CN111649242A - 一种管道全方位连续多功能自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道全方位连续多功能自动检测装置，包括环形驱动机构、环形检测环，其中环形驱动机构包括自适应伸缩调节杆、支撑轮、蜗杆蜗轮减速器、直流电机，环形检测环包括电动推杆、测伤探头、探头固定环。环形驱动机构带动环形检测环沿被测管道的轴向方向运动，驱动齿轮带动环形检测环沿被测管道的周向方向运动，从而使测伤探头的运动轨迹能够全面的覆盖到整个被测管道的表面。本发明可实现对被测管道进行全方位的连续自动检测，并且通过可独自调节的自适应伸缩调节杆与六个独立驱动的支撑轮相组合的驱动方式来实现检测装置的差速过弯，大大提高了检测装置的越障能力，且具有适用于不同管径检测、结构紧凑、安装操作简便等特点。

Description

一种管道全方位连续多功能自动检测装置

技术领域

本发明属于管道检测技术领域，具体涉及一种管道全方位连续多功能自动检测装置。

背景技术

管道是运输石油、天然气和成品油最经济、最安全有效的方式之一，广泛应用于原油、成品油和天然气的运输。管道运输已经成为我国国民经济的命脉，且每年都以很高的速度在增长，但是随着管道的增多，管龄的增长，管道因腐蚀破坏而造成的穿孔泄漏事故频发，油气管道的泄漏不仅带来了巨大的经济损失，还会严重地污染环境并破坏生态，甚至发生火灾爆炸，威胁人民的生命安全。因此，对油气管道缺陷检测进行研究具有重大意义的。

国内外现有的管道检测装置，基本上采用的是圆形环绕多点检测、背面竖形检测和直线检测，检测范围基本上也只是局限于一个横截面上或者一条直线上，并不能实现连续性的对整个管道进行全面的检测，存在检测范围不足、检测效率低下等问题。

经分析发现，现有的检测装置存在以下不足：

①现有的检测装置基本上只能完成对管道的壁厚、冲蚀、焊缝、腐蚀和裂纹情况等单一情况的检测，并不能实现管道的进行多种情况的多功能检测；

②现有的检测装置不能同时检测直管和弯管；

③现有的检测装置的不具备过弯功能或能力较差；

④现有的检测装置不能实现全过程自动检测；

⑤现有的检测装置不能适用于不同管径的变化；

⑥现有的检测装置不能实现对管道进行全方位的连续检测。

发明内容

本发明的目的在于解决上述背景技术中提出的问题，提供一种管道全方位连续多功能自动检测装置，通过采用直流电机所驱动的沿被测管道轴向设置的支撑轮带动整个检测装置沿被测管道的轴向方向运动；并且通过在环形检测环上设置轮齿与小齿轮相啮合，当电机带动小齿轮时，从而带动环形检测环沿被测管道的周向方向运动，采用轴向运动和周向运动相结合的方式，使设置于电动推杆上的测伤探头能环绕被测管道运动，从而实现对被测管道进行全方位连续检测的功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其特征在于，包括：

环形驱动机构，所述环形驱动机构由环形驱动环、自适应伸缩调节杆、支撑轮、蜗杆涡轮减速器、直流电机、驱动齿轮、电机组成，所述环形驱动环由半圆驱动环一，半圆驱动环二组成，两半圆驱动环通过锁定销钉1连接，所述环形驱动环上设置有自适应伸缩调节杆，所述自适应调节杆的伸缩方向沿被测管道的径向方向设置，所述支撑轮通过蜗杆涡轮减速器转轴安装于自适应伸缩调节杆的端部，所述直流电机转动时带动蜗杆涡轮减速器来驱动支撑轮，从而使环形驱动机构沿被测管道的轴向方向运动；

环形检测环，所述环形检测环由电动推杆、测伤探头、探头固定环组成，所述环形检测环由半圆检测环一，半圆检测环二组成，两半圆检测环通过锁定销钉2连接，所述环形检测环上设置的轮齿与驱动齿轮相啮合，所述驱动齿轮通过电机转轴安装在环形驱动环上，电机转动时带动电机转轴转动，从而带动驱动齿轮转动，因为环形检测环上的齿条与驱动齿轮的啮合关系，所述环形检测环会沿着被测管道做周向运动；所述环形检测环上设置有电动推杆，所述电动推杆的伸缩方向沿被测管道的径向方向设置，所述电动推杆设置有四个，且沿环形检测环内壁均布设置，所述电动推杆上设置有探头固定环，所述测伤探头通过探头固定环安装于电动推杆的伸出端。

所述环形驱动环上设置有第一安装环和第二安装环；第一安装环和第二安装环的内壁均设置有3组自适应伸缩调节杆，所述自适应伸缩调节杆沿第一安装环和第二安装环内壁均布设置，且安装于第一安装环和第二安装环上的自适应伸缩调节杆整体上间隔30度夹角；

进一步地，所述环形检测环设置于所述第一安装环和所述第二安装环之间，所述环形检测环的两个侧壁上设有安装凹槽一和安装凹槽二；

进一步地，所述第一安装环与所述环形检测环相邻的面上设有与安装凹槽一适配的安装凹槽三，所述安装凹槽一和安装凹槽三之间设有滚珠一；

进一步地，所述第二安装环与所述环形检测环相邻的面上设有与安装凹槽二适配的安装凹槽四，所述安装凹槽二和安装凹槽四之间设有滚珠二。

进一步地，所述滚珠一安装于安装凹槽一内，且所述滚珠一能在安装凹槽一内所设置的固定位置自由转动；

进一步地，所述滚珠二安装于安装凹槽二内，且所述滚珠二能在安装凹槽二内所设置的固定位置自由转动；所述滚珠一和滚珠二均布设置于安装凹槽一和安装凹槽二上。

进一步地，所述蜗杆涡轮减速器转轴与轴套之间设置有压力传感器。

本发明具有的有益效果是：

本发明提出的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其能实现对被测管道无论是在直管处还是弯管处均能对其被测位置进行连续检测，可防止管道出现突发性的焊缝、泄露而造成不必要的经济损失和环境污染。

本发明提出的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，采用直流电机所驱动的沿被测管道轴向设置的支撑轮带动整个检测装置沿被测管道的轴向方向运动；因设置于环形检测环上的轮齿与小齿轮啮合的关系，当电机带动小齿轮时，从而带动环形检测环沿被测管道的周向方向运动，采用轴向运动和周向运动相结合的方式，使设置于电动推杆上的测伤探头能环绕被测管道运动，从而实现对被测管道进行全方位检测的功能，有效的提高了管道探伤的检测效率。

本发明提出的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，采用测伤探头与探头固定环相配合的安装方式，可通过更换不同功能的探头来实时采取被测管道不同的运行数据，能够更加可靠的检测管道的运行状态。

本发明提出的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，安装于电动推杆上的测伤探头可以随着电动推杆沿被测管道径向方向移动，所以本发明可对不同的管径的管道进行检测，大大的增加了本发明的适用场合。

本发明提出的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，采用自适应伸缩调节杆与六独立支撑轮相组合的结构，各自适应伸缩杆可实现单独变径调节并且各支撑轮可单独驱动，大大提高了检测装置的越障能力。

本发明提出的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，采用蜗杆涡轮减速器作为支撑轮的动力源，利用蜗杆涡轮减速器具有自锁的性能，来实现支撑轮在无动力输入的情况下具有自锁功能，避免出现滑落损坏的情况，保证检测装置的安全。

附图说明

本发明提出的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其蜗杆涡轮减速器转轴与轴套之间设置有压力传感器，通过将支撑轮与被测管道表面挤压接触的作用力传送到压力传感器，以此压力信号作为控制输入信号，经控制器计算后，输出控制信号，控制自适应伸缩调节杆，达到适应管径变化的目的。

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置的使用状态立体图；

图2为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置的斜二视图；

图3为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置的半剖视图；

图4为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置的环形检测环示意图；

图5为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置的环形驱动环示意图；

图6为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置的轴向驱动装置示意图；

图7为本发明的驱动齿轮与环形检测环表面轮齿的配合示意图；

图8为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置装配示意图；

图9为本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置检测时的三种位置状态图；

图中标记：1-环形驱动环，101-半圆驱动环一，102-半圆驱动环二，103-第一安装环，104-第二安装环，105-安装凹槽三，106-安装凹槽四，2-环形检测环，201-半圆检测环一，202-半圆检测环二，203-安装凹槽一，204-安装凹槽二，3-自适应伸缩调节杆，4-支撑轮，5-蜗杆涡轮减速器，6-直流电机，7-驱动齿轮，8-电机，9-锁定销钉1，10-蜗杆涡轮减速器转轴，11-被测管道，12-电动推杆，13-测伤探头，14-探头固定环，15-锁定销钉2，16-电机转轴，17-滚珠一，18-滚珠二，19-轴套，20-压力传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“上”和“下”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1~图9，本发明的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，它由环形驱动环（1）、半圆驱动环一（101）、半圆驱动环二（102）、第一安装环（103）、第二安装环（104）、安装凹槽三（105）、安装凹槽四（106）、环形检测环（2）、半圆检测环一（201）、半圆检测环二（202）、安装凹槽一（203）、安装凹槽二（204）、自适应伸缩调节杆（3）、支撑轮（4）、蜗杆涡轮减速器（5）、直流电机（6）、驱动齿轮（7）、电机（8）、锁定销钉1（9）、涡轮减速器转轴（10）、电动推杆（12）、测伤探头（13）、探头固定环（14）、锁定销钉2（15）、电机转轴（16）、滚珠一（17）、滚珠二（18）、轴套（19）、压力传感器（20）组成。

在本实例中，所述环形驱动环（1）上设置有第一安装环（103）和第二安装环（104）；第一安装环（103）和第二安装环（104）的内壁均设置有3组自适应伸缩调节杆（3），所述自适应伸缩调节杆（3）沿第一安装环（103）和第二安装环（104）内壁均布设置，且安装于第一安装环（103）和第二安装环（104）上的自适应伸缩调节杆（3）整体上间隔30度夹角，所述自适应调节杆（3）的伸缩方向沿被测管道（11）的径向方向设置，且所述自适应伸缩调节杆（3）的端部设置有由直流电机（6）和蜗杆涡轮减速器（5）带动的支撑轮（4），当直流电机（6）转动时带动蜗杆涡轮减速器（5）来驱动支撑轮（4），从而使环形驱动机构沿被测管道（11）的轴向方向运动；

所述环形检测环（2）设置于所述第一安装环（103）和所述第二安装环（104）之间，且所述环形检测环（2）的两侧壁上设有安装凹槽一（203）和安装凹槽二（204）；

在所述第一安装环（103）与所述环形检测环（2）相邻的面上设有与安装凹槽一适配的安装凹槽三（105），在所述第二安装环（104）与所述环形检测环（2）相邻的面上设有与安装凹槽二适配的安装凹槽四（106），且在所述安装凹槽一（203）和安装凹槽三（105）之间设有滚珠一（17），在所述安装凹槽二（204）和安装凹槽四（106）之间设有滚珠二（18）；

所述滚珠一（17）和所述滚珠二（18）分别均布设置于第一安装槽（203）和第二安装槽（204）上所预设的固定位置，且能在此位置自由转动；通过所设置的凹槽和滚珠可以使环形检测环（2）能在环形驱动环（1）固定时能相对转动；

所述环形检测环（2）上还设置有电动推杆（12），所述电动推杆（12）的伸缩方向沿被测管道（11）的径向方向设置，所述电动推杆（12）设置有四个，且沿环形检测环（2）内壁均布设置，所述电动推杆（12）端部设置有探头固定环（14），所述测伤探头（13）通过探头固定环（14）安装于电动推杆（12）的伸出端。

在本实例中，所述环形检测环（2）上设置的轮齿，所述驱动齿轮（7）通过电机转轴（16）安装在环形驱动环（1），所述齿条与驱动齿轮相配合。环形检测环的工作原理为：电机（8）转动时带动电机转轴（16）转动，从而带动驱动齿轮（7）转动，因为环形检测环（2）上的齿条与驱动齿轮（7）的啮合关系，所述环形检测环（2）会沿着被测管道（11）做周向运动，从而使设置于电动推杆（12）端部的测伤探头（13）能环绕被测管道的周向运动。

在本实例中，所述蜗杆涡轮减速器转轴（10）与轴套（19）之间设置有压力传感器（20），通过支撑轮（4）与被测管道（11）表面挤压接触的作用力传送到压力传感器（20），以此压力信号作为控制输入，经控制器计算后，输出控制信号，控制自适应伸缩调节杆（3）达到适应管径变化的目的。

在本实例中，采用自适应伸缩调节杆（3）与六独立支撑轮（4）相组合的结构，各自适应伸缩杆（3）可实现单独变径调节并且各支撑轮（4）可单独驱动，大大提高了检测装置的越障能力。

在本示例中，图9体现了本发明在检测管道时的三种位置状态图，从位置一移动到位置三，被测管道上的包络线为检测装置的移动轨迹线。

结合图1～图9，对本发明的使用进行阐述：实际使用时，将半圆驱动环一（101）套装在设置好滚珠的半圆检测环一（201）上，同理将半圆驱动环二（102）套装在设置好滚珠的半圆检测环二（202）上，将上述两个组合装置中的半圆驱动环（101、102）、半圆检测环（201、202）的装置分别通过锁定销钉1（9）、锁定销钉2（15）固定连接，自适应伸缩调节杆（3）通过螺纹连接固定在设置于环形驱动环（1）上的安装圈上，通过调节设置于第一安装环（103）和第二安装环（104）上的自适应伸缩调节杆（3）的伸缩力使检测装置固定于被测管道（11）上，电动推杆（12）通过螺纹连接安装在环形检测环（2）上，安装完成后工作人员控制直流电机（6）、电机（8）对被测管道（11）进行全面检查，通过调节自适应伸缩调节杆（3）、电动推杆(12)可实现对不同管径的管道进行全方位的连续自动检测。

以上所述仅为本发明的一个实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其特征在于，包括：

环形驱动机构，所述环形驱动机构由环形驱动环（1）、自适应伸缩调节杆（3）、支撑轮（4）、蜗杆涡轮减速器（5）、直流电机（6）、驱动齿轮（7）、电机（8）组成，所述环形驱动环（1）由半圆驱动环一（101），半圆驱动环二（102）组成，两半圆驱动环（101、102）通过锁定销钉1（9）连接，所述环形驱动环（1）上设置有自适应伸缩调节杆（3），所述自适应调节杆（3）的伸缩方向沿被测管道（11）的径向方向设置，所述支撑轮（4）通过蜗杆涡轮减速器转轴（10）安装于自适应伸缩调节杆（3）的端部，所述直流电机（6）转动时带动蜗杆涡轮减速器（5）来驱动支撑轮（4），从而使环形驱动机构沿被测管道（11）的轴向方向运动；

环形检测环，所述环形检测环（2）由电动推杆（12）、测伤探头（13）、探头固定环（14）组成，所述环形检测环（2）由半圆检测环一（201），半圆检测环二（202）组成，两半圆检测环（201、202）通过锁定销钉2（15）连接，所述环形检测环（2）上设置的轮齿与驱动齿轮（7）相啮合，所述驱动齿轮（7）通过电机转轴（16）安装在环形驱动环（1）上，电机（8）转动时带动电机转轴（16）转动，从而带动驱动齿轮（7）转动，因为环形检测环（2）上的齿条与驱动齿轮（7）的啮合关系，所述环形检测环（2）会沿着被测管道（11）做周向运动；所述环形检测环（2）上设置有电动推杆（12），所述电动推杆（12）的伸缩方向沿被测管道（11）的径向方向设置，所述电动推杆（12）设置有四个，且沿环形检测环（2）内壁均布设置，所述电动推杆（12）上设置有探头固定环（14），所述测伤探头（13）通过探头固定环（14）安装于电动推杆（12）的伸出端。

2.根据权利要求1所述的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其特征在于：所述环形驱动环（1）上设置有第一安装环（103）和第二安装环（104）；第一安装环（103）和第二安装环（104）的内壁均设置有3组自适应伸缩调节杆（3），所述自适应伸缩调节杆（3）沿第一安装环（103）和第二安装环（104）内壁均布设置，且安装于第一安装环（103）和第二安装环（104）上的自适应伸缩调节杆（3）整体上间隔30度夹角；

所述环形检测环（2）设置于所述第一安装环（103）和所述第二安装环（104）之间，所述环形检测环的两个侧壁上设有安装凹槽一（203）和安装凹槽二（204）。

3.根据权利要求2所述的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其特征在于：所述第一安装环（103）与所述环形检测环（2）相邻的面上设有与安装凹槽一适配的安装凹槽三（105），所述安装凹槽一（203）和安装凹槽三（105）之间设有滚珠一（17）；

所述第二安装环（104）与所述环形检测环（2）相邻的面上设有与安装凹槽二适配的安装凹槽四（106），所述安装凹槽二（204）和安装凹槽四（106）之间设有滚珠二（18）。

4.根据权利要求3所述的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其特征在于：所述滚珠一（17）安装于安装凹槽一（203）内，且所述滚珠一（17）能在安装凹槽一（203）内所设置的固定位置自由转动；

所述滚珠二（18）安装于安装凹槽二（204）内，且所述滚珠二（18）能在安装凹槽二（204）内所设置的固定位置自由转动；

所述滚珠一（17）和滚珠二（18）均布设置于安装凹槽一（203）和安装凹槽二（204）上。

5.根据权利要求1所述的一种管道全方位连续多功能自动检测装置，其特征在于：所述蜗杆涡轮减速器转轴（10）与轴套（19）之间设置有压力传感器（20）。

Images