一种自动调速的管道作业装备制造技术

本发明专利技术实施例提供一种自动调速的管道作业装备，属于管道作业技术领域，该管道作业装备包括两端开口使流体进出的筒形骨架和将筒形骨架支撑在管道内并使装备在管道内行进的数个皮碗或支撑轮，还包括：设置在骨架筒内的阻流板，阻流板形状、尺寸均与垂直筒形骨架轴向的截面相适配，速度传感器，用于采集装备行进的瞬时速度，以及控制装置，用于判断速度传感器采集到的瞬时速度值是否与当前阻流板自转到的角度相对应，若速度传感器采集到的瞬时速度值不与当前阻流板自转到的角度相对应，则根据预先配置的瞬时速度值与所旋转角度的对应关系，控制阻流板自转到瞬时速度值所对应的角度。该管道作业装备结构简单，可根据管道内状况自行调节行进速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于管道作业
，特别涉及一种可以自动调速的管道作业装备。
技术介绍
为了有效对管道进行维修、维护、清污等工作，一般都是在管道内使用管道作业装 备来实现各种复杂的管道作业。比如通过清管器用来清理管道；通过管道内检测器检测管 道的变形、腐蚀等缺陷，提前发现并处理，以防止这些潜在危险日后引发重大事故；通过管 道机器人进行更复杂的维修、维护、清污等工作。然而当前越来越多的管道输送趋向于流量大、压力高、流速快的特点，导致管道作 业装备的行进速度过快，这样不仅使得管道作业效果不理想，而且会对管道本身及作业装 备造成伤害，存在事故的隐患。现有技术中虽然有一些控制管道作业装备行进速度的方案， 但这些方案结构较复杂，阻力流体阻力系数理论求解难，机构运动耗电量较大等不足，很难 推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自动调速的管道作业装备，该管道作业装备通过对采 集的瞬时速度进行判断，从而控制阻流板旋转对应瞬时速度的角度来调节通过管道作业装 备旁通孔内的流体流量，阻流板相对于骨架上旁通孔横截面的角度越大，其受力面就越小， 且管道作业装备前后压差减小，行进速度就较低；反之阻流板相对于骨架上旁通孔横截面 的角度越小，其受力面就越大且管道作业装备前后压差增加，行进速度就较高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供一种自动调速的管道作业装备，包括 两端开口使流体进出的筒形骨架和将所述筒形骨架支撑在管道内并使所述装备在管道内 行进的数个皮碗或支撑轮，所述装备还包括设置在所述骨架筒内的阻流板，所述阻流板形状、尺寸均与垂直所述筒形骨架轴 向的截面相适配；速度传感器，用于采集所述装备行进的瞬时速度；以及控制装置，用于判断所述速度传感器采集到的瞬时速度值是否与当前阻流板自转 到的角度相对应，若所述速度传感器采集到的瞬时速度值不与当前阻流板自转到的角度相 对应，则根据预先配置的瞬时速度值与所旋转角度的对应关系，控制所述阻流板自转到所 述瞬时速度值所对应的角度。为了便于安装阻流板在所述骨架中，所述阻流板包括垂直于所述骨架轴向的旋转 轴以及通过螺栓或销钉等方式安装在所述旋转轴两侧的蝶板，所述旋转轴两端通过轴承与 所述骨架相连。为了有效控制阻流板转动，所述控制装置包括控制单元以及与所述控制单元相连 的电动执行机构，所述电动执行机构与所述阻流板相连。其中控制单元用于判断所述速度 传感器采集到的瞬时速度值是否在预先设定的装备行进速度范围内，若所述速度传感器采3集到的瞬时速度值不在预先设定的装备行进速度范围内，则根据预先配置的瞬时速度值与 所旋转角度的对应关系，控制电动执行机构运行。当该电动执行机构主要由电动推杆和曲柄滑块机构组成时，所述电动执行机构与 所述阻流板相连具体为所述曲柄滑块机构通过传动杆与所述旋转轴一侧的蝶板相连，这 样电动执行机构运行工作时就可以通过传动杆将蝶板拉开相应角度。当该电动执行机构主要由气动组件和连接所述气动组件上气缸或活塞杆的曲柄 滑块机构组成时，该电动执行机构与所述阻流板相连具体为所述曲柄滑块机构通过传动 杆与所述旋转轴上所固定蝶板的一侧相连。这样电动执行机构运行工作时就可以通过传动 杆将蝶板拉开相应角度。当所述电动执行机构主要由电机和齿轮机构组成时，所述电动执行机构与所述阻 流板相连具体为所述齿轮机构与所述旋转轴一端的齿轮啮合。这样电动执行机构运行工 作时就可以驱动旋转轴转动相应角度。为了精确采集装备行进的瞬时速度，所述速度传感器根据公式v = (n 3i D) /m采集所述装备行进的瞬时速度，其中n表示每秒记录的脉冲总数，m表示速度传感 器中计数齿轮的齿数，D表示速度传感器中里程轮的直径。本实施例中的管道作业装备可以为清管器或内检测器或管道机器人。本专利技术实施例的优点在于，本实施例提供的自动调速的管道作业装备结构简单， 可根据管道内流体的流量大小、压力高低等环境状况自行控制自身在管道内的行进速度， 大大提高了管道作业的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本 领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。图1是本专利技术实施例提供的管道作业装备的功能结构示意框图。图2是本专利技术实施例提供的一种管道作业装备的剖面结构示意框图。图3为图2中阻流板结构示意图。图4是本专利技术实施例提供的另一种管道作业装备的剖面结构示意框图。 具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术的 示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定，基于本专利技术中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种自动调速的管道作业装备，如图1所示，图1为本专利技术实施 例提供的管道作业装备的功能结构示意框图，从图1中可以看出，该管道作业装备主要包括装备主体1、阻流板2、速度传感器3和控制装置4，由于管道作业装备的工作环境是在管 道内，所以装备主体1主要是由筒形骨架和数个皮碗(也可以是数个支撑轮，本实施例用皮 碗进行说明)组成结构，筒形骨架前后两端均开口形成旁通孔，这样便于流体从骨架内的 旁通孔进出，而皮碗是可以将筒形骨架支撑在管道内，这样整个装备就可以置于管道内并 在管道内受力行进，由于装备主体1的结构主要为现有技术，所以本专利技术在此不做过多赘 述。阻流板2的形状、尺寸均与垂直筒形骨架轴向的截面(即旁通孔纵截面)相适配，并且 该阻流板2设置在骨架的旁通孔内，受力驱动时可以自转一定角度。由于管道作业装备在 管道内工作时会受到流体的冲击，通过控制阻流板2转动一定角度就可以调整通过管道作 业装备流体的流量，也即调整作业装备受到流体冲击的大小，若阻流板旋转角度越大(即 阻流板与骨架轴向角度越小)，其前后压差和驱动力越小，其受冲击的面积就越小，作业装 备行进速度就较低；反之阻流板旋转角度越小(即阻流板与骨架轴向角度越接近90° )，其 前后压差和驱动力越大，其受冲击的面积就越大，作业装备行进速度就较高。为了有效控制阻流板2的旋转，本实施例所述的管道作业装备通过速度传感器3 和控制装置4来实现，速度传感器3用于采集管道作业装备行进的瞬时速度，并将采集到 的瞬时速度值传递给控制装置4，控制装置4判断速度传感器2采集到的瞬时速度值是否 与当前阻流板自转到的角度相对应，比如根据缓存中所记录的前次控制的信息即可知晓前 次控制阻流板旋转的角度是多少，如果缓存中没有关于前次控制信息的记录，说明当前阻 流板旋转的角度仍为默认的开度。若判断出速度传感器2采集到的瞬时速度值与当前阻流 板自转到的角度相对应，则不控制阻流板2，继续等待下次判断，若判断出速度传感器2采 集到的瞬时速度值不与当前阻流板自转到的角度相对应，则根据预先配置的瞬时速度值与 所旋转角度的对应关系，控制阻流板2自转到所述瞬时速度值所对应的角度。其中预先配 置的瞬时速度值与所旋转角度的对应关系可以是预先配置好的瞬时速度值与旋转角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动调速的管道作业装备，包括两端开口使流体进出的筒形骨架和将所述筒形骨架支撑在管道内并使所述装备在管道内行进的数个皮碗或支撑轮，其特征在于，所述装备还包括：　　设置在所述骨架筒内的阻流板，所述阻流板形状、尺寸均与垂直所述筒形骨架轴向的截面相适配；　　速度传感器，用于采集所述装备行进的瞬时速度；以及　　控制装置，用于判断所述速度传感器采集到的瞬时速度值是否与当前阻流板自转到的角度相对应，若所述速度传感器采集到的瞬时速度值不与当前阻流板自转到的角度相对应，则根据预先配置的瞬时速度值与所旋转角度的对应关系，控制所述阻流板自转到所述瞬时速度值所对应的角度。

【技术特征摘要】
一种自动调速的管道作业装备，包括两端开口使流体进出的筒形骨架和将所述筒形骨架支撑在管道内并使所述装备在管道内行进的数个皮碗或支撑轮，其特征在于，所述装备还包括设置在所述骨架筒内的阻流板，所述阻流板形状、尺寸均与垂直所述筒形骨架轴向的截面相适配；速度传感器，用于采集所述装备行进的瞬时速度；以及控制装置，用于判断所述速度传感器采集到的瞬时速度值是否与当前阻流板自转到的角度相对应，若所述速度传感器采集到的瞬时速度值不与当前阻流板自转到的角度相对应，则根据预先配置的瞬时速度值与所旋转角度的对应关系，控制所述阻流板自转到所述瞬时速度值所对应的角度。2.根据权利要求1所述的装备，其特征在于，所述阻流板包括垂直于所述骨架轴向的 旋转轴以及安装在所述旋转轴两侧的蝶板，所述旋转轴两端通过轴承与所述骨架相连。3.根据权利要求2所述的装备，其特征在于，所述控制装置包括控制单元以及与所述 控制单元相连的电动执行机构，所述电动执行机构与所述阻流板相连。4.根据权利要求3所述的装备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仕民，谭桂斌，朱霄霄，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]