本發(fā)明涉及一種變徑式球形封堵器，用于管道焊接作業(yè)過(guò)程中管道切斷部位的封堵。

背景技術(shù)：

在油氣儲(chǔ)運(yùn)與城市燃?xì)夤こ讨?，石油與天然氣輸送需要敷設(shè)長(zhǎng)距離大口徑管道，對(duì)在役油氣管道，隨著管道使用年限增長(zhǎng)，管道可能因腐蝕、疲勞和機(jī)械損傷等因素造成破壞和缺陷，或者由于城市建設(shè)等原因需要在役管道改線(xiàn)等，均需要在役油氣管道部分切斷后，重新焊接新的管道，焊接技術(shù)將涉及到動(dòng)火作業(yè)，為保證施工安全需要將殘留在管道中的油氣進(jìn)行置換或者封堵。

現(xiàn)有的動(dòng)火技術(shù)主要包括置換動(dòng)火技術(shù)、安全封堵動(dòng)火技術(shù)，其中氮?dú)庵脫Q技術(shù)因具有技術(shù)操作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)控制嚴(yán)格而被廣泛采用，但是在實(shí)際動(dòng)火作業(yè)技術(shù)中，原來(lái)置換合格的天然氣管道，因內(nèi)部存在凝析油的揮發(fā)，導(dǎo)致動(dòng)火作業(yè)中置換條件不合格，需要停止焊接，重啟氮?dú)庵脫Q，直至條件合格后方可繼續(xù)動(dòng)火，這就延長(zhǎng)了動(dòng)火作業(yè)周期，增加動(dòng)火作業(yè)成本；安全封堵技術(shù)有采用冷凍封堵技術(shù)，該技術(shù)利用固水乳化劑在低溫下與管壁的凍粘效應(yīng)實(shí)現(xiàn)油氣隔離，但是此技術(shù)需要較長(zhǎng)的介質(zhì)冷凍時(shí)間，前期準(zhǔn)備時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，動(dòng)火作業(yè)成本增加。

現(xiàn)有管道焊接封堵器，采用常規(guī)密封型清管器進(jìn)行封堵，施工完成后依靠管道內(nèi)介質(zhì)推動(dòng)清管器進(jìn)行回收。因?yàn)椴捎闷ね肱c管道過(guò)盈配合進(jìn)行密封，為保證密封效果，管道和清管器之間接觸力過(guò)大，回收過(guò)程介質(zhì)推動(dòng)難度大，同時(shí)容易造成清管器磨損嚴(yán)重和管道擦傷等問(wèn)題。另一方面，對(duì)于海底管道水下干式焊接，在管道切斷以后同樣需要用密封型清管器進(jìn)行封堵，操作室將管段罩起來(lái)排水后實(shí)施焊接。這種工況下，更加要求清管器封堵有效，液體介質(zhì)不能泄漏進(jìn)入焊接部位影響焊接效果。

基于上述技術(shù)背景，本發(fā)明特提供一種變徑式球形封堵器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為了克服現(xiàn)有管道封堵器封堵不嚴(yán)以及回收過(guò)程阻力過(guò)大的缺點(diǎn)，特提供一種變徑式球形封堵器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種變徑式球形封堵器，包括電機(jī)、偏心塊、殼體、振動(dòng)開(kāi)關(guān)、可控單向閥、振動(dòng)桿、安裝板；殼體為球殼結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)安裝注入接頭，可控單向閥和振動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)置在殼體內(nèi)，振 動(dòng)桿一端安裝到安裝板上，振動(dòng)桿懸臂端設(shè)置振動(dòng)開(kāi)關(guān)，振動(dòng)開(kāi)關(guān)和可控單向閥固定到一起，電機(jī)輸出軸上安裝偏心塊，電機(jī)設(shè)置在本發(fā)明所述封堵器安裝位置對(duì)應(yīng)的管道外側(cè)；其特征在于：

殼體內(nèi)安裝注入接頭，注入接頭與殼體外界連通，通過(guò)注入接頭向殼體內(nèi)注入液體；殼體內(nèi)設(shè)置振動(dòng)桿、安裝板、振動(dòng)開(kāi)關(guān)和可控單向閥；振動(dòng)桿為懸臂梁結(jié)構(gòu)，振動(dòng)桿端部固定到安裝板上，振動(dòng)桿的懸臂端設(shè)置振動(dòng)開(kāi)關(guān)；振動(dòng)開(kāi)關(guān)和可控單向閥固定到一起并安裝到安裝板上；可控單向閥的排液口連通殼體內(nèi)部空間，用軟管連接可控單向閥的進(jìn)液口和注入接頭；

電機(jī)輸出軸上安裝偏心塊，電機(jī)設(shè)置在本發(fā)明所述封堵器安裝位置對(duì)應(yīng)的管道外側(cè)；電機(jī)轉(zhuǎn)速與振動(dòng)桿的某階固有頻率之間相差10％以?xún)?nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)振動(dòng)桿共振；

檔桿與頂桿垂直布置并設(shè)置于振動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)，檔桿一端設(shè)置壓縮彈簧，檔桿另一端靠近振動(dòng)桿端部；頂桿與可控單向閥的閥芯同軸布置，頂桿一端設(shè)置壓縮彈簧另一端頂在可控單向閥的閥芯端部；頂桿上安裝卡銷(xiāo)，所述卡銷(xiāo)與檔桿配合并限制頂桿軸向移動(dòng)；檔桿為階梯軸，檔桿大徑部分擋住卡銷(xiāo)，限制頂桿軸向位移；檔桿小徑部分不能擋住卡銷(xiāo)，頂桿可以軸向伸出。

本發(fā)明具有的有益效果是：1、本發(fā)明無(wú)電控部分，對(duì)油氣管道使用安全性更高；2、通過(guò)共振開(kāi)關(guān)控制殼體泄流，泄流方式可靠，操作方便；3.縮徑回收，降低回收過(guò)程的阻力，同時(shí)降低清管器卡堵風(fēng)險(xiǎn)；4、采用球形清管器結(jié)構(gòu)，管道內(nèi)通過(guò)性能好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖2為本發(fā)明所述可控單向閥和振動(dòng)開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)原理圖。

圖3為本發(fā)明圖3的剖視圖。

圖4為本發(fā)明所述振動(dòng)開(kāi)關(guān)外觀(guān)圖。

圖中：1.電機(jī)；2.偏心塊；3.管道；4.殼體；5.排氣孔；6.軟管；7.注入接頭；8.振動(dòng)開(kāi)關(guān)；9.可控單向閥；91.進(jìn)液孔；92.排液孔；93.控制閥芯；10.振動(dòng)桿；11.安裝板；12.閥座；13.開(kāi)關(guān)閥芯；14.安裝筒；15.檔桿；16.卡銷(xiāo)；17.頂桿；18.控制桿；19.開(kāi)關(guān)座。

具體實(shí)施方式

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(lái)確定具體的實(shí)施方式。下面結(jié)合圖1～4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(shuō)明書(shū)附圖1的布局方向來(lái)確定的。

殼體4為橡膠球殼，殼體4內(nèi)安裝注入接頭7，注入接頭7與殼體4外界連通，通過(guò)注 入接頭7向殼體4內(nèi)注入液體。殼體4設(shè)置排氣孔5，所述排氣孔5設(shè)置在殼體4安裝位置的上方，當(dāng)通過(guò)注入接頭7向殼體4內(nèi)注入液體時(shí)候，殼體4內(nèi)的空氣通過(guò)排氣孔5排出，空氣排出后關(guān)閉排氣孔5。

殼體4內(nèi)設(shè)置振動(dòng)桿10、安裝板11、振動(dòng)開(kāi)關(guān)8和可控單向閥9。振動(dòng)桿10為懸臂梁結(jié)構(gòu)，振動(dòng)桿10一端固定到安裝板11上，振動(dòng)桿10的懸臂端設(shè)置振動(dòng)開(kāi)關(guān)8。振動(dòng)開(kāi)關(guān)8和可控單向閥9固定到一起并安裝到安裝板11上?？煽貑蜗蜷y9的排液口連通殼體4內(nèi)部空間，可控單向閥9的進(jìn)液口連通注入接頭7，用軟管6連接可控單向閥9的進(jìn)液口和注入接頭7。

電機(jī)1輸出軸上安裝偏心塊2，電機(jī)1設(shè)置在本發(fā)明所述封堵器安裝位置對(duì)應(yīng)的管道3外側(cè)。電機(jī)1轉(zhuǎn)速與振動(dòng)桿10的某階固有頻率之間相差10％以?xún)?nèi)，電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)振動(dòng)桿10共振。

可控單向閥9的閥座12與振動(dòng)開(kāi)關(guān)8的開(kāi)關(guān)座19之間用螺紋方式連接，控制閥芯93和開(kāi)關(guān)閥芯13設(shè)置在閥座12內(nèi)并同軸布置，控制閥芯93設(shè)置在可控單向閥9的進(jìn)液孔91和排液孔92之間。頂桿17設(shè)置在開(kāi)關(guān)座19內(nèi)，頂桿17與控制閥芯93同軸布置，頂桿17頂在控制閥芯93后端，頂桿17后端設(shè)置壓縮彈簧。

頂桿17為階梯軸，頂桿17安裝在開(kāi)關(guān)座19內(nèi)，開(kāi)關(guān)座19在頂桿17安裝位置設(shè)置縱向滑槽，卡銷(xiāo)16和控制桿18設(shè)置在所述滑槽內(nèi)。頂桿17端部安裝控制桿18，頂桿17在控制桿18前端位置安裝卡銷(xiāo)16，控制桿18伸出開(kāi)關(guān)座19，可以通過(guò)控制桿18將頂桿17向后滑動(dòng)。

安裝筒14與開(kāi)關(guān)座19垂直布置，安裝筒14與開(kāi)關(guān)座19用螺紋方式連接，安裝筒14內(nèi)設(shè)置檔桿15。檔桿15一端設(shè)置壓縮彈簧并安裝到安裝筒14內(nèi)，檔桿15另一端伸出開(kāi)關(guān)座19并靠近振動(dòng)桿10懸臂端。檔桿15為階梯軸，檔桿15大徑部分擋住卡銷(xiāo)16，限制頂桿17軸向位移；檔桿15小徑部分不能擋住卡銷(xiāo)16，頂桿17可以軸向伸出并推動(dòng)控制閥芯93。

本發(fā)明的原理是：

管道3切斷以后，將本發(fā)明所述裝置設(shè)置于需要封堵的管道3內(nèi)部，通過(guò)注入接頭7向殼體4內(nèi)注入液體，殼體4膨脹并壓緊在管道3內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)密封。

管道3焊接作業(yè)完成后，啟動(dòng)管道3外側(cè)安裝的電機(jī)1，電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)偏心塊2產(chǎn)生特定頻率的振動(dòng)?？刂齐姍C(jī)1轉(zhuǎn)速和振動(dòng)桿10某階固有頻率接近，殼體4內(nèi)部的振動(dòng)桿10產(chǎn)生共振，振動(dòng)桿10的劇烈振動(dòng)產(chǎn)生端部擺動(dòng)。振動(dòng)開(kāi)關(guān)8的檔桿15在振動(dòng)桿10作用下產(chǎn)生軸向移動(dòng)，從而打開(kāi)頂桿17的卡銷(xiāo)16，頂桿17軸向推動(dòng)控制閥芯93并打開(kāi)可控單向閥9。殼體4內(nèi)的介質(zhì)依次通過(guò)排液孔92、進(jìn)液孔91、軟管6、注入接頭7排出，殼體4 在自身彈力作用下回彈，殼體4與管道3之間的壓緊力降低，管道3內(nèi)介質(zhì)推動(dòng)本發(fā)明所述封堵器從管道3內(nèi)排出。