自解堵的调速清管器制造技术

本实用新型专利技术提供一种自解堵的调速清管器，包括致动器、致动器保护套、皮碗、清管器外本体、导线、调距环、轴承、芯轴、叶轮、磁极、线圈、支撑圈、清管器内本体和导轮，所述的皮碗设在清管器外本体两端，所述的清管器内本体位于清管器外本体内，所述的清管器内本体与清管器外本体和皮碗组成中空结构；所述的线圈固定在清管器内本体的环形凹槽内，所述的叶轮位于线圈内，所述的磁极设在叶轮的外圆周面上。叶轮转动产生的电能通过人工肌肉上的电热丝转化为热能，在清管器正常工作时，能对原油进行加热，便于管道上蜡质的清除，温度的变化使致动器带动皮碗产生一定的形变，以此控制清管器与管道之间的摩擦力，达到清管器速度调节的目的。

【技术实现步骤摘要】
自解堵的调速清管器
本技术涉及油气管道清管领域，具体为一种自解堵的调速清管器。
技术介绍
清管器是进行油气管道内部杂物清除的有效工具，工作时以油气介质的流动速度和清管器两端的压差为动力源，通过皮碗与管道内壁的接触和摩擦来刮掉管道内的附着物，清管器以一定速度进行清管作业时能达到最好的清除效果，因而有必要对其工作状态下的运动速度进行调节。对于清管器作业过程中速度变化大的问题，现有的调速结构和方法有很多，首先可以在清管器上设置测速单元和旁通阀，通过对清管器速度的监测，来调节旁通阀的开度，这种方法可实现对清管器速度的调节，但要引入测试和控制单元，同时以电池供电，这些都使清管器结构复杂化。以机械结构带动刹车片动作的方式也能达到调节清管器速度的目的，且并不依赖于控制系统，但刹车片与管道之间不接触时，调速结构没有动作输出，仅在两者接触且有摩擦力的情况下能达到清管器减速的目的，这样会造成清管器速度一定范围内发生波动。大多数调速清管器都是将滚轮作为速度采集单元，工作过程中滚轮始终紧压在管道内壁上，滚轮与管道、芯轴之间的摩擦力成为清管器工作过程中需要克服的阻力。除此之外，附加在清管器上的调速装置往往能使清管器与管道之间或流体对清管器的作用力发生一定的变化，调速单元的引入不可避免的使清管器结构变得复杂，工作过程中，任何一个环节的失效都会增加清管器卡堵的风险。因此，设计一种能在正常工作时进行运行速度调节，又能在发生卡堵时实现自解堵功能的清管器十分必要。随着新材料的发展，人们对聚合物螺旋卷绕型人工肌肉进行了一定的研究，它能在环境温度发生变化时输出大的变形量和驱动力，将温度升高时长度缩短的人工肌肉制成的驱动器运用在清管器上，能很好地解决清管器调速和卡堵的问题。
技术实现思路
针对传统清管器在运行过程中速度变化影响清管效果以及管道变形或沉积物过厚引起的清管器卡堵问题，本技术提供一种自解堵的调速清管器，本技术提供的清管器为中空结构，中心位置有一定的泄流面积，原油从中间位置流过，经导轮后冲击并带动叶轮转动，叶轮外沿固定有磁极，清管器内本体上的凹槽内布置有线圈，随着磁场的变化产生电能，致动器由聚合物螺旋卷绕型人工肌肉编制而成，内部包含电热丝，在电能作用下转化为热能，温度升高后人工肌肉收缩并输出驱动力，使清管器皮碗发生形变，以调节皮碗与管道间摩擦力的方法实现清管器调速功能。同理，在清管器发生卡堵时，发电机发电量增加，皮碗剧烈收缩实现自解堵。这种自解堵的调速清管器有发电功能，在与其他设备组合使用时可为其它设备供电，将电能转化为热能的方法也有利于管道内壁蜡质等沉积物的清除。本技术采用的技术方案为：自解堵的调速清管器，包括致动器、致动器保护套、皮碗、清管器外本体、导线、调距环、轴承、芯轴、叶轮、磁极、线圈、支撑圈、清管器内本体和导轮，所述的皮碗设在清管器外本体两端，所述的清管器内本体位于清管器外本体内，所述的清管器内本体与清管器外本体和皮碗组成中空结构；所述的线圈固定在清管器内本体的环形凹槽内，所述的叶轮位于线圈内，所述的磁极设在叶轮的外圆周面上，所述的调距环与支撑圈设在线圈两端的清管器内本体上；所述的轴承和叶轮设在芯轴上，所述的芯轴设在清管器内本体内且两端分别与调距环和支撑圈连接；所述的导轮设在清管器内本体内部且位于支撑圈的一侧；所述的致动器保护套设在皮碗上，所述的致动器位于致动器保护套内，所述的致动器内设有的电热丝，所述的线圈通过导线与致动器内的电热丝连接。所述的皮碗与清管器外本体通过固定压板和紧定螺栓组固定。所述的致动器是由多条线状聚合物卷绕型人工肌肉编制而成。所述的致动器保护套内部充装有液体。所述的叶轮的外圆周面上均匀布有多个条状磁极并通过磁极挡套将磁极固定在叶轮的外圆周面上。所述的芯轴穿过支撑圈后设有防冲蚀头。本技术的技术效果为：本技术将热致收缩型人工肌肉应用于清管器的皮碗部分，同时在清管器上安装叶轮，通过清管器的动作速度-叶轮转速-输出电压-人工肌肉发热量-皮碗变形量-摩擦力-清管器速度的控制，使其形成一个闭环系统，布置的人工肌肉，能实现清管器速度的自动调节，并在清管器发生卡堵时实现自解堵。以下将结合附图进行进一步的说明。附图说明图1为本技术结构示意图。图中，附图标记为：1、致动器；2、致动器保护套；3、皮碗；4、紧定螺栓组；5、清管器外本体；6、导线；7、固定压板；8、紧固螺母；9、垫圈；10、调距环；11、轴承；12、芯轴；13、叶轮；14、磁极；15、线圈；16、磁极挡套；17、支撑圈；18、防冲蚀头；19、清管器内本体；20、导轮。具体实施方式实施例1：针对传统清管器在运行过程中速度变化影响清管效果以及管道变形或沉积物过厚引起的清管器卡堵问题，本技术提供一种如图1所示的自解堵的调速清管器，本技术提供的清管器为中空结构，中心位置有一定的泄流面积，原油从中间位置流过，经导轮后冲击并带动叶轮转动，叶轮外沿固定有磁极，清管器内本体上的凹槽内布置有线圈，随着磁场的变化产生电能，致动器由聚合物螺旋卷绕型人工肌肉编制而成，内部包含电热丝，在电能作用下转化为热能，温度升高后人工肌肉收缩并输出驱动力，使清管器皮碗发生形变，以调节皮碗与管道间摩擦力的方法实现清管器调速功能。同理，在清管器发生卡堵时，发电机发电量增加，皮碗剧烈收缩实现自解堵。这种自解堵的调速清管器有发电功能，在与其他设备组合使用时可为其它设备供电，将电能转化为热能的方法也有利于管道内壁蜡质等沉积物的清除。自解堵的调速清管器，包括致动器1、致动器保护套2、皮碗3、清管器外本体5、导线6、调距环10、轴承11、芯轴12、叶轮13、磁极14、线圈15、支撑圈17、清管器内本体19和导轮20，所述的皮碗3设在清管器外本体5两端，所述的清管器内本体19位于清管器外本体5内，所述的清管器内本体19与清管器外本体5和皮碗3组成中空结构；所述的线圈15固定在清管器内本体19的环形凹槽内，所述的叶轮13位于线圈15内，所述的磁极14设在叶轮13的外圆周面上，所述的调距环10与支撑圈17设在线圈15两端的清管器内本体19上；所述的轴承11和叶轮13设在芯轴12上，所述的芯轴12设在清管器内本体19内且两端分别与调距环10和支撑圈17连接；所述的导轮20设在清管器内本体19内部且位于支撑圈17的一侧；所述的致动器保护套2设在皮碗3上，所述的致动器1位于致动器保护套2内，所述的致动器1内设有的电热丝，所述的线圈15通过导线6与致动器1内的电热丝连接。本技术提供的致动器1作为自解堵调速清管器变形和驱动力的输出部分，结构为网状人工肌肉，人工肌肉为加有电热丝的螺旋卷绕型聚合物，在热作用下会收缩并有一定的驱动力，发热也有助于清管；致动器保护套2能为致动器1提供良好的工作环境；皮碗3可为清管器提供支撑并直接接触管道内壁，进行清管作业；清管器外本体5用于装设清管器上的各零部件；调距环10能对叶轮13的位置进行调整；轴承11能降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自解堵的调速清管器，其特征在于：包括致动器（1）、致动器保护套（2）、皮碗（3）、清管器外本体（5）、导线（6）、调距环（10）、轴承（11）、芯轴（12）、叶轮（13）、磁极（14）、线圈（15）、支撑圈（17）、清管器内本体（19）和导轮（20），所述的皮碗（3）设在清管器外本体（5）两端，所述的清管器内本体（19）位于清管器外本体（5）内，所述的清管器内本体（19）与清管器外本体（5）和皮碗（3）组成中空结构；所述的线圈（15）固定在清管器内本体（19）的环形凹槽内，所述的叶轮（13）位于线圈（15）内，所述的磁极（14）设在叶轮（13）的外圆周面上，所述的调距环（10）与支撑圈（17）设在线圈（15）两端的清管器内本体（19）上；所述的轴承（11）和叶轮（13）设在芯轴（12）上，所述的芯轴（12）设在清管器内本体（19）内且两端分别与调距环（10）和支撑圈（17）连接；所述的导轮（20）设在清管器内本体（19）内部且位于支撑圈（17）的一侧；所述的致动器保护套（2）设在皮碗（3）上，所述的致动器（1）位于致动器保护套（2）内，所述的致动器（1）内设有的电热丝，所述的线圈（15）通过导线（6）与致动器（1）内的电热丝连接。/n...

【技术特征摘要】
1.自解堵的调速清管器，其特征在于：包括致动器（1）、致动器保护套（2）、皮碗（3）、清管器外本体（5）、导线（6）、调距环（10）、轴承（11）、芯轴（12）、叶轮（13）、磁极（14）、线圈（15）、支撑圈（17）、清管器内本体（19）和导轮（20），所述的皮碗（3）设在清管器外本体（5）两端，所述的清管器内本体（19）位于清管器外本体（5）内，所述的清管器内本体（19）与清管器外本体（5）和皮碗（3）组成中空结构；所述的线圈（15）固定在清管器内本体（19）的环形凹槽内，所述的叶轮（13）位于线圈（15）内，所述的磁极（14）设在叶轮（13）的外圆周面上，所述的调距环（10）与支撑圈（17）设在线圈（15）两端的清管器内本体（19）上；所述的轴承（11）和叶轮（13）设在芯轴（12）上，所述的芯轴（12）设在清管器内本体（19）内且两端分别与调距环（10）和支撑圈（17）连接；所述的导轮（20）设在清管器内本体（19）内部且位于支撑圈（17）的一侧；所述的致动器保护套（2）设在皮碗（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭凯，郭亚红，李永生，董艳国，周元甲，张玉强，
申请(专利权)人：西安长庆科技工程有限责任公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61