可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构的制作方法

本发明涉及弯管内表面处理领域，具体是指可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构。

背景技术：

管道运输石油，具有高效、低耗、连续输送和自动化程度高等优势，管道运输成为当前物流的重要形式之一和国民经济和社会发展不可缺少的“生命线”，与公路、航空、铁路和水运相比，采用管道运输具有以下优势：管道运输的安全保障率较高，可实现绿色输送，石油和天然气均属于易爆和易挥发的物品，在运输过程中，如果运输工具的密闭性差，油气挥发到大气中，一遇到火星就可能导致爆炸，存在安全隐患，管道大部分埋藏在地下，受不良天气条件及其他外界因素的影响较小，可以确保油气运输安全可靠的进行；其次，由于管道运输是完全密闭运输，可以防止挥发、泄露的油气对大气、水土的污染，可以实现运输工程的绿色化：管道建设用地少，输送量大，因为受天气路况等外界因素影响较小，油气管道可以持续不间断地进行油气输送，小管径的油气管道每年的运输量为几百万吨，管道直径比较大的油气管道可以达到几千万吨，由此可见，其运输量远远超过了别的运输途径的输送量，在管道运输中，采用运量大、长距离、大口径的油气管道成本相对比较低。

石油管道运输，除却管道外部因素的影响，管道内壁的粗糙度也会影响石油传输的效率，特别是石油弯管处内表面的不规则突起，不仅会对石油造成阻碍延缓石油的流速，还会加快石油对管道的腐蚀。传统的管壁打磨通常采用磨料水射抛光技术，但是使用的打磨头时常与管道内壁摩擦，且容易受到抛光液的侵蚀，最终导致打磨头的磨损，降低弯管内表面的抛光效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构，以解决上述缺陷。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构，包括两个相对设置的半圆球体以及用于连接两个半圆球体的转轴，在所述转轴中部设有套筒，沿所述转轴的轴线在其中部的外壁设有条状的突起，在套筒内圆周壁上开有与所述突起配合的凹槽，且突起能够绕转轴的轴线在凹槽内自由转动，在套筒外圆周壁上安装有转轮，所述转轮包括本体，所述本体设置在套筒上，在所述本体的两侧设置有多个呈弧形的叶片，相邻两个叶片之间构成叶槽，在所述半圆球体的上下两端的端部均安装有滚轮；在所述半圆球体内部开有空腔，所述转轴的端部贯穿半圆球体的内侧壁后进入至空腔内，在所述转轴的该端部上固定有陀螺仪，且所述陀螺仪与所述空腔的内壁不接触。

针对现有技术中石油管道在出厂前的内表面处理不到位而导致其使用寿命锐减的缺陷，发明人设计出一种专门用于石油管弯管处的内表面打磨抛光结构，通过两个半圆球体以及转轮的调节，使得抛光液能够全面覆盖弯管处的各个部分，减小弯管件内壁的局部出现凸出部分的几率，以实现提高石油管道使用寿命的目的；工作时，向夹持固定好的石油弯管内注入抛光液，将打磨头进入到弯管中，抛光液从打磨头与弯管内壁之间的间隙中快速流出，抛光液作用在管壁上，经过磨料颗粒的高速运动对弯管内壁上的边角或是凸出部分等起到剪切去除的作用，进而达到抛光打磨的效果；在整个过程中，流动的抛光液带动转轮能够自由转动，转轮可将部分的抛光液旋转喷射至管壁上，以此对弯管内壁进行辅助打磨，在抛光液冲击管壁的同时也将管壁上脱落的铁屑清理；两个相对设置的半圆球体可在抛光液快速流动时对转轮进行保护，且在半圆球体上下两端设置的滚轮可在弯管内壁进行自由滑动，以避免因半圆球体与管壁的过度摩擦而导致两者的磨损，延长了打磨头的使用寿命，半圆球体与转轴螺纹连接，使得在转轮受损后快速更换，提高了打磨头的实用性。其中，转轮是由本体以及焊接在本体上的合金材质的叶片构成，以此来保证转轮在磨料颗粒长时间的冲击碰撞下的稳定性，在本体上不仅考虑减少叶片的排挤和叶片表面的摩擦，还要考虑本体上叶片的流道有足够的长度，以保证液体流动的稳定性以及叶片对流体的充分作用，因此采用多个呈弧形的叶片，以增加抛光液的旋转速度，提高转轮辅助打磨的效率。

进一步地，转轮固定在套筒上，而套筒的转动受到突起转动的限制，因为凹槽并非完整的环形槽，即套筒无法进行360度自由旋转，由于两个半圆球体以及转轮在弯管件中做无规律运动，若转轮360度自由旋转，容易导致两个半圆球体以及转轮构成的打磨头在弯管内某一点位上滞留，即对该点位的内壁进行反复打磨，而在突起移动至凹槽的极限位置时，套筒无法进行360度自由旋转，随着抛光液的冲击，两个半圆球体的位置会发生变化，即沿抛光液的流向继续移动，通过在抛光液的带动下，转轮重新转动，以开展对弯管内壁的其他点位进行打磨抛光，进而大大缩短了弯管件内壁处理的工时。并且，在半圆球体内部开有空腔，陀螺仪与贯穿半圆球体内侧壁的转轴端部连接，使得在打磨头在弯管中移动时，陀螺仪能够随时调整两个半圆球体，以保证两个半圆球体始终处于相对稳定的状态，而不会发生大幅度的翻转跳动，即确保位于两个半圆球体之间转轮转动所产生的喷射流的朝向稳定，在抛光液的推动下使得打磨头平稳向前推进，避免在弯管内出现抛光处理的死角，在最大程度上提高弯管内表面的抛光处理效率。

在所述半圆球体上开有u形槽，在u形槽底部设置有盲孔，转轴的两端端部与盲孔螺纹配合。在半圆球体上开有u形槽，使得两个半圆球体之间的间隔区域相对较大，以满足不同尺寸的转轮的顺利安装、工作，并且转轴与u形槽内的盲孔螺纹配合，即能实现对转轮的快速更换，以及适量调节间隔区域的大小，以确保转轮的转动效率达到最佳。

所述本体上还开有多个平衡孔，所述平衡孔环形阵列分布在本体轴线四周。本体上开有的平衡孔可使得本体前后的压力平衡，保持转动稳定，减小振动，保证转轮的工作效率。

还包括连接件，所述连接件设置在所述半圆球体的侧壁上。使用时，由钢绳与连接件连接，在牵引设备中的驱动下，能够保证两个半圆球体所构成的辅助打磨结构在弯管件内的运动较为规律，防止打磨结构卡死在弯管件的某个部位。

所述空腔的纵向截面呈矩形。作为优选，所述空腔的纵向截面呈矩形，使得陀螺仪在空腔内具有足够的空间来实现对半圆球体的调节，确保两个半圆球体的稳定工作状态，同时实现打磨头的运动规律化，以提高弯管内壁的打磨抛光效率。

在所述转轴与所述半圆球体的连接处设置有密封圈。作为优选，在设计过程中空腔的开设以及转轴端部对半圆球体内侧壁的贯穿工序，使得空腔与外部之间存在一定的间隙，而陀螺仪作为电控元件，同时半圆球体工作时始终处于抛光液的流体环境内，对此，发明人在转轴与半圆球体的连接处设置密封圈，确保空腔与外部的流体保持隔绝，防止抛光液进入空腔内对陀螺仪产生干扰，达到延长打磨头使用寿命的目的。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构，在突起移动至凹槽的极限位置时，套筒无法进行360度自由旋转，随着抛光液的冲击，两个半圆球体的位置会发生变化，即沿抛光液的流向继续移动，通过在抛光液的带动下，转轮重新转动，以开展对弯管内壁的其他点位进行打磨抛光，进而大大缩短了弯管件内壁处理的工时；

2、本发明可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构，空腔的纵向截面呈矩形，使得陀螺仪在空腔内具有足够的空间来实现对半圆球体的调节，确保两个半圆球体的稳定工作状态，同时实现打磨头的运动规律化，以提高弯管内壁的打磨抛光效率；

3、本发明可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构，在打磨头在弯管中移动时，陀螺仪能够随时调整两个半圆球体，以保证两个半圆球体始终处于相对稳定的状态，而不会发生大幅度的翻转跳动，即确保位于两个半圆球体之间转轮转动所产生的喷射流的朝向稳定，在抛光液的推动下使得打磨头平稳向前推进，避免在弯管内出现抛光处理的死角，在最大程度上提高弯管内表面的抛光处理效率；

4、本发明可快速实现弯管件内壁打磨的平整机构，在转轴与半圆球体的连接处设置密封圈，确保空腔与外部的流体保持隔绝，防止抛光液进入空腔内对陀螺仪产生干扰，达到延长打磨头使用寿命的目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为转轮的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1-半圆球体、2-转轮、3-连接件、4-转轴、5-滚轮、6-本体、7-叶片、8-突起、9-平衡孔、10-u形槽、11-套筒、12-空腔、13-陀螺仪。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例包括两个相对设置的半圆球体1以及用于连接两个半圆球体1的转轴4，在所述转轴4中部设有套筒11，沿所述转轴4的轴线在其中部的外壁设有条状的突起8，在套筒11内圆周壁上开有与所述突起8配合的凹槽，且突起8能够绕转轴4的轴线在凹槽内自由转动，在套筒11外圆周壁上安装有转轮2，所述转轮2包括本体6，所述本体6设置在套筒11上，在所述本体6的两侧设置有多个呈弧形的叶片7，相邻两个叶片7之间构成叶槽，在所述半圆球体1的上下两端的端部均安装有滚轮5；在所述半圆球体1内部开有空腔12，所述转轴4的端部贯穿半圆球体1的内侧壁后进入至空腔12内，在所述转轴4的该端部上固定有陀螺仪13，且所述陀螺仪13与所述空腔12的内壁不接触。

针对现有技术中石油管道在出厂前的内表面处理不到位而导致其使用寿命锐减的缺陷，发明人设计出一种专门用于石油管弯管处的内表面打磨抛光结构，通过两个半圆球体1以及转轮2的调节，使得抛光液能够全面覆盖弯管处的各个部分，减小弯管件内壁的局部出现凸出部分的几率，以实现提高石油管道使用寿命的目的；工作时，向夹持固定好的石油弯管内注入抛光液，将打磨头进入到弯管中，抛光液从打磨头与弯管内壁之间的间隙中快速流出，抛光液作用在管壁上，经过磨料颗粒的高速运动对弯管内壁上的边角或是凸出部分等起到剪切去除的作用，进而达到抛光打磨的效果；在整个过程中，流动的抛光液带动转轮2能够自由转动，转轮2可将部分的抛光液旋转喷射至管壁上，以此对弯管内壁进行辅助打磨，在抛光液冲击管壁的同时也将管壁上脱落的铁屑清理；两个相对设置的半圆球体1可在抛光液快速流动时对转轮2进行保护，且在半圆球体1上下两端设置的滚轮5可在弯管内壁进行自由滑动，以避免因半圆球体1与管壁的过度摩擦而导致两者的磨损，延长了打磨头的使用寿命，半圆球体1与转轴4螺纹连接，使得在转轮2受损后快速更换，提高了打磨头的实用性。其中，转轮2是由本体6以及焊接在本体6上的合金材质的叶片7构成，以此来保证转轮2在磨料颗粒长时间的冲击碰撞下的稳定性，在本体6上不仅考虑减少叶片7的排挤和叶片7表面的摩擦，还要考虑本体6上叶片7的流道有足够的长度，以保证液体流动的稳定性以及叶片7对流体的充分作用，因此采用多个呈弧形的叶片7，以增加抛光液的旋转速度，提高转轮2辅助打磨的效率。

进一步地，转轮2固定在套筒11上，而套筒11的转动受到突起8转动的限制，因为凹槽并非完整的环形槽，即套筒11无法进行360度自由旋转，由于两个半圆球体1以及转轮2在弯管件中做无规律运动，若转轮2360度自由旋转，容易导致两个半圆球体1以及转轮2构成的打磨头在弯管内某一点位上滞留，即对该点位的内壁进行反复打磨，而在突起8移动至凹槽的极限位置时，套筒11无法进行360度自由旋转，随着抛光液的冲击，两个半圆球体1的位置会发生变化，即沿抛光液的流向继续移动，通过在抛光液的带动下，转轮2重新转动，以开展对弯管内壁的其他点位进行打磨抛光，进而大大缩短了弯管件内壁处理的工时。并且，在半圆球体1内部开有空腔12，陀螺仪13与贯穿半圆球体1内侧壁的转轴4端部连接，使得在打磨头在弯管中移动时，陀螺仪13能够随时调整两个半圆球体1，以保证两个半圆球体1始终处于相对稳定的状态，而不会发生大幅度的翻转跳动，即确保位于两个半圆球体1之间转轮转动所产生的喷射流的朝向稳定，在抛光液的推动下使得打磨头平稳向前推进，避免在弯管内出现抛光处理的死角，在最大程度上提高弯管内表面的抛光处理效率。

进一步地，在所述半圆球体1上开有u形槽10，在u形槽10底部设置有盲孔，转轴4的两端端部与盲孔螺纹配合。在半圆球体1上开有u形槽10，使得两个半圆球体1之间的间隔区域相对较大，以满足不同尺寸的转轮2的顺利安装、工作，并且转轴4与u形槽10内的盲孔螺纹配合，即能实现对转轮2的快速更换，以及适量调节间隔区域的大小，以确保转轮2的转动效率达到最佳。

本实施例还包括连接件3，所述连接件3设置在所述半圆球体1的侧壁上。使用时，由钢绳与连接件3连接，在牵引设备中的驱动下，能够保证两个半圆球体1所构成的辅助打磨结构在弯管件内的运动较为规律，防止打磨结构卡死在弯管件的某个部位。

作为优选，所述本体6上还开有多个平衡孔9，所述平衡孔9环形阵列分布在本体6轴线四周。本体6上开有的平衡孔9可使得本体6前后的压力平衡，保持转动稳定，减小振动，保证转轮2的工作效率。

作为优选，所述空腔12的纵向截面呈矩形，使得陀螺仪13在空腔内具有足够的空间来实现对半圆球体1的调节，确保两个半圆球体1的稳定工作状态，同时实现打磨头的运动规律化，以提高弯管内壁的打磨抛光效率。

作为优选，在设计过程中空腔12的开设以及转轴4端部对半圆球体1内侧壁的贯穿工序，使得空腔12与外部之间存在一定的间隙，而陀螺仪13作为电控元件，同时半圆球体1工作时始终处于抛光液的流体环境内，对此，发明人在转轴4与半圆球体1的连接处设置密封圈，确保空腔12与外部的流体保持隔绝，防止抛光液进入空腔12内对陀螺仪13产生干扰，达到延长打磨头使用寿命的目的。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。