管道内防腐涂层自动补口机制造技术

本发明专利技术是一种管道内防腐涂层自动补口机，属于空心工件内表面喷涂液体及预处理设备。由驱动、行走、除锈、吸尘、喷涂、监控和电源七部分组成。机体为三节，用铰轴球头组件联接成一体。后部有行走电机驱动主动轮，五对从动轮安装在中部和前部。除锈部分由一个电机带动旋转架旋转，旋转架上安装三个小电机带动钢刷旋转除锈。用吸尘器吸收锈尘。喷涂电机带动旋杯高速旋转，把液体涂料甩喷到焊口区域。能在直径７００～１０００毫米管道内深达１公里以上自进自出。用无线遥控和视频图像直观，完成焊口定位、除锈、吸尘、喷涂全过程焊口补口作业。自动化程度和工效高，补口质量好，为国内管道施工提供了一种机、电、讯一体化自主创新设备，具有推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到对空心工件内表面喷涂液体或其他流体而专门设计的装置， 也涉及到在喷涂之前对其表面的除锈预处理。具体而言是一种管道内防腐涂层 自动补口机。(二)
技术介绍
钢管道铺设施工前，如果需要进行内防腐，首先要在预制厂对单根钢管内 表面喷涂绝缘防腐涂层，钢管两端只预留很少一段不喷涂。在管道施工现场， 将单根钢管焊接成约1公里长的若干管段，然后在每道焊口处内表面喷涂绝缘 防腐层。此种作业用的机械设备称为"补口机"。自七十年代以来，国外出现了 一些管道内涂层补口装置，尤其是美国和日本的一些管道施工专业公司，还拥 有一些专利技术。其中，焊口定位、除锈、喷涂，是补口机的三大重点技术。 美国商业树脂公司研制的环氧粉末内涂层补口车，采用同位素铯置于管道外壁焊口处，给补口车在管内定位。美国专利4092950采用管内触指式传感器找到 焊口，并通过复杂的制动装置使补口车停在焊口处，完成补口作业。由于每焊 接一道焊口补一道焊口，焊接与补口互相等待，交叉作业，工效不高。日本钢 铁和管道公司研制的自动补口机具，可深入到小354 609毫米管道的500米处， 分两次分别进行除锈和补口作业。由于其作业程序用管外控制盘通过长电缆遥 控完成，很不方便，工效也不高。还有美国专利3967584、 4340010等，都有上 述缺点和不足之处。九十年代初，国内开始拥有自主知识产权的补口机。其中 最早是胜利油田油建一公司研制的"钢管道内涂层焊口补口机"(91106511.3)。 其焊口定位采用触指探头及控制电路，可深入到管内1公里，自主完成除锈和 喷涂作业。后来是中原油田油建公司研制的"补口机除锈装置"(92200194.4) 和"补口机甩涂装置"(92224565.7)。其实质上是把补口机一分为二，变为两台 自成一体的机械设备，分别完成除锈和喷涂作业。除锈作业时，焊口定位仍采 用触指探头；喷涂作业时，焊口定位采用色敏传感器。上述国产补口机虽然比 其先前的国外补口机技术更先进，功能更完善，但是由于其焊口定位、除锈和 喷涂都是预先设定程序，进入管内自主完成，无法直接观察并实时监控操作，也就难以保证除锈和喷涂质量。另外，其机体结构也有一些缺点和不足之处， 爬坡能力不够强，适用管径范围不够大。
技术实现思路
鉴于上述已有技术的缺点和不足之处，本专利技术的目的就在于自主创新，研 制和提供一种与众不同，能够实现无线遥控和实时观察的管道内防腐涂层自动 补口机。使其功能更齐全，作业动态直观，焊口定位更快速而精确，除锈和喷 涂质量更好，机体结构更合理，进一步提高爬坡能力和扩大适用管径范围。上述目的是由下述技术方案实现的管道内防腐涂层自动补U机，包括驱动、行走、除锈、吸尘、喷涂、监控 和电源七大部分，由二节机体组合联接成为一体。由前向后依次是喷涂部分、 除锈部分、吸尘部分和驱动部分。行走部分由主动轮和从动轮组件组成。监控 部分的控制箱安装在驱动箱体后半部底架上。电源为电池组，安装在电源箱体 和吸尘箱体内。其特征是(1) 驱动箱体、电源箱体和吸尘箱体共用一个底架，三个箱体端部的支撑 板固定到底架卜.使其成为一体。吸尘箱体、除锈部分、喷涂箱体三节之间采用 铰轴球头组件柔性联接。这种联接方式，主、从动轮能全都接触管壁，并有利 于爬坡或下坡。(2) 从动轮组件有五对，分别安装在吸尘箱体、除锈部分、喷涂箱体的下 方两侧。主动轮有两对，安装在驱动箱体下方两侧。从动轮和主动轮统称行走 轮。行走轮这种安装布局方式，也有利于行走轮能全都接触管壁，并有利于爬 坡或下坡。(3) 驱动部分由底架、驱动箱体、行走电机、行走电机减速器、齿轮箱和 驱动轴组成。行走电机与行走减速器为一体，通过齿轮箱安装在底架前半部。(4) 除锈部分由支撑板、空心轴、旋转架、加长杆、除锈钢刷电机、钢刷、 除锈箱体、除锈旋转电机、除锈减速器和摄像头组成。空心轴的两端固定在前、 后两块支撑板上，旋转架通过轴承装在空心轴外面，加长杆装在旋转架上，除 锈钢刷电机装在加长杆外端，钢刷装在除锈钢刷电机前端。除锈减速器装在前 支撑板上部，其向后伸出部分的齿轮与旋转架前端齿轮啮合。除锈旋转电机与 除锈减速器为一体，装在除锈箱体内。摄像头装在除锈箱体侧壁上。(5) 吸尘部分由底架、前后支撑板、吸尘箱体、吸尘电机、吸尘器、吸尘管、吸尘头、摄像头和逆变器组成。前、后支撑板和吸尘器装在底架上。吸尘 器由吸尘电机带动，由逆变器给吸尘电机提供220伏交流电源。吸尘头装在吸尘箱体前端底部，吸尘管将吸尘器与吸尘头连接。摄像头装在吸尘头附近吸尘 箱体的侧壁上。(6) 喷涂部分由底架、前、后支撑板及喷涂箱体内、外两部分组成。喷涂 箱体内有涂料箱、料泵电机、料泵减速器、涂料泵和涂料管。前、后支撑板和 涂料箱装在底架上，料泵电机、料泵减速器和涂料泵装在喷涂箱体后部下方， 涂料管装在喷涂箱体甜部。喷涂箱体外有喷涂电机、挠性联轴器、高速轴、挡 板、旋杯和高度调节组件。喷涂电机装在前支撑板前面的高度调节组件上。挠 性联轴器的里端与喷涂电机输出轴联接，外端与高速轴联接，高速轴外端装旋 杯，旋杯后面装有挡板。(7) 机载监控部分由可编程控制器、编码器、伺服电机驱动器、控制继电 器、直流继电器、无线遥控接收装置、摄像头、限位开关、电源模块和天线组 成。可编程控制器为控制中心，其输入端与无线遥控接收装置、编码器、电源 模块和限位开关连接，其输出端分别与11个控制继电器和伺服电机驱动器连接， 控制继电器又与直流继电器连接，直流继电器又分别与喷涂电机、除锈旋转电 机、除锈钢刷电机、料泵电机和吸尘电机连接。伺服电机驱动器与行走电机连 接。摄像头与无线遥控接收装置连接。(8) 管外监控部分装在手持遥控箱内，由无线遥控发送装置、显示器、电源模块、天线、遥控手柄和若干按键组成。无线遥控发送装置的输入端与操作 手柄、若干按键和电源模块连接，输出端与显示器连接。上述管道内防腐涂层自动补u机的铰轴球头组件，由铰轴、球头和球头座组成。铰轴的后端固定到后一部分的支撑板上，铰轴的前部是球头，球头置于 球头座中，球头座固定到前一部分的支撑板上。上述管道内防腐涂层自动补u机的从动轮组件，由从动轮、从动轴、轴承座和向心球轴承组成。从动轮装在从动轴两端，从动轴通过向心球轴承装在轴 承座中。轴承座上带有滑导，滑导与固定在支撑板上的滑板配合，调节从动轮 的高度，适应不同的管径。上述管道内防腐涂层自动补口机的高度调节组件，由定位座、滑导和滑板 组成。定位座固定在滑导上，滑板固定在支撑板上，滑导与滑板配合，调节除锈部分的旋转架和喷涂部分旋杯的高度，适应不同的管径。上述管道内防腐涂层自动补口机的吸尘头下端有小轴承。吸尘工作时，小 轴承接触管壁下部，边滚动边吸尘，不工作时吸尘头是悬空的。上述管道内防腐涂层自动补口机的可编程控制器PLC，选用三菱FX1S —64MT型。用了其输入端的21个端口，输出端的20个端口。按照上述技术方案制造成的管道内防腐涂层自动补口机，其机体结构布局 合理紧凑，无线监控功完善可靠。能在小700 1000毫米的管道内深达1000米以 上，自行进出，自动完成焊口除锈、吸尘和喷涂作业。不但自动化程度高，而 且能实时无线监控，操作人员从显示器上能观察到补口机是否到达焊口， 一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道内防腐涂层自动补口机，包括驱动、行走、除锈、吸尘、喷涂、监控和电源七大部分，由三节机体组合联接成为一体。由前向后依次是，喷涂部分、除锈部分、吸尘部分和驱动部分，行走部分由主动轮（７）和从动轮组件（１９）组成，监控部分的控制箱（６）安装在驱动箱体（１）后半部底架（８）上，电源为电池组（１１），安装在电源箱体（１０）和吸尘箱体（１３）内，其特征是：　（１）驱动箱体（１）、电源箱体（１０）和吸尘箱体（１３）共用一个底架（８），吸尘箱体（１３）、除锈部分、喷涂箱体（３３）三节机体之间采用铰轴球头组件（２１）柔性联接；　（２）从动轮组件（１９）有五对，分别安装在吸尘箱体（１３）、除锈部分、喷涂箱体（３３）的下方两侧，主动轮（７）有两对，安装在驱动箱体（１）下方两侧；　（３）驱动部分由底架（８）、驱动箱体（１）、行走电机（２）、行走减速器（３）、齿轮箱（４）和驱动轴组成，行走电机（２）与行走减速器（３）为一体，通过齿轮箱（４）安装在底架（８）前半部；　（４）除锈部分由支撑板（９）、空心轴（２７）、旋转架（２６）、加长杆（２４）、除锈钢刷电机（２５）、钢刷（２３）、除锈箱体（３１）、除锈旋转电机（３０）、除锈减速器（２９）和摄像头（１５）组成，空心轴（２７）的两端固定在前、后两块支撑板（９）上，旋转架（２６）通过轴承安装在空心轴（２７）外面，加长杆（２４）安装在旋转架（２６）上，除锈钢刷电机（２５）安装在加长杆（２４）外端，钢刷（２３）安装在除锈钢刷电机（２５）前端，除锈减速器（２９）安装在前支撑板（９）上部，其向后伸出部分的齿轮与旋转架（２６）前端齿轮啮合，除锈旋转电机（３０）与除锈减速器（２９）为一体，安装在除锈箱体（３３）内，摄像头（１５）安装在除锈箱体（３３）侧壁上；　（５）吸尘部分由底架（８）、前后支撑板（９）、吸尘箱体（１３）、吸尘电机（１７）、吸尘器（１２）、吸尘管（１４、１６）、吸尘头（２０）、摄像头（１５）和逆变器（１８）组成，前、后支撑板（９）、逆变器（１８）和吸尘器（１２）安装在底架（８）上，吸尘器（１２）由吸尘电机（１７）带动，由逆变器（１８）给吸尘器（１２）提供２２０伏交流电源，吸尘头（２０）安装在吸尘箱体（１３）前端底部，吸尘管（１４、１６）将吸尘器（１２）与吸尘头（２０）连接，摄像头（１５）安装在吸尘头（２０）附近吸尘箱体（１３）的侧壁上；　（６）喷涂部分由底架（８）、前后支撑板（９）及...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明，王开怀，孟庆春，杨涛，刘杰，王绍智，叶斌，马云军，
申请(专利权)人：东营市科威智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]