CN107606382A - 一种适用于传输管道的维护设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于传输管道的维护设备，包括检测设备和安装基板，还包括引导装置：所述引导装置包括设于管道上的环体，所述引导装置用于防止设备脱离管道；夹持装置：包括相对设置的第一夹持装置和第二夹持装置：所述第一夹持装置和所述第二夹持装置夹持管道；驱动装置：所述驱动装置连接所述第一夹持装置和所述第二夹持装置，所述驱动装置包括至少一个驱动杆和凸轮，所述驱动杆一端连接第一夹持装置或第二夹持装置，另一端与所述凸轮接触，所述凸轮旋转，驱动所述驱动杆伸缩，改变所述第一夹持装置和所述第二夹持装置之间的相对距离。本发明自动化程度高，管道维护设备可自动沿轨道前行和检测，减少人力成本。

Description

一种适用于传输管道的维护设备

技术领域

本发明属于传输管道维护技术领域，具体涉及一种适用于传输管道的维护设备。

背景技术

我国的西气东输工程，途经10余个省区，全长4200公里，将西部地区丰富的石油资源和天然气资源输送到东部进行经济建设。这一项目的实施，在为西部大开发、将西部地区的资源优势变为经济优势创造了条件的同时，其长距离管道给管道维护带来了极大困难。现我国对管道进行的维护主要是人为维护，包括管道维护保养，管道网巡查和管道防护地带的维护等。这些维护措施存在着自动化程度低，耗费大量人力成本，管道信息收集分散等一系列问题，已渐渐难以满足管道维护的需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于自动化的管道维护设备，能够实现维护设备自动沿管道前进，自动检测。本发明为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种适用于传输管道的维护设备，包括检测设备和安装基板，还包括

引导装置：所述引导装置包括设于管道上的环体，所述引导装置用于防止设备脱离管道；

夹持装置：包括相对设置的第一夹持装置和第二夹持装置：所述第一夹持装置和所述第二夹持装置夹持管道；

驱动装置：所述驱动装置连接所述第一夹持装置和所述第二夹持装置，所述驱动装置包括至少一个驱动杆和凸轮，所述驱动杆一端连接第一夹持装置或第二夹持装置，另一端与所述凸轮接触，所述凸轮旋转，驱动所述驱动杆伸缩，改变所述第一夹持装置和所述第二夹持装置之间的相对距离。

进一步的，所述驱动装置包括第一驱动杆、第二驱动杆和凸轮，所述第一驱动杆一端连接第一夹持装置，另一端连接凸轮，所述第二驱动杆一端连接第二夹持装置另一端连接凸轮，转动所述凸轮，驱动所述第一驱动杆和所述第二驱动杆伸缩；所述第一夹持装置和所述第二夹持装置通过所述驱动装置夹紧或松开所述管道。

进一步的，所述引导装置包括环体，所述环体内周向设有若干伸缩杆，所述伸缩杆外围套设有弹性件。

进一步的，所述环体为圆环，所述伸缩杆一端固定于所述圆环内壁，一端向圆环中心延伸，所述伸缩杆向圆环中心延伸的一端设有万向轮。

进一步的，所述第一夹持装置和所述第二夹持装置均包括相对设置的第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和第二夹爪相互配合夹紧或松开所述管道，所述夹爪包括压紧杆、液压杆和支撑杆，所述液压杆和所述支撑杆平行设置，所述压紧杆杆身横担于液压杆和支撑杆上，所述液压杆一端连接所述压紧杆端部，另一端连接驱动装置，所述驱动装置驱动所述液压杆上升或下降带动所述液压杆远离液压杆的一端压紧或松开所述管道。

进一步的，所述驱动装置包括主动轮、通过主动轮带动的一级从动轮、与一级从动轮啮合的二级从动轮、与二级从动轮通过推杆连接的液压缸；

所述主动轮内环为凸轮外环为齿轮，所述凸轮和所述齿轮同轴，所述一级从动轮包括同轴设置的小完整齿轮和大不完整齿轮，所述小完整齿轮与所述主动轮相啮合，所述大不完整齿轮与二级从动轮啮合；

所述液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸通过二级从动轮与第一一级从动轮连接，所述第二液压缸通过二级从动轮与第二一级从动轮连接，所述第一液压缸控制第一夹持装置，所述第二液压缸控制所述第二夹持装置。

进一步的，还包括V型块，所述V型块安装在所述安装基板上，所述V型块上设有减载槽，所述安装基板上设有与减载槽相对应的减载键。

进一步的，所述引导装置包括第一引导装置和第二引导装置，所述第一引导装置与所述第一夹持装置固定连接，所述第二引导装置与所述第二夹持装置固定连接，所述驱动装置置于所述第一夹持装置和第二夹持装置之间。

进一步的，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置控制所述第一夹持装置的第一夹爪和所述第二夹持装置的第一夹爪，所述第二驱动装置控制所述第一夹持装置的第一夹爪和所述第二夹持装置的第二夹爪。

进一步的，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置通过单片机控制。

本发明的工作原理如下：

(1)夹手工作原理：

A.夹手位于管道下方，液压杆上行时，压紧杆末端转过很大的圆弧，对管道快速压紧；

B.V形块对管道快速定位固定，使管道中心轴位于管道夹手中央上方，避免管道夹手发生偏移。

(2)驱动装置工作原理：

A.后夹持装置前行：凸轮为相对两侧内陷，直径缩小，电机驱动凸轮逆时针转动前半周，驱动杆位于凸轮直径最小处，即处于收缩状态，从动轮将凸轮转速放大，第一一级从动轮不完整齿轮的第一齿段进入驱动状态，对应的液压推动装置处于压油状态，经过橡胶油管传导，对应的液压缸液压杆上行，第一夹持装置即前夹持装置快速夹紧。随后，第二一级从动轮不完整齿轮第一齿段进入驱动状态，对应的液压推动装置处于吸油状态，对应的液压杆下行，第二夹持装置即后夹持装置快速松开。在驱动杆收缩作用下，第二夹持装置即后夹持装置前行。

B.前夹持装置前行：电机驱动凸轮逆时针转动后半周，驱动杆处于凸轮最大直径处，即驱动杆为伸展状态。同理，从第二一级从动轮不完整齿轮第二齿段率先进入驱动状态，第二夹持装置即后管道夹手夹紧；随后，从第一一级从动轮不完整齿轮第二齿段率先进入驱动状态，前夹持装置松开。在驱动杆伸展作用下，前夹持装置前行。

本发明具有的有益效果：

1.结构简单，夹持装置、V形块和导向装置相互配合对管道快速定位固定效果好，维护设备前进的稳定性高，不会发生偏移，可靠性高。

2.自动化程度高，管道维护设备可自动沿轨道前行和检测，减少人力成本。

3.续航时间长，管道维护设备可自主完成全线管道检测。

4.管道信息统一收集，便于维护人员判断和处理。

附图说明

图1本发明中维护设备的结构示意图；

图2本发明中导向装置的结构示意图；

图3本发明中夹爪、V形块和支撑杆零件结构示意图；

图4本发明中驱动装置的结构示意图；

图5本发明中液压缸的结构示意图；

图中1、引导装置，11、环体，12、第一推杆，13、第二推杆，14、弹簧，15、盖板，16、万向轮；

2、夹持装置，21、第一夹持装置，22、第二夹持装置，211、第一夹爪，212、第二夹爪，2111、压紧杆，2112、液压杆，2113、支撑杆，2114、支撑基座；

3、驱动装置，31、主动轮，311、凸轮，32、第一一级从动轮，321、小完整此轮，322、大不完整齿轮，33、第二一级从动轮，34、第一二级从动轮，35、第二二级从动轮，36、液压缸，361、推动装置，363、压力阀，364方向阀1,365、方向阀2,366、油箱，367、橡胶油管，37、第一驱动杆，38、第二驱动杆；

4、V形块，41、减载槽；

5、检测装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种适用于传输管道的维护设备包括：可控的夹持装置2、驱动装置3、引导装置1和检测装置5。夹持装置包括相对设置的第一夹持装置21和第二夹持装置22，设备运动时，第一夹持装置21为前夹持装置，第二夹持装置22为后夹持装置；驱动装置3控制夹持装置夹紧或松开管道，驱动装置3上设有第一驱动杆37和第二驱动杆38，第一驱动杆37连接第一夹持装置21，第二驱动杆38连接第二夹持装置22，驱动装置3通过驱动驱动杆的伸缩来改变第一夹持装置21和第二夹持装置22之间的相对距离，从而实现设备在管道上前进。检测装置5用于在维护设备前进过程中对管道渗漏情况和腐蚀情况的检测。

如图2所示，引导装置1包括环体11，环体11内周向设有若干伸缩杆，伸缩杆外围套设有弹簧14，环体11为圆环，伸缩杆一端固定于圆环内壁，一端向圆环中心延伸，伸缩杆向圆环中心延伸的一端设有万向轮16。伸缩杆包括第一推杆12和第二推杆13，第一推杆12管径大于第二推杆13，第二推杆13一端置于第一推杆12管内，第二推杆13可在第一推杆12内自由伸缩，第一推杆12连接环体11，第二推杆13连接万向轮16。万向轮16与伸缩杆之间通过盖板15连接。引导装置1套设在管道上，万向轮16在管道上滑动，当因为设备拐弯或其它情况下受到管道挤压等，伸缩杆会收缩，当挤压消失时，伸缩杆在弹簧14的作用下，变长。

作为优选方案，可控管道夹手10括：本发明还包括底部设有减载槽41的V形块4；V形块4的减载槽41配合安装基板上的减载键，保证固定V形块4的螺钉不再承受工作载荷，从而保证V形块4的稳定性和管道夹手的固定作用，延长使用寿命。

如图1和图3所示，本发明中的第一夹持装置和第二夹持装置22均包括相对设置的第一夹爪和第二夹爪，第一夹爪和第二夹爪均包括液压杆2112、压紧杆211、支撑杆2113和支撑基座2114。液压杆2112和支撑杆2113平行设置，压紧杆211杆身横担于液压杆2112和支撑杆2113上，液压杆2112一端连接压紧杆211端部，另一端连接驱动装置3，驱动装置3驱动液压杆2112上升时，压紧杆211远离液压杆2112的一端上翘，此时夹持装置松开管道，液压杆2112下降，压紧杆211远离液压杆2112的一端下压，此时夹持装置夹紧管道。

所述的液压杆2112在液压缸36的驱动作用下，用很短的直线距离使压紧杆211末端输出很大弧度的圆弧，保证了管道夹手的快速夹紧。支撑杆2113和支撑基座2114用于支撑压紧杆211。

如图4所示，本发明中的驱动装置3的两个驱动电机由单片机控制，同步转动。驱动装置3包括结构相同的第一驱动装置3和第二驱动装置3，驱动装置3的两个驱动电机由单片机控制，同步转动。第一驱动装置3控制第一夹持装置21的第一夹爪211和第二夹持装置22的第一夹爪211，第二驱动装置3控制第一夹持装置21的第二夹爪212和第二夹持装置22的第二夹爪212。第一驱动装置3和第二驱动装置3均包括：主动轮31、通过主动轮31带动的一级从动轮、与一级从动轮啮合的二级从动轮、与二级从动轮通过推杆连接的液压缸36；主动轮31内环为凸轮311外环为齿轮，内环凸轮311和外环齿轮同轴，一级从动轮包括同轴设置的小完整齿轮321和大不完整齿轮322，小完整齿轮321与主动轮31相啮合，大不完整齿轮322与二级从动轮啮合；一级从动轮包括第一一级从动轮32和第二一级从动轮33，与第一一级从动轮32相啮合的是第一二级从动轮34，与第二一级从动轮33相啮合的是第二二级从动轮35，液压缸36包括第一液压缸36和第二液压缸36，第一液压缸36的推动装置361上的推杆与第一二级从动轮34连接，第二液压缸36的推动装置361上的推杆与第二二级从动轮35连接，所述第一液压缸36控制第一夹持装置21上的液压杆2112来回运动，所述第二液压缸36控制所述第二夹持装置22上的液压杆2112来回运动。

从动轮由同轴的小完整齿轮321和大不完整齿轮322构成，用于放大凸轮311转速，保证夹持装置的快速夹紧；小完整齿轮321和大不完整齿轮322之间存在较大的间隙，保证从动轮的转动不干扰传动杆的运行；不完整齿轮有两段长度相等的齿段，每段齿段长度足够长(为液压推动装置361齿轮长度的一半)，保证液压推动装置361能完整完成压油或吸油过程。不完整齿轮有齿长度远远小于不完整齿轮圆周长度，保证夹手夹紧时间远远小于驱动杆伸缩时间。通过控制所述的第一一级从动轮32和第二一级从动轮33的齿段在圆周上的分布位置可以控制前后管道夹持装置的夹紧和松开时间在工作周期中的分布。在一个完整周期内，需要保证前后夹持装置至少有一个处于夹紧状态，避免维护设备的滑溜。

为了保证凸轮311传动装置的较大传动距离和驱动杆较大的伸缩距离，第一驱动杆37和第二驱动杆38均接触同一凸轮311，第一驱动杆37和第二驱动位于同一直线上且位于凸轮311两侧，凸轮311上设有相对的两凹陷区；

如图5所示，本发明中的液压缸36包括液压推动装置361、压力阀363、方向阀1364,方向阀2 365,油箱366和橡胶油管367。液压推动装置361处于压油状态，压力阀363开启，方向阀1 364关断，方向阀2 365开启，液压油经压力阀363进入油箱366并进方向阀2365，推动液压缸36上行。同理，液压推动装置361处于吸油油状态时，压力阀363关闭，方向阀1 364开启，方向阀2 365关断，液压油由液压缸36处经方向阀1 364进入液压推动装置361，液压杆2112下行。

本发明中的液压缸36为差动连接的单活塞杆的液压缸36。当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，这进一步加快管道夹手夹紧或松开速度。

当设备在长直管道上运行时，由于导向装置上三个周向分布的伸缩杆完全相同，管道位于引导块的中央，设备平稳前行；当设备遇到管道上下方向拐弯时，前管道夹手引导块的的三个伸缩脚允许管道在引导块内发生适量偏移，末端可上下自由活动驱动杆与前夹持装置形成变化的角度，管道位于两驱动杆之间，前夹持装置继续前行平稳过弯。过弯后，在伸缩杆弹簧14的作用下，管道回到引导块中央。后夹持装置工作过程与前夹持装置相同。

V形块4为铁材料，可在管道左右拐弯的弯头处加入引导磁铁，使本管道维护设备运动到弯头侧面，完成类似上下方向拐弯的过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于传输管道的维护设备，包括检测设备和安装基板，其特征在于：还包括

引导装置：所述引导装置包括设于管道上的环体，所述引导装置用于防止设备脱离管道；

夹持装置：包括相对设置的第一夹持装置和第二夹持装置：所述第一夹持装置和所述第二夹持装置夹持管道；

驱动装置：所述驱动装置连接所述第一夹持装置和所述第二夹持装置，所述驱动装置包括至少一个驱动杆和凸轮，所述驱动杆一端连接第一夹持装置或第二夹持装置，另一端与所述凸轮接触，所述凸轮旋转，驱动所述驱动杆伸缩，改变所述第一夹持装置和所述第二夹持装置之间的相对距离。

2.根据权利要求1所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述驱动装置包括第一驱动杆、第二驱动杆和凸轮，所述第一驱动杆一端连接第一夹持装置，另一端连接凸轮，所述第二驱动杆一端连接第二夹持装置另一端连接凸轮，转动所述凸轮，驱动所述第一驱动杆和所述第二驱动杆伸缩；所述第一夹持装置和所述第二夹持装置通过所述驱动装置夹紧或松开所述管道。

3.根据权利要求1所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述引导装置包括环体，所述环体内周向设有若干伸缩杆，所述伸缩杆外围套设有弹性件。

4.根据权利要求3所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述环体为圆环，所述伸缩杆一端固定于所述圆环内壁，一端向圆环中心延伸，所述伸缩杆向圆环中心延伸的一端设有万向轮。

5.根据权利要求1所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述第一夹持装置和所述第二夹持装置均包括相对设置的第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和第二夹爪相互配合夹紧或松开所述管道，所述夹爪包括压紧杆、液压杆和支撑杆，所述液压杆和所述支撑杆平行设置，所述压紧杆杆身横担于液压杆和支撑杆上，所述液压杆一端连接所述压紧杆端部，另一端连接驱动装置，所述驱动装置驱动所述液压杆上升或下降带动所述液压杆远离液压杆的一端压紧或松开所述管道。

6.根据权利要求1所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述驱动装置包括主动轮、通过主动轮带动的一级从动轮、与一级从动轮啮合的二级从动轮、与二级从动轮通过推杆连接的液压缸；

所述主动轮内环为凸轮外环为齿轮，所述凸轮和所述齿轮同轴，所述一级从动轮包括同轴设置的小完整齿轮和大不完整齿轮，所述小完整齿轮与所述主动轮相啮合，所述大不完整齿轮与二级从动轮啮合；

所述液压缸包括第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸通过二级从动轮与第一一级从动轮连接，所述第二液压缸通过二级从动轮与第二一级从动轮连接，所述第一液压缸控制第一夹持装置，所述第二液压缸控制所述第二夹持装置。

7.根据权利要求1所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：还包括V型块，所述V型块安装在所述安装基板上，所述V型块上设有减载槽，所述安装基板上设有与减载槽相对应的减载键。

8.根据权利要求1所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述引导装置包括第一引导装置和第二引导装置，所述第一引导装置与所述第一夹持装置固定连接，所述第二引导装置与所述第二夹持装置固定连接，所述驱动装置置于所述第一夹持装置和第二夹持装置之间。

9.根据权利要求5所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置控制所述第一夹持装置的第一夹爪和所述第二夹持装置的第一夹爪，所述第二驱动装置控制所述第一夹持装置的第二夹爪和所述第二夹持装置的第二夹爪。

10.根据权利要求9所述的适用于传输管道的维护设备，其特征在于：所述第一驱动装置和所述第二驱动装置通过单片机控制。