CN115854167B - 基于管压的管道检测器的挂抛伞机构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构及其使用方法，机构包括：作动器，作动器沿密封筒的轴线方向运动，作动器用于挂住伞线尾环和抛掉伞线尾环，电动机安装在密封筒上，电动机的输出螺杆轴与作动器的螺孔配合，电动机用于克服动密封处的摩擦力，将作动器朝腔体外侧方向推出，电动机反向转动，无需输出大功率，借助管压可将作动器向腔体内拉入。使用方法包括：使用挂抛伞机构挂伞和使用挂抛伞机构抛伞，本发明解决了检测器倒退时，需要克服很大阻力的问题，同时也解决了调伞操作需要检测器输出很大功率的问题。

Description

基于管压的管道检测器的挂抛伞机构及其使用方法

技术领域

本发明涉及管道内检测领域，尤其涉及一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构及其使用方法。

背景技术

管道内检测设备在管网检测领域的应用愈加广泛，无动力的拖缆内检测器是诸多内检测器中的一个门类。无动力拖缆内检测器通常会外挂一个动力伞，动力伞的样式、工作原理均与降落伞相近，其同样具有伞面和伞线，伞线一端绑扎在伞面上，另一端绑扎在检测器的挂点上，如图1所示。

动力伞在管道流体冲刷作用下被撑开，这与降落伞的撑开原理相同，当伞线带动着检测器沿着流体方向运动时，称为检测器在前进；当需要检测器倒退时，地面上的操作人员会用力拉检测器后面拖着的复合缆，即脐带缆，当脐带缆端检测的拉力大于动力伞提供的前进力时，检测器就实现了倒退。然而采用这样的前进、倒退方式，给检测施工带来了诸多麻烦，例如，为了使检测器前进动力充足，就需要外挂更大面积的动力伞伞面，或者要求被测管道的流体具有更大的流速，如此一来，在倒退时，检测器会遇到更大的阻力。

目前，解决上述问题的常规方案是在回收阶段抛伞或调小动力伞的有效面积，由于这类检测器都是低功耗检测器，供电能力十分有限，而抛伞或调小伞的有效面积都需要很大的功率输出，这就给检测器带来了新的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构及其使用方法，本发明解决了检测器倒退时，需要克服很大阻力的问题，同时也解决了调伞操作需要检测器输出很大功率的问题，详见下文描述：

一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构，机构包括：作动器，

作动器沿密封筒的轴线方向运动，作动器用于挂住伞线尾环和抛掉伞线尾环，电动机安装在密封筒上，电动机的输出螺杆轴与作动器的螺孔配合，电动机用于刚好克服动密封处的摩擦力，将作动器朝腔体外侧方向推出。

其中，所述机构还包括：筒端盖、脐带缆、电缆，

所述密封筒、筒端盖、作动器、脐带缆、电缆组成密封腔体，脐带缆或电缆在与密封筒或筒端盖配合时采用静密封方式，筒端盖、作动器之间设置有动密封，筒端盖、作动器形成活塞结构，被测管道的流体压力使作动器产生向腔体内运动的力。

进一步地，所述作动器包括：作动盘、至少1个销钉、至少1个弹簧，

作动盘沿密封筒轴线方向运动，销钉安装在作动盘上用于挂住伞线尾环，拉住动力伞伞面或抛开伞线尾环；弹簧两端分别作用在作动盘与销钉上，使销钉相对作动盘做弹性运动。

其中，所述销钉采用阶梯轴状结构、钩状结构或跷跷板状结构。

一种挂抛伞机构的使用方法，使用挂抛伞机构挂伞包括以下步骤：

挂伞时，检测器处于管道外部，电动机推动作动盘，若电动机动力不足，人工辅助拉动作动盘，使作动盘运动到“挂点”；

对销钉施加外力，使销钉克服弹簧的作用力，朝着“抛点”方向运动一段距离，产生挂伞线尾环的空间；

将伞线尾环套在销钉，撤掉销钉的外力，销钉弹回挂住伞线尾环。

一种挂抛伞机构的使用方法，使用挂抛伞机构抛伞包括以下步骤：

对电动机上电，使螺杆转动方向顺应管压给作动盘的运动趋势，消除螺杆对作动盘的锁止力，作动盘在管压的作用下，朝“抛点”运动，同时带动着销钉朝“抛点”运动；

随着销钉朝“抛点”的运动，伞线尾环受到伞线拉力的作用不会跟随销钉同步运动，进而发生伞线尾环褪出销钉的运动，实现抛伞。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、本发明利用了管道压力推动作动盘做大尺度运动，加之电动机的动力，就足以克服动密封区域、伞线尾环区域的大摩擦力，实现“小马拉大车”，避免采用大功率电动机，进而降低了检测器的输出功率；

2、本发明在抛伞后减轻了回收无动力的拖缆内检测器的回收阻力，降低回收难度；允许被测管道有更多的转弯，增大了这类检测器的适用范围。

附图说明

图1为无动力的拖缆内检测器动力布局示意图；

图2为挂抛伞机构爆炸示意图；

图3为挂抛伞机构局部剖面示意图；

图4为作动器的示意图；

图5为作动盘处于挂点和抛点位置示意图；

其中，A为作动盘处于挂点位置示意图；B为作动盘处于抛点位置示意图。

图6为挂1个伞线尾环示意图；

图7分别为未按压销钉和人工按压销钉并挂伞线尾环示意图。

其中，A为未按压销钉示意图；B为人工按压销钉并挂伞线尾环示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1：动力伞伞面； 2：第一功能舱；

3：第二功能舱； 4：伞线；

5：脐带缆； 6：电缆；

7：密封筒； 8：筒端盖；

9：动密封； 10：电动机；

11：作动器； 11-1：作动盘；

11-2：销钉； 11-3：弹簧。

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，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了解决背景技术中存在的问题，可以沿两个技术方向攻关，其一，设计一种机构可以调整动力伞伞面的面积，其二，再检测器倒退前，抛掉动力伞。本发明实施例涉及的内容是第二种技术方向，并巧妙利用管道压力，将其作为抛伞的动力，进而降低检测器在抛伞过程中的输出功率。

实施例1

本发明实施例提供了一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构，参见图1-图7，该挂抛伞机构包括：作动器11、电动机10、密封筒7、筒端盖8。

作动器11能够沿密封筒7的轴线方向运动，作动器11用于挂住伞线尾环和抛掉伞线尾环，这里的伞线尾环一般有两种形式，第一种是在伞线末端将伞线打结，系出的一个环状结构，且环状结构可以套住销钉11-2，图3就是采用该种形式；第二种形式是预先制作一个带有环状结构的零件，该零件可以套住销钉10-2，再用伞线的尾端绑扎住或压接住或粘接住该零件。电动机10安装在密封筒7上，二者之间安装方式包裹粘接、螺钉连接、焊接等方式，图2、图3采用粘接的方式，也可以用其他结构件压住电动机10，进而间接固定在密封筒7上；电动机10的输出螺杆轴与作动器11的螺孔配合，电动机10的功率通常设置在10W以下，以弛海CHF-GM1024-10BY为例，其功率小于2W，属于微型电机，在管道外部标准气压条件下，其上电后，能吃力地克服动密封9处的摩擦力，进而将作动器11朝腔体外侧方向推出，若动密封9处摩擦力过大，电动机10力量不足，可人工向腔体外侧拉动作动器11，辅助电动机10推出作动器11，在带压管道中，受管压作用作动器11会有缩入腔体内部的运动趋势，电动机10在不上电的情况下，其螺杆会阻碍作动器11的缩入，上电后，使电动机10朝着能将作动器11拉入腔体的方向转动，在管压的辅助下，电动机10只需克服螺杆与作动器11螺孔之间的微小摩擦力就能实现作动器11缩入腔体的运动。

其中，密封筒7、筒端盖8、作动器11、脐带缆5、电缆6能够组成密封腔体，控制机构的硬件、电动机10等置于腔体内，而被测管道中流体不能进入腔体，脐带缆5或电缆6在与密封筒7或筒端盖8配合时采用静密封方式，筒端盖8、作动器11之间设置有动密封9，筒端盖8、作动器11形成活塞结构，被测管道的流体压力会使作动器11产生向腔体内运动的力，利用这个力可实现抛伞动作。

其中，作动器11包括：作动盘11-1、至少1个销钉11-2、至少1个弹簧11-3。作动盘11-1是作动器11的主体承力结构件，它支撑着其上的螺孔、销钉11-2等零件，作动盘11-1可以沿密封筒轴线方向运动，包含2个运动极限位置，其中一个位置点称为“挂点”，另一个位置点称为“抛点”。运动到“挂点”位置的过程，在管道外部进行，完全依靠电动机10驱动，由于不用克服管道流体压力，此时动密封9不会对作动盘11-1产生太大的摩擦力，因此电动机10不需太大扭矩；运动到“抛点”位置的过程，在管道内部进行，此时动密封9受流体压力作用，会对作动盘11-1产生很大的摩擦力，同时流体也会对作动器11产生向腔体内部运动的推力，这个推力往往远大于摩擦力，若电动机10不上电，其螺杆会对作动盘11-1起到锁止作用，若电动机10朝着引起作动盘11-1向腔体内部运动方向转动，可以解除螺杆对作动盘11-1的锁止，顺势地促成作动器11向“抛点”运动，此过程中电动机10的输出扭矩是很小的。

销钉11-2安装在作动盘11-1上，其作用是挂住伞线尾环，进而拉住动力伞伞面1，或者抛开伞线尾环，进而抛掉动力伞，图2-图6中的销钉11-2采用了阶梯轴状结构，因此其可相对作动盘11-1做直线运动，通过直线运动所到达的不同位置点就可以实现挂、抛伞线尾环，销钉11-2也可采用其他如钩状结构、跷跷板状结构，采用钩状结构、跷跷板状结构的销钉将会相对作动盘11-1做翻转运动，通过翻转运动所到达的不同位置点也可以实现挂、抛伞线尾环。弹簧11-3的两端分别作用在作动盘11-1与销钉11-2上，使销钉11-2可以相对作动盘11-1做弹性运动，图2-图6中的弹簧11-3为直线压力弹簧，也可采用拉力弹簧、蜗弹簧，尤其在销钉结构形式为钩状结构、跷跷板状结构时，弹簧11-3就可以用拉力弹簧、蜗弹簧。

综上所述，作动盘11-1朝着“抛点”做大尺度运动，主要由管道压力提供动力，电动机10只需解除螺杆与作动盘11-1螺母的锁止，这个过程只需很小的扭矩，进而避免了检测器的大功率输出。

实施例2

本发明实施例提供了一种挂抛伞机构的使用方法，其中，使用挂抛伞机构挂伞包括以下步骤：

101：挂伞时，检测器处于管道外部，电动机10推动作动盘11-1，若电动机10动力不足，也可以人工辅助拉动作动盘11-1，使作动盘11-1运动到“挂点”；

102：对销钉11-2施加外力，使销钉11-2克服弹簧11-3的作用力，朝着“抛点”方向运动一段距离，产生足够的挂伞线尾环的空间，如图7，在图2-图7所示方案中，应是将销钉11-2朝着“抛点”压进去，若采用钩状结构或跷跷板状结构的销钉11-2，应是将销钉11-2翻转，翻转的方向是使销钉11-2能够产生足够的挂伞线空间的那个方向；

103：将伞线尾环套在销钉11-2上，如图6-图7；

104：撤掉销钉11-2的外力，销钉11-2弹回，销钉11-2牢牢挂住伞线尾环。

实施例3

本发明实施例提供了一种挂抛伞机构的使用方法，其中，使用挂抛伞机构抛伞包括以下步骤：

201：对电动机10上电，使螺杆转动方向顺应管压给作动盘11-1的运动趋势，消除螺杆对作动盘11-1的锁止力，作动盘11-1在管压的作用下，朝“抛点”运动，同时带动着销钉11-2朝“抛点”运动；

202：随着销钉11-2朝“抛点”的运动，此时伞线尾环受到伞线拉力的作用却不会跟随销钉11-2同步运动，进而发生伞线尾环褪出销钉11-2的运动，实现抛伞。

实施例4

下面结合图1-图6对实施例1和3中的方案进行进一步地介绍，详见下文描述：

首先介绍挂抛伞机构的零部件装配关系：

伞线4的尾端打结，并系出线环，形成伞线尾环；电缆6与密封筒7插接到一起，配合面是密封的；脐带缆5与筒端盖8插接到一起，配合面是密封的；密封筒7与筒端盖8插接到一起，并通过螺接或铆接或粘接固定，防止脱开，二者的配合面是密封的；电动机10粘接到密封筒7上；筒端盖8设置有筒状滑道，作动器11的设置有柱状滑块，柱状滑块可在筒状滑道中滑动，二者配合面上有动密封9，动密封9起到密封作用；作动盘11-1上设置有螺孔；筒端盖8上设置有能够顶住销钉11-2的环状结构，作动盘11-1处于“挂点”时，销钉11-2就会顶到环状结构，这样伞线尾环在挂在销钉11-2后，不会意外滑出；作动盘11-1设置有安装孔，销钉11-2压住弹簧11-3，穿入作动盘11-1的安装孔，为防止销钉11-2从安装孔脱出，在作动盘11-1的安装孔的尾端做向内翻铆操作，将销钉11-2、弹簧11-3堵在安装孔内，如此，销钉11-2可在作动盘11-1上伸缩，而不会脱出。

其中，本发明实施例优选采用阶梯轴形式的零件作为销钉11-2，并与压缩形式的弹簧11-3相互配合，通过变化各个零件的配合关系，采用钩状结构的零件或跷跷板状结构的零件作为销钉11-2，并与拉力形式或蜗状形式的弹簧11-3做配合，也能实现挂抛伞功能。

下面介绍挂抛伞机构的使用方法：

一、挂伞的使用方法

1)令电动机10推动作动盘11-1，使作动盘11-1朝着腔体外部方向移动，若电动机10的动力不足，可以手工拉动作动盘11-1，使作动器11能够到达“挂点”，销钉11-2也将自动顶住筒端盖8的环状结构；

2)用手或工具按压1个销钉11-2，弹簧11-3将被压缩，此销钉11-2向密封筒7内收缩；

3)在销钉11-2离开筒端盖8的环状结构一段距离后，将1根伞线4的伞线尾环套在销钉11-2上；

4)松开销钉11-2，其将自动重新顶住筒端盖8的环状结构，这种状态下，即便拉动伞线4，伞线尾环也无法脱离销钉11-2，这根伞线4挂伞完成；

5)按以上步骤将其他需要抛开的伞线4挂好。

二、抛伞的使用方法

1)抛伞前，检测器已经处于管道流体中，动力伞伞面1已经被撑开，流体压力作用到作动器11上，作动器11受电动机10螺杆的锁止力作用，不能缩入到腔体中；

2)令电动机10转动，使螺杆转动方向顺应管压给作动盘11-1的运动趋势，消除螺杆对作动盘11-1的锁止力，作动盘11-1在管压的作用下，朝“抛点”运动，同时带动着销钉11-2朝“抛点”运动，销钉11-2离开筒端盖8的环状结构；

3)伞线4受到动力伞伞面1的持续拉力，因此伞线尾环不会与销钉11-2同步运动，进而会从销钉11-2上褪出，抛伞完成，由于没有了动力伞伞面1的牵引力，再回收检测器拖拽脐带缆5时，将会很省力。

综上所述，抛伞后降低了回收无动力的拖缆内检测器的回收阻力，因此会降低回收难度；同时由于回收阻力件小了，允许被测管道有更多的转弯，那么也就增大了这类检测器的适用范围。

本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构，机构包括：作动器，

作动器沿密封筒的轴线方向运动，作动器用于挂住伞线尾环和抛掉伞线尾环，电动机安装在密封筒上，电动机的输出螺杆轴与作动器的螺孔配合，电动机用于刚好克服动密封处的摩擦力，将作动器朝腔体外侧方向推出；

其中，所述机构还包括：筒端盖、脐带缆、电缆，

所述密封筒、筒端盖、作动器、脐带缆、电缆组成密封腔体，脐带缆或电缆在与密封筒或筒端盖配合时采用静密封方式，筒端盖、作动器之间设置有动密封，筒端盖、作动器形成活塞结构，被测管道的流体压力使作动器产生向腔体内运动的力；

其中，所述作动器包括：作动盘、至少1个销钉、至少1个弹簧，

作动盘沿密封筒轴线方向运动，销钉安装在作动盘上用于挂住伞线尾环，拉住动力伞伞面或抛开伞线尾环；弹簧两端分别作用在作动盘与销钉上，使销钉相对作动盘做弹性运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构，其特征在于，所述销钉采用阶梯轴状结构、钩状结构或跷跷板状结构。

3.一种用于权利要求1或2所述的一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构的使用方法，其特征在于，使用挂抛伞机构挂伞包括以下步骤：

挂伞时，检测器处于管道外部，电动机推动作动盘，若电动机动力不足，人工辅助拉动作动盘，使作动盘运动到“挂点”；

对销钉施加外力，使销钉克服弹簧的作用力，朝着“抛点”方向运动一段距离，产生挂伞线尾环的空间；

将伞线尾环套在销钉，撤掉销钉的外力，销钉弹回挂住伞线尾环。

4.一种用于权利要求1或2所述的一种基于管压的管道检测器的挂抛伞机构的使用方法，其特征在于，使用挂抛伞机构抛伞包括以下步骤：

对电动机上电，使螺杆转动方向顺应管压给作动盘的运动趋势，消除螺杆对作动盘的锁止力，作动盘在管压的作用下，朝“抛点”运动，同时带动着销钉朝“抛点”运动；

随着销钉朝“抛点”的运动，伞线尾环受到伞线拉力的作用不跟随销钉同步运动，进而发生伞线尾环退出销钉的运动，实现抛伞。