CN110608347A - 一种管道内工作体运送定位装置及运送方法和定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种管道内工作体运送定位装置及运送方法和定位方法,包括第一橡胶塞、柔性管和第二橡胶塞,柔性管的一端穿过第一橡胶塞、第二橡胶塞连接有工作体,柔性管的另一端连接有液压泵;第一橡胶塞和第二橡胶塞之间的柔性管外壁开设有管壁孔。能够将用于管道加工或检修的装置送入管道内部。能够将工作体顺利运送至管道内,实现管道内部进行钻孔加工、检修、光整等,且适用于各种型号的直管和弯管。
Description
技术领域
本发明属于管道光整技术领域,涉及一种管道内工作体运送定位装置,还涉及一种管道内工作体的运送方法,一种管道内工作体运送定位装置的定位方法。
背景技术
管道是生产生活中常见的一种零部件,包括直管和弯管。管道由于其开敞性较差,对管道内壁进行钻孔加工、检修、光整等操作非常困难,比如需要在管道内部特定位置钻孔、或者安装传感器、或者检查管道内部损伤位置等。直管尚且如此,对于弯管而言要实现上述操作的难度就更加巨大。
主要表现在两个方面,一是如何将加工或检修装置送入管道内部,二是在加工或检修装置进入管道内部后如何获取其行进的具体位置,如何实现定位;以上两个方面目前均很难实现。
发明内容
本发明的第一发明目的在于提供一种管道内工作体运送定位装置,能够精确地将工作体运送至不同类型管道内部。
本发明的第二个发明目的是提供一种管道内工作体运送方法。
本发明的第三个发明目的是提供一种管道内工作体运送定位方法,能够对输送在管道内部的工作体进行精确定位。
本发明所采用第一个的技术方案是:一种管道内工作体运送定位装置,包括第一橡胶塞、柔性管和第二橡胶塞,柔性管的一端穿过第一橡胶塞、第二橡胶塞连接有工作体,柔性管的另一端连接有液压泵;第一橡胶塞和第二橡胶塞之间的柔性管外壁开设有管壁孔。
本发明的第一个特点还在于,
第二橡胶塞远离工作体的一端安装有流量计。
第一橡胶塞与管道形成过盈配合。
第二橡胶塞与管道内部形成间隙配合。
还包括安装在柔性管中的线缆,线缆与工作体连接。
本发明所采用第二个的技术方案是:
一种管道内工作体运送方法,包括以下具体步骤:
步骤1:明确管道内径;并根据管道的内径选择相应的第一橡胶塞和第二橡胶塞;
步骤2:初始化工作状态;排空柔性管的内部,将第二橡胶塞与第一橡胶塞紧贴,确保第二橡胶塞在前,第一橡胶塞在后;再将第一橡胶塞和第二橡胶塞一同塞入管道的开口处,使第一橡胶塞的末端刚好与管道的端口平面平齐;
步骤3:前进行程;启动液压泵,通过液压泵向柔性管注入液压油,液压油流经流量计、柔性管,通过管壁孔进入由管道内壁、第一橡胶塞、第二橡胶塞三者形成的空腔中;此时,由于第一橡胶塞与管道内部过盈配合,第一橡胶塞保持不动;第二橡胶塞与管道为间隙配合,则第二橡胶塞在液压油的压力的推动之下向管道内部运动;第二橡胶塞带动柔性管、工作体向管道内运动;
步骤4:回退行程;根据回退行程,将管道内的液压油抽回液压泵内,由于液压油抽走所导致管道的负压,使其第二橡胶塞开始回退;若管道内的压强差不足以使第二橡胶塞顺利回退,则对柔性管施加拉力,将第二橡胶塞往回拖,当柔性管拉动时的阻力达到非常大时,其第一橡胶塞、第二橡胶塞、管道及柔性管组成的密闭空间内空气空隙及负压完全消失,第二橡胶塞带动工作体回退到位。
本发明所采用第三个的技术方案是:
一种管道内工作体定位方法,具体包括以下步骤:
步骤A:测量柔性管行进距离l1;以步骤2中的初始状态作为柔性管行进的起始点;拉直位于管道外的柔性管后,在柔性管上设置参考点;当柔性管被第二橡胶塞带入管道内部后,测量参考点前进的距离,即为柔性管行进的距离l1;
步骤B:计算管道内的液压油的体积V1;已知流量计测得的液压油流量为V0;流量计安装位置距柔性管与第二橡胶塞连接处的距离为l2,柔性管内径为d1,外径为D1,线缆外径为d2,则管道内的液压油的体积V1为:
步骤C:计算管道开口端面至第二橡胶塞末端的容积V;其容积V包括流入管道内液压油体积V1,第一橡胶塞的体积和柔性管位于管道内的一段的外体积V2,即管道开口端面至第二橡胶塞尾端这一段管道的容积为:
V=V1+V2 (2)
其中第一橡胶塞的体积和柔性管位于管道1内的一段的外体积之和V2为:设第一橡胶塞的长度为l3,管道内径为d3,则:
步骤D:计算第二橡胶塞在管道中位置;已知管道的内径为d3,管道中心轴线的曲线参数方程为:
x=x(t),y=y(t),z=z(t) (4)
其中,t为参数方程的变量,且每个t的值对应管道中心轴线上的一个位置;
采用定积分方法计算管道某一段的容积,即计算管道中a≤t≤b这一段管道内的容积V的公式为:
其中a为管道的起始位置,b为第二橡胶塞尾部在管道所处的位置;结合公式,则有:
其中,V1+V2的值可由式(1)和式(2)得到,a为管道的起始位置,则可计算出b值,即为计算第二橡胶塞在管道中位置。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的一种管道内工作体运送定位装置,将第一橡胶塞、第二橡胶塞、工作体送入管道内,通过液压泵向柔性管内输入液压油,第一橡胶塞由于过盈配合保持不动,第二橡胶塞在液压油的压力之下被推动,并向管道内部运动;由于柔性管与第二橡胶塞的尾部相连,因此第二橡胶塞的运动也会带动柔性管向管道内运动,将工作体送入管道任意位置。工作体可根据工作需要进行自由选择。本发明一种管道内工作体运送定位装置,由于第一橡胶塞、第二橡胶塞的采用,可以适用于各类直管和弯管。本发明一种管道内工作体运送定位装置,能够将用于管道加工或检修的装置送入管道内部。
(2)一种管道内工作体的运送方法,由于采用管道内工作体运送定位装置中第一橡胶塞、第二橡胶塞,柔性管注入液压油,第一橡胶塞由于过盈配合保持不动,第二橡胶塞在液压油的压力之下被推动,并向管道内部运动;能够将工作体顺利运送至管道内,实现管道内部进行钻孔加工、检修、光整等,且适用于各种型号的直管和弯管。
(3)一种管道内工作体运送定位装置的定位方法,通过计算柔性管行进距离l1、管道内液压油的体积、管道开口端面至第二橡胶塞尾端的容积V及根据管道开口端面至第二橡胶塞尾端的容积V求出第二橡胶塞在管道中的位置,即能够精确的得知工作体在管道内行进的具体位置,对工作体实现定位。
附图说明
图1是本发明一种管道内工作体运送定位装置的结构示意图;
图2是图1中A部局部放大结构示意图;
图3是本发明一种管道内工作体运送定位装置实施例二中管道内壁切削光整装置的结构示意图;
图4是本发明一种管道内工作体运送定位装置实施例二中管道内壁切削光整装置的立体图;
图5本发明一种管道内工作体运送定位装置实施例二中管道内壁切削光整装置的爆炸图。
图中,1.管道,2.第一橡胶塞,3.柔性管,301.管壁孔,4.万向节,5.第二橡胶塞,501.空腔,6.工作体,7.空腔,8.电机,9.活动轴副,901.活动轴体,902.第一轴孔,903.第一滑动键槽,10.输入轴,1001.输入轴体,1002.滑键,1003.第一凸耳,11.万向节十字,12.输出轴,1201.输出轴体,1202.键,1203.第二凸耳,1204.第二铰接,13.轴承,14.轴承卡箍,15.刀具,1501.第二轴孔,1502.键槽,1503.弧形卷屑槽,16.线缆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种管道内工作体运送定位装置,如图1所示,包括第一橡胶塞2、柔性管3和第二橡胶塞5,柔性管3的一端穿过第一橡胶塞2、第二橡胶塞5连接有工作体6,柔性管3的另一端连接有液压泵;如图2所示,第一橡胶塞2和第二橡胶塞5之间的柔性管3外壁开设有管壁孔301。液压泵通过柔性管3输送液压油,液压油通过管壁孔301输出。
如图1和图2所示,第二橡胶塞5远离工作体6的一端安装有流量计,该流量计用于检测流入柔性管3中液压油的体积。
在使用时,将第一橡胶塞2放在管道1的端口,第二橡胶塞5放置在管道1的内部,此时管道1内壁、第一橡胶塞2、第二橡胶塞5和柔性管3之间形成空腔7,液压泵通过柔性管3输送液压油,液压油通过管壁孔302进入空腔7内,空腔7内充满液压油。
第一橡胶塞2的直径应与管道1的内壁形成过盈配合;
柔性管3的内外径均匀,内外壁光滑,且其硬度与外径应保证与第一橡胶塞2中间的通孔形成液密性良好的的间隙配合;
第二橡胶塞5的直径与管道1的内壁形成液密性良好的间隙配合。
第二橡胶塞5的轴向长度大于等于其直径。为了使其在弯曲的管道1中运动时保障其运动轴矢量与管道轴心曲线的一致性,不会在管道1中发生翻转失稳。
另外第二橡胶塞5的内部结构不是一成不变的,根据工作体6的安装需要,在第二橡胶塞5内部开孔开槽或设置其他特殊安装结构。
还包括安装在柔性管3中的线缆16,线缆16与工作体6连接;线缆16外径均匀,外壁光滑。线缆16主要是用于为工作体6提供电源和控制信号。
实施例二
工作体6为摄像头;当需要对管道1内壁进行检修时,将工作体6换成带照明灯的摄像头,摄像头对管道1内壁进行拍照录像即可得知管道1内壁的情况。
工作体6为钻孔装置;当需要在管道1的内壁上进行钻孔作业时,将工作体6换成带钻头的普通钻孔装置即可。
工作体6为管道内壁切削光整装置;管道内壁切削光整装置可以对弯曲管道1的内壁进行均匀的切削光整。
需要说明的是,工作体6不局限于上述几种实施例,还可以是各类对管道1内进行其他操作的任意装置。
需要注意的是,工作6若对管道1内进行钻孔加工,孔的存在会影响第二橡胶塞5与管道1内壁之间的液密性,采用回退式钻孔方式,即先将第二橡胶塞5和工作体6送到管道1内需要钻孔的最远一处位置,钻完第一个孔之后回退第二橡胶塞5和工作体6,再钻第二个孔,再回退再钻第三个孔,以此类推,完成全部钻孔加工;
工作体6对管道1的内壁进行减材加工,则会影响其管道1内的容积,此时对第二橡胶塞5进行定位时则会出现误差,需要将减材对管道1的容积的影响考虑在内;
工作体6为管道内壁切削光整装置,内部切削光整装置的具体结构为:
如图3~图5所示,包括第二橡胶塞5,第二橡胶塞5内部设有空腔501,第二橡胶塞5内部设有电机安装槽,电机安装槽内装有电机8,电机8的转轴上安装有活动轴副9,活动轴副9连接万向节4的输入轴10,万向节4的输出轴12上安装有刀具15。
万向节4的输出轴12配合连接有轴承13的内圈,轴承13用于约束万向节输出轴12,使其绕轴承13的轴线转动。
轴承13的外圈连接有轴承卡箍14,该轴承卡箍14用于约束轴承13的外圈。
轴承卡箍14设置在空腔501开口处,轴承卡箍14的外圈与空腔501采用过盈配合。
刀具15的径向距离等于第二橡胶塞5的直径。
如图5所示,活动轴副9包括活动轴体901,活动轴体901轴向内部设有第一轴孔902,电机8的转轴安装在第一轴孔902内;轴孔902的内壁母线方向设有第一滑动键槽903;
万向节4包括输入轴10,输入轴10通过万向节十字11与输出轴12连接;
输入轴10包括输入轴体1001,输入轴体1001的表面焊接有滑键1002,滑键1002能够嵌入第一滑动键槽903内,滑键1002与第一滑动键槽903之间配合关系为间隙配合;且滑键1002的个数与第一滑动键槽903的个数及分布相匹配;
输入轴体1001的端部一体连接有两个第一凸耳1003,每个第一凸耳1003上开设有第一铰接孔1004;
输出轴12包括输出轴体1201,输出轴体1201的一端部一体连接有两个第二凸耳1203,每个第二凸耳1203上开设有第二铰接孔1204,第二铰接孔1004与第一铰接孔1204均与万向节十字11连接;
还包括输出轴体1201的表面焊接有键1202。
刀具15包括刀体,刀体沿其圆周方向分布有若干个刀齿,每个刀齿的端部均设有弧形卷屑槽1503,该弧形卷屑槽1503用于排屑和改变切屑卷曲方向;
刀体还包括中心轴向开设的第二轴孔1501,第二轴孔1501设有键槽1502,第二轴孔1501与输出轴12的轴体1201相配合,键槽1502与键1202相配合。
上述切削光整装置的使用方法其相应工作原理如下:
初始化工作状态。选型合适的第二橡胶塞5和刀具15,将管道内壁切削光整装置安装连接好之后,启动电机8使刀具15旋转起来并保持切削状态,保持刀具一端在前缓缓将第二橡胶塞5塞入管道1的端口内。
管道内壁的切削光整和切削状态的转弯实现原理。液压油推动第二橡胶塞5往管道1内部前进,由于第二橡胶塞5是柔性的,因此遇到拐弯的地方,第二橡胶塞5的前端也随之拐弯,同时位于第二橡胶塞5前端的轴承卡箍14随之发生同步偏转,由于万向节的输出轴12是可以偏转的,因此轴承卡箍14的偏转会带动轴承13以及万向节输出轴12转向,这样一来刀具15切削行进方向也随着管道1的弯曲而发生改变,实现切削状态的转弯。
实施例三
一种管道内工作体运送方法,采用实施例一的管道内工作体运送定位装置进行运送,包括以下具体步骤:
步骤1:测量管道内径;先使用内径测量设备例如游标卡尺测量管道内径,如果内径已知可跳过此步骤。
步骤2:初始化工作状态;根据管道内径选择相应的第一橡胶塞2和第二橡胶塞5,再将柔性管3的内部排空,如果柔性管3内残留有液压油,需利用液压泵抽空;或向柔性管3内吹入高速气流排出柔性管3内的液压油,然后连接好管道1内工作体运送定位装置。然后将第二橡胶塞5的尾部和第一橡胶塞2的头部紧贴,保持第二橡胶塞5在前,第一橡胶塞2在后,第一橡胶塞2和第二橡胶塞5一同塞入管道1的开口处,使第一橡胶塞2的尾部(即末端)刚好与管道1的端口平面平齐。
步骤3:前进行程;通过液压泵向柔性管3注入液压油;液压油流经流量计、柔性管3、管壁孔301,最后进入由管道1内壁、第一橡胶塞2、第二橡胶塞5三者形成的空腔7中。由于第一橡胶塞2与管道1内壁为过盈配合,而第二橡胶塞5与管道1内壁为液密性良好的间隙配合,因此注入液压油之后,第一橡胶塞2由于过盈配合保持不动,第二橡胶塞5在液压油的压力之下被推动,并向管道1内部运动;由于柔性管3的一端穿过第一橡胶塞2、第二橡胶塞5连接有工作体6,因此第二橡胶塞5的运动也会带动柔性管3向管道1内运动。
步骤4:回退第二橡胶塞5。根据回退行程的需要,将管道1内的一部分液压油抽回液压泵内,由于液压油抽走所导致的负压,第二橡胶塞5也会开始回退;若管道1内的如果压强差不足以克服摩擦力使第二橡胶塞5顺利回退,则可以对柔性管3施加拉力,将第二橡胶塞5往回拖,当柔性管3拉动时的阻力达到非常大时认为由第一橡胶塞2、第二橡胶塞5、管道1内壁以及柔性管3外壁组成的密闭空间内空气空隙及负压完全消失,第二橡胶塞5及其上的工作体回退到位。
实施例四
一种管道内工作体定位方法,基于管道内工作体输送过程中进行定位,
步骤A:测量柔性管3行进距离l1;以步骤2中的初始状态作为柔性管3行进的起始点,拉直位于管道1外的柔性管3,在柔性管3上寻找一个参考点,例如安装流量计的位置,当柔性管3被第二橡胶塞5带着往管道1内部前进时,测量参考点前进的距离,即可得到柔性管3行进的距离l1。
步骤B:计算管道1内液压油的体积。流量计可测量流经的液压油的总量,流量计安装位置距柔性管3与第二橡胶塞5连接处的距离在安装流量计时已知,柔性管3内外径根据选型已知,如果柔性管3内还包括线缆16,线缆16的外径根据选型也是已知的,则柔性管3内的液压油体积可通过计算得到。现假设流量计测得的液压油流量为V0,流量计安装位置距柔性管3与第二橡胶塞5连接处的距离为l2,柔性管3内径为d1,外径为D1,线缆16外径为d2,由于线缆16是内置在柔性管3内的,则线缆16在流量计安装位置至柔性管3与第二橡胶塞5连接处之间的长度也应该是l2,则流入管道1内的液压油的体积V1为:
步骤C:计算管道1开口端面至第二橡胶塞5末端(尾端)的容积V。V1是流入管道内的液压油的体积,而不是管道1开口端面至第二橡胶塞5尾端这一段管道1的容积V,容积V除了包括流入管道1内液压油体积V1,还包括第一橡胶塞2的体积和柔性管3位于管道1内的一段的外体积。第一橡胶塞2的体积按照其选型是已知的,现假设第一橡胶塞2的长度为l3,管道1内径为d3,则第一橡胶塞2的体积和柔性管3位于管道1内的一段的外体积之和V2为:
则管道1开口端面至第二橡胶塞5尾端这一段管道的容积V为:
V=V1+V2 (3)
步骤D:第二橡胶塞5在管道1中位置的求解。已知管道1的中心轴线的曲线函数,根据公式(3)的管道1开口端面至第二橡胶塞5尾端这一段管道的容积V的值,即可求出第二橡胶塞5在管道1中的位置。
步骤D中利用体积V反推第二橡胶塞5的位置实施方式;已知管道1的中心轴线的曲线函数和管道1起始位置至第二橡胶塞5尾部这一段管道1内的容积V,可得到第二橡胶塞5尾部在管道1中心轴线的曲线函数上的位置,即第二橡胶塞5在管道1中的位置。以下为具体计算方法:
已知圆形管道1的内径为d3,已知圆形管道1中心轴线的参数方程时,可采用定积分方法计算其某一段的容积。即弯管中心轴线的曲线参数方程:
x=x(t),y=y(t),z=z(t) (4)
其中t为参数方程的变量,每一个t的值对应圆形管道1中心轴线上的一个位置,则计算a≤t≤b这一段管道1内的容积V的公式为:
式(3)和式(5)两式求得的V都是管道1的容积,现设定积分下限t=a是管道1的起始位置,积分上限t=b是第二橡胶塞5尾部所处的位置,则有:
t=a为管道起点,是一个已知的位置,因此当管道中心轴线的参数方程已知时,a的值也是已知的,而第二橡胶塞5尾部所处的位置,即b的值就是实现对第二橡胶塞5实现定位所需要求解的值。
式(6)中,V1+V2的值可由式(1)和式(2)得到,因此对于公式右边的积分而言,其积分值已知,积分下限也已知,只需运用微积分中已知积分值和积分下限的方法计算积分上限,即可得到b的值。得到了b的值也就实现了对第二橡胶塞5的尾部实现了定位。
通过上述方式,本发明的一种管道内工作体运送定位装置,将第一橡胶塞2、第二橡胶塞5、工作体6送入管道1内,通过液压泵向柔性管3内输入液压油,液压油通过管壁孔302进入第一橡胶塞2、第二橡胶塞5和柔性管3之间形成空腔7,使得空腔7内充满液压油;由于第一橡胶塞2的直径应与管道1的内壁形成过盈配合;第二橡胶塞5的直径与管道1的内壁形成液密性良好的间隙配合;因此注入液压油之后,第一橡胶塞2由于过盈配合保持不动,第二橡胶塞5在液压油的压力之下被推动,并向管道1内部运动;工作体6在第二橡胶塞5的推动下向管道1的内部行进;由于柔性管3与第二橡胶塞5的尾部相连,因此第二橡胶塞5的运动也会带动柔性管3向管道1内运动。工作体6可根据工作需要进行自由选择。本发明一种管道内工作体运送定位装置,由于第一橡胶塞2、第二橡胶塞5的采用,可以适用于各类直管和弯管。本发明一种管道内工作体运送定位装置,能够将用于管道加工或检修的装置送入管道内部。
一种管道内工作体的运送方法,由于采用管道内工作体运送定位装置中第一橡胶塞2、第二橡胶塞5,柔性管3注入液压油,由于第一橡胶塞2与管道1内壁为过盈配合,而第二橡胶塞5与管道1内壁为液密性良好的间隙配合,因此注入液压油之后,第一橡胶塞2由于过盈配合保持不动,第二橡胶塞5在液压油的压力之下被推动,并向管道1内部运动;由于柔性管3与第二橡胶塞5的尾部相连,因此第二橡胶塞5的运动也会带动柔性管3向管道1内运动;能够将工作体6顺利运送至管道内,实现管道内部进行钻孔加工、检修、光整等,且适用于各种型号的直管和弯管。
一种管道内工作体运送定位装置的定位方法,通过计算柔性管3行进距离l1、管道1内液压油的体积、管道1开口端面至第二橡胶塞5尾端的容积V及根据管道1开口端面至第二橡胶塞5尾端的容积V求出第二橡胶塞5在管道1中的位置,能够精确的得知工作体6在管道1内行进的具体位置,对工作体实现定位。一种管道内工作体运送定位装置的定位方法,可以对用于管道加工或检修的装置在管道内所处的位置进行定位,这对于管道内的加工或检修具有重要意义,在工程应用中用途广泛。
Claims (7)
1.一种管道内工作体运送定位装置,其特征在于,包括第一橡胶塞(2)、柔性管(3)和第二橡胶塞(5),所述柔性管(3)的一端穿过所述第一橡胶塞(2)、所述第二橡胶塞(5)连接有工作体(6),所述柔性管(3)的另一端连接有液压泵;所述第一橡胶塞(2)和所述第二橡胶塞(5)之间的柔性管(3)外壁开设有管壁孔(301)。
2.如权利要求1所述的一种管道内工作体运送定位装置,其特征在于,所述第二橡胶塞(5)远离所述工作体(6)的一端安装有流量计。
3.如权利要求1所述的一种管道内工作体运送定位装置,其特征在于,所述第一橡胶塞(2)与所述管道(1)形成过盈配合。
4.如权利要求1所述的一种管道内工作体运送定位装置,其特征在于,所述第二橡胶塞(5)与所述管道(1)内部形成间隙配合。
5.如权利要求1或2所述的一种管道内工作体运送定位装置,其特征在于,还包括安装在所述柔性管(3)中的线缆(16),所述线缆(16)与工作体(6)连接。
6.一种管道内工作体运送方法,其特征在于,基于如权利要求1~4所述的一种管道内工作体运送定位装置,包括以下具体步骤:
步骤1:明确管道(1)内径;并根据管道(1)的内径选择相应的第一橡胶塞(2)和第二橡胶塞(5);
步骤2:初始化工作状态;排空柔性管(3)的内部,将第二橡胶塞(5)与第一橡胶塞(2)紧贴,确保第二橡胶塞(5)在前,第一橡胶塞(2)在后;再将第一橡胶塞(2)和第二橡胶塞(5)一同塞入管道(1)的开口处,使第一橡胶塞(2)的末端刚好与管道(1)的端口平面平齐;
步骤3:前进行程;启动液压泵,通过液压泵向柔性管(3)注入液压油,液压油流经流量计、柔性管(3),通过管壁孔(301)进入由管道1内壁、第一橡胶塞(2)、第二橡胶塞(5)三者形成的空腔(7)中;此时,由于第一橡胶塞(2)与管道(1)内部过盈配合,其第一橡胶塞(2)保持不动;第二橡胶塞(5)与管道(1)为间隙配合,则第二橡胶塞(5)在液压油的压力的推动之下向管道(1)内部运动;第二橡胶塞(5)带动柔性管(3)、工作体(6)向管道(1)内运动;
步骤4:回退行程;根据回退行程,将管道(1)内的液压油抽回液压泵内,由于液压油抽走所导致管道(1)的负压,使其第二橡胶塞(5)开始回退;若管道(1)内的压强差不足以使第二橡胶塞(5)顺利回退,则对柔性管(3)施加拉力,将第二橡胶塞(5)往回拖,当柔性管(3)拉动时的阻力达到非常大时,由第一橡胶塞(2)、第二橡胶塞(5)、管道(1)及柔性管(3)组成的密闭空间内空气空隙及负压完全消失,第二橡胶塞(5)带动工作体(6)回退到位。
7.一种管道内工作体定位方法,其特征在于,基于权利要求6所述的一种管道内工作体运送方法,具体包括以下步骤:
步骤A:测量柔性管(3)行进距离l1;以步骤2中的初始状态作为柔性管(3)行进的起始点;拉直位于管道(1)外的柔性管(3)后,在柔性管(3)上设置参考点;当柔性管(3)被第二橡胶塞(5)带入管道(1)内部后,测量参考点前进的距离,即为柔性管(3)行进的距离l1;
步骤B:计算管道(1)内的液压油的体积V1;已知流量计测得的液压油流量为V0;流量计安装位置距柔性管(3)与第二橡胶塞(5)连接处的距离为l2,柔性管(3)内径为d1,外径为D1,线缆(16)外径为d2,则管道(1)内的液压油的体积V1为:
步骤C:计算管道(1)开口端面至第二橡胶塞(5)末端的容积V;其容积V包括流入管道(1)内液压油体积V1,第一橡胶塞(2)的体积和柔性管(3)位于管道(1)内的一段的外体积V2,即管道(1)开口端面至第二橡胶塞(5)尾端这一段管道的容积为:
V=V1+V2 (3)
其中第一橡胶塞(2)的体积和柔性管(3)位于管道1内的一段的外体积之和V2为:设第一橡胶塞(2)的长度为l3,管道(1)内径为d3,则:
步骤D:计算第二橡胶塞(5)在管道(1)中位置;已知管道(1)的内径为d3,管道(1)中心轴线的曲线参数方程为:
x=x(t),y=y(t),z=z(t) (4)
其中,t为参数方程的变量,且每个t的值对应管道(1)中心轴线上的一个位置;
采用定积分方法计算管道(1)某一段的容积,即计算管道(1)中a≤t≤b这一段管道内的容积V的公式为:
其中a为管道(1)的起始位置,b为第二橡胶塞(5)尾部在管道(1)所处的位置;结合公式(3),则有:
其中,V1+V2的值可由式(1)和式(2)得到,a为管道(1)的起始位置,则可计算出b值,即为计算第二橡胶塞(5)在管道(1)中位置。
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