本發(fā)明涉及一種液控旁通閥式調(diào)速清管器，用于管道清管作業(yè)。

背景技術(shù)：

在對(duì)油氣管道進(jìn)行清管和檢測(cè)過(guò)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5 m/s；電磁超聲檢測(cè)設(shè)備則要求其運(yùn)行速度低于2 m/s。清管器在通過(guò)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。

現(xiàn)有油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。

主動(dòng)控制采用旁通閥控制方式，其技術(shù)方案為：用里程輪采集清管器速度或者用加速度傳感器獲得清管器速度；電控系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理；通過(guò)電機(jī)來(lái)調(diào)整泄流閥的開(kāi)啟程度；再通過(guò)泄流閥開(kāi)度調(diào)節(jié)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。

被動(dòng)控制方式是通過(guò)調(diào)節(jié)清管作業(yè)中入口端和出口端的介質(zhì)壓力和流量來(lái)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^(guò)大引起沖擊，造成清管器和管道損傷等問(wèn)題。

專利CN201410219086.7公布了一種自動(dòng)調(diào)速清管器，該方案采用半交叉皮帶傳動(dòng)，在管道內(nèi)復(fù)雜工況下皮帶容易跑偏和打滑，并且該方案速度采集輪通過(guò)彈簧拉力和支撐桿實(shí)現(xiàn)，總體布局長(zhǎng)度較長(zhǎng)，難以滿足清管器通過(guò)管道彎管部分要求。

專利CN201410225525.5公布了一種清管器速度采集裝置，該方案采用速度采集輪驅(qū)動(dòng)液壓泵的方式，用拉伸彈簧和撐桿將速度采集輪壓緊在管道內(nèi)壁。因此該方案應(yīng)用在清管器上，清管器整體長(zhǎng)度會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)，不利于裝置通過(guò)彎管。

專利CN 201410708220.X公布了一種帶液壓系統(tǒng)的清管器速度控制器，該方案將清管器速度通過(guò)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為中心質(zhì)量塊的轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量塊轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力對(duì)剎車片產(chǎn)生擠壓力。該方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可行性較低。

專利CN 201610134623.7公布了一種旋轉(zhuǎn)式旁通閥調(diào)速清管器，該方案速度采集輪采用徑向布置，通過(guò)管道三通部位容易卡死。

專利CN 201610015859.9公布了一種清管器液控剎車裝置，該方案通過(guò)液壓系統(tǒng)采集清管器運(yùn)行速度，并差生一個(gè)與速度相關(guān)的控制阻力。專利CN 201610013135.0公布了一種清管器剎車裝置，該方案采用液壓系統(tǒng)采集清管器運(yùn)行速度，并通過(guò)質(zhì)量塊轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生控制力。上述兩種方案中，剎車片持續(xù)與管道摩擦，并且與常規(guī)清管器器串聯(lián)使用，增加了整套設(shè)備復(fù)雜程度。

專利CN 201610013358.7公布了一種旁通閥式調(diào)速清管器，該方案速度采集輪設(shè)置在清管器中間，軸向滑動(dòng)旁通閥設(shè)置在筒體中間位置，布局上使得中間節(jié)流閥過(guò)?。煌瑫r(shí)徑向布置的速度采集輪在三通部位容易卡死。

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。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)油氣管道清管仍然以被動(dòng)控制方式為主。因此，研制適用工況更廣自動(dòng)調(diào)速清管器具有重要意義和使用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：為了克服現(xiàn)有清管器旁通閥泄流控制方式的缺點(diǎn)，并克服現(xiàn)有調(diào)速清管器管道內(nèi)通過(guò)性不強(qiáng)的缺點(diǎn)，特提供一種液控旁通閥式調(diào)速清管器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種液控旁通閥式調(diào)速清管器，包括滾輪、液壓泵、后端蓋、皮碗、油箱、中心筒、閥芯、前端蓋、筒體、調(diào)速油缸、單向閥、節(jié)流閥，其特征在于：筒體前端安裝前端蓋后端安裝后端蓋，筒體兩端分別設(shè)置皮碗；中心筒整體為圓筒形并在中間位置設(shè)置槽型孔，中心筒設(shè)置在筒體內(nèi)并安裝到前端蓋上，前端蓋中間位置設(shè)置通孔；閥芯安裝到中心筒內(nèi)部中間槽型孔位置；中心筒端部安裝調(diào)速油缸，所述調(diào)速油缸的活塞桿與閥芯連接；閥芯和調(diào)速油缸之間設(shè)置壓縮彈簧；液壓泵輸入軸從液壓泵殼體兩邊伸出并在兩端安裝滾輪，兩個(gè)液壓泵之間設(shè)置支撐彈簧；液壓泵設(shè)置在后端蓋外側(cè)，液壓泵連接到后端蓋上或者連接到筒體上；油箱設(shè)置在筒體內(nèi)，液壓泵吸油口連接到油箱，液壓泵出油口連接到節(jié)流閥，節(jié)流閥回油口連接到油箱，節(jié)流閥前端與調(diào)速油缸連接； 靠近后端蓋的皮碗設(shè)置通孔并且筒體中間設(shè)置通孔，或者后端蓋中間部位設(shè)置通孔。

包括連桿，其特征在于：連桿一端連接液壓泵，另一端鉸接到后端蓋上或筒體上。

包括閥芯，其特征在于：所述閥芯整體為帶底座的圓筒形，閥芯底座中心位置設(shè)置通孔，閥芯底座設(shè)置通氣孔。

包括調(diào)速油缸，其特征在于：所述調(diào)速油缸包括調(diào)速缸體、調(diào)速活塞、調(diào)速活塞桿、油缸底座；油缸底座中間位置設(shè)置圓孔，油缸底座安裝到中心筒端部；調(diào)速缸體為圓筒形并安裝到油缸底座上；調(diào)速活塞設(shè)置在調(diào)速缸體內(nèi)，調(diào)速活塞連接調(diào)速活塞桿，調(diào)速活塞桿穿過(guò)油缸底座中心孔并在端部連接閥芯；更為優(yōu)化的，油缸底座和調(diào)速活塞桿之間設(shè)置密封圈。

包括單向閥，其特征在于：所述單向閥設(shè)置在液壓泵出口位置。

包括支撐油缸、支撐桿和桿帽，其特征在于：所述支撐油缸設(shè)置在后端蓋外側(cè)，支撐油缸的活塞桿外端安裝桿帽，支撐桿一端鉸接到液壓泵殼體另一端鉸接到桿帽上；節(jié)流閥前端引出壓力并與支撐油缸連接。

所述支撐油缸包括支撐缸體、支撐活塞、支撐活塞桿，支撐缸體固定到與后端蓋上，支撐活塞設(shè)置在支撐缸體內(nèi)，支撐活塞連接支撐活塞桿，支撐活塞桿外端安裝桿帽；所述桿帽整體為帶底座的圓筒形，桿帽扣在支撐活塞桿端部，桿帽兩邊設(shè)置支耳并安裝支撐桿；所述支撐桿另一端鉸接到液壓泵殼體上。

本發(fā)明具有的有益效果是：（1）本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)式旁通閥調(diào)速清管器無(wú)電器元件，安全可靠，不需要通過(guò)蓄電池存儲(chǔ)能量，可以用于長(zhǎng)距管道清管；（2）可以攜帶管道檢測(cè)設(shè)備，完成管道檢測(cè)和清管的工作；（3）可以應(yīng)用于氣體管道和液體管道；（4）節(jié)流閥部分設(shè)置在清管器內(nèi)部，節(jié)流閥具有足夠空間，可以增大節(jié)流閥整體尺寸，降低卡堵風(fēng)險(xiǎn)；（5）滾輪設(shè)置在整個(gè)裝置的后端，滾輪的連桿傾斜布置，這樣整個(gè)裝置在管道內(nèi)通過(guò)性強(qiáng)，在管道三通部位、彎管部位不易卡死。

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)明的液壓系統(tǒng)原理圖。

圖中：1.滾輪；2.液壓泵；3.支撐彈簧；4.連桿；5.后端蓋；6.皮碗；7.油箱；8.調(diào)速缸體；9.調(diào)速活塞；10.調(diào)速活塞桿；11.油缸底座；12.中心筒；13.閥芯；14.前擋板；15.前端蓋；16.連接環(huán)；17.壓縮彈簧；18.筒體；19.支撐缸體；20.支撐活塞；21.支撐活塞桿；22.桿帽；23.支撐桿；24.調(diào)速油缸；25.支撐油缸；26.單向閥；27.節(jié)流閥。

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、2對(duì)本發(fā)明作以下描述。上、下、左、右等位置關(guān)系是依據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖1的布局方向來(lái)確定的。

筒體18前端安裝前端蓋15并用螺栓連接，筒體18后端安裝后端蓋5并用螺栓連接。筒體18后端設(shè)置皮碗6并用后端蓋5壓緊固定。前端蓋15外安裝皮碗6并用前擋板14固定，螺栓連接前擋板14和筒體18。前端蓋15外端安裝連接環(huán)16，所述連接環(huán)16用于安裝掛鉤，用掛鉤勾住所述連接環(huán)16，方便將清管器從收球筒內(nèi)取出。

中心筒12整體為圓筒形并在中間位置設(shè)置槽型孔，中心筒12設(shè)置在筒體18內(nèi)并安裝到前端蓋15中間位置，前端蓋15中間位置設(shè)置通孔。中心筒12內(nèi)安裝閥芯13，所述閥芯13整體為帶底座的圓筒形，閥芯13底座中間位置設(shè)置通孔，閥芯13底座設(shè)置通氣孔，閥芯13安裝到中心筒12中間槽型孔位置。中心筒12端部安裝調(diào)速油缸24，所述調(diào)速油缸24的活塞桿連接到閥芯13中間位置。閥芯13和調(diào)速油缸24之間設(shè)置壓縮彈簧17。

所述調(diào)速油缸24包括調(diào)速缸體8、調(diào)速活塞9、調(diào)速活塞桿10、油缸底座11。油缸底座11中間位置設(shè)置圓孔，油缸底座11安裝到中心筒12端部并用螺栓連接。調(diào)速缸體8為圓筒形并安裝到油缸底座11上，采用焊接方式固定。調(diào)速活塞9設(shè)置在調(diào)速缸體8內(nèi)，調(diào)速活塞9連接調(diào)速活塞桿10，調(diào)速活塞桿10穿過(guò)油缸底座11中心孔并伸入中心筒12內(nèi)，調(diào)速活塞桿10端部與閥芯13連接并采用螺母固定。油缸底座11和調(diào)速活塞桿10之間設(shè)置密封圈。

兩個(gè)液壓泵2相對(duì)布置，液壓泵2輸入軸穿過(guò)液壓泵2殼體從兩邊伸出，所述液壓泵2輸入軸兩端安裝滾輪1。兩個(gè)液壓泵2之間設(shè)置支撐彈簧3，所述支撐彈簧3將滾輪1壓緊在管道內(nèi)壁。連桿4一端鉸接到液壓泵2殼體上，另一端鉸接到后端蓋5上。

后端蓋5外側(cè)中間位置設(shè)置支撐油缸25，所述支撐油缸25的活塞桿外端安裝桿帽22，支撐桿23一端鉸接到液壓泵2殼體另一端鉸接到桿帽22上。所述支撐油缸25包括支撐缸體19、支撐活塞20、支撐活塞桿21，支撐缸體19固定到后端蓋5上并采用螺栓連接，支撐活塞20設(shè)置在支撐缸體19內(nèi)，支撐活塞20連接支撐活塞桿21，支撐活塞桿21外端安裝桿帽22。所述桿帽22整體為帶底座的圓筒形，桿帽22扣在支撐活塞桿21端部，桿帽22兩邊設(shè)置支耳并安裝支撐桿23。所述支撐桿23另一端鉸接到液壓泵2殼體上。

油箱7設(shè)置在筒體18內(nèi)，所述油箱7為密封型油箱。液壓泵2吸油口連接到油箱7，液壓泵2出油口連接到節(jié)流閥27，節(jié)流閥27回油口連接到油箱7，節(jié)流閥27前端與調(diào)速油缸24和支撐油缸25連接。更為優(yōu)化的，液壓泵2出口位置設(shè)置單向閥26。

為方便清管器后端介質(zhì)和中心筒12節(jié)流口連通，靠近后端蓋5的皮碗6設(shè)置過(guò)流孔，并且筒體18中間設(shè)置過(guò)流孔。或者后端蓋5中間部位設(shè)置過(guò)流孔。

本發(fā)明的工作原理是：滾輪1通過(guò)支撐彈簧3壓緊在管道內(nèi)壁，清管器在前后介質(zhì)壓差推動(dòng)下在管道內(nèi)運(yùn)行，滾輪1驅(qū)動(dòng)液壓泵2工作，液壓泵2輸出的高壓油液經(jīng)過(guò)節(jié)流閥27流回油箱7，節(jié)流閥27前端壓力傳遞到支撐油缸25和調(diào)速油缸24。支撐油缸25通過(guò)支撐桿23撐開(kāi)兩個(gè)液壓泵2，液壓泵2兩邊的滾輪1與管道內(nèi)壁之間的接觸力增加，降低打滑風(fēng)險(xiǎn)。清管器運(yùn)行速度越大，支撐油缸25產(chǎn)生的推動(dòng)力越大，滾輪1越不容易打滑。

清管器運(yùn)行速度提升則節(jié)流閥27流量增加，節(jié)流閥27產(chǎn)生的節(jié)流壓力增加，調(diào)速油缸24產(chǎn)生的拉力和壓縮彈簧17產(chǎn)生的彈性力平衡，閥芯13向調(diào)速油缸24方向滑動(dòng)，中心筒12的槽型孔開(kāi)度增大，所述槽型孔產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)降低。同理當(dāng)清管器運(yùn)行速度降低，節(jié)流閥27產(chǎn)生的壓力降低，閥芯13右移，中心筒12槽型孔的開(kāi)度降低產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)增加。這樣，清管器運(yùn)行速度會(huì)更加平穩(wěn)。