本發(fā)明涉及一種帶自動剎車裝置的清管器，用于管道清管作業(yè)。

背景技術(shù)：

在對油氣管道進行清管和檢測過程中，一般法規(guī)要求清管設(shè)備運行速度為3.5～5m/s；管道內(nèi)檢測設(shè)備為了獲得較佳的檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量，要求設(shè)備的運行速度低于5 m/s；電磁超聲檢測設(shè)備則要求其運行速度低于2 m/s。清管器在通過管道上下坡段、彎曲段、積液、積砂及結(jié)垢段時速度變化較大，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控制方式和被動控制方式。

主動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)對信號處理；通過電機來調(diào)整泄流閥的開啟程度；再通過泄流閥開度調(diào)節(jié)清管器前后壓差，調(diào)整清管器推動力，從而控制清管器運行速度。

被動控制方式是通過調(diào)節(jié)清管作業(yè)中入口端和出口端的介質(zhì)壓力和流量來間接控制清管器速度。因為氣體的可壓縮性，被動控制方式往往難以達到較好速度控制效果，清管器容易因為速度過大引起沖擊，造成清管器和管道損傷等問題。

專利CN201410219086.7公布了一種自動調(diào)速清管器，該方案采用半交叉皮帶傳動，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彈簧拉力和支撐桿實現(xiàn)，總體布局長度較長，難以滿足清管器通過管道彎管部分要求。

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，清管器整體長度會相對較長，不利于裝置通過彎管。

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液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為中心質(zhì)量塊的轉(zhuǎn)動，質(zhì)量塊轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力對剎車片產(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，該方案通過液壓系統(tǒng)采集清管器運行速度，并差生一個與速度相關(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)采集清管器運行速度，并通過質(zhì)量塊轉(zhuǎn)動產(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)流閥過小；同時徑向布置的速度采集輪在三通部位容易卡死。

目前的主動控制方式控制電機消耗電能，清管器自帶的蓄電池電量有限，因此長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為考慮管內(nèi)介質(zhì)、管道形狀等諸多因素而變得復(fù)雜。國內(nèi)旁通閥主動控制方式清管器尚不成熟，國外該類清管器租用價格昂貴，目前國內(nèi)油氣管道清管仍然以被動控制方式為主。因此，研制適用工況更廣自動調(diào)速清管器具有重要意義和使用前景。

技術(shù)實現(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，并克服現(xiàn)有調(diào)速清管器管道內(nèi)通過性不強的缺點，特提供一種帶自動剎車裝置的清管器。

為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種帶自動剎車裝置的清管器，包括滾輪、液壓泵、后端蓋、皮碗、剎車片、連桿B、連桿C、筒體、前端蓋、心軸、剎車油缸、油箱、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，筒體兩端設(shè)置皮碗；剎車片設(shè)置在筒體兩邊的皮碗之間，連桿B一端鉸接到剎車片中間位置另一端鉸接到筒體上，連桿C一端鉸接到剎車片中間位置另一端穿過筒體的槽型孔并鉸接到心軸上；心軸設(shè)置在前端蓋中間位置；筒體內(nèi)設(shè)置剎車油缸，所述剎車油缸的活塞桿與心軸連接；液壓泵輸入軸穿過液壓泵殼體從兩邊伸出，所述液壓泵輸入軸兩端安裝滾輪；兩個液壓泵之間設(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)流閥前端與剎車油缸連接。

包括連接環(huán)，其特征在于：連接環(huán)安裝在前端蓋外端。

包括安裝環(huán)，其特征在于：剎車油缸固定到安裝環(huán)上，所述安裝環(huán)與筒體之間螺釘固定。

所述剎車油缸包括剎車活塞桿、剎車活塞和剎車缸體，剎車缸體固定到安裝環(huán)上并用螺栓連接，剎車缸體內(nèi)設(shè)置剎車活塞，剎車活塞連接剎車活塞桿，剎車活塞桿連接到心軸。

包括連桿A，其特征在于：連桿A一端連接液壓泵，另一端鉸接到后端蓋上或筒體上。

所述剎車片為雪橇形，剎車片翹起部分靠近前端蓋。

包括套筒，其特征在于：套筒設(shè)置在前端蓋和心軸之間，所述套筒整體為圓筒形并固定到前端蓋中間位置，心軸可以在套筒內(nèi)滑動。

包括支撐油缸、連桿D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，連桿D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)置支耳并安裝連桿D；所述連桿D另一端鉸接到液壓泵殼體上。

包括單向閥，其特征在于：單向閥設(shè)置在液壓泵出口位置。

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)速清管器無電器元件，安全可靠，不需要通過蓄電池存儲能量，可以用于長距管道清管；（2）可以攜帶管道檢測設(shè)備，完成管道檢測和清管的工作；（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；（5）滾輪設(shè)置在整個裝置的后端，滾輪的連桿傾斜布置，這樣整個裝置在管道內(nèi)通過性強，在管道三通部位、彎管部位不易卡死。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。

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A；5.后端蓋；6.皮碗；7.后擋板；8.剎車片；9.連桿B；10.連桿C；11.筒體；12.前擋板；13.前端蓋；14.套筒；15.連接環(huán)；16.心軸；17.剎車油缸；18.剎車活塞桿；19.剎車活塞；20.剎車缸體；21.安裝環(huán)；22.油箱；23.支撐油缸；24.支撐缸體；25.支撐活塞；26.支撐活塞桿；27.桿帽；28.連桿D；29.單向閥；30.節(jié)流閥。

具體實施方式

本發(fā)明不受下述實施實例的限制，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和實際情況來確定具體的實施方式。下面結(jié)合圖1、2對本發(fā)明作以下描述。上、下、左、右等位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布局方向來確定的。

筒體11前端安裝前端蓋13并用螺栓連接，筒體11后端安裝后端蓋5并用螺栓連接。筒體11后端設(shè)置后擋板7并采用焊接方式固定，所述后擋板7外側(cè)設(shè)置皮碗6并用后端蓋5壓緊，螺栓連接后端蓋5和后擋板7。前端蓋13外安裝皮碗6并用前擋板12固定，螺栓連接前擋板12和前端蓋13。前端蓋13外端安裝連接環(huán)15，所述連接環(huán)15用于安裝掛鉤，用掛鉤勾住所述連接環(huán)15，方便將清管器從收球筒內(nèi)取出。

剎車片8為雪橇形，所述剎車片8翹起部分靠近前端蓋13。剎車片8設(shè)置在筒體11兩邊的皮碗6之間，連桿B9一端鉸接到剎車片8中間位置另一端鉸接到筒體11上，連桿C10一端鉸接到剎車片8中間位置另一端穿過筒體11的槽型孔并鉸接到心軸16上。心軸16設(shè)置在前端蓋13中間位置；更為優(yōu)化的，前端蓋13和心軸16之間設(shè)置套筒14，所述套筒14整體為圓筒形并固定到前端蓋13中間位置，心軸16可以在套筒14內(nèi)滑動。

筒體11內(nèi)設(shè)置剎車油缸17，所述剎車油缸17的活塞桿與心軸16連接。剎車油缸17固定到安裝環(huán)21上，所述安裝環(huán)21與筒體11之間螺釘固定。所述剎車油缸17包括剎車活塞桿18、剎車活塞19和剎車缸體20，剎車缸體20固定到安裝環(huán)21上并用螺栓連接，剎車缸體20內(nèi)設(shè)置剎車活塞19，剎車活塞19連接剎車活塞桿18，剎車活塞桿18連接到心軸16。

兩個液壓泵2相對布置，液壓泵2輸入軸穿過液壓泵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A4一端鉸接到液壓泵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23，所述支撐油缸23的活塞桿外端安裝桿帽27，連桿D28一端鉸接到液壓泵2殼體另一端鉸接到桿帽27上。所述支撐油缸23包括支撐缸體24、支撐活塞25和支撐活塞桿26，支撐缸體24固定到后端蓋5上并采用螺栓連接，支撐活塞25設(shè)置在支撐缸體24內(nèi)，支撐活塞25連接支撐活塞桿26，支撐活塞桿26外端安裝桿帽27。所述桿帽27整體為帶底座的圓筒形，桿帽27扣在支撐活塞桿26端部，桿帽27兩邊設(shè)置支耳并安裝連桿D28，所述連桿D28另一端鉸接到液壓泵2殼體上。

油箱22設(shè)置在筒體11內(nèi)，所述油箱22為密封型油箱22。液壓泵2吸油口連接到油箱22，液壓泵2出油口連接到節(jié)流閥30，節(jié)流閥30回油口連接到油箱22，節(jié)流閥30前端與支撐油缸23和剎車油缸17連接。更為優(yōu)化的，液壓泵2出口位置設(shè)置單向閥29。

本發(fā)明的工作原理是：滾輪1通過支撐彈簧3壓緊在管道內(nèi)壁，清管器在前后介質(zhì)壓差推動下在管道內(nèi)運行，滾輪1驅(qū)動液壓泵2工作，液壓泵2輸出的高壓油液經(jīng)過節(jié)流閥30流回油箱22，節(jié)流閥30前端壓力傳遞到支撐油缸23和剎車油缸17。支撐油缸23通過連桿D28撐開兩個液壓泵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。清管器運行速度越大，支撐油缸23產(chǎn)生的推動力越大，滾輪1越不容易打滑。

剎車油缸17產(chǎn)生的推力通過剎車活塞19和剎車活塞桿18傳遞到心軸16上，心軸16通過連桿B9和連桿C10使得剎車片8壓緊在管道內(nèi)壁。清管器運行速度提升則節(jié)流閥30流量增加，節(jié)流閥30產(chǎn)生的節(jié)流壓力增加，剎車片8與管道之間的壓緊力增加，產(chǎn)生的剎車力增加。同理當清管器運行速度降低，剎車片8產(chǎn)生的剎車力降低。這樣，清管器運行速度會更加平穩(wěn)。