一种天然气管道清管机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种天然气管道清管机器人，属于管道清洗技术领域，包括骨架、里程轮组件、控制器、转阀和驱动转阀转动的电机；骨架为前后两端开口的筒体，骨架外安装有多个皮碗组件；骨架内设有声波发生器阵列，声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器，流体动力式声波发生器的进口均与骨架后端开口相通，出口均与骨架前端开口相通；骨架内的声波发生器阵列的后方固定有将骨架内前后分隔的控速尾板，控速尾板开设有使骨架内前后连通的多个泄流孔，且各流体动力式声波发生器与各泄流孔一一对应连接；转阀包括将各泄流孔可完全封闭的多个扇叶组，电机安装在控速尾板的前端并与转阀连接。实现清洗与控速融合技术。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气管道清管机器人
本专利技术属于管道清洗
，具体涉及一种天然气管道清管机器人。
技术介绍
长输管道是输送石油、天然气等能源的重要运输手段。管道在役工作一段时间后，会受到化学腐蚀、流体冲蚀、疲劳损坏、外界环境等诸多因素的破坏，管道内壁会产生裂纹或其他缺陷，甚至会造成非常严重的事故，如有毒物质泄露或者引发火灾等，这些都将造成巨大的损失。而清管机器人是一种新颖的技术检测手段，通过清管机器人携带特定的传感器和检测装置等定期对长输管道进行检测，有助于及时排除安全隐患，降低管道事故发生率，对避免或降低意外事故的发生具有重要意义。当前对控速原理的研究较多，针对清洗的研究较为不足，现有的清洗机器人绝大多数还是利用钢刷、皮碗、直板等对天然气管道进行清理，对天然气管道内部磨损较为严重。且当前针对控速技术的研究较为独立，不能与清洗结构较好的兼容，因此，需要研发一款控速与清洗结构相互兼容的清管机器人。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天然气管道清管机器人，以解决上述问题。为实现本专利技术目的，采用的技术方案为：一种天然气管道清管机器人，包括骨架、里程轮组件、控制器、转阀和驱动转阀转动的电机；骨架为前后两端开口的筒体，骨架外安装有多个皮碗组件；控制器的输入端与里程轮组件电连接，控制器的输出端与电机电连接；骨架内设有声波发生器阵列，声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器，流体动力式声波发生器的进口均与骨架后端开口相通，出口均与骨架前端开口相通；骨架内的声波发生器阵列的后方固定有将骨架内前后分隔的控速尾板，控速尾板开设有使骨架内前后连通的多个泄流孔，且各流体动力式声波发生器与各泄流孔一一对应连接；转阀安装在控速尾板的后端，转阀包括将各泄流孔可完全封闭的多个扇叶组，电机安装在控速尾板的前端并与转阀连接。作为进一步可选方案，所述骨架的前端开口连接有声波导管。作为进一步可选方案，所述骨架内的前部固定有挡板，挡板与控速尾板及各流体动力式声波发生器之间的形成密封空间，电机和控制器位于所述密封空间内。作为进一步可选方案，每个所述扇叶组包括从前向后依次设置的第一层扇叶、第二层扇叶……第N层扇叶；每个扇叶组的第N层扇叶与电机的输出轴固定连接，其他层的扇叶与电机的输出轴转动连接；第一层扇叶、第二层扇叶……第N层扇叶的前端面均具有驱动销，控速尾板的后端面、第一层扇叶……第N-1层扇叶的后端面均具有与驱动销适配并沿扇叶组转动方向设置的弧形凹槽。作为进一步可选方案，至少一个所述皮碗组件包括同轴的前花瓣皮碗和后花瓣皮碗；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外缘均为前小后大的锥面；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗均为橡胶材料，且二者的锥面均覆盖有耐磨材料层；前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外缘均周向分布有豁槽，使二者呈花瓣状，且二者的豁槽相互交错。作为进一步可选方案，所述皮碗组件还包括支撑皮碗，支撑皮碗的外圆面为圆柱面，且外径小于前花瓣皮碗和后花瓣皮碗；支撑皮碗位于前花瓣皮碗的前端。作为进一步可选方案，所述耐磨材料层为聚四氟乙烯。作为进一步可选方案，所述橡胶材料为聚氨酯橡胶。作为进一步可选方案，所述前花瓣皮碗和后花瓣皮碗的外径相同。作为进一步可选方案，所述流体动力式声波发生器为哈特曼声波发生器。本专利技术的有益效果是：清管机器人通过里程轮组件采集速度，传输控制系统处理数据，从而控制泄流孔处扇叶的开度来调节机器人前后压差，最终实现对机器人速度的控制；气流通过泄流孔后，被声波发生器阵列利用，产生高强声波并在前端汇聚，以提高清洗效率，从而实现清洗与控速融合技术；还能通过皮碗组件的结构设置来增加使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的天然气管道清管机器人的结构示意图；图2是图1所示天然气管道清管机器人的后视图；图3是图2中A-A剖视图；图4是转阀中一组扇叶组与控速尾板的分解状态图；图5是哈特曼声波发生器的结构机理示意图；附图标记：1-骨架；2-里程轮组件；3-电机；4-控速尾板；5-泄流孔；6-扇叶组；7-驱动销；8-弧形凹槽；9-底座；10-连杆；11-里程轮：12-皮碗组件；13-声波导管；14-流体动力式声波发生器；15-前花瓣皮碗；16-后花瓣皮碗；17-锥面；18-耐磨材料层；19-豁槽；20-支撑皮碗；21-挡板。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。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。可以理解的是，附图仅仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述，并不限定连接方式。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步阐述。图1至图5示出了本专利技术提供的天然气管道清管机器人，包括骨架1、里程轮组件2、控制器、转阀和驱动转阀转动的电机3；骨架1为前后两端开口的筒体，骨架1外安装有多个皮碗组件12；控制器的输入端与里程轮组件2电连接，控制器的输出端与电机3电连接；骨架1内设有声波发生器阵列，声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器14，流体动力式声波发生器14的进口均与骨架1后端开口相通，出口均与骨架1前端开口相通；骨架1内的声波发生器阵列的后方固定有将骨架1内前后分隔的控速尾板4，控速尾板4开设有使骨架1内前后连通的多个泄流孔5，且各流体动力式声波发生器14与各泄流孔5一一对应连接；转阀安装在控速尾板4的后端，转阀包括将各泄流孔5可完全封闭的多个扇叶组6，电机3安装在控速尾板4的前端并与转阀连接。前端方向即是清管机器人行走方向的前方。声波发生器阵列利用清管机器人前后压差产生的高压高速气流产生高强声波，高强声波可以将天然气管道内的污物震碎，通过流体动力式声波发生器14阵列的排列方式增加发声器个数，进而增加声波的功率；最后通过骨架1前端开口处汇聚声波，并在一定方向上发射，以提高清洗效能。污物由皮碗组件12在天然气管道内摩擦带出。骨架1的前端开口可连接有声波导管13，用于对声波进行汇聚。声波导管13可为前大后小的喇叭状。骨架1内的前部固定有挡板21，挡板21与控速尾板4及各流体动力式声波发生器14之间的形成密封空间，电机3和控制器位于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气管道清管机器人，包括骨架、里程轮组件、控制器、转阀和驱动转阀转动的电机；骨架为前后两端开口的筒体，骨架外安装有多个皮碗组件；控制器的输入端与里程轮组件电连接，控制器的输出端与电机电连接；其特征在于，骨架内设有声波发生器阵列，声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器，流体动力式声波发生器的进口均与骨架后端开口相通，出口均与骨架前端开口相通；骨架内的声波发生器阵列的后方固定有将骨架内前后分隔的控速尾板，控速尾板开设有使骨架内前后连通的多个泄流孔，且各流体动力式声波发生器与各泄流孔一一对应连接；转阀安装在控速尾板的后端，转阀包括将各泄流孔可完全封闭的多个扇叶组，电机安装在控速尾板的前端并与转阀连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种天然气管道清管机器人，包括骨架、里程轮组件、控制器、转阀和驱动转阀转动的电机；骨架为前后两端开口的筒体，骨架外安装有多个皮碗组件；控制器的输入端与里程轮组件电连接，控制器的输出端与电机电连接；其特征在于，骨架内设有声波发生器阵列，声波发生器阵列包括多个流体动力式声波发生器，流体动力式声波发生器的进口均与骨架后端开口相通，出口均与骨架前端开口相通；骨架内的声波发生器阵列的后方固定有将骨架内前后分隔的控速尾板，控速尾板开设有使骨架内前后连通的多个泄流孔，且各流体动力式声波发生器与各泄流孔一一对应连接；转阀安装在控速尾板的后端，转阀包括将各泄流孔可完全封闭的多个扇叶组，电机安装在控速尾板的前端并与转阀连接。


2.根据权利要求1所述的天然气管道清管机器人，其特征在于，所述骨架的前端开口连接有声波导管。


3.根据权利要求1所述的天然气管道清管机器人，其特征在于，所述骨架内的前部固定有挡板，挡板与控速尾板及各流体动力式声波发生器之间的形成密封空间，电机和控制器位于所述密封空间内。


4.根据权利要求1所述的天然气管道清管机器人，其特征在于，每个所述扇叶组包括从前向后依次设置的第一层扇叶、第二层扇叶……第N层扇叶；每个扇叶组的第N层扇叶与电机的输出轴固定连接，其他层的扇叶与电机的输出轴转动连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤海平，李建伟，王景栋，高山嵩，王康，刘传邦，贺元骅，邓志彬，
申请(专利权)人：中国民用航空飞行学院，
类型：发明
国别省市：四川;51