CN108194759A - 一种管路的自动机械堵漏系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管路的自动机械堵漏系统及使用方法，系统包括支撑模块、动力模块、沿管路方向移动模块、管路绝缘层剥除模块和夹具固定堵漏模块；动力模块为沿管路方向移动模块、管路绝缘层剥除模块和夹具固定堵漏模块提供动力，其中，动力模块优选为液压动力和气压动力。使用该系统可以有效的避免易燃易爆等事故的发生，实现了远距离、自动完成管路绝缘层剥除和堵漏过程，不仅避免安全隐患，而且提高堵漏效率。

Description

一种管路的自动机械堵漏系统及使用方法

技术领域

本发明涉及管路自动修复领域，更具体地，涉及一种管路的自动机械堵漏系统及使用方法。

背景技术

管道是大型设备的重要组成部分，难免会产生泄漏的问题，当管道泄漏时，会采用补漏剂对管道进行修复，现在大部分采用人工修复，但是，在极端条件或管道内物料对人体有伤害时，工人不能直接接触管道进行修复，因此，需要一种自动堵漏系统。

例如，对液化天然气(Liquefied Natural Gas，以下简称LNG)船的管道进行修复。LNG船是在约-160℃低温下运输LNG的专用船舶，是高技术、高难度、高附加值的“三高”产品。LNG船具有复杂的管路系统，管路包裹有绝缘层，一旦发生泄漏，考虑到LNG的低温、易燃、易爆等属性，对管路的维修作业要有严格的要求，例如，杜绝明火、高温、漏电等一切可能导致燃烧、爆炸的操作；工作人员不能长时间、近距离接触LNG，避免冻伤；包裹管路的绝缘层需要快速剥除等。

鉴于此，亟需一种低温管路的自动机械堵漏系统，通过使用液压和/或气压装置提供动力，实现远距离、快速的剥除绝缘层，并同时完成机械堵漏工作，该系统可以从本质上保证安全，避免堵漏时发生燃烧、爆炸事故。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管路的自动机械堵漏系统及使用方法，实现远距离自动堵漏，方便快捷，提高堵漏效率，且有效的避免了安全隐患。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种管路的自动机械堵漏系统，其特征在于，包括支撑模块、动力模块、沿管路方向移动模块、管路绝缘层剥除模块和夹具固定堵漏模块；

所述支撑模块包括支撑架；

所述沿管路方向移动模块包括导轨、刀具支架、刀具支架驱动装置；所述导轨由所述支撑架支撑，沿管道方向放置，所述刀具支架驱动装置驱动所述刀具支架沿所述导轨运动；

所述管路绝缘层剥除模块包括刀架、环形导轨、环形导轨驱动装置和夹具拖杆；所述环形导轨内安装有周向刀装置和轴向刀装置，所述环形导轨驱动装置与所述环形导轨连接，并驱动所述环形导轨绕所述环形导轨的轴心旋转，所述环形导轨与所述刀架连接，随所述刀架沿管道方向运动，所述夹具拖杆上固定有夹具挡杆A和夹具挡杆B，所述夹具拖杆与所述刀架固定连接，所述刀架与所述刀具支架固定连接；

所述夹具固定堵漏模块包括夹具、夹具锁紧装置、拉伸器和注剂枪，所述夹具内具有补漏剂沟道，所述补漏剂沟道至所述夹具外表面具有贯穿的注剂口，所述拉伸器与所述夹具锁紧装置相连，所述注剂枪与所述注剂口相连，所述夹具设置在所述夹具挡杆A和所述夹具挡杆B之间；

所述刀具支架驱动装置、所述环形导轨驱动装置、所述周向刀装置、所述轴向刀装置、所述注剂枪、所述拉伸器分别和所述动力模块相连。

优选地，所述动力模块包括液压泵和/或高压空气瓶。

优选地，当所述动力模块包括液压泵和高压空气瓶时，所述高压空气瓶分别与所述注剂枪、所述周向刀装置和所述轴向刀装置相连，所述液压泵分别与所述环形导轨液压驱动装置、所述液压拉伸器和所述刀具支架驱动装置相连。

优选地，所述刀具支架驱动装置为液压马达A，所述液压马达A的输出轴连接齿轮A，所述导轨为齿条导轨，所述齿轮A与所述齿条导轨啮合。

优选地，所述环形导轨驱动装置为液压马达B，所述液压马达B的输出轴连接齿轮B，所述环形导轨外具有与所述齿轮B相啮合的齿条，所述刀架上还具有与所述环形导轨外齿条相啮合的齿轮C和齿轮D，所述刀架通过所述齿轮C和齿轮D与所述环形导轨相连。

优选地，所述周向刀装置或所述轴向刀装置包括密封腔体、密封腔体内的隔片、以及与隔片一侧连接的弹簧和刀片，刀片伸出密封腔体。

优选地，所述刀架上还固定有脱皮铲，所述脱皮铲靠近管道外壁。

优选地，所述夹具为凸型法兰夹具，所述夹具锁紧装置为螺栓。

优选地，所述环形导轨由两个半圆形轨道连接构成。

一种权利要求1～9所述的任意一种管路的自动机械堵漏系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：按照权利要求1～9所述的任意一种系统连接装置；

步骤S2：将环形导轨套装在管道外；

步骤S3：将夹具套装在管道外，保持夹具松弛；

步骤S4：通过动力模块操控刀具支架驱动装置使刀具支架沿导轨运动，带动环形导轨至管道泄漏口左边某一位置处；

步骤S5：通过动力模块启动周向刀装置，同时启动环形导轨驱动装置，使环形导轨沿管道旋转至少一周；

步骤S6：关闭周向刀装置和环形导轨驱动装置，通过动力模块启动轴向刀装置，并同时操控刀具支架驱动装置使刀具支架沿导轨继续运动，带动环形导轨至管道泄漏口右边某一位置处；

步骤S7：关闭轴向刀装置，停止刀具支架驱动装置，通过动力模块启动周向刀装置，同时启动环形导轨驱动装置使环形导轨沿管道旋转至少一周；

步骤S8：通过动力模块操控刀具支架驱动装置使刀具支架继续沿导轨运动，使夹具定位在管道泄漏口处；

步骤S9：通过动力模块操控拉伸器带动夹具锁紧装置锁紧夹具；

步骤S10：通过动力模块操作注剂枪注入补漏剂，完成管道修复。

从上述技术方案可以看出，本发明通过液压和气压管路系统进行堵漏，当LNG泄漏时，有效的避免了易燃易爆等事故的发生；本发明还可以实现远距离堵漏，有效的避免了工作人员被低温气体冻伤毒害的安全隐患；另，本发明可以实现快速自动堵漏，该系统通过液压驱动和高压空气驱动以及阀件控制其工作，方便快捷，提高了堵漏效率，降低运输成本。

附图说明

图1是本发明一具体实施例的管路的自动机械堵漏系统的结构示意图；

图2是本发明一具体实施例的自动机械堵漏系统中的管路绝缘层剥除模块的结构示意图；

图3是本发明一具体实施例的自动机械堵漏系统中的管路绝缘层剥除模块中的轴向刀装置和周向刀装置的结构示意图；

图4是本发明一具体实施例的沿管路方向移动模块的结构示意图；

图5是图4所示的沿管路方向移动模块的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。

在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1，图1是本发明一具体实施例的管路的自动机械堵漏系统的结构示意图。如图1所示，一种管路的自动机械堵漏系统，包括支撑模块、动力模块、沿管路方向移动模块、管路绝缘层剥除模块和夹具固定堵漏模块。

支撑模块包括支撑架20，用于支撑导轨21，在本实施例中，支撑架20的下端固定在管路19上，支撑架20的结构并非局限在本实施例及附图1所描述的结构，其它本领域技术人员可等同替换、或简单变换的支撑架结构，也应属于本发明的保护范围，例如，支撑架固定在地面上等。

动力模块分别为刀具支架驱动装置、环形导轨驱动装置、周向刀装置、轴向刀装置、注剂枪、拉伸器提供动力，可以为电动动力、液压动力、或气压动力形式，当要解决的技术问题是例如易燃易爆的LNG管道的堵漏，出于安全考虑，动力模块优选液压动力和/或气压动力两种形式，液压动力可以由液压泵提供，气压动力可以由高压空气瓶提供。

参阅图1，在本实施例中，动力模块同时包含液压动力和气压动力两种方式，包括液压泵8和高压空气瓶3，高压空气瓶3通过气体四通控制阀30分别与注剂枪28、周向刀装置16和轴向刀装置17通过气体管路相连，在气体管路上还设置有单向阀2、泄压阀1、气压表4，液压泵8通过液体四通控制阀5分别与环形导轨液压驱动装置33、液压拉伸器27和刀具支架驱动装置24通过油路管路相连，为其提供动力，液压油储存在油箱9中，油路管路上设置有液压表7、单向阀6以及泄压阀10。

继续参阅图1。沿管路方向移动模块包括导轨21、刀具支架25、刀具支架驱动装置24；导轨21由支撑架20支撑，沿管道19方向放置，刀具支架驱动装置24驱动刀具支架25沿导轨21运动。请参阅图4和图5，为沿管路方向移动模块的一具体实施方式，在本实施例中，刀具支架驱动装置24为液压马达A，液压马达A与油箱22、泄压阀23相连，液压马达A的输出轴连接齿轮A46，导轨21为齿条导轨，齿轮A46与齿条导轨啮合，为了使结构稳定，在导轨21的下方设置两个从动齿轮45，其也与齿条导轨啮合。齿轮传动仅是一种具体实现方式，还可以有其它传动方式，例如，皮带传动、链传动、杆传动等。

继续参阅图1。管路绝缘层剥除模块包括刀架31、环形导轨36、环形导轨驱动装置33和夹具拖杆15。环形导轨36内安装有周向刀装置16和轴向刀装置17，x环形导轨驱动装置33与环形导轨36连接，并驱动环形导轨36绕环形导轨36的轴心旋转，环形导轨36与刀架31连接，随刀架31沿管道方向运动，夹具拖杆15上固定有夹具挡杆A11和夹具挡杆B13，夹具拖杆15与刀架31固定连接，刀架31与刀具支架25固定连接，在刀具支架25的带动下可以沿管道19轴向运动，其动力也来自刀具支架驱动装置24。

图2为管路绝缘层剥除模块的一具体实施方式。具体地，环形导轨驱动装置33为液压马达B，液压马达B与油箱35、泄压阀34相连，液压马达B33的输出轴连接齿轮B18，环形导轨36外具有与齿轮B18相啮合的齿条，环形导轨36由两个半圆形导轨构成，刀架31通过齿轮C39和齿轮D40固定环形导轨36，使环形导轨36可以随刀架31一起沿管道19运动，其动力也来自刀具支架驱动装置24。在本实施例中，液压马达B通过连接件32固定在刀具支架25上，实现与环形导轨36的同步运动。

图3为轴向刀装置17和周向刀装置16的结构示意图，周向刀装置16或轴向刀装置17包括密封腔体47、密封腔体内的隔片48、隔片的一侧连接有弹簧49和刀片50，刀片伸出密封腔体47，周向刀装置16的刀片沿管道19周向设置，主要是为了沿管道周向划破外绝缘层，轴向刀装置17的刀片沿管道方向设置，主要是为了沿管道方向划破外绝缘层，周向刀装置16和轴向刀装置17皆由高压空气瓶3控制，由气压提供动力，可以伸出或缩回密封腔体47。

夹具固定堵漏模块包括夹具12、夹具锁紧装置26、拉伸器27和注剂枪28，夹具12内具有补漏剂沟道，补漏剂沟道至夹具外表面具有贯穿的注剂口37，拉伸器27通过分流器29与液压泵8相连，同时也与夹具锁紧装置27相连，液压泵8提供动力实现远距离操控夹具锁紧装置27。注剂枪28与高压空气瓶3通过空气管路相连，高压空气瓶3提供动力使注剂枪28内的补漏剂沿管道注入注剂口37。夹具12安装在管道19上时，应放置在夹具挡杆A11和夹具挡杆B13之间，由于上述两个夹具档杆与夹具拖杆15刚性连接，夹具拖杆15固定在刀架31的点44上，因此，夹具档杆可以为夹具12提供动力，即也是在刀具支架驱动装置24的带动下实现在管道轴向的运动。在本实施例中，夹具12为凸型法兰夹具，夹具锁紧装置26为螺栓。

夹具拖杆15上还固定有脱皮铲14，其铲面与管道19的外弧面吻合，用于剥离绝缘层被周向刀划破后和轴向刀沿管道方向切割时，由于弹性张力会收缩起翘的管道绝缘层。

上述自动机械堵漏系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1：按照图1所示连接装置；

步骤S2：将环形导轨36套装在管道19外；

步骤S3：将夹具12套装在管道19外，保持夹具12松弛；

步骤S4：利用液压泵8启动液压马达A24，使刀具支架25沿导轨21运动，带动环形导轨36至管道泄漏口38左边某一位置处；

步骤S5：利用高压空气瓶3将周向刀片51伸出，同时利用液压泵8启动液压马达B33，使环形导轨36沿管道19旋转至少一周，沿管道周向划破管道绝缘层；

步骤S6：关闭周向刀装置16和液压马达B33，利用高压空气瓶3将轴向刀片伸出，同时，利用液压泵8启动液压马达A24，使刀具支架25沿导轨继续运动，带动环形导轨36至管道泄漏口38右边某一位置处，沿管道方向划破管道绝缘层；

步骤S7：关闭轴向刀装置17和液压马达A24，利用高压空气瓶3再次将周向刀片伸出，同时，利用液压泵8启动液压马达B33，使环形导轨36沿管道旋转至少一周，沿管道周向划破管道绝缘层，至此，管道泄漏口38周围的绝缘层被划破，在脱皮铲14的作用下彻底将绝缘层从管路19上剥除；

步骤S8：利用液压泵8启动液压马达A24，使刀具支架25继续沿导轨21运动，使夹具12定位在管道泄漏口38处；

步骤S9：利用液压泵8启动液压拉伸器27拧紧螺栓26锁紧夹具12；

步骤S10：利用高压空气瓶3启动注剂枪28向注剂口37注入补漏剂，完成管道修复。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管路的自动机械堵漏系统，其特征在于，包括支撑模块、动力模块、沿管路方向移动模块、管路绝缘层剥除模块和夹具固定堵漏模块；

所述支撑模块包括支撑架；

所述沿管路方向移动模块包括导轨、刀具支架、刀具支架驱动装置；所述导轨由所述支撑架支撑，沿管道方向放置，所述刀具支架驱动装置驱动所述刀具支架沿所述导轨运动；

所述管路绝缘层剥除模块包括刀架、环形导轨、环形导轨驱动装置和夹具拖杆；所述环形导轨内安装有周向刀装置和轴向刀装置，所述环形导轨驱动装置与所述环形导轨连接，并驱动所述环形导轨绕所述环形导轨的轴心旋转，所述环形导轨与所述刀架连接，随所述刀架沿管道方向运动，所述夹具拖杆上固定有脱皮铲，夹具挡杆A和夹具挡杆B，所述夹具拖杆与所述刀架固定连接，所述刀架与所述刀具支架固定连接；

所述夹具固定堵漏模块包括夹具、夹具锁紧装置、拉伸器和注剂枪，所述夹具内具有补漏剂沟道，所述补漏剂沟道至所述夹具外表面具有贯穿的注剂口，所述拉伸器与所述夹具锁紧装置相连，所述注剂枪与所述注剂口相连，所述夹具设置在所述夹具挡杆A和所述夹具挡杆B之间；

所述刀具支架驱动装置、所述环形导轨驱动装置、所述周向刀装置、所述轴向刀装置、所述注剂枪、所述拉伸器分别和所述动力模块相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动力模块包括液压泵和/或高压空气瓶。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述动力模块包括液压泵和高压空气瓶时，所述高压空气瓶分别与所述注剂枪、所述周向刀装置和所述轴向刀装置相连，所述液压泵分别与所述环形导轨驱动装置、所述拉伸器和所述刀具支架驱动装置相连。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述刀具支架驱动装置为液压马达A，所述液压马达A的输出轴连接齿轮A，所述导轨为齿条导轨，所述齿轮A与所述齿条导轨啮合。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述环形导轨驱动装置为液压马达B，所述液压马达B的输出轴连接齿轮B，所述环形导轨外具有与所述齿轮B相啮合的齿条，所述刀架上还具有与所述环形导轨外齿条相啮合的齿轮C和齿轮D，所述刀架通过所述齿轮C和齿轮D与所述环形导轨相连。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述周向刀装置或所述轴向刀装置包括密封腔体、密封腔体内的隔片、以及与隔片一侧连接的弹簧和刀片，刀片伸出密封腔体。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述刀架上还固定有脱皮铲，所述脱皮铲靠近管道外壁。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述夹具为凸型法兰夹具，所述夹具锁紧装置为螺栓。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述环形导轨由两个半圆形轨道连接构成。

10.一种权利要求1～9所述的任意一种管路的自动机械堵漏系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：按照权利要求1～9所述的任意一种系统连接装置；

步骤S2：将环形导轨套装在管道外；

步骤S3：将夹具套装在管道外，保持夹具松弛；

步骤S4：通过动力模块操控刀具支架驱动装置使刀具支架沿导轨运动，带动环形导轨至管道泄漏口左边某一位置处；

步骤S5：通过动力模块启动周向刀装置，同时启动环形导轨驱动装置，使环形导轨沿管道旋转至少一周；

步骤S6：关闭周向刀装置和环形导轨驱动装置，通过动力模块启动轴向刀装置，并同时操控刀具支架驱动装置使刀具支架沿导轨继续运动，带动环形导轨至管道泄漏口右边某一位置处；

步骤S7：关闭轴向刀装置，停止刀具支架驱动装置，通过动力模块启动周向刀装置，同时启动环形导轨驱动装置使环形导轨沿管道旋转至少一周；

步骤S8：通过动力模块操控刀具支架驱动装置使刀具支架继续沿导轨运动，使夹具定位在管道泄漏口处；

步骤S9：通过动力模块操控拉伸器带动夹具锁紧装置锁紧夹具上的螺栓；

步骤S10：通过动力模块操作注剂枪注入补漏剂，完成管道修复。