CN112032572B - 一种天然气管道泄漏检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天然气管道检测领域，具体公开了一种天然气管道泄漏检测装置，包括若干节天然气管道，天然气管道之间通过法兰盘固定连接，法兰盘与地面之间固定有支撑座，所述天然气管道顶端设置有主体板；主体板的下表面开设有垂直于天然气管道的滑槽，滑槽内固定有相对设置的伸缩气缸，伸缩气缸的输出端上固定有竖向设置的连接柱，连接柱底部均固定有两块对称设置的连接板，且两块连接板将天然气管道包裹住，连接板内壁上开设有凹腔，凹腔内设置燃气气体检测装置；连接板的前进端上设置有测距模块，主体板上固定有与测距模块连接的PLC控制器，且PLC控制器与伸缩气缸连接；本发明意在解决现有野外天然气管道检测不精准，劳动强度大的问题。

Description

一种天然气管道泄漏检测装置

技术领域

本发明涉及天然气管道检测技术领域，具体公开了一种天然气管道泄漏检测装置。

背景技术

天然气是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。天然气也同原油一样埋藏在地下封闭的地质构造之中，有些和原油储藏在同一层位，有些单独存在。对于和原油储藏在同一层位的天然气，会伴随原油一起开采出来，天然气管道是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。野外的天然气管道分布及其广泛，检修的难度高，且极为耗时。

传统的天然气管道泄漏检测装置，在对天然气管道进行检测时，没有在密闭的环境进行检测，容易受到外界环境的影响，没有很好的保证检测的精准性，同时操作人员的劳动强度十分的大，工作效率低。

发明内容

本发明意在提供一种天然气管道泄漏检测装置，以解决现有野外天然气管道检测不精准，劳动强度大的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

一种天然气管道泄漏检测装置，包括若干节天然气管道，天然气管道之间通过法兰盘固定连接，法兰盘与地面之间固定有支撑座，其特征在于：所述天然气管道顶端设置有主体板，主体板上设置有驱动装置；主体板的下表面开设有垂直于天然气管道的滑槽，滑槽内固定有相对设置的伸缩气缸，伸缩气缸的输出端上固定有竖向设置的连接柱，连接柱底部均固定有两块对称设置的连接板，且两块连接板将天然气管道包裹住，连接板内壁上开设有凹腔，凹腔内设置燃气气体检测装置；连接板的前进端上设置有测距模块，主体板上固定有与测距模块连接的PLC控制器，且PLC控制器与伸缩气缸连接。

可选地，连接板的连接端部上开设有同圆心的环形的凹槽，凹槽内设置有临时包裹装置，临时包裹装置包括滑动连接在凹槽内的支座，支座上设置有推动装置；支座上转动连接有平行于天然气管道的滚轮，滚轮上设置有胶带，胶带的活动端用于缠绕在天然气管道上。

可选地，支座上铰接有支架，且支架与支座铰接处固定有弹簧；支架活动端部为球状，支架的活动端端部上开设有相互平行的第一连接槽、第二连接槽与第三连接槽；第一连接槽内滑动连接有滑动柱，滑动柱朝向天然气管道的端部上固定粘附剂，滑动柱通过粘附剂与胶带的活动端连接；第二连接槽内滑动连接有电磁铁，电磁铁与PLC控制器连接，且电磁铁与第二连接槽之间固定的弹簧，电磁铁与滑动柱相向面上均开设有齿，第一连接槽与第二连接槽之间开设有连通的通槽，通槽内转动连接有与电磁铁、滑动柱啮合的传动齿轮；第三连接槽内滑动连接有滑杆，滑杆的活动端固定有刀片，刀片与滑杆的相向面上均开设有齿，第三连接槽与第二连接槽之间开设有连通的通槽，通槽内转动连接有与电磁铁、滑杆啮合的传动齿轮。

可选地，连接板包括两块四分之一圆弧段的弧形板，弧形板的连接处为铰接，且弧形板铰接处固定有扭簧，底端两块弧形板的连接处开设有楔形口，楔形口位于弧形板的前进端的底端，且楔形口的宽度大于支撑座的宽度。

可选地，驱动装置包括固定在主体板两端的支杆，支杆朝向天然气管道倾斜，支杆的端部均固定有驱动电机，驱动电机与PLC控制器连接；驱动电机的输出端上均固定有驱动轮，驱动轮的表面上开设有齿，法兰盘上固定有与驱动轮啮合的齿。

可选地，推动装置包括固定在支座上的推动电机，推动电机与PLC控制器连接，推动电机的输出端上固定有驱动齿轮，凹槽内开设有与驱动齿轮啮合的齿。

可选地，气体检测装置包括若干激光甲烷传感模块，激光甲烷传感模块绕检空腔的内壁周向均匀分布，且激光甲烷传感模块均与PLC控制器连接。

本方案的工作原理及有益效果在于：

1.本方案中，利用连接板将燃气管道包裹住，利用内部空腔上设置的激光甲烷传感模块进行检测，尽可能避免外界对检测结果的影响，提高检测精度；同时，利用测距模块检测装置与法兰盘之间的距离，当装置即将与法兰盘接触时，利用伸缩气缸使两侧连接板分离，且楔形口与支撑座的配合将底端的弧形板向两侧摆动，让装置足以越过法兰盘，无需人工进行调整，降低劳动强度。

2.本方案中，利用当检测天然气泄漏时，PLC控制器控制电磁铁、推动电机的启闭，配合滑动柱与刀片，将泄漏处进行临时包裹，防止天然气进一步泄漏，减少险情发生的几率。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例前进端的结构示意图；

图2为本发明实施例尾端的结构示意图；

图3为本发明实施例中检测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中弧形板的结构示意图；

图5为本发明实施例中临时包裹装置的剖视图；

图6为图5中A处的放大示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：天然气管道1、法兰盘2、支撑座3、主体板4、伸缩气缸5、连接柱6、连接板7、激光甲烷传感模块8、测距模块9、凹槽10、支座11、滚轮12、支架13、第一连接槽14、第二连接槽15、第三连接槽16、滑动柱17、电磁铁18、滑杆19、刀片20、弹簧21、传动齿轮22、弧形板23、楔形口24、支杆25、驱动电机26、驱动轮27、推动电机28、驱动轮29、胶带30。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示：一种天然气管道1泄漏检测装置，包括若干节天然气管道1，天然气管道1之间通过法兰盘2固定连接，法兰盘2与地面之间固定有支撑座3，其特征在于：所述天然气管道1顶端设置有主体板4，主体板4上设置有驱动装置；主体板4的下表面开设有垂直于天然气管道1的滑槽，滑槽内固定有相对设置的伸缩气缸5，伸缩气缸5的输出端上固定有竖向设置的连接柱6，连接柱6底部均固定有两块对称设置的连接板7，且两块连接板7将天然气管道1包裹住，连接板7内壁上开设有凹腔，凹腔内设置燃气气体检测装置，气体检测装置包括若干激光甲烷传感模块8，激光甲烷传感模块8绕检空腔的内壁周向均匀分布；连接板7的前进端上设置有测距模块9，主体板4上固定有与测距模块9连接的PLC控制器，且PLC控制器分别与伸缩气缸5、激光甲烷传感模块 8连接；连接板7的连接端部上开设有同圆心的环形的凹槽10，凹槽10内设置有临时包裹装置，临时包裹装置包括滑动连接在凹槽10内的支座11，支座11上设置有推动装置；支座 11上转动连接有平行于天然气管道1的滚轮12，滚轮12上设置有胶带30，胶带30的活动端用于缠绕在天然气管道1上；支座11上铰接有支架13，且支架13与支座11铰接处固定有弹簧21；支架13活动端部为球状，支架13的活动端端部上开设有相互平行的第一连接槽 14、第二连接槽15与第三连接槽16；第一连接槽14内滑动连接有滑动柱17，滑动柱17朝向天然气管道1的端部上固定粘附剂，滑动柱17通过粘附剂与胶带30的活动端连接；第二连接槽15内滑动连接有电磁铁18，电磁铁18与PLC控制器连接，且电磁铁18与第二连接槽15之间固定的弹簧21，电磁铁18与滑动柱17相向面上均开设有齿，第一连接槽14与第二连接槽15之间开设有连通的通槽，通槽内转动连接有与电磁铁18、滑动柱17啮合的传动齿轮22；第三连接槽16内滑动连接有滑杆19，滑杆19的活动端固定有刀片20，刀片20 与滑杆19的相向面上均开设有齿，第三连接槽16与第二连接槽15之间开设有连通的通槽，通槽内转动连接有与电磁铁18、滑杆19啮合的传动齿轮22连接板7包括两块四分之一圆弧段的弧形板23，弧形板23的连接处为铰接，且弧形板23铰接处固定有扭簧，底端两块弧形板23的连接处开设有楔形口24，楔形口24位于弧形板23的前进端的底端，且楔形口24 的宽度大于支撑座3的宽度；驱动装置包括固定在主体板4两端的支杆25，支杆25朝向天然气管道1倾斜，支杆25的端部均固定有驱动电机26，驱动电机26与PLC控制器连接；驱动电机26的输出端上均固定有驱动轮27，驱动轮27的表面上开设有齿，法兰盘2上固定有与驱动轮27啮合的齿；推动装置包括固定在支座11上的推动电机28，推动电机28与PLC 控制器连接，推动电机28的输出端上固定有驱动齿轮，凹槽10内开设有与驱动齿轮啮合的齿。

具体工作方式：

通过PLC控制器启动伸缩气缸5收缩，分别带动对应的连接板7向两侧移动，将装置卡在天然气管道1上，再通过PLC控制器启动伸缩气缸5伸长，带动连接板7反向移动至初始位置，将天然气管道1包裹住。

再通过PLC控制器启动两个驱动电机26，驱动电机26带动驱动轮27转动，驱动轮27带动装置在天然气管道1上前进；装置移动的过程中，其空腔形成较为封闭的区域，空腔内壁上的激光甲烷传感模块8仅对空腔区域的气体进行检测，尽可能减少环境因素对检测结果的影响，提高检测精度；当激光甲烷传感模块8检测到天然气管道1泄漏后，传输对应的电信号至PLC控制器，PLC控制器接收到电信号后，在装置继续前行一段距离，直至滚轮12 运动至激光甲烷传感模块8检测到的泄漏区域时，PLC控制器控制驱动电机26关闭，并启动电磁铁18，电磁铁18与天然气管道1之间的吸引力促使电磁铁18朝向天然气管道1滑动，当弹簧21拉伸至极限时限制电磁铁18滑出第二连接槽15，而电磁铁18的磁性则会带动支架13摆动，直至支架13与天然气管道1贴紧，同时电磁铁18将胶带30的自由端压在天然气管道1上，使胶带30的自由端粘附在天然气管道1上；而电磁铁18朝向天然气管道1滑动时，电磁铁18通过传动齿轮22带动滑动柱17与滑杆19朝远离天然气管道1的方向滑动，使滑动柱17与胶带30分离；然后，PLC控制器启动推动电机28，推动电机28通过驱动齿轮的转动带动支座11在凹槽10内逆时针滑动，支座11滑动的同时带动临时包裹装置逆时针转动，从而将胶带30缠绕在天然气管道1上，达到临时封堵的效果；支架13转动五圈后， PLC控制器关闭推动电机28与电磁铁18，电磁铁18在弹簧21的作用下反向滑动至初始位置，而电磁铁18滑动的同时通过传动齿轮22驱动滑动柱17与滑杆19朝向天然气管道1滑动至初始位置，滑动柱17的端部重新粘附胶带30，而滑杆19则带动刀片20将胶带30切断；此时支架13在扭簧的作用下反向摆动至初始位置；紧接着，PLC控制器再次启动驱动电机 26，从而驱动装置继续向前移动。

当测距模块9检测到装置与法兰盘2之间的距离达到设置范围内时，测距模块9发送对应的电信号给PLC控制器，PLC控制器启动伸缩气缸5，伸缩气缸5收缩，分别带动对应的连接板7向两侧移动；而驱动轮27靠近法兰盘2时，驱动轮27通过与法兰盘2之间的啮合，使其能够翻越法兰盘2；当装置与法兰盘2接触时，楔形口24与支撑座3相抵，支撑座3 推动底端的弧形板23使其向两侧摆动，让装置底部足以越过法兰盘2；当装置越过法兰盘2 后，弧形板23失去支撑座3的支撑后，在扭簧的作用下反向摆动至初始位置，再通过PLC 控制器启动伸缩气缸5伸长，带动连接板7反向移动至初始位置，将天然气管道1重新包裹住。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (6)

1.一种天然气管道泄漏检测装置，包括若干节天然气管道，天然气管道之间通过法兰盘固定连接，法兰盘与地面之间固定有支撑座，其特征在于：所述天然气管道顶端设置有主体板，主体板上设置有驱动装置；主体板的下表面开设有垂直于天然气管道的滑槽，滑槽内固定有相对设置的伸缩气缸，伸缩气缸的输出端上固定有竖向设置的连接柱，连接柱底部均固定有两块对称设置的连接板，且两块连接板将天然气管道包裹住，连接板内壁上开设有凹腔，凹腔内设置燃气气体检测装置；连接板的前进端上设置有测距模块，主体板上固定有与测距模块连接的PLC控制器，且PLC控制器与伸缩气缸连接；所述连接板的连接端部上开设有同圆心的环形的凹槽，凹槽内设置有临时包裹装置，临时包裹装置包括滑动连接在凹槽内的支座，支座上设置有推动装置；支座上转动连接有平行于天然气管道的滚轮，滚轮上设置有胶带，胶带的活动端用于缠绕在天然气管道上。

2.根据权利要求1所述的一种天然气管道泄漏检测装置，其特征在于：所述支座上铰接有支架，且支架与支座铰接处固定有扭簧；支架活动端部为球状，支架的活动端端部上开设有相互平行的第一连接槽、第二连接槽与第三连接槽；第一连接槽内滑动连接有滑动柱，滑动柱朝向天然气管道的端部上固定粘附剂，滑动柱通过粘附剂与胶带的活动端连接；第二连接槽内滑动连接有电磁铁，电磁铁与PLC控制器连接，且电磁铁与第二连接槽之间固定的弹簧，电磁铁与滑动柱相向面上均开设有齿，第一连接槽与第二连接槽之间开设有连通的通槽，通槽内转动连接有与电磁铁、滑动柱啮合的传动齿轮；第三连接槽内滑动连接有滑杆，滑杆的活动端固定有刀片，刀片与滑杆的相向面上均开设有齿，第三连接槽与第二连接槽之间开设有连通的通槽，通槽内转动连接有与电磁铁、滑杆啮合的传动齿轮。

3.根据权利要求2所述的一种天然气管道泄漏检测装置，其特征在于：所述连接板包括两块四分之一圆弧段的弧形板，弧形板的连接处为铰接，且弧形板铰接处固定有扭簧，底端两块弧形板的连接处开设有楔形口，楔形口位于弧形板的前进端的底端，且楔形口的宽度大于支撑座的宽度。

4.根据权利要求3所述的一种天然气管道泄漏检测装置，其特征在于：所述驱动装置包括固定在主体板两端的支杆，支杆朝向天然气管道倾斜，支杆的端部均固定有驱动电机，驱动电机与PLC控制器连接；驱动电机的输出端上均固定有驱动轮，驱动轮的表面上开设有齿，法兰盘上固定有与驱动轮啮合的齿。

5.根据权利要求4所述的一种天然气管道泄漏检测装置，其特征在于：所述推动装置包括固定在支座上的推动电机，推动电机与PLC控制器连接，推动电机的输出端上固定有驱动齿轮，凹槽内开设有与驱动齿轮啮合的齿。

6.根据权利要求5所述的一种天然气管道泄漏检测装置，其特征在于：所述气体检测装置包括若干激光甲烷传感模块，激光甲烷传感模块绕检空腔的内壁周向均匀分布，且激光甲烷传感模块均与PLC控制器连接。

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