CN104438251A - 一种带液压系统的清管器速度控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带液压系统的清管器速度控制器，能够克服旁通阀控制方式的缺点。其技术方案：前轮通过支架安装到基座上，沿着基座径向布置，支架下端设置压缩弹簧，前轮连接齿轮泵；径向柱塞马达用螺栓安装到基座端部，变速器设置于基座中心，变速器输出轴通过连杆驱动筒体内的质量块旋转；后轮安装到后端盖上，连杆A端部固定摩擦片，摩擦片贴近后轮外沿，连杆A中间铰接到后端盖上，连杆A另一端和连杆B端部铰接，连杆B另一端铰接到定筒上，定筒和中心轴花键连接。本发明所述清管器速度控制器只需要设置在清管器后侧，能够适用于多类清管作业。

Description

一种带液压系统的清管器速度控制器
技术领域
本发明涉及一种清管器速度控制器。
背景技术
在对油气管道进行清管和检测过程中，一般法规要求清管设备运行速度为3.5～5m/s；管道内检测设备为了获得较佳的检测数据质量，要求设备的运行速度低于5m/s；电磁超声检测设备则要求其运行速度低于2m/s。清管器在通过管道上下坡段、弯曲段、积液、积砂及结垢段时速度变化较大，直接使用常规清管器不能够满足速度控制要求。
现有油气管道清管器速度控制方式为主动控制方式和被动控制方式。
主动控制采用旁通阀控制方式，其技术方案为：用里程轮采集清管器速度或者用加速度传感器获得清管器速度；电控系统对信号处理；通过电机来调整泄流阀的开启程度；再通过泄流阀开度调节清管器前后压差，调整清管器推动力，从而控制清管器运行速度。
被动控制方式是通过调节清管作业中入口端和出口端的介质压力和流量来间接控制清管器速度。因为气体的可压缩性，被动控制方式往往难以达到较好速度控制效果，清管器容易因为速度过大引起冲击，造成清管器和管道损伤等问题。
目前的主动控制方式控制电机消耗电能，清管器自带的蓄电池电量有限，因此长距离管道清管受到限制。另一方面，电控方式的旁通阀控制方案因为考虑管内介质、管道形状等诸多因素而变得复杂。在管道超声波检测时，一般采用两个密封型清管器封隔一段液柱，超声波检测设备浸没于液体内利用液体作为耦合剂。在此种工况下，清管器前后端介质不能相通，所以旁通阀控制方式使用受到限制。在管道排液操作中，利用气体从后端推动清管器向前运行，清管器将液体推扫出管道。在此种作业中，清管器前后端介质同样不能连通，否则液体会泄流回清管器后端。国内旁通阀主动控制方式清管器尚不成熟，国外该类清管器租用价格昂贵，目前国内油气管道清管仍然以被动控制方式为主。
因此，研制适用工况更广的清管器主动控制器具有重要意义和使用前景。
发明内容
本发明的目的：为了克服清管器旁通阀泄流速度控制方式的缺点，特提供一种带液压系统的清管器速度控制器。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种带液压系统的清管器速度控制器，包括后轮、摩擦片、连杆A、连杆B、后端盖、筒体、中心轴、转筒、定筒、连杆C、质量块、连杆D、前端盖、前轮、齿轮泵、支架、基座、径向柱塞马达、变速器、套筒、活动盘、固定环、中间壳体、低压油箱、橡胶囊、支撑块、支撑臂，其特征在于：
摩擦片固定在连杆A的端部，连杆A中间铰接到后端盖上，连杆A另一端和连杆B的端部铰接，连杆B的另一端铰接到定筒上；定筒套在中心轴上并通过花键连接，定筒外套转筒；中心轴设置于筒体内并安装到后端盖的中心孔内，用螺纹连接。
套筒安装到变速器输出轴上，采用花键连接，套筒外沿设置两个支座且沿着套筒圆周方向均匀布置；连杆C的端部和连杆D的端部铰接到质量块上，连杆C的另一端铰接到转筒上，连杆D的另一端铰接到套筒上。
后端盖与筒体用螺栓连接，筒体和前端盖用螺栓连接，前端盖中间安装基座，前端盖和基座用螺栓连接；基座靠近前端盖位置安装变速器，基座另一端安装径向柱塞马达，变速器输入轴和径向柱塞马达的输出轴用联轴器连接。
基座径向设置至少两个凸台且沿着基座圆周方向均匀分布，凸台中心设置矩形孔；支架一端设置开口，前轮通过前轮轴安装在支架的开口内，支架另一端设置圆孔并且安装在基座凸台的矩形孔内，支架底端的圆孔内设置压缩弹簧；齿轮泵通过中间壳体安装到支架上，用螺栓连接，齿轮泵驱动轴和前轮轴通过齿轮传动相互连接。
低压油箱为封闭型，设置于基座两个相邻凸台之间，用螺栓安装到基座上，低压油箱外设置橡胶囊，橡胶囊通过压环安装到低压油箱上，用螺栓连接，低压油箱在橡胶囊通孔位置开设小孔，将低压油箱和橡胶囊内部连通。
后端盖径向设置至少两个截面形状为矩形的开口，沿着后端盖圆周方向均匀分布；后端盖径向开口的两边设置长条形支撑臂，支撑臂轴向钻孔，支撑臂端部设置截面形状为矩形的滑槽；支撑块设置于支撑臂的滑槽内，两个相邻的支撑块之间安装后轮；支撑臂中心孔内安装压缩弹簧，压缩弹簧顶在支撑块的下端。
限位螺母安装到中心轴中间位置，采用螺纹连接，限位螺母和定筒之间设置压缩弹簧。
固定环安装到中心轴靠近前轮一侧的端部，采用螺纹连接，固定环和套筒之间设置活动盘，活动盘与固定环之间设置推力轴承。
本发明具有的有益效果是：(1)本发明所述清管器速度控制器无电器元件，安全可靠，不需要通过蓄电池存储能量，可以用于长距管道清管；(2)本发明所述清管器速度控制器只需要设置在清管器后侧，能够适用于多类清管作业。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的B-B剖视图。
图中：1.后轮；2.摩擦片；3.连杆A；4.连杆B；5.后端盖；6.筒体；7.中心轴；8.转筒；9.定筒；10.连杆C；11.质量块；12.连杆D；13.前端盖；14.前轮；15.齿轮泵；16.支架；17.基座；18.径向柱塞马达；19.联轴器；20.变速器；21.套筒；22.活动盘；23.固定环；24.限位螺母；25.前轮轴；26.齿轮A；27.齿轮B；28.中间壳体；29.低压油箱；30.压环；31.橡胶囊；32.高压油箱；33.后轮轴；34.支撑块；35.压板；36.支撑臂。
具体实施方式
本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面结合图1、2、3对本发明作以下描述。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。
如图1所示，摩擦片2固定在连杆A3的端部，连杆A3中间铰接到后端盖5上，连杆A3另一端和连杆B4的端部铰接，连杆B4的另一端铰接到定筒9上。定筒9套在中心轴7上并通过花键连接，定筒9外套转筒8，定筒9端部设置台阶，转筒8通过推力轴承压紧在定筒9的台阶上。
如图1所示，中心轴7设置于筒体6内并安装到后端盖5的中心孔内，用螺纹连接。中心轴7中间设置螺纹并安装限位螺母24，限位螺母24和定筒9之间设置压缩弹簧。中心轴7位于筒体6内的端部安装固定环23，采用螺纹连接，固定环23和套筒21之间设置活动盘22，活动盘22与固定环23之间设置推力轴承。套筒21安装到变速器20输出轴上，采用花键连接，套筒21外沿设置两个支座且沿着套筒21圆周方向均匀布置。连杆C10的端部和连杆D12的端部铰接到质量块11上，连杆C10的另一端铰接到转筒8上，连杆D12的另一端铰接到套筒21上。
如图1所示，后端盖5与筒体6用螺栓连接，筒体6和前端盖13用螺栓连接，前端盖13中间安装基座17，前端盖13和基座17用螺栓连接。基座17设置中心孔，基座17靠近前端盖13位置安装变速器20，变速器20设置于基座17的中心位置，基座17另一端安装径向柱塞马达18，变速器20输入轴和径向柱塞马达18的输出轴用联轴器19连接。
如图2所示，基座17径向设置4个凸台，凸台中心设置矩形孔。支架16一端设置开口，前轮14通过前轮轴25安装在支架16的开口内，支架16另一端设置圆孔并且安装在基座17凸台的矩形孔内，支架16底端的圆孔内设置压缩弹簧。前轮轴25一端安装齿轮A26，齿轮泵15驱动轴安装齿轮B27，齿轮A26和齿轮B27相互啮合，齿轮泵15通过中间壳体28安装到支架16上，用螺栓连接。
如图2所示，低压油箱29为封闭型，设置于基座17两个相邻凸台之间，用螺栓安装到基座17上。低压油箱29外设置橡胶囊31，橡胶囊31通过压环30安装到低压油箱29上，用螺栓连接，低压油箱29在橡胶囊31通孔位置开设小孔，将低压油箱29和橡胶囊31内部连通。橡胶囊31将管道内介质的压力传递给低压油箱29内的液压油。低压油箱29关于基座17对称的另一侧安装高压油箱32，用螺栓连接到基座17上。液压胶管连接低压油箱29和齿轮泵15的进油孔，齿轮泵15的出油孔通过液压胶管连接到高压油箱32，用一根液压胶管将高压油箱32和径向柱塞马达18的进油孔连通，径向柱塞马达18的出油孔用一根液压胶管连接到低压油箱29。
如图3所示，后端盖5径向设置4个截面形状为矩形的开口，沿着后端盖5圆周方向均匀分布。后端盖5径向开口的两边设置长条形支撑臂36，支撑臂36轴向钻孔，支撑臂36端部设置截面形状为矩形的滑槽。支撑块34设置于支撑臂36的滑槽内，两个相邻的支撑块34之间安装后轮1，后轮轴33安装到支撑块34中间。支撑臂36中心孔内安装压缩弹簧，压缩弹簧顶在支撑块34的下端。支撑臂36端部安装压板35，用螺栓连接，压板35限制支撑块34的行程，防止支撑块34滑脱。
本发明的工作原理是：
本清管器速度控制器设置于清管器后端，随着清管器一同运行。支架16通过弹簧推力作用将前轮14压紧在管道内壁。前轮14转动带动齿轮泵15工作，齿轮泵15从低压油箱29吸油，并且将高压油注入到高压油箱32内，高压油箱32的油液驱动径向柱塞马达18工作，径向柱塞马达18带动变速器20工作，变速器20通过套筒21和连杆D12带动质量块11旋转。质量块11产生的离心力通过连杆C10传递到定筒9上，定筒9的拉力通过连杆A3和连杆B4作用到摩擦片2上，使摩擦片2对后轮1产生刹车作用。
清管器运行速度正比于摩擦片2的压紧力，当清管器速度升高时，压紧力增大，产生的阻力增加，速度降低；当清管器速度减小时，摩擦片2压紧力降低，产生的阻力降低，清管器速度回升。这样，清管器的运行速度的波动值会减小，清管器在管道中运行更加平稳。

Claims (3)

1.一种带液压系统的清管器速度控制器，包括后轮(1)、摩擦片(2)、连杆A(3)、连杆B(4)、后端盖(5)、筒体(6)、中心轴(7)、转筒(8)、定筒(9)、连杆C(10)、质量块(11)、连杆D(12)、前端盖(13)、前轮(14)、齿轮泵(15)、支架(16)、基座(17)、径向柱塞马达(18)、变速器(20)、套筒(21)、中间壳体(28)、低压油箱(29)、橡胶囊(31)、支撑块(34)、支撑臂(36)，其特征在于：
摩擦片(2)固定在连杆A(3)的端部，连杆A(3)中间铰接到后端盖(5)上，连杆A(3)另一端和连杆B(4)的端部铰接，连杆B(4)的另一端铰接到定筒(9)上；定筒(9)套在中心轴(7)上并通过花键连接，定筒(9)外套转筒(8)；中心轴(7)设置于筒体(6)内并安装到后端盖(5)的中心孔内，用螺纹连接；
套筒(21)安装到变速器(20)输出轴上，采用花键连接，套筒(21)外沿设置两个支座且沿着套筒(21)圆周方向均匀布置；连杆C(10)的端部和连杆D(12)的端部铰接到质量块(11)上，连杆C(10)的另一端铰接到转筒(8)上，连杆D(12)的另一端铰接到套筒(21)上；
后端盖(5)与筒体(6)用螺栓连接，筒体(6)和前端盖(13)用螺栓连接，前端盖(13)中间安装基座(17)，前端盖(13)和基座(17)用螺栓连接；基座(17)靠近前端盖(13)位置安装变速器(20)，基座(17)另一端安装径向柱塞马达(18)，变速器(20)输入轴和径向柱塞马达(18)的输出轴用联轴器(19)连接；
基座(17)径向设置至少两个凸台且沿着基座(17)圆周方向均匀分布，凸台中心设置矩形孔；支架(16)一端设置开口，前轮(14)通过前轮(14)轴安装在支架(16)的开口内，支架(16)另一端设置圆孔并且安装在基座(17)凸台的矩形孔内，支架(16)底端的圆孔内设置压缩弹簧；齿轮泵(15)通过中间壳体(28)安装到支架(16)上，用螺栓连接，齿轮泵(15)驱动轴和前轮(14)轴通过齿轮传动相互连接；
低压油箱(29)为封闭型，设置于基座(17)两个相邻的凸台之间，用螺栓安装到基座(17)上，低压油箱(29)外设置橡胶囊(31)，橡胶囊(31)通过压环安装到低压油箱(29)上，用螺栓连接，低压油箱(29)在橡胶囊(31)通孔位置开设小孔，将低压油箱(29)和橡胶囊(31)内部连通；
后端盖(5)径向设置至少两个截面形状为矩形的开口，沿着后端盖(5)圆周方向均匀分布；后端盖(5)径向开口的两边设置长条形支撑臂(36)，支撑臂(36)轴向钻孔，支撑臂(36)端部设置截面形状为矩形的滑槽；支撑块(34)设置于支撑臂(36)的滑槽内，两个相邻的支撑块(34)之间安装后轮(1)；支撑臂(36)中心孔内安装压缩弹簧，压缩弹簧顶在支撑块(34)的下端。
2.根据权利要求1所述一种带液压系统的清管器速度控制器，包括限位螺母(24)，其特征在于：限位螺母(24)安装到中心轴(7)中间位置，采用螺纹连接，限位螺母(24)和定筒(9)之间设置压缩弹簧。
3.根据权利要求1所述一种带液压系统的清管器速度控制器，包括固定环(23)、活动盘(22)，其特征在于：固定环(23)安装到中心轴(7)靠近前轮一侧的端部，采用螺纹连接，固定环(23)和套筒(21)之间设置活动盘(22)，活动盘(22)与固定环(23)之间设置推力轴承。
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