一种电磁离合器控制可调速清管器制造技术

本实用新型专利技术提供一种电磁离合器控制可调速清管器，涉及油气管道清管及检测领域。其中，一种电磁离合器控制可调速清管器包括骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、摩擦轮机构、电磁离合器、控速转阀、里程轮系统；控速转阀采用两组转阀叶片，使用摩擦轮机构驱动，由电磁离合器进行控制，通过调节两组转阀叶片的相对角度调节清管器的旁通量，其结构紧凑、整体体积更小，运行过程中提高了清管器的速度可控性，同时避免了电机的使用，使清管器的清管过程更加高效、安全。

An electromagnetic clutch controlled variable speed pigging device

The utility model provides an electromagnetic clutch control adjustable speed pigging device, which relates to the field of oil and gas pipeline pigging and detection. Among them, an electromagnetic clutch controlled adjustable speed pigging device includes skeleton, driving cup, supporting cup, friction wheel mechanism, electromagnetic clutch, speed control rotary valve, odometer wheel system; speed control rotary valve adopts two sets of rotary valve blades, driven by friction wheel mechanism, controlled by electromagnetic clutch, by adjusting two sets of rotary valve blades. The relative angle of the slice regulates the side flux of the pigging device, which has compact structure and smaller overall volume, improves the speed controllability of the pigging device during operation, avoids the use of motors, and makes the pigging process of the pigging device more efficient and safe.

【技术实现步骤摘要】
一种电磁离合器控制可调速清管器
本技术属于油气管道清管及检测领域，具体涉及一种电磁离合器控制可调速清管器。
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流面积小、体积大、操作力矩大的问题，提出一种电磁离合器控制可调速清管器，其动力来自于前端摩擦轮机构，由电磁离合器将摩擦轮机构的扭矩传递给控速转阀，完成控速操作；运行时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电磁离合器控制可调速清管器的技术方案是：一种电磁离合器控制可调速清管器，由骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀、电磁离合器、周向控制机构、摩擦轮机构、里程轮系统组成；所述一种电磁离合器控制可调速清管器前端安装有防撞支架、摩擦轮机构和控速转阀，尾部安装有内骨架，内骨架后端周向安装有三组里程轮系统，其特征是：控速转阀有两组转动叶片，使用摩擦轮机构驱动运转，由电磁离合器进行控制。本技术所提供的一种电磁离合器控制可调速清管器的骨架由外骨架和内骨架组成，外骨架前端和后端焊接有法兰，用于安装驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀和防撞支架等结构，内骨架是一种电磁离合器控制可调速清管器的内结构件，由加强筋支撑固定在清管器内部，形成悬空的支架，用于安装电器密封仓，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。本技术所提供的一种电磁离合器控制可调速清管器的控速转阀安装在外骨架前端，由转阀支架、两组转阀叶片、主轴、棘轮机构等组成；所述转阀支架由转阀支架Ⅰ和转阀支架Ⅱ组成，转阀支架Ⅱ固定到转阀支架Ⅰ上，转阀支架Ⅰ固定到外骨架上，两个转阀支架中间都由加强筋支撑起圆环结构，转阀支架Ⅰ的圆环结构中心安装有滚动轴承Ⅰ，转阀支架Ⅱ的圆环结构中心安装有棘齿，转阀支架Ⅱ前端外缘加工有导轨，用于安装周向控制机构；所述两组转阀叶片是控速转阀的主要部件，包括转阀叶片Ⅰ和转阀叶片Ⅱ，每组转阀叶片均由6张独立叶片和叶片安装环组成；所述转阀叶片Ⅰ中心安装有滚动轴承Ⅳ；所述转阀叶片Ⅱ中心安装在主轴右端第二轴颈处，用平键做周向定位；所述主轴是控速转阀的主要传动件，主轴前端、中部和后端均安装有滚动轴承，由各自的轴承端盖定位，前端的滚动轴承Ⅱ安装到摩擦轮机构支架中心孔内，后端的滚动轴承Ⅰ安装到转阀支架Ⅰ中心孔内，中部的两个滚动轴承分别安装到转阀叶片Ⅰ和轴套中心孔内；所述棘轮机构由轴承端盖Ⅱ、轴套、棘齿、弹簧和千斤齿组成；所述轴承端盖Ⅱ用螺栓固定到转阀叶片Ⅰ上，轴承端盖Ⅱ前端外圆周上加工有凹槽，用于弹簧和千斤齿的安装；所述棘齿固定到转阀支架Ⅱ中心孔内，棘齿与轴承端盖Ⅱ的千斤齿作用，使得转阀叶片Ⅰ只能做顺时针转动；所述轴套后端加工有外螺纹，与轴承端盖Ⅱ的内螺纹连接固定；所述控速转阀采用了两组转动叶片，两组转动叶片都可以实现圆周转动，通过调节两组转动叶片的相对位置可以实现阀门的合拢或打开，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。本技术所提供的一种电磁离合器控制可调速清管器的电磁离合器由离合器总成和电磁滑块机构组成；所述离合器总成位于控速转阀与周向控制机构之间的安装壳内，由两组压盘、两组从动盘、两组膜片弹簧、从动盘支架、轴套以及安装壳组成；所述两组压盘包括压盘Ⅰ和压盘Ⅱ，压盘Ⅰ固定到膜片弹簧Ⅰ上，压盘Ⅱ固定到膜片弹簧Ⅱ上；所述两组膜片弹簧包括膜片弹簧Ⅰ和膜片弹簧Ⅱ，由铆钉定位到安装壳的两端；所述两组从动盘包括从动盘Ⅰ和从动盘Ⅱ，从动盘Ⅰ安装到从动盘支架上，从动盘Ⅱ安装到轴套上；所述离合器总成由螺钉固定在摩擦轮机构支架上，离合器的输出轴就是控速转阀的输入轴；所述电磁滑块机构安装在主轴上，由电磁线圈和动铁圆环组成；所述电磁线圈缠绕在主轴前端的环形槽内，其导线由主轴中心孔引出；所述动铁圆环的外圈开有圆槽，用于限定膜片弹簧Ⅰ和膜片弹簧Ⅱ的位置，动铁圆环自身可以在通电的电磁线圈的作用下沿主轴做前后运动，带动膜片弹簧上的压盘与对应从动盘接合与分离。本技术所提供的一种电磁离合器控制可调速清管器的周向控制机构由摩擦轮机构支架、导向环和摩擦轮机构组成；所述摩擦轮机构支架沿圆周方向开有安装接口，用于安装摩擦轮机构，摩擦轮机构支架前端和后端焊接有法兰，前端法兰用于安装防撞支架，用螺栓进行固定，后端法兰用于安装导向环，也由螺栓进行固定；所述导向环采用分瓣结构，由三个分瓣的导向环一起组成一个圆环，圆环内部加工有导向槽，用于与转阀支架Ⅱ前端的导轨配合，使装配后的周向控制机构可以沿转阀支架Ⅱ的导轨做圆周运动；所述摩擦轮机构由支架Ⅰ、支架Ⅱ、支架Ⅲ、减震弹簧、弹簧轴、摩擦轮等组成；所述支架Ⅰ上端连接到摩擦轮机构支架上，下端通过螺栓与支架Ⅲ固定，同时，支架Ⅰ与支架Ⅲ之间存在一定夹角，支架Ⅲ上安装有带减震弹簧的摩擦轮；当清管器运行时，摩擦轮可以将清管器的一部分动能转换为圆周方向的力矩带动周向控制机构沿转阀支架Ⅱ的导轨运动，在电磁离合器作用下使控速转阀打开或者关闭。本技术所提供的一种电磁离合器控制可调速清管器的电磁离合器运行时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁离合器控制可调速清管器，由骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀、电磁离合器(17)、周向控制机构、摩擦轮机构(2)、里程轮系统(14)组成；所述一种电磁离合器控制可调速清管器的前端安装有防撞支架(1)、摩擦轮机构(2)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系统(14)，其特征是：控速转阀有两组转动叶片，使用摩擦轮机构(2)驱动运转，由电磁离合器(17)进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种电磁离合器控制可调速清管器，由骨架、驱动皮碗、支撑皮碗、控速转阀、电磁离合器(17)、周向控制机构、摩擦轮机构(2)、里程轮系统(14)组成；所述一种电磁离合器控制可调速清管器的前端安装有防撞支架(1)、摩擦轮机构(2)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系统(14)，其特征是：控速转阀有两组转动叶片，使用摩擦轮机构(2)驱动运转，由电磁离合器(17)进行控制。2.根据权利要求1所述的一种电磁离合器控制可调速清管器，其特征是：骨架由外骨架(8)和内骨架(13)组成，外骨架(8)前端和后端焊接有法兰，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)是一种电磁离合器控制可调速清管器的内结构件，由加强筋支撑固定在清管器内部，形成悬空的支架，用于安装电器密封仓，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。3.根据权利要求1所述的一种电磁离合器控制可调速清管器，其特征是：控速转阀安装在外骨架(8)前端，由转阀支架、两组转阀叶片、主轴(16)、棘轮机构(18)等组成；所述转阀支架由转阀支架Ⅰ(4)和转阀支架Ⅱ(26)组成，转阀支架Ⅱ(26)固定到转阀支架Ⅰ(4)上，转阀支架Ⅰ(4)固定到外骨架(8)上，两个转阀支架中间都由加强筋支撑起圆环结构，转阀支架Ⅰ(4)的圆环结构中心安装有滚动轴承Ⅰ(29)，转阀支架Ⅱ(26)的圆环结构中心安装有棘齿(42)，转阀支架Ⅱ(26)前端外缘加工有导轨，用于安装周向控制机构；所述两组转阀叶片是控速转阀的主要部件，包括转阀叶片Ⅰ(27)和转阀叶片Ⅱ(28)，每组转阀叶片均由6张独立叶片和叶片安装环组成；所述转阀叶片Ⅰ(27)中心安装有滚动轴承Ⅳ(43)；所述转阀叶片Ⅱ(28)中心安装在主轴(16)右端第二轴颈处，用平键做周向定位；所述主轴(16)是控速转阀的主要传动件，主轴(16)前端、中部和后端均安装有滚动轴承，由各自的轴承端盖定位，前端的滚动轴承Ⅱ(31)安装到摩擦轮机构支架(22)中心孔内，后端的滚动轴承Ⅰ(29)安装到转阀支架Ⅰ(4)中心孔内，中部的两个滚动轴承分别安装到转阀叶片Ⅰ(27)和轴套(41)中心孔内；所述棘轮机构(18)由轴承端盖Ⅱ(19)、轴套(41)、棘齿(42)、弹簧(46)和千斤齿(47)组成；所述轴承端盖Ⅱ(19)用螺栓固定到转阀叶片Ⅰ(27)上，轴承端盖Ⅱ(19)前端外圆周上加工有凹槽，用于弹簧(46)和千斤齿(47)的安装；所述棘齿(42)固定到转阀支架Ⅱ(26)中心孔内，棘齿(42)与轴承端盖Ⅱ(19)的千斤齿(47)作用，使得转阀叶片Ⅰ(27)只能做顺时针转动；所述轴套(41)后端加工有外螺纹，与轴承端盖Ⅱ(19)的内螺纹连接固定；所述控速转阀采用了两组转动叶片，两组转动叶片都可以实现圆周转动，通过调节两组转动叶片的相对位置可以实现阀门的合拢或打开，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。4.根据权利要求1所述的一种电磁离合器控制可调速清管器，其特征是：电磁离合器(17)由离合器总成和电磁滑块机构组成；所述离合器总成位于控速转阀与周向控制机构之间的安装壳(36)内，由两组压盘、两组从动盘、两组膜片弹簧、从动盘支架(32)、轴套(41)以及安装壳(36)组成；所述两组压盘包括压盘Ⅰ(34)和压盘Ⅱ(38)，压盘Ⅰ(34)固定到膜片弹簧Ⅰ(35)上，压盘Ⅱ(38)固定到膜片弹簧Ⅱ(37)上；所述两组膜片弹簧包括膜片弹簧Ⅰ(35)和膜片弹簧Ⅱ(...

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