CN102303277B - 双头管道防腐层去除机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字智能管道防腐层去除机，包括爬行机构、轴向运行机构和两个去除机构；爬行机构包括爬行驱动步进电机、蜗轮蜗杆减速机、两个导向轮、两个主动链轮、两个从动轮、两根链条、两个张紧装置；轴向运行机构包括轴向驱动步进电机、轴向运行蜗轮蜗杆减速机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步齿形带、两根直线轴、四个直线轴承，两个固定板；每个去除机构包括一个交流电机、一个钢丝轮轴***、一个转动臂、一个上刀螺杆、一个上刀螺母。本发明能够高效地去除防腐层，为野外抢修现场节约宝贵的时间，降低发生事故的风险。

Description

双头管道防腐层去除机

技术领域

本发明涉及管道技术领域，具体涉及一种双头管道防腐层去除机。

背景技术

随着时间的推移，石油、天然气管道行业的发展，原有各种管线的服役期限逐渐临近，有计划的维、抢修工作逐年增多，管道的改造、换管工作时有发生。当然，去除管道外防腐层是施工过程中必不可少的一项工作，须将管道外面的防腐层去除以后，才可以进行焊接、堵漏等后续操作。随着防腐技术的提高，现在的防腐层更加坚韧结实，这也给去除防腐层工作增加了难度。普通防腐层用简单工具就可去除，但是主要材料为聚乙烯的防腐层表面坚硬而且与管道的附着力特强一直是管道施工中的一大障碍。为了给管道施工抢修工作赢得宝贵时间，开发一种去除此种防腐层的机械化工具迫在眉睫。

在以往的抢修中，去除防腐层工作是人工手动操作完成的。工作现场，多名工人利用割刀等原始刀具，加上有时用气焊预热，再用手工去除防腐层的作业形式，不但工人的劳动强度大，效率极低，而且会浪费宝贵的抢修时间，增大维修风险，且容易给管道增加新的硬性损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双头管道防腐层去除机，能够用机器代替人工操作，减轻劳动强度，提高效率。

该双头管道防腐层去除机包括爬行机构、轴向运动机构和两个去除机构。

爬行机构包括爬行驱动步进电机、爬行蜗轮蜗杆减速机、每侧分别包括一个主机架、一个导向轮、一个主动链轮、一个从动轮、一条链条、一套张紧装置。

爬行驱动步进电机与爬行蜗轮蜗杆减速机连接，爬行蜗轮蜗杆减速机两侧分别设置有一个主机架，两个主机架通过横把手连接在一起。爬行蜗轮蜗杆减速机的输出爬行轴两端各连接一个主动链轮；穿过主机架的转轴的两端各固连一个导向轮；在每个主机架的两侧上各固连一个从动轮，每个主机架的两侧各有一条链条绕在主动链轮上，然后通过导向轮绕在输油管道上，再经过从动轮，又绕在张紧装置的可移动链轮上，形成两条封闭的导轨。

两个主机架上各固定有一套张紧装置，每套张紧装置均由一张紧螺杆、一个可移动链轮、一链轮轴套、一螺杆固定套板及一张紧轴组成。张紧螺杆置于链轮轴套内，通过螺杆固定套板固定在主机架上，移动链轮安装在张紧轴上，张紧轴与张紧螺杆端部垂直连接，张紧轴可在链轮轴套内移动实现对链条的张紧。

轴向运行机构安装在爬行机构上，轴向运行机构包括轴向驱动步进电机、轴向运行蜗轮蜗杆减速机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步齿形带、两根直线轴、四个直线轴承，第一固定板和第二固定板。

轴向驱动步进电机与轴向运行蜗轮蜗杆减速机连接并固定在第一固定板上，在轴向运行蜗轮蜗杆减速机的输出轴上安装主动同步带轮，在第二个固定板上固定有从动同步带轮且安装在支撑底座上，同步齿形带为一开口带，穿过主动同步带轮和从动同步带轮，且其开口端固定在爬行机构上的连接底座上；连接底座固定在爬行机构的中间固定板上，中间固定板为矩形，在中间固定板上的四个角上安装有4个直线轴承，每根直线轴穿过两个直线轴承，每个直线轴的两端固定在两个支撑耳套内，支撑耳套连接在两个固定板上，直线轴在直线轴承内滑动，为轴向运行机构提供导向作用。从动同步带轮的支撑底座与第二固定板连接；工作时，轴向驱动步进电机驱动轴向运行蜗轮蜗杆减速机旋转，在轴向运行蜗轮蜗杆减速机输出轴上的主动同步带轮旋转，带动同步齿形带形成直线运动从而带动直线轴在直线轴承中运动，实现了轴向运行机构的轴向运动。

两个去除机构分别安装在轴向运行机构的直线轴的两端，主要作用是使钢丝轮高速旋转，达到去除防腐层的目的。每个去除机构包括一个交流电机、一个钢丝轮轴***、一个转动臂、一个上刀螺杆、一个上刀螺母。交流电机固定在轴向运行机构的端部，在其轴的外部有一个固定的轴套与交流电机的输出轴同一轴线，在此轴套上安装一个转动臂，可以绕交流电机轴线摆动，转动臂的另一端安装了钢丝轮轴***。交流电机轴上安装一个同步带轮，通过同步带与转动臂钢丝轮轴***连接，交流电机驱动钢丝轮轴旋转，其上安装的钢丝轮旋转，达到去除防腐层的目的。

转动上刀螺母，上刀螺杆会沿着其轴向运动，带动转动臂摆动实现钢丝轮接近或离开管壁，达到去除或不去除的目的。

本发明的有益效果：

1、为了避免连续爬管造成缠线，步进电机采用了自动控制***，按照事先编写的加工程序的自动工作，防腐层去除机绕管道爬行一圈会改变方向，采用两个方向的交替往复运动，实现刷子在管壁上运动。爬行驱动步进电机有足够的扭矩，以使机器能克服自重，顺利实现爬行。

2、防腐层去除机的去除机构有两个，能够高效地去除防腐层，为野外抢修现场节约宝贵的时间，降低发生事故的风险。

附图说明

图1为双头管道防腐层去除机主视图。

图2为双头管道防腐层去除机俯视图。

其中，1-爬行驱动步进电机，2-导向轮，3-主动链轮，4-可移动链轮，5-张紧装置，6-从动轮，7-链条，8-螺杆固定套板，9-张紧螺杆，11-链轮轴套，12-轴向驱动步进电机，13-轴向运行蜗轮蜗杆减速机，14-主动同步带轮，15-从动同步带轮，16-同步齿形带，17-直线轴，18-直线轴承，19-连接底座，20-中间固定板，21-交流电机，22-钢丝轮轴***，23-转动臂，24-上刀螺杆，25-上刀螺母，26-主机板，27-钢丝轮，28-固定板，29-固定板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

该双 管道防腐层去除机包括爬行机构、轴向运行机构和两个去除机构。

爬行机构包括爬行驱动步进电机1、爬行蜗轮蜗杆减速机、两个导向轮2、两个主动链轮3、两个从动轮6、两根链条7、两套张紧装置5。

爬行驱动步进电机1与爬行蜗轮蜗杆减速机连接，爬行蜗轮蜗杆减速机两侧分别设置有主机架26，两个主机架26通过横把手连接在一起。爬行蜗轮蜗杆减速机的输出爬行轴两端各连接一个主动链轮3；穿过主机架26的转轴的两端各固结一个导向轮2；两个从动轮6则分别固连在两侧的主机架26上。主机架26的两侧各有一条链条7绕在主动链轮3上，然后通过导向轮2绕在输油管道上，再经过从动轮6，又绕在张紧装置5的可移动链轮4上，形成两条封闭的导轨。

两个主机架26上各固定有一套张紧装置5，每套张紧装置5包括一张紧螺杆9、一个可移动链轮4、一链轮轴套11、一螺杆固定套板8及一张紧轴。张紧螺杆9置于链轮轴套11内，通过螺杆固定套板8固定在主机架26上，可移动链轮10安装在张紧轴上，张紧轴与张紧螺杆9端部垂直连接，张紧轴可在链轮轴套11内移动实现对链条7的张紧。

轴向运动机构安装在爬行机构上，轴向运行机构包括轴向驱动步进电机12、轴向运行蜗轮蜗杆减速机13、主动同步带轮14、从动同步带轮15、同步齿形带16、两根直线轴17、四个直线轴承18，第一固定板28、第二固定板29。

轴向驱动步进电机12与轴向运行蜗轮蜗杆减速机13连接并固定在第一固定板28上，在轴向运行蜗轮蜗杆减速机13的输出轴上安装主动同步带轮14，在第二个固定板29上固定有从动同步带轮15且安装在支撑底座上，同步齿形带16为一开口带，穿过主动同步带轮14和从动同步带轮15，且其开口端固定在爬行机构上的连接底座19上；连接底座19固定在爬行机构的中间固定板20上，中间固定板20为矩形，在中间固定板20上的四个角上安装有4个直线轴承18，每根直线轴17穿过两个直线轴承18，每个直线轴17的两端固定在两个支撑耳套内，支撑耳套连接在第一固定板28和第二固定板29上，直线轴17在直接轴承18内滑动，为轴向运行机构提供导向作用。从动同步带轮15的 支撑底座与第二固定板29连接；工作时，轴向驱动步进电机12驱动轴向运行蜗轮蜗杆减速机13旋转，在轴向运行蜗轮蜗杆减速机13的 输出轴上的主动同步带轮14旋转，带动同步齿形带16形成直线运动，因为连接底座19固定在爬行机构的中间固定板20上，从而同步齿形带16带动直线轴17在直线轴承18中运动，实现了轴向运行机构的轴向运动。

两个去除机构分别安装在轴向运行机构的直线轴的两端，主要作用是使钢丝轮高速旋转，达到去除防腐层的目的。每个去除机构包括一个交流电机21、一个钢丝轮轴***22、一个转动臂23、一个上刀螺杆24、一个上刀螺母25、交流电机21固定在轴向运行机构的端部，在其轴的外部有一个 固定的轴套与交流电机21的 输出轴同一轴线，在此轴套上安装一个转动臂23，可以绕交流电机轴线摆动，转动臂23的另一端安装了钢丝轮轴***22。交流电机轴上安装一个同步带轮，通过同步带与转动臂钢丝轮轴***连接，交流电机驱动钢丝轮轴***旋转，其上安装的钢丝轮27旋转，带动钢丝轮27上的钢丝刷转动，达到去除防腐层的目的。

转动与上刀螺母25固连的手轮，上刀螺母25转动，上刀螺杆24会沿着其轴向运动，带动转动臂23摆动实现钢丝轮27上的钢丝刷接近或离开管壁，达到去除或不去除的目的。

爬行机构带动整机绕着输油管道的圆周方向爬行，能够带动其上安装的轴向运行机构一起运行，从而带动轴向运行机构两端的去除机构运转，使钢丝轮能够接触到管道外壁。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双头管道防腐层去除机，其特征在于，包括：爬行机构、轴向运行机构和两个去除机构；

爬行机构包括爬行驱动步进电机（1）、爬行蜗轮蜗杆减速机，每侧分别包括一个主机架（26）、一个导向轮（2）、一个主动链轮（3）、一个从动轮（6）、一条链条（7）、一套张紧装置（5）；

爬行驱动步进电机（1）与爬行蜗轮蜗杆减速机连接，爬行蜗轮蜗杆减速机两侧分别设置有一个主机架（26）,两个主机架(26)通过横把手连接在一起,爬行蜗轮蜗杆减速机的输出爬行轴两端各连接一个主动链轮（3），穿过每个主机架（26）的转轴的两端各固连一个导向轮（2），在每个主机架（26）的两侧上各固连一个从动轮（6）；每个主机架（26）上各有一条链条（7）绕在主动链轮（3）上，然后通过导向轮（2）绕在输油管道上，再经过从动轮（6），又绕在张紧装置（5）的可移动链轮（4）上，形成两条封闭的导轨；

每个主机架（26）上各固定有一套张紧装置（5），每套张紧装置（5）包括一张紧螺杆（9）、一个可移动链轮（10）一个链轮轴套（11）、一个螺杆固定套板（8）及一个张紧轴；张紧螺杆（9）置于链轮轴套（11）内，通过螺杆固定套板（8）固定在主机架（26）上，可移动链轮（10）安装在张紧轴上，张紧轴与张紧螺杆（9）端部垂直连接，张紧轴可在链轮轴套（11）内移动实现对链条（7）的张紧；

轴向运行机构安装在爬行机构上，轴向运行机构包括轴向驱动步进电机（12）、轴向运行蜗轮蜗杆减速机（13）、 主动同步带轮（14）、从动同步带轮（15）、同步齿形带（16）、两根直线轴（17）、四个直线轴承（18），第一固定板（28）和第二固定板（29）；

轴向驱动步进电机（12）与轴向运行蜗轮蜗杆减速机（13）连接并固定在第一固定板（28）上，在轴向运行蜗轮蜗杆减速机（13）的输出轴上安装主动同步带轮（14），在第二固定板（29）上固定有从动同步带轮（15）且安装在支撑底座上，同步齿形带（16）为一开口带，穿过主动同步带轮（14）和 从动同步带轮（15），且其开口端固定在爬行机构上的连接底座（19）上；连接底座（19）固定在爬行机构的中间固定板（20）上，中间固定板（20）为矩形，在中间固定板（20）上的四个角上安装有四个直线轴承（18），每根直线轴（17）穿过两个直线轴承（18），每个直线轴（17）的两端固定在两个支撑耳套内，支撑耳套连接在第一固定板（28）和第二固定板（29）上；从动同步带轮（15）的支撑底座与第二固定板（29）连接；

两个去除机构分别安装在轴向运行机构的直线轴的两端，每个去除机构包括一个交流电机（21）、一个钢丝轮轴***（22）、一个转动臂（23）、一个上刀螺杆（24）、一个上刀螺母（25）；交流电机（21）固定在轴向运行机构的端部，在其轴的外部有一个固定的轴套与交流电机（21）的输出轴同一轴线，在此轴套上安装一个转动臂（23），绕交流电机轴线摆动，转动臂（23）的另一端安装了钢丝轮轴***（22）；交流电机轴上安装一个 同步带轮，通过同步带与转动臂钢丝轮轴***连接，交流电机驱动钢丝轮轴***旋转，其上安装的钢丝轮（27）旋转，带动钢丝轮（27）上的钢丝刷转动；

转动上刀螺母（25），上刀螺杆（24）会沿着其轴向运动，带动转动臂（23）摆动实现钢丝轮（27）上的钢丝刷接近或离开管壁。

2.如权利要求1所述的一种双头管道防腐层去除机，其特征在于，轴向运行机构工作时，轴向驱动步进电机（12）驱动轴向运行蜗轮蜗杆减速机（13）旋转，带动主动同步带轮（14）旋转，带动同步齿形带（16）形成直线运动从而带动整个机构实现轴向运动。

3.如权利要求1所述的一种双头管道防腐层去除机，其特征在于，爬行机构带动整机绕着输油管道的圆周方向爬行，能够带动其上安装的轴向运行机构一起运行，从而带动轴向运行机构两端的去除机构运转，使钢丝轮能够接触到管道外壁。

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