CN105598104A - 一种高速旋转刷清管器 - Google Patents

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刘清友
张均富
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
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Abstract

一种高速旋转刷清管器，用于石油、天然气管道清管。一种高速旋转刷清管器由清管器支撑体、清洗刷、旋转机构、行星齿轮变速器组成，旋转机构安装在清管器支撑体后端，清洗刷安装在清管器支撑体前端，行星齿轮变速器安装在清管器支撑体内部，旋转机构、转轴、行星齿轮变速器、清洗刷依次联接。清管器运行时带动旋转机构转动，旋转机构的转动经转轴传递到行星齿轮变速器增速后带动清洗刷高速转动，从而清洗刷在管道内形成更长的清洗路径，同时，清洗刷高速转动对清洗下来的附着物形成搅拌作用，清洗下来的附着物颗粒更加细小，与流体混合更加充分，更容易随流体排出。

Description

一种高速旋转刷清管器
技术领域
本发明涉及流体输送管道领域,尤其涉及石油、天然气管道清管技术领域,是一种高速旋转刷清管器。
背景技术
石油、天然气管道在运行一段时间后,管道内壁会粘附大量蜡、沉淀、析出物、污垢等附着物,或者出现锈斑。这些附着物会影响管道输送能力,严重时会堵塞管道,甚至引发事故。所以,必须对管道进行定期清管。此外，由于受电化腐蚀、疲劳破坏、流体冲刷以及管道本身缺陷和第三方施工的破坏，加之山洪、泥石流、地震等自然灾害影响，管道在运行一段时间后会不可避免的出现腐蚀穿孔、机械裂纹、管道变形等问题，导致管道输送能力、效率降低和管道泄漏，甚至引发火灾、爆炸等恶性事故，不仅会造成巨大经济损失、影响正常生产生活秩序、损害政府公信度，还会对生态环境、人民生命财产安全构成巨大威胁，必须对管道进行定期检测。对管道进行检测前，同样需要对管道进行清管，提高检测器检测质量。
清管分为化学清管和物理清管。化学清管是向管道内投入化学清洗剂，管道内附着物与清洗剂发生反应后通过管道内流体冲洗然后排出管道。物理清管利用清管器对管道的摩擦、刮削作用以及清管器周围泄流体产生的冲击力使粘附在管道内壁的附着物破碎、剥落，然后将附着物排出管道。
化学清管难以彻底清洗管道，而且清管成本高，甚至可能影响管道输送量、造成环境污染，所以工程中常常采用物理清管，即使用清管器清管。物理清管依靠清管器上的皮碗、刮板对管道内壁上的附着物摩擦、刮削作用清管，清管效果不佳，需要多次清管，清管效率低而且无法清洗到管道裂纹、凹陷处的附着物。在清管上安装清洗刷后，从管道内壁上清洗下来的附着物更加细小，裂纹、凹陷内的附着物也能清洗掉部分，清管效果有提高但是仍然不理想。
发明内容
本发明的目的是：针对现有清管器清管效果差、清管效率低的不足，提出一种高速旋转刷清管器，该清管器上的清洗刷在随着清管器在管道内运行的同时高速转动，在管道内形成更长的清洗路径，并且清洗刷高速转动对清洗下来的附着物进行搅拌，使清洗下来的附着物更加细小，更容易随管道内流体排出。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高速旋转刷清管器，由清管器支撑体、清洗刷、旋转机构、行星齿轮变速器组成，其特征是：旋转机构安装在清管器支撑体后端，清洗刷安装在清管器支撑体前端，行星齿轮变速器安装在清管器支撑体内部，旋转机构、转轴、行星齿轮变速器、清洗刷依次联接，清管器运行时带动旋转机构转动，旋转机构的转动经转轴传递到行星齿轮变速器增速后带动清洗刷高速转动。
旋转机构由压紧轮、压紧轮支架、扭簧、压紧轮安装座、转盘组成，压紧轮安装在压紧轮支架上，压紧轮支架安装在压紧轮安装座上，压紧轮安装座固定在转盘上，在扭簧作用下，压紧轮支架可以绕压紧轮安装座转动，使压紧轮紧贴管道内壁。压紧轮安装座对称线与转盘半径方向有一定夹角，从而压紧轮端面与管道轴线也存在一定夹角，当清管器运动时带动旋转机构运动，旋转机构在管道内螺旋运动。
转盘安装在转轴上，转轴与行星齿轮变速器的输入轴通过联轴器联接，清洗刷与行星齿轮变速器的输出轴联接。
将清管器置于管道内，清管器导向皮碗支撑起整个清管器，密封皮碗与管道形成密封，流体推动清管器在管道内运动。由于压紧轮端面与管道轴线有一定夹角，清管器运动时，压紧轮在管道内螺旋运动，从而带动转盘转动，转盘通过转轴经过行星齿轮变速器增速后带动清洗刷高速转动。清洗刷随清管器向前运动时同时高速转动，在管道内螺旋运动，形成更长的清洗路径。同时清洗刷高速转动，对清洗下来的附着物进行搅拌，使清洗下来的附着物颗粒更加细小，与流体混合更加充分，更容易随流体排出。
本发明的有益效果在于：一种高速旋转刷清管器，其运动时在旋转机构作用下，使清洗刷在管道内高速旋转，从而清洗刷对管道的清洗路径为螺旋线，相比普通清管器有更长的清洗路径，相当于用普通清管器进行多次清管。同时清洗刷高速转动，对清洗下来的附着物进行搅拌，使清洗下来的附着物颗粒更加细小，与流体混合更加充分，更容易随流体排出，从而达到提高清管质量与效率的目的。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为清管器支撑体示意图。
图3为旋转机构示意图。
图4为行星齿轮变速器示意图。
图5为行星齿轮变速器机构简图。
图6为旋转机构与清洗刷运动轨迹示意图。
图1中，1.旋转机构，2.清管器支撑体，3.转轴，4.联轴器，5.行星齿轮变速器，6.清洗刷；图2中，201.转轴安装座，202.法兰，203.密封皮碗，204.导向皮碗，205.骨架；图3中，101.压紧轮，102.压紧轮支架，103.扭簧，104.压紧轮安装座，105.转盘；图4、5中，501.输入齿轮，502.从动齿轮，503.变速器箱盖，504.变速器箱体，505.齿轮轴,506.安装座，507.行星轮，508.输出轴，509.太阳轮；图6中，7.旋转机构运动轨迹，8.清洗刷运动轨迹。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图2所示，清管器支撑体2由转轴安装座201、法兰202、密封皮碗203、支撑皮碗204、骨架205构成。骨架205前、后两端都安装有密封皮碗203和导向皮碗204，用法兰202固定。转轴安装座201安装在骨架205后端的卡槽内，用法兰202压紧固定。如图1所示，旋转机构1安装在清管器支撑体2后端，清洗刷6安装在清管器支撑体2前端，行星齿轮变速器5安装在清管器支撑体2内部，旋转机构1、转轴3、行星齿轮变速器5、清洗刷6依次联接，清管器运行时带动旋转机构1转动，旋转机构1的转动经转轴3传递到行星齿轮变速器5增速后带动清洗刷6高速转动。
如图3所示，旋转机构1由压紧轮101、压紧轮支架102、扭簧103、压紧轮安装座104、转盘105组成，压紧轮101安装在压紧轮支架104上，压紧轮支架102安装在压紧轮安装座104上，压紧轮安装座104固定在转盘105上，在扭簧103作用下，压紧轮支架102可以绕压紧轮安装座104转动，使压紧轮101紧贴管道内壁。压紧轮安装座104对称线与转盘105半径方向有一定夹角，从而压紧轮101端面与管道轴线也存在一定夹角，当清管器运动时带动旋转机构1运动，旋转机构1在管道内螺旋运动。转盘105上开有一系列孔，压紧轮安装座104安装在不同的孔位时，压紧轮101端面与管道轴线间的夹角不一样，旋转机构1的转动速度、方向也不一样。
如图4、5所示，变速器箱体504两端为变速器箱盖503，太阳轮509固定在变速器箱体504右端的变速器箱盖503上，输入齿轮501与从动齿轮502啮合，行星轮507与太阳轮509啮合，从动齿轮502与行星轮507用齿轮轴505连接，输出轴508与齿轮轴505联接，保证齿轮轴505绕输出轴508转动时输入齿轮501与从动齿轮502、行星轮507与太阳轮509始终保持啮合。输入齿轮501为安装座506与骨架205前端的卡槽配合，用法兰压紧定位。
使用时，将清管器置于管道内，导向皮碗204支撑起整个清管器，密封皮碗203与管道形成密封。管道内流体推动清管器运动时，旋转机构1在管道内螺旋运动，轨迹为旋转机构运动轨迹7。旋转机构1的转动经转轴3传递到行星齿轮变速器5增速后带动清洗刷6高速转动，清洗刷6运动轨迹为清洗刷运动轨迹8，其形成的清洗路径更长，清管效果相当于多次普通清管器清管。同时，清洗刷6高速转动，对清洗下来的附着物进行搅拌，使清洗下来的附着物颗粒更加细小，与流体混合更加充分，更容易随流体排出，提高了清管效率。

Claims (1)

1.一种高速旋转刷清管器，由清管器支撑体（2）、清洗刷（6）、旋转机构（1）、行星齿轮变速器（5）组成，其特征是：旋转机构（1）安装在清管器支撑体（2）后端，清洗刷（6）安装在清管器支撑体（2）前端，行星齿轮变速器（5）安装在清管器支撑体（2）内部，旋转机构（1）、转轴（3）、行星齿轮变速器（5）、清洗刷（6）依次联接，清管器运行时带动旋转机构（1）转动，旋转机构（1）的转动经转轴（3）传递到行星齿轮变速器（5）增速后带动清洗刷（6）高速转动。
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