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一種清管器速度采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種清管器速度采集裝置，能夠克服半交叉皮帶傳動(dòng)速度采集方式的缺點(diǎn)，為非電控主動(dòng)控制清管器提供技術(shù)支撐。其技術(shù)方案：速度采集輪安裝到泵輸入軸上，泵用螺栓連接到支撐桿頂端，支撐桿鉸接到支座兩邊，用彈簧拉緊使速度采集輪壓緊在管道內(nèi)壁，馬達(dá)安裝在支座端部，馬達(dá)輸出軸位于管道中心，用液壓膠管將油箱出口連接到泵入口，泵出口連接到馬達(dá)入口，馬達(dá)出口連接到油箱入口。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無電器元件，安全可靠，可以用于長(zhǎng)距離天然氣管道清管。本發(fā)明可以采用多個(gè)液壓泵并聯(lián)工作，獲取清管器速度的同時(shí)，能夠提供較大的動(dòng)力輸出，方便其他非電控的主動(dòng)控制方案的設(shè)計(jì)。
【專利說明】一種清管器速度采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于天然氣管道的清管器速度采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]清管器在通過管道上下坡段、彎曲段、積液積砂及結(jié)垢段時(shí)速度變化較大，直接使用常規(guī)清管器不能夠滿足速度控制要求。在對(duì)天然氣管道進(jìn)行清管和檢測(cè)過程中，一般法規(guī)要求清管設(shè)備運(yùn)行速度為3.5?5m/s ;管道內(nèi)檢測(cè)設(shè)備為了獲得較佳的檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，要求設(shè)備的運(yùn)行速度低于5m/s ;電磁超聲檢測(cè)設(shè)備則要求其運(yùn)行速度低于2m/s。
[0003]現(xiàn)有天然氣管道清管器速度控制方式為主動(dòng)控制方式和被動(dòng)控制方式。
[0004]目前的主動(dòng)控制方式采用旁通閥控制方案，其技術(shù)方案是:用里程輪采集清管器速度或者用速度/加速度傳感器獲得清管器速度；通過電控系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理；再通過電機(jī)來調(diào)整泄流閥的開啟程度；以此控制清管器前后壓差，調(diào)整清管器推動(dòng)力，從而控制清管器運(yùn)行速度。目前的主動(dòng)控制方式控制電機(jī)消耗電能，清管器自帶的蓄電池電量有限，因此長(zhǎng)距離管道清管受到限制。另一方面，電控方式的旁通閥控制方案因?yàn)榭紤]管內(nèi)介質(zhì)、管道形狀等諸多因素而變得復(fù)雜。
[0005]在主動(dòng)控制方面，專利CN201310496586.0公開了一種機(jī)械式清管器速度控制器，該控制器利用速度采集輪采集清管器運(yùn)行速度，并通過半交叉皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)位于控制器中心的質(zhì)量塊轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量塊離心力產(chǎn)生控制阻力。半交叉皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)兩個(gè)皮帶輪安裝距離有較高要求，且半交叉皮帶傳動(dòng)皮帶跑偏風(fēng)險(xiǎn)較大。
[0006]被動(dòng)控制方式是通過調(diào)節(jié)清管作業(yè)中進(jìn)氣端和排氣端的壓力和進(jìn)氣流量來間接控制清管器速度。因?yàn)闅怏w的可壓縮性，被動(dòng)控制方式往往難以達(dá)到較好速度控制效果，清管器容易因?yàn)樗俣冗^大引起沖擊、皮碗嚴(yán)重磨損甚至清管器損壞等問題。國(guó)內(nèi)旁通閥主動(dòng)控制方式清管器尚不成熟，國(guó)外該類清管器租用價(jià)格昂貴，目前國(guó)內(nèi)天然氣管道清管仍然以被動(dòng)控制方式為王。
[0007]因此，研究非電控的清管器主動(dòng)控制方式和設(shè)備具有意義。非電控清管器速度控制方案中，需要通過機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)獲得清管器運(yùn)行速度，并將所獲取的速度轉(zhuǎn)化為控制力或控制動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的:為了克服半交叉皮帶傳動(dòng)速度采集方式的缺點(diǎn)，為非電控方式的主動(dòng)控制清管器提供技術(shù)支撐，特提供一種清管器速度采集裝置。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0010]一種清管器速度采集裝置，包括速度采集輪、支座、支撐桿、油箱、液壓泵、液壓馬達(dá)，其特征在于:液壓泵驅(qū)動(dòng)軸從液壓泵殼體兩端伸出，對(duì)稱布置，速度采集輪安裝到液壓泵驅(qū)動(dòng)軸兩邊并用螺母固定，液壓泵用螺栓連接到支撐桿端部，支撐桿另一端鉸接到支座上，拉伸彈簧連接液壓泵和支座，速度采集輪壓緊在管道內(nèi)壁；液壓馬達(dá)安裝在支座端部并用螺栓連接固定，馬達(dá)輸出軸位于管道中心；油箱為封閉型，油箱用螺栓固定在支座上，油箱出口用液壓膠管連接到泵入口，泵出口用液壓膠管連接到馬達(dá)入口，馬達(dá)出口用液壓膠管連接到油箱入口。
[0011]泵出口與馬達(dá)入口之間設(shè)置動(dòng)力液匯集箱，馬達(dá)出口用液壓膠管鏈接到動(dòng)力液匯集箱入口，動(dòng)力液匯集箱出口用液壓膠管鏈接到馬達(dá)入口。
[0012]液壓馬達(dá)輸出軸通過聯(lián)軸器連接到行星齒輪變速箱，行星齒輪變速箱用螺栓連接到支座上。
[0013]所述液壓泵為齒輪泵或者徑向柱塞泵，液壓泵數(shù)量為2?6個(gè)。
[0014]所述液壓馬達(dá)為徑向柱塞馬達(dá)或者齒輪馬達(dá)。
[0015]本發(fā)明具有的有益效果是:(I)本發(fā)明所述速度采集裝置無電器元件，安全可靠，不需要通過蓄電池存儲(chǔ)能量，可以用于長(zhǎng)距離天然氣管道清管；(2)本發(fā)明所述速度采集裝置在獲取清管器速度的同時(shí)，能夠提供較大的動(dòng)力輸出，方便其他非電控的主動(dòng)控制方案的設(shè)計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0017]圖2為圖1的局部向視圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的一種應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0019]圖中:1.速度采集輪；2.液壓泵；3.泵出口 ；4.泵入口 ；5.拉伸彈簧；6.支撐桿；
7.馬達(dá)入口 ；8.馬達(dá)出口 ；9.徑向柱塞馬達(dá)；10.動(dòng)力液匯集箱；11.驅(qū)動(dòng)軸；12.壓環(huán)；13.橡膠封頭；14.油箱入口 ；15.油箱；16.馬達(dá)輸出軸；17.聯(lián)軸器a ; 18.變速箱輸入軸；19.行星齒輪變速箱；20.變速箱輸出軸；21.聯(lián)軸器b ;22.滑套軸；23.限位銷釘；24.推力軸承；25.轉(zhuǎn)筒；26.滑套；27.摩擦塊；28.連桿a ;29.連桿b ；30.端蓋；31.角接觸球軸承；32.連桿通孔；33.支撐輪；34.筒體；35.連桿c ;36.質(zhì)量塊；37.連桿d ;38.臺(tái)階面a ；39.支座；40.臺(tái)階面b ;41.油箱出口 ；42.動(dòng)力液匯集箱入口 ；43.動(dòng)力液匯集箱出口 ；44.液壓膠管。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明不受下述實(shí)施實(shí)例的限制，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。下面結(jié)合圖1、2、3對(duì)本發(fā)明作以下描述。上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖3的布局方向來確定的。
[0021]如圖1、2所示，驅(qū)動(dòng)軸11從液壓泵2殼體兩端伸出，對(duì)稱布置。驅(qū)動(dòng)軸11兩端分別安裝一個(gè)速度采集輪1，用螺母固定。支撐桿6連接到液壓泵2殼體上，用螺栓固定，支撐桿6另一端鉸接到支座39上端圓柱面上，4個(gè)支撐桿6在支座39圓周方向均勻布置。拉伸彈簧5連接液壓泵2和支座39，彈簧拉力使速度采集輪I壓緊在管道內(nèi)壁。
[0022]如圖1所示，油箱15的底面靠在支座臺(tái)階面b40上，并用螺栓連接固定，油箱15外圓柱面上設(shè)置I個(gè)油箱入口 14，4個(gè)油箱出口 41。油箱15截面為U字形的圓環(huán)，用橡膠封頭13密封，橡膠封頭13截面為U字形的圓環(huán)，橡膠封頭13設(shè)置于油箱15環(huán)形空間內(nèi)，橡膠封頭13外沿用壓環(huán)12壓緊在油箱15外沿上，并用螺栓連接。動(dòng)力液匯集箱10為截面為矩形的圓環(huán)，動(dòng)力液匯集箱10外部側(cè)面設(shè)置4個(gè)動(dòng)力液匯集箱入口 42，動(dòng)力液匯集箱10上部設(shè)置I個(gè)動(dòng)力液匯集箱出口 43。動(dòng)力液匯集箱10下部將橡膠封頭13內(nèi)環(huán)壓緊在油箱15內(nèi)沿上，并用螺栓固定。
[0023]如圖1所示，液壓膠管44將4個(gè)泵入口 4分別連接到4個(gè)油箱出口 41，液壓膠管44將4個(gè)泵出口 3分別連接到4個(gè)動(dòng)力液匯集箱入口 42，液壓膠管44將動(dòng)力液匯集箱出口 43連接到馬達(dá)入口 7，液壓膠管44將馬達(dá)出口 8連接到油箱入口 14。
[0024]如圖1所示，徑向柱塞馬達(dá)9安裝到支座39上端面，并用螺栓固定，馬達(dá)輸出軸16位于管道中心，馬達(dá)輸出軸16通過聯(lián)軸器al7與變速箱輸入軸18連接，行星齒輪變速箱19安裝到支座39臺(tái)階面a38中間，并用螺栓固定。
[0025]如圖3所示，聯(lián)軸器b21將變速箱輸出軸20和滑套軸22連接，滑套軸22另一端通過角接觸球軸承31安裝到端蓋30中心孔內(nèi)。端蓋30用螺栓連接到筒體34下端面，筒體34上端面與支座39用螺栓連接。筒體34下端圓柱面上安裝4個(gè)支撐輪，對(duì)稱布置。支座39上安裝4個(gè)支撐輪，對(duì)稱布置。
[0026]如圖3所示，滑套26套在滑套軸22上，滑套26外套轉(zhuǎn)筒25，滑套軸22中部靠近滑套26位置鉆孔，安裝限位銷釘23，限位銷釘23限制滑套26上行距離。轉(zhuǎn)筒25上鉸接連桿c35，聯(lián)軸器b21上鉸接連桿d37，連桿c35和連桿d37的另一端鉸接到質(zhì)量塊36上?；?6上端設(shè)置臺(tái)階，轉(zhuǎn)筒25通過推力軸承24壓緊在滑套26臺(tái)階面上。
[0027]如圖3所示，端蓋30沿徑向設(shè)置4個(gè)槽形連桿通孔32，沿端蓋30圓周方向均勻布置，連桿a28穿過端蓋30的槽形連桿通孔32鉸接到滑套26下部圓柱面上。端蓋30下端圓周方向鉸接4根連桿b29，連桿b29與槽形連桿通孔32對(duì)齊。連桿a28和連桿b29另一端鉸接到摩擦塊27上。
[0028]本發(fā)明的原理是:速度采集輪I在拉伸彈簧5作用下壓緊在管道內(nèi)壁，在運(yùn)行過程中速度采集輪I帶動(dòng)液壓泵2工作，液壓泵2從油箱15吸油，加壓后輸入到動(dòng)力液匯集箱10，動(dòng)力液匯集箱10通過液壓膠管44將動(dòng)力液輸送到馬達(dá)入口 7，做功后的動(dòng)力液從馬達(dá)出口 8流回到油箱15。這樣，速度采集輪I的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為了馬達(dá)輸出軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)輸出軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)作為本發(fā)明所述清管器速度采集裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力輸出。
[0029]圖3所示機(jī)構(gòu)的原理是:圖3所示機(jī)構(gòu)設(shè)置于清管器后側(cè)，隨著清管器一同在管道內(nèi)運(yùn)行，馬達(dá)輸出軸16的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過行星齒輪變速箱19增速后帶動(dòng)聯(lián)軸器a21轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)質(zhì)量塊36轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量塊36的離心力對(duì)滑套26產(chǎn)生向上的拉力，滑套26向上的拉力通過連桿a28和連桿b29使摩擦塊27和管道內(nèi)壁之間產(chǎn)生壓緊力。摩擦塊27產(chǎn)生的摩擦阻力隨著圖3所示機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度的升高而升高，隨著圖3所示機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度的降低而降低，在摩擦塊27產(chǎn)生的變化的摩擦阻力作用下，清管器運(yùn)行速度更加穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.一種清管器速度采集裝置，包括速度采集輪、支座、支撐桿、油箱、液壓泵、液壓馬達(dá)，其特征在于: 液壓泵驅(qū)動(dòng)軸從液壓泵殼體兩端伸出，對(duì)稱布置，速度采集輪安裝到液壓泵驅(qū)動(dòng)軸兩邊并用螺母固定，液壓泵用螺栓連接到支撐桿端部，支撐桿另一端鉸接到支座上，拉伸彈簧連接液壓泵和支座，速度采集輪壓緊在管道內(nèi)壁； 液壓馬達(dá)安裝在支座端部并用螺栓連接固定，馬達(dá)輸出軸位于管道中心； 油箱為封閉型，油箱用螺栓固定在支座上，油箱出口用液壓膠管連接到泵入口，泵出口用液壓膠管連接到馬達(dá)入口，馬達(dá)出口用液壓膠管連接到油箱入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述清管器速度采集裝置，其特征在于，泵出口與馬達(dá)入口之間設(shè)置動(dòng)力液匯集箱，馬達(dá)出口用液壓膠管鏈接到動(dòng)力液匯集箱入口，動(dòng)力液匯集箱出口用液壓膠管鏈接到馬達(dá)入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述清管器速度采集裝置，其特征在于，液壓馬達(dá)輸出軸通過聯(lián)軸器連接到行星齒輪變速箱，行星齒輪變速箱用螺栓連接到支座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述清管器速度采集裝置，其特征在于，所述液壓泵為齒輪泵或者徑向柱塞泵，液壓泵數(shù)量為2?6個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述清管器速度采集裝置，其特征在于，所述液壓馬達(dá)為徑向柱塞馬達(dá)或者齒輪馬達(dá)。
【文檔編號(hào)】G01P1/04GK103983800SQ201410225525
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】梁政, 何虹鋼, 王亞雄, 葉哲偉 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)