一种用于中小管径的管道自动定心系统技术方案

一种用于中小管径的管道自动定心系统，它主要是解决现有定心机构存在定心精度低、自适应半径小、使用寿命短、运行稳定性差等技术问题。其技术方案要点是：它包括定心机构、牵引器及系统连接组件，系统连接组件两端分别与定心机构和牵引器相连接；支座滑块和预紧调节滑块分别配合安装在定心心轴上，在2个支座滑块之间铰接安装由3对以上主副支撑臂及弯曲连接杆构成联动的多连杆机构，并在支撑臂与弯曲连接杆的连接处安装行走轮。它通过三点定心、六点定轴原理实现对管道的定心功能，通过设置多处震机构以保证系统工作在不平稳的管道环境下的稳定性和定心精度。它主要是应用于管道检测，特别是用于与中小管径的管道检测仪器配合使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种管道检测装置，特别是用于中小管径管道检测的定心机构。
技术介绍
目前，在工业生产中广泛使用中小径金属管道进行石油、天然气等原料输送，这些管道在使用一定年限后会发生腐蚀、磨损、原料堆积等破坏，容易引发安全问题。因此管道的检测与维护成为保障输送系统安全的重要措施。目前国际上通常采用对管道定期检查的方法来防止因管道破坏引发的安全问题，检测时通常将检测仪器加装在定心机构上，通过定心机构将仪器带入管内进行检测，因此定心机构的设计优劣在一定程度上影响着检测结果。国内在中小径管道的定心机构设计上尚存在定心精度低、自适应半径小、使用寿命短、运行稳定性差等问题，这在实际使用中大大影响了管道检测仪器检测结果。
技术实现思路
为了解决现有用于中小径管道的定心机构在设计上存在的定心精度低、自适应半径小、使用寿命短、运行稳定性差等技术问题，本技术的目的是提供一种结构简单、又能实现自动定心的用于中小管径的管道自动定心系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括定心机构、牵引器及系统连接组件12，系统连接组件12的一端与定心机构相连接，系统连接组件12的另一端与牵引器相连接；所述定心机构包括定心心轴、支座滑块、预紧调节滑块、主副支撑臂、弹簧、弯曲连接杆及行走轮，4个支座滑块和1个预紧调节滑块分别配合安装在定心心轴上，在定心机构一端2个支座滑块之间铰接安装有3对主副支撑臂，同样的在定心机构另一端2个支座滑块之间铰接安装有3对主副支撑臂，定心机构两端的主副支撑臂与弯曲连接杆构成联动的多连杆机构，并在中部与两端部支座滑块之间安装弹簧，从而构成实现收缩或伸张运动的定心运动机构，以实现定心功能，在支撑臂与弯曲连接杆的连接处安装行走轮，；所述牵引器包括驱动装置、传动机构和减震行走机构。由弹簧、支座滑块、支撑臂共同构成减震机构以此实现机构在工作管径变化时的自适应功能，多连杆机构包括主副支撑臂、弯曲连接杆及支座滑块，所述弯曲连接杆将机构两端与主支撑臂相连接，多连杆机构绕定心心轴周向均匀布置3个。所述减震机构各部分均采用销钉连接；通过改变连接在预紧调节滑块上调节螺钉在心轴上的位置来确定定心机构两端压簧的预紧力，支座滑块所受的预紧力使主副支撑臂联动展开，并使连接于机构主支撑臂上的行走轮紧贴管壁。所述定心机构包括定心心轴1、预紧调节滑块3、第一压缩弹簧4、第一支座滑块5、第二支座滑块6、拉伸弹簧7、第三支座滑块8、第四支座滑块9、第二压缩弹簧10、第一主支撑臂组16、第一副支撑臂组17、第二主支撑臂组21、第二副支撑臂组20、第一行走轮组18和第二行走轮组19；预紧调节滑块3、第一压缩弹簧4、第一支座滑块5、第二支座滑块6、拉伸弹簧7、第三支座滑块8、第四支座滑块9、第二压缩弹簧10依次安装在定心心轴1上，第一压缩弹簧4两端分别与预紧调节滑块3、第一支座滑块5相连接；第一主支撑臂组16和第一副支撑臂组17的一端分别铰接在第一支座滑块5和第二支座滑块6上，第一副支撑臂组17的另一端分别与第一主支撑臂组16的中腰部铰接；第二主支撑臂组21和第二副支撑臂组20的一端分别铰接在第四支座滑块9和第三支座滑块8上，第二副支撑臂组20的另一端分别与第二主支撑臂组21的中腰部铰接；采用调节螺丝2控制预紧调节滑块3在定心心轴上的位置以调节第一压缩弹簧4的预紧力；第二压缩弹簧10两端分别连接第四支座滑块9和定心机构连接端口11；第一主支撑臂组16和第二主支撑臂组21的伸展端分别与弯曲连接杆相铰接，并在其铰接处分别安装第一行走轮组18和第二行走轮组19。在系统连接组件12两端采用螺丝分别与定心机构连接端口11、牵引器连接端口13相连接。系统连接组件12包括联轴器和万向节组件。所述牵引器包括壳体14、控制箱15及减震行走机构27，减震行走机构27均布安装在壳体14外周；所述减震行走机构27包括行星齿轮副37、扭转减震与限位机构38和压缩弹簧29；在壳体14内设置有驱动系统、传动系统，驱动系统与传动系统相连接；传动系统末端伸出壳体14外壁并设置3对行星齿轮副37，所述行星齿轮副37包括中心齿轮24、第一驱动轮22、第一行星齿轮23、第二驱动轮26和第二行星齿轮25；中心齿轮24安装在第一行星齿轮23与第二行星齿轮25之间并分别与之啮合，第一驱动轮22、第二驱动轮26分别与第一行星齿轮23、第二行星齿轮25同轴固定配合连接，第一行星齿轮23和第二行星齿轮25的转轴一端分别与连杆相连接，并在两连接处之间套装压缩弹簧29，第一行星齿轮23和第二行星齿轮25的转轴另一端分别与同轴铰接的摆杆相连接，传动系统与中心齿轮24啮合传动。在用于连接第一行星齿轮23和第二行星齿轮25转轴之间的连杆上设置有与压缩弹簧29相配合的调节螺母28，用以调节压缩弹簧29的预紧力。扭转减震与限位机构38包括限位螺丝Ⅰ30，扭转弹簧31，销轴32和限位螺丝Ⅱ33，2个扭转弹簧31分别与销轴32相连接，其另一端分别与限位螺丝Ⅰ30和限位螺丝Ⅱ33相配合连接。本技术的有益效果是：通过主副支撑臂的联动，提高了机构定心精度；弹簧调节系统的合理布置提高机构在复杂管道工况下的运行稳定性和自适应性；通过对弯曲连接杆的优化设计提高机构的在管道内的绕弯能力，从而使定心心轴在中小管径小幅变化的工况下也能实现自动定心，它结构简单，同时较好的实现了高精度的稳定定心效果，具有良好的实用价值。它主要是应用于管道检测，特别是用于与中小管径的管道检测仪器配合使用。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是定心机构结构示意图；图3是牵引器结构示意图；图4是牵引器减震行走机构结构示意图。图中，定心心轴1，调节螺丝2，预紧调节滑块3，第一压缩弹簧4，第一支座滑块5，第二支座滑块6，拉伸弹簧7，第三支座滑块8，第四支座滑块9，第二压缩弹簧10，定心机构连接端口11，系统连接组件12，牵引器连接端口13，壳体14，控制箱15，第一主支撑臂组16，第一副支撑臂组17，第一行走轮组18，第二行走轮组19，第二副支撑臂组20，第二主支撑臂组21，第一驱动轮22，第一行星齿轮23，中心齿轮24，第二行星齿轮25，第二驱动轮26，减震行走机构27，调节螺母28，压缩弹簧29，限位螺丝Ⅰ30，扭转弹簧31，销轴32，限位螺丝Ⅱ33，第一压缩减震组件34，拉伸减震组件35，第二压缩减震组件36，行星齿轮副37，扭转减震与限位机构38。具体实施方式本技术主要包括定心机构、牵引器，所述定心机构与牵引器通过系统连接组件连接。所述定心机构包括定心心轴、弹簧、支座滑块、预紧调节滑块、主支撑臂、副支撑臂、弯曲连接杆及行走轮。在机构一端压缩弹簧减震机构两端分别与支座滑块、预紧调节滑块连接，另一端压缩弹簧减震机构两端分别与支座滑块、定心机构连接端口连接，中部弹簧减震机构两端分别连接支座滑块；在机构端部两个的支座滑块上分别连接有3个周向均布的主支撑臂，同时中部两个支座滑块上分别连接有3个周向均布的副支撑臂，所述主支撑臂与副支撑臂一一对应联接；弯曲连接杆两端分别连接机构两端的主支撑臂，所述的主支撑臂其伸展端连接有行走轮。所述牵引器包括驱动系统、传动系统、减震行走机构、控制系统。所述的传动系统包括电机输出轴、径向传动轴及行星齿轮副，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于中小管径的管道自动定心系统，其特征是：它包括定心机构、牵引器及系统连接组件（12），系统连接组件（12）的一端与定心机构相连接，系统连接组件（12）的另一端与牵引器相连接；所述定心机构包括定心心轴、支座滑块、预紧调节滑块、主副支撑臂、弹簧、弯曲连接杆及行走轮，4个支座滑块和1个预紧调节滑块分别配合安装在定心心轴上，在4个支座滑块之间铰接安装由6对主副支撑臂及3个弯曲连接杆构成联动的多连杆机构，并在中部与两端部支座滑块之间安装弹簧，从而构成实现收缩或伸张运动的定心运动机构，以实现定心功能，在支撑臂与弯曲连接杆的连接处安装行走轮；所述牵引器包括驱动装置、传动机构和减震行走机构。

【技术特征摘要】
1.一种用于中小管径的管道自动定心系统，其特征是：它包括定心机构、牵引器及系统连接组件（12），系统连接组件（12）的一端与定心机构相连接，系统连接组件（12）的另一端与牵引器相连接；所述定心机构包括定心心轴、支座滑块、预紧调节滑块、主副支撑臂、弹簧、弯曲连接杆及行走轮，4个支座滑块和1个预紧调节滑块分别配合安装在定心心轴上，在4个支座滑块之间铰接安装由6对主副支撑臂及3个弯曲连接杆构成联动的多连杆机构，并在中部与两端部支座滑块之间安装弹簧，从而构成实现收缩或伸张运动的定心运动机构，以实现定心功能，在支撑臂与弯曲连接杆的连接处安装行走轮；所述牵引器包括驱动装置、传动机构和减震行走机构。2.根据权利要求1所述用于中小管径的管道自动定心系统，其特征是：由弹簧、支座滑块、支撑臂共同构成减震机构以此实现机构在工作管径变化时的自适应功能，多连杆机构包括主副支撑臂、弯曲连接杆及支座滑块，所述弯曲连接杆将机构两端的主支撑臂相连接，多连杆机构绕定心心轴周向均匀布置3个。3.根据权利要求2所述用于中小管径的管道自动定心系统，其特征是：所述减震机构各部分均采用销钉连接；通过改变连接在预紧调节滑块上调节螺钉在心轴上的位置来确定定心机构两端压簧的预紧力，支座滑块所受的预紧力使主副支撑臂联动展开，并使连接于机构主支撑臂上的行走轮紧贴管壁。4.根据权利要求1所述用于中小管径的管道自动定心系统，其特征是：所述定心机构包括定心心轴（1）、预紧调节滑块（3）、第一压缩弹簧（4）、第一支座滑块（5）、第二支座滑块（6）、拉伸弹簧（7）、第三支座滑块（8）、第四支座滑块（9）、第二压缩弹簧（10）、第一主支撑臂组（16）、第一副支撑臂组（17）、第二主支撑臂组（21）、第二副支撑臂组（20）、第一行走轮组（18）和第二行走轮组（19）；预紧调节滑块（3）、第一压缩弹簧（4）、第一支座滑块（5）、第二支座滑块（6）、拉伸弹簧（7）、第三支座滑块（8）、第四支座滑块（9）、第二压缩弹簧（10）依次安装在定心心轴（1）上，第一压缩弹簧（4）两端分别与预紧调节滑块（3）、第一支座滑块（5）相连接；第一主支撑臂组（16）和第一副支撑臂组（17）的一端分别铰接在第一支座滑块（5）和第二支座滑块（6）上，第一副支撑臂组（17）的另一端分别与第一主支撑臂组（16）的中腰部铰接；第二主支撑臂组（21）和第二副支撑臂组（20）的一端分别铰接在第四支座滑块（9）和第三支座滑块（8）上，第二副支撑臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志远，范陕渭，夏赞武，王超军，武云文，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43