CN107491139A - 一种管道内自调整驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道内自调整驱动装置，包括轴套和间隔固设在轴套上的多级皮碗，轴套的前后端分别设有连接器接头，其中：所述轴套内轴向设中空的盲孔，盲孔内固定有电驱动器，电驱动器的输出端连接旋转丝柱，旋转丝柱外部螺纹配合有丝筒，丝筒与轴套内壁构成轴向滑动配合，在皮碗间隔处的轴套壁上设有沿周向分布的2‑6个开口槽，每个开口槽内设置有支撑臂，支撑臂一端与轴套内的丝筒铰链，另一端搭在凹槽外。本发明的装置具有结构紧凑、姿态自调整、便于安装、组成部件可调等特点，能够有效避免管线内检测时的卡堵现象，保障作业的安全。

Description

一种管道内自调整驱动装置

技术领域

本发明涉及管道检测装置领域的一种管道内自调整驱动装置。

背景技术

管道特别是油气输送管线以其经济、高效等特点得到广泛的应用，管线在敷设完成和使用一段时间后会出现缺陷而影响使用安全，因此需进行定期检测。管道的无损检测通常由驱动单元、检测单元、控制与储存单元、动力单元及里程测量单元等组成，根据不同管径的空间要求，将上述功能单元分布在两节或多节机械壳体上，通过连接器连接成一体；检测时，在管内输送介质的压差驱动下，由驱动装置带动检测设备在管内移动并记录检测到的缺陷信息。由于油气输送管道工况复杂，可能存在弯管、变形及内部障碍等情况，现在的检测器上的驱动装置均无姿态自调整功能，在检测过程中多次出现检测器被卡堵到管道内而无法取出情况，造成检测器报废甚至管道无法应用或报废，特别是海底管道检测时，一旦卡堵会造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种能够带动检测器对管道进行全面检测，在运行遇阻后可自动调整姿态，能够有效避免卡堵风险，大大提高检测安全性的管道内自调整驱动装置（简称驱动装置）。

本发明的技术方案包括：

一种管道内自调整驱动装置，包括轴套和间隔固设在轴套上的多级皮碗，轴套的前后端分别设有连接器接头，其中：所述轴套内轴向设中空的盲孔，盲孔内固定有电驱动器，电驱动器的输出端连接旋转丝柱，旋转丝柱外部螺纹配合有丝筒，丝筒与轴套内壁构成轴向滑动配合，在皮碗间隔处的轴套壁上设有沿周向分布的2-6个开口槽，每个开口槽内设置有支撑臂，支撑臂一端与轴套内的丝筒铰链，另一端搭在凹槽外。

上述方案进一步包括：

所述电驱动器外部被驱动器密封体密封后固定在轴套的盲孔内，其输出端通过连接件与旋转丝柱固连。

所述丝筒与支撑臂连接端设内凸沿，与之对应的旋转丝柱端也设有内凸沿，并在连接件与内凸沿之间设有挡圈。

丝筒的内凸沿呈正多面孔，正多面孔内插接配合有固轴；所述固轴从轴套的盲孔开口端插入并在开口端与轴套固定连接，固轴的插入端设有与丝筒内正多面孔轴向移动配合的正多面体行程段，且该行程段与轴套上的开口槽相对应。

所述轴套为前轴和后轴两部分对接组成的整体结构。

所述的开口槽与支撑臂搭载处设置外凸垫环，垫环与支撑臂搭载面呈弧形。

所述轴套壁上的开口槽呈锥形，支撑臂的外形与之对应，且支撑臂的搭载端界面呈弧形。

在支撑臂的搭载端外表面均布设置数个狐面凸头。

发明的效果：本发明通过电驱动器驱动之撑臂变化调整驱动装置的姿态，使驱动皮碗能够很好的与管壁形成密封，避免卡堵；所采用的皮碗固定形式不仅便于调整和安装，提高皮碗的性能、缩短现场更换时间，还减少了损耗率；采用灵巧时间，使整体结构紧凑，适用于各种规格管道的检测器使用。

附图说明

图1为一种管道内自调整驱动装置的示意图；

图2为一种管道内自调整驱动装置的A-A向侧视图。

图中：1、前轴，2、前螺栓，3、前碗前夹板，4、前皮碗，5、隔环 6、中碗前夹板，7、凸头，8、销轴， 9、后轴，10、支撑臂，11、垫环 12、后螺栓，13、连轴器，14、固轴， 15、后碗护夹板，16、后轴板（或称法兰），17、后皮碗，18、丝筒，19、旋转丝柱，20挡圈， 21、连接体（或称连接件），22、密封圈， 23、后轴法兰，24、前轴法兰， 25、电驱动器， 26、中皮碗 ，27、电驱动器后固环，28、电驱动器前固环，29、前碗后夹板，30、电驱动器密封体，31、端部固体 。

具体实施方式

现结合说明书附图对本发明作进一步描述：

实施例1：参照附图1，一种管道内自调整驱动装置，包括轴套（图中前轴1和后轴9通过前螺栓2、后轴法兰23、前轴法兰24连接构成）和间隔固设在轴套上的多级皮碗（图中前中后三级皮碗），轴套的前后端分别设有连接器接头（相当于图中1和13指示位置），其中：所述轴套内轴向设中空的盲孔，盲孔内固定有电驱动器25，电驱动器25的输出端直接连接旋转丝柱19，旋转丝柱19外部螺纹配合有丝筒18，丝筒18与轴套内壁构成轴向滑动配合，在皮碗间隔处的轴套壁上设有沿周向分布的2-6个开口槽，每个开口槽内设置有支撑臂10，支撑臂10一端与轴套内的丝筒18铰链，另一端搭在凹槽外。

实施例2：对照附图1和2，一种管道内自调整驱动装置由前轴1、前螺栓2、前碗前夹板3、前皮碗4、隔环5、中碗前夹板6、凸头7、销轴8、后轴9、撑臂10、垫环11、后螺栓12、连接器13、固轴14、后碗护夹板15、后轴夹板16、后皮碗17、丝筒18、旋转丝柱19、挡圈20、连接体21、密封圈22、后轴法兰23、前轴法兰24、电驱动器25、中皮碗26、电驱动器后固环27、电驱动器前固环28、前碗后夹板29、电驱动器密封体30、端部固体31组成。前轴1与后轴9通过固定螺栓7连接组成驱动装置的骨架，均为圆柱形结构，外径相同。在前轴1前端设有通孔，后端端部加工成凹凸形状，后端外圆周面上固定有前轴法兰24，在前轴法兰24前面依次设置有中皮碗26、中碗前夹板6、隔环5、前碗后夹板29、前皮碗4、前碗前夹板3，中皮碗26、中碗前夹板6、隔环5、前碗后夹板29、前皮碗4、前碗前夹板3中心均设置通孔并与前轴1外圆周面间隙配合，通过前螺栓2固定。前轴1内部设置盲孔，尾端加工有与撑臂10收回时相配合的锥形孔。后轴9中心孔设置阶梯状孔，前端大孔孔径与前轴1设置的盲孔孔径相同，后端孔与固轴14配合，后轴9前端端部加工成凹凸形状，其凹槽与前轴后端端部凸出部分相配合，前轴后端凸出部分在沿轴线方向的长度要小于后轴前端的凹槽的长度，后轴9前端固定有后轴法兰23，与前轴法兰24相配合，后轴9后端外圆周面固定后轴夹板16，在其前面固定有垫环11，在其后面布置有后皮碗17、后碗护夹板15和连接器13。固轴14呈阶梯状，其截面形状自最后端起依次为大圆柱体、中圆柱体、正多面体、小圆柱体、丝柱，大圆柱体外径与后轴9外径相同，其前端面与后轴9后端面配合并通过螺钉固定，其后端面与联轴器13间隙配合，中圆柱体外圆面与后轴9后端孔配合，正多面体面与丝筒18后端内孔及撑臂10的对应端端面配合，小圆柱体与旋转丝柱19后端孔配合。丝筒18布置在前轴1的盲孔和后轴9的前端大孔内并与之配合，丝筒18前端设置与旋转丝柱19相配合的丝孔，丝筒18后端设置正多边形孔与固轴14上的正多边体配合，后端端面形状与撑臂10端部配合，并设置对应于撑臂10的耳环，耳环上设置与销轴8配合的孔。旋转丝柱19内部加工有大小两个孔，大孔与连接体21配合，小孔与固轴14上的小圆柱体外圆面配合，对应大小孔有三个端面，前端面与连接体21上对应的端面配合，后端面与固轴14上对应的阶梯端面配合，中端面与挡圈20上对应的端面配合，外圆周面上加工有与丝筒18配合的螺纹。连接体21通过螺钉与旋转丝柱19固定，外表面与旋转丝柱19的前端内孔配合，内部中心线处设置与电驱动器转轴配合的孔，为键连接形式。电驱动器25布置在电驱动器密封体30内，转轴通过密封圈22与电驱动器密封体30密封；电驱动器密封体30通过电驱动器前固环28、电驱动器后固环27、端部固体31固定在前轴1盲孔内。撑臂10一端穿过后轴9凹槽进入到后轴9孔内，端部设置与销轴8配合的孔，通过销轴8与丝筒18连接并与丝筒18端面和固轴14正多面体平面配合，另一端为扇形弧面结构，扇形弧面内表面与垫环11配合，顶部为弧面。连接器13前端为圆柱体盖夹板，尾端设置两个耳环，圆柱体盖夹板中心处加工盲孔，盲孔与固轴9大圆柱体外圆面配合，底面与固轴9后端面间隙配合，前端面和外圆面与后碗护夹板15配合。同时支撑臂10的外周边设置凸头7能够更大程度减少卡阻。

电驱动器25由被驱动单元的电源和控制系统一体供电和控制。

使用时将电驱动器25安装在电驱动器密封体30内，将电驱动器前固环28、电驱动器后固环27 和端部固体31安装到电驱动器密封体30上。分别将撑臂10的一端穿过后轴9上的凹槽与丝筒18后端面上的耳环通过销轴8连接。将固轴14安装到后轴9内并固定；将旋转丝柱19旋拧到丝筒18内，将挡圈20固定到固轴14上，固定螺母21安装到旋转丝柱19内并固定。将电驱动器密封体30安装到前轴1盲孔内，前轴1和后轴9通过固定螺栓7连接在一起，同时，电驱动器25输出轴安装到连接体21孔内，并使撑臂10一端放置到垫环11上。将中皮碗26、中碗前夹板6、隔环5前碗后夹板29、前皮碗4、前碗前夹板3依次安装到前轴1上并通过前螺栓固定。将后皮碗17后碗护夹板15、连接器13依次安装到后轴9上并通过后螺栓12固定。

本发明的管道内自调整驱动装置的作业机理为：当驱动装置在压差作用下带动检测器在管内移动时，在转弯或越障遇阻时，驱动装置将因为外力作用而姿态变化，使皮碗无法和管道形成密封，导致移动受阻；在驱动装置受阻停止移动后，检测器控制单元将检测到该信息，控制单元将启动电驱动器25，带动旋转丝柱19旋转，从而使丝筒18沿着前轴1和后轴9的内孔向后移动，进而带动撑臂10沿着后轴9上的凹槽向后移动，并在垫环11的限制下，使撑臂10逐渐打开，并撑到管壁上，使驱动装置重新恢复到正常位置，皮碗恢复与管道的密封，带动检测器继续移动。在移动后，检测器控制单元将使电驱动器25回转，带动丝筒18、撑臂10恢复到原始位置。前碗前夹板3、前碗后夹板29、隔环5、中碗前夹板6、后碗护夹板15均可根据管壁厚度和驱动力要求更换。

Claims (8)

1.一种管道内自调整驱动装置，包括轴套和间隔固设在轴套上的多级皮碗，轴套的前后端分别设有连接器接头，其特征是：所述轴套内轴向设中空的盲孔，盲孔内固定有电驱动器，电驱动器的输出端连接旋转丝柱，旋转丝柱外部螺纹配合有丝筒，丝筒与轴套内壁构成轴向滑动配合，在皮碗间隔处的轴套壁上设有沿周向分布的2-6个开口槽，每个开口槽内设置有支撑臂，支撑臂一端与轴套内的丝筒铰链，另一端搭在凹槽外。

2.根据权利要求1所述的管道内自调整驱动装置，其特征是：所述电驱动器外部被驱动器密封体密封后固定在轴套的盲孔内，其输出端通过连接件与旋转丝柱固连。

3.根据权利要求2所述的管道内自调整驱动装置，其特征是：所述丝筒与支撑臂连接端设内凸沿，与之对应的旋转丝柱端也设有内凸沿，并在连接件与内凸沿之间设有挡圈。

4.根据权利要求3所述的管道内自调整驱动装置，其特征是：丝筒的内凸沿呈正多面孔，正多面孔内插接配合有固轴；所述固轴从轴套的盲孔开口端插入并在开口端与轴套固定连接，固轴的插入端设有与丝筒内正多面孔轴向移动配合的正多面体行程段，且该行程段与轴套上的开口槽相对应。

5.根据权利要求1-4任一所述的管道内自调整驱动装置，其特征是：所述轴套为前轴和后轴两部分对接组成的整体结构，所述的多级皮碗分别通过轴套上的法兰、夹板和螺栓与轴向固定。

6.根据权利要求5所述的管道内自调整驱动装置，其特征是：所述的开口槽与支撑臂搭载处设置外凸垫环，垫环与支撑臂搭载面呈弧形。

7.根据权利要求5所述的管道内自调整驱动装置，其特征是：所述轴套壁上的开口槽呈锥形，支撑臂的外形与之对应，且支撑臂的搭载端界面呈弧形。

8.根据权利要求7所述的管道内自调整驱动装置，其特征是：在支撑臂的搭载端外表面均布设置数个狐面凸头。