CN106382179B - 一种涡轮驱动的管内发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮驱动的管内发电机，用于管道涂敷、管道整形、管道除垢等管内施工，为管内施工设备提供动力。其技术方案：中间筒体两边安装前筒体和后筒体，前筒体和后筒体外侧设置皮碗并用挡板固定，后筒体端部安装端盖，发电机通过后支架安装到端盖上，阀座安装到前筒体端部，减速电机通过前支架安装到阀座上，减速电机输出轴端部安装阀芯，主电池设置在中间筒体内并连接到发电机，副电池设置在前筒体内并连接到减速电机，前筒体和后筒体之间设置涡轮，涡轮轴与发电机连接。本发明能够用于长距离管道施工作业，利用管内介质压力作为动力来源，动力获取方便。

Description

一种涡轮驱动的管内发电机

技术领域

本发明涉及一种涡轮驱动的管内发电机，用于管道涂敷、管道整形、管道除垢等管内施工，为管内施工设备提供动力。

背景技术

在流体介质输送中，与罐输方式相比，管道输送具有输送量大、输送连续、运营成本低等优点，并被广泛应用于油、水、气等流体的输送。通常管道采用埋地铺设，在遇到山体滑坡、泥石流、重载挤压等特殊工况下，管道会发生挤压变形，甚至产生失稳性大变形。有人对变形管道提出了管内修复方案，相比于切管更换方案更加高效更加经济，具有优越性。该方案采用管内机器人对管道整形以达到管道原有形状和运输功效。所述修管方案需要的驱动力大，工作能耗较高，采用蓄电池驱动相应的管内设备显然不可行。所以该方案不得不采用工具后端拖拽液压管线或者电缆线，为前端设备功能。但长距离管道内拖拽管线阻力大，并且拖拽距离有限制，不能应用于长距离管道内的施工。

另外，管道下凹区段，长时间介质运输后管道底部容易结垢，部分情况下在局部腐蚀的作用下会产生硬垢，常规清管器难以去除，并且采用清管器清理容易造成清管器卡死。对于这种情况，最为高效的方式是采用管内机器人，对局部区段进行清理，铲除管内硬垢、堆积物等。目前此类型的管内机器人采用蓄电池驱动，蓄电池电量有限，并且管内施工作业量大、功耗高，因此不得不采用一连串蓄电池组进行供电。这样长串的管内工具的通过性差，在管道弯曲段容易造成损伤和卡死等问题。

基于以上背景，研制用管道涂敷、管道整形、管道除垢等管内施工的动力设备具有现实意义和广泛前景。

发明内容

本发明的目的：为管道涂敷、管道整形、管道除垢等管内施工设备提供动力。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种涡轮驱动的管内发电机，包括皮碗、挡板、端盖、发电机、后支架、涡轮、后筒体、主电池、中间筒体、前筒体、副电池、阀座、阀芯、前支架、减速电机，中间筒体两边安装前筒体和后筒体，前筒体和后筒体外侧设置皮碗并用挡板固定，后筒体端部安装端盖，发电机通过后支架安装到端盖上，阀座安装到前筒体端部，减速电机通过前支架安装到阀座上，减速电机输出轴端部安装阀芯，主电池设置在中间筒体内并连接到发电机，副电池设置在前筒体内并连接到减速电机，前筒体和后筒体之间设置涡轮，涡轮轴与发电机连接；其特征在于：

后筒体整体为带底座的圆筒形并在端部设置法兰，后筒体的法兰安装到中间筒体；后筒体外侧设置皮碗并用挡板固定；后筒体外侧端部安装端盖，发电机通过后支架安装到端盖中心位置；

前筒体整体为带底座的圆筒形并在端部设置法兰，前筒体的法兰安装到中间筒体；前筒体外侧设置皮碗并用挡板固定；前筒体外侧端部设置阀座并用螺栓连接，阀座整体为圆盘形；减速电机通过前支架安装到阀座中心位置，减速电机输出轴穿过阀座中心孔并在端部安装阀芯，所述阀芯为花瓣形，阀座在阀芯对应位置设置开孔；

涡轮马达设置在前筒体和后筒体之间，涡轮壳体穿过后筒体中心孔并用榫槽方式连接到端盖，端盖设置中心孔，涡轮壳体另一端安装到前筒体中心孔内并轴向限位；涡轮轴连接到发电机输入轴；

前筒体内设置副电池并用压盖固定，压盖与前筒体螺栓连接，副电池与减速电机连接；主电池设置在中间筒体内，主电池与发电机连接。

本发明具有的有益效果是：1、本发明可以跟随管内机器人在管内移动，因此能够用于长距离管道施工作业；2、利用管内介质压力作为动力来源，动力获取方便；3、本发明采用多级涡轮马达提供动力，动力充足，能够满足前端作业工具复杂作业要求。

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为本发明所述旁通阀的局部视图。

图中：1.皮碗；2.挡板；3.端盖；4.后连接环；5.发电机；6.后保护套；7.后支架；8.涡轮轴；9.涡轮壳体；10.后筒体；11.主电池；12.中间筒体；13.压盖；14.前筒体；15.副电池；16.阀座；17.阀芯；18.前支架；19.减速电机；20.前保护套；21.前连接环。

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、图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。

中间筒体12两端分别安装后筒体10和前筒体14并用螺栓连接。后筒体10整体为带底座的圆筒形并在端部设置法兰，后筒体10的法兰安装到中间筒体12并用螺栓连接。后筒体10外侧设置皮碗1，皮碗1外侧设置挡板2，用螺栓连接挡板2和后筒体10的法兰并固定皮碗1。后筒体10外侧端部安装端盖3并用螺栓固定，发电机5通过后支架7安装到端盖3中心位置，发电机5外安装后保护套6，后保护套6整体为锥形筒体并在侧面设置开孔，后保护套6扣在发电机5外侧，后保护套6与端盖3之间用螺栓连接，后保护套6外端中心位置设置后连接环4用于连接后端设备。

前筒体14整体为带底座的圆筒形并在端部设置法兰，前筒体14的法兰安装到中间筒体12并用螺栓连接。前筒体14外侧设置皮碗1，皮碗1外侧设置挡板2，用螺栓连接挡板2和前筒体14的法兰并固定皮碗1。前筒体14外侧端部设置阀座16并用螺栓连接，阀座16整体为圆盘形。减速电机19通过前支架18安装到阀座16中心位置，减速电机19输出轴穿过阀座16中心孔并在端部安装阀芯17。阀芯17用螺母轴向固定在减速电机19输出轴，所述阀芯17为花瓣形，阀座16在阀芯17对应位置设置开孔，阀座16开孔面积小于阀芯17面积，阀芯17转动可以完全封闭阀座16开孔。减速电机19外侧设置前保护套20，前保护套20整体为锥形壳体并在侧面设置开孔，前保护套20扣在减速电机19外侧并安装到阀座16上。前保护套20端部设置前连接环21，用于连接前端设备。

涡轮马达设置在前筒体14和后筒体10之间，涡轮壳体9穿过后筒体10中心孔并用榫槽方式连接到端盖3，端盖3设置中心孔，涡轮壳体9和端盖3利用榫槽结构承受扭矩，涡轮壳体9另一端安装到前筒体14中心孔内并轴向限位。涡轮轴8连接到发电机5输入轴，涡轮轴8与发电机5输入轴采用键槽方式连接。

前筒体14内设置副电池15，副电池15安装到前筒体14和涡轮壳体9之间的环形空间内，压盖13安装到前筒体14内并与前筒体14用螺栓连接，压盖13固定副电池15，副电池15与减速电机19连接。主电池11设置在中间筒体12和涡轮壳体9之间的环形空间内，主电池11与发电机5连接。

本发明的原理是：本发明所述装置设置在管内机器人后端，由管内介质推动前进，到达预定位置后，前端工具卡紧管道并进行相应作业。减速电机19调整阀芯17开度，在到达预定位置以后完全打开阀芯17和阀座16之间的流道，让本发明所述工具在管内介质压力作用下工作。在前后压差作用下，涡轮马达驱动发电机5工作，发电机5输出电量用于驱动前端工具或者存储在主电池11内。

Claims (1)

1.一种涡轮驱动的管内发电机，包括皮碗、挡板、端盖、发电机、后支架、涡轮、后筒体、主电池、中间筒体、前筒体、副电池、阀座、阀芯、前支架、减速电机，中间筒体两边安装前筒体和后筒体，前筒体和后筒体外侧设置皮碗并用挡板固定，后筒体端部安装端盖，发电机通过后支架安装到端盖上，阀座安装到前筒体端部，减速电机通过前支架安装到阀座上，减速电机输出轴端部安装阀芯，主电池设置在中间筒体内并连接到发电机，副电池设置在前筒体内并连接到减速电机，前筒体和后筒体之间设置涡轮，涡轮轴与发电机连接；其特征在于：

后筒体整体为带底座的圆筒形并在端部设置法兰，后筒体的法兰安装到中间筒体；后筒体外侧端部安装端盖，发电机通过后支架安装到端盖中心位置；

前筒体整体为带底座的圆筒形并在端部设置法兰，前筒体的法兰安装到中间筒体；前筒体外侧端部设置阀座并用螺栓连接，阀座整体为圆盘形；减速电机通过前支架安装到阀座中心位置，减速电机输出轴穿过阀座中心孔并在端部安装阀芯，所述阀芯为花瓣形，阀座在阀芯对应位置设置开孔；

涡轮马达设置在前筒体和后筒体之间，涡轮壳体穿过后筒体中心孔并用榫槽方式连接到端盖，端盖设置中心孔，涡轮壳体另一端安装到前筒体中心孔内并轴向限位；涡轮轴连接到发电机输入轴；

前筒体内设置副电池并用压盖固定，压盖与前筒体螺栓连接，副电池与减速电机连接；主电池设置在中间筒体内，主电池与发电机连接。