专利名称：油管电加热清洗机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油油管清洗技术领域，一种油管电加热清洗机。
背景技术：
石油油管是输送液态介质的主要器件之一。对于较长的石油油管，在油污介质中长期使用时，在其内、外壁上会逐渐附着一层油污，而且油污会逐渐增厚影响油管的通流能力，所以在这种情况下管子使用一段时间后，必须清洗其内、外壁。在查阅一份申请号为02144555的《金属管新型清洗工艺》中，采用了较先进的清洗工艺及设备，提高了清洗速度，延长了清洗工具的使用寿命，但存在的问题是传动小车的进退，是依靠链传动实现，其过程是固定驱动装置上的主动链轮正反向旋转时，迫使闭环链条前后移动，闭环链条的一链节与传动小车底座下端的支板相联，从而实现传动小车的进退；该清洗设备比较复杂，零部件较多，没有检测和控制装置，自动化程度较低。而在现有技术中的高压水射流全自动油管清洗机，它虽然是全自动化的，但对于对结蜡油管、稠油油管或是冬季低温时油管附着油污变稠，附着力增强，此时就不容易清洗干净。
发明内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种油管电加热清洗机，它采用计算机控制，配以相关机械设备，达到机电一体化的要求，实现油管的手动与全自动清洗，形成油管上料、清洗、下料、传输多工步的全自动生产线，达到油管清洗干净的目的，满足难清洗油管的清洗要求。
为实现上述发明目的，本实用新型是采用如下技术方案实现的所述的油管电加热清洗机，由外壁清洗线、内壁清洗线、水路系统等组成，电加热清洗机的外壁清洗线和内壁清洗线之间设有使油管完成上下料工作的机械手机构、完成油管横向移动的管架机构、完成油管纵向移动的传输机机构；水路系统的水管分别与外壁清洗线的刷式清洗装置和内壁清洗线的清洗动力小车上的清洗枪连接；实现油管清洗手动和自动运行控制的电控系统由工控计算机及可编程控制器PLC组成，工控计算机屏幕上设置有显示当前的环境温度、油管加热温度和设定的油管加热温度的功能按钮，通过可编程控制器PLC的输入设备检测中频加热感应器温度传感的油管加热信号，以及清洗过程的数据，传送到工控计算机进行计算调整，再指令可编程控制器PLC的输出设备进行全自动控制操作。
所述的电加热清洗机的外壁清洗线具有由数组斜置的双轮式传输动力滚轮组成的传输线，传输动力滚轮安装在盛水槽上，中频加热电源与刷式清洗装置安装在盛水槽中部，数个支承架分散地均匀支承住盛水槽。
所述的电加热清洗机的内壁清洗线主要由清洗动力小车、枪杆扶正器、防喷套筒、前防喷罩、前下压机构、油管支承架、后防喷罩、后下压机构和支承架等组成；清洗动力小车装设在该线的最左端导轨上，导轨固定在均匀安装的数个支承架支撑的盛水槽上，数个枪杆扶正器装设在内壁清洗线的工作机架的左半部上，防喷套筒装在中部支架上，前防喷罩、后防喷罩、前下压机构、后下压机构分别装设在工作机架的右半部上，数个油管支承架装在盛水槽支架上。
所述电加热清洗机的内壁清洗线的清洗动力小车主要由行走电机、行走机构、压力水管、旋转密封机构、旋转电机、清洗枪、下压机构和拨动机构等组成；清洗动力小车的行走电机固定在清洗动力小车的左端上，行走机构置于清洗动力小车下方，压力水管安装在固定于清洗动力小车右端的旋转密封机构上，旋转电机安装在清洗动力小车的下方，清洗枪设置在清洗动力小车上的最右端，与压力水管在同一中心线上，下压机构装设在清洗动力小车上的前端下方，拨动机构装设在清洗动力小车的最右端下方。
所述电加热清洗机的内壁清洗线的清洗动力小车的清洗枪主要由枪杆、套管、通径规、钢丝刷轮、喷嘴等组成；清洗枪的套管套在枪杆上，在套管的外径右侧装设有通径规，在枪杆的前端套装有钢丝刷轮，在钢丝刷轮两端各装有前、后喷嘴。
油管电加热清洗机的内壁清洗线的枪杆扶正器主要由复位弹簧、转动轴、滚轮组架、棘爪、V型拨叉组成；复位弹簧一端固定在支架上，另一端拉住V型拨叉的B叉上，转动轴套在机架上，滚轮组架固定在转动轴上，棘爪的半圆弧活动卡爪卡在支架护板上。
由于采用了上述技术方案，本实用新型取得如下技术效果本实用新型采用可控硅把50Hz的工频电流变成中频电流，这种中频电流穿过加热的感应器形成强大的电磁场，金属的油管在这个电磁场的作用下，由于涡流和磁带的损耗而迅速加热，使油管达到同时加热的目的，从而降低油污附着力，此时，再用高速旋转钢丝刷轮清洗油管外壁上加热后的油污，同时利用高压大流量水冲洗，达到清洗油管外壁的目的。电加热后的油管进入内壁清洗工序，用动力小车带动枪杆头部的组合式清洗装置，通入油管内，即由钢丝刷清洗、喷淋冲洗、通径检验各工序一次完成，达到将难清洗油管(结蜡油管、稠油油管或是冬季低温时油管油污附着力)清洗干净的效果。
本实用新型改善了工人工作条件、确保人身安全，实现了扩大再生产与保护环境同步进行的要求，节约了能源，设备工作更稳定、可靠安全。
本实用新型采用机电一体化设备，采用计算机+PLC全自动控制，整个工作过程不需要人工进行干涉；在计算机出现故障或者需要单步动作时采用手动工作方式，可直接通过控制按钮完成整个工作过程，在单步工作时系统无连锁；调试工作方式，在设备出现故障需要人工干涉工作过程的时候，采用遥控工作模式，操作人员到现场通过随系统配置的遥控器进行操作，完成整个试压过程的全部动作，这样可极大的提高故障排除时间，保证设备的安全；系统具有自动报警功能，在设备出现故障的时候可自动通过声光的方式进行报警显示，这时计算机会根据报警的状况，从故障系统中提取出相应的故障原因及相应的解决方法，方便处理人员及早的解决问题。
图1是油管电加热清洗机的装配示意图；图2是油管电加热清洗机的外壁清洗线示意图；图3是油管电加热清洗机的内壁清洗线示意图；图4是外壁清洗线的中频加热电源示意图；图5是内壁清洗线的清洗动力小车示意图；图6是内壁清洗线的清洗动力小车的清洗枪结构示意图；图7是内壁清洗线的枪杆扶正器控制部分示意图；图8是内壁清洗线的枪杆扶正器结构示意图；图9是内壁清洗线的枪杆扶正器的V型拨叉示意图；图10是油管电加热清洗机的电控示意图。
图中1-外壁清洗线，2-内壁清洗线，3-电控系统，4-水路系统，5-油管，6-传输动力滚轮，7-中频加热电源，8-刷式清洗装置，9-支承架，10-盛水槽，11-清洗动力小车，12-枪杆扶正器，13-防喷套筒，14-前防喷罩，15-前下压机构，16-油管支承架，17-后防喷罩，18-后下压机构，19-支承架，20-感应器，21-循环冷却水池，22-电控柜，23-中频电源，24-行走电机，25-行走机构，26-压力水管，27-旋转密封机构，28-旋转电机，29-清洗枪，30-下压机构，31-拨动机构，32-枪杆，33-套管，34-通径规，35-钢丝刷轮，36、36’-前、后喷嘴，37-复位弹簧，38-转动轴，39-滚轮组架，40-棘爪，41-V型拨叉，42-工控计算机，43-可编程控器PLC，44-数据采集卡，45-输入设备，46-输出设备隔离，47-清洗小车变频器，48-温度传感检测系统，49-输出设备。
实施例如图1所示，油管电加热清洗机主要由外壁清洗线(1)、内壁清洗线(2)、电控系统(3)、水路系统(4)等组成。
一、外清洗线(1)清洗油管外壁。如图2所示，首先将要清洗的油管(5)送入外壁清洗线(1)的传输动力滚轮(6)组成的旋转输送传输线上，旋转输送传输线共有10组斜装双滚轮，所以每组传输动力滚轮(6)的旋转，使油管(5)即旋转又前进，送过中频加热电源的感应器(20)线圈和刷式清洗装置(8)。油管(5)前进速度以及旋转速度通过电控系统(3)变频器无级调节控制。可通过计算机随时进行调节控制。
清洗线上安装有“油管上料检测装置”、“终端下料检测装置”，当有油管时油管上料检测装置使上料机构锁定，防止误动作。油管清洗完毕后“终端下料检测装置”发出信号，上、下料机构同时动作，开始下一循环。
中频加热电源(7)主要是利用可控硅把50Hz的工频电流变成中频电流，这种中频电流流过加热的感应器(20)形成强大的电磁场，油管(5)在电磁场的作用下，由于涡流和磁带的损耗而迅速加热，可以达到120℃。
中频加热功率在80-120kW之间可调，当中频加热功率改变以后，由于中频电流的调整，致使加在油管(5)上的电磁场和涡流产生变化，从而在油管(5)上产生的加热温度也随之调整，计算机系统根据中频加热感应器(20)温度传感的信号，进行自动调节和控制，计算机画面上显示当前的环境温度，油管加热温度和设定的油管加热温度，当环境温度较高时，计算机系统自动通过PLC发信号给中频装置，中频装置自动调整中频功率，既达到清洗要求，又达到了节能效果。
油管(5)经中频加热后，表面油污迅速被融化，再经过高速旋转的钢丝刷轮清洗，并经常压水冲洗，从而得到干净的外表面。
刷式清洗装置(8)采用悬挂式摆动结构的钢丝刷轮，其旋转速度高达1400r/min；钢丝刷轮与机体分开，便于防护与更换；采用旋转式双向减振器，使设备更加稳定工作；调压系统改变张紧气缸的活塞位置，调节成对钢丝刷轮的离合，满足清洗不同管径油管(5)时所需要的合适刷洗力；钢丝刷轮结构为阶梯状整体式结构，延长了其使用寿命；在钢丝刷轮的后部增加了常压冲水系统，将刷洗留在油管(5)外壁的污物冲洗掉。
二、内清洗线(2)用于油管内壁清洗。如图3所示，用清洗动力小车(11)带动清洗枪(29)刷洗，高压水冲洗油管内壁。外壁清洗后的油管(5)经上料机械手，从待洗管架上料至内清洗线(2)上，内清“上料检测装置”检测接到有油管信号后，前下压机构(15)与后下压机构(18)夹紧固定油管(5)，前防喷罩(14)、后防喷罩(17)向下运动，罩住油管(5)两端。此时，清洗动力小车(11)的行走电机(24)旋转，行走机构(25)工作，迫使清洗动力小车(11)带动10m长清洗枪(29)的组合式清洗装置进入防喷套筒(13)，随着清洗动力小车(11)的前进，支承10m长清洗枪(29)的多个枪杆扶正器(12)逐个放倒，以便清洗动力小车(11)前进，进入防喷套筒(13)的清洗枪(29)组合式清洗装置再进入油管(5)，清洗枪(29)边旋转边前进，清洗枪(29)的组合式清洗装置上的钢丝刷轮(35)刷洗油管(5)的内壁，钢丝刷轮(35)前、后带有喷嘴(36、36’)，前喷嘴(36)喷出的水清理油管(5)的内壁的污物，后喷嘴(36’)喷出的水进入钢丝刷轮(35)体的沟槽，由于钢丝刷轮(35)不断的旋转，前、后喷嘴(36、36’)大流量水不断的喷出，形成冲洗与边刷洗边冲洗的工作状态，清洗完油管(5)内壁后，此时，清洗动力小车(11)运动至端部“前进到位开关”发出信号，清洗动力小车(11)回退，准备进行二次清洗，多个枪杆扶正器(12)逐个直立，支承10m长清洗枪(29)，清洗枪组合式清洗装置停留在防喷套筒(13)中不断的旋转并喷水，确保高压水不能外喷，保障操作者工作安全。
内壁清洗用动力小车(11)为无级调速自行走式，它依靠行走电机(24)带动链轮、链条使行走机构(25)工作，从而实现动力小车的前后运动；依靠压紧弹簧的松紧，调整行走轮与导轨之间的压紧力，来保证行走轮与导轨之间不打滑，确保动力小车的正常工作，依靠电控系统实现无级调速。
如图8所示，枪杆扶正器(12)的工作是当动力小车(11)沿导轨前进时，动力小车(11)的拨动机构(31)拨动枪杆扶正器(12)的棘爪(40)，使之棘爪(40)与转动轴(38)脱离，转动轴(38)可以转动，拨动机构(31)又拨动V型拨叉(41)的A部，使枪杆扶正器(12)的滚轮组架(39)放倒，动力小车(11)顺利前进；动力小车(11)回退时，动力小车(11)的拨动机构(31)拨动枪杆扶正器(12)的V型拨叉(41)的B部，使枪杆扶正器(12)的滚轮组架(39)直立，此时，枪杆扶正器(12)另一侧V型拨叉的复位弹簧(37)使滚轮组架(39)牢固直立，确保支承长清洗枪(29)的进退与旋转的工作方式。
清洗动力小车(11)再前进，进行二次清洗。清洗动力小车(11)回退至导轨尾部“后退到位开关”发出信号，清洗动力小车(11)停止，完成清洗。前、后活动防喷罩(14、17)抬起脱离油管(5)，此时，前、后下压机构(15、18)松开油管(5)，下料机械手使油管(5)下料。清洗动力小车(11)前进速度以及旋转速度通过变频器无级调节控制。可通过计算机随时进行调节控制。
在清洗线工作过程中，清洗下来的油污随冲水系统喷出的水流入集油池，防止油污在清洗线内堆积。
在清洗枪(29)的钢丝刷轮(35)后边安装有通径规(34)，清洗过程中同时完成对油管(5)的通径检测，同时起到使枪头定心的作用。清洗动力小车(11)清洗遇阻时，控制系统可自动控制清洗小车(11)往复运动，提高了清洗的自动化程度。
通径过程中，通径规(34)遇阻时，动力小车(11)可自动回退，同时计算机自动判该油管报废，提高了清洗的自动化程度。
三、电控系统(3)实现油管清洗手动和自动运行的控制系统。
如图10所示，整个电气控制系统分为工控部分和PLC控制两种方式。
工控部分分为工控计算机，通讯和数据采集部分①工控计算机(42)主要完成可编程控制器PLC(43)的输入设备(45)数据信息的接受，处理和下发令，控制下位机和接受其他返回的信息，是整个控制系统的中心；②通讯和数据采集部分是通过数据采集卡(44)采集现场有用的电信号，利用在工控计算机(42)上进行数据计算和转化，并直接显示出来，便于操作人员的观察；③可编程控制器PLC(43)功能作为计算机的备用机，紧急处理因计算机故障的各种临时操作，也具备手动和自动功能，但不具备工控机的所有功能；④整个系统在清洗过程中，工控计算机(42)系统能够自动记忆油管位置，自动记录油管管架上的存放油管数量，停电保存数据，并有空架，满架报警提示，并自动判断废管后控制直接下到废品管架。
该清洗机的工控计算机屏幕上设置有功能按钮，并显示当前的环境温度、油管加热温度和设定的油管加热温度，当环境温度较高时，通过可编程控制器PLC的输入设备检测中频加热感应器(20)温度传感的油管加热信号，以及高压水清洗过程的数据，传送到工控计算机(42)进行计算调整，再指令可编程控制器PLC(43)的输出设备(49)进行全自动控制操作；在工控计算机屏幕上通过功能按钮，可全自动操作，也可人工操作各工步。
四、水路系统(4)清洗后的水，经给水槽流入沉淀池，经板式过滤后，由潜水泵抽起，经过滤系统再给内清洗、外清洗进行循环使用。
五、上下料机械手及管架将油管(5)从上一清洗工序转入下一清洗工序的中间机构，依靠上下料机械手使油管(5)完成上下料工作，依靠管架完成油管(5)横向移动，依靠传输机完成油管(5)纵向移动。
这样，通过上述油管电加热清洗机的几个工序完成油管的清洗工作。
权利要求1.一种油管电加热清洗机，由外壁清洗线、内壁清洗线、水路系统等组成，其特征在于所述的电加热清洗机的外壁清洗线(1)和内壁清洗线(2)之间设有使油管(5)完成上下料工作的机械手机构、完成油管(5)横向移动的管架机构、完成油管(5)纵向移动的传输机机构；水路系统(4)的水管分别与外壁清洗线(1)的刷式清洗装置(8)和内壁清洗线(2)的清洗动力小车(11)上的清洗枪(29)连接；实现油管清洗手动和自动运行控制的电控系统(3)由工控计算机(42)及可编程控制器PLC(43)组成，工控计算机(42)屏幕上设置有显示当前的环境温度、油管加热温度和设定的油管加热温度的功能按钮，通过可编程控制器PLC(43)的输入设备检测中频加热感应器(20)温度传感的油管加热信号，以及清洗过程的数据，传送到工控计算机(42)进行计算调整，再指令可编程控制器PLC(43)的输出设备(49)进行全自动控制操作。
2.如权利要求1所述的油管电加热清洗机，其特征在于所述的电加热清洗机的外壁清洗线(1)具有由数组斜置的双轮式传输动力滚轮(6)组成的传输线，传输动力滚轮(6)安装在盛水槽(10)上，中频加热电源(7)与刷式清洗装置(8)安装在盛水槽(10)中部，数个支承架(9)分散地均匀支承住盛水槽(10)。
3.如权利要求1所述的油管电加热清洗机，其特征在于所述的电加热清洗机的内壁清洗线(2)主要由清洗动力小车(11)、枪杆扶正器(12)、防喷套筒(13)、前防喷罩(14)、前下压机构(15)、油管支承架(16)、后防喷罩(17)、后下压机构(18)和支承架(19)等组成；清洗动力小车(11)装设在该线的最左端导轨上，导轨固定在均匀安装的数个支承架(19)支撑的盛水槽上，数个枪杆扶正器(12)装设在内壁清洗线(2)的工作机架的右端上，防喷套筒(13)装在支架上，前防喷罩(14)、后防喷罩(17)、前下压机构(15)、后下压机构(18)分别装设在工作机架的右端，数个油管支承架(16)装在盛水槽支架上。
4.如权利要求1、3所述的油管电加热清洗机，其特征在于所述电加热清洗机的内壁清洗线(2)的清洗动力小车(11)主要由行走电机(24)、行走机构(25)、压力水管(26)、旋转密封机构(27)、旋转电机(28)、清洗枪(29)、下压机构(30)和拨动机构(31)等组成；清洗动力小车(11)的行走电机(24)固定在清洗动力小车(11)的左端上，行走机构(25)置于清洗动力小车(11)下方，压力水管(26)安装在固定于清洗动力小车(11)右端的旋转密封机构(27)上，旋转电机(28)安装在清洗动力小车(11)的下方，清洗枪(29)设置在清洗动力小车(11)上的最右端，与压力水管(26)在同一中心线上，下压机构(30)装设在清洗动力小车(11)上的前端下方，拨动机构(31)装设在清洗动力小车(11)的最右端下方。
5.如权利要求1、4所述的油管电加热清洗机，其特征在于所述电加热清洗机的内壁清洗线(2)的清洗动力小车(11)的清洗枪(29)主要由枪杆(32)、套管(33)、通径规(34)、钢丝刷轮(35)、喷嘴(36)等组成；清洗枪(29)的套管(33)套在枪杆(32)上，在套管(33)的外径右侧装设有通径规(34)，在枪杆(32)的前端套装有钢丝刷轮(35)，在钢丝刷轮(35)两端各装有前、后喷嘴(36、36’)。
6.如权利要求1所述的油管电加热清洗机，其特征在于油管电加热清洗机的内壁清洗线(2)的枪杆扶正器(12)主要由复位弹簧(37)、转动轴(38)、滚轮组架(39)、棘爪(40)、V型拨叉(41)组成；复位弹簧(37)一端固定在支架上，另一端拉住V型拨叉(41)的B叉上，转动轴(38)套在机架上，滚轮组架(39)固定在转动轴(38)上，棘爪(40)的半圆弧活动卡爪卡在支架护板上。
专利摘要油管电加热清洗机主要由外壁清洗线(1)、内壁清洗线(2)、电控系统(3)、水路系统(4)等组成；外壁清洗线(1)和内壁清洗线(2)之间设有使油管(5)完成上下料工作的机械手机构、完成油管(5)横向移动的管架机构、完成油管(5)纵向移动的传输机机构；水路系统(4)的水管分别与外壁清洗线(1)的刷式清洗装置(8)和内壁清洗线(2)的清洗动力小车(11)上的清洗枪(29)连接；采用计算机控制，形成油管上料、清洗、下料、传输多工步的全自动生产线，实现油管的手动与全自动清洗，将难清洗油管(结蜡油管、稠油油管或是冬季低温时油管油污附着力)清洗干净。
文档编号G05B15/00GK2696736SQ200420010049
公开日2005年5月4日 申请日期2004年1月10日 优先权日2004年1月10日
发明者任振声, 卫向明, 吴海燕, 何卫兵, 薛玉生, 蒋海燕, 马红利, 徐明顺 申请人:洛阳水星加工清洗工程有限公司