CN107552507B - 一种具有自行解堵功能的管道清管器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自行解堵功能的管道清管器，其特征在于：它包括清管装置和解堵装置，所述清管装置前端设置有所述解堵装置；所述解堵装置包括剪切破碎刀头加固前齿、剪切破碎刀头锋刃和卡扣连接件；所述剪切破碎刀头加固前齿、剪切破碎刀头锋刃构成剪切破碎刀头；在所述剪切破碎刀头根部通过所述卡扣连接件与所述清管装置连接。本发明能保证在清管器前方发生较大强度的杂质堆积的情况下，利用自身具备的解堵工具‑剪切破碎刀片对前方杂质进行高速剪切，降低其结构强度，实现清管器的顺利通过。

Description

一种具有自行解堵功能的管道清管器

技术领域

本发明涉及一种管道清管装置，特别是关于一种在输油、输气管道领域中应用的具有自行解堵功能的管道清管器。

背景技术

在管道进行清管的过程中，时常发生由于管道内杂质堆积导致清管器卡堵于管道内的生产事故，如果不能将卡堵清管器清理出管道，则管道无法正常运行，造成管道上下游气源、用户停输的重大安全生产事故，不仅造成严重的经济损失，同时对管道本体也是巨大的安全隐患。现有管道清管器在发生卡堵事故时，解决办法十分有限，除了利用上下游提高压差强行使清管器通过外，就是通过再次发送清管器硬性将清管器打破。如果前方杂质较多、结构强度大，清管器卡堵一般无法通过上述方法解堵，只能断管取球，损失惨重。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有自行解堵功能的管道清管器，可保证在清管器前方发生较大强度的杂质堆积的情况下，利用自身具备的解堵工具-剪切破碎刀片对前方杂质进行高速剪切，降低其结构强度，实现清管器的顺利通过。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种具有自行解堵功能的管道清管器，其特征在于：它包括清管装置和解堵装置，所述清管装置前端设置有所述解堵装置；所述解堵装置包括剪切破碎刀头加固前齿、剪切破碎刀头锋刃和卡扣连接件；所述剪切破碎刀头加固前齿、剪切破碎刀头锋刃构成剪切破碎刀头；在所述剪切破碎刀头根部通过所述卡扣连接件与所述清管装置连接。

进一步，所述清管装置包括清管皮碗和清管器主体，所述清管皮碗间隔设置在所述清管器主体上。

进一步，所述清管器主体包括剪切破碎刀头旋转驱动、清管器管壁、清管皮碗固定轴、驱动电机、旋转传动轴、动力节和剪切启动及停止控制节，所述清管皮碗固定轴为空心轴；位于所述清管器管壁的内侧壁设置有所述清管皮碗固定轴，所述清管皮碗穿过所述清管器管壁间隔设置在所述清管皮碗固定轴上；位于所述清管皮碗固定轴内部设置有所述剪切破碎刀头旋转驱动、驱动电机、旋转传动轴、动力节和剪切启动及停止控制节；所述剪切破碎刀头旋转驱动通过所述旋转传动轴与所述驱动电机输出端连接，所述驱动电机输入端与所述动力节连接，所述动力节与所述剪切启动及停止控制节通过启停信号传递通道连接，所述启停信号传递通道周边为预留空间，用于电池扩容、GPS发射装置及扩展功能的设置。

进一步，所述驱动电机由环绕其一周的驱动节固定支撑固定在所述清管皮碗固定轴内，所述驱动节固定支撑采用防水密封材质。

进一步，所述清管皮碗固定轴在所述清管器管壁内部边侧，呈360度圆周每隔90度布置一个。

进一步，所述动力节由环绕其一周的电池缓震保护填充物包裹固定，所述电池缓震保护填充物采用防水密封材质。

进一步，所述在清管器主体尾部，与所述剪切启动及停止控制节相邻位置处设置有清管器尾端柔性密封盖，所述清管器尾端柔性密封盖与所述清管器主体通过螺纹连接并机械密封；所述清管器尾端柔性密封盖内部中央位置处设置有清管器后端压力感应传感器。

进一步，所述剪切破碎刀头根部通过所述卡扣连接件与所述剪切破碎刀头旋转驱动连接。

进一步，在所述清管器主体头部，与所述剪切破碎刀头旋转驱动相邻位置处设置有清管器前端密封盖，所述清管器主体与所述清管器前端密封盖螺纹连接并机械密封；在所述清管器前端密封盖外表面中央位置处设置有清管器前端压力感应传感器。

进一步，所述清管器管壁上设置有沟槽，所述沟槽的宽度与所述清管皮碗厚度一致，且所述沟槽设置数量与所述清管皮碗的设置数量相同。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明对管道清管器进行了重新定位，不仅可以对管道内杂质进行清理，同时有效降低管道清管过程中发生卡堵的概率，利用压力传感器提前预判管道前方堆积杂质的程度，然后利用破碎刀头对清管器前方杂质进行结构破坏，降低其强度，确保清管器顺利通过管道。2、本发明由于剪切破碎刀头并非置于管道清管器前端，故大大降低剪切破碎刀头遭受的前方堆积杂质的冲击力，防止驱动刀头工作的旋转轴偏心、失衡。3、本发明剪切破碎刀头由剪切破碎刀头加固前齿和剪切破碎刀头锋刃构成，对于结构强度较大的杂质，首先采用刀头加固前齿对杂质进行剪切破碎，降低其结构强度，随之清管器的不断推进，刀头的锋刃再次对杂质进行剪切破碎，连续两次对杂质的结构强度进行破坏，确保杂质结构强度不对清管器的通过构成威胁。4、本发明中剪切破碎刀头采用与驱动清管器刀头工作的旋转驱动卡扣连接，安装、拆卸方便，且在解堵过程中受前方堆积杂质的冲击力不易传递至旋转轴，减少对电机的冲击同时可根据刀头在清管过程中的磨损程度单独更换，减少刀头的更换频次及维护成本。5、本发明中清管皮碗与清管器主体采用可拆卸连接，利用清管器主体内部的固定轴对清管皮碗进行固定，拆卸方便快捷，此设计确保对于同一型号规格的清管器主体可以匹配不同尺寸型号的清管皮碗，用于对不同管径的管道进行清管作业，大大提高该清管器的适用范围，提高其利用率及使用率。6、本发明中启停控制节用于接收清管器前后端压力，通过结合管道的运行压力提前预判管道前方杂质的堆积情况，对驱动剪切破碎刀头发出工作信号，这样确保工作的电机及电池系统并非长期处于工作状态，大大降低其工作时间，延长其使用寿命，同样清管里程的条件下，所需电机尺寸、电池容量大大降低，降低空间需求，使得结构设计更紧凑，整套装置结构紧凑、易损坏部件更少。

附图说明

图1是本发明的正视结构示意图；

图2是图1的剖面结构示意图；

图3是本发明的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明提供一种具有自行解堵功能的管道清管器，其包括清管装置和解堵装置，清管装置前端设置有解堵装置，使用时，清管装置和解堵装置位于管道管壁1内。

清管装置包括清管皮碗2和清管器主体，清管皮碗2间隔设置在清管器主体上。

清管器主体包括清管器管壁3、清管皮碗固定轴4、剪切破碎刀头旋转驱动5、旋转传动轴6、驱动电机7、动力节(大容量锂电池)8和剪切启动及停止控制节9；其中，清管皮碗固定轴4为空心轴。位于清管器管壁3的内侧壁设置有清管皮碗固定轴4，清管皮碗2穿过清管器管壁3间隔设置在清管皮碗固定轴4上。位于清管皮碗固定轴4内部设置有剪切破碎刀头旋转驱动5、旋转传动轴6、驱动电机7、动力节8和剪切启动及停止控制节9；剪切破碎刀头旋转驱动5通过旋转传动轴6与驱动电机7输出端连接，驱动电机7输入端与动力节8通过即插即拔的插头紧密连接，且二者由防水密封材质包裹。动力节8与剪切启动及停止控制节9通过启停信号传递通道10连接，启停信号传递通道10周边为预留空间11，用于电池扩容、GPS发射装置及扩展功能的设置。

上述实施例中，驱动电机7由环绕其一周的驱动节固定支撑12固定在清管皮碗固定轴4内，驱动节固定支撑12采用防水密封材质。清管皮碗固定轴4在清管器管壁3内部边侧，呈360度圆周每隔90度布置一个，用于固定清管皮碗2。

上述各实施例中，动力节8由环绕其一周的电池缓震保护填充物13包裹固定，确保本发明的装置在工作中稳定运行，不受外界振动影响。其中，电池缓震保护填充物13采用防水密封材质。

在一个优选的实施例中，在清管器主体尾部，与剪切启动及停止控制节9相邻位置处设置有清管器尾端柔性密封盖14，清管器尾端柔性密封盖14与清管器主体通过螺纹连接并机械密封。清管器尾端柔性密封盖14内部中央位置处设置有清管器后端压力感应传感器15，用于接收压力信号并传递至剪切启动及停止控制节9。

在一个优选的实施例中，如图1～图3所示，解堵装置包括剪切破碎刀头加固前齿16、剪切破碎刀头锋刃17和卡扣连接件18；其中，剪切破碎刀头加固前齿16、剪切破碎刀头锋刃17构成剪切破碎刀头19。在剪切破碎刀头19根部通过卡扣连接件18与剪切破碎刀头旋转驱动5连接，安装、拆卸方便，且在解堵过程中受前方堆积杂质的冲击力不易传递至旋转传动轴6，减少对驱动电机7的冲击同时可根据剪切破碎刀头19在清管过程中的磨损程度单独更换，减少剪切破碎刀头19的更换频次及维护成本。由旋转传动轴6将驱动电机7的输出动能传递至剪切破碎刀头旋转驱动5上，在剪切破碎刀头旋转驱动5的带动下，剪切破碎刀头19一起做高速旋转剪切运动。

在一个优选的实施例中，如图3所示，在清管器主体头部，与剪切破碎刀头旋转驱动5相邻位置处设置有清管器前端密封盖20，清管器主体由清管器前端密封盖20进行机械密封，且清管器前端密封盖与清管器主体通过螺纹连接。在清管器前端密封盖20外表面中央位置处设置有清管器前端压力感应传感器21，用于接收清管器前端的压力信号并传递至剪切启动及停止控制节9。

上述各实施例中，清管器管壁3上设置有沟槽，沟槽的宽度与清管皮碗2厚度一致，且沟槽设置数量与清管皮碗2的设置数量相同。清管皮碗2与沟槽对接后，与清管皮碗固定轴4紧密结合，确保清管器在清管过程中稳定运行，不脱落。在本实施例中，在清管器管壁3上优选为设置4道沟槽。

上述各实施例中，剪切启动及停止控制节9用于接收清管器后端压力感应传感器15和清管器前端压力感应传感器21传递的信号，通过与预先设定的初始信号做对比，然后发出执行命令通过启停信号传递通道10传递至动力节8，整个响应过程迅速快捷。

综上所述，本发明的工作原理如下：通过管道发球筒将本发明投入管道进行清管，在后方压力的推动下在管道中运行，初期在清管皮碗2建立的压差下，本发明的清管器将管道内堆积的杂质推送至管道下游，随着杂质的积累，清管器前后压差逐渐减小，整个过程位于清管器前后侧的清管器后端压力感应传感器15、清管器前端压力感应传感器21均在实时记录压力值，并实时传递至剪切启动及停止控制节9，以便对压力值进行处理，确定清管器前方杂质堆积的程度。在确认清管器前方杂质达到一定程度后(可根据具体情况由现场工程师进行设定启动值)剪切启动及停止控制节9发出启动信号，通过启停信号传递通道10传递至动力节8，动力节8开始工作，驱动驱动电机7带动旋转传动轴6高速旋转，将动能输送至剪切破碎刀头旋转驱动5，在剪切破碎刀头旋转驱动5的驱动下，剪切破碎刀头19高速旋转，剪切破碎刀头加固前齿16和剪切破碎刀头锋刃17一同工作，将清管器前方堆积的杂质打碎，降低其结构。同时在皮碗产生的压差推动下，清管器缓慢前行，剪切破碎刀头19不断将前方的杂质结构破坏掉，通过清管器前后侧的清管器后端压力感应传感器15、清管器前端压力感应传感器21实时监控清管器压力判断堆积杂质的程度。当压力值处于设定安全范围内，剪切启动及停止控制节9发出停止信号，通过启停信号传递通道10传递至动力节8，动力节8停止工作。清管器利用清管皮碗2产生的压差在管道中继续前进，直至清管器前方再次发生大量杂质堆积，解堵功能再次启动，直至清管器顺利进入收球筒。通过管道内清管器前后压力的分析对杂质的堆积程度进行预判，提前进行干预，降低杂质的结构强度，防止卡堵事故的发生，确保清管器顺利清管。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种具有自行解堵功能的管道清管器，其特征在于：它包括清管装置和解堵装置，所述清管装置前端设置有所述解堵装置；

所述解堵装置包括剪切破碎刀头加固前齿、剪切破碎刀头锋刃和卡扣连接件；所述剪切破碎刀头加固前齿、剪切破碎刀头锋刃构成剪切破碎刀头；在所述剪切破碎刀头根部通过所述卡扣连接件与所述清管装置连接；

所述清管装置包括清管皮碗和清管器主体，所述清管皮碗间隔设置在所述清管器主体上；

所述清管器主体包括剪切破碎刀头旋转驱动、清管器管壁、清管皮碗固定轴、驱动电机、旋转传动轴、动力节和剪切启动及停止控制节，所述清管皮碗固定轴为空心轴；位于所述清管器管壁的内侧壁设置有所述清管皮碗固定轴，所述清管皮碗穿过所述清管器管壁间隔设置在所述清管皮碗固定轴上；位于所述清管皮碗固定轴内部设置有所述剪切破碎刀头旋转驱动、驱动电机、旋转传动轴、动力节和剪切启动及停止控制节；所述剪切破碎刀头旋转驱动通过所述旋转传动轴与所述驱动电机输出端连接，所述驱动电机输入端与所述动力节连接，所述动力节与所述剪切启动及停止控制节通过启停信号传递通道连接，所述启停信号传递通道周边为预留空间，用于电池扩容、GPS发射装置及扩展功能的设置；

在所述清管器主体尾部，与所述剪切启动及停止控制节相邻位置处设置有清管器尾端柔性密封盖，所述清管器尾端柔性密封盖与所述清管器主体通过螺纹连接并机械密封；所述清管器尾端柔性密封盖内部中央位置处设置有清管器后端压力感应传感器；

所述剪切破碎刀头根部通过所述卡扣连接件与所述剪切破碎刀头旋转驱动连接；

在所述清管器主体头部，与所述剪切破碎刀头旋转驱动相邻位置处设置有清管器前端密封盖，所述清管器主体与所述清管器前端密封盖螺纹连接并机械密封；在所述清管器前端密封盖外表面中央位置处设置有清管器前端压力感应传感器。

2.如权利要求1所述的一种具有自行解堵功能的管道清管器，其特征在于：所述驱动电机由环绕其一周的驱动节固定支撑固定在所述清管皮碗固定轴内，所述驱动节固定支撑采用防水密封材质。

3.如权利要求1所述的一种具有自行解堵功能的管道清管器，其特征在于：所述清管皮碗固定轴在所述清管器管壁内部边侧，呈360度圆周每隔90度布置一个。

4.如权利要求1所述的一种具有自行解堵功能的管道清管器，其特征在于：所述动力节由环绕其一周的电池缓震保护填充物包裹固定，所述电池缓震保护填充物采用防水密封材质。

5.如权利要求1所述的一种具有自行解堵功能的管道清管器，其特征在于：所述清管器管壁上设置有沟槽，所述沟槽的宽度与所述清管皮碗厚度一致，且所述沟槽设置数量与所述清管皮碗的设置数量相同。

Images