CN105598103B - 一种清管器液控刹车装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清管器液控刹车装置，能够克服旁通阀控制方式的缺点。其技术方案：速度采集轮通过液压力压紧在管道内壁，速度采集轮驱动液压泵，高压油通过节流阀流回油箱，节流压力传递到中心油缸，油缸推动牵引头，牵引头通过连杆机构对刹车片产生对管道的压紧力，压紧力与清管器运行速度成正比。本发明所述清管器液控刹车装置只需要设置在清管器后侧，可以携带检测设备能够适用于多类清管作业。

Description

一种清管器液控刹车装置

技术领域

本发明涉及一种清管器液控刹车装置。

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CN201410708220.X公布了一种带液压***的清管器速度控制器，专利CN201310496586.0公布了一种机械式清管器速度控制器，上述两个专利所述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。

专利CN201520301095.0公布了一种清管器速度控制器，改方案将液控刹车力作用在控制器后端的滚动轮上，当蓄能器预充压力过高或者管道内有结蜡或者清管器速度过快等情况下，控制器后轮会抱死，后轮偏磨变形。

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。在管道超声波检测时，一般采用两个密封型清管器封隔一段液柱，超声波检测设备浸没于液体内利用液体作为耦合剂。在此种工况下，清管器前后端介质不能相通，所以旁通阀控制方式使用受到限制。在管道排液操作中，利用气体从后端推动清管器向前运行，清管器将液体推扫出管道。在此种作业中，清管器前后端介质同样不能连通，否则液体会泄流回清管器后端。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，研制适用工况更广的清管器主动控制器具有重要意义和使用前景。

发明内容

本发明的目的：为了克服清管器旁通阀泄流速度控制方式以及现有刹车控制阀方案的缺点，特提供一种清管器液控刹车装置。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种清管器液控刹车装置，包括刹车片、连杆A、连杆B、连接环、端盖、油缸A、筒体、活塞、活塞杆、压缩弹簧、缸盖、牵引头、速度采集轮、液压泵、支架、柱塞、油缸B、基座、油箱、蓄能器、单向阀、节流阀，其特征在于：

基座整体为圆台形，基座外端面设置连接环并用螺栓连接；基座径向设置截面为矩形的槽，支架安装到基座中间的槽内，支架可以在基座中间的槽内沿着基座的径向滑动；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，柱塞安装到油缸B内，油缸B固定到基座径向的槽内；

油箱用螺栓安装到基座中心位置，筒体一端安装端盖并用螺栓连接，筒体另一端安装基座并用螺栓连接，筒体内靠近基座位置安装蓄能器；端盖外侧中心位置设置连接环并用螺栓连接，油缸A设置在筒体内，油缸A端部通过螺栓安装到端盖中心位置；油缸A内设置活塞和活塞杆，油缸A外端安装缸盖，油缸A靠近缸盖位置设置泄油口，活塞杆从缸盖中心圆孔伸出，活塞杆伸出端安装牵引头；活塞和缸盖之间设置压缩弹簧；

刹车片铰接连杆A和连杆B，连杆A另一端铰接到牵引头的侧面，连杆B的另一端铰接到端盖侧面；筒体轴向设置滑槽，连杆A穿过滑槽伸入筒体内；

液压泵吸油口连接到油箱，液压泵出油口通过单向阀连接到节流阀，节流阀出油口连接到油箱；油缸A连接到节流阀入口，油缸B通过单向阀连接到节流阀入口，油缸B入口位置连通蓄能器。

本发明具有的有益效果是：(1)本发明所述清管器液控刹车装置只需要设置在清管器后侧，能够适用于多类清管作业；(2)本发明所述清管器液控刹车装置无电器元件，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；(3)本发明所述清管器液控刹车装置长径比较小，容易通过弯管部位。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为本发明所述液压***的原理图。

图中：1.刹车片；2.连杆A；3.连杆B；4.连接环；5.端盖；6.油缸A；7.筒体；8.活塞；9.活塞杆；10.压缩弹簧；11.缸盖；12.牵引头；13.速度采集轮；14.液压泵；15.支架；16.柱塞；17.油缸B；18.基座；19.油箱；20.蓄能器；21.单向阀；22.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、图2对本发明作以下描述。上、下、左、右等的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，基座18整体为圆台形，基座18外端面设置连接环4并用螺栓连接，连接环4用于连接其他清管器或者管道检测设备。基座18径向设置截面为矩形的槽，支架15安装到基座18中间的槽内，支架15可以在基座18中间的槽内沿着基座18的径向滑动。支架15上固定液压泵14，液压泵14输入轴安装速度采集轮13，支架15下端设置柱塞16，柱塞16安装到油缸B17内，油缸B17固定到基座18径向的槽内。

如图1所示，油箱19用螺栓安装到基座18中心位置。筒体7一端安装端盖5并用螺栓连接，筒体7另一端安装基座18并用螺栓连接，筒体7内靠近基座18位置安装蓄能器20。端盖5外侧中心位置设置连接环4并用螺栓连接，连接环4用于连接其他清管器或者管道检测设备。油缸A6设置在筒体7内，油缸A6端部通过螺栓安装到端盖5中心位置。油缸A6内设置活塞8和活塞杆9，油缸A6外端安装缸盖11，活塞杆9从缸盖11中心圆孔伸出，活塞杆9伸出端安装牵引头12。活塞8和缸盖11之间设置压缩弹簧10，压缩弹簧10让活塞杆9在不工作情况下缩回油缸A6内，使刹车片1收回不挤压管道。

如图1所示，刹车片1铰接连杆A2和连杆B3，连杆A2另一端铰接到牵引头12的侧面，连杆B3的另一端铰接到端盖5侧面。筒体7轴向设置滑槽，连杆A2穿过滑槽伸入筒体7内。连杆A2在牵引头12的拖动下可以在筒体7轴向滑槽内滑动。

如图2所示，液压泵14吸油口连接到油箱19，液压泵14出油口通过单向阀21连接到节流阀22，节流阀22出油口连接到油箱19。油缸A6连接到节流阀22入口，油缸B17通过单向阀21连接到节流阀22入口，油缸B17入口位置连通蓄能器20。在液压泵14不工作时候，蓄能器20的压力能够推动油缸B17的柱塞16，使速度采集轮13压紧在管道内壁。

本发明的工作原理是：

本清管器刹车装置随着清管器一同运行。支架15通过油缸B17推力作用将速度采集轮13压紧在管道内壁。速度采集轮13转动带动液压泵14工作，液压泵14输出的高压油通过节流阀22流回油箱19，节流阀22前端压力引入到油缸A6，油缸A6内的活塞8推动活塞杆9从而带动牵引头12拉伸，牵引头12通过连杆A2和连杆B3作用，使得刹车片1压紧在管道内壁产生刹车力。

当清管器速度升高时，液压油流量增加，节流阀22产生的节流压力增加，从而通过油缸A6、活塞8、活塞杆9传递到牵引头12的推动力增加，因此刹车片1的压紧力增大，产生的阻力增加，速度降低；当清管器速度减小时，刹车片1压紧力降低，产生的阻力降低，清管器速度回升。这样，清管器的运行速度的波动值会减小，清管器在管道中运行更加平稳。

Claims (1)

1.一种清管器液控刹车装置，包括刹车片、连杆A、连杆B、连接环A、连接环B、端盖、油缸A、筒体、活塞、活塞杆、压缩弹簧、缸盖、牵引头、速度采集轮、液压泵、支架、柱塞、油缸B、基座、油箱、蓄能器、单向阀、节流阀，其特征在于：

基座整体为圆台形，基座外端面设置连接环A并用螺栓连接；基座径向设置截面为矩形的槽，支架安装到基座中间的槽内，支架可以在基座中间的槽内沿着基座的径向滑动；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，柱塞安装到油缸B内，油缸B固定到基座径向的槽内；

油箱用螺栓安装到基座中心位置，筒体一端安装端盖并用螺栓连接，筒体另一端安装基座并用螺栓连接，筒体内靠近基座位置安装蓄能器；端盖外侧中心位置设置连接环B并用螺栓连接，油缸A设置在筒体内，油缸A端部通过螺栓安装到端盖中心位置；油缸A内设置活塞和活塞杆，油缸A外端安装缸盖，油缸A靠近缸盖位置设置泄油口，活塞杆从缸盖中心圆孔伸出，活塞杆伸出端安装牵引头；活塞和缸盖之间设置压缩弹簧；

刹车片铰接连杆A和连杆B，连杆A另一端铰接到牵引头的侧面，连杆B的另一端铰接到端盖侧面；筒体轴向设置滑槽，连杆A穿过滑槽伸入筒体内；

液压泵吸油口连接到油箱，液压泵出油口通过单向阀连接到节流阀，节流阀出油口连接到油箱；油缸A连接到节流阀入口，油缸B通过单向阀连接到节流阀入口，油缸B入口位置连通蓄能器。