本發(fā)明屬于油氣管道清管領(lǐng)域，涉及一種清管器控速裝置。

背景技術(shù)：

輸送石油、天然氣等危險(xiǎn)流體的管道若運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，勢(shì)必存在安全隱患。為保證管道的正常運(yùn)行，需要定期對(duì)管道進(jìn)行清管和檢測(cè)作業(yè)。清管的目的是清掃管道內(nèi)的雜物、積液、積污，提高管道輸送效率，減少摩阻損失，當(dāng)清管與檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，還可獲得管道變形，腐蝕，裂紋等數(shù)據(jù)并對(duì)這些管道缺陷進(jìn)行精確定位，為后期的管道維護(hù)提供可靠信息。

目前，主流的清管器主要依靠自身對(duì)管道內(nèi)輸送介質(zhì)的阻滯作用所形成的壓差來(lái)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，但由于管道上下游的壓力存在波動(dòng)，特別是近年建成的大口徑、高壓、高流速長(zhǎng)輸天然氣管道，介質(zhì)流速已經(jīng)超過(guò)5m/s，瞬間速度可達(dá)到每秒十幾米，使得清管器的運(yùn)行速度不穩(wěn)定,瞬時(shí)運(yùn)行速度在0～25m/s之間變化。根據(jù)SY/T 5922-2003《天然氣管道運(yùn)行規(guī)范》8.7.4.1項(xiàng)的規(guī)定，“清管器運(yùn)行速度一般宜控制在3.5m/s～5m/s?！碑?dāng)管道作業(yè)裝備運(yùn)行速度超過(guò)5m/s時(shí)，容易出現(xiàn)信號(hào)采集不理想,甚至出現(xiàn)檢測(cè)不到信號(hào)的現(xiàn)象,無(wú)法完成管道檢測(cè)任務(wù)，更有甚者,由于檢測(cè)器運(yùn)行速度過(guò)快,容易造成對(duì)管道及運(yùn)行設(shè)備的沖擊,發(fā)生重大安全事故。因此調(diào)節(jié)清管器運(yùn)行速度使其運(yùn)行在合理的速度范圍之內(nèi),勢(shì)必成為輸氣管道檢測(cè)過(guò)程中提高管道檢測(cè)精度和降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)所面臨的問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)外主流可調(diào)節(jié)速度的清管器是通過(guò)搭載閉環(huán)控制的泄流閥實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控速，其原理是調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的泄流閥的泄流面積來(lái)改變清管器的前后壓差，從而控制清管器的速度。清管器的泄流閥一般采用轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)閥動(dòng)葉片和轉(zhuǎn)閥靜葉片組成，這種結(jié)構(gòu)存在以下問題：1、當(dāng)轉(zhuǎn)閥閥體受到?jīng)_擊變形時(shí)，葉片間容易發(fā)生干涉，使控速轉(zhuǎn)閥卡住，無(wú)法調(diào)節(jié)清管器的運(yùn)行速度；2、為滿足轉(zhuǎn)閥操作扭矩的需求，清管器需要配置大功率電機(jī)，攜帶大容量電池，這將占用清管器的內(nèi)部空間，減小泄流通道面積，影響速度的可調(diào)性；3、轉(zhuǎn)閥一般安裝在清管器的端部，增加了清管器的長(zhǎng)度，降低了清管器的彎道通過(guò)性；4、轉(zhuǎn)閥靜葉片后端流體的流動(dòng)狀態(tài)存在突變，使清管器局部繞流損失增大，同時(shí)局部繞流還會(huì)引發(fā)清管器的整體振動(dòng)，這不僅增大了管道輸運(yùn)過(guò)程中的能量損耗，也影響到設(shè)備的正常運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種清管器控速裝置，以便于調(diào)節(jié)清管器的運(yùn)行速度，并降低使用過(guò)程中的能耗，提高清管器運(yùn)行的平穩(wěn)性。

本發(fā)明所述清管器控速裝置，包括外骨架、內(nèi)骨架、防撞支架、前皮碗組件、后皮碗組件、里程輪組件、控速轉(zhuǎn)閥、控制系統(tǒng)和用于安放控制系統(tǒng)的密封倉(cāng)。

所述控速轉(zhuǎn)閥由活動(dòng)翼型扇葉和周向控制機(jī)構(gòu)組成；活動(dòng)翼型扇葉由翼型葉片及位于翼型葉片一端的第一軸頸，位于翼型葉片另一端的軸環(huán)、第二軸頸和軸頭構(gòu)成，活動(dòng)翼型扇葉的數(shù)量應(yīng)使環(huán)形流道可處于完全封閉的狀態(tài)；周向控制機(jī)構(gòu)由換向輪組件、安裝環(huán)、齒環(huán)和扇形齒輪組成，換向輪組件至少為三套，各套換向輪組件結(jié)構(gòu)相同，均包括第一支架、第二支架、第三支架、摩擦輪、輪軸、電機(jī)、螺栓、彈簧軸、減震彈簧、從動(dòng)齒輪和主動(dòng)齒輪，所述電機(jī)安裝在第一支架上，所述主動(dòng)齒輪安裝在電機(jī)軸上，所述從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪組成齒輪傳動(dòng)副，所述第二支架與從動(dòng)齒輪的安裝軸固連，所述第三支架通過(guò)螺栓與第二支架鉸連，所述減震彈簧通過(guò)彈簧軸和螺母安裝在第二支架上且第三支架套裝在彈簧軸的一端并通過(guò)螺母定位，所述摩擦輪通過(guò)輪軸安裝在第三支架上；安裝環(huán)是由至少兩個(gè)圓弧形件組合形成的圓環(huán)，齒環(huán)是由至少兩個(gè)圓弧形齒件組合形成的一側(cè)環(huán)面為齒面的圓環(huán)，所述扇形齒輪的數(shù)量與活動(dòng)翼型扇葉的數(shù)量相同，各扇形齒輪的端面上設(shè)置有與活動(dòng)翼型扇葉組合的通孔，各扇形齒輪與齒環(huán)的齒面組成傳動(dòng)副。

所述外骨架為圓筒體，該圓筒體的前部段外壁設(shè)置有環(huán)繞外壁的第一安裝環(huán)，后部段外壁設(shè)置有環(huán)繞外壁的第二安裝環(huán)，中后部段外壁設(shè)置有與控速轉(zhuǎn)閥中的安裝環(huán)和齒環(huán)組合的環(huán)形導(dǎo)軌，在環(huán)形導(dǎo)軌之后，沿圓筒體周向設(shè)置有與控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉數(shù)量相同且均勻分布的凸臺(tái)，各凸臺(tái)的中心部位設(shè)置有供活動(dòng)翼型扇葉的軸環(huán)、第二軸頸和軸頭穿過(guò)的通孔。

所述內(nèi)骨架由半圓形槽式支座、前端法蘭、后端法蘭及用于將前端法蘭和后端法蘭組合成一體的支撐梁構(gòu)成；前端法蘭的外徑小于外骨架的內(nèi)徑，前端法蘭的內(nèi)孔為前小后大的階梯孔；后端法蘭的外徑大于外骨架的外徑，后端法蘭的內(nèi)孔為前大后小的階梯孔，該階梯孔前部的大孔孔徑與外骨架的外徑匹配，后部的小孔孔壁上設(shè)置有安裝里程輪組件的缺口；支撐梁的數(shù)量至少為三根，各支撐梁的一端環(huán)繞前端法蘭的外壁等角度分布并分別與前端法蘭的外壁固連，各支撐梁的另一端環(huán)繞后端法蘭的小孔內(nèi)壁等角度分布并分別與后端法蘭的小孔內(nèi)壁固連；半圓形槽式支座的數(shù)量與控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉的數(shù)量相同，各半圓形槽式支座安裝在前端法蘭的前環(huán)面同一圓周上且相鄰半圓形槽式支座之間的夾角相等。

所述密封倉(cāng)由前倉(cāng)體、前蓋板、后倉(cāng)體和后蓋板組成；前倉(cāng)體為圓筒體，該圓筒體的外徑小于內(nèi)骨架中前端法蘭的外徑、內(nèi)徑大于或等于內(nèi)骨架中前端法蘭階梯孔的小孔孔徑，該圓筒體的后端沿圓筒體周向設(shè)置有與控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉數(shù)量相同的U形槽，U形槽的寬度與內(nèi)骨架中半圓形槽式支座的槽徑相同，相鄰U形槽之間的夾角相等；后倉(cāng)體為圓筒體，該圓筒體的外徑與內(nèi)骨架中前端法蘭階梯孔的大孔孔徑匹配，該圓筒體的前端設(shè)置有安裝用的連接盤。

上述各部件或構(gòu)件的組合方式：

所述前皮碗組件套裝在外骨架的前部段外壁上并與所述第一安裝環(huán)接觸，所述防撞支架的一端與外骨架的前端組合，通過(guò)螺紋連接件將防撞支架和前皮碗組件固定在外骨架的前部；

所述后皮碗組件套裝在外骨架的后部段外壁上并與所述第二安裝環(huán)接觸，所述內(nèi)骨架的前端法蘭位于外骨架的內(nèi)孔中，內(nèi)骨架的后端法蘭通過(guò)其階梯孔前部的大孔與外骨架的后端組合，通過(guò)螺紋連接件將內(nèi)骨架的后端法蘭和后皮碗組件固定在外骨架后部；

所述密封倉(cāng)前倉(cāng)體的后端安裝在內(nèi)骨架前端法蘭的前環(huán)面上，前倉(cāng)體后端設(shè)置的各U形槽與位于前端法蘭前環(huán)面上的各半圓形槽式支座分別組合成安裝各活動(dòng)翼型扇葉第一軸頸的孔；所述密封倉(cāng)后倉(cāng)體的前端插裝在內(nèi)骨架前端法蘭階梯孔的大孔內(nèi)，通過(guò)螺紋連接件與內(nèi)骨架前端法蘭固連；所述前蓋板安裝在前倉(cāng)體的前端將前倉(cāng)體封閉，所述后蓋板安裝在后倉(cāng)體的后端將后倉(cāng)體封閉；

所述控速轉(zhuǎn)閥中周向控制機(jī)構(gòu)的安裝環(huán)安裝在外骨架所設(shè)導(dǎo)軌的前環(huán)面，周向控制機(jī)構(gòu)的齒環(huán)安裝在外骨架所設(shè)導(dǎo)軌的后環(huán)面，安裝環(huán)與齒環(huán)通過(guò)螺紋連接件連接后形成整體式結(jié)構(gòu)并可沿所述導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)；周向控制機(jī)構(gòu)的各套換向輪組件分別通過(guò)該換向輪組件中的第一支架與所述安裝環(huán)固連，并在安裝環(huán)周向均勻布置(使用時(shí)，各換向輪組件中的摩擦輪與被清潔管道內(nèi)壁滾動(dòng)接觸，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下摩擦輪可以換向)；控速轉(zhuǎn)閥中各活動(dòng)翼型扇葉的第一軸頸分別安裝在前倉(cāng)體后端所設(shè)置U形槽與位于前端法蘭前環(huán)面上的半圓形槽式支座組合成的孔中，各活動(dòng)翼型扇葉的軸環(huán)、第二軸頸和軸頭分別插入外骨架環(huán)形導(dǎo)軌之后的各通孔，所述軸頭伸出外骨架，各活動(dòng)翼型扇葉的翼型葉片位于外骨架內(nèi)壁與密封倉(cāng)前倉(cāng)體外壁圍成的環(huán)形流道；周向控制機(jī)構(gòu)的各扇形齒輪分別安裝在各活動(dòng)翼型扇葉的軸頭上并與所述齒環(huán)組合；

所述里程輪組件的數(shù)量至少為兩組，分別安裝在內(nèi)骨架后端法蘭所設(shè)缺口處并與內(nèi)骨架后端法蘭連接；

所述控制系統(tǒng)安放在密封倉(cāng)內(nèi)，控制系統(tǒng)的輸入端與里程輪組件連接，輸出端與換向輪組件中的電機(jī)連接，控制系統(tǒng)將接收到的里程輪組件測(cè)定的清管器實(shí)時(shí)運(yùn)行速度與清管器設(shè)定運(yùn)行速度比較，根據(jù)清管器實(shí)時(shí)運(yùn)行速度與清管器設(shè)定運(yùn)行速度之差控制換向輪組件中電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)方向，從而使控速轉(zhuǎn)閥中的扇形齒輪與齒環(huán)的齒面組成的傳動(dòng)副帶動(dòng)活動(dòng)翼型扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變所述環(huán)形流道的泄流量，使清管器按設(shè)定運(yùn)行速度工作。

本發(fā)明所述清管器控速裝置中，所述里程輪組件由里程輪、編碼器、連接架、復(fù)位彈簧和底座組成，編碼器用于采集清管器的實(shí)時(shí)運(yùn)行速度信號(hào)，并將實(shí)時(shí)運(yùn)行速度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸送給控制系統(tǒng)，所述連接架的一端與底座鉸連，所述編碼器安裝在連接架的另一端，所述里程輪安裝在編碼器的轉(zhuǎn)軸上，所述復(fù)位彈簧的一端與底座鉸連，另一端與連接架鉸連。

本發(fā)明所述清管器控速裝置中，所述前皮碗組件由前支撐皮碗、前隔板和前驅(qū)動(dòng)皮碗組成，所述后皮碗組件由后支撐皮碗、后隔板和后驅(qū)動(dòng)皮碗組成。

本發(fā)明所述清管器控速裝置中，所述控制系統(tǒng)為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)。

本發(fā)明所述清管器控速裝置中，所述周向控制機(jī)構(gòu)的換向輪組件中的電機(jī)優(yōu)選步進(jìn)電機(jī)。

本發(fā)明所述清管器控速裝置的工作原理如下：

根據(jù)所清潔的管道需要，設(shè)定清管器的運(yùn)行速度范圍。當(dāng)里程輪組件中的編碼器檢測(cè)到清管器的運(yùn)行速度低于設(shè)定速度下限時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使控速轉(zhuǎn)閥中周向控制機(jī)構(gòu)的換向輪組件中的電機(jī)作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)換向輪組件整體轉(zhuǎn)向，在被清潔管道內(nèi)做順時(shí)針螺旋曲線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)周向控制機(jī)構(gòu)的安裝環(huán)和齒環(huán)相對(duì)清管器做順時(shí)針圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒環(huán)的帶動(dòng)下，周向控制機(jī)構(gòu)的各扇形齒輪帶著與其連接的活動(dòng)翼型扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，將控速轉(zhuǎn)閥的環(huán)形流道逐漸關(guān)閉，導(dǎo)致環(huán)形流道的泄流量逐漸減小，使清管器加速。當(dāng)里程輪組件中的編碼器檢測(cè)到清管器的運(yùn)行速度高于設(shè)定速度上限時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使控速轉(zhuǎn)閥中周向控制機(jī)構(gòu)的換向輪組件中的電機(jī)作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)換向輪組件整體轉(zhuǎn)向，在被清潔管道內(nèi)做逆時(shí)針螺旋曲線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)周向控制機(jī)構(gòu)的安裝環(huán)和齒環(huán)相對(duì)清管器做逆時(shí)針圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒環(huán)的帶動(dòng)下，周向控制機(jī)構(gòu)的各扇形齒輪帶著與其連接的活動(dòng)翼型扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，將控速轉(zhuǎn)閥的環(huán)形流道逐漸打開，導(dǎo)致環(huán)形流道的泄流量逐漸增大，使清管器減速。當(dāng)里程輪組件中的編碼器檢測(cè)到清管器的運(yùn)行速度介于設(shè)定速度的上限與下限之間時(shí)，控速轉(zhuǎn)閥中周向控制機(jī)構(gòu)的換向輪組件中的電機(jī)處于非工作狀態(tài)，控速轉(zhuǎn)閥中各活動(dòng)翼型扇葉的開度不變，此時(shí)換向輪組件中的摩擦輪保持與被清潔管道平行的方向，靠摩擦輪的側(cè)向摩擦力保持控速轉(zhuǎn)閥中各活動(dòng)翼型扇葉的開度。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、由于控速轉(zhuǎn)閥由活動(dòng)翼型扇葉和周向控制機(jī)構(gòu)組成，活動(dòng)翼型扇葉和周向控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及與外骨架、內(nèi)骨架、密封倉(cāng)的組合方式，有效解決了現(xiàn)有清管器泄流閥存在的問題，控速轉(zhuǎn)閥不僅工作穩(wěn)定，而且在控制系統(tǒng)的控制下，便于調(diào)整清管器的運(yùn)行速度，滿足清管器的控速要求。

2、控速轉(zhuǎn)閥中周向控制機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)使控速轉(zhuǎn)閥的操作力矩大大提升，同時(shí)減少了運(yùn)行過(guò)程中的電力損耗，使清管器在大口徑、高壓長(zhǎng)輸天然氣管道中的速度控制效率明顯提高。

3、控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉使流體的繞流阻力大大減小，不僅降低了清管過(guò)程中的能量損耗，同時(shí)也減小了局部振動(dòng)，使清管器的運(yùn)行更加平穩(wěn)。

4、由于內(nèi)骨架位于外骨架的內(nèi)孔中，密封倉(cāng)安裝在內(nèi)骨架上，控制系統(tǒng)安放在密封倉(cāng)內(nèi)，因而減小了清管器的長(zhǎng)度，提高了清管器的彎道通過(guò)性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述清管器控速裝置的外形結(jié)構(gòu)三維示意圖。

圖2為本發(fā)明所述清管器控速裝置的剖視圖，該圖還表示出了清管器控速裝置在被清潔管道中的放置方式。

圖3為本發(fā)明所述清管器控速裝置中控速轉(zhuǎn)閥的三維爆炸視圖。

圖4為本發(fā)明所述清管器控速裝置中里程輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明所述清管器控速裝置中換向輪組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5的俯視圖。

圖7為本發(fā)明所述清管器控速裝置中控速轉(zhuǎn)閥的活動(dòng)翼型扇葉的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7的側(cè)視圖。

圖9為圖7的俯視圖。

圖10為本發(fā)明所述清管器控速裝置中內(nèi)骨架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明所述清管器控速裝置中密封倉(cāng)的前倉(cāng)體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明所述清管器控速裝置的控制框圖。

圖13為本發(fā)明所述清管器控速裝置中控速轉(zhuǎn)閥的環(huán)形流道處于完全打開狀態(tài)的示意圖。

圖14為本發(fā)明所述清管器控速裝置中控速轉(zhuǎn)閥的環(huán)形流道處于部分打開狀態(tài)的示意圖。

圖15為本發(fā)明所述清管器控速裝置中控速轉(zhuǎn)閥的環(huán)形流道處于完全關(guān)閉狀態(tài)的示意圖。

圖中，1-防撞支架；2-前支撐皮碗；3-前驅(qū)動(dòng)皮碗；4-外骨架；4-1-第一安裝環(huán)；4-2-第二安裝環(huán)；4-3-環(huán)形導(dǎo)軌；4-4-通孔；5-換向輪組件；6-扇形齒輪；7-后支撐皮碗；8-后驅(qū)動(dòng)皮碗；9-里程輪組件；9-1-里程輪；9-2-編碼器；9-3-連接架；9-4-復(fù)位彈簧；9-5-底座；10-前隔板；11-活動(dòng)翼型扇葉；11-1-軸頭；11-2-第二軸頸；11-3-軸環(huán)；11-4-翼型葉片；11-5-第一軸頸；12-后隔板；13-內(nèi)骨架；13-1-半圓形槽式支座；13-2-前端法蘭；13-3-支撐梁；13-4-后端法蘭；13-5-缺口；14-被清潔管道；15-前蓋板；16-前倉(cāng)體；16-1-U型槽；17-后倉(cāng)體；18-控制系統(tǒng)；19-后蓋板；20-安裝環(huán)；21-齒環(huán)；22-第一支架；23-第二支架；24-摩擦輪；25-輪軸；26-第三支架；27-螺栓；28-電機(jī)；29-彈簧軸；30-螺母；31-減震彈簧；32-從動(dòng)齒輪；33-主動(dòng)齒輪；34-電機(jī)軸。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明說(shuō)書清管器控速裝置的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說(shuō)明。下述實(shí)施例中，可編程邏輯控制器、編碼器、步進(jìn)電機(jī)通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買。

本實(shí)施例中，清管器控速裝置如圖1、圖2所示，包括外骨架4、內(nèi)骨架13、防撞支架1、前皮碗組件、后皮碗組件、里程輪組件9、控速轉(zhuǎn)閥、控制系統(tǒng)18和用于安放控制系統(tǒng)的密封倉(cāng)。

所述控速轉(zhuǎn)閥如圖3所示，由活動(dòng)翼型扇葉11和周向控制機(jī)構(gòu)組成；活動(dòng)翼型扇葉11如圖7、圖8、圖9所示，由翼型葉片11-4及位于翼型葉片11-4一端的第一軸頸11-5，位于翼型葉片11-4另一端的軸環(huán)11-3、第二軸頸11-2和軸頭11-1構(gòu)成，翼型葉片11-4呈扇形展開，截面采用NACA0012對(duì)稱翼型，活動(dòng)翼型扇葉11的數(shù)量為十二個(gè)；周向控制機(jī)構(gòu)由換向輪組件5、安裝環(huán)20、齒環(huán)21和扇形齒輪6組成(見圖3)，換向輪組件5為六套，各套換向輪組件結(jié)構(gòu)相同，均包括第一支架22、第二支架23、第三支架26、摩擦輪24、輪軸25、電機(jī)28、螺栓27、彈簧軸29、減震彈簧31、從動(dòng)齒輪32和主動(dòng)齒輪33(見圖5、圖6)，所述電機(jī)28為步進(jìn)電機(jī)，安裝在第一支架22上，所述主動(dòng)齒輪33安裝在電機(jī)軸34上，所述從動(dòng)齒輪32與主動(dòng)齒輪33組成齒輪傳動(dòng)副，所述第二支架23與從動(dòng)齒輪32的安裝軸固連，所述第三支架26通過(guò)螺栓27與第二支架23鉸連，所述減震彈簧31通過(guò)彈簧軸29和螺母30安裝在第二支架23上且第三支架26套裝在彈簧軸的一端并通過(guò)螺母定位，所述摩擦輪24通過(guò)輪軸25安裝在第三支架26上；安裝環(huán)20是由三個(gè)圓弧形件組合形成的圓環(huán)，齒環(huán)21是由兩個(gè)圓弧形齒件組合形成的一側(cè)環(huán)面為齒面的圓環(huán)，扇形齒輪6的數(shù)量與活動(dòng)翼型扇葉11的數(shù)量相同，各扇形齒輪6的端面上設(shè)置有與活動(dòng)翼型扇葉11組合的通孔，各扇形齒輪6與齒環(huán)21的齒面組成傳動(dòng)副。

所述外骨架4為圓筒體(見圖1、圖2)，總長(zhǎng)為1000mm、內(nèi)徑為430mm、外徑為470mm，該圓筒體的前部段外壁焊接有環(huán)繞外壁的第一安裝環(huán)4-1，后部段外壁焊接有環(huán)繞外壁的第二安裝環(huán)4-2，中后部段外壁焊接有與控速轉(zhuǎn)閥中的安裝環(huán)20和齒環(huán)21組合的環(huán)形導(dǎo)軌4-3，在環(huán)形導(dǎo)軌4-3之后，沿圓筒體周向設(shè)置有與控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉11數(shù)量相同且均勻分布的凸臺(tái)，各凸臺(tái)的中心部位設(shè)置有供活動(dòng)翼型扇葉11的軸環(huán)11-3、第二軸頸11-2和軸頭11-1穿過(guò)的通孔4-4。

所述內(nèi)骨架13如圖10所示，由半圓形槽式支座13-1、前端法蘭13-2、后端法蘭13-4及用于將前端法蘭13-2和后端法蘭13-4組合成一體的支撐梁13-3構(gòu)成；前端法蘭13-2的外徑小于外骨架13的內(nèi)徑，前端法蘭13-2的內(nèi)孔為前小后大的階梯孔；后端法蘭13-4的外徑大于外骨架4的外徑，后端法蘭13-4的內(nèi)孔為前大后小的階梯孔，該階梯孔前部的大孔孔徑與外骨架4的外徑匹配，后部的小孔孔壁上設(shè)置有安裝里程輪組件9的缺口13-5；支撐梁13-3的數(shù)量為三根，各支撐梁的一端環(huán)繞前端法蘭13-2的外壁等角度分布并分別與前端法蘭13-2的外壁通過(guò)焊接固連，各支撐梁13-3的另一端環(huán)繞后端法蘭13-4的小孔內(nèi)壁等角度分布并分別與后端法蘭13-4的小孔內(nèi)壁通過(guò)焊接固連；半圓形槽式支座13-1的數(shù)量與控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉11的數(shù)量相同，各半圓形槽式支座13-1安裝在前端法蘭13-2的前環(huán)面同一圓周上且相鄰半圓形槽式支座13-1之間的夾角相等。

所述密封倉(cāng)如圖2所示，由前倉(cāng)體16、前蓋板15、后倉(cāng)體17和后蓋板19組成；前倉(cāng)體16如圖11所示，為圓筒體，該圓筒體的外徑小于內(nèi)骨架13中前端法蘭13-2的外徑、內(nèi)徑等于內(nèi)骨架中前端法蘭13-2階梯孔的小孔孔徑，該圓筒體的后端沿圓筒體周向設(shè)置有與控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉11數(shù)量相同的U形槽16-1，U形槽16-1的寬度與內(nèi)骨架13中半圓形槽式支座13-1的槽徑相同，相鄰U形槽16-1之間的夾角相等；后倉(cāng)體17為圓筒體(見圖2)，該圓筒體的外徑與內(nèi)骨架13中前端法蘭13-2階梯孔的大孔孔徑匹配，該圓筒體的前端設(shè)置有安裝用的連接盤。

所述里程輪組件9為三組，各組里程輪組件9結(jié)構(gòu)相同，均由里程輪9-1、編碼器9-2、連接架9-3、復(fù)位彈簧9-4和底座9-5組成(見圖4)，所述連接架9-3桿狀體，其一端與底座9-5鉸連，所述編碼器9-2安裝在連接架9-3的另一端(自由端)，所述里程輪9-1安裝在編碼器9-2的轉(zhuǎn)軸上，所述復(fù)位彈簧9-4的一端與底座9-5鉸連，另一端與連接架9-3靠近里程輪的部位鉸連。

所述前皮碗組件由前支撐皮碗2、前隔板10和前驅(qū)動(dòng)皮碗3組成(見圖2)，所述后皮碗組件由后支撐皮碗7、后隔板12和后驅(qū)動(dòng)皮碗8組成(見圖2)，所述控制系統(tǒng)18為可編程邏輯控制器。

上述各部件或構(gòu)件的組合方式：

所述前支撐皮碗2、前隔板10和前驅(qū)動(dòng)皮碗3從前至后依次套裝在外骨架4的前部段外壁上，前驅(qū)動(dòng)皮碗3與第一安裝環(huán)4-1接觸，所述防撞支架1的一端與外骨架4的前端組合，通過(guò)螺紋連接件將防撞支架1和前支撐皮碗2、前隔板10、前驅(qū)動(dòng)皮碗3固定在外骨架4的前部；

所述后支撐皮碗7、后隔板12和后驅(qū)動(dòng)皮碗8從前至后一次套裝在外骨架(4)的后部段外壁上，后驅(qū)動(dòng)皮碗8與第二安裝環(huán)4-2接觸，內(nèi)骨架13的前端法蘭13-2位于外骨架4的后部段內(nèi)孔中，內(nèi)骨架13的后端法蘭13-4通過(guò)其階梯孔前部的大孔與外骨架4的后端組合，通過(guò)螺紋連接件將內(nèi)骨架13的后端法蘭13-4和后支撐皮碗7、后隔板12、后驅(qū)動(dòng)皮碗8固定在外骨架4后部；

所述密封倉(cāng)前倉(cāng)體16的后端安裝在內(nèi)骨架前端法蘭13-2的前環(huán)面上，前倉(cāng)體16后端設(shè)置的各U形槽16-1與位于前端法蘭前環(huán)面上的各半圓形槽式支座13-1分別組合成安裝各活動(dòng)翼型扇葉第一軸頸11-5的孔；所述密封倉(cāng)后倉(cāng)體17的前端插裝在內(nèi)骨架前端法蘭13-2階梯孔的大孔內(nèi)，通過(guò)螺紋連接件與內(nèi)骨架13前端法蘭13-2固連；所述前蓋板15安裝在前倉(cāng)體16的前端將前倉(cāng)體16封閉，所述后蓋板19安裝在后倉(cāng)體17的后端將后倉(cāng)體17封閉；

所述控速轉(zhuǎn)閥中周向控制機(jī)構(gòu)的安裝環(huán)20安裝在外骨架4所設(shè)導(dǎo)軌4-3的前環(huán)面，周向控制機(jī)構(gòu)的齒環(huán)21安裝在外骨架4所設(shè)導(dǎo)軌4-3的后環(huán)面，安裝環(huán)20與齒環(huán)21通過(guò)螺紋連接件連接后形成整體式結(jié)構(gòu)并可沿所述導(dǎo)軌4-3轉(zhuǎn)動(dòng)；周向控制機(jī)構(gòu)的六套換向輪組件5分別通過(guò)該換向輪組件5中的第一支架22與所述安裝環(huán)20固連，并在安裝環(huán)20周向均勻布置；控速轉(zhuǎn)閥中各活動(dòng)翼型扇葉11的第一軸頸11-5分別安裝在前倉(cāng)體16后端所設(shè)置U形槽16-1與位于前端法蘭13-2前環(huán)面上的半圓形槽式支座13-1組合成的孔中，各活動(dòng)翼型扇葉11的軸環(huán)11-3、第二軸頸11-2和軸頭11-1分別插入外骨架4環(huán)形導(dǎo)軌4-3之后的各通孔4-4，且軸頭11-1伸出外骨架4，各活動(dòng)翼型扇葉11的翼型葉片11-4位于外骨架4內(nèi)壁與密封倉(cāng)前倉(cāng)體16外壁圍成的環(huán)形流道；周向控制機(jī)構(gòu)的各扇形齒輪6分別安裝在各活動(dòng)翼型扇葉11的軸頭11-1上并與齒環(huán)21組合；

所述三組里程輪組件9分別安裝在內(nèi)骨架13后端法蘭13-4所設(shè)缺口13-5處并與內(nèi)骨架13后端法蘭13-4連接；

所述控制系統(tǒng)18安放在密封倉(cāng)內(nèi)，控制系統(tǒng)18的輸入端與里程輪組件9中的編碼器9-2連接，輸出端與換向輪組件5中的電機(jī)28連接。

本實(shí)施例中，外骨架4、內(nèi)骨架13和防撞支架1的制作材料為不銹鋼；控速轉(zhuǎn)閥中活動(dòng)翼型扇葉11的制作材料為不銹鋼，安裝環(huán)20、齒環(huán)21和扇形齒輪6的制作材料為普通碳鋼，摩擦輪24的制作材料為聚氨酯橡膠；密封倉(cāng)中前倉(cāng)體16和后倉(cāng)體17的制作材料為不銹鋼，里程輪組件中里程輪9-1的制作材料為不銹鋼；前皮碗組件中前支撐皮碗2和前驅(qū)動(dòng)皮碗3及后皮碗組件中后支撐皮碗7和后驅(qū)動(dòng)皮碗8的制作材料為聚氨酯橡膠，前隔板10和后隔板12的制作材料為聚氨酯橡膠。