本發明涉及一種旁通閥式自動調速清管器，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小；同時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，特提供一種旁通閥式自動調速清管器。

為達到上述目的，本發明采取的技術方案是：一種旁通閥式自動調速清管器，包括滾輪、液壓泵、油箱、液壓馬達、連桿B、質量塊、連桿C、筒體、滑套、中心筒、皮碗、前端蓋、心軸、后端蓋、其特征在于：筒體一端安裝前端蓋另一端安裝后端蓋，筒體兩端設置皮碗；后端蓋外側中心位置安裝液壓馬達，后端蓋中心位置安裝心軸，心軸與液壓馬達的輸出軸連接；后端蓋外側設置油箱，所述油箱通過支架固定到后端蓋上；靠近后端蓋的皮碗設置過流孔并且筒體中間設置過流孔，或者后端蓋設置過流孔；液壓泵設置在后端蓋外側，液壓泵輸入軸穿過液壓泵殼體從兩邊伸出，所述液壓泵輸入軸兩端安裝滾輪；兩個液壓泵之間設置支撐彈簧；液壓泵吸油口連接到油箱，液壓泵出油口連接到液壓馬達進油口，液壓馬達出油口連接到油箱；中心筒整體為圓筒形并在中間位置設置槽形孔，中心筒安裝到前端蓋中心孔內；中心筒中間位置安裝滑套；中心筒位于筒體內的端部和滑套之間設置壓縮彈簧；質量塊設置在筒體內，至少兩個質量塊對稱布置，連桿B一端鉸接到質量塊另一端鉸接到心軸，連桿C一端鉸接到質量塊另一端鉸接到滑套上。

包括封頭和軸承座，其特征在于：封頭設置在中心筒位于筒體內的端部，滑套和所述封頭之間設置壓縮彈簧；滑套和壓縮彈簧之間設置軸承座，所述軸承座與滑套之間設置推力軸承。

所述油箱包括油箱筒、浮動蓋和外端蓋；油箱筒整體為帶底座的圓筒形；油箱筒內設置浮動蓋，所述浮動蓋整體為圓盤形并與油箱筒之間設置密封，浮動蓋和油箱筒之間儲存液壓油；油箱筒外端安裝外端蓋，外端蓋和浮動蓋之間設置壓縮彈簧。

包括彈簧壓蓋，其特征在于：外端蓋在壓縮彈簧安裝位置設置圓孔，彈簧壓蓋安裝到外端蓋外側圓孔對應位置，壓縮彈簧頂在彈簧壓蓋和浮動蓋之間。

所包括連接環，其特征在于：連接環設置在前端蓋外側；連接環安裝到前端蓋上或者安裝到前端蓋對應的皮碗外側擋板上。

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3為本發明所述油箱結構簡圖。

圖中：1.滾輪；2.液壓泵；3.支撐彈簧；4.連桿A；5.油箱；6.支架；7.液壓馬達；8.壓蓋；9.連桿B；10.質量塊；11.連桿C；12.筒體；13.滑套；14.中心筒；15.皮碗；16.前擋板；17.前端蓋；18.連接環；19.軸承座；20.壓縮彈簧A；21.封頭；22.心軸；23.后端蓋；24.后擋板；25.單向閥；26.油箱筒；27.外端蓋；28.浮動蓋；29.壓縮彈簧B；30.彈簧壓蓋。

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12一端安裝前端蓋17另一端安裝后端蓋23并采用螺栓連接，后端蓋23外安裝皮碗15并用后擋板24固定，螺栓連接后擋板24和后端蓋23。前端蓋17外安裝皮碗15并用前擋板16固定，前擋板16和前端蓋17之間用螺栓連接。后端蓋23設置過流孔。前端蓋17端部安裝連接環18，所述連接環18用于安裝掛鉤，用掛鉤勾住連接環18，方便將整個裝置從收球筒內拖出。后端蓋23外側中心位置安裝液壓馬達7，后端蓋23中心位置安裝心軸22，所述心軸22與液壓馬達7的輸出軸連接，心軸22與后端蓋23之間設置軸承。心軸22一端設置臺階另一端設置外螺紋，壓蓋8通過心軸22所述外螺紋固定到心軸22上，壓蓋8和心軸22的臺階將心軸22軸向固定在后端蓋23中心位置。后端蓋23外側設置油箱5，所述油箱5通過支架6固定到后端蓋23上。

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A4一端鉸接到液壓泵2殼體上，另一端鉸接到后擋板24上。液壓泵2吸油口連接到油箱5，所述油箱5為密封型油箱。液壓泵2出油口連接到液壓馬達7進油口，液壓馬達7出油口連接到油箱5，液壓泵2和液壓馬達7之間設置單向閥25。

中心筒14整體為圓筒形并在中間位置設置槽形孔，中心筒14安裝到前端蓋17中心孔內，中心筒14與前端蓋17之間設置密封圈，中心筒14與前端蓋17之間用螺釘固定。中心筒14中間位置安裝滑套13，所述滑套13沿著中心筒14軸向滑動可以改變中心筒14中間位置的槽型孔的開度。中心筒14端部安裝封頭21，滑套13和所述封頭21之間設置壓縮彈簧A20。更為優化的，滑套13和壓縮彈簧A20之間設置軸承座19，所述軸承座19與滑套13之間設置推力軸承。

質量塊10設置在筒體12內，兩個質量塊10對稱布置，連桿B9一端鉸接到質量塊10另一端鉸接到心軸22，連桿C11一端鉸接到質量塊10另一端鉸接到滑套13上。

所述油箱5包括油箱筒26、外端蓋27和浮動蓋28。油箱筒26整體為帶底座的圓筒形，油箱筒26安裝到后端蓋6外側中間位置并用螺栓連接。油箱筒26內設置浮動蓋28，浮動蓋28整體為圓盤形并與油箱筒26之間設置密封圈，浮動蓋28和油箱筒26之間儲存液壓油。浮動蓋28在管道內壓作用下可以在油箱筒26內滑動，防止油箱筒26因為管道內介質壓力而變形，同時浮動蓋28軸向滑動可以補償液壓系統的液壓油泄漏。油箱筒26外端安裝外端蓋27并用螺栓連接，外端蓋27和浮動蓋28之間設置壓縮彈簧B29。更為優化的，外端蓋27在壓縮彈簧B29安裝位置設置圓孔，彈簧壓蓋30安裝到外端蓋27外側圓孔對應位置，壓縮彈簧B29頂在彈簧壓蓋30和浮動蓋28之間。

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輸出的高壓油液驅動液壓馬達7轉動，液壓馬達7轉動通過心軸22、連桿B9和連桿C11帶動質量塊10轉動。質量塊10轉動速度與清管器運行速度成正比，質量塊10轉動產生的離心力通過連桿C11和滑套13與壓縮彈簧A20的彈性力平衡。

清管器運行速度提升則質量塊10產生離心力增加，滑套13相對中心筒14往左滑動，中心筒14的槽型孔開度增加，從而中心筒14的槽型孔產生的節流壓差降低。同理，當清管器速度降低，滑套13相對于中心筒14往右移，中心筒14的槽型孔的節流效應增加。這樣，清管器運行速度會更加平穩。