一種變徑式皮碗型清管器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種變徑式皮碗型清管器，用于管道焊接作業過程中的管道封堵。其技術方案：心軸前后端分別設置兩個皮碗，心軸中間位置設置至少兩個氣缸，傳感器安裝到心軸上，微控制器和電池設置在氣缸之間，氣缸通過單向閥和電磁閥連接到心軸軸向孔。本發明依靠碟形皮碗撐開密封，密封效果容易保證；采用振動信號控制氣缸泄流，能夠可靠的控制皮碗縮徑回收，降低回收過程的阻力，同時降低清管器卡堵風險。
【專利說明】
一種變徑式皮碗型清管器
技術領域
[0001]本發明涉及一種變徑式皮碗型清管器，用于管道焊接作業，對管道切斷部位進行封堵。
【背景技術】
[0002]在油氣儲運與城市燃氣工程中，石油與天然氣輸送需要敷設長距離大口徑管道，對在役油氣管道，隨著管道使用年限增長，管道可能因腐蝕、疲勞和機械損傷等因素造成破壞和缺陷，或者由于城市建設等原因需要在役管道改線等，均需要在役油氣管道部分切斷后，重新焊接新的管道，焊接技術將涉及到動火作業，為保證施工安全需要將殘留在管道中的油氣進行置換或者封堵。
[0003]現有的動火技術主要包括置換動火技術、安全封堵動火技術，其中氮氣置換技術因具有技術操作規程標準，指標控制嚴格而被廣泛采用，但是在實際動火作業技術中，原來置換合格的天然氣管道，因內部存在凝析油的揮發，導致動火作業中置換條件不合格，需要停止焊接，重啟氮氣置換，直至條件合格后方可繼續動火，這就延長了動火作業周期，增加動火作業成本;安全封堵技術有采用冷凍封堵技術，該技術利用固水乳化劑在低溫下與管壁的凍粘效應實現油氣隔離，但是此技術需要較長的介質冷凍時間，前期準備時間過長，動火作業成本增加。
[0004]現有管道焊接封堵器，采用常規密封型清管器進行封堵，施工完成后依靠管道內介質推動清管器進行回收。因為采用皮碗與管道過盈配合進行密封，為保證密封效果，管道和清管器之間接觸力過大，回收過程介質推動難度大，同時容易造成清管器磨損嚴重和管道擦傷等問題。另一方面，對于海底管道水下干式焊接，在管道切斷以后同樣需要用密封型清管器進行封堵，操作室將管段罩起來排水后實施焊接。這種工況下，更加要求清管器封堵有效，液體介質不能泄漏進入焊接部位影響焊接效果。
[0005]基于上述技術背景，本發明特提供一種變徑式皮碗型清管器。
【發明內容】
[0006]本發明的目的:為了克服現有管道封堵器封堵不嚴以及回收過程阻力過大的缺點，特提供一種變徑式皮碗型清管器。
[0007]為達到上述目的，本發明采取的技術方案是:
[0008]—種變徑式皮碗型清管器，包括電機、偏心塊、皮碗、氣缸、電磁閥、傳感器、微控制器、電池、單向閥；心軸前后端分別設置兩個皮碗，心軸中間位置設置至少兩個氣缸，傳感器安裝到心軸上，微控制器和電池設置在氣缸之間，氣缸通過單向閥和電磁閥連接到心軸軸向孔，其特征在于:
[0009]皮碗為帶中心孔的碟形，心軸穿過皮碗中心孔，心軸前后端分別設置兩個皮碗;心軸前端和后端的兩個皮碗相對布置并且扣在一起，相鄰兩個皮碗之間形成空腔；心軸中間的兩個皮碗之間設置氣缸，所述氣缸與心軸平行布置；
[0010]心軸后端設置軸向孔，或者心軸前端設置軸向孔，心軸中間位置設置接頭A和接頭B并采用螺紋連接，接頭A和接頭B與心軸的軸向孔連通;接頭A連接單向閥，單向閥連接到氣缸;接頭B連接電磁閥，電磁閥連接到氣缸，所述電磁閥為二位二通常閉式電磁閥；
[0011]電池和微控制器設置在氣缸之間，傳感器通過螺紋方式安裝到心軸中間，所述傳感器為加速度傳感器或者速度傳感器;傳感器和電磁閥與微控制器連接，電池為整個電路供電；電機輸出軸上安裝偏心塊，電機設置在本發明所述封堵裝置安裝位置對應的管道外側。
[0012]本發明具有的有益效果是:1、本發明所述一種用于管道封堵的清管器，依靠碟形皮碗撐開密封，密封效果容易保證;2、采用振動信號控制氣缸泄流，能夠可靠的控制皮碗縮徑回收;3、縮徑回收，降低回收過程的阻力，同時降低清管器卡堵風險。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構簡圖。
[0014]圖2為本發明的氣壓系統原理圖。
[0015]圖中:1.電機;2.偏心塊;3.皮碗;4.安裝環;5.氣缸;6.活塞桿;7.支撐環;8.擋環；9.管道；10.壓環；11.后端蓋；12.接頭A; 13.接頭B; 14.電磁閥；15.傳感器；16.微控制器；17.電池;18.前端蓋;19.心軸;20.單向閥；21.儲罐;22.氣源。
【具體實施方式】
[0016]本發明不受下述實施實例的限制，可以根據本發明的技術方案和實際情況來確定具體的實施方式。下面結合圖1、圖2對本發明作以下描述。上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖1的布局方向來確定的。
[0017]皮碗3為帶中心孔的碟形，心軸19穿過皮碗3中心孔，心軸19前后端分別設置兩個皮碗3。心軸19前端的兩個皮碗3相對布置并且扣在一起，心軸19前端的兩個皮碗3中心形成一個空腔。心軸19后端的兩個皮碗3相對布置并且扣在一起，心軸19后端的兩個皮碗3中心形成一個空腔。
[0018]心軸19中間的兩個皮碗3之間設置2個氣缸5并對稱布置，所述氣缸5與心軸19平行布置。氣缸5的缸體和皮碗3之間設置安裝環4，所述安裝環4套在心軸19上，氣缸5缸體一端固定到安裝環4上另一端固定到支撐環7上，所述支撐環7套在心軸19上。氣缸5的活塞桿6頂在心軸19中間的另一個皮碗3上，更為優化的，氣缸5的活塞桿6與皮碗3之間設置擋環8，所述擋環8套在心軸19上。這樣，氣缸5的軸向推力通過擋環8和安裝環4傳遞到皮碗3上。
[0019]心軸19后端安裝后端蓋11，并采用焊接方式連接;心軸19前端安裝前端蓋18并采用螺紋連接。后端蓋11和相鄰皮碗3之間用壓環10壓緊并用螺栓連接，前端蓋18和相鄰皮碗3之間用壓環10壓緊并用螺栓連接。
[0020]心軸19后端設置軸向孔，心軸19中間位置設置接頭A12和接頭B13并采用螺紋連接，接頭Al 2和接頭B13與心軸19的軸向孔連通。接頭Al 2連接單向閥20，單向閥20連接到氣缸5 ；更為優化的，氣缸5之間設置儲罐21。接頭B13連接電磁閥14，電磁閥14連接到氣缸5，所述電磁閥14為二位二通常閉式電磁閥。
[0021 ]電池17和微控制器16設置在氣缸5之間，電池17為微控制器16和整個電路供電。傳感器15通過螺紋方式安裝到心軸19上，所述傳感器15為加速度傳感器或者速度傳感器。
[0022]電機I輸出軸上安裝偏心塊2，電機I設置在本發明所述封清管器安裝位置對應的管道9外側。電機I轉動并通過偏心塊2產生振動信號，該信號傳遞到心軸19上的傳感器15上并通過微處理器接收并識別電機I的振動信號。
[0023]本發明的原理是:
[0024]管道9切斷以后，將本發明所述裝置設置于需要封堵的管道9內部，氣源22通過單向閥20對氣缸5充氣，氣缸5推動皮碗3并壓緊相鄰的兩個皮碗3，碟形皮碗3的邊緣位置擴張并壓緊在管道9內壁實現密封。
[0025]管道9焊接作業完成后，啟動管道9外的電機I，控制電機I轉速輸出振動信號，該信號由心軸19上的傳感器15接收后轉化為電信號，微控制器16處理并識別傳感器15信號后控制電磁閥14打開。氣缸5內的介質依次通過電磁閥14、心軸19軸向孔排出，實現泄壓。氣缸5壓力降低，氣缸5產生的頂緊力降低，碟形皮碗3在自身彈力下復位，皮碗3與管道9之間的壓緊力降低，本發明所述清管器能夠方便的從管道9內排出。
【主權項】
1.一種變徑式皮碗型清管器，包括電機、偏心塊、皮碗、氣缸、電磁閥、傳感器、微控制器、電池、單向閥；心軸前后端分別設置兩個皮碗，心軸中間位置設置至少兩個氣缸，傳感器安裝到心軸上，微控制器和電池設置在氣缸之間，氣缸通過單向閥和電磁閥連接到心軸軸向孔，其特征在于: 皮碗為帶中心孔的碟形，心軸穿過皮碗中心孔，心軸前后端分別設置兩個皮碗;心軸前端和后端的兩個皮碗相對布置并且扣在一起，相鄰兩個皮碗之間形成空腔；心軸中間的兩個皮碗之間設置氣缸，所述氣缸與心軸平行布置； 心軸后端設置軸向孔，或者心軸前端設置軸向孔，心軸中間位置設置接頭A和接頭B并采用螺紋連接，接頭A和接頭B與心軸的軸向孔連通;接頭A連接單向閥，單向閥連接到氣缸；接頭B連接電磁閥，電磁閥連接到氣缸，所述電磁閥為二位二通常閉式電磁閥； 電池和微控制器設置在氣缸之間，傳感器通過螺紋方式安裝到心軸中間，所述傳感器為加速度傳感器或者速度傳感器;傳感器和電磁閥與微控制器連接，電池為整個電路供電；電機輸出軸上安裝偏心塊，電機設置在本發明所述封堵裝置安裝位置對應的管道外側。
【文檔編號】F16L55/136GK106065980SQ201610465537
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月23日 公開號201610465537.4, CN 106065980 A, CN 106065980A, CN 201610465537, CN-A-106065980, CN106065980 A, CN106065980A, CN201610465537, CN201610465537.4
【發明人】張梁, 劉穩, 鄧嚴, 鄧蘭, 何虹鋼
【申請人】西南石油大學