一种滚珠绑带式油气管道探伤用辅助设备的制作方法

1.本发明涉及一种油气管道探伤辅助设备，尤其是一种滚珠绑带式油气管道探伤用辅助设备。


背景技术：

2.油气管道作为输送石油、气体等能源的重要媒介，一旦发生泄漏往往导致严重的事故，给国民经济和社会发展带来巨大损失。为保障油气管道的运行安全，延长其使用寿命，必须定期对油气管道进行检测，而探伤是最常用的检测手段。对油气管道进行探伤时，须将探头稳定地放置于待测区域上方一定高度，且常需探头沿着管道的周向移动探测，仅依靠人手控制探头高度是不现实的，这就需要制作相应的辅助设备。为避免重复支撑和定位，辅助设备须满足探头移动和绕管道转动的功能。
3.现有油气管道探伤用部分辅助设备基本上述功能，但仍存在制约其真正投入使用的技术障碍。例如，专利202022620065.x公开了一种自行式管道探伤检测装置，尽管具有沿管道轴向行走的功能，但合页式的半圆筒形状体积和质量较大，不便于操作，尤其是管径较大的场合。同样地，专利202022996046.7提出了一种用于管道探伤的相控阵探头架及探测系统，其主要是难以确保探头始终位于探测区域上方合适距离，且体积庞大移动较困难。
4.综上，为确保我国油气管道使用安全，提升我国油气管道探伤作业的可靠性，有必要提出一种转运携带方便、装夹可靠、转动灵活、探测稳定性好的油气管道探伤辅助设备。


技术实现要素：

5.针对背景技术中的问题，本发明提出了一种滚珠绑带式油气管道探伤用辅助设备，主要包含收纳转运部件、驻停部件、转动部件和滚珠绑带，其中收纳转运部件由底板、箱体、手柄、脚轮、箱门、弹片、进气管收纳盒和刀板收纳盒组成，驻停部件由气缸、弹簧、活塞、刀板、气管、进气管和气筒组成，转动部件由滚轮、芯轴、上轴瓦、下轴瓦组成，滚珠绑带由滚珠、绑带、限位钢圈、缝合线和限位器组成；底板的中部安装有探头；绑带中部单圈缠绕在油气管道的外侧，绑带两端分别由内而外穿过箱体两侧的方孔，经限位器卡紧后自由地垂挂在箱体两侧末端的挡板上。
6.所述收纳转运部件中，箱体左侧内部固定焊接有一块底板，右侧内部设置有锁扣板，锁扣板上固定焊接有锁扣，锁扣上设有锁，箱门上端中部设有通孔可穿过锁扣，下端通过两个合页与箱体连接，箱门内侧固定焊接有绑带收纳盒；箱体上侧面固定焊接有手柄，下侧面四角处安装有四个脚轮组件；箱体上下侧面左部各加工有一个方孔，且各竖直焊接有一块挡板；箱体上下侧面外侧靠近方孔的位置个竖直焊接有一块侧耳；底板上部左侧焊接有四个弹片用于固定气筒，底板上部右侧设置有一个进气管收纳盒，用于存放进气管，底板中部左侧加工有一个圆孔，圆孔内套装有橡胶环，用于穿过并保护进气管，底板中部右侧安装有探头，底板下部设置有刀板收纳盒，用于存放刀板。
7.所述驻停部件中，两个气缸通过螺栓螺母组件对称固定安装在底板两侧的中央，
每个气缸上端通过螺纹连接有一个缸盖，每个缸盖的上侧面加工有拆装孔，下侧面套装有滤芯，中部加工有气孔；两根弹簧竖直安装于两个气缸内，弹簧上端与缸盖下侧面接触，下端与活塞的上侧面接触，活塞向下穿过气缸后其下端通过沉头螺栓固定有一块固定板，固定板的下侧面竖直平齐焊接有两块刀板，刀板的安装方向与油气管道的直径方向平行，活塞与气缸接触部位通过密封圈进行密封；每个气缸的侧面下部均安装有一个气嘴，每个气嘴一端穿过密封垫后螺纹连接在气缸侧面，另一端各套接有一根气管；套接在两个气嘴上的两根气管，分别接入箱体中部三通接头的其中两个接口，进气管一端与三通接头的第三个接口连接，另一端穿过橡胶环后与气筒连通。
8.所述转动部件中，两个上轴瓦对称穿过底板中线两侧后通过螺母组件固定在底板上，两个下轴瓦通过螺栓组件分别与两个上轴瓦扣合并连接，两根芯轴穿过两个上轴瓦与下轴瓦形成的圆孔后，每根芯轴的两端各对称安装有两个滚轮，滚轮的直径方向与油气管道的直径方向平行。
9.所述滚珠绑带中，两层大小和厚度完全一致的绑带平行贴合，并通过数根缝合线同时沿纵向和横向等间距地缝合成一体，两层绑带上对应地开设有三排间距一致的圆孔，每个圆孔上扣合有一个限位钢圈，两层绑带上对向的一对限位钢圈之间均封装有一个滚珠；箱体两侧下部分别对称安装有两个侧耳，每两个侧耳中间固定焊接有一根芯轴，每根芯轴上套装有两个限位器，每两个限位器之间固定焊接有一块牙板，牙板上加工有三角形缺口，牙板处于方孔中部，牙板与绑带直接紧密接触，每个限位器与同侧的两个侧耳之间安装有两个扭簧。
10.相对现有技术，本发明具有四个显著的优点：1、滚珠绑带部件与驻停部件共同组成了一个稳定的支撑体，使整个设备可靠地驻停在待测油气管道外圈，防止设备转动或打滑，为静态下油气管道局部区域的探测提供了便利；2、滚珠绑带部件与转动部件共同组成了一个灵活的转动体，手动施加外力即可使整个设备在油气管道外壁上做周向转动，为动态下油气管道的连续探测提供了便利；3、通过气筒和弹簧的协调配合，使设备在驻停和转动两种状态间随意切换，以方便探测人员根据现场环境和探测要求灵活开展探测工作；4、将整个设备设计为箱体形状，将气筒、滚珠绑带等零部件全部收纳在箱体内部，同时设置有手柄和脚轮，在非作业状态下便于转运和存放。
附图说明
11.图1为该发明的正视剖视图；图2为该发明的左视图；图3为本发明的右视图；图4为该发明的俯视图；图5为该发明去除箱盖后的左视剖视图；图6为图1中滚轮的具体结构图；图7为图1中气缸的正视剖视图；图8为图1中气缸的左视图；
图9为该发明在驻停检测状态下的正视图；图10为该发明在转动检测状态下的正视图；图11为图4中a处的局部放大图；图12为图9中b处的局部放大图；图13为图9中滚珠绑带的正视剖视图；图14为图9中滚珠绑带的左视图。
12.图中：1. 挡板
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2. 气缸 3. 刀板收纳盒
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4. 滚轮
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5. 探头
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6. 气筒
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7. 刀板
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8. 方孔
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9. 限位器
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10. 侧耳
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11. 箱体
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12. 底板
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13. 手柄
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14. 锁扣板
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15. 锁扣
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16. 锁
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17. 三通接头
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18. 气管
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19. 滚珠绑带
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20. 箱门
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21. 合页
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22. 脚轮组件
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23. 橡胶环
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24. 进气管收纳盒
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25. 螺栓组件
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26. 上轴瓦
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27. 螺母组件
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28. 芯轴
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29. 下轴瓦
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30. 螺栓螺母组件
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31. 活塞
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32. 弹簧
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33. 拆装孔
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34. 气孔
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35. 滤芯
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36. 缸盖
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37. 密封垫
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38. 气嘴
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39. 密封圈 40. 沉头螺栓
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41. 绑带
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42. 油气管道
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43.芯轴
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44. 扭簧
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45. 牙板
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46. 缝合线
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47. 限位钢圈
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48. 滚珠
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49. 弹片
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50. 固定板
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51. 绑带收纳盒
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52. 进气管说明：该发明所涉及气管连接和布置均为行业通用知识，具体细节省略；探头为成熟产品，具体组成及结构省略。
具体实施方式
13.下面结合图1-图14，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
14.如图1、图5、图6、图7、图9和图13所示，一种滚珠绑带式油气管道探伤用辅助设备，主要包含收纳转运部件、驻停部件、转动部件和滚珠绑带，其中收纳转运部件由底板12、箱体11、手柄13、脚轮22、箱门20、弹片49、进气管收纳盒24和刀板收纳盒3组成，驻停部件由气缸2、弹簧32、活塞31、刀板7、气管18、进气管52和气筒6组成，转动部件由滚轮4、芯轴28、上轴瓦26、下轴瓦29组成，滚珠绑带由滚珠48、绑带41、限位钢圈47、缝合线46和限位器9组成；底板12的中部安装有探头5；绑带41中部单圈缠绕在油气管道42的外侧，绑带41两端分别由内而外穿过箱体11两侧的方孔8，经限位器9卡紧后自由地垂挂在箱体11两侧末端的挡板1上。
15.如图1所示，箱体11左侧内部固定焊接有一块底板12，右侧内部设置有锁扣板14，锁扣板14上固定焊接有锁扣15，锁扣15上设有锁16，箱门20上端中部设有通孔可穿过锁扣15，下端通过两个合页21与箱体11连接，箱门20内侧固定焊接有绑带收纳盒51；箱体11上侧面固定焊接有手柄13，下侧面四角处安装有四个脚轮组件22；箱体11上下侧面左部各加工有一个方孔8，且各竖直焊接有一块挡板1；箱体11上下侧面外侧靠近方孔8的位置各竖直焊接有一块侧耳10；结合图5可知，底板12上部左侧焊接有四个弹片49用于固定气筒6，底板12上部右侧设置有一个进气管收纳盒24用于存放进气管52，底板12中部左侧加工有一个圆孔，圆孔内套装有橡胶环23，用于穿过并保护进气管52，底板12中部右侧安装有探头5，底板12下部设置有刀板收纳盒3，用于存放刀板7。
16.如图1、图3和图5所示，两个气缸2通过螺栓螺母组件30对称固定安装在底板12两侧的中央，结合图7，每个气缸2上端通过螺纹连接有一个缸盖36，每个缸盖36的上侧面加工有拆装孔33，下侧面套装有滤芯35，中部加工有气孔34；两根弹簧32分别竖直安装于两个气
缸2内，弹簧32上端与缸盖36下侧面接触，下端与活塞31的上侧面接触，活塞31向下穿过气缸2后其下端通过沉头螺栓40固定有一块固定板50，结合图8，固定板50的下侧面竖直平齐焊接有两块刀板7，刀板7的安装方向与油气管道42的直径方向平行，活塞31与气缸2接触部位通过密封圈39进行密封；每个气缸2的侧面下部均安装有一个气嘴38，每个气嘴38一端穿过密封垫37后螺纹连接在气缸2的侧面，另一端各套接有一根气管18；套接在两个气嘴38上的两根气管18分别接入箱体11中部的三通接头17的其中两个接口，进气管52一端与三通接头17的第三个接口连接，另一端穿过橡胶环23后与气筒6连通。
17.需要说明的是：参见图1和图7，若用手或脚向气筒6施加外力，气筒6便向进气管52中鼓气，气体经三通接头17和气管18后进入气缸2，并向上推动活塞31，使弹簧32压缩。若撤去施加在气筒6上的外力，则活塞31在弹簧32的弹力作用下向下运动，直至弹簧32恢复形状后停止向下运动。
18.如图1、图3、图6所示，两个上轴瓦26对称穿过底板12中线两侧后通过螺母组件27固定在底板12上，两个下轴瓦29通过螺栓组件25分别与两个上轴瓦26扣合并连接，两根芯轴28穿过两个上轴瓦26与下轴瓦29形成的圆孔后，每根芯轴28的两端各对称安装有两个滚轮4，结合图9和图10，滚轮4的直径方向与油气管道42的直径方向平行。
19.需要说明的是：参见图1、图7、图10和图13，若通过气筒6向气缸2内打气，活塞31将带动刀板7离开油气管道42的外壁，则滚轮4落在油气管道42的外壁上。
20.如图13和图14所示，两层大小和厚度完全一致的绑带41平行贴合，并通过数根缝合线46同时沿纵向和横向等间距地缝合成一体，两层绑带41上对应地开设有三排间距一致的圆孔，每个圆孔上都扣合有一个限位钢圈47，两层绑带41上对向的一对限位钢圈47之间均封装有一个滚珠48；如图1、图4、图9、图10所示，箱体11两侧下部分别对称安装有两个侧耳10，结合图11和图12，每两个侧耳10中间固定焊接有一根芯轴43，每根芯轴43上套装有两个限位器9，每两个限位器9之间固定焊接有一块牙板45，牙板45上加工有三角形缺口，牙板45处于方孔8中部，牙板45与绑带41直接紧密接触，每个限位器9与同侧的两个侧耳10之间安装有两个扭簧44。
21.需要说明的是：参阅图9、图11和图12，向远离箱体11两侧的方向分别扳动两个限位器9，扭簧44受力变形，可将绑带41的两端分别穿过方孔8。拉紧绑带41使其紧贴油气管道42的外壁，且滚珠48均匀分布于油气管道42外侧，松开限位器9，扭簧44恢复形状，在扭簧44的弹力作用下牙板45紧紧咬合在绑带41上，并将绑带41压紧在挡板1上面。牙板45恰好处于相邻的两排滚珠48之间，而绑带41的两端则自然垂落并搭接在两块挡板1上面；若重新向远离箱体11两侧的方向分别扳动两个限位器9，则限位器9离开绑带41，绑带41从方孔8中脱落并从油气管道42外侧掉落。
22.另外，由图9可知，刀板7、绑带41和限位器7共同组成了一个稳定支撑体，可阻止整个设备在油气管道42的外壁上转动或打滑，使其处于驻停状态，为静态下探测油气管道42的局部区域提供了便利；反之，由图10、图13和图14可知，滚轮4、绑带41和滚珠48组成一个灵活的滚动体，手动施加外力即可使整个设备在油气管道42的外壁上360
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转动，这为动态下连续探测油气管道42提供了便利。通过气筒6和弹簧32的协调配合，使设备在驻停和转动两种状态间随意切换，以方便探测人员根据现场环境和探测要求灵活开展探测工作。
23.下面结合图1、图5、图9和图10，对本发明的工作过程进行介绍。
24.(1) 作业开始前：将设备运送至待测场地，从手柄13处拖动设备，依靠脚轮组件22移动至待测管道旁，将油气管道42待测区域表面的污渍清理干净，标定探测起始位置；打开锁16，继而打开箱门20，从四个弹片49中间取出气筒6并放置在管道下方附近的地面上，从进气管收纳盒24中取出进气管52，用进气管52将气筒6与三通接头17连接起来；从刀板收纳盒3中取出刀板7，并通过沉头螺栓40将刀板7安装在活塞31下端，从绑带收纳盒51中取出绑带19，关闭箱门20并扣好锁16；如图9所示，将设备水平放置在油气管道42的上面，绑带19单圈绕过油气管道42下方后，依次向外扳起两个限位器9，并依次将绑带19的两端分别由内而外穿过箱体11两侧的方孔8；拉紧绑带9，使滚珠48均布在油气管道42外侧且处于过渡配合状态，松开限位器9，使牙板45恰好处于相邻两排滚珠48之间并将绑带9紧紧咬合在挡板1上面。
25.(2) 作业进行中：当需要对油气管道42待测区域进行连续探测时，参见图10，用脚踩压气筒6，向气缸2中鼓气，活塞31上移，弹簧32向上压缩，刀板7向上运动并离开油气管道42外壁，整个设备略微下降，四个滚轮4对称下落至油气管道42外壁上面，手动施加外力使设备沿油气管道42外壁转动，待探头5转动至标定的探测起始位置时，手动稳住设备，通过调节踩压气筒的力量，使设备绕管道42外壁匀速转动，持续开启探头5并在线记录探测结果；当需要对油气管道42局部区域进行静态探测时，参见图9，当探头恰好处于待测局部区域时，完全松开气筒6，弹簧32向下恢复变形，推动活塞31和向下运动，使刀板7重新下落至油气管道42的外壁上面，整个设备略微上升，四个滚轮4脱离油气管道42外壁。开启探头5并在线记录探测结果。
26.(3) 作业结束后：将进气管52的两端分别从气筒6和三通接头17上拆下；依次向外扳起两个限位器9，将绑带19的两端分别由外而内从箱体11两侧的方孔8中抽出；将设备从油气管道42的上面移走并放回地面；打开锁16和箱门20，将气筒6重新放回四个弹片49中间，将绑带19叠好并放回绑带收纳盒51，将刀板7从活塞31上拆下并放回刀板收纳盒3内；关闭箱门20并扣好锁16，从手柄13处拖动设备，离场。
27.只需改变作业位置，并重复上述三个步骤，即可对油气管道的不同测点进行动态或静态探测。