CN105414120B - 一种旁通阀式调速清管器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旁通阀式调速清管器，能够克服电控旁通阀控制方式的缺点。其技术方案：速度采集轮通过弹簧力和液压力压紧在管道内壁，速度采集轮驱动液压泵，液压泵输出高压油通过节流阀流回油箱，节流阀前端压力引入到油缸，油缸推动节流筒滑动并开启节流阀。本发明所述清管器速度控制器无电器元件，安全可靠，不需要通过蓄电池存储能量，可以用于长距管道清管，可以携带管道检测设备，完成管道检测和清管的工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种旁通阀式调速清管器。
背景技术
在对油气管道进行清管和检测过程中，一般法规要求清管设备运行速度为3.5～5m/s；管道内检测设备为了获得较佳的检测数据质量，要求设备的运行速度低于5m/s；电磁超声检测设备则要求其运行速度低于2m/s。清管器在通过管道上下坡段、弯曲段、积液、积砂及结垢段时速度变化较大，直接使用常规清管器不能够满足速度控制要求。
现有油气管道清管器速度控制方式为主动控制方式和被动控制方式。
主动控制采用旁通阀控制方式，其技术方案为：用里程轮采集清管器速度或者用加速度传感器获得清管器速度；电控***对信号处理；通过电机来调整泄流阀的开启程度；再通过泄流阀开度调节清管器前后压差，调整清管器推动力，从而控制清管器运行速度。
被动控制方式是通过调节清管作业中入口端和出口端的介质压力和流量来间接控制清管器速度。因为气体的可压缩性，被动控制方式往往难以达到较好速度控制效果，清管器容易因为速度过大引起冲击，造成清管器和管道损伤等问题。
专利CN201410219086.7公布了一种自动调速清管器，该方案采用半交叉皮带传动，在管道内复杂工况下皮带容易跑偏和打滑，并且该方案速度采集轮通过弹簧拉力和支撑杆实现，总体布局长度较长，难以满足清管器通过管道弯管部分要求。
专利CN 201410225525.5公布了一种清管器速度采集装置，该方案采用速度采集轮驱动液压泵的方式，用拉伸弹簧和撑杆将速度采集轮压紧在管道内壁。因此该方案应用在清管器上，清管器整体长度会相对较长，不利于装置通过弯管。
专利CN 201410708220.X公布了一种带液压***的清管器速度控制器，该方案将清管器速度通过液压***转化为中心质量块的转动，质量块转动产生的离心力对刹车片产生挤压力。该方案质量块和连杆转动，适应于气体管道，对于液体管道，质量块转动阻力较大，速度反馈会受到较大影响。
目前的主动控制方式控制电机消耗电能，清管器自带的蓄电池电量有限，因此长距离管道清管受到限制。另一方面，电控方式的旁通阀控制方案因为考虑管内介质、管道形状等诸多因素而变得复杂。国内旁通阀主动控制方式清管器尚不成熟，国外该类清管器租用价格昂贵，目前国内油气管道清管仍然以被动控制方式为主。因此，研制适用工况更广自动调速清管器具有重要意义和使用前景。
发明内容
本发明的目的：为了克服现有清管器电控旁通阀泄流控制方式的缺点，并克服质量块转动调节旁通阀方式的缺点，特提供一种旁通阀式调速清管器。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种旁通阀式调速清管器，包括皮碗、前盖板、前端盖、中心筒、压缩弹簧A、筒体、底座、速度采集轮、液压泵、支架、后端盖、后盖板、油缸A、柱塞A、节流筒、柱塞B、油缸B、压缩弹簧B、油箱、节流阀，其特征在于：
筒体一端安装前端盖，前端盖外侧安装皮碗，皮碗外侧安装前盖板，用螺栓连接前盖板和前端盖；筒体另一端设置法兰，筒体法兰安装后端盖，后端盖外侧安装皮碗，皮碗外侧安装后盖板，用螺栓连接后盖板和筒体法兰；
前端盖和前盖板为圆盘形，前端盖和前盖板中心设置圆形通孔，中心筒为中空的圆筒，中心筒设置在筒体内并安装到前端盖中心位置；节流筒为中空的圆筒，节流筒套在中心筒外，节流筒与前端盖之间设置压缩弹簧A，节流筒另一端连接到柱塞A的端部；柱塞A设置在油缸A内，油缸A安装到后端盖中心位置；后端盖和后盖板为圆盘形，后端盖和后盖板设置轴向通孔；
底座安装到筒体中部，底座在筒体上采用径向布置，底座中间设置截面为矩形的槽，支架安装到底座中间的槽内，支架可以在底座中间的槽内沿着筒体的径向滑动；支架上固定液压泵，液压泵输入轴安装速度采集轮，支架下端设置柱塞B，柱塞B安装到油缸B内，油缸B固定到底座中间的槽内，支架和底座中间的槽底部之间设置压缩弹簧B；
中心筒设置侧孔，节流筒套在中心筒外，节流筒设置侧孔，节流筒的侧孔与中心筒的侧孔对齐，相互连通；
液压泵吸油口连接油箱，液压泵出油口连接节流阀，节流阀出口连接到油箱；液压泵和节流阀之间设置油缸A和油缸B。
中心筒设置至少2个侧孔，中心筒的侧孔沿着中心筒圆周方向均匀布置，中心筒的侧孔为长条形并且沿着中心筒轴向布置；节流筒设置至少2个侧孔，节流筒的侧孔沿着节流筒圆周方向均匀布置，节流筒的侧孔为长条形并且沿着节流筒轴向布置。
所述柱塞A和柱塞B可以更换为活塞-活塞杆形式。
本发明具有的有益效果是：(1)本发明所述清管器速度控制器无电器元件，安全可靠，不需要通过蓄电池存储能量，可以用于长距管道清管；(2)本发明所述清管器可以携带管道检测设备，完成管道检测和清管的工作；(3)本发明所述清管器可以应用于气体管道和液体管道。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为图1的局部放大视图。
图3为图1的A-A剖视图。
图4为本发明包括的液压***原理图。
图中：1.皮碗；2.螺栓；3.前盖板；4.前端盖；5.中心筒；6.压缩弹簧A；7.筒体；8.底座；9.速度采集轮；10.液压泵；11.支架；12.后端盖；13.后盖板；14.油缸A；15.柱塞A；16.节流筒；17.柱塞B；18.油缸B；19.压缩弹簧B；20.油箱；21.节流阀。
具体实施方式
本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面结合图1、2、3、4对本发明作以下描述。上、下、左、右等位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。
如图1所示，筒体7一端安装前端盖4，采用焊接方式连接，前端盖4外侧安装皮碗1，皮碗1外侧安装前盖板3，用螺栓2连接前盖板3和前端盖4，使皮碗1固定并压紧。筒体7另一端设置法兰，筒体7的法兰安装后端盖12，后端盖12外侧安装皮碗1，皮碗1外侧安装后盖板。用螺栓2连接后盖板和筒体7法兰，使皮碗1固定并压紧。
如图1所示，前端盖4和前盖板3为圆盘形，前端盖4和前盖板3中心设置圆形通孔，中心筒5为中空的圆筒，中心筒5设置在筒体7内并安装到前端盖4中心位置。节流筒16为中空的圆筒，节流筒16套在中心筒5外，节流筒16与前端盖4之间设置压缩弹簧A6；节流筒16另一端连接到柱塞A15的端部，柱塞A15设置在油缸A14内，油缸A14安装到后端盖12中心位置。后端盖12和后盖板为圆盘形，后端盖12和后盖板设置8个圆周方向均匀布置的轴向通孔。
如图2所示，底座8安装到筒体7中部，底座8在筒体上采用径向布置，4个底座8在筒体7圆周方向均匀布置。底座8中间设置截面为矩形的槽，支架11安装到底座8中间的槽内，支架11可以在底座8中间的槽内沿着筒体7的径向滑动。支架11上固定液压泵10，液压泵10输入轴安装速度采集轮9，速度采集轮9旋转带动液压泵10工作。支架11下端设置柱塞B17，柱塞B17安装到油缸B18内，油缸B18固定到底座8中间的槽内。支架11和底座8中间的槽底部之间设置压缩弹簧B19。
如图3所示，中心筒5设置4个侧孔，中心筒5的4个侧孔沿着中心筒5圆周方向均匀布置，中心筒5的侧孔为长条形并且沿着中心筒5轴向布置。节流筒16套在中心筒5外，节流筒16设置4个侧孔，节流筒16的4个侧孔沿着节流筒16圆周方向均匀布置，节流筒16的侧孔为长条形并且沿着节流筒16轴向布置。节流筒16的侧孔与中心筒5的侧孔对齐，相互连通。
如图4所示，液压泵10吸油口连接油箱20，液压泵10出油口连接节流阀21，节流阀21出口连接到油箱20。液压泵10出油口和节流阀21输入端之间设置油缸A14和油缸B18。液压泵10旋转，将油箱20内的液压油增压后输送到油缸A14、油缸B18和节流阀21。液压油通过节流阀21流回到油箱20内。节流阀21前端产生节流压力，并传递到油缸A14和油缸B18。
根据上述结构可以知道，本发明所采用的液压***压力较低，柱塞A15和柱塞B17可以更换为活塞-活塞杆形式。
本发明的工作原理是：
速度采集轮9通过压缩弹簧B19和油缸B18压紧在管道内壁，清管器在前后压差作用下向前运动，速度采集轮9旋转带动液压泵10工作。液压油经过节流阀21之后流回到油箱20，节流阀21前端产生节流压力传递到油缸A14和油缸B18。油缸A14通过柱塞A15推动节流筒16滑动。压缩弹簧A6的弹力和柱塞A15的推动力相平衡，使得节流筒16处在平衡位置。
清管器运行速度增加带动速度采集轮9转速增加，速度采集轮9驱动液压泵10工作，液压泵10转速越高所以节流阀21流量增加，因此节流阀21前端产生的节流压力增加，从而引起油缸A14内压力增加，柱塞A15推动节流筒16向中心筒5滑动，中心筒5和节流筒16形成的过流面积增加；从而引起节流压差降低，因此清管器的推动力降低速度会随之降低。
Claims (3)
1.一种旁通阀式调速清管器，包括皮碗(1)、前盖板(3)、前端盖(4)、中心筒(5)、压缩弹簧A(6)、筒体(7)、底座(8)、速度采集轮(9)、液压泵(10)、支架(11)、后端盖(12)、后盖板(13)、油缸A(14)、柱塞A(15)、节流筒(16)、柱塞B(17)、油缸B(18)、压缩弹簧B(19)、油箱(20)、节流阀(21)，其特征在于：
筒体(7)一端安装前端盖(4)，前端盖(4)外侧安装皮碗(1)，皮碗(1)外侧安装前盖板(3)，用螺栓连接前盖板(3)和前端盖(4)；筒体(7)另一端设置法兰，筒体(7)的法兰安装后端盖(12)，后端盖(12)外侧安装皮碗(1)，皮碗(1)外侧安装后盖板(13)，用螺栓连接后盖板(13)和筒体(7)法兰；
前端盖(4)和前盖板(3)为圆盘形，前端盖(4)和前盖板(3)中心设置圆形通孔，中心筒(5)为中空的圆筒，中心筒(5)设置在筒体(7)内并安装到前端盖(4)中心位置；节流筒(16)为中空的圆筒，节流筒(16)套在中心筒(5)外，节流筒(16)与前端盖(4)之间设置压缩弹簧A(6)，节流筒(16)另一端连接到柱塞A(15)的端部；柱塞A(15)设置在油缸A(14)内，油缸A(14)安装到后端盖(12)中心位置；后端盖(12)和后盖板(13)为圆盘形，后端盖(12)和后盖板(13)设置轴向通孔；
底座(8)安装到筒体(7)中部，底座(8)在筒体(7)上采用径向布置，底座(8)中间设置截面为矩形的槽，支架(11)安装到底座(8)中间的槽内，支架(11)可以在底座(8)中间的槽内沿着筒体(7)的径向滑动；支架(11)上固定液压泵(10)，液压泵(10)输入轴安装速度采集轮(9)，支架(11)下端设置柱塞B(17)，柱塞B(17)安装到油缸B(18)内，油缸B(18)固定到底座(8)中间的槽内，支架(11)和底座(8)中间的槽底部之间设置压缩弹簧B(19)；
中心筒(5)设置侧孔，节流筒(16)套在中心筒(5)外，节流筒(16)设置侧孔，节流筒(16)的侧孔与中心筒(5)的侧孔对齐，相互连通；
液压泵(10)吸油口连接油箱(20)，液压泵(10)出油口连接节流阀(21)，节流阀(21)出口连接到油箱(20)；液压泵(10)和节流阀(21)之间设置油缸A(14)和油缸B(18)。
2.根据权利要求1所述一种旁通阀式调速清管器，其特征在于：中心筒(5)设置至少2个侧孔并沿着中心筒(5)圆周方向均匀布置，所述侧孔形状为长条形；节流筒(16)设置至少2个侧孔并沿着节流筒(16)圆周方向均匀布置，所述侧孔形状为长条形。
3.根据权利要求1所述一种旁通阀式调速清管器，其特征在于：所述柱塞A(15)和柱塞B(17)可以更换为活塞-活塞杆形式。
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