CN110425376B - 一种管道泄漏监测及应急堵漏装置 - Google Patents
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Abstract
一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,包括柔性内管,所述柔性内管两端连接有两段刚性内管,所述柔性内管及两段刚性内管管径相同且均小于所述管道内径,所述刚性内管相互远离的一端分别设置有步进电机驱动的变形机构,所述变形机构为伞状结构可打开或关闭,当其打开时所述变形机构边缘与管道内壁接触对管道形成封闭;所述两段刚性内管外部分别设置有驱动电机驱动的行走轮,所述行走轮驱动本装置在管道内部行进;所述两段刚性内管内壁上还分别设置有控制模块、电池模块、监测模块。本装置可自行检测管道泄漏,且可适应不同管道的内部情况,对泄露处进行临时封堵,同时又不会造成管道输送的终止,方便管道维修。
Description
技术领域
本发明属于管道监测堵漏领域,具体涉及一种管道泄漏监测及应急堵漏装置。
背景技术
管线输送是采用长距离管道运输石油、原油、天然气等,具有输送周期短、成本低和效率高等优点。在国家基础工业迅速发展的今天,其优势地位逐渐凸显出来。
受限于焊接工艺技术、危化品物质的冲刷腐蚀、设备传感器劳损及周遭环境变化等因素,管道事故频繁发生。据数据显示,全球运营时间超过二十年的输送设施在一半以上;中国运行年限超过十五年的管线设施更是比比皆是。因此,对管道泄漏的检测技术和诊断方法的研究具有极其重要的现实意义。
目前,国内外并没有一种普遍适用的泄漏检测设备和诊断方法,以实现异常检测和及时堵漏的功能。现有的检测方法是根据不同传感器收集到声波、声发射和压力等信号进行综合分析判断;泄漏处理方式是关闭总闸,找到泄漏点,挖开土石方以更换新管,如此处理不仅影响正常输送,而且耗时长,修理费用高。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供一种管道泄漏监测及应急堵漏装置以监测管道泄漏情况并对管道进行应急堵漏,在不关闭管道阀门不影响管道输送的情况下维修管道。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,包括柔性内管,所述柔性内管两端连接有两段刚性内管,所述柔性内管及两段刚性内管管径相同且均小于所述管道内径,所述刚性内管相互远离的一端分别设置有步进电机驱动的变形机构,所述变形机构为伞状结构可打开或关闭,当其打开时所述变形机构边缘与管道内壁接触对管道形成封闭;所述两段刚性内管外部分别设置有驱动电机驱动的行走轮,所述行走轮驱动本装置在管道内部行进;
所述两段刚性内管内壁上还分别设置有控制模块、电池模块、监测模块。
进一步地,所述变形机构包括步进电机、驱动螺杆、驱动螺母、若干根连接杆、连接环、若干根推拉杆、防腐蚀橡胶布、形状补偿结构;所述步进电机通过若干根固定杆固定在所述刚性内管内部,所述驱动螺杆连接在所述步进电机的输出轴上并与所述刚性内管轴向平行,所述驱动螺母套装在所述驱动螺杆上;所述连接环直径小于所述刚性内管的内径,其设置在所述驱动螺杆外围,通过所述若干根连接杆与所述驱动螺母相连,所述若干根推拉杆均匀连接分布在所述连接环上;所述橡胶布一边连接在所述刚性内管远离柔性内管的一端,一端连接所述形状补偿结构,所述若干根推拉杆一端连接所述连接环,一端与所述若干段形状补偿结构相连。
优选地,所述形状补偿结构分为若干段由橡胶材料制作,所述橡胶材料内部之间使用一整根圆形记忆材料相连,且局部可弯折,所述推拉杆与所述记忆材料可弯折处相连。
优选地,所述形状补偿结构分为若干段,为弧形的圆柱体结构,由橡胶材料制作,所述弧形的圆柱体结构之间通过软质橡胶材料连接,且连接处可弯折,所述推拉杆与所述软质橡胶材料间隔相连。
优选地,所述柔性内管采用PVC纤维增强软管,所述刚性内管为铝合金圆管。
进一步地,所述两端刚性内管外壁上分别均匀设置有三个行走轮,所述行走轮安装在伸缩杆上且通过弹簧与所述刚性内管外壁相连,所述行走轮上设置有驱动电机。
进一步地,所述监测模块包括超声波监测器以及磁监测器。
进一步地,所述控制模块包括STM32单片机、GPS定位模块、无线电传输模块。
进一步地,所述管道上设置支路管,所述支路管通过阀门与管道主体相连,所述支路管用以放置本装置。
本发明有益效果:
1.本装置主体为管状结构,放置在管道内部对管道内液体输送影响小不会阻塞管道;同时,本装置两端设置有两个伞状结构的变形结构,当本装置行进到泄漏处时,通过变形机构打开与管道内壁接触对管道形成封堵而使液体从本装置内部流过,从而对泄露出起到堵漏的作用,在影响管道输送的情况下可对泄露处进行处理。
2.本装置设置有柔性内管,其两端连接刚性内管,使得本装置在管道内即使遇到管道弯折处依然可以方便行进,更好的适应管道内部复杂情况。
3.在所述变形结构边缘添加形状补偿结构,变形结构张开后,形状补偿结构能够辅助张开的防腐蚀橡胶布紧密贴合管道内壁,形成完整的运输管道,实现密封,隔离泄漏点。
4.本装置还设置有连接弹簧和伸缩杆的行走轮,通过压缩行走轮可方便地将本装置放置在管道内部,同时通过弹簧张力可以使行走轮更好地接触管道内壁。
附图说明
图1为本装置整体结构示意图及变形结构打开状态示意图;
图2为本装置整体结构示意图及变形结构关闭状态示意图;
图3为本装置去除防腐蚀橡胶布及形状补偿结构后的整体结构示意图;
图4为本装置一段刚性内管及其附件示意图;
图中:1刚性内管,2柔性内管,3变形机构,301防腐蚀橡胶布,302形状补偿结构,303推拉杆,304步进电机,305驱动螺杆,306驱动螺母,307连接杆,308连接环,4行走轮,401驱动电机,402伸缩杆,403弹簧,5控制模块或检测模块,6电池模块,7固定杆,8限位杆,9限位螺母
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步地说明。
请参阅附图1、2、3、4,本发明一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,包括柔性内管2,所述柔性内管2两端连接有两段刚性内管1,优选地,所述柔性内管2采用PVC纤维增强软管,所述PVC纤维增强软管可压缩伸展且可弯折,以满足一定范围内不同形状管道和长度的需求;所述刚性内管1为铝合金圆管;所述柔性内管2和刚性内管1内外壁均涂装有防腐蚀涂料以适应管道内腐蚀性液体。所述柔性内管2及两段刚性内管1管径相同且均小于所述管道内径。
所述刚性内管1相互远离的一端分别设置有变形机构3,所述变形机构3包括步进电机304、驱动螺杆305、驱动螺母306、若干根连接杆307、连接环308、若干根推拉杆303、防腐蚀橡胶布301、形状补偿结构302。所述步进电机304通过若干根固定杆7固定在所述刚性内管1内部,所述固定杆7至少有三根均为分布在刚性内管1内部,所述驱动螺杆305连接在所述步进电机304的输出轴上并与所述刚性内管1轴向平行,优选地,所述步进电机304及所述驱动螺杆305位于所述刚性内管1的中心轴线上。所述驱动螺母306套装在所述驱动螺杆305上,所述连接环308直径小于所述刚性内管1的内径,其设置在所述驱动螺杆305外围,通过所述若干根连接杆307与所述驱动螺母306相连,所述连接杆307至少有三根且均匀分布,所述连接杆307与所述驱动螺母306及连接环308之间为刚性连接以保证三者同步运动。所述若干根推拉杆303均匀连接分布在所述连接环308上,此处连接采用套环式连接,在推拉杆303端部设置套环,所述套环套装在所述连接环308上,所述套环两侧设置卡件防止套环及推拉杆303在连接环308上左右移动,同时还要保证所述推拉杆303可通过所述套环绕所述连接环308转动。所述防腐蚀橡胶布301展开为扇面状,其一边连接在所述刚性内管1远离柔性内管2的一端的边缘,一端连接所述形状补偿结构302,优选地,所述形状补偿结构302分为若干段,为弧形的圆柱体结构,由硬质橡胶材料制作,所述橡胶材料内部之间使用一整根圆形记忆材料相连,所述记忆材料可局部弯折。在另一个实施例中,所述形状补偿结构302亦分为若干段,为弧形的圆柱体结构,由橡胶材料制作,所述弧形的圆柱体结构之间通过软质橡胶材料连接,且连接处可弯折。当采用前一个实施例时,所述若干根推拉杆303一端连接所述连接环308,一端与所述若干段形状补偿结构302中的记忆材料的可弯折处相连。当采用后一个实施例时,所述推拉杆303的一端与所述可弯折的软质橡胶材料处间隔相连,即相邻两处软质橡胶材料只有一处与推拉杆303相连。当所述驱动电机401带动所述驱动螺杆305正转或反转时,所述驱动螺母306靠近或远离所述驱动电机401从而带动所述推拉杆303向内合拢或向外伸展,所述推拉杆303通过形状补偿结构302带动防腐蚀橡胶布301张开,其中形状补偿结构302展开的为圆形结构其直径大于或等于管道内径,从而使形状补偿结构302与管道内壁接触。
所述刚性内管1内部还设置有若干根限位杆8以及与限位杆8相连的限位螺母9,所述限位螺母9套装在说驱动螺杆305上以保证驱动螺杆305直线运动。
如图4,所述两段刚性内管1外部分别设置由行走轮4,所述行走轮4通过伸缩杆402与刚性内管1外壁相连,所述行走轮4上还安装有弹簧403,所述弹簧403与刚性内管1外壁相连。当需要将本装置放置在管道内部时,通过压缩弹簧403以及伸缩杆402来实现,当本装置放置在管道内部时,弹簧403伸展使行走轮4抵住管道内壁从而使本装置在管道内部实现很好的支撑。所述行走轮4上还安装有驱动电机401,所述驱动电机401通过行走轮4驱动本装置在管道内部行进。优选的,每段刚性内管1外部至少设置三组行走轮4,所述至少三组行走轮4等夹角分布。
再如图4,所述两段刚性内管1内壁上还分别设置有控制模块、电池模块6、监测模块。所述控制模块、电池模块6、监测模块以及所述步进电机304、驱动电机401分布通过线路相连。其中所述控制模块包括STM32单片机、GPS定位模块、无线电传输模块控制本装置沿预设管道路径巡航,并通过无线电传输模块向外部传送管道内部信息,通过GPS定位模块定位本装置位置。所述监测模块包括超声波监测器以及磁监测器,通过超声波检测法与漏磁通检测法联合检测管道是否有泄漏,当检测到管道泄漏时,控制模块控制变形机构3打开对泄漏处的管道段前后进行封堵使管道内流体通过本装置内部流通,同时控制模块通过GPS定位模块定位并通过无线传输器向外发送泄漏地位置,维修人员接收到信号后可定位维修。
另外,为配合本装置的放置,所述管道上设置支路管,所述支路管通过双阀门组与管道主体相连,所述支路管用以放置本装置,当需要放置时打开外侧阀门将本装置放置进支路管,关闭外侧阀门,然后打开内侧阀门外部通过无线电信号启动本装置是本装置从支路管进入主体管道中,然后再关闭内侧阀门防止泄露。
本装置可自行检测管道泄漏,且可适应不同管道的内部情况,对泄露处进行临时封堵,同时又不会造成管道输送的终止,方便管道维修。
Claims (9)
1.一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:包括柔性内管,所述柔性内管两端连接有两段刚性内管,所述柔性内管及两段刚性内管管径相同且均小于所述管道内径,所述刚性内管相互远离的一端分别设置有步进电机驱动的变形机构,所述变形机构为伞状结构可打开或关闭,当其打开时所述变形机构边缘与管道内壁接触对管道形成封闭;所述两段刚性内管外部分别设置有驱动电机驱动的行走轮,所述行走轮驱动本装置在管道内部行进;
所述两段刚性内管内壁上还分别设置有控制模块、电池模块、监测模块;
在封堵状态下,管道内输送物料能够从所述堵漏装置内部通过。
2.根据权利要求1所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述变形机构包括步进电机、驱动螺杆、驱动螺母、若干根连接杆、连接环、若干根推拉杆、防腐蚀橡胶布、形状补偿结构;所述步进电机通过若干根固定杆固定在所述刚性内管内部,所述驱动螺杆连接在所述步进电机的输出轴上并与所述刚性内管轴向平行,所述驱动螺母套装在所述驱动螺杆上;所述连接环直径小于所述刚性内管的内径,其设置在所述驱动螺杆外围,通过所述若干根连接杆与所述驱动螺母相连,所述若干根推拉杆均匀连接分布在所述连接环上;所述橡胶布一边连接在所述刚性内管远离柔性内管的一端,一端连接所述形状补偿结构,所述若干根推拉杆一端连接所述连接环,一端与所述形状补偿结构相连。
3.根据权利要求2所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述形状补偿结构分为若干段由橡胶材料制作,所述橡胶材料内部之间使用一整根圆形记忆材料相连,且局部可弯折,所述推拉杆与所述记忆材料可弯折处相连。
4.根据权利要求2所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述形状补偿结构分为若干段,为弧形的圆柱体结构,由橡胶材料制作,所述弧形的圆柱体结构之间通过软质橡胶材料连接,且连接处可弯折,所述推拉杆与所述软质橡胶材料间隔相连。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述柔性内管采用PVC纤维增强软管,所述刚性内管为铝合金圆管。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述两段刚性内管外壁上分别均匀设置有三个行走轮,所述行走轮安装在伸缩杆上且通过弹簧与所述刚性内管外壁相连,所述行走轮上设置有驱动电机。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述监测模块包括超声波监测器以及磁监测器。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述控制模块包括STM32单片机、GPS定位器模块、无线电传输模块。
9.根据权利要求1、2、3或4所述的一种管道泄漏监测及应急堵漏装置,其特征在于:所述管道上设置支路管,所述支路管通过双阀门组与管道主体相连,所述支路管用以放置本装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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