RU2395750C2 - In-tube fault detection device with controlled movement speed - Google Patents

In-tube fault detection device with controlled movement speed Download PDF

Info

Publication number
RU2395750C2
RU2395750C2 RU2008103867/06A RU2008103867A RU2395750C2 RU 2395750 C2 RU2395750 C2 RU 2395750C2 RU 2008103867/06 A RU2008103867/06 A RU 2008103867/06A RU 2008103867 A RU2008103867 A RU 2008103867A RU 2395750 C2 RU2395750 C2 RU 2395750C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
projectile
module
control system
hydraulic motors
Prior art date
Application number
RU2008103867/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008103867A (en
Inventor
Андрей Иванович Синев (RU)
Андрей Иванович Синев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Газприборавтоматикасервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Газприборавтоматикасервис" filed Critical Закрытое акционерное общество "Газприборавтоматикасервис"
Priority to RU2008103867/06A priority Critical patent/RU2395750C2/en
Publication of RU2008103867A publication Critical patent/RU2008103867A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2395750C2 publication Critical patent/RU2395750C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: in-tube fault detection device with controlled movement speed, which includes cylindrical housing, consists of two modules with possibility of axial back-and-force movement of one relative to the other, cups, wheel supports, through holes for product along housing, reversible hydraulic drive, control system enclosed in tight controller, odometres, also includes additional tight container, device for changing the pressure drops between front and rear modules. At that, hydraulic drive is equipped with four hydraulic motors equipped with displacement sensors, additional electric drive is introduced; at that, movable rear module of the device is made in the form of front and rear steel walls with holes attached to each other with peripheral hollow cylinder with thickenings in which there inserted are rods, on front side, which have poppet valves, and on rear side - their attachment points to rear wall; on external surface of cylindrical housing of rear module there fixed is polyurethane hollow cylinder with front and rear cups for providing the possibility of back-and-forth movement of rear module relative to cylindrical support inner surface in rear part of front module; at that, additional tight container is connected coaxially to inner cylindrical part of housing, inside it there installed is electric engine of hydraulic pump, electric drive of distributor, tank with fluid and computer control system of hydraulic motors; on four external edges of container there installed are four hydraulic motors the stocks of which are connected to elastic attachment points to rear cover of rear module of the device; at that, on stocks there installed are displacement sensors the outputs of which are connected to the appropriate inputs of control system.
EFFECT: improving control accuracy of speed at simplifying the design of in-tube fault detection device.
7 dwg

Description

Изобретение относится к внутритрубным снарядам для обследования магистральных трубопроводов с повышенной стабильностью скорости движения.The invention relates to in-pipe shells for inspection of trunk pipelines with increased stability of speed.

Известен дефектоскоп для внутритрубного обследования трубопроводов (патент RU №2102738, МПК G01N 27/82, G01N 27/87). Снаряд снабжен байпасным патрубком для перепуска транспортируемого по обследуемому трубопроводу продукта и системой автоматического регулирования скорости перемещений, содержащей датчик скорости перемещения, блок управления с задатчиком скорости и регулирующий орган в виде взаимодействующего со стенкой трубопровода тормозного устройства.Known flaw detector for in-line inspection of pipelines (patent RU No. 2102738, IPC G01N 27/82, G01N 27/87). The projectile is equipped with a bypass pipe for bypassing the product transported through the pipeline being examined and an automatic speed control system containing a speed sensor, a control unit with a speed controller and a regulating body in the form of a brake device interacting with the pipe wall.

Недостатком этого снаряда является то, что введение электромагнита для тормозного устройства требует больших затрат энергии, а мощность аккумуляторов ограничена. Кроме того, регулировка скорости только за счет сил трения приводит к повышенному износу контактной поверхности тормозного устройства и стенок трубопровода.The disadvantage of this projectile is that the introduction of an electromagnet for the braking device requires a large expenditure of energy, and the battery power is limited. In addition, speed control only due to friction forces leads to increased wear of the contact surface of the brake device and the walls of the pipeline.

Известен скребок для очистки внутренней поверхности трубопровода с изменяемой скоростью (патент USA №5208936 от 11.05.1993, МКИ В08В 9/04), который состоит из цилиндрического корпуса с первым и вторым открытым торцом, кольцевого уплотнения между трубопроводом и корпусом, запорного элемента, расположенного внутри корпуса для блокирования потока жидкости, проходящей через корпус, но проходящей через многочисленные вторые отверстия, причем первые отверстия включают устройства, входящие в контакт со вторыми отверстиями, и которые представляют собой перепускные каналы, определяющие величины потока проходящей жидкости, датчики скорости скребка, средства управления привода и средств закрытия. Первые и вторые отверстия расположены по окружности вокруг первой и второй пластин, а перепускные каналы включают многочисленные трубки, проходящие между соответствующими трубками первых и вторых отверстий и образуют центральную полость. Это устройство не позволяет стабилизировать скорость внутритрубного снаряда при максимальном перепуске газа из-за пластин, блокирующих поток газа.Known scraper for cleaning the inner surface of the pipeline with a variable speed (US patent No. 5208936 from 05/11/1993, MKI B08B 9/04), which consists of a cylindrical body with a first and second open end, an annular seal between the pipeline and the housing, a locking element located inside the housing to block the flow of fluid passing through the housing, but passing through numerous second holes, the first holes include devices that come into contact with the second holes, and which are repusknye channels defining the fluid flow passing values, velocity sensors of the scraper, the drive control means and the closing means. The first and second holes are located around the circumference around the first and second plates, and the bypass channels include numerous tubes passing between the corresponding tubes of the first and second holes and form a central cavity. This device does not allow to stabilize the velocity of the in-tube projectile at the maximum gas bypass due to the plates blocking the gas flow.

Известен способ внутритрубной дефектоскопии и дефектоскоп-снаряд для его осуществления (патент РФ №2109206, F17D 5100, В08В 9/04 от 20.04.1998 г., авторов Ефремова Г.А., Усошина В.А. и др.), заключающийся в измерении параметров материала стенок трубы и величин электрических сигналов, зафиксированных дефектоскопическими датчиками при наличии дефектов, в процессе перемещения дефектоскопа-снаряда по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта, определяют координаты выявленных дефектов, регистрируют их, по команде из системы управления производят остановку устройства и возвращают его к координатам выявленного отклонения, с заданной скоростью проводят дефектоскопию, обрабатывают и регистрируют результаты измерений, дефектоскопические датчики укреплены между полюсами постоянных магнитов и размещены группами в кассетах, перекрывающих все сечение трубопровода, дефектоскоп-снаряд является двухзвенным механизмом с гидравлическим приводом осевого возвратно-поступательного перемещения одного звена относительно другого, каждое звено имеет опорные органы.A known method of in-line flaw detection and a flaw detector for its implementation (RF patent No. 2109206, F17D 5100, B08B 9/04 of 04/20/1998, authors Efremova GA, Usoshina VA, etc.), which consists in measuring the parameters of the material of the pipe walls and the magnitude of the electrical signals recorded by the flaw detectors in the presence of defects, during the movement of the flaw detector-projectile through the pipeline in the flow of the transported product, determine the coordinates of the detected defects, register them, make a rest from the control system new device and return it to the coordinates of the detected deviation, perform flaw detection at a given speed, process and record the measurement results, flaw detectors are mounted between the poles of the permanent magnets and placed in groups in cassettes that cover the entire cross section of the pipeline, the flaw detector is a two-link mechanism with a hydraulic axial drive reciprocating movement of one link relative to the other, each link has supporting organs.

Это техническое устройство принимается за прототип. Недостатком прототипа является сложность конструкции и структурной необеспеченности датчиками и их связями, затрудняющими реализацию системы управления скоростью движения дефектоскопа-снаряда.This technical device is taken as a prototype. The disadvantage of the prototype is the complexity of the design and structural lack of sensors and their connections that impede the implementation of the control system for the speed of the flaw detector-projectile.

Задачей изобретения является повышение точности регулирования скорости и упрощения конструкции снаряда-дефектоскопа.The objective of the invention is to improve the accuracy of speed control and simplify the design of the projectile flaw detector.

Поставленная задача достигается за счет того, что во внутритрубный снаряд-дефектоскоп, содержащий цилиндрический корпус, состоящий из двух модулей с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения одного относительного другого, манжеты, колесные опоры, проходные отверстия для продукта вдоль корпуса, реверсивный гидропривод, систему управления, заключенную в герметичный контейнер, одометры, введен дополнительный герметичный контейнер, устройство для изменения перепадов давления между передним и задним модулями, а гидропривод снабжен четырьмя гидродвигателями, снабженными датчиками перемещений. Введен также дополнительный электропривод, при этом подвижный задний модуль снаряда выполнен в виде передней и задней стальных стенок с отверстиями, соединенными между собой периферическим полым цилиндром с утолщениями, в которые вставлены штанги, с передней стороны имеющие конусные клапаны, а с задней - узлы их крепления к задней стенке. На наружной поверхности цилиндрического корпуса заднего модуля укреплен полиуретановый полый цилиндр с передней и задней манжетами для обеспечения возможности осевого возвратно-поступательного перемещения заднего модуля относительно цилиндрической опорной внутренней поверхности в задней части переднего модуля. При этом дополнительный герметичный контейнер соединен соосно с внутренней цилиндрической частью корпуса, внутри него установлены электродвигатель гидронасоса, электропривод распределителя, бачок с жидкостью и система компьютерного управления гидродвигателями, на четырех наружных гранях контейнера установлены четыре гидродвигателя, штоки которых связаны эластичными узлами соединения с задней крышкой заднего модуля снаряда, при этом на штоках установлены датчики перемещения, выходы которых соединены с соответствующими входами системы управления.The task is achieved due to the fact that in an in-tube projectile-flaw detector containing a cylindrical body, consisting of two modules with the possibility of axial reciprocating movement of one relative another, cuffs, wheel bearings, passage holes for the product along the body, reversible hydraulic drive, control system enclosed in a sealed container, odometers, introduced an additional sealed container, a device for changing pressure drops between the front and rear modules, and water provided with four hydraulic motors provided with displacement sensors. An additional electric drive was also introduced, while the movable rear module of the projectile is made in the form of front and rear steel walls with holes interconnected by a peripheral hollow cylinder with bulges, into which rods are inserted, having cone valves on the front side and their attachment points on the back side to the back wall. A polyurethane hollow cylinder with front and rear cuffs is mounted on the outer surface of the cylindrical housing of the rear module to allow axial reciprocating movement of the rear module relative to the cylindrical supporting inner surface at the rear of the front module. In this case, an additional sealed container is connected coaxially with the inner cylindrical part of the housing, inside it there is a hydraulic pump electric motor, a distributor electric drive, a fluid reservoir and a computer control system for hydraulic motors, four hydraulic motors are installed on the four outer faces of the container, the rods of which are connected by elastic connection nodes to the rear rear cover module projectile, while on the rods installed displacement sensors, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the management topics.

Предлагаемое устройство внутритрубного снаряда-дефектоскопа измеряет распределение магнитного поля, наведенного в стенках трубопровода размещенными на снаряде магнитами, с помощью ферромагнитных датчиков или датчиков Холла, внутреннюю поверхность трубы при движении снаряда по трубопроводу в потоке транспортируемого продукта. Электрические сигналы датчиков регистрируют и запоминают. С помощью измерителей координат снаряда, например одометров, определяют координаты дефектов и скорость движения снаряда. При этом поддерживают скорость снаряда в заданных пределах с помощью устройства регулирования скорости, увеличивая или уменьшая сечения проходных отверстий.The proposed device of the in-tube projectile-flaw detector measures the distribution of the magnetic field induced in the pipeline walls by magnets placed on the projectile using ferromagnetic sensors or Hall sensors, the inner surface of the pipe when the projectile moves through the pipeline in the flow of the transported product. The electrical signals of the sensors are recorded and stored. Using projectile coordinate meters, such as odometers, determine the coordinates of defects and the velocity of the projectile. At the same time, the projectile speed is maintained within predetermined limits by means of a speed control device, increasing or decreasing the cross sections of the through holes.

На фиг.1 и фиг.2 изображена конструктивная схема байпасного внутритрубного снаряда - дефектоскопа (снаряда), на фиг.3 изображено сечение снаряда по А-А, на фиг.4 изображен вид снаряда по стрелке Б. На фиг.5 представлена схема соединения гидропривода с системой управления. На фиг.6 изображена схема к расчету перемещений клапана. На фиг.7 представлен узел крепления штока к задней стенке.Figure 1 and figure 2 shows a structural diagram of a bypass in-tube projectile - flaw detector (projectile), figure 3 shows a cross section of the projectile along aa, figure 4 shows a view of the projectile in arrow B. Figure 5 shows the connection diagram hydraulic drive with control system. Figure 6 shows a diagram for calculating valve movements. Figure 7 shows the assembly of the rod to the rear wall.

Снаряд включает в свой состав цилиндрический корпус 1 с цилиндрическими проходами 2, составляющими передний модуль снаряда. Задняя подвижная относительно корпуса 1 часть снаряда 3, составляющая задний подвижный модуль, состоит из стального каркаса, содержащего переднюю 4 и заднюю 5 стенки с отверстиями для пропуска газов. Передняя 4 и задняя 5 стенки соединены обечайкой 6 с четырьмя продольными цилиндрическими отверстиями с утолщениями 7, внутрь которых вставлены штанги 8, с передней стороны заканчивающиеся конусообразными клапанами 9, а с задней - устройствами крепления 10' к задней стенке 5 в виде, например, гаек со стопорами (не показаны). Для обеспечения эластичного подвижного соединения заднего подвижного модуля 3 с корпусом 1 установлен на наружной поверхности обечайки 6 опорный, например, полиуретановый цилиндр 11 с передней 12' и задней манжетами 12”. В качестве направляющей для подвижного заднего модуля 3 снаряда выступает внутренняя цилиндрическая поверхность 13, выполненная в корпусе 1 снаряда, ограниченная спереди буртиком. Он является ограничителем для передней стенки 2 модуля 3 снаряда. Опорный дополнительный контейнер 14 соединен, например, болтами (не показаны) с внутренним торцом задней стороны цилиндрического корпуса 1. На четырех его гранях установлены гидравлические приводы 15, штоки 16, которые своими концами соединены узлом крепления (фиг.5) с задней крышкой 5 таким образом, чтобы обеспечить возможность передачи усилия от гидроприводов как в положительном, так и в отрицательном направлениях по продольной оси снаряда. Подводящие и отводящие трубопроводы к гидродвигателям и устройство их переключения, гидронасос и электродвигатель привода гидронасоса, дополнительный электропривод распределения установлены во внутренней герметичной части 17 дополнительного контейнера 14. Во внутренней части 17 дополнительного контейнера 14 установлены также блоки электроники и питания электропривода.The projectile includes a cylindrical body 1 with cylindrical passages 2 constituting the front module of the projectile. The rear part of the projectile 3 that is movable relative to the housing 1 and constitutes the rear movable module, consists of a steel frame containing the front 4 and rear 5 walls with openings for passing gases. The front 4 and rear 5 walls are connected by a shell 6 with four longitudinal cylindrical openings with bulges 7, inside of which are inserted rods 8, ending on the front with cone-shaped valves 9, and with the back - fastening devices 10 'to the rear wall 5 in the form, for example, of nuts with stoppers (not shown). To ensure an elastic movable connection of the rear movable module 3 with the housing 1, a support, for example, polyurethane cylinder 11 with a front 12 'and rear cuffs 12 ”is installed on the outer surface of the shell 6. As a guide for the movable rear module 3 of the projectile acts the inner cylindrical surface 13, made in the shell body 1, bounded in front by a shoulder. It is a limiter for the front wall 2 of the module 3 of the projectile. The supporting additional container 14 is connected, for example, by bolts (not shown) to the inner end of the rear side of the cylindrical body 1. On its four faces are hydraulic actuators 15, rods 16, which are connected at their ends by a fastening unit (Fig. 5) to the back cover 5 so in such a way as to ensure the possibility of transmission of force from the hydraulic actuators in both positive and negative directions along the longitudinal axis of the projectile. Inlet and outlet pipelines to the hydraulic motors and their switching device, a hydraulic pump and a hydraulic pump drive electric motor, an additional distribution electric drive are installed in the inner sealed part 17 of the additional container 14. In the internal part 17 of the additional container 14, the electronics and power supply units are also installed.

Внутренняя полость цилиндрического корпуса 1 герметизирована с помощью крышки 18, образуя герметичный (основной) контейнер. В нем размещены приборы ориентации и навигации 19, блок электроники 20 для сбора и хранения информации, блок питания 21 в виде, например, литиевых батарей. На периферической части цилиндрического корпуса 1 размещаются либо датчики для обнаружения коррозии и других дефектов трубопровода 22, либо датчики для определения профиля трубопровода 22 и т.д. Снаряд снабжен также манжетами 23 с колесами, колесными одометрами 24.The inner cavity of the cylindrical body 1 is sealed with a lid 18, forming a sealed (main) container. It contains orientation and navigation devices 19, an electronics unit 20 for collecting and storing information, a power supply 21 in the form of, for example, lithium batteries. On the peripheral part of the cylindrical body 1 are either sensors for detecting corrosion and other defects of the pipe 22, or sensors for determining the profile of the pipe 22, etc. The projectile is also equipped with cuffs 23 with wheels, wheel odometers 24.

Гидропривод состоит из гидродвигателей 25, 26, 27, 28, бачка с жидкостью 29, гидронасоса 30, приводимого в действие от электродвигателя 31. Гидродвигатели 25…28 соединены трубопроводами 32 и 33 с левым и правым выходами распределителя жидкости 34, который соединен с дополнительным электроприводом 35 распределителя. Трубопровод 36 соединен с электроприводом 35.The hydraulic drive consists of hydraulic motors 25, 26, 27, 28, a fluid reservoir 29, a hydraulic pump 30 driven by an electric motor 31. Hydraulic motors 25 ... 28 are connected by pipelines 32 and 33 to the left and right outputs of the fluid distributor 34, which is connected to an additional electric drive 35 dispensers. The pipe 36 is connected to the actuator 35.

В свою очередь, распределитель жидкости 34 через электропривод 35 распределителя соединен трубопроводом с нагнетательным выходом 37 гидронасоса 30, его всасывающий вход 38 соединен трубопроводом 39 с бачком 29. К трубопроводу 36 подсоединен вход 40 предохранительного клапана 41, а его выход с помощью трубопровода 42 соединен с бачком 29.In turn, the liquid distributor 34 is connected through the electric actuator 35 of the distributor to the discharge outlet 37 of the hydraulic pump 30, its suction inlet 38 is connected by a pipe 39 to the tank 29. The inlet 40 of the safety valve 41 is connected to the pipeline 36, and its outlet is connected via a pipe 42 to cistern 29.

Все гидравлические соединения и элементы герметизированы, имеются герметичные муфты вводных - выводных трубопроводов из контейнера 14. На штоке 16 гидродвигателя 25 установлен датчик перемещения 43, его электрический выход соединен с соответствующим входом 44 компьютерной системы управления 45. С другим ее входом 46 соединен выход одометра 24. Трубопровод 47 соединяет трубопровод 32 с нагнетательными полостями гидронасосов 26, 27, 28.All hydraulic connections and elements are sealed, there are hermetic couplings of the inlet and outlet pipelines from the container 14. A displacement sensor 43 is installed on the rod 16 of the hydraulic motor 25, its electrical output is connected to the corresponding input 44 of the computer control system 45. The output of the odometer 24 is connected to it 46 The pipe 47 connects the pipe 32 to the discharge cavities of the hydraulic pumps 26, 27, 28.

Выход 48 системы управления 45 соединен со входом электропривода 35 распределителя, а выход 49 системы управления 45 соединен со входом электродвигателя 31.The output 48 of the control system 45 is connected to the input of the electric actuator 35 of the distributor, and the output 49 of the control system 45 is connected to the input of the electric motor 31.

Узел крепления фиг.5 состоит из шайб 50, резиновой или полиуретановой втулки 51, гайки 53 и шплинта 54. Благодаря такому креплению обеспечивается эластичное соединение штоков 16 гидроприводов с задней крышкой 5, обеспечивающее равномерность распределения сил по четырем гидронасосам. Следует отметить, что крышка 5 также обладает упругостью, что способствует согласованию соединений всех штоков четырех гидроприводов с задней крышкой 5, вызванных неточностью их изготовления. При изготовлении снаряда жесткость мест крепления задней крышки можно еще снизить путем разрезания перемычек между креплениями узлов 10' на задней крышке 5.The fastening assembly of FIG. 5 consists of washers 50, a rubber or polyurethane sleeve 51, a nut 53 and a cotter pin 54. Thanks to this fastening, an elastic connection of the hydraulic actuator rods 16 to the rear cover 5 is ensured, which ensures uniform distribution of forces across the four hydraulic pumps. It should be noted that the cover 5 also has elasticity, which contributes to the coordination of the connections of all the rods of the four hydraulic actuators with the rear cover 5, caused by the inaccuracy of their manufacture. In the manufacture of the projectile, the rigidity of the attachment points of the back cover can be further reduced by cutting the jumpers between the mounts of the nodes 10 'on the back cover 5.

Работает снаряд следующим образом. При его запасовке в трубопровод система управления 44 при отсутствии движения снаряда (V=0) устанавливает с помощью штоков 16 гидронасосов 25, 26, 27, 28 подвижный задний модуль 3 в крайнее левое положение, которое изображено на фиг.1 При подаче давления газа Р (фиг.1) снаряд начинает двигаться, поскольку клапаны 8 полностью перекрывают четыре проходных отверстия 2. При большой скорости V движения снаряда (например, больше 4 м/с) по сигналу от одометра система управления 44 с выхода 49 включает электродвигатель 31, и он через муфту 55 приводит в действие гидронасос 30. Кроме того, по сигналам системы управления с выхода 48 электропривод 35 устанавливает распределитель 34 потока жидкости так, что поступившая через трубопровод 32 (или через трубопровод 33) жидкость переместит шток 16 в такое положение, при котором задний подвижный модуль 3 сместится в такое фиксированное положение, при котором образуются зазоры между клапанами 8 и проходными отверстиями 2. При этом разность давлений между передней и задней стенками уменьшится, и скорость снаряда снизится. Для обеспечения устойчивости и качества регулирования скорости V введен в гидродвигатель 44 датчик перемещения 43 штока 16. Сзади снаряд защищен кожухом с отверстиями 56, с передней - кожухом 57 с кольцом 58.The shell works as follows. When it is stocked in the pipeline, the control system 44, in the absence of projectile movement (V = 0), installs, using the rods 16 of the hydraulic pumps 25, 26, 27, 28, the movable rear module 3 to the leftmost position, which is shown in Fig. 1 When applying gas pressure P (FIG. 1), the projectile begins to move, since the valves 8 completely overlap the four through holes 2. At a high velocity V of the projectile’s movement (for example, more than 4 m / s), the control system 44 from output 49 includes an electric motor 31 from the odometer and it through the coupling 55 actuates the hyd the pump 30. In addition, according to the signals of the control system from the output 48, the electric drive 35 installs the fluid flow distributor 34 so that the fluid received through the pipe 32 (or through the pipe 33) moves the rod 16 to a position in which the rear movable module 3 is displaced a fixed position in which gaps are formed between the valves 8 and the through holes 2. In this case, the pressure difference between the front and rear walls will decrease, and the velocity of the projectile will decrease. To ensure stability and quality of speed regulation V, a displacement sensor 43 of the rod 16 is introduced into the hydraulic motor 44. The back of the projectile is protected by a casing with holes 56, from the front by a casing 57 with a ring 58.

Процесс перекрытия или открытия площади проходных цилиндрических сечений осуществляется путем перемещения заднего модуля снаряда по отношению к переднему, на основе установленной зависимости скорости движения снаряда, определяемой по одометру, от величины площади открытия проходных отверстийThe process of overlapping or opening the area of bore cylindrical sections is carried out by moving the rear module of the projectile relative to the front, based on the established dependence of the velocity of the projectile, determined by the odometer, on the size of the area of opening of the bore holes

Figure 00000001
Figure 00000001

где перемещение заднего модуля относительно переднего модуля вызывает открытие площади проходов в соответствии с формулойwhere the movement of the rear module relative to the front module causes the opening of the passage area in accordance with the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

где R0 - радиус каждого проходного отверстия;where R 0 is the radius of each bore;

L0 - длина запорного конуса;L 0 is the length of the locking cone;

n - число проходных отверстий;n is the number of through holes;

y - перемещение заднего модуля относительно переднего.y - movement of the rear module relative to the front.

Закон управления гидропривода задают на основе соотношенияThe control law of the hydraulic drive is set based on the ratio

Figure 00000004
Figure 00000004

где Кос - коэффициент передачи цепи обратной связи;where K OS - gear ratio of the feedback circuit;

Pн - давление на выходе гидронасоса;P n - pressure at the outlet of the hydraulic pump;

Sn - площадь поршня одного гидродвигателя;S n is the piston area of one hydraulic motor;

F - сила, развиваемая четырьмя гидродвигателями.F is the force developed by four hydraulic motors.

Движущая сила снаряда Fдв определяется приближенной формулойThe driving force of the projectile F dv is determined by the approximate formula

Figure 00000005
Figure 00000005

где ΔF - сила движения, определяемая разностью ΔР статических давлений газа на переднюю и заднюю стороны снаряда, меняющаяся в зависимости от степени перекрывания цилиндрических проходов 2;where ΔF is the force of motion, determined by the difference ΔP of static gas pressures on the front and rear sides of the projectile, varying depending on the degree of overlap of the cylindrical passages 2;

ρ - плотность газа;ρ is the gas density;

W - скорость газа относительно снаряда,W is the gas velocity relative to the projectile,

S1 и S2 - площади сечений задней подвижной части 3 снаряда и его неподвижной (относительно корпуса 1) части;S 1 and S 2 - the cross-sectional area of the rear movable part 3 of the projectile and its stationary (relative to the housing 1) part;

ξ1, ξ2 - коэффициенты сопротивления этих частей снаряда;ξ 1 , ξ 2 - resistance coefficients of these parts of the projectile;

mc - масса снаряда;m c is the mass of the projectile;

g - ускорение силы тяжести;g is the acceleration of gravity;

θ - угол тангажа снаряда;θ is the pitch angle of the projectile;

Fmp - сила трения.F mp is the friction force.

Имеем для определения скорости WWe have to determine the speed W

Figure 00000006
Figure 00000006

Т.к. скорость газа относительно снаряда определяется по формулеBecause gas velocity relative to the projectile is determined by the formula

Figure 00000007
Figure 00000007

где υ - скорость газа относительно трубы, скорость движения снаряда относительно трубы F равнаwhere υ is the gas velocity relative to the pipe, the velocity of the projectile relative to the pipe F is

Figure 00000008
Figure 00000008

Нетрудно видеть, что увеличение открытия проходов с помощью клапанов 9 снижает скорость движения снаряда. Расчеты показали, что если проходные отверстия в корпусе снаряда полностью открыты, то сила лобового сопротивления снаряда меньше силы трения снаряда о внутреннюю стенку трубопровода. В этом случае снаряд не движется. При приближении задней части к корпусу снаряда проходные отверстия в корпусе частично перекрываются, сила лобового сопротивления увеличивается, и снаряд начинает движение вдоль трубопровода.It is easy to see that increasing the opening of passages with the help of valves 9 reduces the velocity of the projectile. The calculations showed that if the through-holes in the shell of the projectile are fully open, then the drag force of the projectile is less than the force of friction of the projectile on the inner wall of the pipeline. In this case, the projectile does not move. When approaching the rear to the shell of the projectile, the openings in the housing partially overlap, the drag force increases, and the projectile begins to move along the pipeline.

Коэффициенты гидравлического сопротивления ξ1 и ξ2, входящие в формулы (1)-(5), выражаются через площади открытого сечения прохода S3, всего сечения прохода S4 и сечения трубы So по формулам [Справочник по гидравлическим сопротивлениям. // И.Е.Идельчик: М.: Машиностроение, 1975. - C.125]The hydraulic resistance coefficients ξ 1 and ξ 2 included in formulas (1) - (5) are expressed in terms of the open cross-sectional area of the passage S 3 , the entire cross-section of the passage S 4 and the pipe section S o according to the formulas [Reference for hydraulic resistance. // I.E. Idelchik: M .: Mechanical Engineering, 1975. - C.125]

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

где R - радиус сечения трубопровода;where R is the radius of the cross section of the pipeline;

r1 и r2 - радиусы нижней и верхней границы цилиндрических проходов;r 1 and r 2 are the radii of the lower and upper boundaries of the cylindrical passages;

Cx1=0,15, Сх2=0,2, τ=0,2 - коэффициенты, учитывающие форму головной части снаряда.C x1 = 0.15, C x2 = 0.2, τ = 0.2 - coefficients that take into account the shape of the head of the projectile.

Второе слагаемое в формуле (7) учитывает взаимное влияние заднего подвижного модуля 3 и корпуса 1 снаряда друг на друга.The second term in formula (7) takes into account the mutual influence of the rear movable module 3 and the shell body 1 on each other.

Если через ΔР2 обозначить разность давлений газа между передним и задним торцами корпуса снаряда, то ΔР2 определяется по формулеIf ΔP 2 is the difference in gas pressure between the front and rear ends of the shell, then ΔP 2 is determined by the formula

Figure 00000011
Figure 00000011

где ξ - осредненный коэффициент сопротивления.where ξ is the averaged resistance coefficient.

Как показывают проведенные расчеты, величина ΔР мало изменяется с изменением площади открытой части сечения проходов и скорости движения снаряда в трубопроводе при неизменных рабочем давлении и рабочей скорости движения газа в трубопроводе. На фиг.6 изображены положения клапана 8, закрывающего цилиндрический проход 2 круглого сечения R0 (пунктирная линия), а также его положение, смещенное вправо на величину y. На фиг.6 радиус R соответствует площади перекрытия клапаном проходного сечения, следовательно, открытая площадь для n проходов равнаAs the calculations show, the ΔР value changes little with a change in the area of the open part of the cross-section of passages and the velocity of the projectile in the pipeline at constant working pressure and working speed of gas in the pipeline. Figure 6 shows the position of the valve 8, closing the cylindrical passage 2 of circular cross section R 0 (dashed line), as well as its position, shifted to the right by y. 6, the radius R corresponds to the area of overlap of the passage through the valve, therefore, the open area for n passes is

Figure 00000012
Figure 00000012

Увеличение S приводит к уменьшению Fдв (формулы 1 и 2) и, следовательно, скорости V снаряда относительно трубопровода.An increase in S leads to a decrease in F dv (formulas 1 and 2) and, consequently, the velocity V of the projectile relative to the pipeline.

Если приблизительно аппроксимировать снятую экспериментально зависимость снарядаIf we approximate the experimentally measured dependence of the projectile

Figure 00000013
Figure 00000013

где

Figure 00000014
;Where
Figure 00000014
;

k - коэффициент пропорциональности,k is the coefficient of proportionality,

то тем самым удастся аналитически описать закон управления давлением Рн, подводимым к гидродвигателям от гидронасосаthen it will be possible to analytically describe the pressure control law P n supplied to the hydraulic motors from the hydraulic pump

Figure 00000015
Figure 00000015

где Кос - коэффициент передачи датчика 43;where K OS - the gear ratio of the sensor 43;

КF - коэффициент передачи гидропривода.To F is the gear ratio of the hydraulic drive.

Расчеты показывают, что сила при открытых проходах 2, действующая со стороны движущегося газа на хвостовую часть снаряда, составляет 10-15% от суммарной газодинамической силы, действующей на весь снаряд. При закрытии проходов распределение сил пропорционально площадям S0 и S.Calculations show that the force with open passages 2 acting from the side of the moving gas on the tail of the projectile is 10-15% of the total gas-dynamic force acting on the entire projectile. When closing the aisles, the distribution of forces is proportional to the areas S 0 and S.

Применение предлагаемого изобретения позволит существенно упростить способ регулирования скорости и конструкцию внутритрубного снаряда-дефектоскопа.The application of the present invention will significantly simplify the method of controlling the speed and design of the in-tube shell-flaw detector.

Claims (1)

Внутритрубный снаряд-дефектоскоп с регулируемой скоростью движения, содержащий цилиндрический корпус, состоящий из двух модулей с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения одного относительного другого, манжеты, колесные опоры, проходные отверстия для продукта вдоль корпуса, реверсивный гидропривод, систему управления, заключенную в герметичный контейнер, одометры, отличающийся тем, что в состав снаряда-дефектоскопа дополнительно введены дополнительный герметичный контейнер, устройство для изменения перепадов давления между передним и задним модулями, при этом гидропривод снабжен четырьмя гидродвигателями, снабженными датчиками перемещений, введен дополнительный электропривод, при этом подвижный задний модуль снаряда выполнен в виде передней и задней стальных стенок с отверстиями, соединенными между собой периферическим полым цилиндром с утолщениями, в которые вставлены штанги, с передней стороны имеющие конусные клапаны, а с задней - узлы их крепления к задней стенке, на наружной поверхности цилиндрического корпуса заднего модуля укреплен полиуретановый полый цилиндр с передней и задней манжетами для обеспечения возможности осевого возвратно-поступательного перемещения заднего модуля относительно цилиндрической опорной внутренней поверхности в задней части переднего модуля, при этом дополнительный герметичный контейнер соединен соосно с внутренней цилиндрической частью корпуса, внутри него установлены электродвигатель гидронасоса, электропривод распределителя, бачок с жидкостью и система компьютерного управления гидродвигателями, на четырех наружных гранях контейнера установлены четыре гидродвигателя, штоки которых связаны эластичными узлами соединения с задней крышкой заднего модуля снаряда, при этом на штоках установлены датчики перемещения, выходы которых соединены с соответствующими входами системы управления.  An in-line variable velocity flaw detector containing a cylindrical body, consisting of two modules with the possibility of axial reciprocating movement of one relative other, cuffs, wheel bearings, passage holes for the product along the body, reversible hydraulic drive, control system enclosed in a sealed container , odometers, characterized in that an additional pressurized container is additionally introduced into the composition of the flaw detector, a device for changing differences yes between the front and rear modules, while the hydraulic drive is equipped with four hydraulic motors equipped with displacement sensors, an additional electric drive is introduced, while the movable rear projectile module is made in the form of front and rear steel walls with holes interconnected by a peripheral hollow cylinder with thickenings into which rods are inserted that have cone valves on the front side and their attachment points to the rear wall on the back side; a liurethane hollow cylinder with front and rear cuffs to enable axial reciprocating movement of the rear module relative to the cylindrical supporting inner surface in the rear of the front module, while the additional sealed container is connected coaxially with the inner cylindrical part of the housing, a hydraulic pump motor, an electric drive of the distributor are installed inside it , a tank with liquid and a computer control system for hydraulic motors, on the four outer faces of the contour Four hydraulic motors were installed, the rods of which are connected by elastic knots to the rear cover of the rear projectile module, while the rods are equipped with displacement sensors, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the control system.
RU2008103867/06A 2008-01-31 2008-01-31 In-tube fault detection device with controlled movement speed RU2395750C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008103867/06A RU2395750C2 (en) 2008-01-31 2008-01-31 In-tube fault detection device with controlled movement speed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008103867/06A RU2395750C2 (en) 2008-01-31 2008-01-31 In-tube fault detection device with controlled movement speed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008103867A RU2008103867A (en) 2009-08-10
RU2395750C2 true RU2395750C2 (en) 2010-07-27

Family

ID=41049087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008103867/06A RU2395750C2 (en) 2008-01-31 2008-01-31 In-tube fault detection device with controlled movement speed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2395750C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485390C1 (en) * 2011-12-29 2013-06-20 Радик Сахеевич Янышев Hydraulic movement speed stabiliser for in-tube shell-flaw detector

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2451867C2 (en) * 2010-06-17 2012-05-27 Открытое акционерное общество "Газпром" In-tube control apparatus and method for moving it in gas main with preset uniform velocity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485390C1 (en) * 2011-12-29 2013-06-20 Радик Сахеевич Янышев Hydraulic movement speed stabiliser for in-tube shell-flaw detector

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008103867A (en) 2009-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103688053B (en) For measuring membrane pump and the correlation method of fluid
RU2451867C2 (en) In-tube control apparatus and method for moving it in gas main with preset uniform velocity
AU2010217396B2 (en) Pipeline apparatus and method
US20070234778A1 (en) Flow meter calibration apparatus and method
CN108760280A (en) A kind of large torque power drilling tool fictitious load experimental rig
RU55985U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE DENSITY OF A FLUID WATER OIL MIXTURE
US4549426A (en) Compact flow prover
CN103994806B (en) Dual cavity piston fluid aligner
RU2369783C1 (en) In-tube inspection shell-defectoscope with controlled movement speed
CN102607655B (en) Mass flowmenter
RU2395750C2 (en) In-tube fault detection device with controlled movement speed
US8950235B2 (en) Self-flushing small volume prover apparatus, method and system
CN107560855A (en) A kind of filmatic bearing dynamic and static state performance experimental rig
CN107878716A (en) A kind of buoyancy regulating device based on sea water pump
MX2010009812A (en) Pipe with integrated process monitoring.
EP2694925A1 (en) Velocity type flow meter with electronic readout
CN108035883B (en) Dynamics experiment device and method for researching gap of front cover plate of impeller of multistage centrifugal pump
CN102985705A (en) An encoder to determine the position of a piston in a hydraulic or a pneumatic cylinder
CN208579922U (en) A kind of large torque power drilling tool fictitious load experimental rig
CN102975906A (en) Powder bag leakage detection device
KR101270178B1 (en) Sensor device for magnetic flux leakage inspection having intensity of magnetic force modulating function
US20210293234A1 (en) Reciprocating piston pump
RU2382934C1 (en) Flaw detector-projectile for intratubal investigation of pipelines
RU2807007C1 (en) Method for measuring volume, mass, volume and mass flow of liquid and gas and piston flow meter for its implementation
RU2361198C1 (en) Pig-defectoscope with variable speed of movement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100201