CN106065980B - 一种变径式皮碗型清管器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变径式皮碗型清管器，用于管道焊接作业过程中的管道封堵。其技术方案：心轴前后端分别设置两个皮碗，心轴中间位置设置至少两个气缸，传感器安装到心轴上，微控制器和电池设置在气缸之间，气缸通过单向阀和电磁阀连接到心轴轴向孔。本发明依靠碟形皮碗撑开密封，密封效果容易保证；采用振动信号控制气缸泄流，能够可靠的控制皮碗缩径回收，降低回收过程的阻力，同时降低清管器卡堵风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种变径式皮碗型清管器，用于管道焊接作业，对管道切断部位进行封堵。
背景技术
在油气储运与城市燃气工程中，石油与天然气输送需要敷设长距离大口径管道，对在役油气管道，随着管道使用年限增长，管道可能因腐蚀、疲劳和机械损伤等因素造成破坏和缺陷，或者由于城市建设等原因需要在役管道改线等，均需要在役油气管道部分切断后，重新焊接新的管道，焊接技术将涉及到动火作业，为保证施工安全需要将残留在管道中的油气进行置换或者封堵。
现有的动火技术主要包括置换动火技术、安全封堵动火技术，其中氮气置换技术因具有技术操作规程标准，指标控制严格而被广泛采用，但是在实际动火作业技术中，原来置换合格的天然气管道，因内部存在凝析油的挥发，导致动火作业中置换条件不合格，需要停止焊接，重启氮气置换，直至条件合格后方可继续动火，这就延长了动火作业周期，增加动火作业成本；安全封堵技术有采用冷冻封堵技术，该技术利用固水乳化剂在低温下与管壁的冻粘效应实现油气隔离，但是此技术需要较长的介质冷冻时间，前期准备时间过长，动火作业成本增加。
现有管道焊接封堵器，采用常规密封型清管器进行封堵，施工完成后依靠管道内介质推动清管器进行回收。因为采用皮碗与管道过盈配合进行密封，为保证密封效果，管道和清管器之间接触力过大，回收过程介质推动难度大，同时容易造成清管器磨损严重和管道擦伤等问题。另一方面，对于海底管道水下干式焊接，在管道切断以后同样需要用密封型清管器进行封堵，操作室将管段罩起来排水后实施焊接。这种工况下，更加要求清管器封堵有效，液体介质不能泄漏进入焊接部位影响焊接效果。
基于上述技术背景，本发明特提供一种变径式皮碗型清管器。
发明内容
本发明的目的：为了克服现有管道封堵器封堵不严以及回收过程阻力过大的缺点，特提供一种变径式皮碗型清管器。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种变径式皮碗型清管器，包括电机、偏心块、皮碗、气缸、电磁阀、传感器、微控制器、电池、单向阀；心轴前后端分别设置两个皮碗，心轴中间位置设置至少两个气缸，传感器安装到心轴上，微控制器和电池设置在气缸之间，气缸通过单向阀和电磁阀连接到心轴轴向孔，其特征在于：
皮碗为带中心孔的碟形，心轴穿过皮碗中心孔，心轴前后端分别设置两个皮碗；心轴前端和后端的两个皮碗相对布置并且扣在一起，相邻两个皮碗之间形成空腔；心轴中间的两个皮碗之间设置气缸，所述气缸与心轴平行布置；
心轴后端设置轴向孔，或者心轴前端设置轴向孔，心轴中间位置设置接头A和接头B并采用螺纹连接，接头A和接头B与心轴的轴向孔连通；接头A连接单向阀，单向阀连接到气缸；接头B连接电磁阀，电磁阀连接到气缸，所述电磁阀为二位二通常闭式电磁阀；
电池和微控制器设置在气缸之间，传感器通过螺纹方式安装到心轴中间，所述传感器为加速度传感器或者速度传感器；传感器和电磁阀与微控制器连接，电池为整个电路供电；电机输出轴上安装偏心块，电机设置在本发明所述封堵装置安装位置对应的管道外侧。
本发明具有的有益效果是：1、本发明所述一种用于管道封堵的清管器，依靠碟形皮碗撑开密封，密封效果容易保证；2、采用振动信号控制气缸泄流，能够可靠的控制皮碗缩径回收；3、缩径回收，降低回收过程的阻力，同时降低清管器卡堵风险。
附图说明
图1为本发明的结构简图。
图2为本发明的气压系统原理图。
图中：1.电机；2.偏心块；3.皮碗；4.安装环；5.气缸；6.活塞杆；7.支撑环；8.挡环；9.管道；10.压环；11.后端盖；12.接头A；13.接头B；14.电磁阀；15.传感器；16.微控制器；17.电池；18.前端盖；19.心轴；20.单向阀；21.储罐；22.气源。
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、图2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。
皮碗3为带中心孔的碟形，心轴19穿过皮碗3中心孔，心轴19前后端分别设置两个皮碗3。心轴19前端的两个皮碗3相对布置并且扣在一起，心轴19前端的两个皮碗3中心形成一个空腔。心轴19后端的两个皮碗3相对布置并且扣在一起，心轴19后端的两个皮碗3中心形成一个空腔。
心轴19中间的两个皮碗3之间设置2个气缸5并对称布置，所述气缸5与心轴19平行布置。气缸5的缸体和皮碗3之间设置安装环4，所述安装环4套在心轴19上，气缸5缸体一端固定到安装环4上另一端固定到支撑环7上，所述支撑环7套在心轴19上。气缸5的活塞杆6顶在心轴19中间的另一个皮碗3上，更为优化的，气缸5的活塞杆6与皮碗3之间设置挡环8，所述挡环8套在心轴19上。这样，气缸5的轴向推力通过挡环8和安装环4传递到皮碗3上。
心轴19后端安装后端盖11，并采用焊接方式连接；心轴19前端安装前端盖18并采用螺纹连接。后端盖11和相邻皮碗3之间用压环10压紧并用螺栓连接，前端盖18和相邻皮碗3之间用压环10压紧并用螺栓连接。
心轴19后端设置轴向孔，心轴19中间位置设置接头A12和接头B13并采用螺纹连接，接头A12和接头B13与心轴19的轴向孔连通。接头A12连接单向阀20，单向阀20连接到气缸5；更为优化的，气缸5之间设置储罐21。接头B13连接电磁阀14，电磁阀14连接到气缸5，所述电磁阀14为二位二通常闭式电磁阀。
电池17和微控制器16设置在气缸5之间，电池17为微控制器16和整个电路供电。传感器15通过螺纹方式安装到心轴19上，所述传感器15为加速度传感器或者速度传感器。
电机1输出轴上安装偏心块2，电机1设置在本发明所述封清管器安装位置对应的管道9外侧。电机1转动并通过偏心块2产生振动信号，该信号传递到心轴19上的传感器15上并通过微处理器接收并识别电机1的振动信号。
本发明的原理是：
管道9切断以后，将本发明所述装置设置于需要封堵的管道9内部，气源22通过单向阀20对气缸5充气，气缸5推动皮碗3并压紧相邻的两个皮碗3，碟形皮碗3的边缘位置扩张并压紧在管道9内壁实现密封。
管道9焊接作业完成后，启动管道9外的电机1，控制电机1转速输出振动信号，该信号由心轴19上的传感器15接收后转化为电信号，微控制器16处理并识别传感器15信号后控制电磁阀14打开。气缸5内的介质依次通过电磁阀14、心轴19轴向孔排出，实现泄压。气缸5压力降低，气缸5产生的顶紧力降低，碟形皮碗3在自身弹力下复位，皮碗3与管道9之间的压紧力降低，本发明所述清管器能够方便的从管道9内排出。
Claims (1)
1.一种变径式皮碗型清管器，包括电机、偏心块、皮碗、气缸、电磁阀、传感器、微控制器、电池、单向阀；心轴前后端分别设置两个皮碗，心轴中间位置设置至少两个气缸，传感器安装到心轴上，微控制器和电池设置在气缸之间，气缸通过单向阀和电磁阀连接到心轴轴向孔，其特征在于：
皮碗为带中心孔的碟形，心轴穿过皮碗中心孔，心轴前后端分别设置两个皮碗；心轴前端和后端的两个皮碗相对布置并且扣在一起，相邻两个皮碗之间形成空腔；心轴中间的两个皮碗之间设置气缸，所述气缸与心轴平行布置；
心轴后端设置轴向孔，或者心轴前端设置轴向孔，心轴中间位置设置接头A和接头B并采用螺纹连接，接头A和接头B与心轴的轴向孔连通；接头A连接单向阀，单向阀连接到气缸；接头B连接电磁阀，电磁阀连接到气缸，所述电磁阀为二位二通常闭式电磁阀；
电池和微控制器设置在气缸之间，传感器通过螺纹方式安装到心轴中间，所述传感器为加速度传感器或者速度传感器；传感器和电磁阀与微控制器连接，电池为整个电路供电；电机输出轴上安装偏心块，电机设置在所述皮碗安装位置对应的管道外侧。
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