本发明专利技术公开了一种大口径油气管道可调速智能内检测器，包括主体，所述主体主要包括调速单元、动力单元和控制系统单元，所述调速单元主要由外转阀、内转阀、前端法兰、圆锥滚子轴承和毡圈托环组成，所述电机单元主要由电机外壳、直流步进电机、零点密封开关和电机托架组成，所述控制系统单元主要由单片机、数据采集模块、数据存储模块、电机控制执行模块、计算机预处理模块等组成，其中数据采集模块由压力温度数据采集卡和霍尔转速传感器组成，计算机预处理模块由离线分析软件组成，数据储存模块由储存器和外部储存硬盘组成，电机控制执行模块由电机控制脉冲电路和编码器组成，本发明专利技术的泄流面积大，速度调节区间大，速度响应快，整体系统稳定。
A kind of adjustable speed intelligent inner detector for large diameter oil and gas pipeline
【技术实现步骤摘要】
一种大口径油气管道可调速智能内检测器
本专利技术应用于油气管道智能内检测领域，具体为一种大口径油气管道可调速智能内检测器。
技术介绍
作为世界上经济发展最迅速的国家之一，我国能源消费处于飞速上升状态，管道运输作为物资运输方式之一，得到了迅猛发展，大量铺设油气管道，管道口径也逐渐增大。由于土壤、输送介质腐蚀性，钢管质量缺陷，防腐层脱落，应力裂纹等原因，导致管道寿命降低，安全得不到保障。并且油气管道在运营一段时间后，管内会出现结蜡，粉尘堆积等现象，故需要定期清管，所以智能内检测器应运而生。国外从20世纪五六十年代就开始对清管现象进行研究，技术趋于完善，提出并建立了各种清管模型，世界知名的内检测器公司，比如ROSEN、GE-PII、HAPP等均具有成熟的速度控制技术，且均在工业产品中进行了应用。由于技术封锁，对其鲜有报道，所以研究调速对打破技术封锁具有重要意义。目前国内对于检测器速度技术的研究大都停留在理论分析和数值模拟阶段，速度控制反馈调节算法方面的研究基本没有报道。目前的内检测器其移动速度过快，导致清管效果不佳，对于变形检测器，其检测臂摆动角度过大，径向检测精度降低，对于漏磁金属腐蚀主体，管壁磁化效果欠佳，并伴随涡流场产生，造成检测数据失真，具有安全隐患，影响对弯头、三通、阀门等产生撞击，容易造成管道事故，损坏设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的内检测器其移动速度过快，导致清管效果不佳，对于变形检测器，其检测臂摆动角度过大，径向检测精度降低，对于漏磁金属腐蚀内检测器，管壁磁化效果欠佳，并伴随涡流场产生，造成检测数据失真，具有安全隐患，影响对弯头、三通、阀门等产生撞击，容易造成管道事故，损坏设备等缺点，而提出一种大口径油气管道可调速智能内检测器。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：包括主体，所述主体主要包括调速单元、动力单元和控制系统单元，所述主体的左端设置有调速单元，所述调速单元主要由外转阀、内转阀、前端法兰、圆锥滚子轴承和毡圈托环组成，所述调速单元外部固定有防撞头，所述调速单元右端连接有骨架，所述骨架右端连接有后端防护法兰，所述后端防护法兰内部设置有后端法兰，所述调速单元与骨架之间以及骨架与后端防护法兰之间均设置有皮碗导向板和蝶皮碗，所述皮碗导向板与蝶皮碗之间设置有皮碗垫圈，所述蝶皮碗与蝶皮碗之间设置有皮碗垫圈，所述骨架内部设置有电机单元和电池仓，所述电机单元与调速单元相连接，所述电池仓与后端法兰相连接，所述所述电机单元主要由电机外壳、直流步进电机、减速器、初始状态记录器和电机托架组成，所述直流步进电机内部设置有步进电机运动控制卡，所述电池仓外部设置有电池外壳，所述电池仓内部设置有电池和控制系统单元，所述控制系统单元主要由单片机、数据采集模块、数据存储模块、电机控制执行模块、计算机预处理模块等组成。优选的，所述调速单元是通过螺栓和螺母的配合与骨架相连接的，所述骨架是通过螺栓和螺母的配合与后端防护法兰相连接的，其中的螺栓均贯穿皮碗导向板、皮碗垫圈和蝶皮碗，后端法兰通过螺钉与骨架相连接，皮碗导向板和蝶皮碗主要起支撑作用，同时也辅助清关器清理。优选的，所述调速单元中，内转阀位于外转阀的内部，内转阀左端通过圆锥滚子轴承与外转阀相连接，圆锥滚子轴承与内转阀之间设置有毡圈托环，内转阀右端通过圆锥滚子轴承与后端法兰相连接，圆锥滚子轴承与内转阀之间设置有毡圈托环，内转阀内部连接有前端法兰，内转阀通过螺钉与前端法兰相连接，前端法兰内部设置有联轴器，调速单元主要是通过开设泄流通道进行减速，当速度过快，转动内转阀，打开泄流孔，前后压力差将减小，因此主体速度降低，若速度过低，则旋转内转阀关闭泄流孔，前后压差增大，速度增大，其中，圆锥滚子轴承起支撑机械旋转体和降低摩擦作用，前端法兰起承载联轴器连接内转阀转动的作用。优选的，所述电机单元中，电机外壳与初始状态记录器之间设置有电机托架，电机外壳与初始状态记录器为螺栓连接，螺栓贯穿电机托架，电机外壳内部设置有直流步进电机，初始状态记录器内部设置有光电开关，光电开关位于直流步进电机的电机轴上，当电机轴转动时能够标记内转阀完全关死状态，便于系统控制内转阀，电机轴位于减速器内，减速机起成倍增大电机输出扭矩的作用。所述控制系统单元中，数据采集模块由压力温度数据采集卡和霍尔转速传感器组成，所述计算机预处理模块由离线分析软件组成，所述数据存储模块由储存器和外部储存硬盘组成，所述电机控制执行模块由电机控制脉冲电路和编码器组成，用于控制电机开关，根据不同速度大小控制电机打开内转阀不同角度，开启不同泄流面积，最终进行调速，此过程为离线控制，单片机控制执行预先设定的离线程序，控制电机的运行以及进行数据采集，将数据储存于存储器中，从外部存储硬盘中获得数据。优选的，所述调速单元与电机单元相连接，其外部连接具体为前端法兰通过螺钉与初始状态记录器相配合连接，其内部连接具体为减速器的轴体通过联轴器与内转阀的轴体相啮合连接。优选的，所述电机单元与电池仓相连接，其外部连接具体为电机外壳通过螺钉与电池外壳相配合连接，其内部连接具体为控制系统单元、电池、直接步进电机和减速器之间的电性连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术为可调速智能检测器，其泄流面积大，速度调节区间大，能调速2-20m/s，速度响应快，打开转阀速度迅速降低，整体系统稳定，在高压高温管道内运行稳定。附图说明图1为本专利技术的外部结构图一。图2为本专利技术的外部结构图二。图3为本专利技术的内部结构剖视图。图4为本专利技术调速单元的结构图一。图5为本专利技术调速单元的结构图二。图6为本专利技术外转阀的结构图。图7为本专利技术内转阀的结构图。图8为本专利技术前端法兰的结构图。图9为本专利技术电机外壳的结构图。图10为本专利技术电池外壳的结构图。图11为本专利技术控制系统单元的工作流程图。图中：1-调速单元，2-电机单元，3-控制系统单元，4-防撞头，5-外转阀，6-内转阀，7-皮碗导向板，8-皮碗垫圈，9-蝶皮碗，10-骨架，11-后端法兰，12-电池仓，13-电池外壳，14-电机外壳，15-初始状态记录器，16-前端法兰，17-圆锥滚子轴承，18-毡圈托环，19-圆锥滚子轴承，20-减速器，21-数据采集模块，22-计算机预处理模块，23-数据存储模块，24-电机控制执行模块，25-压力温度数据采集卡，26-霍尔转速传感器，27-编码器，28-电池，29-离线分析软件，30-单片机，31-存储器，32-外部存储硬盘，33-电机控制脉冲电路，34-步进电机运行控制卡，35-直流步进电机，36-主体。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-11，本专利技术提供一种本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大口径油气管道可调速智能内检测器，包括主体（36），所述主体（36）主要包括调速单元（1）、动力单元（2）和控制系统单元（3），其特征在于：所述主体（36）的左端设置有调速单元（1），所述调速单元（1）主要由外转阀（5）、内转阀（6）、前端法兰（16）、圆锥滚子轴承（19）和毡圈托环（18）组成，所述调速单元（1）外部固定有防撞头（4），所述调速单元（1）右端连接有骨架（10），所述骨架（10）右端连接有后端法兰（11），所述调速单元（1）与骨架（10）之间以及骨架（10）与后端法兰（11）之间均设置有皮碗导向板（7）和蝶皮碗（9），所述皮碗导向板（7）与蝶皮碗（9）之间设置有皮碗垫圈（8），所述蝶皮碗（9）与直皮碗之间设置有皮碗垫圈（8），所述骨架（10）内部设置有电机单元（2）和电池仓（12），所述电机单元（2）与调速单元（1）相连接，所述电池仓（12）与后端法兰（11）相连接，所述所述电机单元（2）主要由电机外壳（14）、直流步进电机（35）、减速器（20）、初始状态记录器（15）组成，所述直流步进电机（35）内部设置有步进电机运动控制卡（39），所述电池仓（12）外部设置有电池外壳（13），所述电池仓（12）内部设置有电池（28）和控制系统单元（3），所述控制系统单元（3）主要由单片机（30）、数据采集模块（21）、数据存储模块（23）、电机控制执行模块（24）、计算机预处理模块（22）等组成。/n...
【技术特征摘要】
1.一种大口径油气管道可调速智能内检测器，包括主体（36），所述主体（36）主要包括调速单元（1）、动力单元（2）和控制系统单元（3），其特征在于：所述主体（36）的左端设置有调速单元（1），所述调速单元（1）主要由外转阀（5）、内转阀（6）、前端法兰（16）、圆锥滚子轴承（19）和毡圈托环（18）组成，所述调速单元（1）外部固定有防撞头（4），所述调速单元（1）右端连接有骨架（10），所述骨架（10）右端连接有后端法兰（11），所述调速单元（1）与骨架（10）之间以及骨架（10）与后端法兰（11）之间均设置有皮碗导向板（7）和蝶皮碗（9），所述皮碗导向板（7）与蝶皮碗（9）之间设置有皮碗垫圈（8），所述蝶皮碗（9）与直皮碗之间设置有皮碗垫圈（8），所述骨架（10）内部设置有电机单元（2）和电池仓（12），所述电机单元（2）与调速单元（1）相连接，所述电池仓（12）与后端法兰（11）相连接，所述所述电机单元（2）主要由电机外壳（14）、直流步进电机（35）、减速器（20）、初始状态记录器（15）组成，所述直流步进电机（35）内部设置有步进电机运动控制卡（39），所述电池仓（12）外部设置有电池外壳（13），所述电池仓（12）内部设置有电池（28）和控制系统单元（3），所述控制系统单元（3）主要由单片机（30）、数据采集模块（21）、数据存储模块（23）、电机控制执行模块（24）、计算机预处理模块（22）等组成。
2.根据权利要求1所述的一种大口径油气管道可调速智能内检测器，其特征在于：所述调速单元（1）是通过螺栓和螺母的配合与骨架（10）相连接的，所述骨架（10）是通过螺栓和螺母的配合与后端法兰（11）相连接的，其中的螺栓均贯穿皮碗导向板（7）、皮碗垫圈（8）和蝶皮碗（9）。
3.根据权利要求1所述的一种大口径油气管道可调速智能内检测器，其特征在于：所述调速单元（1）中，内转阀（6）位于外转阀（5）的内部，内转阀（6）左端通过圆锥滚子轴承（19）与外转阀（5）相...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓龙，孟涛，谭政，陈金忠，马义来，孟祥吉，韩彬，国滨，祝兴辉，张洋，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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