CN115351018A - 一种天然气管道清堵装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气管道清堵装置及方法，涉及天然气管道维护设备技术领域，该装置包括固定外壳，所述固定外壳左端设有一个用于进水的进水导管，所述进水导管左端设有一个用于连接供水软管的接水连接端口，所述进水导管右端连通有一个注液箱，所述注液箱外侧阵列分布有三个活塞腔室，每个活塞腔室中滑动设有一个活塞块，本发明针对现有装置的弊端进行设计，可以利用水压完成伸缩并且可以利用水流中的动能作为驱动力来源，无需设置电力驱动设备，这样就无需设置蓄电池，解决了需要蓄电工作的弊端，可以维持装置长时间高效工作，并且这里不接触电力，消除了潮湿环境对电力设备的影响，提高了设备的使用寿命，实用性强。

Description

一种天然气管道清堵装置及方法

技术领域

本发明涉及天然气管道维护设备技术领域，具体是一种天然气管道清堵装置及方法。

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。在世界管道总长中，天然气管道约占一半，天然气管道经过长期的使用后，会产生大量的污垢，长时间不处理掉这些污垢，会减小管道的有效半径，影响管道的运输效率，甚至完全堵塞管道，目前市场上的管道清理机器人主要通过单一的执行机构，对管道内壁进行清扫，其效率低下、清扫不彻底，尤其对一些粘结在管道内壁上很紧的污垢，光靠普通的清扫很难除尽，现有专利公告号为CN113118155B的专利公布了一种管道清理机器人，该装置可以通过喷水和毛刷清扫完成对管道内壁的清理，但是该装置的刷头和冲水头无法相互配合，二者是独立工作的，不能达到很好的清理效果，另外该装置的整个动力依赖于蓄电池，而管道内部清理工作量巨大，所以电池不能长久使用，导致工作的效率降低。

基于此，现在提供一种天然气管道清堵装置及方法，可以消除现有装置存在的弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气管道清堵装置及方法，以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种天然气管道清堵装置，包括固定外壳，所述固定外壳左端设有一个用于进水的进水导管，所述进水导管左端设有一个用于连接供水软管的接水连接端口，所述进水导管右端连通有一个注液箱，所述注液箱外侧阵列分布有三个活塞腔室，每个活塞腔室中滑动设有一个活塞块，所述活塞块与活塞腔室内壁之间通过第一弹簧连接固定，每个活塞块外端都设有一个第二支腿，所述第二支腿外端穿过固定外壳外侧，所述第二支腿端部设有一个水平设置的滚轮侧杆，所述滚轮侧杆上设有一个用于行走的第二滚轮，所述固定外壳上设有用于带动第二滚轮转动以提供行走动力的水轮驱动件，所述固定外壳右侧阵列分布有若干个第一支腿，每个第一支腿都滑动穿设在固定外壳上，每个第一支腿端部设有一个第一滚轮，所述第一支腿与第二支腿之间通过连接横杆连接固定；

所述固定外壳右端转动设有一个转动柱，所述转动柱内端通过导流管与注液箱出水端连通，所述转动柱外侧阵列分布有若干个延伸管，延伸管上设有用于限制出水压力的限压排水阀，每个延伸管外端滑动设有一个延伸套，每个延伸套与转动柱之间通过第二弹簧连接固定，所述延伸套端部设有用于清理管道内壁的清理机构。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述清理机构包括转动设置在延伸套端部的旋转箱，所述旋转箱内部设有缓存清水的缓存腔，所述旋转箱端部设有若干个呈条状分布的刷头块，相邻刷头块之间的旋转箱端部设有用于对管道内壁进行垂直喷水的第一喷水孔，刷头块外侧的旋转箱上阵列分布有若干个第二喷水孔，第二喷水孔的轴线与旋转箱端面呈锐角设置，多个第二喷水孔产生的反作用力形成了使得旋转箱快速转动的第一旋转力矩，每个所述延伸套外侧还设有用于喷水的第三喷水孔，第三喷水孔产生的反作用力可以使得转动柱转动。

在一种可选方案中：所述旋转箱上设有用于限制刷头块与管道内壁之间挤压力的限压机构，所述限压机构包括滑动设置在所述旋转箱的抵压环，所述抵压环端部阵列分布有若干个球形腔，每个球形腔中转动设有一个用于与管道内壁抵压接触的钢珠，所述旋转箱外侧还设有若干个定位侧块，所述定位侧块与抵压环之间通过第三弹簧连接固定。

在一种可选方案中：所述水轮驱动件包括设置在固定外壳上的若干个旋转套，所述旋转套的数量以及位置与第二支腿相对应，每个旋转套中都滑动设有一个传动杆，所述延伸套与旋转套之间设有限制二者相对转动的限位件，所述传动杆外端与第二滚轮之间通过齿轮件传动连接，所述旋转套外侧的传动杆上转动设有一个轴承块，所述轴承块外圈通过定位杆与第二支腿连接固定，所述固定外壳左侧内壁转动设有一个转动套，所述转动套端部设有一个转动环，所述转动环上设有一个与进水导管同轴设置的第一传动齿环，所述旋转套内端设有一个与第一传动齿环相互啮合的第二传动齿轮，所述进水导管和转动环之间设有用于带动转动环转动的磁力驱动件。

在一种可选方案中：所述磁力驱动件包括设置在转动环内孔壁上的若干个外磁铁块，所述进水导管内壁转动设有一个内旋转环，所述内旋转环的位置与转动环的位置相对应，所述内旋转环上阵列分布有若干个与外磁铁块相对应的内磁铁块，内磁铁块与外磁铁块相配合构成了磁力传动件，所述内旋转环内孔上设有用于利用水流产生动力的涡轮叶片。

在一种可选方案中：所述进水导管采用塑料材料制成。

在一种可选方案中：所述延伸管和延伸套的截面都为椭圆形。

在一种可选方案中：所述齿轮件包括设置在第二滚轮外侧的传动齿槽，所述传动杆端部设有与传动齿槽相互啮合的传动齿槽。

在一种可选方案中：所述限位件包括设置在传动杆外侧的限位凸起，所述旋转套内壁设有与传动杆滑动配合的限位凹槽。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明针对现有装置的弊端进行设计，可以利用水压完成伸缩并且可以利用水流中的动能作为驱动力来源，无需设置电力驱动设备，这样就无需设置蓄电池，解决了需要蓄电工作的弊端，可以维持装置长时间高效工作，并且这里不接触电力，消除了潮湿环境对电力设备的影响，提高了设备的使用寿命，实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明内部的结构示意图。

图3为本发明的刷头块结构示意图。

图4为本发明内旋转环结构示意图。

附图标记注释：固定外壳11、转动套12、转动环13、接水连接端口14、进水导管15、内旋转环16、外磁铁块17、第一传动齿环18、旋转套19、传动杆20、第一弹簧21、活塞块22、导流管23、第一支腿24、第一滚轮25、缓存腔26、转动柱27、第二弹簧28、延伸管29、延伸套30、旋转箱31、第三弹簧32、抵压环33、钢珠34、刷头块35、连接横杆36、注液箱37、第二支腿38、滚轮侧杆39、传动齿槽40、第二滚轮41、传动齿轮42、轴承块43。

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。

在一个实施例中，如图1-图4所示，一种天然气管道清堵装置，包括固定外壳11，所述固定外壳11左端设有一个用于进水的进水导管15，所述进水导管15左端设有一个用于连接供水软管的接水连接端口14，所述进水导管15右端连通有一个注液箱37，所述注液箱37外侧阵列分布有三个活塞腔室，每个活塞腔室中滑动设有一个活塞块22，所述活塞块22与活塞腔室内壁之间通过第一弹簧21连接固定，每个活塞块22外端都设有一个第二支腿38，所述第二支腿38外端穿过固定外壳11外侧，所述第二支腿38端部设有一个水平设置的滚轮侧杆39，所述滚轮侧杆39上设有一个用于行走的第二滚轮41，所述固定外壳11上设有用于带动第二滚轮41转动以提供行走动力的水轮驱动件，所述固定外壳11右侧阵列分布有若干个第一支腿24，每个第一支腿24都滑动穿设在固定外壳11上，每个第一支腿24端部设有一个第一滚轮25，所述第一支腿24与第二支腿38之间通过连接横杆36连接固定，这样在第二支腿38伸长时，连接横杆36也会携带第一支腿24同时完成伸缩，以便装置配合相应管道内壁，当进水导管15内部通入水时，水流进入注液箱37中会产生水压，水压会压迫活塞块22向外侧滑动，从而带动第二支腿38向外侧伸长，从而使得传动齿槽40抵压管道内壁，这样就可以利用水流迫使装置自动膨胀，无需借助额外动力；

所述固定外壳11右端转动设有一个转动柱27，所述转动柱27内端通过导流管23与注液箱37出水端连通，所述转动柱27外侧阵列分布有若干个延伸管29，延伸管29上设有用于限制出水压力的限压排水阀，每个延伸管29外端滑动设有一个延伸套30，每个延伸套30与转动柱27之间通过第二弹簧28连接固定，所述延伸套30端部设有用于清理管道内壁的清理机构，这里的清理机构利用水流和清理刷完成管道内壁清理，从而保证了清理效果；

所述清理机构包括转动设置在延伸套30端部的旋转箱31，所述旋转箱31内部设有缓存清水的缓存腔26，所述旋转箱31端部设有若干个呈条状分布的刷头块35，相邻刷头块35之间的旋转箱31端部设有用于对管道内壁进行垂直喷水的第一喷水孔，刷头块35外侧的旋转箱31上阵列分布有若干个第二喷水孔，第二喷水孔的轴线与旋转箱31端面呈锐角设置，多个第二喷水孔产生的反作用力形成了使得旋转箱31快速转动的第一旋转力矩，旋转力矩使得刷头块35转动，从而更好的对管道内壁进行擦拭，每个所述延伸套30外侧还设有用于喷水的第三喷水孔，第三喷水孔产生的反作用力可以使得转动柱27转动，从而对管道内壁进行周向擦拭；

所述旋转箱31上设有用于限制刷头块35与管道内壁之间挤压力的限压机构，限压机构的设置避免过度摩擦对管道内壁产生损伤；

限压机构包括滑动设置在所述旋转箱31的抵压环33，所述抵压环33端部阵列分布有若干个球形腔，每个球形腔中转动设有一个用于与管道内壁抵压接触的钢珠34，所述旋转箱31外侧还设有若干个定位侧块，所述定位侧块与抵压环33之间通过第三弹簧32连接固定，在水压的作用下，延伸套30会沿着延伸管29伸长，旋转箱31端部的钢珠34会与管道内壁抵压接触，钢珠34的设置维持接触位置处于滚动摩擦，有效的降低了磨损；

所述延伸管29和延伸套30的截面都为椭圆形，从而限制了延伸套30和延伸管29相对转动；

所述水轮驱动件包括设置在固定外壳11上的若干个旋转套19，所述旋转套19的数量以及位置与第二支腿38相对应，每个旋转套19中都滑动设有一个传动杆20，所述延伸套30与旋转套19之间设有限制二者相对转动的限位件，所述传动杆20外端与第二滚轮41之间通过齿轮件传动连接，所述旋转套19外侧的传动杆20上转动设有一个轴承块43，所述轴承块43外圈通过定位杆与第二支腿38连接固定，这样在第二支腿38伸长或者缩短时，定位杆会同时携带传动杆20进行移动，以便保证齿轮件持续完成动力传输，所述固定外壳11左侧内壁转动设有一个转动套12，所述转动套12端部设有一个转动环13，所述转动环13上设有一个与进水导管15同轴设置的第一传动齿环18，所述旋转套19内端设有一个与第一传动齿环18相互啮合的第二传动齿轮，所述进水导管15和转动环13之间设有用于带动转动环13转动的磁力驱动件；

所述磁力驱动件包括设置在转动环13内孔壁上的若干个外磁铁块17，所述进水导管15内壁转动设有一个内旋转环16，所述内旋转环16的位置与转动环13的位置相对应，所述进水导管15采用塑料材料制成，所述内旋转环16上阵列分布有若干个与外磁铁块17相对应的内磁铁块，内磁铁块与外磁铁块相配合构成了磁力传动件，所述内旋转环16内孔上设有用于利用水流产生动力的涡轮叶片，这样在进水导管15内部通入水时，在水流的带动下涡轮叶片会带动内旋转环16转动，内旋转环16上的内磁铁块会随着快速转动，内磁铁块转动时会带动外磁铁块17随着转动，这样就为转动环13的转动提供了动力；

所述齿轮件包括设置在第二滚轮41外侧的传动齿槽40，所述传动杆20端部设有与传动齿槽40相互啮合的传动齿槽40，这样就可以通过传动齿槽40与传动齿轮42相互配合，从而完成动力的传输；

所述限位件包括设置在传动杆20外侧的限位凸起，所述旋转套19内壁设有与传动杆20滑动配合的限位凹槽，限位凸起和限位凹槽的设置使得旋转套19和传动杆20之间只能相对滑动，无法相对转动；

上述实施例公布了一种天然气管道清堵装置，在实际使用时，先将供水管通过接水连接端口14与进水导管15端部连接，然后将固定外壳11放置在天然气管道内部，随后开启水压，使得水流进入进水导管15中，在水流的带动下水压会压迫活塞块22滑动，在活塞块22滑动时，第二支腿38会向固定外壳11外侧伸出，从而使得传动齿槽40与管道内壁抵压接触，这样就使得装置可以在管道内壁移动，在水流的带动下涡轮叶片会带动内旋转环16转动，内旋转环16上的内磁铁块会随着快速转动，内磁铁块转动时会带动外磁铁块17随着转动，这样就为转动环13的转动提供了动力，转动环13会带动旋转套19转动，旋转套19会带动传动杆20转动，传动杆20端部的传动齿轮42与第二滚轮41相互配合带动传动齿槽40转动，从而为装置行走提供动力，在水流的作用下，延伸套30会沿着延伸管29滑动，从而使得刷头块35与管道内壁贴合，限压机构中的钢珠34会与管道内壁抵压接触，从而避免对管道内壁产生磨损，高压水流喷出不仅可以对管道内壁冲击，还可以带动转动柱27转动，进而对管道内壁进行周向清理，周向清理的同时，水流也会带动旋转箱31快速自转，自转的同时会带动刷头块35对管道内壁进一步清理，这种自转的状态有助于提高清理效果。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种天然气管道清堵装置，包括固定外壳(11)，所述固定外壳(11)左端设有一个用于进水的进水导管(15)，所述进水导管(15)左端设有一个用于连接供水软管的接水连接端口(14)；

其特征在于，所述进水导管(15)右端连通有一个注液箱(37)，所述注液箱(37)外侧阵列分布有三个活塞腔室，每个活塞腔室中滑动设有一个活塞块(22)，所述活塞块(22)与活塞腔室内壁之间通过第一弹簧(21)连接固定，每个活塞块(22)外端都设有一个第二支腿(38)，所述第二支腿(38)外端穿过固定外壳(11)外侧，所述第二支腿(38)端部设有一个水平设置的滚轮侧杆(39)，所述滚轮侧杆(39)上设有一个用于行走的第二滚轮(41)，所述固定外壳(11)上设有用于带动第二滚轮(41)转动以提供行走动力的水轮驱动件，所述固定外壳(11)右侧阵列分布有若干个第一支腿(24)，每个第一支腿(24)都滑动穿设在固定外壳(11)上，每个第一支腿(24)端部设有一个第一滚轮(25)，所述第一支腿(24)与第二支腿(38)之间通过连接横杆(36)连接固定；

所述固定外壳(11)右端转动设有一个转动柱(27)，所述转动柱(27)内端通过导流管(23)与注液箱(37)出水端连通，所述转动柱(27)外侧阵列分布有若干个延伸管(29)，延伸管(29)上设有用于限制出水压力的限压排水阀，每个延伸管(29)外端滑动设有一个延伸套(30)，每个延伸套(30)与转动柱(27)之间通过第二弹簧(28)连接固定，所述延伸套(30)端部设有用于清理管道内壁的清理机构。

2.根据权利要求1所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述清理机构包括转动设置在延伸套(30)端部的旋转箱(31)，所述旋转箱(31)内部设有缓存清水的缓存腔(26)，所述旋转箱(31)端部设有若干个呈条状分布的刷头块(35)，相邻刷头块(35)之间的旋转箱(31)端部设有用于对管道内壁进行垂直喷水的第一喷水孔，刷头块(35)外侧的旋转箱(31)上阵列分布有若干个第二喷水孔，第二喷水孔的轴线与旋转箱(31)端面呈锐角设置，多个第二喷水孔产生的反作用力形成了使得旋转箱(31)快速转动的第一旋转力矩，每个所述延伸套(30)外侧还设有用于喷水的第三喷水孔，第三喷水孔产生的反作用力可以使得转动柱(27)转动。

3.根据权利要求2所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述旋转箱(31)上设有用于限制刷头块(35)与管道内壁之间挤压力的限压机构，所述限压机构包括滑动设置在所述旋转箱(31)上的抵压环(33)，所述抵压环(33)端部阵列分布有若干个球形腔，每个球形腔中转动设有一个用于与管道内壁抵压接触的钢珠(34)，所述旋转箱(31)外侧还设有若干个定位侧块，所述定位侧块与抵压环(33)之间通过第三弹簧(32)连接固定。

4.根据权利要求2所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述水轮驱动件包括设置在固定外壳(11)上的若干个旋转套(19)，所述旋转套(19)的数量以及位置与第二支腿(38)相对应，每个旋转套(19)中都滑动设有一个传动杆(20)，所述延伸套(30)与旋转套(19)之间设有限制二者相对转动的限位件，所述传动杆(20)外端与第二滚轮(41)之间通过齿轮件传动连接，所述旋转套(19)外侧的传动杆(20)上转动设有一个轴承块(43)，所述轴承块(43)外圈通过定位杆与第二支腿(38)连接固定，所述固定外壳(11)左侧内壁转动设有一个转动套(12)，所述转动套(12)端部设有一个转动环(13)，所述转动环(13)上设有一个与进水导管(15)同轴设置的第一传动齿环(18)，所述旋转套(19)内端设有一个与第一传动齿环(18)相互啮合的第二传动齿轮，所述进水导管(15)和转动环(13)之间设有用于带动转动环(13)转动的磁力驱动件。

5.根据权利要求4所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述磁力驱动件包括设置在转动环(13)内孔壁上的若干个外磁铁块(17)，所述进水导管(15)内壁转动设有一个内旋转环(16)，所述内旋转环(16)的位置与转动环(13)的位置相对应，所述内旋转环(16)上阵列分布有若干个与外磁铁块(17)相对应的内磁铁块，内磁铁块与外磁铁块相配合构成了磁力传动件，所述内旋转环(16)内孔上设有用于利用水流产生动力的涡轮叶片。

6.根据权利要求1所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述进水导管(15)采用塑料材料制成。

7.根据权利要求1所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述延伸管(29)和延伸套(30)的截面都为椭圆形。

8.根据权利要求4所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述齿轮件包括设置在第二滚轮(41)外侧的传动齿槽(40)，所述传动杆(20)端部设有与传动齿槽(40)相互啮合的传动齿槽(40)。

9.根据权利要求4所述的天然气管道清堵装置，其特征在于，所述限位件包括设置在传动杆(20)外侧的限位凸起，所述旋转套(19)内壁设有与传动杆(20)滑动配合的限位凹槽。

10.一种权利要求1-9任一项所述的天然气管道清堵装置的清理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：先将供水管通过接水连接端口(14)与进水导管(15)端部连接，然后将固定外壳(11)放置在天然气管道内部；

步骤二：随后开启水压，使得水流进入进水导管(15)中，在水流的带动下水压会压迫活塞块(22)滑动，在活塞块(22)滑动时，第二支腿(38)会向固定外壳(11)外侧伸出，从而使得传动齿槽(40)与管道内壁抵压接触，这样就使得装置可以在管道内壁移动，在水流的带动下磁力驱动件为转动环(13)的转动提供了动力，进而为装置行走提供动力，在水流的作用下，延伸套(30)会沿着延伸管(29)滑动，从而使得刷头块(35)与管道内壁贴合，高压水流喷出不仅可以对管道内壁冲击，还可以带动转动柱(27)转动，进而对管道内壁进行周向清理，周向清理的同时，水流也会带动旋转箱(31)快速自转，自转的同时会带动刷头块(35)对管道内壁进一步清理，这种自转的状态有助于提高清理效果。

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