CN105618442B - 一种清管器刹车装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清管器刹车装置，能够降低清管器运行速度，防止清管器产生冲击。其技术方案：速度采集轮通过液压力压紧在管道内壁，速度采集轮带动液压泵工作，液压马达带动中心质量块转动，质量块离心力通过连杆机构传递到刹车片上产生压紧力，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

一种清管器刹车装置

技术领域

本发明涉及一种清管器刹车装置。

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；电磁检测、超声检测等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CN201310496586.0公布了一种机械式清管器速度控制器，该方案采用半交叉皮带传动获取清管器运行速度，管道内复杂工况容易引起皮带打滑。

专利CN201410708220.X公布了一种带液压***的清管器速度控制器，专利CN201520301095.0公布了一种清管器速度控制器，上述两个专利所述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，控制器后轮容易抱死，造成后轮偏磨变形，对速度控制造成不良影响。

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。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的缺点，以及现有刹车式控制方式的缺点，特提供一种清管器刹车装置。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下。

一种清管器刹车装置，包括刹车片、连杆A、连杆B、端盖、堵头、中心轴、定筒、滑套、转筒、连杆C、质量块、筒体、连杆D、基座、速度采集轮、液压泵、支架、柱塞、油缸、连接环A、连接环B、液压马达、套筒、油箱、蓄能器，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，支架在其长度方向设置槽，基座在支架槽的相应位置安装限位螺钉；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，柱塞安装到油缸内，油缸固定到基座中间的槽内。

液压马达设置在基座中心位置，液压马达输出轴安装套筒并采用键槽方式连接；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；端盖外侧设置圆柱形凸台并在圆柱形凸台外端用螺栓安装连接环B，端盖中心设置螺纹通孔，中心轴设置在筒体内并通过螺纹安装到端盖上，中心轴另一端顶在套筒外端面；端盖外侧螺纹孔安装堵头并用螺纹连接；中心轴外套滑套，滑套外安装转筒，滑套端部设置台阶并在台阶与转筒之间设置推力轴承，滑套另一端用螺纹方式安装定筒，用锥螺纹连接滑套和定筒；定筒外径大于转筒内径。

质量块铰接连杆C和连杆D，连杆D的另一端铰接到套筒上，连杆C的另一端铰接到转筒上；刹车片铰接连杆A和连杆B，连杆A的另一端铰接到端盖外侧，连杆B的另一端铰接到定筒上。

基座设置至少2个径向滑槽并采用对称布置，滑槽之间安装油箱和蓄能器。

液压泵吸油口连接油箱，液压泵出油口通过单向阀连接到液压马达的进油口，液压马达的出油口连接到油箱；液压泵的单向阀和液压马达之间连接油缸，在油缸前端设置单向阀，油缸入口连接到蓄能器。

本发明具有的有益效果是：(1)本发明所述清管器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；(2)本发明所述清管器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；(3)本发明所述清管器刹车装置可以携带检测设备。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为图1的剖视图。

图3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-端盖、5-堵头、6-中心轴、7-定筒、8-滑套、9-转筒、10-推力轴承、11-压缩弹簧、12-连杆C、13-限位螺母、14-质量块、15-筒体、16-连杆D、17-基座、18-速度采集轮、19-液压泵、20-支架、21-限位螺钉、22-柱塞、23-油缸、24-连接环A、25-液压马达、26-套筒、27-油箱、28-蓄能器、29-单向阀、30-连接环B。

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、图3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17整体为圆台形，基座17外端面设置连接环A24并用螺栓连接，连接环24用于连接其他清管器或者管道检测设备。基座17径向设置截面为矩形的槽，支架20安装到基座17中间的槽内，支架20可以在基座17中间的槽内沿着基座17的径向滑动。支架20在其长度方向设置槽，基座17在支架20槽的相应位置安装限位螺钉21，防止支架20从基座17内滑脱。支架20上固定液压泵19，液压泵19输入轴安装速度采集轮18，支架20下端设置柱塞22，柱塞22安装到油缸23内，油缸23固定到基座17中间的槽内。

如图1所示，液压马达25用螺栓安装到基座17中心位置，液压马达25输出轴安装套筒26并采用键槽方式连接。筒体15一端安装端盖4并用螺栓连接，筒体15另一端安装基座17并用螺栓连接。端盖4外侧设置圆柱形凸台并在圆柱形凸台外端用螺栓安装连接环B30，端盖4中心设置螺纹通孔，中心轴6设置在筒体15内并通过螺纹安装到端盖4上，中心轴6另一端顶在套筒26外端面，限制套筒26轴向移动。端盖4外侧螺纹孔安装堵头5并用螺纹连接，堵头5能够防止中心轴6工作时候进一步转动缩进。中心轴6外套滑套8，滑套8外安装转筒9，滑套8端部设置台阶并在台阶与转筒9之间设置推力轴承10。滑套8端部用螺纹方式安装定筒7，更为优化的，用锥螺纹连接滑套8和定筒7，这样能够承受更大的拉力。中心轴6中部设置限位螺母13，限位螺母13与滑套8之间设置压缩弹簧11，调节限位螺母13的位置可以调节压缩弹簧11的预压缩量。定筒7外径大于转筒9内径，这样能够防止转筒9从滑套8端部滑脱，便于转筒9的安装。

如图1所示，质量块14铰接连杆C12和连杆D16，连杆D16的另一端铰接到套筒26上，连杆C12的另一端铰接到转筒9上。刹车片1铰接连杆A2和连杆B3，连杆A2的另一端铰接到端盖4外侧，连杆B3的另一端铰接到定筒7上。

如图2所示，基座17设置4个径向滑槽，并采用对称布置。滑槽之间安装油箱27和蓄能器28。

如图3所示，液压泵19吸油口连接油箱27，液压泵19出油口通过单向阀29连接到液压马达25的进油口，液压马达25的出油口连接到油箱27。液压泵19的单向阀29和液压马达25之间连接油缸23，并且在油缸23前端设置单向阀29。油缸23入口连接到蓄能器28。

本发明的工作原理是：

本清管器刹车装置设置于清管器后端，随着清管器一同运行。支架20通过油缸23推力作用将速度采集轮18压紧在管道内壁。速度采集轮18转动带动液压泵19工作，液压泵19输出的高压油驱动液压马达25工作，液压马达25带动质量块14旋转。质量块14旋转产生的离心力通过连杆机构传递到定筒7上，定筒7的拉力通过连杆A2和连杆B3作用到刹车片1上，使刹车片1挤压管道内壁产生刹车作用。

当清管器速度升高时，液压油流量增加，液压马达25转升高，质量块14产生的离心力增加，从而传递到刹车片1的压紧力增大，产生的阻力增加，清管器速度降低；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)

1.一种清管器刹车装置，包括刹车片、连杆A、连杆B、端盖、堵头、中心轴、定筒、滑套、转筒、连杆C、质量块、筒体、连杆D、基座、速度采集轮、液压泵、支架、柱塞、油缸、连接环A、连接环B、液压马达、套筒、油箱、蓄能器，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，支架在其长度方向设置槽，基座在支架槽的相应位置安装限位螺钉；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，柱塞安装到油缸内，油缸固定到基座中间的槽内；

液压马达设置在基座中心位置，液压马达输出轴安装套筒并采用键槽方式连接；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；端盖外侧设置圆柱形凸台并在圆柱形凸台外端用螺栓安装连接环B，端盖中心设置螺纹通孔，中心轴设置在筒体内并通过螺纹安装到端盖上，中心轴另一端顶在套筒外端面；端盖外侧螺纹孔安装堵头并用螺纹连接；中心轴外套滑套，滑套外安装转筒，滑套端部设置台阶并在台阶与转筒之间设置推力轴承，滑套另一端用螺纹方式安装定筒，用锥螺纹连接滑套和定筒；定筒外径大于转筒内径；

质量块铰接连杆C和连杆D，连杆D的另一端铰接到套筒上，连杆C的另一端铰接到转筒上；刹车片铰接连杆A和连杆B，连杆A的另一端铰接到端盖外侧，连杆B的另一端铰接到定筒上；

基座设置至少2个径向滑槽并采用对称布置，滑槽之间安装油箱和蓄能器；

液压泵吸油口连接油箱，液压泵出油口通过单向阀连接到液压马达的进油口，液压马达的出油口连接到油箱；液压泵的单向阀和液压马达之间连接油缸，在油缸前端设置单向阀，油缸入口连接到蓄能器。