CN106931180B - 用于输气管道内检测器的调速阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于输气管道内检测器的调速阀，该调速阀包括阀罩系统和阀芯系统，阀芯系统位于阀罩系统内；阀芯系统包括阀芯体、阀轴和阀芯筋板，推力轴承；阀芯体通一块或多过块均匀分布的阀芯筋板与阀轴相连；应用了本发明的内检测器在调节速度时，实现了以下良好效果：内检测器运行速度响应迅速。内检测器运行速度变化平稳。内检测器运行速度调控范围大。
Description
技术领域
本发明属于机械设计及无损检测领域，具体说是一种用于输气管道内检测器的调速阀结构。
背景技术
天然气是我国重要的战略能源物资，管道已成为能源运输的重要载体，因此管道的运营安全事关重要，管道内检测是保证管道安全运行的国内外公认的有效手段。管道内检测技术的当前难点在于输气管道的内检测问题上，由于气体具有可压缩性，使得内检测器运行速度十分不平稳，而内检测器的运行速度直接影响检测数据质量，因此控制内检测器的运行速度是保证输气管道内检测成功的必要条件。
发明内容
发明目的：
本发明提供一种用于输气管道内检测器的调速阀，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
一种用于输气管道内检测器的调速阀，其特征在于：该调速阀包括阀罩系统和阀芯系统，阀芯系统位于阀罩系统内；阀芯系统包括阀芯体、阀轴和阀芯筋板，推力轴承；阀芯体通一块或多过块均匀分布的阀芯筋板与阀轴相连；
阀罩系统包括阀罩体和阀体连接盘，阀罩体罩在阀芯体外，阀芯体能相对于阀罩体转动，阀罩体和阀芯体均为后端敞口的结构，阀体连接盘盖在阀罩体的敞口端，阀轴的前端穿过阀芯体的前端后通过轴套安装在阀罩体的前端轴孔内，阀轴的后端通过另一个轴套安装在阀体连接盘中心的轴孔内；
阀芯体四周均匀分布一处或多处阀芯体泄流口；阀罩体四周均匀分布一处或多处阀罩体泄流口，当阀芯体泄流口与阀罩体泄流口完全错开时，阀罩体泄流口关闭。
阀芯体通过推力轴承与阀罩体相连接；阀芯体外表面与阀罩体内表面留有1-2mm空隙。
推力轴承安装在阀芯体前端的轴承槽内。
阀罩体的前端呈圆锥形，阀芯体的前端与阀罩体前端形状相适应。
阀罩体四周均匀分布处阀罩体泄流口，阀芯体四周均匀分布6处阀芯体泄流口。
阀芯筋板上设置有减重孔。
在阀轴上设置有限制阀芯体产生轴向位移的限位止口。
阀轴连接电机，通过电机驱动阀芯体转动。
优点效果：
本发明提供一种用于输气管道内检测器的调速阀，内检测器没有自主的动力系统，在输气管道中运动时，管道内气体的流场会提供其前进动力，依靠管道内输送的气体传送的压力作为驱动力，推动内检测器在输气管道中运行。为了控制内检测器速度，需要一个能调整内检测器前后气体通过量的泄流装置，该装置简称调速阀。内检测器运行速度过快时，及时增大调速阀泄流口区域，使从调速阀泄流口经过的气体流量增大，减小了内检测器上游和下游的压差，从而内检测器达到降低运行速度的目的。同样，当检测器的速度没到适中值时，减小调速阀泄流口面积，使从调速阀泄流口经过的气体流量减小，增大了内检测器上游和下游的压差，从而内检测器达到降低运行速度的目的，到达预期值。
本发明研发了一种简单、高效、应用在管道内检测器上的调速阀，具有以下优点：
1.总体结构简单合理：调速阀形状采取圆锥形设计，内检测器在管道中调节速度时，圆锥形设计能实现气体正面泄流，正面泄流要优于侧面泄流，这样的设计可实现速度变化平稳。
2.阀芯部分控制灵活：由于阀罩与阀芯之间安装了推力轴承，所以在管道中阀芯在受到高压时，仍能保持灵活旋转。
3.执行机构常见、操作可靠：调速阀在调节速度时，只需旋转阀芯，就可实现速度变化，这样的设计在选取执行机构时，可以选取常见的电机控制方式，将电机的轴与调速阀的轴相连即可实现速度控制。
应用了本发明的内检测器在调节速度时，实现了以下良好效果：
1. 内检测器运行速度响应迅速。
2. 内检测器运行速度变化平稳。
3. 内检测器运行速度调控范围大。
附图说明：
图1： 调速阀系统框图。
图2： 为一个视角的阀芯系统结构图。
图3为另一个视角的阀芯系统结构图。
图4： 阀芯体示意图。
图5： 阀芯筋板示意图。
图6： 阀罩体示意图。
图7： 阀体连接盘示意图。
图8： 轴套示意图。
图9： 调速阀总结构图
图10： 调速阀关闭状态示意图
图11：调速阀打开状态示意图。
图12：安装了本发明的管道内检测器示意图。
1：阀罩系统；2：阀芯系统；3：阀罩体；4：阀芯体；5：阀轴；6：阀体连接盘；7：轴套；8：阀芯筋板；9：推力轴承；10：限位止口；11：阀罩体泄流口；12：与阀体连接盘连接安装孔；13：与轴套连接安装孔；14：轴孔；15：轴承槽；16：阀芯体泄流口；17：与轴套连接安装孔；18：与阀罩体连接安装孔；19：轴孔；20：轴套安装孔；21：阀芯筋板减重孔；22：阀罩系统连接螺丝；23：连接轴套螺丝；24：调速阀泄流口；25：本发明中的调速阀；26：管道内检测器；27：管道
具体实施方式：
本发明提供一种用于输气管道内检测器的调速阀，该调速阀包括阀罩系统1和阀芯系统2，阀芯系统2位于阀罩系统1内；阀芯系统2包括阀芯体4、阀轴5和阀芯筋板8，推力轴承9；阀芯体4通一块或多过块均匀分布的阀芯筋板8与阀轴5相连；
阀罩系统1包括阀罩体3和阀体连接盘6，阀罩体3罩在阀芯体4外，阀芯体4能相对于阀罩体3转动，阀罩体3和阀芯体4均为后端敞口的结构，阀体连接盘6盖在阀罩体3的敞口端，阀轴5的前端穿过阀芯体4的前端后通过轴套7安装在阀罩体3的前端轴孔14内，阀轴5的后端通过另一个轴套7安装在阀体连接盘6中心的轴孔19内；
阀芯体4四周均匀分布一处或多处阀芯体泄流口16；阀罩体3四周均匀分布一处或多处阀罩体泄流口11，当阀芯体泄流口16与阀罩体泄流口11完全错开时，阀罩体泄流口11关闭。
阀芯体4通过推力轴承9与阀罩体3相连接；阀芯体4外表面与阀罩体3内表面留有1-2mm空隙，不相接触。
推力轴承9安装在阀芯体4前端的轴承槽15内。即阀芯体4呈圆锥形，阀芯体4顶端外侧有环形轴承槽15，推力轴承9安装在环形轴承槽15中，
阀罩体3的前端呈圆锥形，阀芯体4的前端与阀罩体3前端形状相适应。
阀罩体3四周均匀分布6处阀罩体泄流口11，阀芯体4四周均匀分布6处阀芯体泄流口16。
阀芯筋板8上设置有减重孔21。
在阀轴5上设置有限制阀芯体4产生轴向位移的限位止口10。
阀轴5连接电机，通过电机驱动阀芯体4转动。
阀芯体4通过三块均匀分布的阀芯筋板8与阀轴5相连，三者焊接成一体。
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1所示：本发明包括：阀罩系统1、阀芯系统2；阀芯系统2位于阀罩系统1内部，图8所示:阀芯系统2通过阀轴5与阀罩系统1相连。
图2所示：阀芯系统2包括：阀芯体4、阀轴5、阀芯筋板8，推力轴承9；阀芯体4通过三块均匀分布的阀芯筋板8与阀轴5相连，三者焊接成一体。
图3所示：阀芯体4呈圆锥形，阀芯体4顶端外侧有环形轴承槽15，推力轴承9安装在环形轴承槽15中，阀芯体4四周均匀分布6处阀芯体泄流口16；图4所示：阀芯筋板8上有减重孔21。
阀罩系统1包括：阀罩体3、阀体连接盘6、轴套7；阀罩体3通过安装孔12与阀体连接盘6上的安装孔18用螺丝22连接；轴套7通过安装孔20与阀罩体上的安装孔13用螺丝23连接；轴套7通过安装孔20与阀体连接盘上的安装孔17用螺丝23连接。
图5所示：阀罩体3呈圆锥形，阀罩体3四周均匀分布6处阀罩体泄流口11，阀罩体3顶端有轴孔14，轴孔14外侧是安装孔13，阀罩体3底部有安装孔12；图6所示：阀体连接盘6呈圆形，阀体连接盘6外圈有安装孔18，阀体连接盘6中心是轴孔19，轴孔19外侧是安装孔17
图8所示：阀芯系统2在阀罩系统1里面，阀芯系统2通过阀轴5与阀罩系统1相连。阀芯体4顶端的轴承槽15中安装推力轴承9，阀芯体4通过推力轴承9与阀罩体3相连接。
图9所示：调速发处于关闭状态，即阀罩体上的泄流口11与阀芯体上的泄流口16相错，两者的泄流口被相互遮挡，调速阀泄流口24开口面积是0。
图10所示：调速阀处于打开状态，即阀罩体上的泄流口11与阀芯体上的泄流口16相交或重合形成一定大小的夹角，
旋转阀芯体4可调节调速阀泄流口24的开口面积。
本发明工作原理：
输气管道内检测器没有自主的动力系统，在输气管道中运动时，管道内气体的流场会提供其前进动力，依靠管道内输送的气体传送的压力作为驱动力，推动内检测器在输气管道中运行。为了控制内检测器速度，将本发明的调速阀安装在内检测器上(见图11)。正常情况下调速阀处于关闭状态（见图9），这时管道中气体不会从内检测器中间流过，气体的压力完全作用在内检测器上，当在管道中内检测器运行速度过快时，及时通过旋转阀芯体4增大调速阀泄流口24面积，使调速阀处于打开状态（见图10），使从调速阀泄流口24经过的气体流量增大，减小了内检测器上游和下游的压差，从而内检测器达到降低运行速度的目的。同样，当检测器的速度过小时，减小调速阀泄流口24面积，使从调速阀泄流口24经过的气体流量减小，增大了内检测器上游和下游的压差，从而内检测器达到降低运行速度的目的，到达预期值。
本发明有效地解决了内检测器在输气管道中运行时控制速度的难题，保证了内检测器的平稳运行，大大提高了内检测器的检测精度。
Claims (5)
1.一种用于输气管道内检测器的调速阀，其特征在于：该调速阀包括阀罩系统（1）和阀芯系统（2），阀芯系统（2）位于阀罩系统（1）内；阀芯系统（2）包括阀芯体（4）、阀轴（5）和阀芯筋板（8），推力轴承（9）；阀芯体（4）通过一块或多过块均匀分布的阀芯筋板（8）与阀轴（5）相连；
阀罩系统（1）包括阀罩体（3）和阀体连接盘（6），阀罩体（3）罩在阀芯体（4）外，阀芯体（4）能相对于阀罩体（3）转动，阀罩体（3）和阀芯体（4）均为后端敞口的结构，阀体连接盘（6）盖在阀罩体（3）的敞口端，阀轴（5）的前端穿过阀芯体（4）的前端后通过轴套（7）安装在阀罩体（3）的前端轴孔（14）内，阀轴（5）的后端通过另一个轴套（7）安装在阀体连接盘（6）中心的轴孔（19）内；
阀芯体（4）四周均匀分布一处或多处阀芯体泄流口（16）；阀罩体（3）四周均匀分布一处或多处阀罩体泄流口（11），当阀芯体泄流口（16）与阀罩体泄流口（11）完全错开时，阀罩体泄流口（11）关闭；
阀芯体（4）通过推力轴承（9）与阀罩体（3）相连接；
阀芯体（4）前端设有轴承槽（15），所述阀罩体（3）上设有与轴承槽（15）相对应的安装槽，推力轴承（9）安装在安装槽和轴承槽（15）内；
阀芯筋板（8）上设置有减重孔（21）；
阀芯体（4）外表面与阀罩体（3）内表面留有1-2mm空隙。
2.根据权利要求1所述的用于输气管道内检测器的调速阀，其特征在于：阀罩体（3）的前端呈圆锥形，阀芯体（4）的前端与阀罩体（3）前端形状相适应。
3.根据权利要求1所述的用于输气管道内检测器的调速阀，其特征在于：阀罩体（3）四周均匀分布6处阀罩体泄流口（11），阀芯体（4）四周均匀分布6处阀芯体泄流口（16）。
4.根据权利要求1所述的用于输气管道内检测器的调速阀，其特征在于：在阀轴（5）上设置有限制阀芯体（4）产生轴向位移的限位止口（10）。
5.根据权利要求1所述的用于输气管道内检测器的调速阀，其特征在于：阀轴（5）连接电机，通过电机驱动阀芯体（4）转动。
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