本發(fā)明涉及管道清理，具體是一種適用于輸氣管道的自解堵式變徑清管器。

背景技術(shù)：

1、石油和天然氣是當(dāng)今世界上使用最為廣泛的能源，其運(yùn)輸主要是通過(guò)長(zhǎng)輸管道實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)幾百年的發(fā)展，管道運(yùn)輸業(yè)已經(jīng)成為了一個(gè)龐大的工業(yè)體系，在石油天然氣工業(yè)乃至世界經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。但是油、氣輸送管道在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，管壁會(huì)逐漸出現(xiàn)石蠟、油污等滯垢，這些滯垢的產(chǎn)生不僅會(huì)導(dǎo)致管道輸送效率的降低，甚至還會(huì)因?yàn)闇傅母g、易燃等特性引發(fā)火災(zāi)、爆炸等惡性事故，對(duì)自然環(huán)境和人類(lèi)生命造成嚴(yán)重的威脅，因此急需對(duì)油、氣輸送管道進(jìn)行定期清管。

2、目前，輸氣管道一般采用發(fā)送清管球或皮碗清管器等清管方法來(lái)清除管內(nèi)的滯垢，例如中國(guó)專(zhuān)利202121057163.5題為《一種用于天然氣起伏管線的清管球》，針對(duì)起伏較大的管網(wǎng)清管時(shí)存在問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種新型清管球，該清管球裝置具有良好的彈塑性，能有效避免卡堵事故，但是在清管的過(guò)程中存在嚴(yán)重的磨損，大大的增加清管球腐蝕斷裂風(fēng)險(xiǎn)；為了解決清管過(guò)程中的腐蝕斷裂問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利202321295454.7題為《一種天然氣管道清管器》設(shè)計(jì)了一種雙皮碗的清管器，該裝置分別在前后端增加了高耐磨的皮碗，并用蒸汽來(lái)軟化天然氣管道內(nèi)壁固化的污垢，并配合清潔結(jié)構(gòu)對(duì)軟化的污垢進(jìn)行刮擦，以保障天然氣管道污垢得以充分清潔，提高污垢清理的可靠性與有效性，但是該裝置沒(méi)有防卡堵功能，一旦在管道內(nèi)發(fā)生卡堵問(wèn)題，將無(wú)法繼續(xù)工作；為了解決卡堵問(wèn)題，中國(guó)專(zhuān)利201820139600.x題為《一種適用變徑管道的解堵清管器》設(shè)計(jì)了一種解堵的清管器，該裝置利用管道中的流體介質(zhì)將雜質(zhì)沖散，達(dá)到解除管道堵塞的問(wèn)題，但是該裝置忽略了用于沖散雜質(zhì)的流體對(duì)于清管器運(yùn)行的影響，并且該裝置結(jié)構(gòu)偏大只適應(yīng)于大管徑的管道。小管徑的管道因內(nèi)部空間有限，能進(jìn)行清管作業(yè)的清管器種類(lèi)較少，同時(shí)清管器在小管徑管道內(nèi)極易發(fā)生卡堵問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致管道清理的不完全，影響清潔效果，因此清管器對(duì)于小管徑管道的清理存在一定的局限性。

3、綜上，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)小管徑的輸氣管道進(jìn)行清理成為了本領(lǐng)域研究人員急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：如何實(shí)現(xiàn)對(duì)小管徑的輸氣管道進(jìn)行清理；

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明是一種適用于輸氣管道的自解堵式變徑清管器，包括：骨架密封組件；多個(gè)履帶式減速組件，其通過(guò)對(duì)應(yīng)所述變徑支撐組件與所述骨架密封組件外壁的基座連接；旋轉(zhuǎn)清理組件，其轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述骨架密封組件前端，其適于對(duì)管道內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)清理；密封皮碗，其設(shè)置在所述骨架密封組件后端，其將管道分隔形成推進(jìn)腔、清洗腔；以及解堵泄壓組件，其設(shè)置在所述骨架密封組件內(nèi)，其適于向所述骨架密封組件內(nèi)通入高壓氣體，并從所述旋轉(zhuǎn)清理組件處排出，對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行解堵；其中，所述履帶式減速組件能夠減低清管器的前進(jìn)速度，所述變徑支撐組件能夠?qū)⑺雎膸綔p速組件始終貼合不同直徑管道的內(nèi)壁；

4、在本方案中，骨架密封組件后端設(shè)置密封皮碗，密封皮碗與管道密封連接，當(dāng)向管道內(nèi)通入高壓氣體后，推進(jìn)腔、清洗腔之間產(chǎn)生壓差，推動(dòng)骨架密封組件沿管道進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；履帶式減速組件既能起到行走的作用，又能夠減緩骨架密封組件在管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)壁的精細(xì)清潔；變徑支撐組件能夠帶動(dòng)履帶式減速組件實(shí)現(xiàn)變徑，以適應(yīng)不同管道內(nèi)徑的變化，始終將履帶式減速組件貼合管道內(nèi)壁；旋轉(zhuǎn)清理組件能夠旋轉(zhuǎn)深度清潔管道內(nèi)壁的滯垢；當(dāng)出現(xiàn)卡堵的情況時(shí)，高壓氣體輸通過(guò)解堵泄壓組件將高壓氣體經(jīng)過(guò)骨架密封組件內(nèi)部輸送至旋轉(zhuǎn)清理組件處，利用骨架密封組件后端的壓強(qiáng)氣流，進(jìn)行沖刷滯垢實(shí)現(xiàn)對(duì)自解堵的功能。

5、為了說(shuō)明骨架密封組件的具體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用骨架密封組件包括：骨架；以及錐形固定部，其固定設(shè)置在所述骨架內(nèi)，其與所述骨架內(nèi)壁形成錐形泄壓通道；所述錐形泄壓通道與所述骨架的后端形成進(jìn)氣口，所述錐形泄壓通道與所述骨架的前端形成出氣口；

6、在本方案中，骨架密封組件除了包括基座、密封皮碗外，還包括設(shè)置在骨架內(nèi)部的錐形泄壓通道，通過(guò)錐形泄壓通道能夠?qū)⒏邏簹饬鹘?jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入，能夠從出氣口排出。

7、為了說(shuō)明解堵泄壓組件包括：彈簧座，其固定設(shè)置在所述錐形固定部?jī)?nèi)；環(huán)形蓋板，其蓋設(shè)固定在所述進(jìn)氣口處；閥蓋，其設(shè)置所述環(huán)形蓋板的前側(cè)；第二彈簧，其受壓設(shè)置在所述閥蓋、彈簧座之間，其適于將所述閥蓋抵設(shè)在所述環(huán)形蓋板處；扇形槽，其開(kāi)設(shè)在所述閥蓋處，并在所述第二彈簧的作用下，所述環(huán)形蓋板蓋設(shè)所述扇形槽；

8、在本方案中，沿骨架軸向依次設(shè)置有環(huán)形蓋板、閥蓋、第二彈簧、彈簧座，在無(wú)受外力的情況下，在第二彈簧的作用下，始終將閥蓋貼合環(huán)形蓋板，此時(shí)扇形槽被遮蓋，此時(shí)無(wú)氣體可以進(jìn)入至錐形泄壓通道內(nèi)；當(dāng)整體裝置因卡堵而無(wú)法前進(jìn)時(shí)，高壓氣體帶動(dòng)第二彈簧進(jìn)行壓縮，閥蓋、環(huán)形蓋板分離，兩者之間形成間隙，氣體可從間隙、扇形槽進(jìn)入至錐形泄壓通道內(nèi)，將氣體通入至旋轉(zhuǎn)清理組件處，進(jìn)行沖刷滯垢實(shí)現(xiàn)對(duì)自解堵的功能。

9、為了說(shuō)明旋轉(zhuǎn)清理組件具體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)清理組件包括：電機(jī)，其固定設(shè)置在所述錐形固定部?jī)?nèi)旋轉(zhuǎn)軸，其一端穿過(guò)所述骨架前端，并通過(guò)聯(lián)軸器與所述電機(jī)的輸出軸連接；多個(gè)連接軸，其一端與所述旋轉(zhuǎn)軸垂直設(shè)置，其另一端固定有鋼刷；所述旋轉(zhuǎn)軸與所述連接軸內(nèi)均設(shè)置有相互連通的內(nèi)腔；位于所述出氣口的所述旋轉(zhuǎn)軸處開(kāi)設(shè)有第二進(jìn)氣孔；位于所述連接軸處開(kāi)設(shè)有多個(gè)第二出氣孔；

10、在本方案中，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)連接軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，連接軸端部的鋼刷始終與管道內(nèi)壁相抵進(jìn)行清潔，高壓氣體經(jīng)過(guò)出口孔進(jìn)行入至第二進(jìn)氣孔內(nèi)，再?gòu)牡诙鰵饪着懦觯@樣高壓氣體作用至管道內(nèi)壁進(jìn)行解堵。

11、常規(guī)的清管器在管道內(nèi)的運(yùn)行速度為20m/s，這樣的運(yùn)行速度過(guò)快而達(dá)不到對(duì)管道內(nèi)壁精洗的效果，為了減緩清管器在管道內(nèi)的速度，本發(fā)明采用所述履帶式減速組件包括：機(jī)架；履帶，其轉(zhuǎn)動(dòng)繞設(shè)在所述機(jī)架上；主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪，其均轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述機(jī)架內(nèi)，并分別位于所述機(jī)架的兩側(cè)，且與所述履帶內(nèi)側(cè)齒嚙合；其中，兩所述主動(dòng)齒輪之間、兩所述從動(dòng)齒輪之間設(shè)置有第一錐形齒；錐形從動(dòng)齒輪，其兩端均設(shè)置有第二錐形齒，并分別與對(duì)應(yīng)所述第一錐形齒嚙合；

12、履帶的外表面有梯形花紋，用于增加與管道內(nèi)壁的滑動(dòng)摩擦，達(dá)到減速的目標(biāo)，履帶的摩擦力帶動(dòng)主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)錐形從動(dòng)齒輪兩端的第二錐形齒實(shí)現(xiàn)主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的同步、一致性，保證履帶不會(huì)與主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪滑脫。

13、為了說(shuō)明變徑支撐組件的具體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用所述變徑支撐組件包括相對(duì)設(shè)置的兩支撐組件；每一支撐組件均包括：長(zhǎng)連桿，其一端滑動(dòng)設(shè)置在所述基座上，另一端通過(guò)限位銷(xiāo)滑動(dòng)設(shè)置在所述機(jī)架開(kāi)設(shè)有腰孔內(nèi)；第一彈簧，其套設(shè)在所述基座上，其一端與所述基座端部相抵，另一端與所述長(zhǎng)連桿底部一端相抵；短連桿，其一端與所述基座鉸接，另一端與所述長(zhǎng)連桿中部鉸接；

14、在本方案中，當(dāng)管徑減小時(shí)，短連桿、長(zhǎng)連桿之間的夾角增大，第一彈簧受壓，限位銷(xiāo)向腰孔內(nèi)側(cè)移動(dòng)，致使履帶式減速組件靠近骨架外壁，以適應(yīng)小管徑；反之，管徑增大時(shí)，第一彈簧復(fù)位，短連桿、長(zhǎng)連桿之間的夾角減小，致使履帶式減速組件遠(yuǎn)離骨架外壁，以適應(yīng)大管徑。

15、為了防止高壓氣體進(jìn)入至錐形固定部?jī)?nèi)，進(jìn)而影響到電機(jī)以及對(duì)氣體進(jìn)行泄壓，本實(shí)用新型采用所述閥蓋開(kāi)設(shè)有環(huán)形導(dǎo)向件，所述環(huán)形導(dǎo)向件密封與所述錐形固定部插設(shè)連接；

16、環(huán)形導(dǎo)向件的作用有三：1、密封連接能夠避免氣體進(jìn)入至錐形固定部?jī)?nèi)；2、閥蓋只會(huì)發(fā)生軸向運(yùn)動(dòng)；3、為第二彈簧的另一端提供安裝位置。

17、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是一種適用于輸氣管道的自解堵式變徑清管器，骨架密封組件后端設(shè)置密封皮碗，密封皮碗與管道密封連接，當(dāng)向管道內(nèi)通入高壓氣體后，推進(jìn)腔、清洗腔之間產(chǎn)生壓差，推動(dòng)骨架密封組件沿管道進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；履帶式減速組件既能起到行走的作用，又能夠減緩骨架密封組件在管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道內(nèi)壁的精細(xì)清潔；變徑支撐組件能夠帶動(dòng)履帶式減速組件實(shí)現(xiàn)變徑，以適應(yīng)不同管道內(nèi)徑的變化，始終將履帶式減速組件貼合管道內(nèi)壁；旋轉(zhuǎn)清理組件能夠旋轉(zhuǎn)深度清潔管道內(nèi)壁的滯垢；當(dāng)出現(xiàn)卡堵的情況時(shí)，高壓氣體輸通過(guò)解堵泄壓組件將高壓氣體經(jīng)過(guò)骨架密封組件內(nèi)部輸送至旋轉(zhuǎn)清理組件處，利用骨架密封組件后端的壓強(qiáng)氣流，進(jìn)行沖刷滯垢實(shí)現(xiàn)對(duì)自解堵的功能。