专利名称：一种用于管道的除垢工具和除垢装置的制作方法管道是工业设备中常用的部件，尤其是在化工设备中，通常用于输送各种物 料，如液体、气体或浆态物质等。例如，在热交换器中，通常使热量传递介质在热交换器的热交换管道中流动， 从而实现热量的交换。比如说在发电机领域中，通常设置有氢气冷却器，用于防止发 电机中的部件温度过高。具体来说，在发电机的运行过程中，定子线圈会产生大量的热 量，温度较低的氢气吸收这些热量后变为温度较高的氢气，然后温度较高的氢气被输送 到氢气冷却器的管道中与水管中的冷水进行热交换，从而使氢气的温度降低，然后再将 温度较低的氢气泵压回发电机中，以吸收发电机中的热量。因此，氢气冷却器是否能够正常进行热交换直接决定发电机能否正常运行工 作。在实际工作中，人们发现，影响氢气冷却器正常进行热交换的主要因素为该氢气冷 却器的管道内的结垢问题。具体来说，如果管道内结垢较厚的话，则会严重影响热交换 的进行，从而不能在发电机的运行过程中确保发电机的部件保持合适的温度范围，进而 影响发电机的正常运行工作。为此，为了保持氢气冷却器能够进行正常的热交换，需要定期地清除该氢气冷 却器的管道中的结垢。传统的清除管道内结垢的方法是利用化学药剂对管道内的结垢进行清除。例 如，可以将酸性化学药剂(如一定浓度的硫酸)注入管道中，使管道中的结垢与酸性化学 药剂发生化学反应，从而达到清除结垢的目的。然而，这种传统的除垢方法的缺陷在于用于除垢的化学药剂通常具有腐蚀 性，因此在除垢的同时还会对管道本身产生腐蚀作用，不但会缩短管道的使用寿命，严 重时还会导致管道的破损(对于氢气冷却器来说，如果管道破损则会致使氢气泄露，严 重威胁安全生产)；另一方面，在进行除垢时，需要停止发电机的运行，而结垢与化学 药剂的化学反应需要进行足够的时间，才能达到预定所需的目的，因此传统的利用化学 药剂进行除垢处理的方法效率相对不高。有鉴于此，针对管道的除垢问题，需要提供一种除垢效率相对较高且不会腐蚀 管道的技术方案。
部分予以详细说明。附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中[0029]图1为根据本实用新型的优选实施方式的除垢工具的立体示意图；[0030]图2为图1的除垢工具的主视图，其中将工具的一部分剖开；[0031]图3为图1的除垢工具的仰视图；[0032]图4为表示图3中圆圈部分的放大视图；[0033]图5为表示凹陷区的部分截面图；[0034]图6为图1的除垢工具的俯视图；[0035]图7为图1的除垢工具的截面图；[0036]图8为表示图1所示的除垢工具在管道内进行除垢作业的工作示意图。[0037]附图标记说明[0038]工具本体11[0039]切削部12[0040]连接部13[0041]螺旋槽14[0042]切削刃15[0043]凹陷区16[0044]圆柱体17[0045]螺旋清屑槽18[0046]驱动轴19[0047]螺纹孔20[0048]圆锥面21[0049]管道100[0050]下端出口101[0051]结垢10以下结合附图对本实用新型的进行详细说明。应当理解的是，此 处所描述的
仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。如图1所示，本实用新型所提供的用于管道的除垢工具包括工具本体11，该工 具本体11包括圆柱形的切削部12和从该切削部12轴向延伸的连接部13，所述切削部12 具有多条螺旋槽14，该多条螺旋槽14围绕所述切削部12的中心轴线而均勻分布在该切削 部12的外圆周表面上。本实用新型所提供的除垢工具用于管道的除垢处理，具体来说，在利用该除垢 工具进行除垢处理时，将该除垢工具置入待进行除垢处理的管道内，然后驱动该除垢工 具进行转动和/或移动，从而利用该除垢工具对管道内壁上的结垢的机械作用，实现除 垢的目的。关于利用该除垢工具如何进行除垢将在下文中进行解释说明。工具本体11构成除垢工具的主体部分，该工具本体11包括圆柱形的切削部12， 该切削部12为圆柱形，从而有利于在旋转的同时对结垢进行机械切削作用；而且，利用圆柱形的切削部12，有助于确保除垢工具在管道内的定位，以防止除垢工具偏离于轴向 中心线而会切削到管道的内壁上。工具本体11还包括连接部13，该连接部13从所述切削部12轴向延伸，用于与 其他部件相连接，例如可以连接于驱动轴19(将在下文中进行描述)。也就是说，在所 述除垢工具中，主要利用切削部12实现除垢作业，而连接部13通常用于与其他部件相 连接，以能够在其他部件的带动或驱动下使所述除垢工具运动，以有利于除垢处理地进 行。工具本体11在形状上并无特别的要求，只要使切屑部12为圆柱形，能够伸入管道 内进行除垢处理即可。为了进行切削，如图1和图2所示，所述切削部12具有多条螺旋槽14，该多条 螺旋槽14围绕所述切削部12的中心轴线而均勻分布在该切削部12的外圆周表面上。螺旋槽14的参数(如导程、螺旋角、螺距、旋向等)可以根据具体的应用场合 而加以选择，例如螺旋槽14的旋向可以为正向也可以为反向，这主要取决于在除垢过程 中，驱动该除垢工具是顺时针旋转还是逆时针旋转。螺旋槽14可以为多条，如两条、三 条或四条，这可根据具体的应用场合而加以选择。通过设置螺旋槽14，不但形成了切削刃15，有利于进行切削，而且还能够减少 切屑部12与管道内壁上的结垢之间的接触面积，从而能够减小除垢工具在旋转时的摩擦 力，以有效地进行排垢削，并有利于切削的顺利进行。优选地，为了有利于切削部12的切削，所述螺旋槽14的螺旋角α为8度至12 度，如图2所示。进一步优选地，螺旋角α为9度至11度，最优选地，螺旋角α为10度。通过将螺旋角设置为α为8度至12度，优选为9度至11度，最优选为10度， 既能够实现获得较好的切削效果，也能够防止除垢工具收到较大轴向力的作用，从而使 除垢工具在工作过程中处于合适的受力状态中，以确保除垢工具能可靠且安全地进行除 垢作业。如图1、图3和图4所示，所述螺旋槽14的侧壁与所述切削部12的外圆周表面 之间的连接边缘形成切削刃15，该切削刃15的前角β为8度至12度。对于任一条螺旋槽14来说，具有两个侧壁。而该两个侧壁均可以与所述切削部 12的外圆周表面之间的连接边缘形成切削刃15。优选地，切削刃15的前角β为8度至 12度。所述切削刃15的后角Y为4度至7度，进一步优选地，后角Y为5度。如图4所示，在图4中Ll为切屑刃15在图4中的投影点的基面；L2为螺旋 槽14的侧壁边缘在图4中的投影L2; L3为切屑部12的端部的外圆周边缘；L4为切屑刃 15在图4中的投影点的切削平面，其中L4与Ll相互垂直。关于切削刃的参数的选择设 计，可以参考圆柱铣刀的设计和选择原则，从而确定适用于对管道进行除垢处理的除垢 工具的切削刃15的参数。通过将切削刃15的前角β为8度至12度，能够使切削刃15较为锋利，并能够 起到引导碎屑的作用，使碎屑沿螺旋槽14排出。另一方面，通过将切削刃15的后角γ 设置为4度至7度，能够使切削刃15的更为锋利，从而有利于切削的进行。此外，当除 垢工具沿一个方向旋转时，一个侧壁和切削部12的外圆周表面之间的连接边缘形成切削 刃15，而另一侧壁和切削部12的外圆周表面之间的连接边缘则不主要起到切削作用，而是对切削后的管道内壁进行刮除，以将残存的结垢刮除干净。优选地，为了在除垢工具在管道内向前移动时有利于切削的进行，所述切削部 12具有凹陷区16，该凹陷区16凹陷于所述切削部12的端表面，如图3、图5、图7和图 8所示。参考图8，当除垢工具在管道内移动时，切削部12的外圆周边缘会与管道内壁 上的结垢102相互接触，自然会受到结垢102的阻力。通过设置凹陷于切削部12的端表 面的凹陷区16，从而在凹陷区16的开口与切屑部12的外圆周边缘之间形成倾斜部分， 进而能够利用该倾斜部分破除、“插入”或“铲起”结垢102，而所述倾斜部分所铲出 来的垢屑则可以暂时或部分地容纳在凹陷区16中，从而减少了结垢102对除垢工具的阻 力，有利于除垢工具的移动。而且，通过设置凹陷区16，能够使除垢工具紧贴与管道的 内壁，从而防止工具的振动。还通过使结垢对除垢工具的轴向阻力的一部分分散到管道 的内壁上，从而能够减小结垢对除垢工具的轴向阻力。换句话说，在切削部12的外圆周面上的螺旋槽14对结垢102进行切削处理之 前，已经先行对结垢进行了预先机械破坏处理，从而能够获得较好的切削效果。优选地，所述凹陷区16的开口边缘161与所述切削部12的端部外周边缘121之 间的表面为凹的圆锥面21，如图5所示。或者，所述凹陷区16的开口直径等于所述切 削部12的直径，所述凹陷区16的周向侧表面为圆锥面。在这种实施方式中，切屑部12 的端部的外(圆)周边缘形成较为锋利的刃，从而利用该刃能够更为容易地将结垢铲起。 上述圆锥面的锥度可以根据具体的应用场合而加以选择。凹陷区16优选地为圆形的横截面并位于切削部12的端表面的中间位置，从而便 于在切削部12的端表面上加工所述凹陷区16。但也可以具有其他的形状，只要能够对管 道内壁上的结垢进行破除作用即可。优选地，如图1、图2、图6和图7所示，所述工具本体11还具有圆柱体17，该 圆柱体17位于所述连接部13上并与所述切削部12间隔开，所述圆柱体17与所述切削部 12共轴并具有相同的直径。由于圆柱体17位于连接部13上并与切削部12间隔开，因而，当将除垢工具置 入管道内后，该圆柱体17有利于保持除垢工具在管道内的定位和导向，以防止除垢工具 偏离轴向中心线而导致切削部12会切削到管道的内壁上。因此，在圆柱形的切削部12 的基础上，再加上直径与切削部12相同的圆柱体17，能够更为可靠地确保除垢工具在管 道内的定位，防止除垢工具偏离于轴向中心线。圆柱体17与切削部12间隔开，使圆柱体17与切削部12之间为槽形，能够降 低除垢工具的整体重量，便于对该除垢工具进行操作。而且，当除垢工具在管道内移动 时，利用圆柱体17朝向切削部12的表面的边缘，能够对切削部12切削后的管道内壁表 面进行刮除作用，从而获得较好的除垢效果。优选地，所述圆柱体17具有多条螺旋清屑槽18，该多条螺旋清屑槽18围绕所述 圆柱体17的中心轴线而均勻分布在该圆柱体17的外圆周表面上，如图1和图6所示。在 切削部12进行切削之后，能够利用多条螺旋清屑槽18再对管道内壁进行机械切削或刮除 作用，从而能够获得更为彻底的除垢效果。同时在圆柱体17上设置多条螺旋清屑槽18， 不但可以降低除垢工具的整体重量，还能够减少圆柱体17与管道内壁之间的接触面积，
7从而减少圆柱体17与管道内壁之间的摩擦力，以有利于除垢工具在管道内的旋转。优选地，所述螺旋槽14与所述螺旋清屑槽18具有相同的数目，而且任一条螺旋 槽14和与该条螺旋槽14相对应的一条螺旋清屑槽18沿相同的螺旋线延伸。换句话说， 螺旋清屑槽18与螺旋槽14之间为一一对应的关系，从而在制造所述除垢工具时，能够利 用刀具同时对螺旋清屑槽18和螺旋槽14进行加工，以获得较高的加工效率。为了进一步降低除垢工具的整体重量，优选地，所述工具本体11的除所述切削 部12和圆柱体17之外的部分的径向尺寸小于所述切削部12的直径。如附图所示，在除 垢工具中，切削部12和圆柱体17的径向尺寸最大，这样不但有利于通过切削部12和圆 柱体17对管道的内壁上的结垢进行机械清除处理，还有利于降低除垢工具的整体重量， 以有利于驱动该除垢工具移动。所述工具本体11的除所述切削部12和圆柱体17之外的部分既可以具有圆形截 面，也可以具有长方形或正方形等其他形状的截面，只要具有适用于管道的除垢处理的 工作场合即可。优选地，所述工具本体11的除所述切削部12和圆柱体17之外的部分具 有圆形截面，从而能够利用车削加工的方法加工该除垢工具的工具主体11。优选地，为了便于除垢工具置入管道中，所述切削部12的直径小于所述管道的 直径。进一步优选地，切削部12的直径略小于要进行除垢处理的管道的直径，例如，切 削部12的直径可以为该管道直径的85%至95%。因而，一方面能够获得较好的除垢效 果，另一方面还有利于避免对管道内壁的损坏。在操作时，所述除垢工具可以由人工持握，即有人工操作进行除垢处理。但优 选地，为了获得较好的除垢效率并降低操作人员的劳动强度，所述连接部13具有连接结 构，该连接结构用于与驱动该除垢工具的驱动轴19连接，如图8所示。连接结构可以具有多种形式。例如，可以利用作为连接结构的莫氏锥度结构将 该除垢工具连接于驱动装置的驱动元件(如驱动轴19)上；还可以将连接部13设置为中 空的，具体地说在连接部13的中间部位设置螺纹孔20，从而利用螺纹连接实现驱动轴19 与连接部13的连接关系；还可以直接将连接部13将驱动轴19焊接在一起。因此，可以采用多种形式的连接结构而使所述除垢工具与驱动装置的驱动元件 (如驱动轴19)连接，从而能够利用驱动元件的驱动力驱动所述除垢工具旋转和/或线性 移动。以上对本实用新型所提供的除垢工具进行了详细地描述。另外，本实用新型还 提供了一种用于管道的除垢装置。该除垢装置包括驱动器(未显示)和除垢工具，所述 驱动器具有驱动轴19，所述除垢工具为本实用新型所提供的上述除垢工具，该除垢工具 与所述驱动轴19连接。因而，该除垢工具能够在驱动器的驱动轴的驱动下在管道内进行 除垢作业。驱动器可以是各种能够驱动上述除垢工具在管道内旋转和/或移动的驱动器， 例如，电动机、发动机、液压马达、直线电机等，驱动器还可以通过传动机构(如减速 装置)而连接于驱动轴19，以使驱动轴19获得所需的运动形式。优选地，所述驱动器为便携式钻机，如电动手钻，从而能够极大程度上提高了 所述除垢工具的操作性。如上所述，为了获得较好的除垢效果，所述除垢工具能够在所 述驱动轴19的驱动下旋转和/或轴向线性移动。
8[0085]此外，参考图8，下面描述利用上述除垢工具和除垢装置进行除垢的方法。该方 法包括a)将本实用新型所提供的上述除垢工具置入所述管道100中；b)驱动所述除垢 工具旋转，同时使该除垢工具在所述管道100内线性移动。当将所述除垢工具置入管道100中后，除垢工具在管道内通过其圆柱形的切削 部12以及圆柱体17而得以定位，确保除垢工具保持与管道共轴。然后，启动驱动器， 从而该驱动器的驱动轴19旋转，以带动除垢工具旋转。当除垢工具在旋转时，该除垢工具的切削部12对管道内壁表面上结垢进行机械 的切削处理，从而将较厚的结垢切削下来，实现除垢的目的。另外，除垢工具还在驱动轴19的带动下沿管道至少向前移动，从而对管道内部 的更大范围进行除垢处理。如上所述，优选地，所述除垢工具在所述管道100内做往复 线性移动。通过除垢工具在管道100内的往复运动，从而对管道100内的一部分进行反 复的除垢处理，从而获得较好的除垢效果。管道100的走向可以横向、斜向或垂直的，只要能够为线性延伸即可，以允许 除垢工具在管道100内的线性移动。但为了便于清理除垢处理后产生的垢屑，优选地， 所述管道100为垂直延伸，因而除垢处理后产生的至少部分垢屑会在重力作用下自动地 下落，从而方便垢屑的收集。优选地，所述方法还包括收集从所述管道100的下端出口 101排出的垢屑，以防 止从管道100的下端出口 101落出的垢屑到处散落而污染环境。优选地，为了尽可能地 收集从管道的下端出口 101落出的垢屑，所述方法还包括对所述管道100的下端出口 101 施加负压，从而抽吸从所述管道100的下端出口 101排出的垢屑。因而，从管道100的 下端出口 101落出的垢屑基本上不会落到管道的外部，而是被抽吸走(如抽吸到收集装置 中)。负压可以通过多种方式来产生，如抽风机。需要说明的是，在上述
中所描述的各个具体技术特征，可以通过 任何合适的方式进行任意组合，其同样落入本实用新型所公开的范围之内。另外，本实 用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思 想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不 限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。