一种带涡轮的管内供能设备的制作方法

本发明涉及一种带涡轮的管内供能设备，用于管道涂敷、管道整形、管道除垢等管内施工，为管内施工设备提供动力。

背景技术：

在流体介质输送中，与罐输方式相比，管道输送具有输送量大、输送连续、运营成本低等优点，并被广泛应用于油、水、气等流体的输送。通常管道采用埋地铺设，在遇到山体滑坡、泥石流、重载挤压等特殊工况下，管道会发生挤压变形，甚至产生失稳性大变形。有人对变形管道提出了管内修复方案，相比于切管更换方案更加高效更加经济，具有优越性。该方案采用管内机器人对管道整形以达到管道原有形状和运输功效。所述修管方案需要的驱动力大，工作能耗较高，采用蓄电池驱动相应的管内设备显然不可行。所以该方案不得不采用工具后端拖拽液压管线或者电缆线，为前端设备功能。但长距离管道内拖拽管线阻力大，并且拖拽距离有限制，不能应用于长距离管道内的施工。

另外，管道下凹区段，长时间介质运输后管道底部容易结垢，部分情况下在局部腐蚀的作用下会产生硬垢，常规清管器难以去除，并且采用清管器清理容易造成清管器卡死。对于这种情况，最为高效的方式是采用管内机器人，对局部区段进行清理，铲除管内硬垢、堆积物等。目前此类型的管内机器人采用蓄电池驱动，蓄电池电量有限，并且管内施工作业量大、功耗高，因此不得不采用一连串蓄电池组进行供电。这样长串的管内工具的通过性差，在管道弯曲段容易造成损伤和卡死等问题。

基于以上背景，研制用管道涂敷、管道整形、管道除垢等管内施工的动力设备具有现实意义和广泛前景。

技术实现要素：

本发明的目的：为管道涂敷、管道整形、管道除垢等管内施工设备提供动力。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种带涡轮的管内供能设备，包括皮碗、挡板、固定环、电机、传动箱、阀座、后支架、阀芯、后端盖、微控制器、涡轮马达、蓄电池、油箱、筒体、前端盖、前支架、前连接环、液压泵、前保护套，筒体外安装固定环并安装皮碗和挡环，筒体两端安装前端盖和后端盖，前端盖和后端盖之间安装涡轮马达，涡轮马达输出轴连接液压泵，液压泵外设置保护套，液压泵通过前支架安装到前端盖上，阀座安装到后端盖中心孔内，阀座外安装后支架，电机通过传动箱安装到后支架上，传动箱输出轴穿过阀座并在端部设置阀芯，筒体内设置油箱、微控制器和蓄电池，油箱、微控制器和蓄电池相互连接；其特征在于：

筒体两端分别安装前端盖和后端盖并用螺栓固定，筒体中间设置两个固定环，皮碗安装到固定环上，所述皮碗为碟形皮碗，皮碗外侧设置挡板，用螺栓连接挡板和固定环并将皮碗固定到固定环上；涡轮马达设置在筒体内并安装到前端盖和后端盖中间位置；马达输出轴穿过前端盖中心孔并与液压泵连接；

液压泵通过前支架安装到前端盖，前保护套为带底座的筒体，前保护套扣在液压泵外并安装到前支架上，前保护套端部安装前连接环；

阀座为圆盘形并安装到后端盖中心孔内，阀座外侧安装后支架，后支架上安装传动箱，传动箱外安装电机，电机与传动箱连接，传动箱输出轴穿过阀座中心孔并伸入后端盖中心孔内，传动箱输出轴端部安装阀芯；所述阀芯为花瓣形，阀座在阀芯对应位置设置开孔；筒体和涡轮马达之间的环形空间内设置微控制器、蓄电池和油箱；筒体内的微控制器和蓄电池连接到电机，蓄电池为电机和微控制器供能，微控制器控制电机工作并调节阀芯开度；前端盖边缘位置设置轴向开孔，液压管线设置在所述开孔内并连接油箱和液压泵。

本发明具有的有益效果是：1、本发明可以跟随管内机器人在管内移动，因此能够用于长距离管道施工作业；2、利用管内介质压力作为动力来源，动力获取方便；3、本发明采用多级涡轮马达提供动力，动力充足，能够满足前端作业工具复杂作业要求。

附图说明

图1为本发明的结构简图。

图2为本发明所述旁通阀的局部视图。

图中：1.皮碗；2.挡板；3.固定环；4.后保护套；5.后连接环；6.电机；7.传动箱；8.阀座；9.后支架；10.阀芯；11.后端盖；12.微控制器；13.涡轮马达；14.蓄电池；15.油箱；16.筒体；17.前端盖；18.马达输出轴；19.前支架；20.转换接头；21.联轴器；22.前连接环；23.液压泵；24.前保护套。

具体实施方式

本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面结合图1、图2对本发明作以下描述。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。

筒体16两端分别安装前端盖17和后端盖11并用螺栓固定，筒体16中间设置两个固定环3并与筒体16采用焊接方式连接，皮碗1安装到固定环3上，所述皮碗1为碟形皮碗1，皮碗1外侧设置挡板2，用螺栓连接挡板2和固定环3并将皮碗1固定到固定环3上。涡轮马达13设置在筒体16内并安装到前端盖17和后端盖11中间位置。涡轮马达13输出端的壳体与前端盖17中心孔采用螺纹连接，涡轮马达13输入端壳体安装到后端盖11中心孔，马达输出轴18穿过前端盖17中心孔并与液压泵23连接。马达输出轴18为空心轴并且端部设置径向通孔，马达输出轴18伸出端设置转换接头20并采用螺纹连接，转换接头20与液压泵23输入轴采用联轴器21连接。

液压泵23通过前支架19安装到前端盖17中心位置，液压泵23外设置前保护套24，前保护套24为带底座的筒体，前保护套24扣在液压泵23外并安装到前支架19上。前保护套24端部安装前连接环22，用于连接前端工具和设备。

阀座8为圆盘形并安装到后端盖11中心孔内，阀座8外侧安装后支架9并用螺栓固定，后支架9上安装传动箱7，传动箱7外安装电机6，电机6与传动箱7连接，传动箱7输出轴穿过阀座8中心孔并伸入后端盖11中心孔内，传动箱7输出轴端部安装阀芯10并用螺母轴向固定。所述阀芯10为花瓣形，阀座8在阀芯10对应位置设置开孔，阀座8开孔面积小于阀芯10面积，阀芯10转动可以完全封闭阀座8开孔。电机6外端设置后保护套4，后保护套4为锥形壳体并在侧面设置开孔，后保护套4扣在电机6外侧并安装到后端盖11上。后保护套4端部设置后连接环5，用于连接后端设备。

筒体16和涡轮马达13之间的环形空间内设置微控制器12、蓄电池14和油箱15。筒体16内的微控制器12和蓄电池14连接到电机6，蓄电池14为电机6和微控制器12供能，微控制器12控制电机6工作并调节阀芯10开度。前端盖17边缘位置设置轴向开孔，液压管线设置在所述开孔内并连接油箱15和液压泵23。

本发明的原理是：本发明所述装置设置在管内机器人后端，由管内介质推动前进，到达预定位置后，前端工具卡紧管道并进行相应作业。电机6通过传动箱7调整阀芯10开度，在到达预定位置以后完全打开阀芯10和阀座8之间的流道，让本发明所述工具在管内介质压力作用下工作。在前后压差作用下，涡轮马达13驱动液压泵23工作，液压泵23输出高压油液用于驱动前端工具工作。