[發明專利]新型清管器控速系統

有效

• 申請號: 202210091441.1
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114472396B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 周寧;曹林林;李雪;李徐偉;惲曙斌;趙會軍;黃維秋
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: B08B9/049
• 分類號: B08B9/049;B08B9/051
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 蔣華

本發明涉及一種新型清管器控速系統，具有清管器模塊、發電模塊以及控制模塊，所述清管器模塊包括殼體和安裝在殼體前端內部的旁通閥，發電模塊安裝于殼體后端內部，控制模塊與發電模塊后端活動連接，所述的殼體外周沿軸向間距設有兩組、每組三個周向均布的控速機構，所述控速機構包括橢圓輪、電感線圈及支撐短臂，電感線圈嵌設在橢圓輪后側，在電感線圈通電后橢圓輪產生磁力而吸附在管道內壁增大清管器運行阻力。本發明通過旁通閥控制清管器前后壓差，改變運行動力；由控速機構壓緊管道，提供運行阻力，兩者綜合作用達到調節清管器運行速度的目的，從而保證了清管器的平穩運行，提高了清管和內檢測效果。

技術領域

本發明涉及管道清潔與內檢測技術領域，尤其是一種新型清管器控速系統。

背景技術

清管器通常由皮碗等裝置將管道密封，依靠清管器前后壓差進行清管，清管過程中會出現速度過快運行不穩定的狀況，尤其是在大落差管段中或者在具有大管徑(1000mm以上)、高壓力(10～12Mpa)和高流速(10～20m/s)特點的管道中。在清管操作中，為了提高清管效果，清管器的運行速度需要重點控制，穩定可靠的速度調控技術對管道檢測水平和清管效率的提高具有重大意義。

目前，清管器的速度控制方法有主要有主動控制與被動控制兩種方式，主動控制方式是通過改變旁通閥的旁通率來控制清管器的前后壓差，以達到控制清管器速度的目的，但目前缺少簡單可靠的計算方法來計算壓降系數和摩擦力，從而確定旁通閥旁通率，因而主動控制方法的實時控速效果一般；而被動控制方法是通過改變作業管段出入口段壓力和流量來降低清管器速度，速度控制響應時間長且效果不理想。

目前清管器應用的控速裝置主要是通過液壓系統提供滾輪壓緊管道內壁的壓力，達到減速效果，然而，它需要一直壓在管道壁上，如果有雜物沒清理干凈或者有孔洞容易卡堵，或者影響運行。并且液壓系統會存在漏油風險且液壓元件制造精度要求高等問題。

此外，清管器在清管過程中，由于其所帶電池倉的儲存電能有限，若信號處理節等單元出現斷電，會導致無法儲存處理信息等問題，清管器中通常運用葉輪或渦輪將清管器前后壓力勢能轉化，實現管道自流發電，解決清管器用電續航問題。然而，在油氣管道中輸送介質往往含有H₂S、CO₂等具有一定腐蝕性的物質，這些物質容易造成葉輪強度下降，存在如何保護葉輪，增加發電裝置使用壽命的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術中之不足，本發明提供一種新型清管器控速系統，以解決現有旁通式清管器實時控速效果不佳的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種新型清管器控速系統，具有清管器模塊、發電模塊以及控制模塊，所述清管器模塊包括殼體和安裝在殼體前端內部的旁通閥，發電模塊安裝于殼體后端內部，控制模塊與發電模塊后端通過萬向節活動連接。

具體說，所述的殼體外周沿軸向間距設有兩組、每組三個周向均布的控速機構，控速機構分布在殼體外側兩端位置處且位于皮碗后，所述控速機構包括橢圓輪、電感線圈及支撐短臂，電感線圈嵌設在橢圓輪后側，在電感線圈通電后橢圓輪產生磁力而吸附在管道內壁增大清管器運行阻力，支撐短臂頂部通過旋轉軸與橢圓輪中心連接，支撐短臂底部與殼體外壁連接，支撐短臂根據管徑變化情況，采用不同固定方式。如果管徑變化小，支撐短臂和殼體為一體式結構，支撐短臂傾斜角度保持不變。如果管徑變化較大，支撐短臂采用彈簧鉸鏈式結構固定在殼體外側，支撐短臂傾斜角度可以隨管徑變化。

進一步地，所述旁通閥包括設在殼體前端端面中心位置的球閥，球閥的閥芯連接有轉軸，轉軸連接有控制球閥開閉的電機，位于球閥后側的殼體內壁固定有圓錐引流板，圓錐引流板小端與球閥通道相通。

具體說，所述發電模塊包括葉輪、發電艙體，發電艙體通過旋轉式卡板卡接在殼體內壁，葉輪位于圓錐引流板的大端后側，發電艙體線路連接有設在控制模塊內的電池組。