CN110714946A - 一种管道智能封堵机器人液压控制系统 - Google Patents

一种管道智能封堵机器人液压控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种管道智能封堵机器人液压控制系统，包括行程开关、电磁换向阀、蓄能器、单向阀、顺序阀、溢流阀、液压泵、压力继电器和封堵器油缸。采用上述技术方案后能可靠实现管道智能封堵机器人减速、锚定、封堵和撤离动作，可快速到达指定封堵区域，封堵油气管道过程中的工作参数可以实时监测，具有失效保护机制，并且能够实现液压系统的保压和卸荷，降低能量损耗。

Description

一种管道智能封堵机器人液压控制系统
技术领域
本发明涉及油气管道智能封堵机器人技术领域，特别是涉及一种管道智能封堵机器人液压控制系统。
背景技术
油气能源目前在世界上的储量巨大，是国家战略性能源储备的必要能源之一，其重要性不言而喻。而油气的输送则是油气开采中必不可少的步骤，面对管道长时间受环境或其它不确定因素导致的失效问题，管道的维修与保养至关重要。
在管道维修与保养过程中，对于所需处理的受损管道段，首先需要对油气管道的目标位置进行封堵，而由于工作环境的危险性和不确定性，人工封堵逐渐将被管道封堵机器人代替，管道智能封堵机器人封堵油气管道时经历四个阶段：第一阶段液压驱动卡瓦快速运动，实现封堵机器人在管道内减速，停于目标位置；第二阶段系统加压，卡瓦与管道内壁锚定，实现初级封堵；第三阶段系统继续加压，挤压胶筒，实现最终封堵；第四阶段，系统反向加压，卡瓦和胶筒复位，实现撤离。
管道智能封堵机器人液压控制系统需要满足以下需求：
1.管道智能封堵机器人在封堵油气管道的过程中，即减速、锚定、封堵和撤离阶段中，可以实现四个开度；
2.管道智能封堵机器人在减速阶段需要快速停于目标封堵区域；
3.当管道智能封堵机器人封堵完成后，油气管道内压力超过设定值且无法进行正常撤离时，仍可以实现快速撤离。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明目的在于：针对现有管道智能封堵机器人在封堵油气管道过程中所需满足的需求，提供一种管道智能封堵机器人液压控制系统，具有动作平稳、可靠性高、响应速度快等特点，可以实现封堵过程中完成四个开度，实现油气管道的可靠封堵与解压。
（二）技术方案
一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：包括第一行程开关（A1）、第二行程开关（A2）、第一电磁换向阀（B1）、电液换向阀（B2）、第三电磁换向阀（B3）、第四电磁换向阀（B4）、第五电磁换向阀（B5）、蓄能器（C）、液控单向阀（D1）、第二单向阀（D2）、第三单向阀（D3）、顺序阀（E）、背压阀（F1）、先导溢流阀（F2）、第一溢流阀（F3）、第二溢流阀（F4）、液压泵（G）和封堵液压缸（H）。
电液换向阀（B2）包括第一回油口（T1）、第二回油口（T2）、进油口（P）、第一工作油口（A）、第二工作油口（B）和控制油口（K），其中进油口（P）和液压泵（G）相连，第一回油口（T1）和第二回油口(T2)和油箱相连，第一工作油口（A）和封堵液压缸（H）无杆腔相连，第二工作油口（B）和封堵液压缸（H）有杆腔相连，控制油口（K）和液压泵（G）相连，第一工作油口（A）和封堵液压缸（H）无杆腔之间设有第一电磁换向阀（B1），封堵液压缸（H）有杆腔和液压泵（G）之间设有第三电磁换向阀（B3），先导溢流阀（F2）远程控制口、第一溢流阀（F3）进油口和第二溢流阀（F4）进油口之间设有第四电磁换向阀（B4），电液换向阀（B2）进油口（P）和液压泵（G）之间还设有蓄能器（C）和第二单向阀（D2）;
液控单向阀（D1）进油口和顺序阀（E）进油口相连，液控单向阀（D1）出油口与第一电磁换向阀（B1）进油口相连。
进一步地，所述的一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：液控单向阀（D1）和背压阀（F1）之间设有顺序阀（E）。
进一步地，所述的一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：液压系统设有三级调压回路，组成为先导溢流阀（F2）、第四电磁换向阀（B4）、第一溢流阀（F3）和第二溢流阀（F4）
进一步地，所述的一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：第三电磁换向阀（B3）由压力继电器驱动。
（三）有益效果
采用上述技术方案后，具有如下有益效果：
1.管道智能封堵机器人在封堵油气管道的过程中，即减速、锚定、封堵和撤离阶段中，可以实现四个开度；
3.具有失效保护机制，当管道智能封堵机器人封堵完成后，油气管道内压力超过设定值且无法进行正常撤离时，仍可以实现快速撤离；
4.管道智能封堵机器人可快速到达指定封堵区域，封堵油气管道过程中的工作参数可以实时监测；
5.液压系统具有保压和卸荷功能，降低能量损耗。
附图说明
图1为本发明的液压系统图；
图2为电液换向阀结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
如图1和图2所述：一种管道智能封堵机器人液压控制系统，包括第一行程开关A1、第二行程开关A2、第一电磁换向阀B1、电液换向阀B2、第三电磁换向阀B3、第四电磁换向阀B4、第五电磁换向阀B5、蓄能器C、液控单向阀D1、第二单向阀D2、第三单向阀D3、顺序阀E、背压阀F1、先导溢流阀F2、第一溢流阀F3、第二溢流阀F4、液压泵G和封堵液压缸H。
电液换向阀B2包括第一回油口T1、第二回油口T2、进油口P、第一工作油口A、第二工作油口B和控制油口K。
管道智能封堵机器人在封堵油气管道时分为以下四个阶段：
减速阶段：按下智能封堵按钮，YA1电磁铁线圈得电，系统最大工作压力由第二溢流阀（F4）调定，此时未达到顺序阀（E）的调定压力，顺序阀（E）关闭；YA3电磁铁线圈得电，电液换向阀（B2）左位接入系统，蓄能器（C）用于充当辅助油源，封堵液压缸（H）采用差动连接，进油路为:液压泵（G）→第二单向阀（D2）→电液换向阀（B2）左位→第一电磁换向阀（B1）右位→封堵液压缸（H）无杆腔；回油路：封堵液压缸（H）有杆腔→电液换向阀（B2）左位→液控单向阀（D1）→第一电磁换向阀（B1）右位→封堵液压缸（H）无杆腔。
锚定阶段：完成减速阶段后，封堵液压缸（H）触动第一行程开关（A1）,YA2电磁铁线圈得电，系统最大工作压力由第一溢流阀（F3）调定，YA6电磁铁线圈得电，第一电磁换向阀（B1）左位接入系统，油液经调速阀进入封堵液压缸（H）无杆腔，系统压力提高，此时已达到顺序阀（E）的调定压力，顺序阀（E）开启，同时液控单向阀（D1）上部压力大于下部压力，液控单向阀（D1）关闭；YA3电磁铁线圈得电，电液换向阀（B2）左位接入系统，蓄能器（C）用于充当辅助油源；封堵液压缸（H）停止采用差动连接，进油路为：液压泵（G）→第二单向阀（D2）→电液换向阀（B2）左位→调速阀→封堵液压缸（H）无杆腔；回油路：封堵液压缸（H）有杆腔→电液换向阀（B2）左位→顺序阀（E）→背压阀（F1）→油箱。
封堵阶段：完成锚定阶段后，封堵液压缸（H）触动第二行程开关（A2），YA2电磁铁线圈断电，第四电磁换向阀（B4）中位接入系统，系统最大工作压力由先导溢流阀（F2）调定，YA6电磁铁线圈得电，第一电磁换向阀（B1）左位接入系统，油液经调速阀进入封堵液压缸（H）无杆腔，系统压力再次提高，，此时已达到顺序阀（E）的调定压力，顺序阀（E）开启，同时液控单向阀（D1）上部压力大于下部压力，液控单向阀（D1）关闭；YA3电磁铁线圈得电，电液换向阀（B2）左位接入系统，蓄能器（C）用于充当辅助油源，进油路为：液压泵（G）→第二单向阀（D2）→电液换向阀（B2）左位→调速阀→封堵液压缸（H）无杆腔；回油路：封堵液压缸（H）有杆腔→电液换向阀（B2）左位→顺序阀（E）→背压阀（F1）→油箱。
撤离阶段：封堵完成后，按下快速撤离按钮，YA6断电，第一电磁换向阀（B1）右位接入系统；YA4电磁铁线圈得电，电液换向阀（B2）右位接入系统；第四电磁换向阀（B4）中位接入系统，系统最大工作压力由先导溢流阀（F2）调定，蓄能器（C）用于充当辅助油源，进油路：液压泵（G）→第二单向阀（D2）→电液换向阀（B2）右位→封堵液压缸（H）有杆腔；回油路：封堵液压缸（H）无杆腔→第一电磁换向阀（B1）右位→电液换向阀（B2）右位→油箱。
当油气管道内压力超过设定值且无法进行正常撤离时，进行紧急撤离阶段：按下紧急撤离按钮，YA5电磁铁线圈得电，第三电磁换向阀（B3）右位接入系统，同时液控单向阀（D1）导通；YA6电磁铁线圈断电，第一电磁换向阀（B1）右位接入系统；YA2电磁铁线圈断电，第四电磁换向阀（B4）中位接入系统，系统最大工作压力由先导溢流阀（F2）调定，此时已达到顺序阀（E）的调定压力，顺序阀（E）开启；蓄能器（C）用于充当辅助油源，进油路：液压泵（G）→第三电磁换向阀（B3）右位→第三单向阀（D3）→封堵液压缸（H）有杆腔；回油路：封堵液压缸（H）无杆腔→第一电磁换向阀（B1）右位→液控单向阀（D1）→顺序阀（E）→背压阀（F1）→油箱。
本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：包括第一行程开关（A1）、第二行程开关（A2）、第一电磁换向阀（B1）、电液换向阀（B2）、第三电磁换向阀（B3）、第四电磁换向阀（B4）、蓄能器（C）、液控单向阀（D1）、第二单向阀（D2）、第三单向阀（D3）、顺序阀（E）、背压阀（F1）、先导溢流阀（F2）、第一溢流阀（F3）、第二溢流阀（F4）、液压泵（G）和封堵液压缸（H）；
电液换向阀（B2）包括第一回油口（T1）、第二回油口（T2）、进油口（P）、第一工作油口（A）、第二工作油口（B）和控制油口（K），其中进油口（P）和液压泵（G）相连，第一回油口（T1）和第二回油口(T2)和油箱相连，第一工作油口（A）和封堵液压缸（H）无杆腔相连，第二工作油口（B）和封堵液压缸（H）有杆腔相连，控制油口（K）和液压泵（G）相连，第一工作油口（A）和封堵液压缸（H）无杆腔之间设有第一电磁换向阀（B1），封堵液压缸（H）有杆腔和液压泵（G）之间设有第三电磁换向阀（B3），先导溢流阀（F2）远程控制口、第一溢流阀（F3）进油口和第二溢流阀（F4）进油口之间设有第四电磁换向阀（B4），电液换向阀（B2）进油口（P）和液压泵（G）之间还设有蓄能器（C）和第二单向阀（D2）;
液控单向阀（D1）进油口和顺序阀（E）进油口相连，液控单向阀（D1）出油口与第一电磁换向阀（B1）进油口相连。
2.根据权利要求1所述的一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：液控单向阀（D1）和背压阀（F1）之间设有顺序阀（E）。
3.根据权利要求1所述的一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：液压系统设有三级调压回路，组成为先导溢流阀（F2）、第四电磁换向阀（B4）、第一溢流阀（F3）和第二溢流阀（F4）。
4.根据权利要求1所述的一种管道智能封堵机器人液压控制系统，其特征在于：第三电磁换向阀（B3）由压力继电器驱动。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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