本發明涉及一種液控旁通閥式調速清管器，用于管道清管作業。

背景技術：

在對油氣管道進行清管和檢測過程中，一般法規要求清管設備運行速度為3.5～5m/s；管道內檢測設備為了獲得較佳的檢測數據質量，要求設備的運行速度低于5 m/s；電磁超聲檢測設備則要求其運行速度低于2 m/s。清管器在通過管道上下坡段、彎曲段、積液、積砂及結垢段時速度變化較大，直接使用常規清管器不能夠滿足速度控制要求。

現有油氣管道清管器速度控制方式為主動控制方式和被動控制方式。

主動控制采用旁通閥控制方式，其技術方案為：用里程輪采集清管器速度或者用加速度傳感器獲得清管器速度；電控系統對信號處理；通過電機來調整泄流閥的開啟程度；再通過泄流閥開度調節清管器前后壓差，調整清管器推動力，從而控制清管器運行速度。

被動控制方式是通過調節清管作業中入口端和出口端的介質壓力和流量來間接控制清管器速度。因為氣體的可壓縮性，被動控制方式往往難以達到較好速度控制效果，清管器容易因為速度過大引起沖擊，造成清管器和管道損傷等問題。

專利CN201410219086.7公布了一種自動調速清管器，該方案采用半交叉皮帶傳動，在管道內復雜工況下皮帶容易跑偏和打滑，并且該方案速度采集輪通過彈簧拉力和支撐桿實現，總體布局長度較長，難以滿足清管器通過管道彎管部分要求。

專利CN201410225525.5公布了一種清管器速度采集裝置，該方案采用速度采集輪驅動液壓泵的方式，用拉伸彈簧和撐桿將速度采集輪壓緊在管道內壁。因此該方案應用在清管器上，清管器整體長度會相對較長，不利于裝置通過彎管。

專利CN 201410708220.X公布了一種帶液壓系統的清管器速度控制器，該方案將清管器速度通過液壓系統轉化為中心質量塊的轉動，質量塊轉動產生的離心力對剎車片產生擠壓力。該方案結構復雜，可行性較低。

專利CN 201610134623.7公布了一種旋轉式旁通閥調速清管器，該方案速度采集輪采用徑向布置，通過管道三通部位容易卡死。

專利CN 201610015859.9公布了一種清管器液控剎車裝置，該方案通過液壓系統采集清管器運行速度，并差生一個與速度相關的控制阻力。專利CN 201610013135.0公布了一種清管器剎車裝置，該方案采用液壓系統采集清管器運行速度，并通過質量塊轉動產生控制力。上述兩種方案中，剎車片持續與管道摩擦，并且與常規清管器器串聯使用，增加了整套設備復雜程度。

專利CN 201610013358.7公布了一種旁通閥式調速清管器，該方案速度采集輪設置在清管器中間，軸向滑動旁通閥設置在筒體中間位置，布局上使得中間節流閥過?。煌瑫r徑向布置的速度采集輪在三通部位容易卡死。

目前的主動控制方式控制電機消耗電能，清管器自帶的蓄電池電量有限，因此長距離管道清管受到限制。另一方面，電控方式的旁通閥控制方案因為考慮管內介質、管道形狀等諸多因素而變得復雜。國內旁通閥主動控制方式清管器尚不成熟，國外該類清管器租用價格昂貴，目前國內油氣管道清管仍然以被動控制方式為主。因此，研制適用工況更廣自動調速清管器具有重要意義和使用前景。

技術實現要素：

本發明的目的：為了克服現有清管器旁通閥泄流控制方式的缺點，并克服現有調速清管器管道內通過性不強的缺點，特提供一種液控旁通閥式調速清管器。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：一種液控旁通閥式調速清管器，包括滾輪、液壓泵、后端蓋、皮碗、油箱、中心筒、閥芯、前端蓋、筒體、調速油缸、單向閥、節流閥，其特征在于：筒體前端安裝前端蓋后端安裝后端蓋，筒體兩端分別設置皮碗；中心筒整體為圓筒形并在中間位置設置槽型孔，中心筒設置在筒體內并安裝到前端蓋上，前端蓋中間位置設置通孔；閥芯安裝到中心筒內部中間槽型孔位置；中心筒端部安裝調速油缸，所述調速油缸的活塞桿與閥芯連接；閥芯和調速油缸之間設置壓縮彈簧；液壓泵輸入軸從液壓泵殼體兩邊伸出并在兩端安裝滾輪，兩個液壓泵之間設置支撐彈簧；液壓泵設置在后端蓋外側，液壓泵連接到后端蓋上或者連接到筒體上；油箱設置在筒體內，液壓泵吸油口連接到油箱，液壓泵出油口連接到節流閥，節流閥回油口連接到油箱，節流閥前端與調速油缸連接； 靠近后端蓋的皮碗設置通孔并且筒體中間設置通孔，或者后端蓋中間部位設置通孔。

包括連桿，其特征在于：連桿一端連接液壓泵，另一端鉸接到后端蓋上或筒體上。

包括閥芯，其特征在于：所述閥芯整體為帶底座的圓筒形，閥芯底座中心位置設置通孔，閥芯底座設置通氣孔。

包括調速油缸，其特征在于：所述調速油缸包括調速缸體、調速活塞、調速活塞桿、油缸底座；油缸底座中間位置設置圓孔，油缸底座安裝到中心筒端部；調速缸體為圓筒形并安裝到油缸底座上；調速活塞設置在調速缸體內，調速活塞連接調速活塞桿，調速活塞桿穿過油缸底座中心孔并在端部連接閥芯；更為優化的，油缸底座和調速活塞桿之間設置密封圈。

包括單向閥，其特征在于：所述單向閥設置在液壓泵出口位置。

包括支撐油缸、支撐桿和桿帽，其特征在于：所述支撐油缸設置在后端蓋外側，支撐油缸的活塞桿外端安裝桿帽，支撐桿一端鉸接到液壓泵殼體另一端鉸接到桿帽上；節流閥前端引出壓力并與支撐油缸連接。

所述支撐油缸包括支撐缸體、支撐活塞、支撐活塞桿，支撐缸體固定到與后端蓋上，支撐活塞設置在支撐缸體內，支撐活塞連接支撐活塞桿，支撐活塞桿外端安裝桿帽；所述桿帽整體為帶底座的圓筒形，桿帽扣在支撐活塞桿端部，桿帽兩邊設置支耳并安裝支撐桿；所述支撐桿另一端鉸接到液壓泵殼體上。

本發明具有的有益效果是：（1）本發明所述旋轉式旁通閥調速清管器無電器元件，安全可靠，不需要通過蓄電池存儲能量，可以用于長距管道清管；（2）可以攜帶管道檢測設備，完成管道檢測和清管的工作；（3）可以應用于氣體管道和液體管道；（4）節流閥部分設置在清管器內部，節流閥具有足夠空間，可以增大節流閥整體尺寸，降低卡堵風險；（5）滾輪設置在整個裝置的后端，滾輪的連桿傾斜布置，這樣整個裝置在管道內通過性強，在管道三通部位、彎管部位不易卡死。

附圖說明

圖1為本發明的結構簡圖。

圖2為本發明的液壓系統原理圖。

圖中：1.滾輪；2.液壓泵；3.支撐彈簧；4.連桿；5.后端蓋；6.皮碗；7.油箱；8.調速缸體；9.調速活塞；10.調速活塞桿；11.油缸底座；12.中心筒；13.閥芯；14.前擋板；15.前端蓋；16.連接環；17.壓縮彈簧；18.筒體；19.支撐缸體；20.支撐活塞；21.支撐活塞桿；22.桿帽；23.支撐桿；24.調速油缸；25.支撐油缸；26.單向閥；27.節流閥。

具體實施方式

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、2對本發明作以下描述。上、下、左、右等位置關系是依據說明書附圖1的布局方向來確定的。

筒體18前端安裝前端蓋15并用螺栓連接，筒體18后端安裝后端蓋5并用螺栓連接。筒體18后端設置皮碗6并用后端蓋5壓緊固定。前端蓋15外安裝皮碗6并用前擋板14固定，螺栓連接前擋板14和筒體18。前端蓋15外端安裝連接環16，所述連接環16用于安裝掛鉤，用掛鉤勾住所述連接環16，方便將清管器從收球筒內取出。

中心筒12整體為圓筒形并在中間位置設置槽型孔，中心筒12設置在筒體18內并安裝到前端蓋15中間位置，前端蓋15中間位置設置通孔。中心筒12內安裝閥芯13，所述閥芯13整體為帶底座的圓筒形，閥芯13底座中間位置設置通孔，閥芯13底座設置通氣孔，閥芯13安裝到中心筒12中間槽型孔位置。中心筒12端部安裝調速油缸24，所述調速油缸24的活塞桿連接到閥芯13中間位置。閥芯13和調速油缸24之間設置壓縮彈簧17。

所述調速油缸24包括調速缸體8、調速活塞9、調速活塞桿10、油缸底座11。油缸底座11中間位置設置圓孔，油缸底座11安裝到中心筒12端部并用螺栓連接。調速缸體8為圓筒形并安裝到油缸底座11上，采用焊接方式固定。調速活塞9設置在調速缸體8內，調速活塞9連接調速活塞桿10，調速活塞桿10穿過油缸底座11中心孔并伸入中心筒12內，調速活塞桿10端部與閥芯13連接并采用螺母固定。油缸底座11和調速活塞桿10之間設置密封圈。

兩個液壓泵2相對布置，液壓泵2輸入軸穿過液壓泵2殼體從兩邊伸出，所述液壓泵2輸入軸兩端安裝滾輪1。兩個液壓泵2之間設置支撐彈簧3，所述支撐彈簧3將滾輪1壓緊在管道內壁。連桿4一端鉸接到液壓泵2殼體上，另一端鉸接到后端蓋5上。

后端蓋5外側中間位置設置支撐油缸25，所述支撐油缸25的活塞桿外端安裝桿帽22，支撐桿23一端鉸接到液壓泵2殼體另一端鉸接到桿帽22上。所述支撐油缸25包括支撐缸體19、支撐活塞20、支撐活塞桿21，支撐缸體19固定到后端蓋5上并采用螺栓連接，支撐活塞20設置在支撐缸體19內，支撐活塞20連接支撐活塞桿21，支撐活塞桿21外端安裝桿帽22。所述桿帽22整體為帶底座的圓筒形，桿帽22扣在支撐活塞桿21端部，桿帽22兩邊設置支耳并安裝支撐桿23。所述支撐桿23另一端鉸接到液壓泵2殼體上。

油箱7設置在筒體18內，所述油箱7為密封型油箱。液壓泵2吸油口連接到油箱7，液壓泵2出油口連接到節流閥27，節流閥27回油口連接到油箱7，節流閥27前端與調速油缸24和支撐油缸25連接。更為優化的，液壓泵2出口位置設置單向閥26。

為方便清管器后端介質和中心筒12節流口連通，靠近后端蓋5的皮碗6設置過流孔，并且筒體18中間設置過流孔。或者后端蓋5中間部位設置過流孔。

本發明的工作原理是：滾輪1通過支撐彈簧3壓緊在管道內壁，清管器在前后介質壓差推動下在管道內運行，滾輪1驅動液壓泵2工作，液壓泵2輸出的高壓油液經過節流閥27流回油箱7，節流閥27前端壓力傳遞到支撐油缸25和調速油缸24。支撐油缸25通過支撐桿23撐開兩個液壓泵2，液壓泵2兩邊的滾輪1與管道內壁之間的接觸力增加，降低打滑風險。清管器運行速度越大，支撐油缸25產生的推動力越大，滾輪1越不容易打滑。

清管器運行速度提升則節流閥27流量增加，節流閥27產生的節流壓力增加，調速油缸24產生的拉力和壓縮彈簧17產生的彈性力平衡，閥芯13向調速油缸24方向滑動，中心筒12的槽型孔開度增大，所述槽型孔產生的節流效應降低。同理當清管器運行速度降低，節流閥27產生的壓力降低，閥芯13右移，中心筒12槽型孔的開度降低產生的節流效應增加。這樣，清管器運行速度會更加平穩。