CN110743875A - 一种天然气管道内部清洗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种天然气管道内部清洗设备，包括行走车体，所述行走车体为圆柱形，所述行走车体环向端面上设有行走装置，所述行走装置能自动适应管道内壁并在管道内壁上行走，所述行走车体环向端面上设有位于所述行走装置右侧的密封装置，所述密封装置用于喷水清洗管道和密封管道，避免使污水流入到已清洗管道，所述行走车体右侧端面上设有动力装置，所述转轴上设有用于刮除管道内壁污垢的刮洗装置，本发明采用的伸缩行走机构，能自动适应内径变化较大的管道，伸缩刮刀机构能自动适应管道内径变化，动力机构带动伸缩刮刀机构转动实现对管道的刮除清洗，且喷水机构通过高压水对管道进行进一步清洗。
Description
技术领域
本发明涉及天然气管道内部清洗技术领域，具体为一种天然气管道内部清洗设备。
背景技术
天然气管道是指将天然气（包括油田生产的伴生气）从开采地或处理厂输送到城市配气中心或工业企业用户的管道，又称输气管道，利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的方式，目前天然气管道清洗主要采用PIG清洗技术，但PIG清洗技术主要适用于等径管道，直径变化较大的管道容易使PIG堵在管道内，目前缺乏一种能在内径变化较大的天然气管道内进行清洗除污的设备，本发明阐明的一种能解决上述问题的设备。
发明内容
技术问题：目前缺乏一种能在内径变化较大的天然气管道内进行清洗除污的设备。
为解决上述问题，本例设计了一种天然气管道内部清洗设备，本例的一种天然气管道内部清洗设备，包括行走车体，所述行走车体为圆柱形，所述行走车体环向端面上设有行走装置，所述行走装置能自动适应管道内壁并在管道内壁上行走，所述行走车体环向端面上设有位于所述行走装置右侧的密封装置，所述密封装置用于喷水清洗管道和密封管道，避免使污水流入到已清洗管道，所述行走车体右侧端面上设有动力装置，所述动力装置包括固定连接于所述行走车体右侧端面上的气箱，所述气箱内设有气腔，所述气腔左侧端面上转动连接有向右延伸至所述气腔端面外的转轴，所述转轴上动力连接有固定连接于所述行走车体右侧端面上的电机，所述气箱下侧端面上固定连接有固定台，所述固定台上侧端面上转动连接有向上延伸的齿轮轴，所述齿轮轴上固定连接有偏心轮，所述转轴上滑动连接有位于所述偏心轮右侧且与所述偏心轮抵接的振动板，所述动力装置通过所述电机带动所述转轴转动能实现刮洗所需的旋转运动，所述转轴上设有用于刮除管道内壁污垢的刮洗装置，所述刮洗装置包括固定连接于所述转轴上且位于所述振动板右侧的转盘，所述转盘环向端面上环向阵列分布有四个气缸，所述气缸内设有活塞腔，所述活塞腔内滑动连接有活塞，所述刮洗装置通过所述活塞上下移动能自动适应管道内径。
可优选地，述行走装置包括固定连接于所述行走车体左侧端面上的螺纹轴，所述螺纹轴左侧设有与外部供电设备电性连接的电缆，所述螺纹轴上螺纹连接有螺母，所述行走车体环向端面上滑动连接有滑环，所述滑环与所述螺母之间连接有压缩弹簧，所述滑环环向端面上环向阵列分布有四个固定块，所述行走车体环向端面上环向阵列分布有四个位于所述固定块右侧的凸块，且每个所述凸块自左向右阵列分布有两个，所述凸块上铰接有转杆，左侧的转杆与所述固定块之间铰接有连杆，两个所述转杆之间铰接有横杆，所述转杆上转动连接有滑轮轴，所述滑轮轴上固定连接有滑轮，左侧的四个所述滑轮轴上动力连接有固定连接于所述转杆上的转动电机，且所述转动电机与所述电缆电性连接。
可优选地，所述密封装置包括固定连接于所述行走车体环向端面上的固定环，所述固定环上固定连接有环形管，所述环形管环向端面上环向阵列分布有十二个喷头，所述环形管与外部供水设备之间相通连接有柔性水管，且所述柔性水管贯穿所述行走车体，所述行走车体环向端面上固定连接有位于所述转杆右侧的弹性密封环，所述弹性密封环与右侧的所述转杆之间固定连接有固定杆。
可优选地，所述振动板与所述转盘之间连接有振动弹簧，所述偏心轮上固定连接有副锥齿轮，所述转轴上固定连接有与所述副锥齿轮啮合连接的锥齿轮，所述转轴上设有位于所述气腔内且与所述气腔相通的通孔，所述转轴内设有与所述通孔相通的气孔，所述行走车体右侧端面上固定连接有位于所述电机上侧的气泵，所述气泵与所述电缆电性连接，所述电机与所述电缆电性连接，所述气泵与所述气腔之间相通连接有气管，所述气管上设有二位三通电磁阀，所述二位三通电磁阀上设有排气管。
可优选地，所述活塞与所述活塞腔靠近对称中心一侧内壁之间连接有拉伸弹簧，所述活塞远离对称中心一侧端面上滑动连接有活塞杆，且所述活塞杆向远离对称中心一侧延伸至所述活塞腔端面外，所述活塞杆上固定连接有升降杆，且所述升降杆与所述振动板右侧端面滑动连接，所述活塞杆上侧端面上固定连接有气缸，所述气缸内设有滑动腔，所述滑动腔靠近对称中心一侧内壁上固定连接有位置开关，所述滑动腔内滑动连接有滑塞，所述滑塞与所述位置开关之间连接有副压缩弹簧，所述滑塞上侧端面上固定连接有延伸至所述滑动腔端面外的滑动杆，所述滑动杆上固定连接有刮刀，所述活塞腔与所述气孔之间相通连接有连接孔，所述活塞腔右侧端面上设有位于活塞下侧的泄压阀。
本发明的有益效果是：本发明采用的伸缩行走机构，能自动适应内径变化较大的管道，且通过手动旋转螺母能设置不同的初始弹簧压力，从而使伸缩行走机构能对不同内径管道施加合适的正压力，从而保证可靠的行走移动，气泵能驱动伸缩刮刀机构伸长，并对不同内径的管道施加相同的正压力，从而保证刮除效果相同，动力机构带动伸缩刮刀机构转动实现对管道的刮除清洗，同时喷水机构通过高压水对管道进行进一步清洗，密封机构使伸缩行走机构移动过程中能带动污水和污垢移动，从而实现管道清洗，因此本发明能在内径变化较大的天然气管道内进行清洗除污，且清洗除污效果较为稳定。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种天然气管道内部清洗设备的整体结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的结构示意图；
图3为图1的“B-B”方向的结构示意图；
图4为图1的“C-C”方向的结构示意图；
图5为图1的“D”处的结构放大示意图；
图6为图2的“E”处的结构放大示意图；
图7为图4的“F”处的结构放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图7对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种天然气管道内部清洗设备，主要应用于天然气管道内部清洗，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种天然气管道内部清洗设备，包括行走车体11，所述行走车体11为圆柱形，所述行走车体11环向端面上设有行走装置101，所述行走装置101能自动适应管道内壁并在管道内壁上行走，所述行走车体11环向端面上设有位于所述行走装置101右侧的密封装置102，所述密封装置102用于喷水清洗管道和密封管道，避免使污水流入到已清洗管道，所述行走车体11右侧端面上设有动力装置103，所述动力装置103包括固定连接于所述行走车体11右侧端面上的气箱32，所述气箱32内设有气腔55，所述气腔55左侧端面上转动连接有向右延伸至所述气腔55端面外的转轴35，所述转轴35上动力连接有固定连接于所述行走车体11右侧端面上的电机27，所述气箱32下侧端面上固定连接有固定台53，所述固定台53上侧端面上转动连接有向上延伸的齿轮轴52，所述齿轮轴52上固定连接有偏心轮51，所述转轴35上滑动连接有位于所述偏心轮51右侧且与所述偏心轮51抵接的振动板37，所述动力装置103通过所述电机27带动所述转轴35转动能实现刮洗所需的旋转运动，所述转轴35上设有用于刮除管道内壁污垢的刮洗装置104，所述刮洗装置104包括固定连接于所述转轴35上且位于所述振动板37右侧的转盘34，所述转盘34环向端面上环向阵列分布有四个气缸33，所述气缸33内设有活塞腔39，所述活塞腔39内滑动连接有活塞41，所述刮洗装置104通过所述活塞41上下移动能自动适应管道内径。
有益地，所述行走装置101包括固定连接于所述行走车体11左侧端面上的螺纹轴12，所述螺纹轴12左侧设有与外部供电设备电性连接的电缆15，所述螺纹轴12上螺纹连接有螺母16，所述行走车体11环向端面上滑动连接有滑环17，所述滑环17与所述螺母16之间连接有压缩弹簧13，所述滑环17环向端面上环向阵列分布有四个固定块18，所述行走车体11环向端面上环向阵列分布有四个位于所述固定块18右侧的凸块31，且每个所述凸块31自左向右阵列分布有两个，所述凸块31上铰接有转杆20，左侧的转杆20与所述固定块18之间铰接有连杆19，两个所述转杆20之间铰接有横杆23，所述转杆20上转动连接有滑轮轴22，所述滑轮轴22上固定连接有滑轮21，左侧的四个所述滑轮轴22上动力连接有固定连接于所述转杆20上的转动电机60，且所述转动电机60与所述电缆15电性连接，通过所述转动电机60带动左侧的所述滑轮轴22和所述滑轮21转动，能实现在管道内壁行走。
有益地，所述密封装置102包括固定连接于所述行走车体11环向端面上的固定环30，所述固定环30上固定连接有环形管29，所述环形管29环向端面上环向阵列分布有十二个喷头28，所述环形管29与外部供水设备之间相通连接有柔性水管14，且所述柔性水管14贯穿所述行走车体11，所述行走车体11环向端面上固定连接有位于所述转杆20右侧的弹性密封环25，所述弹性密封环25与右侧的所述转杆20之间固定连接有固定杆24，右侧的所述转杆20通过所述固定杆24可带动所述弹性密封环25展开和收缩适应不同内径，且所述固定杆24对所述弹性密封环25施加支撑力，使所述弹性密封环25始终与管道内壁贴合，实现对管道的密封。
有益地，所述振动板37与所述转盘34之间连接有振动弹簧50，所述偏心轮51上固定连接有副锥齿轮38，所述转轴35上固定连接有与所述副锥齿轮38啮合连接的锥齿轮54，所述转轴35上设有位于所述气腔55内且与所述气腔55相通的通孔56，所述转轴35内设有与所述通孔56相通的气孔49，所述行走车体11右侧端面上固定连接有位于所述电机27上侧的气泵26，所述气泵26与所述电缆15电性连接，所述电机27与所述电缆15电性连接，所述气泵26与所述气腔55之间相通连接有气管58，所述气管58上设有二位三通电磁阀57，所述二位三通电磁阀57上设有排气管62，通过所述电机27带动所述转轴35转动，能实现刮除管道内壁所需的旋转运动。
有益地，所述活塞41与所述活塞腔39靠近对称中心一侧内壁之间连接有拉伸弹簧42，所述活塞41远离对称中心一侧端面上滑动连接有活塞杆40，且所述活塞杆40向远离对称中心一侧延伸至所述活塞腔39端面外，所述活塞杆40上固定连接有升降杆59，且所述升降杆59与所述振动板37右侧端面滑动连接，所述活塞杆40上侧端面上固定连接有气缸43，所述气缸43内设有滑动腔44，所述滑动腔44靠近对称中心一侧内壁上固定连接有位置开关48，所述滑动腔44内滑动连接有滑塞46，所述滑塞46与所述位置开关48之间连接有副压缩弹簧45，所述滑塞46上侧端面上固定连接有延伸至所述滑动腔44端面外的滑动杆47，所述滑动杆47上固定连接有刮刀36，所述活塞腔39与所述气孔49之间相通连接有连接孔61，所述活塞腔39右侧端面上设有位于活塞41下侧的泄压阀63，通过所述振动板37带动所述活塞杆40左右振动，能带动所述刮刀36左右振动，提高污垢去除能力。
以下结合图1至图7对本文中的一种天然气管道内部清洗设备的使用步骤进行详细说明：
开始时，在拉伸弹簧42拉力作用下，活塞41位于靠近对称中心一侧限位处，在副压缩弹簧45推力作用下，滑塞46位于远离对称中心一侧限位处，在振动弹簧50弹力作用下，振动板37与偏心轮51始终抵接，二位三通电磁阀57使气管58与气腔55相通，泄压阀63处于关闭状态。
工作时，将行走车体11放置在天然气管道内，手动旋转螺母16，设置压缩弹簧13的初始弹力，可设置滑轮21对内壁的正压力，从而实现对不同内壁施压足够的压力，保证正常行走，在压缩弹簧13弹力作用下，滑环17右移，滑环17通过连杆19带动左侧的转杆20向前转动，左侧的转杆20通过横杆23带动右侧的转杆20转动，使滑轮21与管道内壁抵接，弹性密封环25与内壁抵接，使弹性密封环25两侧的管道不相通，且右侧的转杆20通过固定杆24对弹性密封环25施加支撑力，增加弹性密封环25的密封能力，从而实现适应自动管道内径，且转杆20长度较长，故能实现适应内径变化较大的管道，
之后气泵26、电机27启动，气泵26产生的气流通过气管58输送到气腔55内，之后气体通过通孔56、气孔49、连接孔61输送到活塞腔39内，并带动活塞41向远离对称中心一侧移动，活塞41带动活塞杆40和气缸43上移，使刮刀36与管道内壁抵接，之后活塞41继续上移，由于管道内壁使刮刀36无法继续上移，从而使滑塞46相对于滑动腔44下移，当气缸43上移使滑塞46与位置开关48接触后，气泵26停转，实现刮刀36自动适应管道内径，且能对不同管道内径施加相同的正压力，从而实现稳定的刮除污垢效果，
当管道内径增大后，在副压缩弹簧45作用下，滑塞46上移脱离与位置开关48接触，气泵26再次启动对活塞腔39进行充气，带动活塞41上移使滑塞46与位置开关48再次抵接，当管道内径较小后，管道对刮刀36压力增大，刮刀36通过滑动杆47、滑塞46、气缸43、活塞杆40将压力传递给活塞41，使活塞41下侧的活塞腔39内的气压增大，使泄压阀63开启排出活塞腔39内多余空气，从而使活塞41和刮刀36下移，实现自动适应管道内径，
电机27带动转轴35转动，转轴35带动转盘34和气缸33转动，气缸33通过活塞41、活塞杆40带动气缸43转动，从而可带动刮刀36转动实现刮除管道内壁污垢，转轴35转动带动锥齿轮54转动，锥齿轮54通过啮合连接带动副锥齿轮38转动，副锥齿轮38带动偏心轮51转动，在振动弹簧50作用下，偏心轮51带动振动板37左右往复移动振动板37，振动板37带动升降杆59和活塞杆40左右往复移动，活塞杆40通过气缸43、滑塞46、滑动杆47带动刮刀36左右振动，提高对管道污垢的去除能力，同时外部供水设备通过柔性水管14将高压水输送到环形管29内，并通过喷头28喷出，对管道内壁进行进一步清洗，
之后66启动，66带动左侧的滑轮轴22转动，从而带动滑轮21转动，使行走车体11向右移动，弹性密封环25将清洗产生的污水和污垢向右推动，直至将污水和污垢从管道右侧开口推出，从而实现管道清洗除污垢。
本发明的有益效果是：本发明采用的伸缩行走机构，能自动适应内径变化较大的管道，且通过手动旋转螺母能设置不同的初始弹簧压力，从而使伸缩行走机构能对不同内径管道施加合适的正压力，从而保证可靠的行走移动，气泵能驱动伸缩刮刀机构伸长，并对不同内径的管道施加相同的正压力，从而保证刮除效果相同，动力机构带动伸缩刮刀机构转动实现对管道的刮除清洗，同时喷水机构通过高压水对管道进行进一步清洗，密封机构使伸缩行走机构移动过程中能带动污水和污垢移动，从而实现管道清洗，因此本发明能在内径变化较大的天然气管道内进行清洗除污，且清洗除污效果较为稳定。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。
Claims (5)
1.一种天然气管道内部清洗设备，包括行走车体，其特征在于：
所述行走车体为圆柱形，所述行走车体环向端面上设有行走装置，所述行走装置能自动适应管道内壁并在管道内壁上行走，，所述行走车体环向端面上设有位于所述行走装置右侧的密封装置，所述密封装置用于喷水清洗管道和密封管道，避免使污水流入到已清洗管道，所述行走车体右侧端面上设有动力装置，所述动力装置包括固定连接于所述行走车体右侧端面上的气箱，所述气箱内设有气腔，所述气腔左侧端面上转动连接有向右延伸至所述气腔端面外的转轴，所述转轴上动力连接有固定连接于所述行走车体右侧端面上的电机，所述气箱下侧端面上固定连接有固定台，所述固定台上侧端面上转动连接有向上延伸的齿轮轴，所述齿轮轴上固定连接有偏心轮，所述转轴上滑动连接有位于所述偏心轮右侧且与所述偏心轮抵接的振动板，所述动力装置通过所述电机带动所述转轴转动能实现刮洗所需的旋转运动，所述转轴上设有用于刮除管道内壁污垢的刮洗装置，所述刮洗装置包括固定连接于所述转轴上且位于所述振动板右侧的转盘，所述转盘环向端面上环向阵列分布有四个气缸，所述气缸内设有活塞腔，所述活塞腔内滑动连接有活塞，所述刮洗装置通过所述活塞上下移动能自动适应管道内径。
2.如权利要求1所述的一种天然气管道内部清洗设备，其特征在于：所述行走装置包括固定连接于所述行走车体左侧端面上的螺纹轴，所述螺纹轴左侧设有与外部供电设备电性连接的电缆，所述螺纹轴上螺纹连接有螺母，所述行走车体环向端面上滑动连接有滑环，所述滑环与所述螺母之间连接有压缩弹簧，所述滑环环向端面上环向阵列分布有四个固定块，所述行走车体环向端面上环向阵列分布有四个位于所述固定块右侧的凸块，且每个所述凸块自左向右阵列分布有两个，所述凸块上铰接有转杆，左侧的转杆与所述固定块之间铰接有连杆，两个所述转杆之间铰接有横杆，所述转杆上转动连接有滑轮轴，所述滑轮轴上固定连接有滑轮，左侧的四个所述滑轮轴上动力连接有固定连接于所述转杆上的转动电机，且所述转动电机与所述电缆电性连接。
3.如权利要求2所述的一种天然气管道内部清洗设备，其特征在于：所述密封装置包括固定连接于所述行走车体环向端面上的固定环，所述固定环上固定连接有环形管，所述环形管环向端面上环向阵列分布有十二个喷头，所述环形管与外部供水设备之间相通连接有柔性水管，且所述柔性水管贯穿所述行走车体，所述行走车体环向端面上固定连接有位于所述转杆右侧的弹性密封环，所述弹性密封环与右侧的所述转杆之间固定连接有固定杆。
4.如权利要求2所述的一种天然气管道内部清洗设备，其特征在于：所述振动板与所述转盘之间连接有振动弹簧，所述偏心轮上固定连接有副锥齿轮，所述转轴上固定连接有与所述副锥齿轮啮合连接的锥齿轮，所述转轴上设有位于所述气腔内且与所述气腔相通的通孔，所述转轴内设有与所述通孔相通的气孔，所述行走车体右侧端面上固定连接有位于所述电机上侧的气泵，所述气泵与所述电缆电性连接，所述电机与所述电缆电性连接，所述气泵与所述气腔之间相通连接有气管，所述气管上设有二位三通电磁阀，所述二位三通电磁阀上设有排气管。
5.如权利要求4所述的一种天然气管道内部清洗设备，其特征在于：所述活塞与所述活塞腔靠近对称中心一侧内壁之间连接有拉伸弹簧，所述活塞远离对称中心一侧端面上滑动连接有活塞杆，且所述活塞杆向远离对称中心一侧延伸至所述活塞腔端面外，所述活塞杆上固定连接有升降杆，且所述升降杆与所述振动板右侧端面滑动连接，所述活塞杆上侧端面上固定连接有气缸，所述气缸内设有滑动腔，所述滑动腔靠近对称中心一侧内壁上固定连接有位置开关，所述滑动腔内滑动连接有滑塞，所述滑塞与所述位置开关之间连接有副压缩弹簧，所述滑塞上侧端面上固定连接有延伸至所述滑动腔端面外的滑动杆，所述滑动杆上固定连接有刮刀，所述活塞腔与所述气孔之间相通连接有连接孔，所述活塞腔右侧端面上设有位于活塞下侧的泄压阀。
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