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一種集輸管道緩蝕劑涂膜器的制造方法

文檔序號:3780350閱讀:208來源:國知局
一種集輸管道緩蝕劑涂膜器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種管道緩蝕劑涂膜器,特別是用于高含硫濕氣集輸管道的緩蝕劑涂膜器,裝置由前轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)軸兩部分組成,二者通過聯(lián)軸器相連,前轉(zhuǎn)軸上安裝有導向盤、密封皮碗、支撐盤以及渦輪、蝸桿機構(gòu)、涂敷機構(gòu)等部件,后轉(zhuǎn)軸上安裝支撐輪機構(gòu)和涂敷機構(gòu)。本發(fā)明在管道運行過程中,在驅(qū)動輪與管壁之間的摩擦力作用下渦輪-蝸桿旋轉(zhuǎn),進而帶動前后轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),通過安裝在轉(zhuǎn)軸上的涂敷機構(gòu)將沉積在管道下部緩蝕劑攜帶到管道頂部,在管道內(nèi)壁均勻涂敷一層緩蝕劑保護膜。實際涂膜作業(yè)中可根據(jù)氣體流速調(diào)節(jié)蝸桿和渦輪的相對齒數(shù)來調(diào)整渦輪轉(zhuǎn)速,涂膜過程不需要任何額外動力,實現(xiàn)自驅(qū)動涂膜,在管道內(nèi)緩蝕劑出現(xiàn)分層情況下,也可保證涂膜質(zhì)量。
【專利說明】一種集輸管道緩蝕劑涂膜器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開一種集輸管道緩蝕劑涂膜器,特別是用于高含硫濕氣集輸管道的緩蝕劑涂膜器。
【背景技術(shù)】
[0002]在天然氣工業(yè)中,濕氣集輸管道的功能是將集氣站內(nèi)未經(jīng)分離和凈化處理的天然氣輸往氣體處理廠進一步加工。在濕氣輸送過程中管道與外部環(huán)境之間會發(fā)生熱交換,當熱傳導使管壁溫度低于水蒸氣露點時一部分重組分會凝析出來,從而產(chǎn)生積液。對于含有硫化氫和二氧化碳的酸氣管線,在有積液存在條件下,會引起管線嚴重的電化學腐蝕,造成管壁減薄甚至穿孔,從而導致有毒介質(zhì)泄漏,進而引發(fā)中毒或火災、爆炸等事故。實際工業(yè)生產(chǎn)中通常采用定期進行管道緩蝕劑涂膜的方法來防止管線腐蝕。即通過向管線內(nèi)加注緩蝕劑,使緩蝕劑和管內(nèi)壁充分接觸,緩蝕劑通過特殊親金屬性化學鍵作用,會和管內(nèi)金屬表面強烈結(jié)合,形成一層保護膜。在對管壁進行涂膜時通常采用兩個清管器,緩蝕劑加注在前后兩個清管器之間,形成一個封閉的液塞。兩清管器在后方氣體推動下在管內(nèi)行走,封閉在兩清管器間的緩蝕劑液塞和管壁接觸,從而對管壁進行涂膜。但在實際涂膜作業(yè)過程中,由于清管器在管道中運動特性受多種因素影響,前后兩個清管器運行速度往往不一致,當前方清管器運行速度大于后方清管器時,前后兩清管器之間的間距會增加,此時封閉在兩清管器之間的緩蝕劑將不再充滿整個管道,而是產(chǎn)生分層,從而導致上部管壁由于未能和緩蝕劑接觸,不能形成保護膜,因此頂部管線的腐蝕速率遠大于管線底部,產(chǎn)生所謂的管線頂部腐蝕。
[0003]美國專利US6874193提出一種噴射型緩蝕劑涂膜裝置。該裝置核心部件是安裝在頭部的文丘里噴嘴,文丘里噴嘴和裝置尾部連通。當清管器后方氣體到達文丘里噴嘴時,因流通面積突然縮小,流體得到加速,根據(jù)伯努利原理將產(chǎn)生負壓,造成局部真空,從而使沉積在管線下部的液體經(jīng)由液體抽吸管被攜帶進入噴嘴,被氣流夾帶向管壁上部噴射,對管線上部進行緩蝕劑涂膜保護。但該裝置在使用過程中存在如下問題:一是由于清管器后方氣體不斷進入兩清管器所形成封閉空間,從而導致前后兩清管器間距越來越大,封閉在其間的液體高度越來越低,液體進入噴嘴的難度也越來越大,甚至完全失效;二是清管器在運行過程中可能會發(fā)生轉(zhuǎn)動,從而導致噴嘴噴射位置偏離管線頂部,從而導致管壁頂部可能接收不到噴射液體;三是噴射的液體量受管道后方氣體流速、管路結(jié)構(gòu)等多種因素影響,無法維持恒定,不能保證預膜質(zhì)量。
[0004]文章“濕氣管道的頂部腐蝕與防護”(腐蝕與防護,2007年第28卷第4期:167-170)提到了一種旋轉(zhuǎn)型涂膜裝置。該裝置為一個圓柱體,圓柱表面加工有許多螺旋狀溝槽,當裝置在管道中被氣體推動前進時,螺旋狀溝槽中的氣流會推動涂布器不停地旋轉(zhuǎn),從而將加注到管道底部的液相緩蝕劑帶到管道頂部。事實上,由于清管器和管內(nèi)壁之間的摩擦阻力相當大,清管器在運行過程中很難發(fā)生轉(zhuǎn)動,無法將底部液體攜帶到頂部,因此無法應用于實際生產(chǎn)中。[0005]發(fā)明專利CN 102266838公開了一種集輸管道緩蝕劑涂膜器,由電池倉,電機倉,葉輪組成,葉輪上安裝有葉片,葉輪在電機驅(qū)動下旋轉(zhuǎn),通過葉片將管道下部緩蝕劑攜帶到管道頂部,覆蓋整個管道內(nèi)壁。該方法采用電池驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn),其運行時間受電池容量限制,難以適用于距離較長的集輸管道。同時,由于裝置存在電器連接,對防爆性有較高要求,在輸送易燃、易爆的集輸管線上使用存在安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中涂膜裝置存在的缺陷,提出一種能夠無需額外動力的,能將緩蝕劑均勻涂敷在管壁四周的自驅(qū)動型集輸管道緩蝕劑涂膜器。
[0007]本發(fā)明由前轉(zhuǎn)軸和后轉(zhuǎn)軸兩部分組成,二者通過聯(lián)軸器相連,前轉(zhuǎn)軸頂部安裝有防撞頭,防撞頭和聯(lián)軸器之間的轉(zhuǎn)軸上依次安裝有前軸承、渦輪和涂敷機構(gòu),前軸承外壁上依次安裝有導向盤,密封皮碗和支撐盤,支撐盤上部安裝有前支持輪支架,支撐盤下部安裝有蝸桿支架,前支撐輪支架末端安裝有支撐輪,蝸桿支架末端安裝有蝸桿機構(gòu),渦輪和聯(lián)軸器之間的前轉(zhuǎn)軸上安裝有涂敷機構(gòu);后轉(zhuǎn)軸上布置有后支撐輪機構(gòu),后轉(zhuǎn)軸尾部安裝有發(fā)射器,支撐機構(gòu)和發(fā)射器之間的后轉(zhuǎn)軸上安裝有涂敷機構(gòu)。
[0008]蝸桿機構(gòu)由驅(qū)動輪、蝸桿、連接軸組成,驅(qū)動輪有兩個,對稱布置在連接軸兩端,蝸桿位于兩驅(qū)動輪中間,蝸桿與前轉(zhuǎn)軸上的渦輪相互耦合。后支撐輪機構(gòu)由后軸承、支撐臂以及后支撐輪組成,支撐臂數(shù)目至少為4個,沿周向均勻安裝在后軸承外壁上,支撐輪安裝在支撐臂的末端。涂敷機構(gòu)由旋流葉片和軟刷組成,旋流葉片沿周向均勻布置在轉(zhuǎn)軸外壁上,軟刷安裝在旋流葉片的外緣。
[0009]本發(fā)明在管道內(nèi)涂膜過程中,其驅(qū)動輪在與管壁間的摩擦力作用下轉(zhuǎn)動,帶動同軸的蝸桿旋轉(zhuǎn),蝸桿帶動與之耦合的渦輪轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)輪帶動轉(zhuǎn)軸在前后軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn),通過固定安裝在轉(zhuǎn)軸上的涂敷機構(gòu)管道下部緩蝕劑攜帶到管道頂部,通過軟刷將整個管道內(nèi)壁均勻涂敷一層緩蝕劑保護膜,可根據(jù)涂膜過程氣體流速,調(diào)節(jié)蝸桿和渦輪的相對齒數(shù)來調(diào)整葉輪轉(zhuǎn)速,保證了涂膜質(zhì)量,有效降低頂部腐蝕速率。不需要任何額外動力,僅依靠驅(qū)動輪與管壁之間的摩擦力,帶動渦輪-蝸桿結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)自驅(qū)動涂膜,及時在管道內(nèi)緩蝕劑出現(xiàn)分層情況下,也可保證涂膜質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;
[0011]圖2為本發(fā)明蝸桿機構(gòu)剖視圖;
[0012]圖3為本發(fā)明后支撐機構(gòu)示意圖;
[0013]圖4為本發(fā)明涂敷機構(gòu)工作示意圖;
[0014]圖5為本發(fā)明在集輸管道中涂膜過程示意圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示,本發(fā)明包括轉(zhuǎn)軸9和后轉(zhuǎn)軸12兩部分,二者通過聯(lián)軸器10相連,前轉(zhuǎn)軸9頭部安裝有防撞頭1,防撞頭I和聯(lián)軸器之間的轉(zhuǎn)軸10上依次安裝有前軸承17、渦輪7和涂敷機構(gòu)8,前軸承17外壁上依次安裝有導向盤2,密封皮碗3和支撐盤4,支撐盤上部安裝有前支持輪支架5,支撐盤4下部安裝有蝸桿支架16,前支撐輪支架5末端安裝有支撐輪6,蝸桿支架17末端安裝有蝸桿機構(gòu)15,渦輪7和聯(lián)軸器10之間的前轉(zhuǎn)軸9上安裝有涂敷機構(gòu)8 ;后轉(zhuǎn)軸12上布置有后支撐輪機構(gòu)11,后轉(zhuǎn)軸12尾部安裝有發(fā)射器13,支撐機構(gòu)11和發(fā)射器13之間的后轉(zhuǎn)軸12上安裝有涂敷機構(gòu)8。
[0016]如圖2所示,蝸桿機構(gòu)15由驅(qū)動輪18、蝸桿19、連接軸20組成,驅(qū)動輪18有兩個,分別布置在連接軸20兩端,其材質(zhì)為聚氨酯或橡膠,蝸桿19位于兩驅(qū)動輪19中間,蝸桿19與前轉(zhuǎn)軸9上的渦輪7相互耦合。
[0017]如圖3所示,后支撐輪機構(gòu)11由后軸承14、支撐臂23以及后支撐輪24組成,支撐臂24數(shù)目至少為4個,沿周向均勻安裝在后軸承14的外壁上,支撐臂23末端安裝有后支撐輪24。在支撐臂23彈簧張力作用下,支撐輪24與管道21內(nèi)壁緊密接觸。后支撐機構(gòu)11主要起支撐作用,保持受力平衡和穩(wěn)定,減小偏磨。
[0018]如圖4所示,涂敷機構(gòu)8由旋流葉片25和軟刷26組成,旋流葉片25沿周向均勻布置在前轉(zhuǎn)軸9和后轉(zhuǎn)軸12的外壁上,軟刷26安裝在旋流葉片25的末端。轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)時帶動旋流葉片25 —同轉(zhuǎn)動,從而軟刷26將沉積在管道21底部的緩蝕劑液體不斷攜帶到管道21頂部,均勻涂敷在管道21的內(nèi)壁上。
[0019]由圖5所示,在進行管道涂膜作業(yè)中,將本發(fā)明置于待涂膜的管道21中,在后轉(zhuǎn)軸12 一側(cè)的管道中投放一常規(guī)清管器28,由緩蝕劑加注口 22向本發(fā)明與常規(guī)清管器之間的管段內(nèi)加注緩蝕劑27,使緩蝕劑27充滿該封閉空間。涂膜作業(yè)時,由常規(guī)清管器28 —側(cè)向管道17內(nèi)輸送氣體,依靠氣力壓力推動所述兩裝置在管道21中行走,從而開始涂膜作業(yè)。
[0020]本發(fā)明在氣流推動下在管道內(nèi)運行時,在前支撐輪6以及蝸桿支架16的彈簧張力作用下,位于蝸桿機構(gòu)15中兩個驅(qū)動輪18與管道21的內(nèi)壁緊密接觸,在摩擦力作用下驅(qū)動輪18貼著管道21內(nèi)壁轉(zhuǎn)動,驅(qū)動輪18在轉(zhuǎn)動過程中帶動同軸的蝸桿19以相同的角速度轉(zhuǎn)動,由于蝸桿19與安裝在前轉(zhuǎn)軸9上的渦輪7相互耦合,構(gòu)成一對渦輪-蝸桿系統(tǒng),從而帶動渦輪7發(fā)生轉(zhuǎn)動。渦輪7轉(zhuǎn)動過程中帶動前轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動,因為涂敷機構(gòu)8固定在前轉(zhuǎn)軸9上,會同前轉(zhuǎn)軸9 一同旋轉(zhuǎn),涂敷機構(gòu)8上的旋流葉片25在旋轉(zhuǎn)過程中,通過其末端的軟刷26將沉積在管道21下部緩蝕劑27不斷攜帶到上部,從而在管截面上涂敷上一層均勻的緩蝕劑膜,使整個管道21管壁與緩蝕劑18充分接觸,前轉(zhuǎn)軸10 —邊沿著管道21軸線運動一邊旋轉(zhuǎn),從而整個管道21內(nèi)壁都被緩蝕劑27覆蓋,降低腐蝕風險。
[0021]由于前轉(zhuǎn)軸9末端通過聯(lián)軸器10和后轉(zhuǎn)軸12相連,聯(lián)軸器10可保障本發(fā)明順利通過帶有一定曲率的管道,避免卡堵現(xiàn)象的發(fā)生。前轉(zhuǎn)軸9上的導向盤2、密封皮碗3和支撐盤4在本發(fā)明運行過程中分別起導向、密封和支撐作用。
[0022]后轉(zhuǎn)軸12上也安裝有涂敷機構(gòu)8,在本發(fā)明在管道內(nèi)運行過程中,在聯(lián)軸器帶動下后轉(zhuǎn)軸12隨前轉(zhuǎn)軸9 一同旋轉(zhuǎn),在管壁上重新涂敷緩蝕劑保護膜,可以有效防止后支撐輪24在行進過程中對上游剛涂敷的緩蝕劑保護膜的破壞,進一步增強緩蝕劑涂膜效果。
[0023]后轉(zhuǎn)軸12的尾部設(shè)有發(fā)射器13,可以對本發(fā)明進行定位,時刻監(jiān)測本發(fā)明在管道21內(nèi)的運行情況。
[0024]在對管道21進行涂膜前,可以通過調(diào)整從動齒輪和轉(zhuǎn)動齒輪之間的配合來改變轉(zhuǎn)速,來調(diào)整緩蝕劑27與管道21內(nèi)壁的接觸時間,保證了涂膜質(zhì)量。
[0025]可見,本發(fā)明適用性強,即使所述兩裝置在管道內(nèi)由于行走的速度不一致,致使封閉的緩蝕劑27液體呈現(xiàn)分層流動的情況下,也可以保證緩蝕劑涂敷效果。
【權(quán)利要求】
1.一種管道緩蝕劑涂膜器,包括前轉(zhuǎn)軸(9)和后轉(zhuǎn)軸(12),其特征在于,前轉(zhuǎn)軸(9)和后轉(zhuǎn)軸(12)通過聯(lián)軸器(10)相連,前轉(zhuǎn)軸(9)頂部安裝有防撞頭(1),防撞頭(I)和聯(lián)軸器(10)之間的前轉(zhuǎn)軸(9)上依次安裝有前軸承(17)、渦輪(7)和涂敷機構(gòu)(8),前軸承(17)外壁上依次安裝有導向盤(2),密封皮碗(3)和支撐盤(4),支撐盤(4)上部安裝有支持輪支架(5),支撐盤(4)下部安裝有蝸桿支架(16),前支撐輪支架(5)末端安裝有支撐輪(6),蝸桿支架(17)末端安裝有蝸桿機構(gòu)(15),渦輪(7)和聯(lián)軸器(10)之間的前轉(zhuǎn)軸(9)上安裝有涂敷機構(gòu)(8),后轉(zhuǎn)軸(12)上布置有后支撐輪機構(gòu)(11),后轉(zhuǎn)軸(12)尾部安裝有發(fā)射器(13),支撐機構(gòu)(11)和發(fā)射器(13)之間的后轉(zhuǎn)軸(12)上安裝有涂敷機構(gòu)(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道緩蝕劑涂膜器,其特征在于,所述的蝸桿機構(gòu)(15)由驅(qū)動輪(18)、蝸桿(19)、連接軸(20)組成,驅(qū)動輪(18)有兩個,對稱布置在連接軸(20)兩端,蝸桿(19)位于兩驅(qū)動輪(18)中間,蝸桿(19)與前轉(zhuǎn)軸(9)上的渦輪(7)相互耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道緩蝕劑涂膜器,其特征在于,所述的后支撐輪機構(gòu)(11)由后軸承(14)、支撐臂(23)以及后支撐輪(24)組成,支撐臂(23)數(shù)目至少為4個,沿周向均勻安裝在后軸承(14)外壁上,支撐輪(24)安裝在支撐臂(23)的末端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道緩蝕劑涂膜器,其特征在于,所述的涂敷機構(gòu)(8)由旋流葉片(25)和軟刷(26)組成,旋流葉片(25)沿周向均勻布置在轉(zhuǎn)軸外壁上,軟刷(26)安裝在旋流葉片(25)的外緣。
【文檔編號】B05C7/08GK103599874SQ201210350351
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】梁法春, 王君, 劉德緒, 龔金海, 王振玉, 楊桂云 申請人:中國石油大學(華東)
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