CN105583205A - 一种黑粉清管器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑粉清管器，包括两端封闭的空心主轴，在空心主轴上装有前法兰盘和后法兰盘，在前法兰盘的前方设有与其固接的管道密封盘Ⅰ，在后法兰盘的后方设有与其固接的管道密封盘Ⅱ，在位于前法兰盘和后法兰盘之间的空心主轴的外圆上设有至少一圈钢刷组，每圈钢刷组由多个沿周向均布的钢刷组件构成，每个钢刷组件包括一个与空心主轴弹性连接的安装底座，在安装底座上安装有永磁铁和钢刷，钢刷落放在永磁铁的上表面上，钢刷和永磁铁分别与安装底座固接。本发明采用在钢刷安装底座上固装永磁铁的结构，用以产生磁力，使整个清管器带磁性，特别是使钢刷成为磁性钢刷，增加对黑粉的吸附力，以提高携带和清理黑粉的能力。

Description

一种黑粉清管器

技术领域

本发明涉及一种清管器，特别是涉及一种黑粉清管器。

背景技术

由于施工期间管道在现场摆放时间较长，高温闷热、空气潮湿的天气会导致未做内涂层的输气管道内壁产生较为严重的铁锈。此外，由于输送气体中含有水也会使输气管道内壁产生铁锈。这些铁锈和其他杂质形成黑粉，以粉末状吸附于管壁，增大了管壁粗糙度，降低了管道的输送效率。同时大量的铁锈也会导致无法进行管道内检测，使管线腐蚀情况处于失控状态。

目前，行业内广泛采用的管道清管器为钢丝刷清管器，依靠密封碟片与管道内部的密封，利用管道内清管器前后介质的压差推动清管器运行。在运行过程中利用清管器上的钢丝刷在管道内部的运动和摩擦将管壁上附着的黑粉杂质刮下，利用密封盘将其推出。由于钢丝刷硬度小，在运行过程中会产生变形，使黑粉的清理效果不理想。同时，由于管线过长对密封盘会产生较大磨损，造成运出清除物不彻底，清运效果不佳。因此对于长输管线需要进行至少几十次的清管，增加了工作时间和清管风险。因此研制一种行之有效、清除天然气管道内黑粉效果好的清管器变的尤为重要。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种黑粉清管器，采用该黑粉清管器能够提高单次黑粉清除质量。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种黑粉清管器，包括两端封闭的空心主轴，在所述空心主轴的前部外圆上固装有前法兰盘，在所述空心主轴的后部外圆上固装有后法兰盘，在所述前法兰盘的前方设有与其固接的管道密封盘Ⅰ，在所述后法兰盘的后方设有与其固接的管道密封盘Ⅱ，在位于所述前法兰盘和所述后法兰盘之间的所述空心主轴的外圆上设有至少一圈钢刷组，每圈钢刷组由多个沿周向均布的钢刷组件构成，每个所述钢刷组件包括一个与所述空心主轴弹性连接的安装底座，在所述安装底座上安装有永磁铁和钢刷，所述钢刷落放在所述永磁铁的上表面上，所述钢刷和所述永磁铁分别与所述安装底座固接。

至少有一部分所述钢刷采用块状钢片刷头，所述块状钢片刷头是采用密排的多个钢片形成的。

所述钢片是倾斜设置的，远离所述空心主轴的一端相较靠近所述空心主轴的一端靠后。

在所述块状钢片刷头的前侧面上形成有坡面。

所述块状钢片刷头的纵剖面呈外角倒钝且顶边和底边平行的多边形。

在所述安装底座上形成有插槽，在所述插槽内插装有所述永磁铁和所述钢刷；所述安装底座通过过孔和径向预紧弹簧与所述空心主轴弹性连接，所述过孔空套在螺栓上，所述螺栓固定在所述空心主轴上，所述径向预紧弹簧夹压在所述安装底座与所述空心主轴之间；所述钢刷设有插装在所述安装底座内的刷底板和固定在所述刷底板上的所述钢制刷头。

在所述管道密封盘Ⅰ的密封唇口斜面上嵌装有多个圆头螺栓，所述圆头螺栓的半球形螺帽凸出所述密封唇口斜面。

在所述空心主轴的前端固接有防撞垫，在所述防撞垫的前方设有与其固接的钢丝挂钩。

在所述空心主轴的后端固接有万向节。

所述管道密封盘Ⅰ和所述管道密封盘Ⅱ各由至少一片皮碗组成，在相邻的两片所述皮碗之间、在所述皮碗与所述后法兰盘以及在所述皮碗与所述前法兰盘之间均设有隔离片；多个所述圆头螺栓嵌装在所述管道密封盘Ⅰ位于最前方的所述皮碗上。

本发明具有的优点和积极效果是：采用在钢刷安装底座上固装永磁铁的结构，用以产生磁力，使整个清管器带磁性，特别是使钢刷成为磁性钢刷，增加对黑粉的吸附力，以提高携带和清理黑粉的能力，有效地解决了天然气管线中黑粉杂质难以清除，特别是长输管线中存在大量的黑粉，采用常规清管器多次清管仍无法清除彻底的问题，减少了收发清管器操作次数，降低了收发清管器过程中操作失误或设备频繁使用损坏的风险；减少了通过清管器次数，降低了由于清管作业中出现各种风险而对下游用户影响的风险。尤其是采用多个钢片形成的块状钢片刷头，强度和刚度较大，能够进一步增强黑粉杂质的清除效果和清除效率，降低清管成本。经两个项目的施工现场统计，采用本发明，并全部安装块状钢片刷时，黑粉清除量最大为普通钢丝刷清管器的21倍，平均为15倍，极大地提高了工作质量和工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的安装底座的安装结构示意图；

图3为本发明的钢板刷结构示意图；

图4为本发明的钢丝刷结构示意图。

图中：1、防撞垫，1-1、钢丝挂钩，2、空心主轴，2-1、前法兰盘，2-2、后法兰盘，3-1、管道密封盘Ⅰ，3-2、管道密封盘Ⅱ，4、隔离片，5、安装底座，5-1、插槽，6、径向预紧弹簧，7、永磁铁，8-1、钢制刷头，8-1a、钢片刷头，8-1a-1、钢片，8-1a-2、坡面，8-1b、钢丝刷头，8-2、刷底板，9、万向节，10、连接螺栓，11、圆头螺栓。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图4，一种黑粉清管器，包括两端封闭的空心主轴2，在所述空心主轴2的前部外圆上固装有前法兰盘2-1，在所述空心主轴2的后部外圆上固装有后法兰盘2-2，在所述前法兰盘2-1的前方设有与其固接的管道密封盘Ⅰ3-1，在所述后法兰盘2-2的后方设有与其固接的管道密封盘Ⅱ3-2，在位于所述前法兰盘2-1和所述后法兰盘2-2之间的所述空心主轴2的外圆上设有至少一圈钢刷组，每圈钢刷组由多个沿周向均布的钢刷组件构成，每个所述钢刷组件包括一个与所述空心主轴2弹性连接的安装底座5，在所述安装底座5上安装有永磁铁7和钢刷，所述钢刷落放在所述永磁铁7的上表面上，所述钢刷和所述永磁铁7分别与所述安装底座5固接。

为了提高黑粉的刷落效果，在本实施例中，至少有一部分所述钢刷采用块状钢片刷头8-1a，所述块状钢片刷头是采用密排的多个钢片8-1a-1形成的。也就是说，钢刷存在两种情况，第一情况，所有钢刷全部采用块状钢片刷头8-1a，请参见图3，块状钢片刷头8-1a是由多片矩形钢片组成的。第二情况，有一部分钢刷采用块状钢片刷头8-1a，另一部分钢刷采用钢丝刷头8-1b，请参见图4，钢丝刷头8-1b采用钢丝组成。块状钢片刷头8-1a和钢丝刷头8-1b可以任意组合。为了使刷落的黑粉落入钢片刷头前方管道密封盘Ⅰ3-1和管道密封盘Ⅱ3-2之间的区域，在本实施例中，所述钢片8-1a-1是倾斜设置的，远离所述空心主轴2的一端相较靠近所述空心主轴2的一端靠后。为了进一步保证黑粉的上述落入位置，在所述钢片刷头的前侧面上形成有坡面8-1a-2。为了避免块状钢片刷头8-1a损伤管道内壁，在本实施例中，所述块状钢片刷头8-1a的纵剖面呈外角倒钝且顶边和底边平行的多边形。

在本实施例中，所述安装底座5、所述永磁铁7和所述钢刷8的连接结构为：在所述安装底座5上形成有插槽5-1，为了安装分别，所述插槽5-1设有三面围挡，在所述插槽5-1内插装有所述永磁铁7和所述钢刷；所述安装底座5通过过孔和径向预紧弹簧6与所述空心主轴2弹性连接，所述过孔空套在连接螺栓10上，所述连接螺栓10固定在所述空心主轴2上，所述径向预紧弹簧6夹压在所述安装底座5与所述空心主轴2之间，提供径向力，使刷头紧贴管壁；所述钢刷设有插装在所述插槽5-1内的刷底板8-2和固定在所述刷底板8-2上的所述钢制刷头8-1。在本发明中，密封盘的作用是使清管器依靠两端压力差运行。为了增加耐磨性，在所述管道密封盘Ⅰ3-1的密封唇口斜面上嵌装有多个圆头螺栓11，所述圆头螺栓11的半球形螺帽凸出所述密封唇口斜面。是否需要在所述管道密封盘Ⅱ3-2的密封唇口斜面上嵌装有多个圆头螺栓可视所述管道密封盘Ⅱ3-2的磨损情况确定，如果所述管道密封盘Ⅱ3-2磨损比较严重，就在所述管道密封盘Ⅱ3-2的密封唇口斜面上也嵌装多个圆头螺栓，如果不严重，就不用加了。为了增强密封性，实现多道密封，所述管道密封盘Ⅰ3-1和所述管道密封盘Ⅱ3-2各由至少一片皮碗组成，在相邻的两片所述皮碗之间、在所述皮碗与所述后法兰盘2-2以及在所述皮碗与所述前法兰盘2-1之间均设有隔离片4，多个所述圆头螺栓11嵌装在所述管道密封盘Ⅰ3-1位于最前方的所述皮碗上。在其他所述皮碗上是否加装圆头螺栓11，可视其磨损情况确定。为了避免损坏管道内壁，在本实施例中，在所述空心主轴2的前端固接有防撞垫1。防撞垫1是采用橡胶材质的厚垫，能够对碰撞进行缓冲，可防止对管线、盲板和设备本身造成机械损伤，采用螺栓固定在空心主轴2上。为了便于清管器的取出，在所述防撞垫1的前方设有与其固接的钢丝挂钩1-1。便于使用挂杆取出清管器。为了实现两个清管器间的连接，在所述空心主轴2的后端固接有万向节9。将多个清管器连接在一起，能够成倍增加清管能力。

本发明的特点是：

一)磁力钢刷结构：具有强磁力的永磁铁使钢刷带有强磁力，在刷的同时对黑粉进行吸附，使其大量快速地脱离管壁。

二)块状钢片刷结构：相比普通钢丝刷，刷头由密排的钢片组成，钢片数量多，有效面积大，硬度高，对黑粉的清除力更强，且不易变形，作用时间长。

三)可替换钢刷结构：利用插槽和螺栓可以方便快捷地对钢刷进行更换，通过选用不同的钢刷，来适应不同的管道情况及施工过程中管线情况变化，能够增加清管器的可操作性，扩大适用范围，提高工作质量，增加清管器的重复利用次数，减少使用清管器的数量，降低成本。

四)多圈钢刷组结构：可安装多圈钢刷组，极大地增大了有效面积和硬度，提高了清除能力。可选择不同种类的钢刷交叉安装，适应更多复杂的管道杂质情况，如不同的黑粉比例。

五)钢刷磁铁插槽结构：三面围挡的插槽结构增加了钢刷的稳定性，减轻了螺栓承受的应力，避免了运行中钢刷脱落为下游生产处理设备带来的风险。

六)万向节连接结构：可实现多组清管器的连接，成倍提高清管能力。

七)径向预紧弹簧结构：利用弹簧弹性使钢刷组紧贴管道内壁，提高刷体作用面积和力度，并利用回弹提高清管器的通过性，减少清管器被卡住的风险。

八)密封盘耐磨结构：采用圆头螺栓的半球形螺帽凸出密封唇口斜面的结构，增加了密封盘的耐磨性，避免密封盘损坏，提高了携带清除物的质量。

九)密封盘采用多道密封结构：增加了清管器的密封性，从而保证了清管器两端的压力差能够提供运行动力，减少清管器被卡住的风险，提高了携带量。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种黑粉清管器，包括两端封闭的空心主轴，在所述空心主轴的前部外圆上固装有前法兰盘，在所述空心主轴的后部外圆上固装有后法兰盘，在所述前法兰盘的前方设有与其固接的管道密封盘Ⅰ，在所述后法兰盘的后方设有与其固接的管道密封盘Ⅱ，其特征在于，在位于所述前法兰盘和所述后法兰盘之间的所述空心主轴的外圆上设有至少一圈钢刷组，每圈钢刷组由多个沿周向均布的钢刷组件构成，每个所述钢刷组件包括一个与所述空心主轴弹性连接的安装底座，在所述安装底座上安装有永磁铁和钢刷，所述钢刷落放在所述永磁铁的上表面上，所述钢刷和所述永磁铁分别与所述安装底座固接。

2.根据权利要求1所述的黑粉清管器，其特征在于，至少有一部分所述钢刷采用块状钢片刷头，所述块状钢片刷头是采用密排的多个钢片形成的。

3.根据权利要求2所述的黑粉清管器，其特征在于，所述钢片是倾斜设置的，远离所述空心主轴的一端相较靠近所述空心主轴的一端靠后。

4.根据权利要求3所述的黑粉清管器，其特征在于，在所述块状钢片刷头的前侧面上形成有坡面。

5.根据权利要求4所述的黑粉清管器，其特征在于，所述块状钢片刷头的纵剖面呈外角倒钝且顶边和底边平行的多边形。

6.根据权利要求1所述的黑粉清管器，其特征在于，在所述安装底座上形成有插槽，在所述插槽内插装有所述永磁铁和所述钢刷；所述安装底座通过过孔和径向预紧弹簧与所述空心主轴弹性连接，所述过孔空套在螺栓上，所述螺栓固定在所述空心主轴上，所述径向预紧弹簧夹压在所述安装底座与所述空心主轴之间；所述钢刷设有插装在所述安装底座内的刷底板和固定在所述刷底板上的所述钢制刷头。

7.根据权利要求1所述的黑粉清管器，其特征在于，在所述管道密封盘Ⅰ的密封唇口斜面上嵌装有多个圆头螺栓，所述圆头螺栓的半球形螺帽凸出所述密封唇口斜面。

8.根据权利要求1所述的黑粉清管器，其特征在于，在所述空心主轴的前端固接有防撞垫，在所述防撞垫的前方设有与其固接的钢丝挂钩。

9.根据权利要求1所述的黑粉清管器，其特征在于，在所述空心主轴的后端固接有万向节。

10.根据权利要求1所述的黑粉清管器，其特征在于，所述管道密封盘Ⅰ和所述管道密封盘Ⅱ各由至少一片皮碗组成，在相邻的两片所述皮碗之间、在所述皮碗与所述后法兰盘以及在所述皮碗与所述前法兰盘之间均设有隔离片；多个所述圆头螺栓嵌装在所述管道密封盘Ⅰ位于最前方的所述皮碗上。