CN108637867B - 一种水下管道打磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下管道打磨装置，可用于水下海底管道保护涂层的清理，其包括设备框架结构、管道夹紧机构、行走刷管机构三部分；本发明首先通过ROV(遥控潜水器)对其进行水下辅助定位，从而使设备框架结构与目标管道达到初步定位，然后管道夹紧机构对管道进行夹紧，使本装置与目标管道完全定位，进而行走刷管机构带动钢丝刷锟做圆周运动，最后钢丝刷锟自旋转对管道表面涂层进行清理作业。本发明可以多位置固定在管道上，同时采用齿轮传动可以实现180度的旋转，提高管道表面涂层和锈迹的清洗效率，从而加快工程的进度。

Description

一种水下管道打磨装置
技术领域
本发明涉及一种可对水下管道涂层和铁锈进行清洗装置，尤其涉及一种水下管道打磨装置。
背景技术
在复杂恶劣的海底环境下，海水腐蚀、海底生物附着、船锚冲击等一系列因素会对海底石油管道造成化学或物理破坏，从而导致原油泄漏，这会对环境产生巨大破坏。在出现突发状况时需对海底管道进行维修，目前维修方法众多，但因为海底管道常常包覆着各种保护涂层,需在维修之前对管道表面的涂层进行清除作业。
传统涂层清理方法一般采用水下人工作业或是水下ROV机械手带刷作业。人工作业是潜水员携带涂层清理工具手动清理管道涂层，此方法作业环境危险，且作业效率较低；水下ROV机械手带刷作业方法对操作人员技能要求较高，同时作业效率也低。两种方法的作业效率都无法满足当前紧急情况的作业要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种半自动化、清洗效率高、有一定管径适应性的水下管道打磨装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的水下管道打磨装置，包括设备框架结构，所述设备框架结构包括机架外壳，所述机架外壳包括四片铝合金板，中间的两片铝合金板之间通过框架连接杆和横向连接板连接，两端的两片铝合金板之间通过机架安装螺栓连接，中间的两片铝合金板的内面设有齿圈；
两端的两片铝合金板之间分别设有管道夹紧机构，中间的两片铝合金板之间设有行走刷管机构。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的水下管道打磨装置，半自动化、清洗效率高、有一定管径适应性，可用于水下海底管道保护涂层的清理，可以多位置固定在管道上，同时采用齿轮传动可以实现180度的旋转，提高管道表面涂层和锈迹的清洗效率，从而加快工程的进度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的水下管道打磨装置及管道的三维结构示意图；
图2本发明实施例中的设备框架结构三维结构示意图；
图3本发明实施例中的管道夹紧机构三维结构示意图；
图4本发明实施例中的行走刷管机构三维结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的水下管道打磨装置，其较佳的具体实施方式是：
包括设备框架结构，所述设备框架结构包括机架外壳，所述机架外壳包括四片铝合金板，中间的两片铝合金板之间通过框架连接杆和横向连接板连接，两端的两片铝合金板之间通过机架安装螺栓连接，中间的两片铝合金板的内面设有齿圈；
两端的两片铝合金板之间分别设有管道夹紧机构，中间的两片铝合金板之间设有行走刷管机构。
所述管道夹紧机构包括夹紧液压缸和夹紧液压缸安装架，所述夹紧液压缸的缸杆连接有一对连杆夹紧机构，所述连杆夹紧机构包括连杆机构上杆件、连杆转轴支架和夹紧轮支架。
所述行走刷管机构包括钢丝刷锟液压马达、钢刷支架、钢刷固定板、结构支撑架、行走液压马达、减速器、行走传动轴、行走传动齿轮、调节支架、钢丝刷锟、调节连杆、皮带张紧轮、导向轮、调节连杆轴、T形把、带轮；
所述行走刷管机构通过调节T形把来调节钢丝刷锟对管道的压力；
所述行走传动齿轮
与齿圈啮合，行走导向轮对行走进行导向，使钢丝刷锟对管道进行大于180度的清洗。
所述夹紧液压缸、钢丝刷锟液压马达和行走液压马达由船上液压泵站供油或通过水下热插接头由ROV泵站供油。
所述铝合金板开有减重孔。
本发明的水下管道打磨装置，半自动化、清洗效率高、有一定管径适应性，可用于水下海底管道保护涂层的清理，首先通过ROV(遥控潜水器)对其进行水下辅助定位，从而使设备框架结构与目标管道达到初步定位，然后管道夹紧机构对管道进行夹紧，使本装置与目标管道完全定位，进而行走刷管机构带动钢丝刷锟做圆周运动，最后钢丝刷锟自旋转对管道表面涂层进行清理作业。本发明可以多位置固定在管道上，同时采用齿轮传动可以实现180度的旋转，提高管道表面涂层和锈迹的清洗效率，从而加快工程的进度。
具体实施例：
如图1至图4所示，其包括设备框架结构1，所述设备框架结构1两侧机架外壳11中间设有管道夹紧机构2，所述设备框架结构1内端设有行走刷管机构3。
设备框架结构主要包括机架外壳11、框架连接杆12、横向连接板13、齿圈14、机架安装螺栓15。
管道夹紧机构主要包括夹紧液压缸21、夹紧液压缸安装架22、连杆机构上杆件23、连杆转轴支架24、夹紧轮支架25。
刷管机构主要包括钢丝刷锟液压马达37、钢刷支架315、钢刷固定板36、结构支撑架31、行走液压马达312、减速器313、行走传动轴314、行走传动齿轮311、调节支架32、钢丝刷锟316、调节连杆34、皮带张紧轮39、导向轮38、调节连杆轴35、T形把33、带轮310。
设备框架结构1中框架整体由开有减重孔的铝合金板和加强连接杆拼装组成，此结构既保证了设备框架的刚度又缩减了装置总体质量，还节省了材料制造成本和装置运输成本。
本发明采用液压驱动，可直接在水下工作，所述液压驱动既可由船上液压泵站供油，也可以通过水下热插接头由ROV泵站供油，可对不同深度的管道进行供油选择，浅水船上供给，深水ROV供给，合理选择节省成本。
管道夹紧机构采用液压管道夹紧机构2采用由液压缸驱动的连杆机构设计，此结构能保证装置在夹紧状态下与管道有较高的同轴度，使钢丝刷锟行走在管道的不同位置都有着相同的压力，在管道清洗过程中管道均匀受力，清洗效果良好。
管道夹紧机构2在液压系统失压情况下可自动解锁，其可防止液压系统出现意外时，管道夹紧机构无法正常卸除，避免造成财产和经济的损失。
行走刷管机构3可通过调节T形把33来调节钢丝刷锟316对管道的压力，其可使本装置对不同半径的管道有一定的自适应性。
行走刷管机构3行走传动齿轮311与齿圈14啮合，行走导向轮38对行走进行导向，可使钢丝刷锟316对管道进行大于180度的清洗，同一位置只需要移动一次就可以完成360度清洗，显著提高了海底管道涂层和铁锈的清洗效率。
本发明的安装过程：
设备框架结构1安装过程：首先将一对框架连接杆12与一对机架外壳11通过安装孔定位，然后将横向连接板13通过螺栓与机架外壳11内侧紧固；使用若干个机架安装螺栓15将两对机架外壳11的内外两侧完全固定；最后将一对齿圈14用若干个螺钉固定在两机架外壳11内侧。
管道夹紧机构2安装过程：管道夹紧机构2为对称结构且两侧安装方式相同，故只介绍一侧安装方式。首先将连杆转轴支架24与下连杆机构杆件23连接，并通过螺母与设备框架结构1固定；将夹紧液压缸安装架22通过螺钉固定在两机架外壳11正中间位置，并在上端夹紧液压缸21；通过轴销将夹紧液压缸21与两侧上连杆机构杆件23连接；将夹紧轮支架25安装在连杆机构杆件23，夹紧轮支架25可绑定摩擦力大且具有一定缓冲能力的橡胶。
行走刷管机构3安装过程：
将调节支架32通过螺钉紧固的方式安装在结构支撑架31上；将一对调节连杆轴35穿入两对调节连杆34中，两对调节连杆34通过压紧轴销相连接，其中压紧轴销通过螺纹与T型把33连接；将一对钢刷支架315钢通过螺栓固定在结构支撑架31上，并通过轴销连接两对钢刷固定板36；调节连杆轴35与一对钢刷固定板36通过定位销固定；钢丝刷锟316与一对钢刷固定板36通过轴承与轴承端盖连接；将一对钢丝刷锟液压马达37安装在钢刷固定板36上，其与皮带张紧轮39、带轮310组成打磨装置的皮带传动机构；将两对导向轮38通过螺母固定在两侧通孔上，并与两侧齿圈14圆弧内侧槽孔相切；将减速器313与行走液压马达312安装完成后，通过螺钉固定在结构支撑架31上；将行走传动轴314穿入减速器313中，并安装行走传动齿轮311。
本发明的工作方式是：
通过ROV(遥控潜水器)对其进行水下辅助定位，由此设备框架结构1与目标管道达到初步定位，然后管道夹紧机构2对管道4进行夹紧，使本装置与目标管道完全定位，进而行走刷管机构3带动钢丝刷锟316做自转运动，最后钢丝刷锟316通过自转对管道表面涂层进行作业。
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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种水下管道打磨装置，其特征在于，包括设备框架结构(1)，所述设备框架结构(1)包括机架外壳(11)，所述机架外壳(11)包括四片铝合金板，中间的两片铝合金板之间通过框架连接杆(12)和横向连接板(13)连接，两端的两片铝合金板之间通过机架安装螺栓(15)连接，中间的两片铝合金板的内面设有齿圈(14)；
两端的两片铝合金板之间分别设有管道夹紧机构(2)，中间的两片铝合金板之间设有行走刷管机构(3)；
所述管道夹紧机构(2)包括夹紧液压缸(21)和夹紧液压缸安装架(22)，所述夹紧液压缸(21)的缸杆连接有一对连杆夹紧机构，所述连杆夹紧机构包括连杆机构上杆件(23)、连杆转轴支架(24)和夹紧轮支架(25)；
所述行走刷管机构(3)包括钢丝刷锟液压马达(37)、钢刷支架(315)、钢刷固定板(36)、结构支撑架(31)、行走液压马达(312)、减速器(313)、行走传动轴(314)、行走传动齿轮(311)、调节支架(32)、钢丝刷锟(316)、调节连杆(34)、皮带张紧轮(39)、导向轮(38)、调节连杆轴(35)、T形把(33)、带轮(310)；
所述行走刷管机构(3)通过调节T形把(33)来调节钢丝刷锟(316)对管道的压力；
所述行走传动齿轮(311)与齿圈(14)啮合，行走导向轮(38)对行走进行导向，使钢丝刷锟(316)对管道进行大于180度的清洗。
2.根据权利要求1所述的水下管道打磨装置，其特征在于，所述夹紧液压缸(21)、钢丝刷锟液压马达(37)和行走液压马达(312)由船上液压泵站供油或通过水下热插接头由ROV泵站供油。
3.根据权利要求1或2所述的水下管道打磨装置，其特征在于，所述铝合金板开有减重孔。
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