CN115318770A - 自旋推进射流清管器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自旋推进射流清管器，包括管体，导向板，钢刷盘，射流盘，至少一个前、后密封皮碗，前、后夹紧法兰，导向法兰及至少三个弹性导向装置；导向板盖设于管体的前端口；钢刷盘、射流盘、前密封皮碗及前夹紧法兰依序套设固定于管体的前端部外周面；后夹紧法兰、后密封皮碗及导向法兰依序套设于管体的后端部外周面；该至少三个弹性导向装置沿周向均匀装设于位于前、后夹紧法兰之间的管体的外周面上，且弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引方向与管体的轴向之间形成一导引夹角。据此，清管器在管道内行进中自身可进行旋转，以促使钢刷盘上的钢刷对管壁沉积物进行更加高效地清理，以使清管器兼具管壁强力清理和射流的双重功效。

Description

自旋推进射流清管器

技术领域

本发明涉及一种进行天然气管道沉积物清理的清管器，尤其涉及一种在管道内行进过程中能够自身进行旋转的自旋推进射流清管器。

背景技术

天然气集输管道或长输管道，由于输送工艺方式选择的不同以及气质处理水平等的差异，在天然气输送过程中不可避免地会发生物理或化学作用，致使管道中产生诸如凝析液、油污、药剂残留、粉尘等沉积物，由此会引发管壁被腐蚀而形成铁硫化物和铁氧化物，使得管道内的沉积物进一步增多，导致管输效率降低、能耗增加，并给管道的安全运行造成风险。

对天然气输送管道进行定期清管是管道企业日常生产活动的重要环节，也是安全风险极大的环节。在管道地形起伏较大、管道沉积物量多和沉积形态复杂等情况下，清管器损坏和发生卡堵的情况时有发生。当清管器损坏或发生卡堵时，只能通过切管的方式进行清管器更换或解堵，此种方式造成了运行费用的极大耗费和管道修复的极大隐患。此外，在管道完整性管理全面实施过程中，对管道进行内检测评价是关键环节，内检测活动对管道环境要求较为苛刻，在内检测活动之前，需要对管道进行多类型清管器的多轮次组合清管操作，以提高管道清洁度，满足管道实施内检测的要求。总体来说，清管操作是油气管输过程中的一项周期性必需操作，而清管器易损耗的特性，使得清管运行成本居高不下，且在清管实施过程中存在着较大的安全风险。

目前，传统类型的清管器的前后端为密闭状并配置有钢刷，主要依靠输送介质在清管器前后形成的压差推动清管器在管道中行进，以实现对清管器前端和管壁沉积物的清理。按照与管道密封形式的不同，可将传统清管器分为球形清管器、皮碗形清管器、直板形清管器等。传统清管器的结构简单，易于加工，但应用过程中也存在较大的问题。清管过程前后密闭，清管器前后压差的变化导致其运行速度不易控制，致使与管道的摩擦加剧，清管效果难以保证；极易造成沉积物堆积，易堵塞管道，导致清管失败；由于单个清管器的清管效果有限，通常需要多种清管器组合进行管道清理作业，此操作流程繁琐，清除成本高昂且效率不高。鉴于传统类型清管器的局限性，目前射流型清管器得到了国内外部分学者和机构的关注。射流型清管器是通过在清管器中贯穿一条射流通道，依靠清管器后端输送介质的推动压力形成高速射流，来对管道壁面沉积物进行高效清理并改变清管器前端沉积物的流动形态，防止清管器前端沉积物产生堆积。射流型清管器主要是面向天然气积液管道的清理而研制的，尤其在面向大落差起伏积液管道时，其具有较好的应用前景。但是，射流型清管器不适用于以固体沉积物和因腐蚀形成的致密管壁附着物为主要沉积物的管道清理。而配置有钢刷盘的射流型清管器，由于其在清理固体沉积物和致密管壁附着物时常因磨损不均匀而导致钢刷盘及其他部件局部损坏严重，致使清管器损坏卡堵管道的情况时有发生。

因此，如何设计一种兼具管壁强力清理和射流双重功效，又可避免部件磨损不均，并可适用于多种附着形态的管壁沉积物清理操作的清管器，已成为本领域亟待解决的重要课题之一。

发明内容

本技术方案要解决的技术问题是如何提供一种适用于多种附着形态的管壁沉积物的清理操作，并兼具管壁强力清理和射流双重功效，而且可使钢刷、气密等易损耗部件在清理管道过程中与管壁均匀接触的清管器。

为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种自旋推进射流清管器，其包括：管体、导向板、钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗、至少一个后密封皮碗、前夹紧法兰、后夹紧法兰、导向法兰及至少三个弹性导向装置；其中，导向板盖设固定于管体的前端口；钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗及前夹紧法兰依序套设于管体的前端部外周面，且钢刷盘、射流盘及至少一个前密封皮碗被夹设固定于导向板与前夹紧法兰之间；后夹紧法兰、至少一个后密封皮碗及导向法兰依序套设于管体的后端部外周面，且该至少一个后密封皮碗被夹设固定于后夹紧法兰与导向法兰之间；该至少三个弹性导向装置沿周向均匀装设于位于前夹紧法兰及后夹紧法兰之间的管体的外周面上，并且该至少三个弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引方向均与管体的轴向之间形成一导引夹角。据此，本技术方案的自旋推进射流清管器在被输送介质推送行进时，会在该至少三个弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引作用下，沿着该导引夹角的方向进行整体旋转，从而带动钢刷盘旋转以对管壁上致密的附着物进行强有力的清理；另外，射流盘喷射出的射流可将钢刷清理的沉积物、附着物及时携带，并促使清管器前方的堆积物流态化，从而减小钢刷负荷和清管器的行进阻力，降低清管器卡堵的风险；以此使清管器兼具管壁强力清理和射流的双重功效，并使清管器适用于多种附着形态的管壁沉积物清除操作，而且清管器在行进过程中处于整体旋转状态，使得钢刷、气密（如密封皮碗）等易损耗部件均匀磨损，降低了清管器的损坏风险，延长了清管器的使用寿命，进一步提高了清管器的工作效率并降低了其运行成本。

作为本技术方案的另一种实施，该弹性导向装置是由基座、两根支架杆、导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；其中，基座为条状体，且基座以其长边方向与管体的轴向呈该导引夹角而装设于管体的外周面上；该两根支架杆的投影的方向均与基座的长边方向平行，该两根支架杆彼此间隔且两根支架杆靠近前夹紧法兰的端部铰接于基座靠近前夹紧法兰的端部，该两根支架杆远离前夹紧法兰的端部间通过转轴装设导引滚轮，以使导引滚轮的滚动导引方向与基座的长边方向平行；该两根支架杆靠近导引滚轮的部位之间连接有固定杆，伸缩杆的一端铰接于固定杆上；套筒的封闭端铰接于基座远离前夹紧法兰的端部；伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；螺旋弹簧套设于套筒，伸缩杆的另一端经由套筒的开口端穿入至套筒内，并使螺旋弹簧的两端分别挡止于伸缩杆的卡位部及套筒的卡位部。以此，通过使弹性导向装置整体的方向与管体的轴向呈该导引夹角的结构，以使清管器在弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引作用下于行进中旋转。

作为本技术方案的另一种实施，该弹性导向装置是由基座、滚轮支架、导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；其中，基座为条状体，且基座以其长边方向与管体的轴向平行而装设于管体的外周面上；滚轮支架是由平直段和弯折段构成，平直段包括两根直杆，该两根直杆的投影的方向均与管体的轴向平行，该两根直杆彼此间隔且两根直杆靠近前夹紧法兰的端部铰接于基座靠近前夹紧法兰的端部，该两根直杆远离前夹紧法兰的端部同向一侧弯折延伸以形成该弯折段，且该弯折段包括一长杆及一短杆，该长杆及短杆的投影的方向均与管体的轴向之间形成该导引夹角，该长杆及短杆间通过转轴装设导引滚轮，以使导引滚轮的滚动导引方向与管体的轴向之间形成该导引夹角；该两根直杆靠近弯折段的部位之间连接有固定杆，伸缩杆的一端铰接于固定杆上；套筒的封闭端铰接于基座远离前夹紧法兰的端部；伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；螺旋弹簧套设于套筒，伸缩杆的另一端经由套筒的开口端穿入至套筒内，并使螺旋弹簧的两端分别挡止于伸缩杆的卡位部及套筒的卡位部。以此，可简化弹性导向装置的基座的结构，降低生产难度与成本；另外，还可减少基座于管体外周面上的装设面积，实现于管体的外周面上布设更多的弹性导向装置以增加清管器于行进中旋转的稳定性。

作为本技术方案的另一种实施，该弹性导向装置是由基座、滚轮支架、导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；其中，基座为条状体，且基座以其长边方向与管体的轴向平行而装设于管体的外周面上；滚轮支架是由平直段和角度调节部构成，平直段包括两根直杆，该两根直杆的投影的方向均与管体的轴向平行，该两根直杆彼此间隔且两根直杆靠近前夹紧法兰的端部铰接于基座靠近前夹紧法兰的端部，该两根直杆远离前夹紧法兰的端部连结该角度调节部；角度调节部是由延伸板、调节基座、调节帽、连接杆及滚轮座构成，且延伸板是由该两根直杆远离前夹紧法兰的端部连结延伸形成，调节基座为圆柱体状并形成于延伸板的上侧面，调节基座于其外周面沿周向均匀形成有数条平行于调节基座轴向的凸棱，且调节基座的上端面中心下凹形成具有内螺纹的螺孔，调节帽为管体状且其一端为封闭端，另一端为开口端，调节帽的内周面沿周向对应调节基座的数条凸棱而形成有数条凹槽，调节帽的封闭端于中心对应调节基座的螺孔而形成有通孔，连接杆的一端连结于调节帽的外周面，滚轮座由底杆及两根侧杆构成，该两根侧杆平行连结于底杆的两端，连接杆的另一端连结于底杆的中部，该两根侧杆间通过转轴装设导引滚轮，将调节帽套设于调节基座上并用螺栓穿设通孔且螺合紧固于螺孔中以将调节帽与调节基座结合固定，以使导引滚轮的滚动导引方向与管体的轴向之间形成该导引夹角；另外，通过将调节帽的凹槽与调节基座的凸棱进行不同对应的嵌合，可调节该导引夹角的角度大小以及该导引滚轮的偏转方向；该两根直杆靠近角度调节部的部位之间连接有固定杆，伸缩杆的一端铰接于固定杆上；套筒的封闭端铰接于基座远离前夹紧法兰的端部；伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；螺旋弹簧套设于套筒，伸缩杆的另一端经由套筒的开口端穿入至套筒内，并使螺旋弹簧的两端分别挡止于伸缩杆的卡位部及套筒的卡位部。以此，通过角度调节部对导引滚轮的滚动导引方向的调节可灵活地改变该导引夹角的大小，从而实现清管器于行进过程中旋转速度的调节，且不影响清管器整体结构的稳定性；另外，该角度调节部还可对该导引滚轮的偏转方向进行调节，即可朝左侧偏转或朝右侧偏转，以此可使清管器于具有收发球筒的不同管段行进过程中可朝左侧旋转或朝右侧旋转，以此可防止钢刷盘上的钢刷因仅能向一侧清理而朝一侧形变从而使清理效能降低。

作为本技术方案的另一种实施，前夹紧法兰及后夹紧法兰之间的管体的外周面上沿周向均匀布设有多于三个的安装部，该弹性导向装置的基座上设置有结合部，通过安装部与结合部的结合或拆卸，以可调整弹性导向装置的装设数量。以此，可根据管道的实际工况，如起伏段或弯折段，而灵活调整弹性导向装置的装设数量，更多的弹性导向装置将会增加清管器行进旋转的平稳性，但同时也会增加清管器的载荷而降低其行进速度。

作为本技术方案的另一种实施，射流盘的内部具有与管体内部相通且呈放射状均匀分布的数条射流气道，并于射流盘的外周缘开设有与该数条射流气道相通的数个射流孔。以此，通过射流盘的数个射流气道及射流孔可将输送介质向管壁均匀喷射，而使清管器将钢刷清理的沉积物、附着物及时携带，并促使清管器前方的堆积物流态化，从而减小钢刷负荷和清管器的行进阻力。

作为本技术方案的另一种实施，管体装设射流盘的管壁上沿周向开设有数个与管体内部相通的贯孔，射流盘的内周缘沿周向凹设有环形气槽，且环形气槽与该数条射流气道相通，将射流盘套设于管体的前端部外周面时，该贯孔、环形气槽、射流气道及射流孔形成输送介质的射流通道。以此，可确保将输送介质经由环形气槽均匀输送至各射流气道中，从而保证了射流喷射的均匀性。

作为本技术方案的另一种实施，射流气道是直的或是具有弧度的，且射流气道的截面积由环形气槽至射流孔方向渐小。以此，可使输送介质经射流孔直向或具有一定角度的喷射至管壁，且射流气道截面积渐小的结构可增强射流孔对于输送介质的喷射力道。

作为本技术方案的另一种实施，前密封皮碗、后密封皮碗及钢刷盘的直径相同，且大于导向板、射流盘、前夹紧法兰、后夹紧法兰及导向法兰的直径。以此，使气密部件、清理部件这类易损耗部件可与管壁接触，而避免使不易损耗的部件与管壁接触，从而提升清管器整体结构的使用寿命。

作为本技术方案的另一种实施，还包括：牵引防撞头，该牵引防撞头固定结合于导向板的前侧面，且牵引防撞头的前端具有牵引部。以此，牵引防撞头可在清管器行进过程中对前方堆积的沉积物起到一定的推移作用，而该牵引部则便于对执行完清管作业后的清管器进行回收操作。

附图说明

图1为本发明自旋推进射流清管器第一实施例的侧面剖视图；

图2为本发明自旋推进射流清管器第一实施例上部侧面示意图；

图3为本发明自旋推进射流清管器第一实施例中的弹性导向装置的示意图；

图4为本发明中的射流盘的横向截面示意图；

图5为本发明中的射流盘的上半部分侧面剖视图；

图6为本发明自旋推进射流清管器第二实施例上部侧面示意图；

图7为本发明自旋推进射流清管器第二实施例中的滚轮支架的示意图；

图8为本发明自旋推进射流清管器第三实施例中的滚轮支架的示意图；

图9为本发明第三实施例中的滚轮支架分解后一部分的示意图；

图10为本发明第三实施例中的滚轮支架分解后另一部分的示意图。

附图中的符号说明：

1 管体；11 贯孔；2 导向板；3 钢刷盘；31 钢刷；4 射流盘；41 射流气道；42 射流孔；43 环形气槽；5 前密封皮碗；6 后密封皮碗；7 前夹紧法兰；8 后夹紧法兰；9、9’弹性导向装置；91、91’基座；92 支架杆；931、931’直杆；932长杆；933 短杆；932’角度调节部；933’延伸板；934’调节基座；9341’凸棱；9342’螺孔；935’调节帽；9351’凹槽；9352’通孔；936’连接杆；937’滚轮座；9371’底杆；9372’侧杆；94、94’、94’’固定杆；95 导引滚轮；96 伸缩杆；97 套筒；98 螺旋弹簧；10 导向法兰；12 牵引防撞头；121 牵引部；α导引夹角。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

如图1至3所示，为本发明的自旋推进射流清管器第一实施例的示意图。该第一实施例的自旋推进射流清管器（以下简称清管器）包括：管体1、导向板2、钢刷盘3、射流盘4、至少一个前密封皮碗5、至少一个后密封皮碗6、前夹紧法兰7、后夹紧法兰8、导向法兰10及至少三个弹性导向装置9。其中，该前密封皮碗5、后密封皮碗6的碗口均是朝向清管器的后方，且该前、后密封皮碗5、6可由橡胶材质制作而成，该管体1可由钢管或氯丁橡胶或高强度聚氨酯等材料制作而成，以此可使清管器的主要部件具备耐磨、防腐蚀、韧度高且具有一定形变能力的特点，以适应在具有一定起伏度和转径角度的管道中行进。该导向板2呈圆板状且由金属材质制作而成，其盖设固定于管体1的前端口，以在清管器行进中对前方的沉积物进行推移。钢刷盘3、射流盘4、至少一个前密封皮碗5及前夹紧法兰7是依序套设于管体1的前端部外周面，且钢刷盘3、射流盘4及至少一个前密封皮碗5被夹设固定于导向板2与前夹紧法兰7之间。该钢刷盘3的盘缘具有钢刷31，以在清管器行进中对管壁上的附着物进行清理。后夹紧法兰8、至少一个后密封皮碗6及导向法兰10是依序套设于管体1的后端部外周面，且该至少一个后密封皮碗6被夹设固定于后夹紧法兰8与导向法兰10之间。该至少三个弹性导向装置9是沿周向均匀装设于位于前夹紧法兰7及后夹紧法兰8之间的管体1的外周面上，并且该至少三个弹性导向装置9的导引滚轮95的滚动导引方向均与管体1的轴向之间形成一导引夹角α，以使清管器在被输送介质推动行进过程中沿着导引滚轮95的滚动导引方向旋转，从而带动钢刷盘3旋转以加强钢刷31对管壁附着物的清理效果。

更具体而言，本实施例中的清管器的弹性导向装置9是由基座91、两根支架杆92、导引滚轮95、伸缩杆96、套筒97及螺旋弹簧98构成。其中，基座91可为条状体且上端面为矩形，该基座91以其长边方向与管体1的轴向呈该导引夹角α而装设于管体1的外周面上。该两根支架杆92的投影的方向均与基座91的长边方向平行，该两根支架杆92彼此间隔且两根支架杆92靠近前夹紧法兰7的端部铰接于基座91靠近前夹紧法兰7的端部，该两根支架杆92远离前夹紧法兰7的端部间通过转轴装设导引滚轮95，以使导引滚轮95的滚动导引方向与基座的长边方向平行。该两根支架杆92靠近导引滚轮95的部位之间连接有固定杆94，伸缩杆96的一端铰接于固定杆94上。套筒97的封闭端铰接于基座91远离前夹紧法兰7的端部。伸缩杆96上靠近其铰接处的部位以及套筒97上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部（图未标示），该挡止部可为突出部或环状凸棱。螺旋弹簧98套设于套筒97外侧，伸缩杆96的另一端经由套筒97的开口端穿入至套筒97内，并使螺旋弹簧98的两端分别挡止于伸缩杆96的卡位部及套筒97的卡位部，以此可使伸缩杆96、套筒97及螺旋弹簧98构成弹性缓冲结构，而使清管器能够适应不同的管道工况环境，如管道起伏段或转径段等。本实施例弹性导向装置9整体的方向是与管体1的轴向呈该导引夹角α，以使清管器在弹性导向装置9的导引滚轮95的滚动导引作用下于行进中旋转。

于本实施例中，结合图4及5所示，该射流盘4的内部具有与管体1内部相通且呈放射状均匀分布的数条射流气道41，并于射流盘4的外周缘开设有与该数条射流气道41相通的数个射流孔42。而于管体1装设射流盘4的管壁上是沿周向开设有数个与管体1内部相通的贯孔11，于射流盘4的内周缘沿周向凹设有环形气槽43，且环形气槽43与该数条射流气道41相通，将射流盘4套设于管体1的前端部外周面时，该贯孔11、环形气槽43、射流气道41及射流孔42形成输送介质的射流通道，以此可确保将输送介质经由环形气槽43均匀输送至各射流气道41中，而保证射流喷射的均匀性。另外，该射流气道41可以是直的，也可以是具有弧度的，且射流气道41的截面积是由环形气槽43至射流孔42方向渐小的，以此可使输送介质经射流孔42直向或具有一定角度地喷射至管壁上，而其中输送介质具有一定角度地喷射至管壁上可减小喷射流于管壁上的反作用力（即减少反弹回的喷射流量）而使射流效果更佳；而射流气道41截面积渐小的结构可增强射流孔42对于输送介质的喷射力道。本实施例的清管器通过射流盘4的数个射流气道41及射流孔42可将输送介质向管壁均匀喷射，使清管器将钢刷31清理的沉积物、附着物及时携带，并促使清管器前方的堆积物流态化，从而减小钢刷31负荷和清管器的行进阻力。

本实施例中，如图1所示，该前密封皮碗5、后密封皮碗6及钢刷盘3的直径可大体相同，即与管道的内径相当，且大于导向板2、射流盘4、前夹紧法兰7、后夹紧法兰8及导向法兰10的直径，以此可使气密部件、清理部件这类易损耗部件与管壁接触，而避免使不易损耗的部件与管壁接触，从而提升清管器整体结构的使用寿命。

本实施例中，如图1所示，该清管器还包括牵引防撞头12，该牵引防撞头12是固定结合于导向板2的前侧面，且牵引防撞头12的前端具有牵引部121，如挂钩等。该牵引防撞头12可在清管器行进过程中对前方堆积的沉积物起到一定的推移作用，而该牵引部121则便于对执行完清管作业后的清管器进行回收操作。

此外，为了便于部件的装设与拆卸，以利于对易损耗部件的维护与更换，于本实施例中，该前夹紧法兰7与后夹紧法兰8可为固定结合于管体1的外周面上，而该导向板2、钢刷盘3、射流盘4、前密封皮碗5、后密封皮碗6及导向法兰10均可通过数个螺栓（图未标示）穿设紧固于前夹紧法兰7或后夹紧法兰8上而进行固定。具体实施为于前、后夹紧法兰，导向板，钢刷盘，射流盘，前、后密封皮碗及导向法兰上均对应开设有穿孔（图未标示），该前、后夹紧法兰为固定结合于管体的外周面上，而其余部件则是装设于管体上后，通过长螺栓穿设对应的穿孔并与螺母螺合紧固，以将上述部件固定于管体的前部及后部，从而实现对部件的灵活安装与拆卸。

如图6及7所示，为本发明的自旋推进射流清管器第二实施例的示意图。该第二实施例与第一实施例的结构大体相同，不同之处仅在于弹性导向装置的结构，具体为：第二实施例中的弹性导向装置9’是由基座91’、滚轮支架、导引滚轮95、伸缩杆96、套筒97及螺旋弹簧98构成。其中，基座91’为条状体且上端面为矩形，该基座91’以其长边方向与管体1的轴向平行而装设于管体1的外周面上。滚轮支架是由平直段和弯折段构成，该平直段包括两根直杆931，该两根直杆931的投影的方向均与管体1的轴向平行，该两根直杆931彼此间隔且两根直杆931靠近前夹紧法兰7的端部铰接于基座91’靠近前夹紧法兰7的端部，该两根直杆931远离前夹紧法兰7的端部同向一侧弯折延伸以形成该弯折段，且该弯折段包括一长杆932及一短杆933，该长杆932及短杆933的投影的方向均与管体1的轴向之间形成该导引夹角α，该长杆932及短杆933间通过转轴装设导引滚轮95，以使导引滚轮95的滚动导引方向与管体1的轴向之间形成该导引夹角α。该两根直杆931靠近弯折段的部位之间连接有固定杆94’，伸缩杆96的一端铰接于固定杆94’上。套筒97的封闭端铰接于基座91’远离前夹紧法兰7的端部。伸缩杆96上靠近其铰接处的部位以及套筒97上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部。螺旋弹簧98套设于套筒97，伸缩杆96的另一端经由套筒97的开口端穿入至套筒97内，并使螺旋弹簧98的两端分别挡止于伸缩杆96的卡位部及套筒97的卡位部。

相较于第一实施例，第二实施例简化了弹性导向装置基座的结构，使基座91’的下端面无需为了适应管体1外周面的弧度而形成内凹的弧形面，从而限制了弹性导向装置的安装角度与安装数量。于第二实施例中，基座91’的长边方向是与管体1的轴向同向，以此可降低基座91’的生产难度与成本，还可减少基座91’于管体外周面上的装设面积，从而实现于管体的外周面上布设更多的弹性导向装置9’以增加清管器于行进中旋转的稳定性的效果。

如图8至10所示，为本发明的自旋推进射流清管器第三实施例的示意图。该第三实施例与第二实施例的结构大体相同，不同之处仅在于滚轮支架的结构，具体为：第三实施例中的弹性导向装置是由基座、滚轮支架、导引滚轮95、伸缩杆96、套筒97及螺旋弹簧98构成。其中，基座为条状体且上端面为矩形，该基座以其长边方向与管体的轴向平行而装设于管体的外周面上，本实施例中基座的构造与第二实施例中基座的构造相同，在此不再赘述。滚轮支架是由平直段和角度调节部932’构成，该平直段包括两根直杆931’，该两根直杆931’的投影的方向均与管体的轴向平行，该两根直杆931’彼此间隔且两根直杆931’靠近前夹紧法兰的端部铰接于基座靠近前夹紧法兰的端部，该两根直杆931’远离前夹紧法兰的端部连结该角度调节部932’。该角度调节部932’是由延伸板933’、调节基座934’、调节帽935’、连接杆936’及滚轮座937’构成，且延伸板933’是由该两根直杆931’远离前夹紧法兰的端部连结延伸形成，调节基座934’为圆柱体状并形成于延伸板933’的上侧面，调节基座934’于其外周面沿周向均匀形成有数条平行于调节基座934’轴向的凸棱9341’，且调节基座934’的上端面中心下凹形成具有内螺纹的螺孔9342’，调节帽935’为管体状且其一端为封闭端，另一端为开口端，调节帽935’的内周面沿周向对应调节基座的数条凸棱9341’而形成有数条凹槽9351’，调节帽935’的封闭端于中心对应调节基座934’的螺孔9342’而形成有通孔9352’，连接杆936’的一端连结于调节帽935’的外周面，滚轮座937’由底杆9371’及两根侧杆9372’构成，该两根侧杆9372’平行连结于底杆9371’的两端，连接杆936’的另一端连结于底杆9371’的中部，该两根侧杆9372’间通过转轴装设导引滚轮95，将调节帽935’套设于调节基座934’上并用螺栓穿设通孔9352’且螺合紧固于螺孔9342’中以将调节帽935’与调节基座934’结合固定，以使导引滚轮95的滚动导引方向与管体的轴向之间形成该导引夹角；另外，通过将调节帽935’的凹槽9351’与调节基座934’的凸棱9341’进行不同对应的嵌合，可调节该导引夹角的角度大小以及该导引滚轮95的偏转方向。该两根直杆931’靠近角度调节部932’的部位之间连接有固定杆94’’，伸缩杆的一端铰接于固定杆上。套筒的封闭端铰接于基座远离前夹紧法兰的端部。伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部。螺旋弹簧套设于套筒，伸缩杆的另一端经由套筒的开口端穿入至套筒内，并使螺旋弹簧的两端分别挡止于伸缩杆的卡位部及套筒的卡位部。

相较于第二实施例，第三实施例的清管器通过角度调节部932’可对导引滚轮95的滚动导引方向进行调节以灵活地改变该导引夹角的大小，从而实现清管器于行进过程中旋转速度的调节，且不影响清管器整体结构的稳定性；另外，该角度调节部932’还可对该导引滚轮95的偏转方向进行调节，即可朝左侧偏转或朝右侧偏转，以此可使清管器于具有收发球筒的不同管段行进过程中可朝左侧旋转或朝右侧旋转，以此可防止钢刷盘上的钢刷因仅能向一侧清理而朝一侧形变从而使清理效能降低。本实施对于导引滚轮偏转方向的调节，更加确保了易损部件的均匀磨损，从而进一步提升了清管器的使用寿命。

本发明的第二与第三实施例中，由于弹性导向装置基座的长边方向是与管体的轴向相同，因此，可于前夹紧法兰及后夹紧法兰之间的管体的外周面上沿周向均匀布设有多于三个的安装部（图未标示）如垂直于管体外周面且具有外螺纹的螺杆，而该弹性导向装置的基座上可对应设置有结合部（图未标示）如通口，通过安装部与结合部的结合或拆卸（如将螺杆插设于通口并用螺母紧固），以可灵活地调整弹性导向装置的装设数量，具体实施中，为了保证弹性导向装置装设的稳定性，该螺杆与通口的数量均可为两个以上。以此可根据管道的实际工况，如起伏段或弯折段，而灵活调整弹性导向装置的装设数量，更多的弹性导向装置将会增加清管器行进旋转的平稳性，但同时也会增加清管器的载荷而降低其行进速度。

综上所述，本发明的自旋推进射流清管器在被输送介质推送行进时，会在弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引作用下，沿着该导引夹角的方向进行整体旋转，从而带动钢刷盘旋转以对管壁上致密的附着物进行强有力地清理；另外，射流盘喷射出的射流可将钢刷清理的沉积物、附着物及时携带，并促使清管器前方的堆积物流态化，从而减小钢刷负荷和清管器的行进阻力，降低清管器卡堵的风险；以此使清管器兼具管壁强力清理和射流的双重功效，并使清管器适用于多种附着形态的管壁沉积物清除操作，而且清管器在行进过程中处于整体旋转状态，使得钢刷、气密（如密封皮碗）等易损耗部件均匀磨损，降低了清管器的损坏风险，延长了清管器的使用寿命，进一步提高了清管器的工作效率并降低了其运行成本。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利构思所做的等效变化，均应属于本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种自旋推进射流清管器，包括：管体、导向板、钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗、至少一个后密封皮碗、前夹紧法兰、后夹紧法兰及导向法兰；所述导向板盖设固定于所述管体的前端口；所述钢刷盘、射流盘、至少一个前密封皮碗及前夹紧法兰依序套设于所述管体的前端部外周面，且所述钢刷盘、射流盘及至少一个前密封皮碗被夹设固定于所述导向板与前夹紧法兰之间；所述后夹紧法兰、至少一个后密封皮碗及导向法兰依序套设于所述管体的后端部外周面，且所述至少一个后密封皮碗被夹设固定于所述后夹紧法兰与导向法兰之间；其特征在于，还包括：至少三个弹性导向装置；所述至少三个弹性导向装置沿周向均匀装设于位于所述前夹紧法兰及后夹紧法兰之间的所述管体的外周面上，并且所述至少三个弹性导向装置的导引滚轮的滚动导引方向均与所述管体的轴向之间形成一导引夹角。

2.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述弹性导向装置是由基座、两根支架杆、所述导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；所述基座为条状体，且所述基座以其长边方向与所述管体的轴向呈所述导引夹角而装设于所述管体的外周面上；所述两根支架杆的投影的方向均与所述基座的长边方向平行，所述两根支架杆彼此间隔且两根支架杆靠近所述前夹紧法兰的端部铰接于所述基座靠近所述前夹紧法兰的端部，所述两根支架杆远离所述前夹紧法兰的端部间通过转轴装设所述导引滚轮，以使所述导引滚轮的滚动导引方向与所述基座的长边方向平行；所述两根支架杆靠近所述导引滚轮的部位之间连接有固定杆，所述伸缩杆的一端铰接于所述固定杆上；所述套筒的封闭端铰接于所述基座远离所述前夹紧法兰的端部；所述伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及所述套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；所述螺旋弹簧套设于所述套筒，所述伸缩杆的另一端经由所述套筒的开口端穿入至所述套筒内，并使所述螺旋弹簧的两端分别挡止于所述伸缩杆的卡位部及所述套筒的卡位部。

3.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述弹性导向装置是由基座、滚轮支架、所述导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；所述基座为条状体，且所述基座以其长边方向与所述管体的轴向平行而装设于所述管体的外周面上；所述滚轮支架是由平直段和弯折段构成，所述平直段包括两根直杆，所述两根直杆的投影的方向均与所述管体的轴向平行，所述两根直杆彼此间隔且两根直杆靠近所述前夹紧法兰的端部铰接于所述基座靠近所述前夹紧法兰的端部，所述两根直杆远离所述前夹紧法兰的端部同向一侧弯折延伸以形成所述弯折段，所述弯折段包括一长杆及一短杆，所述长杆及短杆的投影的方向均与所述管体的轴向之间形成所述导引夹角，所述长杆及短杆间通过转轴装设所述导引滚轮，以使所述导引滚轮的滚动导引方向与所述管体的轴向之间形成所述导引夹角；所述两根直杆靠近所述弯折段的部位之间连接有固定杆，所述伸缩杆的一端铰接于所述固定杆上；所述套筒的封闭端铰接于所述基座远离所述前夹紧法兰的端部；所述伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及所述套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；所述螺旋弹簧套设于所述套筒，所述伸缩杆的另一端经由所述套筒的开口端穿入至所述套筒内，并使所述螺旋弹簧的两端分别挡止于所述伸缩杆的卡位部及所述套筒的卡位部。

4.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述弹性导向装置是由基座、滚轮支架、所述导引滚轮、伸缩杆、套筒及螺旋弹簧构成；所述基座为条状体，且所述基座以其长边方向与所述管体的轴向平行而装设于所述管体的外周面上；所述滚轮支架是由平直段和角度调节部构成，所述平直段包括两根直杆，所述两根直杆的投影的方向均与所述管体的轴向平行，所述两根直杆彼此间隔且两根直杆靠近所述前夹紧法兰的端部铰接于所述基座靠近所述前夹紧法兰的端部，所述两根直杆远离所述前夹紧法兰的端部连结所述角度调节部；所述角度调节部是由延伸板、调节基座、调节帽、连接杆及滚轮座构成，所述延伸板是由所述两根直杆远离所述前夹紧法兰的端部连结延伸形成，所述调节基座为圆柱体状并形成于所述延伸板的上侧面，所述调节基座于其外周面沿周向均匀形成有数条平行于调节基座轴向的凸棱，且所述调节基座的上端面中心下凹形成具有内螺纹的螺孔，所述调节帽为管体状且其一端为封闭端，另一端为开口端，所述调节帽的内周面沿周向对应所述调节基座的数条凸棱而形成有数条凹槽，所述调节帽的封闭端于中心对应所述调节基座的螺孔而形成有通孔，所述连接杆的一端连结于所述调节帽的外周面，所述滚轮座由底杆及两根侧杆构成，所述两根侧杆平行连结于所述底杆的两端，所述连接杆的另一端连结于所述底杆的中部，所述两根侧杆间通过转轴装设所述导引滚轮，将所述调节帽套设于所述调节基座上并用螺栓穿设通孔且螺合紧固于螺孔中以将所述调节帽与所述调节基座结合固定，以使所述导引滚轮的滚动导引方向与所述管体的轴向之间形成所述导引夹角，并且通过将所述调节帽的凹槽与所述调节基座的凸棱进行不同对应的嵌合，以调节所述导引夹角的角度大小；所述两根直杆靠近所述角度调节部的部位之间连接有固定杆，所述伸缩杆的一端铰接于所述固定杆上；所述套筒的封闭端铰接于所述基座远离所述前夹紧法兰的端部；所述伸缩杆上靠近其铰接处的部位以及所述套筒上靠近其铰接处的部位均凸设有挡止部；所述螺旋弹簧套设于所述套筒，所述伸缩杆的另一端经由所述套筒的开口端穿入至所述套筒内，并使所述螺旋弹簧的两端分别挡止于所述伸缩杆的卡位部及所述套筒的卡位部。

5.根据权利要求3或4所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述前夹紧法兰及后夹紧法兰之间的所述管体的外周面上沿周向均匀布设有多于三个的安装部，所述弹性导向装置的基座上设置有结合部，通过所述安装部与结合部的结合或拆卸，以调整所述弹性导向装置的装设数量。

6.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述射流盘的内部具有与所述管体内部相通且呈放射状均匀分布的数条射流气道，并于所述射流盘的外周缘开设有与所述数条射流气道相通的数个射流孔。

7.根据权利要求6所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述管体装设所述射流盘的管壁上沿周向开设有数个与所述管体内部相通的贯孔，所述射流盘的内周缘沿周向凹设有环形气槽，且所述环形气槽与所述数条射流气道相通，将所述射流盘套设于所述管体的前端部外周面时，所述贯孔、环形气槽、射流气道及射流孔形成输送介质的射流通道。

8.根据权利要求7所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述射流气道是直的或是具有弧度的，且所述射流气道的截面积由所述环形气槽至所述射流孔方向渐小。

9.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，所述前密封皮碗、后密封皮碗及钢刷盘的直径相同，且大于所述导向板、射流盘、前夹紧法兰、后夹紧法兰及导向法兰的直径。

10.根据权利要求1所述的自旋推进射流清管器，其特征在于，还包括：牵引防撞头，所述牵引防撞头固定结合于所述导向板的前侧面，且所述牵引防撞头的前端具有牵引部。

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