[发明专利]一种石蜡清理作业管道机器人

说明书

本发明公开了一种石蜡清理作业管道机器人，该机器人由供能装置、行走装置、清洁装置、石蜡收集装置、防蜡装置、连接装置组成。其中供能装置由蓄电池组成，用于机器人行走与清洁、收集及防蜡装置旋转；所述行走装置由沿圆周方向均布的三组滑槽及液压支撑杆和履带组成，用于自适应不同管径和不同椭圆度的实际工况；所述石蜡清洁、收集装置由螺旋清洁刀头、螺旋运输杆组成，用于石蜡清洁并将其运输至收集装置中同时利用化学试剂进行溶解减轻负重；所述防蜡装置由喷头及微生物培养罐组成，用于将混合菌均匀大面积的喷洒于管道内壁延长清蜡周期；所述球窝式连接装置由球头液压杆和窝状凹槽组成，用于过弯时球头液压杆伸长或压缩使机器人顺利通过弯道及灵活转动。本发明中的机器人可以广泛应用于输油管道的清蜡问题，改进作业手段、提高作用效率、节约作业成本，最终更好地保障管道运输安全。

技术领域

本发明属于管道机器人技术领域，尤其涉及一种石蜡清理作业管道机器人。

背景技术

据统计我国90％原油的含蜡量在20％—40％之间，随着运输时外界条件的改变，石蜡逐渐在原油中析出后结晶、沉淀在管线内壁，原油结蜡后会使原油的黏度增加，减小流动面积，增加流动阻力，进一步增加耗量，降低产量，严重时堵塞管道还会发生危险事故。传统采用机械、热力、化学试剂等方式进行清蜡，采用涂层、强磁、冷流等方式防蜡，但管道内部环境及作业工况复杂，工作效率低，作业成本高，因此研制一种管道机器人具有重要的科学意义和明显的社会经济效益。

传统的管道清蜡机器人自适应管径变化能力低、驱动力不足易于造成卡堵、弯道通过性差；在行走过程中通过机械刮擦的方法清理石蜡，并未对作业后堆积的石蜡进行收集；管道的清蜡周期短，通常约为1—3月之间，每次清蜡成本较高。并且管道机器人在平稳可靠的作业中存在不安全因素。

针对国内管道机器人应用不成熟的现象，在实际的工业需求下，区别于传统的设计研发，针对于结蜡层厚位置清理石蜡过程中易于卡堵现象，发明一种高效环保，清洁成本较低，可变径、过弯灵活又可以对作业后堆积的石蜡进行收集避免卡堵、并通过防蜡技术而延长清蜡周期的管道机器人。这在工程应用是非常必要的。

发明内容

为避免上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种结构简单、制作成本低、作业效率高且稳定性好的可变径易于过弯的石蜡清理、收集和防蜡的短距离作业管道机器人。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种石蜡清理作业管道机器人，由供能装置、行走装置、清洁装置、石蜡收集装置、防蜡装置、连接装置组成；其中主体部分为供能装置，其由大容量的可充放电的蓄电池组构成；供能装置的外壳上设有行走装置。

所述行走装置沿供能装置电机截面的周向均匀设置三条履带，从图4左视图观察呈三角形，增加其稳定性，履带采用橡胶材质增大与管道内壁的摩擦系数，使机器人在旋转作业过程中整体结构更稳定。

所述每条履带两端通过带有滑槽的支撑杆与可在滑槽内滑动的液压杆相互配合支撑，两者自动调整之间的角度和液压杆在滑槽内限位孔的位置及自身长度适用于不同直径管道及实际工况中管道存在不同的椭圆度问题，；两种支撑杆的另一端通过销钉固定于供能装置上。

所述清洁装置由若干可旋转螺旋叶片组成，通过供能装置控制第一传动轴进行旋转清蜡，在流体经过叶片时，螺旋叶片也可随之加速转动进行清蜡，在旋转过程中产生的动能可高效的转化为电能储存于供能装置中用于管道机器人的行走。

所述清洁装置的前方设有作业过程中的全程拍摄的摄像装置，用于观察管道内部作业的实际情况。

所述石蜡收集装置由螺旋运输装置和石蜡处理装置组成，上述清洁装置固定于螺旋运输装置上，螺旋运输装置随清洁装置转动而转动，作业后堆积的石蜡沿着螺旋运输的蜗杆机构收集到处理装置中，在处理装置中装有化学试剂，用于石蜡的溶解或融化，可使清理的石蜡完全分解掉，溶于原油中随之流出避免卡堵，或者利用化学试剂将石蜡融化，使其按照石蜡收集装置的形式重新凝固，便于收集，节省空间。