一種帶共振開關(guān)的管道封堵器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶共振開關(guān)的管道封堵器，用于在役管道的焊接作業(yè)，對管道切斷部位進(jìn)行封堵。其技術(shù)方案：心軸端部安裝前端蓋和后端蓋，前皮碗固定到前端蓋上，后皮碗固定到后端蓋上，滑套套在心軸中間位置，用撐桿連接前皮碗邊緣和滑套，滑套和后端蓋之間設(shè)置氣缸，振動桿固定到滑套上，振動桿端部安裝可控單向閥和振動開關(guān)。本發(fā)明所述封堵器采用縮徑回收，能夠降低回收過程的阻力；只包括機(jī)械和氣壓系統(tǒng)，無電控部分，對油氣管道使用安全性更高。
【專利說明】
一種帶共振開關(guān)的管道封堵器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種帶共振開關(guān)的管道封堵器，用于管道焊接作業(yè)過程中管道切斷部位的封堵。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣儲運與城市燃?xì)夤こ讨?，石油與天然氣輸送需要敷設(shè)長距離大口徑管道，對在役油氣管道，隨著管道使用年限增長，管道可能因腐蝕、疲勞和機(jī)械損傷等因素造成破壞和缺陷，或者由于城市建設(shè)等原因需要在役管道改線等，均需要在役油氣管道部分切斷后，重新焊接新的管道，焊接技術(shù)將涉及到動火作業(yè)，為保證施工安全需要將殘留在管道中的油氣進(jìn)行置換或者封堵。
[0003]現(xiàn)有的動火技術(shù)主要包括置換動火技術(shù)、安全封堵動火技術(shù)，其中氮氣置換技術(shù)因具有技術(shù)操作規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)控制嚴(yán)格而被廣泛采用，但是在實際動火作業(yè)技術(shù)中，原來置換合格的天然氣管道，因內(nèi)部存在凝析油的揮發(fā)，導(dǎo)致動火作業(yè)中置換條件不合格，需要停止焊接，重啟氮氣置換，直至條件合格后方可繼續(xù)動火，這就延長了動火作業(yè)周期，增加動火作業(yè)成本;安全封堵技術(shù)有采用冷凍封堵技術(shù)，該技術(shù)利用固水乳化劑在低溫下與管壁的凍粘效應(yīng)實現(xiàn)油氣隔離，但是此技術(shù)需要較長的介質(zhì)冷凍時間，前期準(zhǔn)備時間過長，動火作業(yè)成本增加。
[0004]現(xiàn)有管道焊接封堵器，采用常規(guī)密封型清管器進(jìn)行封堵，施工完成后依靠管道內(nèi)介質(zhì)推動清管器進(jìn)行回收。因為采用皮碗與管道過盈配合進(jìn)行密封，為保證密封效果，管道和清管器之間接觸力過大，回收過程介質(zhì)推動難度大，同時容易造成清管器磨損嚴(yán)重和管道擦傷等問題。另一方面，對于海底管道水下干式焊接，在管道切斷以后同樣需要用密封型清管器進(jìn)行封堵，操作室將管段罩起來排水后實施焊接。這種工況下，更加要求清管器封堵有效，液體介質(zhì)不能泄漏進(jìn)入焊接部位影響焊接效果。
[0005]基于上述技術(shù)背景，研制方便快捷的管道封堵裝置具有廣闊前景，本發(fā)明特提供一種帶共振開關(guān)的管道封堵器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的:為了克服現(xiàn)有管道封堵器封堵不嚴(yán)以及回收過程阻力過大的缺點，特提供一種帶共振開關(guān)的管道封堵器。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0008]—種帶共振開關(guān)的管道封堵器，包括前端蓋、前皮碗、撐桿、滑套、氣缸、心軸、后皮碗、后端蓋、電機(jī)、偏心塊、振動桿、可控單向閥、振動開關(guān);心軸端部安裝前端蓋和后端蓋，前皮碗固定到前端蓋上，后皮碗固定到后端蓋上，滑套套在心軸中間位置，用撐桿連接前皮碗邊緣和滑套，滑套和后端蓋之間設(shè)置氣缸，振動桿固定到滑套上，振動桿端部安裝可控單向閥和振動開關(guān);其特征在于:
[0009]前皮碗為帶中心孔的碟形，心軸前端安裝前端蓋，前皮碗與前端蓋螺栓連接;心軸后端安裝后端蓋，后皮碗為圓環(huán)形，后皮碗與后端蓋用螺栓連接；
[0010]滑套套在心軸中間位置并可以沿著心軸滑動，滑套和后安裝環(huán)之間設(shè)置氣缸；前皮碗內(nèi)側(cè)設(shè)置支耳，撐桿一端鉸接到前皮碗的支耳上，撐桿另一端鉸接到滑套上；
[0011 ]振動桿與心軸平行布置，振動桿固定到滑套上;可控單向閥和振動開關(guān)固定到一起并安裝到氣缸上靠近振動桿端部位置;可控單向閥的進(jìn)氣孔連接到心軸外端，可控單向閥的排氣孔與氣缸連接；
[0012]電機(jī)設(shè)置在本發(fā)明所述封堵器安裝位置對應(yīng)的管道外側(cè)，電機(jī)輸出軸上安裝偏心塊，電機(jī)轉(zhuǎn)速與振動桿的某階固有頻率之間相差10%以內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動振動桿共振；
[0013]檔桿與頂桿垂直布置并設(shè)置于振動開關(guān)內(nèi)，檔桿一端設(shè)置壓縮彈簧，檔桿另一端靠近振動桿端部;頂桿與可控單向閥的閥芯同軸布置，頂桿一端設(shè)置壓縮彈簧另一端頂在可控單向閥的閥芯上;頂桿上安裝卡銷，所述卡銷與檔桿配合并限制頂桿軸向移動;檔桿為階梯軸，檔桿大徑部分擋住卡銷，限制頂桿軸向位移;檔桿小徑部分不能擋住卡銷，頂桿可以軸向伸出。
[0014]本發(fā)明具有的有益效果是:1、本發(fā)明依靠碟形皮碗撐開密封，密封效果容易保證；
2、本發(fā)明采用機(jī)械和氣壓系統(tǒng)，無電控部分，對油氣管道使用安全性更高;3、縮徑回收，降低回收過程的阻力，同時降低清管器卡堵風(fēng)險。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述可控單向閥和振動開關(guān)結(jié)構(gòu)原理圖。
[0018]圖4為本發(fā)明圖3的剖視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述振動開關(guān)外觀圖。
[0020]圖6為本發(fā)明的氣壓系統(tǒng)原理圖。
[0021]圖中:1.管道;2.前端蓋;3.前皮碗;4.前安裝環(huán);5.撐桿;6.滑套;7.氣缸;8.心軸；
9.接頭；10.活塞桿；11.后安裝環(huán)；12.隔板；13.后皮確;14.后?而蓋；15.電機(jī)；16.偏;1_1、塊；17.振動桿;18.可控單向閥；181.進(jìn)氣孔;182.排氣孔;183.控制閥芯；19.振動開關(guān)；20.閥座;21.開關(guān)閥芯;22.安裝筒;23.檔桿;24.卡銷;25.頂桿;26.控制桿;27.開關(guān)座;28.氣源。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明不受下述實施實例的限制，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和實際情況來確定具體的實施方式。下面結(jié)合圖1?6對本發(fā)明作以下描述。上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布局方向來確定的。
[0023]前皮碗3為帶中心孔的碟形，心軸8前端安裝前端蓋2并用螺紋連接，前皮碗3通過前安裝環(huán)4壓緊在前端蓋2上并用螺栓連接前端蓋2和前安裝環(huán)4。心軸8后端安裝后端蓋14并用焊接方式固定，后皮碗13為圓環(huán)形，兩個后皮碗13通過后安裝環(huán)11壓緊在后端蓋14上并用螺栓連接后端蓋14和后安裝環(huán)11，兩個后皮碗13之間設(shè)置隔板12。
[0024]滑套6套在心軸8中間位置并可以沿著心軸8滑動，滑套6和后安裝環(huán)11之間設(shè)置兩個氣缸7并在心軸8圓周方向均勻布置，氣缸7的缸體頂在滑套6上，氣缸7的活塞桿10頂在后安裝環(huán)11上。前皮碗3內(nèi)側(cè)邊緣位置設(shè)置支耳，撐桿5—端鉸接到前皮碗3的支耳上，撐桿5另一端鉸接到滑套6上。
[0025]振動桿17與心軸8平行布置，振動桿17為懸臂梁結(jié)構(gòu)，振動桿17—端固定到滑套6上?？煽貑蜗蜷y18和振動開關(guān)19固定到一起并安裝到氣缸7上靠近振動桿17端部位置。
[0026]電機(jī)15輸出軸上安裝偏心塊16，電機(jī)15設(shè)置在本發(fā)明所述堵器安裝位置對應(yīng)的管道I外側(cè)。電機(jī)15轉(zhuǎn)速與振動桿17的某階固有頻率之間相差1 %以內(nèi)，電機(jī)15轉(zhuǎn)動帶動振動桿17共振。心軸8后端設(shè)置軸向孔，心軸8中間位置設(shè)置接頭9并采用螺紋連接，接頭9連接到心軸8軸向孔?？煽貑蜗蜷y18的進(jìn)氣孔181與心軸8上的接頭9連接，可控單向閥18的排氣孔182與氣缸7連接。
[0027]可控單向閥18的閥座20與振動開關(guān)19的開關(guān)座27之間用螺紋方式連接，控制閥芯183和開關(guān)閥芯21設(shè)置在閥座20內(nèi)并同軸布置，控制閥芯183設(shè)置在可控單向閥18的進(jìn)氣孔181和排氣孔182之間。頂桿25設(shè)置在開關(guān)座27內(nèi)，頂桿25與控制閥芯183同軸布置，頂桿25頂在控制閥芯183后端，頂桿25后端設(shè)置壓縮彈簧。
[0028]頂桿25為階梯軸，頂桿25安裝在開關(guān)座27內(nèi)，開關(guān)座27在頂桿25安裝位置設(shè)置縱向滑槽，卡銷24和控制桿26設(shè)置在所述滑槽內(nèi)。頂桿25端部安裝控制桿26，頂桿25在控制桿26前端位置安裝卡銷24，控制桿26伸出開關(guān)座27，可以通過控制桿26將頂桿25向后滑動。
[0029]安裝筒22與開關(guān)座27垂直布置，安裝筒22與開關(guān)座27用螺紋方式連接，安裝筒22內(nèi)設(shè)置檔桿23ο檔桿23—端設(shè)置壓縮彈簧并安裝到安裝筒22內(nèi)，檔桿23另一端伸出開關(guān)座27并靠近振動桿17。檔桿23為階梯軸，檔桿23大徑部分擋住卡銷24，限制頂桿25軸向位移；檔桿23小徑部分不能擋住卡銷24，頂桿25可以軸向伸出并推動控制閥芯183。
[0030]本發(fā)明的原理是:
[0031]管道I切斷以后，將本發(fā)明所述裝置設(shè)置于需要封堵的管道I內(nèi)部，氣源28通過可控單向閥18的進(jìn)氣孔181對氣缸7充氣，氣缸7推動滑套6并通過撐桿5撐開前皮碗3，前皮碗3的邊緣位置擴(kuò)張并壓緊在管道I內(nèi)壁實現(xiàn)密封。
[0032]管道I焊接作業(yè)完成后，啟動管道I外側(cè)安裝的電機(jī)15，電機(jī)15轉(zhuǎn)動并通過偏心塊16產(chǎn)生特定頻率的振動?？刂齐姍C(jī)15轉(zhuǎn)速和振動桿17固有頻率接近，管道I內(nèi)部的振動桿17產(chǎn)生共振，振動桿17的劇烈振動產(chǎn)生端部擺動。振動開關(guān)19的檔桿23在振動桿17作用下產(chǎn)生軸向移動，從而打開頂桿2 5的卡銷2 4，頂桿2 5軸向推動控制閥芯18 3并打開可控單向閥18。氣缸7內(nèi)的壓縮氣體依次通過排氣孔182、進(jìn)氣孔181、接頭9、心軸8軸向孔排出，前皮碗3的頂緊力取消，前皮碗3在自身彈力作用下回彈，前皮碗3與管道I之間的壓緊力降低，管道I內(nèi)介質(zhì)推動本發(fā)明所述封堵器從管道I內(nèi)排出。
【主權(quán)項】
1.一種帶共振開關(guān)的管道封堵器，包括前端蓋、前皮碗、撐桿、滑套、氣缸、心軸、后皮碗、后端蓋、電機(jī)、偏心塊、振動桿、可控單向閥、振動開關(guān);心軸端部安裝前端蓋和后端蓋，前皮碗固定到前端蓋上，后皮碗固定到后端蓋上，滑套套在心軸中間位置，用撐桿連接前皮碗邊緣和滑套，滑套和后端蓋之間設(shè)置氣缸，振動桿固定到滑套上，振動桿端部安裝可控單向閥和振動開關(guān);其特征在于: 前皮碗為帶中心孔的碟形，心軸前端安裝前端蓋，前皮碗與前端蓋螺栓連接;心軸后端安裝后端蓋，后皮碗為圓環(huán)形，后皮碗與后端蓋用螺栓連接； 滑套套在心軸中間位置并可以沿著心軸滑動，滑套和后安裝環(huán)之間設(shè)置氣缸;前皮碗內(nèi)側(cè)設(shè)置支耳，撐桿一端鉸接到前皮碗的支耳上，撐桿另一端鉸接到滑套上； 振動桿與心軸平行布置，振動桿固定到滑套上；可控單向閥和振動開關(guān)固定到一起并安裝到氣缸上靠近振動桿端部位置;可控單向閥的進(jìn)氣孔連接到心軸外端，可控單向閥的排氣孔與氣缸連接； 電機(jī)設(shè)置在本發(fā)明所述封堵器安裝位置對應(yīng)的管道外側(cè)，電機(jī)輸出軸上安裝偏心塊，電機(jī)轉(zhuǎn)速與振動桿的某階固有頻率之間相差10%以內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動振動桿共振； 檔桿與頂桿垂直布置并設(shè)置于振動開關(guān)內(nèi)，檔桿一端設(shè)置壓縮彈簧，檔桿另一端靠近振動桿端部;頂桿與可控單向閥的閥芯同軸布置，頂桿一端設(shè)置壓縮彈簧另一端頂在可控單向閥的閥芯上;頂桿上安裝卡銷，所述卡銷與檔桿配合并限制頂桿軸向移動;檔桿為階梯軸，檔桿大徑部分擋住卡銷，限制頂桿軸向位移;檔桿小徑部分不能擋住卡銷，頂桿可以軸向伸出。
【文檔編號】F16L55/132GK105864560SQ201610460862
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】張梁, 劉穩(wěn), 鄧蘭, 鄧嚴(yán), 何虹鋼
【申請人】西南石油大學(xué)