一种可调速清管器及其控速转阀制造技术

本实用新型专利技术提供一种可调速清管器及其控速转阀，涉及油气管道清管及检测领域。其中，一种可调速清管器及其控速转阀包括骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀、里程轮系统；控速转阀采用两组转动叶片和一组固定叶片的组合方式，利用单电机进行驱动，其结构紧凑、整体体积更小，运行时能保证泄流通道内66.6%的理论旁通量，提高了清管器的速度可控性；全开状态下，转阀叶片后端流体通道的直线性更好，使清管器局部绕流损失减小，削弱了清管器的整体振动，使清管器的清管过程更加高效、安全。

【技术实现步骤摘要】
一种可调速清管器及其控速转阀
本技术属于油气管道清管及检测领域，具体涉及一种可调速清管器及其控速转阀。
技术介绍
据统计，中国管道里程已经超过12万公里，其中有30%以上的管道运行时间大于10年，存在很大的安全隐患。为保证管道的正常运行，需要定期对管道进行清管和检测作业。清管的目的是清扫管道内的杂物、积液、积污，提高管道输送效率，减少摩阻损失，当清管与检测同时进行时，还可获得管道变形，腐蚀，裂纹等数据并对这些管道缺陷进行精确定位，为后期的管道维护提供可靠信息。目前，主流的清管器主要依靠自身对管道内输送介质的阻滞作用所形成的压差来驱动前进，但由于管道上下游的压力存在波动，特别是近年建成的大口径、高压、高流速长输天然气管道，介质流速已经超过5m/s，瞬间速度可能达到十几米每秒，使得作业装备的运行速度不十分稳定,瞬时运行速度可在0～25m/s之间变化。根据SY/T5922-2003《天然气管道运行规范》8.7.4.1项规定，“清管器运行速度一般宜控制在3.5m/s～5m/s。”当管道作业装备运行速度超过5m/s时，容易出现信号采集不理想,甚至出现检测不到信号的现象,无法完成管道检测任务，更有甚者,由于内检测器运行速度过快,容易造成对管道及运行设备的冲击,造成重大安全事故，损害用户和企业的利益。因此调节内检测器运行速度使其运行在合理的速度范围之内,势必成为在输气管道内检测过程中提高管道检测精度和降低安全事故风险时所面临的问题。目前国内外主流可调节速度的清管器是通过搭载闭环控制的泄流阀实现实时控速，其原理是调节电机驱动的泄流阀的泄流面积来改变清管器的前后压差，从而控制清管器的速度。清管器的泄流阀一般采用转阀结构，由转阀动叶片和转阀静叶片组成，这种结构存在许多问题：一、当转阀阀体受到冲击变形时，叶片间容易发生干涉，使转阀卡住，无法调节清管器的运行速度；二、为满足转阀操作扭矩的需求，清管器需要配置大功率电机，携带大容量电池，这将占用清管器的内部空间，减小泄流通道面积，影响速度的可调性；三、转阀一般安装在清管器的端部，增加了清管器的长度，降低了清管器的弯道通过性；四、转阀静叶片后端流体的流动状态存在突变，使清管器局部绕流损失增大，同时局部绕流还会引发清管器的整体振动，这不仅增大了管道输运过程中的能量损耗，也影响到设备的正常运行。
技术实现思路
本技术的目的是：针对现有可调速清管器泄的流面积小、体积大、操作力矩大的问题，提出一种可调速清管器及其控速转阀，转阀运行时旁通流量比传统转阀大，能快速地控制清管器的运行速度、减小转阀的卡堵，使清管器运行平稳，提高清管效率。本技术所提供的一种可调速清管器及其控速转阀的技术方案是：一种可调速清管器及其控速转阀，由骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀、里程轮系统组成，一种可调速清管器及其控速转阀前端安装有防撞支架和控速转阀，尾部安装有内骨架，内骨架后端周向安装有三组里程轮，控速转阀采用两组转动叶片和一组固定叶片的组合方式，利用单个电机进行驱动。所述一种可调速清管器及其控速转阀的骨架由外骨架和内骨架组成，外骨架前端和后端焊接有安装架，用于安装驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀和防撞支架等结构，内骨架是一种可调速清管器及其控速转阀的内结构件，由加强筋支撑固定在清管器内部，形成悬空的支架，为电器密封仓提供支点，内骨架整体处于清管器泄流通道内部，减小了清管器的长度。所述一种可调速清管器及其控速转阀的控速转阀安装在外骨架前端，由转阀安装支架、电机密封仓、电机、转阀固定叶片、转阀转动叶片、传动齿轮、主轴等组成；转阀安装支架用螺栓固定到转阀固定叶片的基座上，其上安装有电机安装板和电机密封仓；电机密封仓前端安装有密封端盖，用螺栓连接固定；电机安装板正面安装有电机，反面安装固定架，并为传动齿轮（Ⅰ）提供轴向定位；电机的前端安装有传动齿轮（Ⅱ），传动齿轮（Ⅱ）与传动齿轮（Ⅰ）相互啮合且两者齿轮参数相同，可以同步转动；传动齿轮（Ⅱ）与扇形齿轮（Ⅰ）相互啮合，扇形齿轮（Ⅰ）与主轴固定连接，主轴的另一端通过平键连接到转阀转动叶片（Ⅰ），由螺栓锁定，转阀转动叶片（Ⅰ）可以在传动齿轮（Ⅱ）的带动下转动；传动齿轮（Ⅰ）与扇形齿轮（Ⅱ）相互啮合，扇形齿轮（Ⅱ）与转阀转动叶片（Ⅱ）固定连接，转阀转动叶片（Ⅱ）可以在传动齿轮（Ⅰ）的带动下转动，转动方向与转阀转动叶片（Ⅱ）相反；主轴是控速转阀的主要传动件，主轴前端和后端均安装有滚动轴承，由轴承端盖定位，前端滚动轴承的外圈与转阀转动叶片（Ⅱ）中心的内孔形成过盈配合，后端滚动轴承的外圈与转阀固定叶片中心凸台的内孔形成过盈配合；控速转阀整体采用两组转动叶片和一组固定叶片的组合方式，两组转动叶片可以在电机的带动下合拢或打开，从而调节清管器泄流通道的泄流面积，实现清管器控速的目的。使用本技术的一种可调速清管器及其控速转阀运行时，清管器的里程轮系统测定清管器的实时运行速度后将信息传导给控制系统，控制系统对比清管器实时运行速度与预定速度后发出控制指令；当清管器运行速度低于预定速度下限时，控制系统控制转阀转动叶片关闭，具体操作流程是：控制系统发出指令使电机做顺时针旋转，带动转阀转动叶片（Ⅰ）和转阀转动叶片（Ⅱ）合拢，减小泄流通道内的泄流量，使清管器加速；当清管器运行速度超过预定速度上限时，控制系统控制转阀转动叶片打开，具体操作流程是：控制系统发出指令使电机做逆时针旋转，带动转阀转动叶片（Ⅰ）和转阀转动叶片（Ⅱ）打开，增大泄流通道内的泄流量，使清管器减速；当清管器运行速度介于预定速度范围内时，转阀开度不变，此时控制系统不发出信号，清管器保持现有速度。本技术提供的一种可调速清管器及其控速转阀在传统清管器的基础上增加了控速转阀，并且采用两组转动叶片和一组固定叶片的组合方式，使转阀控制机构的体积大大减小，增加了清管器控速转阀的泄流面积，使清管器在大口径、高压长输天然气管道中的速度可控性大大提高；全开状态下，转阀叶片后端流体通道的直线性更好，使清管器局部绕流损失减小，抑制了清管器的整体振动，使清管器的清管过程更加高效、安全。附图说明图1为本技术一种可调速清管器及其控速转阀正视图。图2为本技术控速转阀三维爆炸视图。图3为本技术控速转阀传动部分三维爆炸视图。图4为本技术一种可调速清管器及其控速转阀三维视图。图5为本技术控速转阀泄流通道完全关闭状态视图。图6为本技术控速转阀泄流通道部分打开状态视图。图7为本技术控速转阀泄流通道完全打开状态视图。其中1-防撞支架；2-转阀安装支架；3-螺栓；4-转阀固定叶片；5-前支撑皮碗；6-前隔板；7-前驱动皮碗；8-外骨架；9-螺栓；10-后支撑皮碗；11-后隔板；12-后驱动皮碗；13-内骨架；14-里程轮系统；15-密封端盖；16-电机；17-电机密封仓；18-滚动轴承；19-主轴；20-转阀转动叶片（Ⅰ）；21-螺母；22-螺栓；23-螺栓；24-螺栓；25-转阀转动叶片（Ⅱ）；26-轴承端盖（Ⅰ）；27-轴承端盖（Ⅱ）；28-螺栓；29-传动齿轮（Ⅰ）；30-电机安装板；31-螺栓；32-传动齿轮（Ⅱ）；33-螺栓；34-螺钉；35-扇形齿轮（Ⅰ）；36-螺栓；37-轴承端盖（Ⅲ）；38-滚动轴承；39-螺栓；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调速清管器及其控速转阀，由骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀、里程轮系统（14）组成，一种可调速清管器及其控速转阀前端安装有防撞支架（1）和控速转阀，尾部安装有内骨架（13），内骨架（13）后端周向安装有三组里程轮，其特征是：控速转阀采用两组转动叶片和一组固定叶片的组合方式，利用单个电机（16）进行驱动。

【技术特征摘要】
1.一种可调速清管器及其控速转阀，由骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀、里程轮系统（14）组成，一种可调速清管器及其控速转阀前端安装有防撞支架（1）和控速转阀，尾部安装有内骨架（13），内骨架（13）后端周向安装有三组里程轮，其特征是：控速转阀采用两组转动叶片和一组固定叶片的组合方式，利用单个电机（16）进行驱动。2.根据权利要求1所述一种可调速清管器及其控速转阀，其特征是：骨架由外骨架（8）和内骨架（13）组成，外骨架（8）前端和后端焊接有安装架，用于安装驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀和防撞支架（1）等结构；内骨架（13）是一种可调速清管器及其控速转阀的内结构件，由加强筋支撑固定在清管器内部，形成悬空的支架，为电器密封仓提供支点，内骨架（13）整体处于清管器泄流通道内部，减小了清管器的长度。3.根据权利要求1所述一种可调速清管器及其控速转阀，其特征是：控速转阀安装在外骨架（8）前端，由转阀安装支架（2）、电机密封仓（17）、电机（16）、转阀固定叶片（4）、转阀转动叶片、传动齿轮、主轴（19）等组成；转阀安装支架（2）用螺栓固定到转阀固定叶片（4）的基座上，其上安装有电机安装板（30）和电机密封仓（17）；电机密封仓（17）前端安装有密封端盖（15），用螺栓连接固定；电机安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵上马，张均富，杨梦鸥，程创，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：新型
国别省市：四川,51