一种清管器三通管道自动转向装置

1.本发明涉及油气输送技术领域，尤其是一种用于清洗管道的清管器在三通管道处的自动转向装置。


背景技术：

2.油气的长距离运输多采用输送管道完成传送，而在输送过程中，由于石油、天然气内含的杂质物，很容易引起管道堵塞，甚至对管道内壁产生较严重的腐蚀现象，影响管道的正常使用运输，严重时还会影响到管道运输安全，造成安全事故。因而需经常使用清管器对管道内部进行清理和检测，但由于油气管道线路多且复杂，经常会遇到三通管路及主管路与分支管路走向转弯的情况。
3.现有实现清管器在输油气管道内三通管路处路径选择的功能，主要依靠追踪器追踪清管器的实时位置，通过行进速度测算清管器到达下一站时间、或者通过工作人员主观判断清管器是否通过某一管段后，确定清管器在某一管段处的具体位置或行程进度，在装置即将到达管线的下一站时，工作人员在即将通过的下一站点手动打开输油输气管道三通管路某一侧分支管阀门，使清管器通过阀门张开一侧。
4.上述对于清管器三通转向的操作，操作工作量较大，消耗时间长，定位精度或测算失误时有潜在隐患，且效率较低。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种清管器三通管道自动转向装置，通过管道内流体对清管器产生的压力差，实现了清管器在油气管道内三通管路处的自动转向。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种清管器三通管道自动转向装置，所述清管器包括检测组件、清管组件，所述的检测组件后端与清管组件前端转动连接；
7.所述的检测组件、清管组件上均开设有两个轴对称的流体通道，检测组件、清管组件后端分别安装有控制所述流体通道开闭的螺旋电磁阀，通过螺旋电磁阀对流体通道的开闭控制，使检测组件、清管组件左右两侧产生受力差而驱使装置完成转向运动；
8.位于检测组件外围和清管组件外围均设有伸缩组件，伸缩组件根据管道内经变化调节其外径大小；
9.所述伸缩组件包括变径壳体，变径壳体内壁与检测组件外壁、清管组件外壁之间分别连接有带动变径壳体沿管道径向张开或收回的伸缩杆。
10.具体说，所述的检测组件后端固接有第一连杆，清管组件前端固接有第二连杆，第一连杆的后端、第二连杆的前端之间通过转轴转动连接。
11.优选地，所述的螺旋电磁阀包括阀体，阀体安装在检测组件、清管组件后端中间位置，所述阀体上端设有一对阀门，所述阀门分别向两侧移动而关闭或开启流体通道。
12.进一步地，所述的伸缩组件具有套筒，套筒与检测组件、清管组件的外壁固接，所
述伸缩杆包括一体结构的固定段和直径小于固定段的连接段，固定段外端与变径壳体内壁固接，连接段内端伸入套筒内，连接段上套装有弹簧，所述弹簧一端抵靠在固定段与连接段之间的台阶面上，弹簧另一端抵靠在套筒内设置的台阶面上。
13.本发明的有益效果是：本发明通过螺旋电磁阀对检测组件、清管组件左右两侧的流体通道的开闭控制，使检测组件、清管组件左右两侧产生受力差而驱使装置完成转向运动，实现装置在油气管道内三通管路处自动完成路径的选择，操作简单，自动化程度高，减少了工作人员工作量和完成清管作业的时间，提升了清管作业的效率。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
15.图1是本发明的结构示意图。
16.图2是本发明所述螺旋电磁阀在清管组件上的安装示意图。
17.图3是本发明所述伸缩组件的结构示意图。
18.图4是本发明所述伸缩杆的结构示意图。
19.图中：1.检测组件，2.清管组件，3.第一连杆，4.第二连杆，5.转轴6.伸缩组件，6-1.变径壳体，6-2.套筒，6-3.伸缩杆，6-4.弹簧，7.流体通道，8.螺旋电磁阀，8-1.阀体，8-2.阀门。
具体实施方式
20.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
21.如图1～图4所示的一种清管器三通管道自动转向装置，所述清管器包括检测组件1和清管组件2，所述的检测组件1后端固接有第一连杆3，清管组件2前端固接有第二连杆4，第一连杆3的后端、第二连杆4的前端之间通过转轴5转动连接。使用过程中如三通管道角度过大造成装置不易整体转向通过时，此时前端的检测组件1先通过后，转轴5自动旋转对应角度，通过第二连杆4带动清管组件2通过，进入下一管段。
22.位于检测组件1外围和清管组件2外围均设有伸缩组件6，伸缩组件6根据管道内经变化调节其外径大小，以适应管道直径的变化。
23.所述的检测组件1、清管组件2上均在其沿管道轴向运动方向的左右两侧各开通一个流体通道7，流体通道7为前后相通的通孔结构，检测组件1、清管组件2后端分别安装有控制所述流体通道7开闭的螺旋电磁阀8，所述的螺旋电磁阀8包括阀体8-1，阀体8-1安装在检测组件1、清管组件2后端中间位置，所述阀体8-1上端设有一对阀门8-2，流体通道7均在靠近螺旋电磁阀8一侧开槽，用于插入阀门8-2；通过螺旋电磁阀8对流体通道7的开闭控制，流体通道7会随阀门8-2移动闭合而关闭、随阀门8-2移动张开而打开。在无需进行转向的工作环境下，流体通道7保持打开状态使流体自由流通，在遇到三通管道需要进行转向时，配合螺旋电磁阀8工作，使检测组件1、清管组件2左右两侧产生受力差，完成转向运动。
24.装置进入管道开始工作时，检测组件1、清管组件2上的螺旋电磁阀8的四个阀门8-2均处于张开状态，油气管道内的流体可正常通过流体通道7。配置plc控制单元预设路径，在装置运行至三通管路需要转向处，通过控制检测组件1、清管组件2上的同一单侧的阀门
8-2闭合、另一侧阀门8-2张开，从而改变检测组件1与清管组件2之间运动方向的反方向底部的受力面积，使得流体对装置两侧产生推力差，从而使装置向阀门8-2张开一侧转向。
25.如装置在某三通管路处，需向左继续运行完成工作，则预设两个螺旋电磁阀8在此处同时闭合右侧阀门8-2，左侧阀门8-2继续张开，使右侧流体通道7关闭、左侧流体通道7继续保持打开状态，此时油气管道内的流体从左侧流体通道7继续流动，右侧流体通道7内流体无法通过，受流体推动的受力面积更大，流体向检测组件1和清管组件2运行方向的相反方向底部的右侧施加更大的推力，由此，检测组件1和清管组件2的底部左右两侧形成受力差，在装置运行方向前端接触管道内壁时，右侧更大的推力会使装置产生向左的偏离，从而在伸缩组件6的配合下进入下一管段继续完成工作。如需向右继续运行完成工作，则将左侧阀门8-2闭合，右侧阀门8-2打开，左侧流体通道7关闭、右侧流体通道7继续保持打开状态，使流体向检测组件1和清管组件2运行方向的相反方向底部的左侧施加更大的推力，完成装置产生向右侧方向的偏离转向动作。
26.所述伸缩组件6包括变径壳体6-1、套筒6-2、伸缩杆6-3及弹簧6-4，套筒6-2与检测组件1、清管组件2的外壁固接，所述伸缩杆6-3包括一体结构的固定段和直径小于固定段的连接段，固定段外端与变径壳体6-1内壁固接，连接段内端伸入套筒6-2内，弹簧6-4套装在连接段上，所述弹簧6-4一端抵靠在伸缩杆6-3的固定段与连接段之间的台阶面上，弹簧6-4另一端抵靠在套筒6-2内设置的台阶面上。
27.在进入主管道时伸缩杆6-3为伸出状态，使得变径壳体6-1贴合管道内壁，当装置进入分支管路时，如果管径变小，小管径的管壁对变径壳体6-1外壁施加压力，伸缩杆6-3受压缩进套筒6-2内，同时固定段与连接段之间的台阶面压缩弹簧6-4收缩，使得装置整体可适应管道内径，继续工作，当装置回到主管路管径变大时，在弹簧6-4回复力作用下，伸缩杆6-3向外张开，推动变径壳体6-1贴合管道继续运行。
28.本发明利用油气管道内流体对清管器产生的压力差的原理，配以第一连杆3、第二连杆4的转动连接方式，不仅将管内检测与清管工作融合在同一装置内，也实现了清管器在油气管道内三通管路处的自动寻路与转向。
29.以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种清管器三通管道自动转向装置，所述清管器包括检测组件、清管组件，其特征是：所述的检测组件后端与清管组件前端转动连接；所述的检测组件、清管组件上均开设有两个轴对称的流体通道，检测组件、清管组件后端分别安装有控制所述流体通道开闭的螺旋电磁阀，通过螺旋电磁阀对流体通道的开闭控制，使检测组件、清管组件左右两侧产生受力差而驱使装置完成转向运动；位于检测组件外围和清管组件外围均设有伸缩组件，伸缩组件根据管道内经变化调节其外径大小；所述伸缩组件包括变径壳体，变径壳体内壁与检测组件外壁、清管组件外壁之间分别连接有带动变径壳体沿管道径向张开或收回的伸缩杆。2.如权利要求1所述的清管器三通管道自动转向装置，其特征是：所述的检测组件后端固接有第一连杆，清管组件前端固接有第二连杆，第一连杆的后端、第二连杆的前端之间通过转轴转动连接。3.如权利要求1所述的清管器三通管道自动转向装置，其特征是：所述的螺旋电磁阀包括阀体，阀体安装在检测组件、清管组件后端中间位置，所述阀体上端设有一对阀门，所述阀门分别向两侧移动而关闭或开启流体通道。4.如权利要求1所述的清管器三通管道自动转向装置，其特征是：所述的伸缩组件具有套筒，套筒与检测组件、清管组件的外壁固接，所述伸缩杆包括一体结构的固定段和直径小于固定段的连接段，固定段外端与变径壳体内壁固接，连接段内端伸入套筒内，连接段上套装有弹簧，所述弹簧一端抵靠在固定段与连接段之间的台阶面上，弹簧另一端抵靠在套筒内设置的台阶面上。

技术总结
本发明涉及一种清管器三通管道自动转向装置，清管器包括检测组件、清管组件，检测组件后端与清管组件前端转动连接；所述检测组件、清管组件上均开设有两个轴对称的流体通道，检测组件、清管组件后端分别安装有控制所述流体通道开闭、使检测组件、清管组件左右两侧产生受力差而驱使装置完成转向运动的螺旋电磁阀；位于检测组件外围和清管组件外围均设有调节装置外径大小的伸缩组件。本发明通过螺旋电磁阀对检测组件、清管组件左右两侧的流体通道的开闭控制，使检测组件、清管组件左右两侧产生受力差而驱使装置完成转向运动，操作简单，自动化程度高，减少了工作人员工作量和完成清管作业的时间，提升了清管作业的效率。提升了清管作业的效率。提升了清管作业的效率。


技术研发人员：周诗岽 刘昊德 吴志磊 饶永超 李恩田 马千里 王传硕
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/28