管死角中的多余物的排出，增加对金属波纹软管的清洗效果，趋于实现对金属波纹软管清洗彻底的效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为清洗管路端口结构示意图；
图2为金属波纹软管截面结构示意图；
图3为本发明航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置结构示意图；
图4为本发明航天用金属波纹软管清洗吹除方法的一种实施方式流程图；
图5为本发明航天用金属波纹软管清洗吹除方法的一种优选实施方式流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图3-5所示，本发明提供了一种航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，包括储液管1、注入管2以及气体导入管3。储液管1包括提供清洁用液体加注的进口端以及储存一定量的清洗用液体的中间部，储液管1的另一端口与注入管2连通。注入管2的另一端口与待清洗的金属波纹软管连通，另外注入管2的中间部分与气体导入管3连通，其注入管2作为待清洗的金属波纹软管与待清洗液和吹除气体连通的输送通道。上述储液管1与注入管2的连通、注入管2与气体导入管3的连通以及注入管2与待清洗的金属波纹软管的连通均可通过螺纹连接方式实现密封连接。本装置实现了金属波纹软管清洗与吹除一体化设计，解决了现有技术中清洗与吹除两装置分开导致的工艺程序繁琐以及效率低下的问题。
进一步的，在储液管1与注入管2连通点和注入管2与气体导入管3连通点的两点之间安装有第一阀门4，第一阀门4用于控制储液管1内的液体是否通过注入管2进入金属波纹软管内。在气体导入管3上设置有第二阀门5，第二阀门5用于控制氮气是否通过注入管2进入金属波纹软管内。此外，第一阀门4防止自气体导入管3进入注入管2内的气体进入储液管1，第二阀门5防止自储液管1进入注入管2内的液体进入气体导入管3。通过第一阀门4和第二阀门5可使得金属波纹软管清洗与吹除一体化。在对金属波纹软管进行清洗过程中以及清洗后，可通过调控第一阀门4与第二阀门5，不仅可在金属波纹软管清洗结束后进行吹除，而且在使用去离子水以及酒精清洗过程中即可加入吹除操作，即清洗与吹除两步骤循环操作。例如，使用去离子水清洗过程中，打开第一阀门4清洗0.5s后关闭第一阀门4，打开第二阀门5使用氮气吹除0.5s，关闭第二阀门5后再打开第一阀门4清洗0.5s，之后再关闭第一阀门4，打开第二阀门5进行吹除，依次循环一定次数。酒精清洗步骤可同去离子水清洗步骤相同，清洗与吹除循环一定次数后，最后为吹除步骤。在清洗过程中加入吹除，能够提高清洗效果，整体上缩短清洗时间，提高清洗与吹除整流程的作业效率。
优选的，第一阀门4和第二阀门5选择为电磁阀，装置中设置的PLC控制板分别与第一阀门4、第二阀门5电连接，PLC控制板对第一阀门4以及第二阀门5的开合进行控制。通过上位机上编写控制时序，下载到PLC控制板上，PLC控制板通过运行控制程序驱动第一阀门4和第二阀门5工作，实现两阀门的自动控制。其PLC控制板对第一阀门4可进行间隔时间段的反复开启与关闭，其启闭的时间间隔可为0.1s～1s之间，间隔越小，清洗效果越佳，其清洗作业所需时间就越短。
实施例2
如图3-5所示，本实施例2是在实施例1的基础上形成的，主要通过对储液管结构的优化与改进，进一步提高清洗的效果，缩短清洗时间，提高清洗与吹除作业的整体效率。具体地：
储液管1设计有锥体结构段，其清洗液加注的一端的端口口径大，与注入管2连通的一端口径小，如储液管1可整体为锥形管。此时，可通过锥形结构的储液管1自动实施增压，打开第一阀门4后，清洗液能够以一定压力通过注入管2进入金属波纹软管内，带有压力的清洗液可进一步提高对金属波纹软管的清洗效果，同时配合PLC控制板对第一阀门4的间隔开启与关闭，实施对金属波纹软管脉冲式的带压清洗，大幅提高清洗效果，缩短清洗时间。
优选的，储液管1分为直管段11和锥管段12。直管段11为柱形管，直管段11的高度大于锥管段12。通过控制直管段11与锥管段12的高度比，可达到相应的压力要求，相对于储液管1整体为锥体结构，可适当缩小储液管1的体积。
进一步优选的，在直管段11的清洗液加注端口设置密封盖110，在密封盖110上设置有密封口1101，其密封口1101关闭时呈密封状态。密封口1101不仅用于提供清洗液的进入口，而且密封口1101设置有气体导入插口。通过密封口1101加入清洗液后闭合，通过设置于密封口1101上的气体导入插口连通外部气源后，给储液管1加压，使储液管1内保持一定压力，其压力优选为0.1～0.3MPa，特别优选的为0.2MPa。直管段11上设置密封盖，在密封盖的密封口上设有气体导入插口，使得储液管1可在缩短直管段高度的情况下可获得符合要求的压力，并且压力能够在整个清洗过程中保持稳定，确保清洗效果的稳定可控，进一步缩小储液管1的体积。
实施例3
如图3-5所示，本实施例3是在实施例1或实施例2的基础上形成的，通过增加振动装置，增强对金属波纹软管的清洗效果，趋于实现对金属波纹软管清洗彻底的效果。
具体地：
在航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置中增加振动装置6，振动装置6用于与待清洗吹除的金属波纹软管连接，振动装置6实现对金属波纹软管的抖动效应。优选的，振动装置6为可伸缩气缸，PLC控制板7通过两位五通阀实现对振动装置6气缸活塞的循环往复运动。金属波纹软管固定于振动装置6的活塞杆的一端，可直接将金属波纹软管卡在活塞杆的卡槽位置。通过气缸中活塞的运动，带动金属波纹软管抖动，促进清洗过程中金属波纹软管死角处多余物的排出，最大程度实现对金属波纹软管清洗彻底的效果。此外，可进一步缩短清洗作业时间，提高清洗作业效率。振动装置6在去离子水清洗步骤、酒精清洗步骤以及吹除步骤中均可同时开启。
实施例4
如图3-5所示，本实施例4是在实施例3的基础上形成的航天用金属波纹软管清洗吹除方法，通过使用实施例3中的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置而形成，包括如下步骤：
管路安装步骤：将金属波纹软管与注入管2连通，将振动装置6与金属波纹软管连接；
去离子水清洗步骤：操控PLC控制板7，使第一阀门4和第二阀门5呈关闭状态。将去离子水加入至储液管1内后，通过PLC控制板7控制第一阀门4的启闭对金属波纹软管进行清洗，同时通过PLC控制板7启动振动装置6，使金属波纹软管在清洗过程中处于抖动状态；
酒精清洗步骤：使用去离子水清洗完毕后，重复去离子水清洗步骤中的相应操作，使用酒精对待清洗金属波纹管进行清洗；
吹除步骤：通过PLC控制板7关闭第一阀门4，打开第二阀门5，通过气体导入管3导入气体对待清洗金属波纹管进行吹除操作，完成金属波纹管的清洗吹除作业。在吹除过程中，可通过PLC控制板7开启振动装置6，使金属波纹软管在吹除过程中呈抖动状态，提高吹除效果。
优选的，上述去离子水清洗以及酒精清洗步骤中，去离子水或酒精加入至储液管1内，直管段11的剩余高度为其高度的1/4～1/3，直管段11内剩余的高度空间用于充入气体进行增压。增压气体通过密封口1101处充入，使得储液管1内保持0.1-0.3MPa的稳定压力，为清洗液提供持续稳定的清洗压力，确保清洗效果。
优选的，上述去离子水清洗以及酒精清洗步骤中，通过PLC控制板7以脉冲的方式打开第一阀门4。第一阀门4开启与关闭的时间间隔为0.1～1s。脉冲的间隔越小，清洗效果越佳，清洗作业所需时间就越短。
实施例5
如图1-5所示，本实施例5是在实施例4的基础上形成，主要通过对清洗吹除方法中的相应步骤的优化，进一步提高清洗效果，缩短清洗时间，提高清洗吹除效率。具体地：
本实施例5所实施的方法步骤中，去离子水清洗与酒精清洗两步骤均与吹除步骤相混合进行。例如，使用去离子水清洗步骤中，清洗与吹除两步骤循环操作，打开第一阀门4清洗0.5s后关闭第一阀门4，打开第二阀门5，用氮气吹除0.5s后关闭第二阀门5，再打开第一阀门4清洗0.5s，之后再关闭第一阀门4，打开第二阀门5进行吹除，清洗与吹除循环一定次数后完成去离子水清洗步骤。酒精清洗步骤同去离子水清洗步骤基本相同，仅在清洗与吹除循环一定次数后，最后为吹除步骤。在清洗过程中加入吹除，能够提高清洗的效果，整体上缩短清洗时间，提高清洗与吹除整流程的作业效率。
上述各步骤的相应动作和程序与实施例4中相同，不再赘述。
综上所述，本发明装置实现了金属波纹软管清洗与吹除的一体化设计，解决了现有技术中清洗与吹除两装置分开导致的工艺程序繁琐以及效率低下的问题；本发明通过调控阀门，不但可在金属波纹软管清洗结束后进行吹除，而且在使用去离子水清洗过程中即可与吹除操作交替进行，再使用酒精清洗，且在酒精清洗时也可与吹除操作交替进行，最后进行吹除操作。本装置提高清洗效果的同时，可缩短清洗与吹除的时间；本发明通过对储液管结构的优化与改进，实施对金属波纹软管脉冲式的带压清洗，进一步提高清洗的效果，缩短清洗的时间，提高清洗与吹除作业的整体效率；本发明通过振动装置，促进金属波纹软管死角中的多余物的排出，增加对金属波纹软管的清洗效果，趋于实现对金属波纹软管清洗彻底的效果。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，其特征在于，包括储液管(1)、注入管(2)以及气体导入管(3)；
所述储液管(1)的其中一端与所述注入管(2)的一端连通，所述气体导入管(3)连通于所述注入管(2)的中间部分，所述注入管(2)的另一端用于和金属波纹软管连通；
所述储液管(1)与所述注入管(2)的连接点和所述气体导入管(3)与所述注入管(2)的连接点之间设有第一阀门(4)，所述气体导入管(3)上设置有第二阀门(5)。
2.根据权利要求1所述的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，其特征在于，还包括PLC控制板(7)，所述PLC控制板(7)与所述第一阀门(4)、所述第二阀门(5)电连接。
3.根据权利要求1所述的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，其特征在于，所述储液管(1)与所述注入管(2)连接的一端的端口直径小于所述储液管(1)的另一端的端口直径。
4.根据权利要求3所述的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，其特征在于，所述储液管(1)包括直管段(11)和锥管段(12)。
5.根据权利要求4所述的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，其特征在于，所述直管段(11)的端口设有密封盖(110)，所述密封盖(110)上设有密封口(1101)。
6.根据权利要求1所述的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，其特征在于，还包括振动装置(6)，所述振动装置(6)用于与金属波纹软管连接，金属波纹软管通过所述振动装置(6)实现抖动。
7.一种航天用金属波纹软管清洗吹除方法，其特征在于，采用权利要求6所述的航天用金属波纹软管清洗吹除一体化装置，包括如下步骤：
管路安装步骤：将金属波纹软管与所述注入管(2)连通，将所述振动装置(6)与金属波纹软管连接；
去离子水清洗步骤：操控所述PLC控制板(7)使所述第一阀门(4)和所述第二阀门(5)呈关闭状态，将去离子水加入至所述储液管(1)内后，通过所述PLC控制板(7)控制所述第一阀门(4)的开合对金属波纹软管进行清洗，同时通过所述PLC控制板(7)启动所述振动装置(6)，使金属波纹软管在清洗过程中处于抖动状态；
酒精清洗步骤：使用去离子水清洗完毕后，重复去离子水清洗步骤中的相应操作，使用酒精对待清洗金属波纹管进行清洗；
吹除步骤：通过PLC控制板(7)关闭所述第一阀门(4)，打开所述第二阀门(5)，通过气体导入管(3)导入气体对待清洗金属波纹管进行吹除操作，完成金属波纹管的清洗吹除作业。
8.根据权利要求7所述的航天用金属波纹软管清洗吹除方法，其特征在于，去离子水或酒精加入至所述储液管(1)内后，所述直管段(11)的剩余高度为其高度的1/4～1/3。
9.根据权利要求7所述的航天用金属波纹软管清洗吹除方法，其特征在于，去离子水或酒精加入至所述储液管(1)内后，通过密封口(1101)充入气体，使所述储液管(1)内保持0.1～0.3MPa的压力。
10.根据权利要求7所述的航天用金属波纹软管清洗吹除方法，其特征在于，在去离子水清洗步骤和\或酒精清洗步骤中，通过所述PLC控制板(7)以脉冲的方式打开所述第一阀门(4)，所述第一阀门(4)的开启与关闭的时间间隔为0.1～1s。
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