水汽转换自动解卡式管道清管器制造技术

本发明专利技术属于管道系统清管技术领域，具体地，涉及一种水汽转换自动解卡式管道清管器。水汽转换自动解卡式管道清管器，沿水汽转换自动解卡式管道清管器前进方向，扶正装置、垫圈、清管器主轴由前向后沿同一轴线依次固定设置；清管器主轴为水汽转换自动解卡式管道清管器主体，水汽转换自动解卡式管道清管器卡堵后会导致整体倾斜，可通过位于扶正装置外侧气囊的充气膨胀过程使其扶正，最终完成自动解卡。相对于现有技术，本发明专利技术的清管器卡堵处理无需人为干预，控制模块可根据皮碗压力传感器传输的数据判断清管器状态，在确定清管器卡堵后自动实施解卡操作；清管器解卡后可继续完成清洗任务，且不会对管道本身造成任何伤害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于管道系统清管
，具体地，涉及一种水汽转换自动解卡式管道清管器。
技术介绍
清管器是清理管道的有效工具之一，适用于清洗各种管道，且对管道无腐蚀，相对于化学冲洗和高压水冲洗，具有独特的优势。然而清管器的使用带来了一些问题，其中最容易发生的故障是清管器卡堵。清管器卡堵后定位难度较大，割管或换管将造成巨大的损失，如何处理清管器卡堵故障是需要重点探索的课题。现有的清管器防卡堵技术，主要集中在清管器的反向回收、迎面突击以及自毁三方面。反向回收法一般只适用于管道结构不复杂且较短的管线，且需要配置牵引绳或其他夹持装置。正面突击的方法一般包括尖状物破碎法或高压射流法。但尖状物破碎法极易对管道变形凸起的位置产生伤害，从而导致管道泄漏；高压射流法需要特定的施工设备，只能清理长度较短的管道，且不适合某些特定施工场合。自毁的方式虽可以确保管道解卡后流体正常流通，但无法继续进行清管工作。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种水汽转换自动解卡式管道清管器，该装置能够在控制模块作用下判断清管器状态，通过电磁加热器对气囊中液态水进行加热，使之转换为水蒸汽后实现气囊的膨胀，最终实现清管器卡堵后的自动解卡。该过程不会对管道造成任何伤害，同时能保证清管工作的继续进行，能完成对短型、长型及复杂结构管道的清洗，实现多种管道工况下的清理作业，并能实现多次解卡。为实现上述目的，本专利技术采用下述方案：水汽转换自动解卡式管道清管器，包括：扶正装置、垫圈、清管器主轴；沿水汽转换自动解卡式管道清管器前进方向，扶正装置通过垫圈固定于清管器主轴上，扶正装置、垫圈、清管器主轴由前向后沿同一轴线依次固定设置；清管器主轴为水汽转换自动解卡式管道清管器主体，水汽转换自动解卡式管道清管器卡堵后会导致整体倾斜，可通过位于扶正装置外侧气囊的充气膨胀过程使其扶正，最终完成自动解卡。相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、清管器卡堵处理无需人为干预，控制模块可根据皮碗压力传感器传输的数据判断清管器状态，在确定清管器卡堵后自动实施解卡操作；清管器解卡后可继续完成清洗任务，且不会对管道本身造成任何伤害。2、清管器解卡之后，控制模块可控制无线发电装置停止发电，继而使电磁加热器停止加热，最终使水蒸汽转化为液态水，气囊恢复原始非解卡状态，既不会影响清管器的继续运行，又可以在再次发生卡堵时重复解卡工作，实现多次解卡。3、解卡过程中控制模块可根据清管器卡堵程度的不同，控制无线发电装置的工作时间，进而控制液态水转化为水蒸汽的量，实现对气囊的体积膨胀量的控制。因此，该清管器能完成对短型、长型及复杂结构的管道的清洗，实现多种管道工况下的清理作业。附图说明图1是正常清管作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器剖视示意图；图2是正常清管作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器扶正装置正视示意图；图3是正常清管作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器扶正装置侧视示意图；图4是正常清管作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器扶正装置剖向示意图；图5是解卡作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器剖视示意图；图6是解卡作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器扶正装置正视示意图；图7是解卡作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器扶正装置侧视示意图；图8是解卡作业中的水汽转换自动解卡式管道清管器扶正装置剖向示意图；图9是控制模块示意图；图中：1、扶正装置，2、垫圈，3、清管器主轴，4、环形空腔，5、气囊，6、气囊紧固螺栓，7、扶正轮辋，8、电磁加热器，9、支撑杆，10、绝热板，11、导线，12、控制模块，13、微控制单元，14、无线发电装置，15、皮碗，16、皮碗压板，17、皮碗压力传感器，18、清管器紧固螺栓，19、导线开关，20、绝热腔，21、紧固螺栓螺栓孔。具体实施方式如图1至图9所示，水汽转换自动解卡式管道清管器，包括：扶正装置1、垫圈2、清管器主轴3；沿水汽转换自动解卡式管道清管器前进方向，扶正装置1通过垫圈2固定于清管器主轴3上，扶正装置1、垫圈2、清管器主轴3由前向后沿同一轴线依次固定设置；清管器主轴3为水汽转换自动解卡式管道清管器主体，水汽转换自动解卡式管道清管器卡堵后会导致整体倾斜，可通过位于扶正装置1外侧气囊5的充气膨胀过程使其扶正，最终完成自动解卡。如图1、图5所示，清管器主轴3为空腔式结构，清管器主轴3外壁上固定设置四个皮碗15，每两个皮碗15为一组，共有两组，第一组皮碗15套在清管器主轴3的前端，第二组皮碗15套在清管器主轴3的尾端；皮碗15外径相对于待清洗管道内径有一定过盈量，一般为2％-5％，以实现清管器与管壁之间的密封，对管道内积液和固体杂质进行推送清扫；皮碗压板16设置在清管器主轴3的外壁上，位于皮碗15之后，通过清管器紧固螺栓18固定，以对皮碗15进行支撑。皮碗压力传感器17外围均匀分布于皮碗15外围，用于采集清管器运行过程中皮碗15的压力数据。垫圈2由橡胶材料制成，用于支撑扶正装置1，缓冲扶正装置1对皮碗13的挤压作用。扶正装置1包括扶正轮辋7、气囊5、控制模块12，其直径小于待清理管道直径，正常清管作业时不会影响清管器的运动；扶正轮辋7为整体钢制结构，是扶正装置1装配和支撑的基础；六个气囊5通过气囊紧固螺栓6固定于扶正轮辋7外壁一侧，并沿圆周均匀分布；每个气囊5内含有一定量的液态水，液态水受热后会转化为水蒸汽，从而使气囊5膨胀、体积增大；扶正轮辋7外围有一环形空腔4；环形空腔4由绝热板10均匀分隔为六个绝热腔20，绝热腔20内设置电磁加热器8，电磁加热器8由支撑杆9嵌在相邻绝热板10之间，位置与气囊5一一对应；电磁加热器8两端均连有导线11，每根导线11上连有导线开关19；控制模块12由扶正轮辋7固定于扶正装置1中心，与扶正装置1同轴；控制模块12，包括：微控制单元13、无线发电装置14；微控制单元13通过信号传输装置分别与皮碗压力传感器17、导线开关19相连，可接收皮碗压力传感器17传递的皮碗15压力数据，并根据该数据判断清管器是否卡堵，继而控制解卡操作的触发或停止；无线发电装置14受微控制单元13控制，工作状态下可作为电源提供电力；无线发电装置14通过导线11与电磁加热器8相连，微控制单元13若由皮碗压力传感器17传递的皮碗15压力数据判断清管器处于卡堵状态，则会控制无线发电装置14开始工作，同时令导线开关19闭合，无线发电装置14产生的电流通过导线11传递至电磁加热器8，使电磁加热器8处于通电状态，在电磁感应的作用下将电能转化为热能，并将热能传递至气囊5，为气囊5中的液态水加热，使之转化为水蒸汽，最终使气囊5膨胀。本专利技术的工作原理如下：水汽转换自动解卡式管道清管器在管道中推进时，会由于管道变形、过弯等原因出现卡堵，此时易导致清管器本体的倾斜，从而使某一位置处的皮碗15与管壁之间不再密封，该皮碗15上的皮碗压力传感器17继续向传递控制模块9传递皮碗15压力数据，但该数据值将会随之减小。基于皮碗15的压力数据信号，控制模块12中的微控制单元13就可以判断清管器卡堵状态及压力异常的皮碗15位置，进而定位压力异常皮碗15对应位置处电磁加热器8两端的导线11，然后就会向该导线11上的导线开关19及无线发电装置14传输充气信号。导线开关19收到充气信号后闭合，无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水汽转换自动解卡式管道清管器，包括：扶正装置、垫圈、清管器主轴；其特征在于：沿水汽转换自动解卡式管道清管器前进方向，扶正装置通过垫圈固定于清管器主轴上，扶正装置、垫圈、清管器主轴由前向后沿同一轴线依次固定设置；清管器主轴为水汽转换自动解卡式管道清管器主体，水汽转换自动解卡式管道清管器卡堵后会导致整体倾斜，可通过位于扶正装置外侧气囊的充气膨胀过程使其扶正，最终完成自动解卡。

【技术特征摘要】
1.一种水汽转换自动解卡式管道清管器，包括：扶正装置、垫圈、清管器主轴；其特征在于：沿水汽转换自动解卡式管道清管器前进方向，扶正装置通过垫圈固定于清管器主轴上，扶正装置、垫圈、清管器主轴由前向后沿同一轴线依次固定设置；清管器主轴为水汽转换自动解卡式管道清管器主体，水汽转换自动解卡式管道清管器卡堵后会导致整体倾斜，可通过位于扶正装置外侧气囊的充气膨胀过程使其扶正，最终完成自动解卡。2.根据权利要求1所述的水汽转换自动解卡式管道清管器，其特征在于：清管器主轴为空腔式结构，清管器主轴外壁上固定设置四个皮碗，每两个皮碗为一组，共有两组，第一组皮碗套在清管器主轴的前端，第二组皮碗套在清管器主轴的尾端；皮碗外径相对于待清洗管道内径有一定过盈量，为2％-5％；皮碗压板设置在清管器主轴的外壁上，位于皮碗之后，皮碗通过清管器紧固螺栓与皮碗压板固定。3.根据权利要求1-2所述的水汽转换自动解卡式管道清管器，其特征在于：皮碗压力传感器外围均匀分布于皮碗外围，用于采集清管器运行过程中皮碗的压力数据。4.根据权利要求1-3所述的水汽转换自动解卡式管道清管器，其特征在于：垫圈由橡胶材料制成。5.根据权利要求1-4所述的水汽转换自动解卡式管道清管器，其特征在于：扶正装置包括扶正轮辋、气囊、控制模块，其直径小于待清理管道直径。6.根据权利要求1-5所述的水汽转换自动解卡式管道清管器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄莹，曹宇光，张士华，孙永泰，史永晋，崔希君，黄小光，宋明，胡雪扬，王明辰，贺娅娅，李云鹏，辛露，衣海娇，李勇，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37