CN215696517U - 一种可变径刮削式清管设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可变径刮削式清管设备，属管道清洁设备技术领域。它包括基础管座、内传动轴、叶轮组件、换向机构、外传动管套和刮刀组件，基础管座的一端设置有换向机构；基础管座内装有外传动管套，外传动管套内活动安装有内传动轴，基础管座的另一端通过皮碗装配座安装有皮碗，皮碗装配座与基础管座之间通过传动齿圈安装有刮刀组件，内传动轴一端装有叶轮组件。该清管设备发生卡堵时，使金属片A和金属片B接触形成闭合回路，并将信号发送至单片机，单片机控制电动推杆机A，使刮刀能自动径向收缩解堵，有效提高了清理效率；解决了现有清管设备的清理效果无法满足生产需求，无法自动调节刮刀进行疏通解堵的问题。

Description

一种可变径刮削式清管设备

技术领域

本实用新型涉及一种可变径刮削式清管设备，属管道清洁设备技术领域。

背景技术

用管道输送原油是当前普遍采用的输油方式，我国大多数原油性质为低温粘度大、凝点较高、含蜡量较高，随着管道铺设地区的气候温度的变化和使用时间的增加，在管道输送含蜡量较高的原油时，会发生管道内壁沉积一定厚度的石蜡、胶质、凝油和其他杂质混合物的现象，这使得管道的管径缩小，摩擦阻力增加，输油动力的消耗增加，严重时可使原油丧失流动性，导致凝管事故，从而降低生产效率。

清管器是用于清理管道沉积和阻塞的专用工具，现有的清管器主要有普通心轴式清管器、刚体式皮碗清管器、柔轴式清管器、变直径心轴式清管器等其他多种清管器，但大多数清管器仍以皮碗或钢刷直线刮擦管壁的方式进行除蜡，方式较为单一，清理效果有待优化，而直板刮擦的方式又会导致清管器的通过能力下降。因此，有必要对其进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单，被卡住时可自动调节刮刀，有效提高清理效率，满足生产需求的可变径刮削式清管设备。

本实用新型的技术方案是：

一种可变径刮削式清管设备，它包括基础管座、内传动轴、叶轮组件、换向机构、外传动管套和刮刀组件，其特征在于：基础管座的一端设置有换向机构；基础管座内装有外传动管套，外传动管套内活动安装有内传动轴，外传动管套和内传动轴的一端通过换向机构连接，基础管座的另一端通过皮碗装配座安装有皮碗，皮碗装配座与基础管座之间通过传动齿圈安装有刮刀组件，刮刀组件的一端与基础管座活动连接，外传动管套的另一端通过齿轮盘与传动齿圈啮合连接，所述的内传动轴一端延伸至皮碗外端，延伸至皮碗外端的内传动轴上装有叶轮组件。

所述的传动齿圈的内壁上均布设置有卡齿，传动齿圈的外圆周上对称设置有装配槽，装配槽中设置有装配座，传动齿圈的两侧分别固装有连接件，所述的连接件的外圆周上设置有安装盘，与装配槽对应的安装盘上设置有安装槽，安装槽之间的安装盘上均布设置有螺纹孔，连接件的的内侧开制有内环槽，内环槽上均布设置有定位杆。

所述的叶轮组件由多个叶轮构成，叶轮包含内叶轮和外叶轮，内叶轮的外圆周上固定安装有外叶轮，内叶轮通过轴承与内传动轴固定连接。

所述的皮碗装配座的一侧设置有挡板，皮碗装配座的另一侧设置有外凸缘A，外凸缘A的内侧开制有外环槽A，外凸缘A与挡板之间的皮碗装配座的外圆周上均布设置有射流孔。

所述的换向机构由减速齿轮、齿圈摩擦盘、传动摩擦盘和圆盘构成，齿圈摩擦盘的中心位置设置有中心孔，齿圈摩擦盘通过中心孔活动套装在内传动轴上，齿圈摩擦盘的外圆周上通过滚珠轴承活动安装有轴套，齿圈摩擦盘内设置有减速齿轮，减速齿轮分别与齿圈摩擦盘内壁上的卡齿和内传动轴端头的齿轮啮合连接，齿圈摩擦盘一侧的内传动轴上活动套装有传动摩擦盘，传动摩擦盘和齿圈摩擦盘之间间歇性接触连接，传动摩擦盘一侧的内传动轴上套装有圆盘。

所述的圆盘上对称开制有装配孔，装配孔两侧的内壁上对称设置有装配轴，其中一侧的装配轴上设置有金属片A，与圆盘的装配孔对应的传动摩擦盘的端面上开制有安装孔，安装孔两侧的内壁上对称设置有安装轴，与金属片A相对的安装轴上设置有金属片B，装配孔和安装孔之间通过装配轴和安装轴设置有缓冲弹簧。

所述的外传动管套的一端与圆盘固定连接，圆盘内侧的外传动管套上活动套装有密封盘，外传动管套的另一端设置有齿轮盘，齿轮盘的中部镂空，齿轮盘的外圆周上均布设置有卡齿。

所述的基础管座由管身和管头构成，管身呈漏斗状，管身的外圆周上均布设置有限位滑块，限位滑块一侧的管身端头处设置有外凸缘B，外凸缘B的内侧开制有外环槽B，限位滑块另一侧的管身上通过装配板设置有电动缸A，小径端的管身上设置有镂空，设置有镂空的管身端头与管头的一端固定连接，管身与管头的连接处通过密封盘对管头形成密封，与传动摩擦盘对应的管头的内壁上设置有金属刷A，与圆盘对应的管头的内壁上设置有金属刷B，金属刷A与传动摩擦盘的外表面滑动接触连接，金属刷B与圆盘的外表面滑动接触连接，管头内设置有单片机和蓄电池，管头与轴套之间设置有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与轴套固定连接，压缩弹簧的另一端与管头固定连接。

所述的刮刀组件由转接环、滑套、连接杆和刮刀构成，滑套的截面呈凹字形，滑套的内壁上设置有与管身的限位滑块对应的滑槽，滑套与管身与通过限位滑块和滑槽配合滑动连接，滑套的一侧设置有装配套，装配套与电动缸A的推杆通过螺栓固定连接，截面呈凹字形的滑套的中部活动安装有转接环，转接环的外圆周上设置有与传动齿圈的装配座对应的安装座，通过装配座和安装座活动铰接有连接杆，连接杆上固装有刮刀。

所述的密封盘上对称设置有电动缸B，电动缸B的推杆与轴套间歇性接触连接。

本实用新型的有益效果：

该可变径刮削式清管设备通过在圆盘和传动摩擦盘之间设置金属片A和金属片B，当清管过程中发生卡堵时，在圆盘和传动摩擦盘之间产生转速差，使金属片A和金属片B接触形成闭合回路，并将信号发送至单片机，达到自动控制的目的；通过单片机控制电动缸A，在电动缸A和滑套的配合作用下，使清管过程中发生卡堵时，刮刀能自动径向收缩解堵，有效提高了清理效率；解决了现有清管设备的清理效果无法满足生产需求，当清理过程中被厚重的蜡层卡住时，无法自动调节刮刀进行疏通解堵的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A向的剖视结构示意图；

图3为图2中B处的放大结构示意图；

图4为本实用新型的叶轮的结构示意图；

图5为本实用新型的皮碗装配座的结构示意图；

图6为图5中C-C向的剖视结构示意图；

图7为本实用新型的连接件的结构示意图；

图8为本实用新型的传动齿圈的结构示意图；

图9为本实用新型的外传动管套与圆盘的连接结构示意图；

图10为本实用新型的传动摩擦盘的结构示意图；

图11为本实用新型的内传动轴、减速齿轮和齿圈摩擦盘的连接结构示意图；

图12为本实用新型的滑套的结构示意图；

图13为本实用新型的基础管座的结构示意图；

图14为图13中D-D向的剖视结构示意图。

图中：1、叶轮；2、皮碗；3、皮碗装配座；4、连接件；5、内环槽；6、传动齿圈；7、管身；8、滑套；9、转接环；10、限位滑块；11、连接杆；12、刮刀；13、电动缸A；14、管头；15、内传动轴；16、射流孔；17、齿轮盘；18、外传动管套；19、密封盘；20、电动缸B；21、圆盘；22、装配轴；23、金属片A；24、传动摩擦盘；25、安装轴；26、金属片B；27、缓冲弹簧；28、金属刷A；29、金属刷B；30、齿圈摩擦盘；31、轴套；32、压缩弹簧；33、减速齿轮；34、单片机；35、蓄电池；36、外凸缘A；37、外环槽A；38、外凸缘B；39、外环槽B；40、滑槽；41、挡板。

具体实施方式

该可变径刮削式清管设备，它包括基础管座、内传动轴15、叶轮组件、换向机构、外传动管套18和刮刀组件，基础管座由管身7和管头14构成，管身7呈漏斗状，管身7的外圆周上均布设置有限位滑块10，限位滑块10一侧的管身7端头处设置有外凸缘B38，外凸缘B38的内侧开制有外环槽B39，限位滑块10另一侧的管身7上通过装配板设置有电动缸A13，小径端的管身7上设置有镂空，设置有镂空的管身7端头与管头14的一端固定连接；

基础管座的一端设置有换向机构，换向机构由减速齿轮33、齿圈摩擦盘30、传动摩擦盘24和圆盘21构成，齿圈摩擦盘30的中心位置设置有中心孔，齿圈摩擦盘30通过中心孔活动套装在内传动轴15上，齿圈摩擦盘30的外圆周上通过滚珠轴承活动安装有轴套31，齿圈摩擦盘30内设置有减速齿轮33，减速齿轮33分别与齿圈摩擦盘30内壁上的卡齿和内传动轴15端头的齿轮啮合连接，减速齿轮33的作用是将内传动轴15的转速传递到齿圈摩擦盘30，同时通过设定减速齿轮33与内传动轴15端头的齿轮的传动比，进行转速的调节；齿圈摩擦盘30一侧的内传动轴15上活动套装有传动摩擦盘24，传动摩擦盘24和齿圈摩擦盘30之间间歇性接触连接，传动摩擦盘24和齿圈摩擦盘30的接触面均附有高摩擦系数材料，使齿圈摩擦盘30与传动摩擦盘24之间通过接触面的摩擦力进行转速的传递。

传动摩擦盘24一侧的内传动轴15上套装有圆盘21，圆盘21上对称开制有装配孔，装配孔两侧的内壁上对称设置有装配轴22，其中一侧的装配轴22上设置有金属片A23，与圆盘21的装配孔对应的传动摩擦盘24的端面上开制有安装孔，安装孔两侧的内壁上对称设置有安装轴25，与金属片A23相对的安装轴25上设置有金属片B26，装配孔和安装孔之间通过装配轴22和安装轴25设置有缓冲弹簧27，缓冲弹簧27为绝缘材料，缓冲弹簧27的作用是通过弹力将传动摩擦盘24转动的转速传递到外传动管套18的圆盘21上，同时减小波动的压力差导致的转速波动。

基础管座内装有外传动管套18，外传动管套18的一端与圆盘21固定连接，圆盘21内侧的外传动管套18上活动套装有密封盘19，通过密封盘19对管头14形成密封，密封盘19上对称设置有电动缸B20，电动缸B20的推杆与轴套31间歇性接触连接，外传动管套18的另一端设置有齿轮盘17，齿轮盘17的中部镂空，齿轮盘17的外圆周上均布设置有卡齿，外传动管套18内活动安装有内传动轴15，外传动管套18和内传动轴15的一端通过换向机构连接。

基础管座的另一端通过皮碗2装配座安装有皮碗2，皮碗2装配座的一侧设置有挡板41，通过环板将皮碗2固定在皮碗2装配座上；皮碗2装配座的另一侧设置有外凸缘A36，外凸缘A36的内侧开制有外环槽A37，外凸缘A36与挡板41之间的皮碗2装配座的外圆周上均布设置有射流孔16，射流孔16的作用是使清管设备中的高压原油从射流孔16中喷出，同时对输油管的管壁进行冲刷。

皮碗2装配座与基础管座之间设置有传动齿圈6，传动齿圈6的内壁上均布设置有卡齿，传动齿圈6的两侧分别固装有连接件4，连接件4的外圆周上设置有安装盘，与装配槽对应的安装盘上设置有安装槽，安装槽之间的安装盘上均布设置有螺纹孔，连接件4的的内侧开制有内环槽5，内环槽5上均布设置有定位杆，连接件4通过内环槽5分别与管身7的外环槽B39和皮碗2装配座的外环槽A37卡接。

传动齿圈6的外圆周上对称设置有装配槽，装配槽中设置有装配座，通过装配座固定安装刮刀组件，刮刀组件由转接环9、滑套8、连接杆11和刮刀12构成，滑套8的截面呈凹字形，滑套8的内壁上设置有与管身7的限位滑块10对应的滑槽40，滑套8与管身7与通过限位滑块10和滑槽40配合滑动连接，滑套8的一侧设置有装配套，装配套与电动缸A13的推杆通过螺栓固定连接，截面呈凹字形的滑套8的中部活动安装有转接环9，转接环9的外圆周上设置有与传动齿圈6的装配座对应的安装座，通过装配座和安装座活动铰接有连接杆11，连接杆11上固装有刮刀12，通过传动齿圈6使刮刀组件的一端与基础管座活动连接。

外传动管套18的另一端通过齿轮盘17与传动齿圈6啮合连接，内传动轴15一端延伸至皮碗2外端，延伸至皮碗2外端的内传动轴15上装有叶轮组件，叶轮组件由多个叶轮1构成，叶轮1包含内叶轮和外叶轮，内叶轮的外圆周上固定安装有外叶轮，内叶轮通过轴承与内传动轴15固定连接，通过叶轮1的转动，带动内传动轴15同步发生转动。

管头14内设置有控制器，控制器包括蓄电池35和单片机34，蓄电池35、单片机34、电动缸A13、电动缸B20、金属刷A28和金属刷B29电连接。

该可变径刮削式清管设备工作时，工作人员通过上游的发球筒塞入输油管中，由于输油管的上游设置有加压站对原油进行加压，使原油在压力的作用下向下游高速移动，当清管设备进入输油管中开始工作时，皮碗2在原油的压力作用下，使清管设备向下游输送，同时，高速输送的原油通过叶轮1时，使叶轮1开始转动，从而带动内传动轴15发生转动。

内传动轴15一端的齿轮通过减速齿轮33将转速传递到齿圈摩擦盘30，齿圈摩擦盘30外侧的电动缸B20保持收缩状态，使齿圈摩擦盘30与传动摩擦盘24之间抵触连接，齿圈摩擦盘30与传动摩擦盘24之间的接触面为高摩擦系数材料，齿圈摩擦盘30通过摩擦力将转速传递到传动摩擦盘24，传动摩擦盘24与圆盘21之间设置有缓冲弹簧27，传动摩擦盘24转动时，压缩缓冲弹簧27，在缓冲弹簧27弹力的作用下，使圆盘21和外传动管套18的齿轮盘17同步发生转动，齿轮盘17和传动齿圈6啮合连接，通过齿轮盘17带动传动齿圈6同步发生转动，传动齿圈6的外圆周上通过对称设置的装配座带动连接杆11发生转动，同时，与连接杆11活动铰接的转接环9的安装座发生转动，使转接环9在滑套8内发生转动，连接杆11上的刮刀12开始转动对输油管的管壁进行刮削，滑套8一侧的电动缸A13保持推出状态，使刮刀12向外扩张，增加刮削直径。

当刮刀12在清理的过程中被厚重的蜡层卡住时，刮刀12停止转动，连接杆11、转接环9、传动齿圈6、齿轮盘17、外传动管套18和圆盘21同步停止转动，由于原油持续高速的输送，叶轮1持续带动内传动轴15发生转动，同时，齿圈摩擦盘30和传动摩擦盘24保持转动，使传动摩擦盘24与圆盘21之间形成转速差，在传动摩擦盘24的持续转动下，缓冲弹簧27被进一步压缩，使金属片A23和金属片B26接触，当金属片A23和金属片B26接触后，在金属片A23、圆盘21、金属刷B29、单片机34、蓄电池35、金属刷A28、传动摩擦盘24和金属片B26之间形成闭合回路，对单片机34发出电信号，单片机34收到电信号后，对电路的状态进行计算并判断。

当电路呈现间歇性闭合时，说明刮刀12暂时性发生卡堵，未完全卡死，导致圆盘21间歇性发生转动，单片机34发出待机信号，感应刮刀12能否突破蜡层并解堵；当电路呈现持续性闭合时，说明刮刀12被蜡层卡死而无法转动，单片机34发出解堵信号，一方面，控制电动缸A13将推杆回收，使滑套8通过滑槽40在限位滑块10上滑动，滑套8带动转接环9同步发生滑动，转接环9带动连接杆11发生回缩，使刮刀12向内回缩，达到缩小刮削直径进行解堵的目的；另一方面，控制电动缸B20将推杆推出，使电动缸B20的推杆与轴套31接触并将轴套31推出，轴套31带动齿圈摩擦盘30发生移动并对压缩弹簧32形成挤压，当齿圈摩擦盘30发生移动后，齿圈摩擦盘30与传动摩擦盘24不再接触，使动力传递中断，传动摩擦盘24不再发生转动，在缓冲弹簧27的弹力作用下，金属片A23和金属片B26分离使闭合回路断开，由此，完成一次自动控制解堵的工作过程。

当解堵工作完成后，单片机34发出复位信号，一方面，控制电动缸B20收缩，在压缩弹簧32的弹力作用下，使轴套31和齿圈摩擦盘30复位，齿圈摩擦盘30与传动摩擦盘24再次抵触连接，恢复动力传递，另一方面，控制电动缸A13推出，使刮刀12再次向外扩张，在内传动轴15的转动作用下，使刮刀12再次转动对输油管进行刮削解堵。

该可变径刮削式清管设备通过在圆盘21和传动摩擦盘24之间设置金属片A23和金属片B26，当清管过程中发生卡堵时，在圆盘21和传动摩擦盘24之间产生转速差，使金属片A23和金属片B26接触形成闭合回路，并将信号发送至单片机34，达到自动控制的目的；通过单片机34控制电动缸A13，在电动缸A13和滑套8的配合作用下，使清管过程中发生卡堵时，刮刀12能自动径向收缩解堵，有效提高了清理效率；解决了现有清管设备的清理效果无法满足生产需求，当清理过程中被厚重的蜡层卡住时，无法自动调节刮刀12进行疏通解堵的问题。

Claims (10)

1.一种可变径刮削式清管设备，它包括基础管座、内传动轴（15）、叶轮组件、换向机构、外传动管套（18）和刮刀组件，其特征在于：基础管座的一端设置有换向机构；基础管座内装有外传动管套（18），外传动管套（18）内活动安装有内传动轴（15），外传动管套（18）和内传动轴（15）的一端通过换向机构连接，基础管座的另一端通过皮碗（2）装配座安装有皮碗（2），皮碗（2）装配座与基础管座之间通过传动齿圈（6）安装有刮刀组件，刮刀组件的一端与基础管座活动连接，外传动管套（18）的另一端通过齿轮盘（17）与传动齿圈（6）啮合连接，所述的内传动轴（15）一端延伸至皮碗（2）外端，延伸至皮碗（2）外端的内传动轴（15）上装有叶轮组件。

2.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的传动齿圈（6）的内壁上均布设置有卡齿，传动齿圈（6）的外圆周上对称设置有装配槽，装配槽中设置有装配座，传动齿圈（6）的两侧分别固装有连接件（4），所述的连接件（4）的外圆周上设置有安装盘，与装配槽对应的安装盘上设置有安装槽，安装槽之间的安装盘上均布设置有螺纹孔，连接件（4）的的内侧开制有内环槽（5），内环槽（5）上均布设置有定位杆。

3.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的叶轮组件由多个叶轮（1）构成，叶轮（1）包含内叶轮和外叶轮，内叶轮的外圆周上固定安装有外叶轮，内叶轮通过轴承与内传动轴（15）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的皮碗（2）装配座的一侧设置有挡板（41），皮碗（2）装配座的另一侧设置有外凸缘A（36），外凸缘A（36）的内侧开制有外环槽A（37），外凸缘A（36）与挡板（41）之间的皮碗（2）装配座的外圆周上均布设置有射流孔（16）。

5.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的换向机构由减速齿轮（33）、齿圈摩擦盘（30）、传动摩擦盘（24）和圆盘（21）构成，齿圈摩擦盘（30）的中心位置设置有中心孔，齿圈摩擦盘（30）通过中心孔活动套装在内传动轴（15）上，齿圈摩擦盘（30）的外圆周上通过滚珠轴承活动安装有轴套（31），齿圈摩擦盘（30）内设置有减速齿轮（33），减速齿轮（33）分别与齿圈摩擦盘（30）内壁上的卡齿和内传动轴（15）端头的齿轮啮合连接，齿圈摩擦盘（30）一侧的内传动轴（15）上活动套装有传动摩擦盘（24），传动摩擦盘（24）和齿圈摩擦盘（30）之间间歇性接触连接，传动摩擦盘（24）一侧的内传动轴（15）上套装有圆盘（21）。

6.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的圆盘（21）上对称开制有装配孔，装配孔两侧的内壁上对称设置有装配轴（22），其中一侧的装配轴（22）上设置有金属片A（23），与圆盘（21）的装配孔对应的传动摩擦盘（24）的端面上开制有安装孔，安装孔两侧的内壁上对称设置有安装轴（25），与金属片A（23）相对的安装轴（25）上设置有金属片B（26），装配孔和安装孔之间通过装配轴（22）和安装轴（25）设置有缓冲弹簧（27）。

7.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的外传动管套（18）的一端与圆盘（21）固定连接，圆盘（21）内侧的外传动管套（18）上活动套装有密封盘（19），外传动管套（18）的另一端设置有齿轮盘（17），齿轮盘（17）的中部镂空，齿轮盘（17）的外圆周上均布设置有卡齿。

8.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的基础管座由管身（7）和管头（14）构成，管身（7）呈漏斗状，管身（7）的外圆周上均布设置有限位滑块（10），限位滑块（10）一侧的管身（7）端头处设置有外凸缘B（38），外凸缘B（38）的内侧开制有外环槽B（39），限位滑块（10）另一侧的管身（7）上通过装配板设置有电动缸A（13），小径端的管身（7）上设置有镂空，设置有镂空的管身（7）端头与管头（14）的一端固定连接，管身（7）与管头（14）的连接处通过密封盘（19）对管头（14）形成密封，与传动摩擦盘（24）对应的管头（14）的内壁上设置有金属刷A（28），与圆盘（21）对应的管头（14）的内壁上设置有金属刷B（29），金属刷A（28）与传动摩擦盘（24）的外表面滑动接触连接，金属刷B（29）与圆盘（21）的外表面滑动接触连接，管头（14）内设置有单片机（34）和蓄电池（35），管头（14）与轴套（31）之间设置有压缩弹簧（32），压缩弹簧（32）的一端与轴套（31）固定连接，压缩弹簧（32）的另一端与管头（14）固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的刮刀组件由转接环（9）、滑套（8）、连接杆（11）和刮刀（12）构成，滑套（8）的截面呈凹字形，滑套（8）的内壁上设置有与管身（7）的限位滑块（10）对应的滑槽（40），滑套（8）与管身（7）与通过限位滑块（10）和滑槽（40）配合滑动连接，滑套（8）的一侧设置有装配套，装配套与电动缸A（13）的推杆通过螺栓固定连接，截面呈凹字形的滑套（8）的中部活动安装有转接环（9），转接环（9）的外圆周上设置有与传动齿圈（6）的装配座对应的安装座，通过装配座和安装座活动铰接有连接杆（11），连接杆（11）上固装有刮刀（12）。

10.根据权利要求1所述的一种可变径刮削式清管设备，其特征在于：所述的密封盘（19）上对称设置有电动缸B（20），电动缸B（20）的推杆与轴套（31）间歇性接触连接。

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