本发明专利技术涉及一种具有逐级调速及防止流体回流功能的清管器，集控制通过泄流阀流体流量、调节流过旁通阀流体流量及改变摩擦块与管道内壁的摩擦力为一体，构建了逐级调速的控制体系；发明专利技术一种通过旋转调节旁通比的泄流阀，旁通比变化范围0％～4％；设计一种旁通阀，旁通阀移动，旁通比改变，改变范围4％～10％；设计一种防回流球，当防回流球在第二阻挡块处时，流体不能从清管器下游流入清管器，避免了流体回流，当清管器上游压力大于下游时，防回流球在第一阻挡块处，不影响流体流过清管器。本发明专利技术所述的具有逐级调速及防止流体回流功能的清管器，可以较为理想的将清管器速度控制在预定范围内，抑制流体压力波动对清管器正常运行的影响，避免流体回流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有逐级调速及防止液体回流功能的清管器，属于管道作业
技术介绍
管道的输送效率和使用寿命很大程度上取决于管道内壁清洁状况。由于长距离管道的长时间服役，管道内会出现不同程度的结垢，污垢可能会腐蚀管壁、影响管道输送介质效率、对管道进行冲击、导致管输压力和流量大幅波动，因此需要进行清管作业。常规旁通清管器通过固定旁通孔旁通泄流，达到降低清管器前后压差的目的，该类型清管器不足在于旁通孔的开闭只能在发球前设定，不能在运行过程中调节，预先打开过多的旁通孔可能导致清管器运行速度过慢，造成清管器走走停停，易使管道内的水等杂质回流，甚至卡球，影响管道的正常输送；预先打开过少的旁通孔不能达到有效降低清管器速度的目的，球速过块，易使管道产生振动，对清管器造成较大的磨损，损坏线路设施，清管效果不佳，同时当清管器爬坡时，液体下游压力大于上游，液体会回流清管器，降低清管效率，影响清管器正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的：为了克服常规清管器清管器运行过程旁通阀无法控制和可能发生液体回流的不足，提供了一种具有逐级调速及防止液体回流功能的清管器。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种具有逐级调速及防止液体回流功能的清管器，包括管道、皮碗和筒形骨架，所述清管器设置在管道内，皮碗环绕在筒形骨架外侧，其特征在于，所述清管器还包括逐级调速模块和防止液体回流模块；逐级调速模块包括泄流系统、旁通系统和摩擦系统，所述泄流系统包括泄流阀、可转轴和绕轴弹簧，泄流阀和绕轴弹簧由固定销分别固定在可转轴上，泄流阀在泄流阀腔室内，可转轴被支撑轴固定，绕轴弹簧一端连接钢丝绳，在钢丝绳通道内的钢丝绳通过定滑轮与旁通阀相连；所述旁通系统包括旁通阀和弹簧，旁通阀安装在弹簧轴上，被定位块和弹簧限定在旁通阀腔室内，旁通阀腔室内设有弧形面，弧形面包括弧形面底端和弧形面顶端，弹簧两端分别固定在弹簧轴上，弹簧轴由固定块和固定轴固定；所述摩擦系统包括叶轮、直流发电机、电磁铁、永久性强磁铁、摩擦块和电线，所述叶轮和直流发电机相连，直流发电机通过电线与电磁铁相连，电线设置在电线通道内，摩擦块安装在永久性强磁铁上；防止液体回流模块包括防回流球、泄流通道副道、旁通流道副道、第一阻挡块和第二阻挡块，泄流通道副道、旁通流道副道分别和泄流通道、旁通流道相连，在泄流通道和旁通流道上安装第一阻挡块和第二阻挡块，防回流球第一阻挡块和第二阻挡块之间。进一步的，所述电磁铁包括铁芯和绕在铁芯上线圈，从清管器头部向尾部看，线圈是顺时针缠绕在铁芯上。进一步的，所述摩擦块材质为高分子复合材料，数量4～8个，每个摩擦块与管道接触面积为50～100cm2，每个摩擦块提供摩擦力0～1000N。进一步的，所述弹簧可以根据对清管器在管道内运行速度的不同要求替换成不同的弹簧，系列弹簧的线径为5～15mm。进一步的，所述泄流阀包括泄流阀底板和泄流孔，提供所述清管器旁通比0～4％。进一步的，所述旁通阀材质为聚氨酯泡沫，球形，将所述清管器旁通比提升至4％～10％。所述装置采用的调节速度的方法：(a)一级调速阶段：在发球阶段，清管器前面没有液塞，上下游压差小于泄流压力，旁通阀、泄流阀完全关闭，防回流球在第一阻挡块处，液体不能流经清管器，上游压力增加，使清管器速度增加，缩短发球时间，实现一级调速；(b)二级调速阶段：清管器在管道内运行，液塞在其前方堆积，上下游压差增加至大于泄流压力、小于旁通压力，旁通阀关闭，泄流阀转动，清管器旁通比增加，上下游压差降低，速度降低，实现二级调速；(c)三级调速阶段：清管器在管道内继续运行，前方的液塞长度增加，上下游压差增加至大于旁通压力，旁通阀逐级打开，清管器旁通比增加，上下游压差降低，速度降低，实现三级调速；(d)四级调速阶段：清管器在长距离管道内长时间运行，前方的液塞长度一直增加，上下游压差连续升高，旁通阀打开，液体流过旁通阀，推动叶轮转动，电磁铁产生磁性，推动永久性强磁铁和摩擦块，摩擦力变大，清管器速度降低，实现四级调速。该专利技术的有益效果：1、由于旁通阀、泄流阀可以根据清管器上下游液体压力自主调节开度，因此可实现对不同工况下清管器速度的调节。2、由于防回流球安装在泄流通道和旁通流道内，因此可避免液体回流。附图说明图1是本专利技术实施例的剖面结构示意框图。图2是本专利技术实施例的A-A向视图。图3是本专利技术实施例中清管器上下游压力小于最小泄流压力工况下，防回流球所在位置的局部剖面结构示意图。图4是本专利技术实施例中清管器上下游压力大于最小泄流压力工况下，防回流球所在位置的局部剖面结构示意图。图5是本专利技术实施例中旁通阀完全关闭时的局部剖面结构示意图。图6是本专利技术实施例中旁通阀局部打开时的局部剖面结构示意图图7是本专利技术实施例中旁通阀完全打开时的局部剖面结构示意图。图8是本专利技术实施例中泄流阀的示意图。图9是本专利技术实施例中逐级调节清管器速度的模块示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明。如图1所示，本专利技术一种具有逐级调速及防止液体回流功能的清管器，包括管道1、皮碗2和筒形骨架35，所述清管器设置在管道1内，皮碗2环绕在筒形骨架35外侧，其特征在于，所述清管器还包括逐级调速模块和防止液体回流模块；逐级调速模块包括泄流系统、旁通系统和摩擦系统，所述泄流系统包括泄流阀25、可转轴26和绕轴弹簧15，泄流阀25和绕轴弹簧15由固定销27分别固定在可转轴26上，泄流阀25在泄流阀腔室22内，可转轴26被支撑轴14固定，绕轴弹簧15一端连接钢丝绳9，在钢丝绳通道4内的钢丝绳9通过定滑轮3与旁通阀5相连；所述摩擦系统包括叶轮18、直流发电机17、电磁铁10、永久性强磁铁33、摩擦块34和电线7，所述叶轮18和直流发电机17相连，直流发电机17通过电线7与电磁铁10相连，电线7设置在电线通道8内，摩擦块34安装在永久性强磁铁33上；上述电磁铁10包括铁芯和绕在铁芯上线圈，本实施例的线圈顺时针缠绕在铁芯上(从清管器头部向尾部看)，线圈逆时针缠绕在铁芯上时，只需将永久性强磁铁33的N、S极对调位置，也属于本专利技术的保护范围。上述弹簧31可以根据对清管器在管道内运行速度的不同要求替换成不同的弹簧，本实施例采用弹簧的线径为10mm。如图2所示，摩擦块34材质为高分子复合材料，本实施例采用摩擦块34的数量是4个，每个摩擦块34与管道1接触面积为100cm2，每个摩擦块34提供摩擦力范围0～1000N。如图3、图4所示，防止液体回流模块包括防回流球21、泄流通道副道19、旁通流道副道20、第一阻挡块23和第二阻挡块24，泄流通道副道19、旁通流道副道20分别和泄流通道28、旁通流道16相连，在泄流通道28和旁通流道16上安装第一阻挡块23和第二阻挡块24，当清管器上游压力大于下游时，防回流球21在第一阻挡块23处，液体可以通过清管器，当清管器上游压力小于下游时，防回流球21在第二阻挡块24处，防止液体回流。如图5、图6和图7所示，所述旁通系统包括旁通阀5和弹簧31，所述旁通阀5安装在弹簧轴6上，被定位块11和弹簧31限定在旁通阀腔室30内，旁通阀腔室30内设有弧形面，弧形面包括弧形面底端32和弧形面顶端12，弹簧31两端分别固定在弹簧轴6上，弹簧轴6由固定块29和固定轴13固定，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有逐级调速及防止液体回流功能的清管器，包括管道(1)、皮碗(2)和筒形骨架(35)，所述清管器设置在管道(1)内，皮碗(2)环绕在筒形骨架(35)外侧，其特征在于，所述清管器还包括逐级调速模块和防止液体回流模块；逐级调速模块包括泄流系统、旁通系统和摩擦系统，所述泄流系统包括泄流阀(25)、可转轴(26)和绕轴弹簧(15)，泄流阀(25)和绕轴弹簧(15)由固定销(27)分别固定在可转轴(26)上，泄流阀(25)在泄流阀腔室(22)内，可转轴(26)被支撑轴(14)固定，绕轴弹簧(15)一端连接钢丝绳(9)，在钢丝绳通道(4)内的钢丝绳(9)通过定滑轮(3)与旁通阀(5)相连；所述旁通系统包括旁通阀(5)和弹簧(31)，所述旁通阀(5)安装在弹簧轴(6)上，被定位块(11)和弹簧(31)限定在旁通阀腔室(30)内，旁通阀腔室(30)内设有弧形面，弧形面包括弧形面底端(32)和弧形面顶端(12)，弹簧(31)两端分别固定在弹簧轴(6)上，弹簧轴(6)由固定块(29)和固定轴(13)固定；所述摩擦系统包括叶轮(18)、直流发电机(17)、电磁铁(10)、永久性强磁铁(33)、摩擦块(34)和电线(7)，所述叶轮(18)和直流发电机(17)相连，直流发电机(17)通过电线(7)与电磁铁(10)相连，电线(7)设置在电线通道(8)内，摩擦块(34)安装在永久性强磁铁(33)上；防止液体回流模块包括防回流球(21)、泄流通道副道(19)、旁通流道副道(20)、第一阻挡块(23)和第二阻挡块(24)，泄流通道副道(19)、旁通流道副道(20)分别和泄流通道(28)、旁通流道(16)相连，在泄流通道(28)和旁通流道(16)上安装第一阻挡块(23)和第二阻挡块(24)，防回流球(21)第一阻挡块(23)和第二阻挡块(24)之间。...
【技术特征摘要】
1.一种具有逐级调速及防止液体回流功能的清管器，包括管道(1)、皮碗(2)和筒形骨架(35)，所述清管器设置在管道(1)内，皮碗(2)环绕在筒形骨架(35)外侧，其特征在于，所述清管器还包括逐级调速模块和防止液体回流模块；逐级调速模块包括泄流系统、旁通系统和摩擦系统，所述泄流系统包括泄流阀(25)、可转轴(26)和绕轴弹簧(15)，泄流阀(25)和绕轴弹簧(15)由固定销(27)分别固定在可转轴(26)上，泄流阀(25)在泄流阀腔室(22)内，可转轴(26)被支撑轴(14)固定，绕轴弹簧(15)一端连接钢丝绳(9)，在钢丝绳通道(4)内的钢丝绳(9)通过定滑轮(3)与旁通阀(5)相连；所述旁通系统包括旁通阀(5)和弹簧(31)，所述旁通阀(5)安装在弹簧轴(6)上，被定位块(11)和弹簧(31)限定在旁通阀腔室(30)内，旁通阀腔室(30)内设有弧形面，弧形面包括弧形面底端(32)和弧形面顶端(12)，弹簧(31)两端分别固定在弹簧轴(6)上，弹簧轴(6)由固定块(29)和固定轴(13)固定；所述摩擦系统包括叶轮(18)、直流发电机(17)、电磁铁(10)、永久性强磁铁(33)、摩擦块(34)和电线(7)，所述叶轮(18)和直流发电机(17)相连，直流发电机(17)通过电线(7)与电磁铁(10)相连，电线(7)设置在电线通道(8)内，摩擦块(34)安装在永久性强磁铁(33)上；防止液体回流模块包括防回流球(21)、泄流通道副道(19)、旁通流道副道(20)、第一阻挡块(23)和第二阻挡块(24)，泄流通道副道(19)、旁通流道副道(20)分别和泄流通道(28)、旁通流道(16)相连，在泄流通道(28)和旁通流道(16)上安装第一阻挡块(23)和第二阻挡块(24)，防回流球(21)第一阻挡块(23)和第二阻挡块(24)之间。2.根据权利要求1所述的一种具有逐级调速及防止液体回流功能的清管器，其特征在于：所述电磁铁(10)包括铁芯和绕在铁芯上线圈，从清管器头部向尾部看，线圈是顺时针缠绕在铁芯上...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘武，曲国健，邹宇，谷雪琴，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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