[實用新型]基于形狀記憶合金的管道內定心裝置

無效

• 申請號: 200620041456.3
• 申請日: 2006-04-28
• 公開（公告）號: CN201028235Y
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 沈林勇;章亞男;陳勇;錢晉武;袁少杰
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: F16L55/28
• 分類號: F16L55/28
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 何文欣

技術領域

本實用新型涉及一種管道內定心裝置，特別是一種基于形狀記憶合金的管道內定心裝置。可以應用于管道探測和相關的應用領域。

背景技術

管道內定心機構是在管道探測、測量等工程環境下的常用技術，一般由支撐機構和支撐件組成，傳統的管道內定心方式采用支撐輪結構(附圖3為其示意圖)，其支撐輪結構由三支撐桿件組成的爪型結構，三支撐桿件頂端裝有滾輪，支撐機構定心支撐工作時由電機帶動螺桿旋轉使滑塊移動，安裝在滑塊上的頂桿推動支撐桿張開或收縮，從而使支撐桿頂端的滾輪與管壁接觸實現定心和支撐保持。傳統的支撐機構存在如下問題：因為接觸方式為點接觸，機構無法與管道內壁產生較大定心保持力，在外部有較大擾動下無法定心靜止。且因為機構中有多個需相對運動的連接點，受這些連接點的工作原理特性和制造特性的影響，其定心精度受到限制。國內外對該技術的研究目前暫無解決問題的有效方案。

實用新型內容

本實用新型的目的，在于克服已有技術存在的問題，它提供一種基于形狀記憶合金的管道內定心裝置在定心保持時能對管道內壁產生較大支撐力，而又可以在外力作用下在管道內順暢移動。

為達到上述目的，本實用新型的構思是：

形狀記憶合金材料有兩種相體狀態，一種是馬氏體狀態，在此狀態下材料呈現低彈性模量低屈服強度的特性。還有一種就是奧氏體狀態，在此狀態下材料的彈性模量和屈服強度都有了很大的提高，在常溫下材料是馬氏體狀態下的，當把它加熱到相變溫度之上它就會相變到奧氏體狀態，而且其形狀也會恢復到其原加工形狀。利用SMA材料的這些特性就能實現定心支撐狀態和運動低阻力狀態的轉換。

根據上述構思，本實用新型采用下述技術方案：

一種基于形狀記憶合金的管道內定心裝置，由支撐件和支撐機構組成，其特征在于所述的支撐件為多塊與管道內壁相匹配的外層圓弧形板，所述的支撐機構是一個內圓筒通過形狀記憶合金絲與所述的外層圓弧形板相連接，形狀記憶合金絲外接加熱電源；所述的內圓筒通過形狀記憶合金絲連接外層圓弧形板的連接結構為：所述的內圓筒為內層絕緣套筒，其外壁周向均布固定連接若干對軸向安置的內層導電條塊；所述的外層圓弧形板的內壁固定連接與內層導電條塊相同數量的軸向安置的連接條塊，連接條塊為絕緣體；所述的形狀記憶合金絲為圓弧形，在外層圓弧板與內圓筒之間，以軸向均布的多網環方式排列，每列網環中的每一根形狀記憶合金絲的中部與所述的連接條塊固定連接，而其兩端分別與兩塊間隔排列的內層導電條塊固定連接；所述的記憶合金絲外接加熱電源的連接結構為：形狀憶記合金絲通過所述的內層導電條塊實現所述的外接加熱電源。

在上述的基于形狀記憶合金的管道內定心裝置，所述的內圓筒的兩端分別各固定連接一個擋環；每塊外層圓弧形板兩端內壁上各安裝1～2個滾輪，所述的滾輪分別與兩個擋環的內側面滾動接觸。

本實用新型與現有技術相比較，具有如下顯而易見的實質性特點和優點：在本實用新型中采用內圓筒通過記憶合金絲連接外層圓弧形板，則可以通過外接加熱電源對記憶合金絲加熱，利用記憶合金材料的兩相性，實現記憶合金絲對外層圓弧形板施加支撐力，從而使本裝置在管道內定心定位或在管內順暢移動，其在定心保持時對管道內壁產生較大支撐力，又可以在外力作用下在管道內順暢移動。本實用新型結構簡單、合理。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。

圖2是圖1中A-A處剖視圖。

圖3是傳統支撐輪結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型的一個優選實施例是：參見圖1和圖2，本基于形狀記憶合金的管道內定心裝置由支撐件和支撐機構組成，支撐件為4塊與管道內壁相匹配的外層圓弧形板1，該板為鋁板，支撐機構是一個內圓筒2通過記憶合金絲3與外層圓弧形板1相連接，形狀記憶合金絲3外接加熱電源；上述的內圓筒2通過形狀記憶合金絲3連接外層圓弧形板1的連接結構為：所述的內圓筒2為內層絕緣套筒，其外壁圓向均布固定連接六對(即12塊)軸向安置的內層導電條塊5；外層圓弧形板1的內壁固定連接六對(即12塊)軸向的連接塊6，連接條塊6為絕緣體；形狀記憶合金絲3為圓弧形，在外層圓弧板(1)與內圓筒2之間，以軸向均布的多網環方式排列，每列網環中的每一根形狀記憶合金絲3的中部與連接條塊6固定連接，而其兩端分別與兩塊間隔排列的內層導電條塊5固定連接，所述的記憶合金絲3外接加熱電源的連接結構為：形狀記憶合金絲3通過內層導電條塊5實現外接加熱電源。