[发明专利]一种自解堵的调速清管器

说明书

本发明提供一种自解堵的调速清管器，包括致动器、致动器保护套、皮碗、清管器外本体、导线、调距环、轴承、芯轴、叶轮、磁极、线圈、支撑圈、清管器内本体和导轮，所述的皮碗设在清管器外本体两端，所述的清管器内本体位于清管器外本体内，所述的清管器内本体与清管器外本体和皮碗组成中空结构；所述的线圈固定在清管器内本体的环形凹槽内，所述的叶轮位于线圈内，所述的磁极设在叶轮的外圆周面上。叶轮转动产生的电能通过人工肌肉上的电热丝转化为热能，在清管器正常工作时，能对原油进行加热，便于管道上蜡质的清除，温度的变化使致动器带动皮碗产生一定的形变，以此控制清管器与管道之间的摩擦力，达到清管器速度调节的目的。

技术领域

本发明涉及油气管道清管领域，具体为一种自解堵的调速清管器。

背景技术

清管器是进行油气管道内部杂物清除的有效工具，工作时以油气介质的流动速度和清管器两端的压差为动力源，通过皮碗与管道内壁的接触和摩擦来刮掉管道内的附着物，清管器以一定速度进行清管作业时能达到最好的清除效果，因而有必要对其工作状态下的运动速度进行调节。对于清管器作业过程中速度变化大的问题，现有的调速结构和方法有很多，首先可以在清管器上设置测速单元和旁通阀，通过对清管器速度的监测，来调节旁通阀的开度，这种方法可实现对清管器速度的调节，但要引入测试和控制单元，同时以电池供电，这些都使清管器结构复杂化。以机械结构带动刹车片动作的方式也能达到调节清管器速度的目的，且并不依赖于控制系统，但刹车片与管道之间不接触时，调速结构没有动作输出，仅在两者接触且有摩擦力的情况下能达到清管器减速的目的，这样会造成清管器速度一定范围内发生波动。大多数调速清管器都是将滚轮作为速度采集单元，工作过程中滚轮始终紧压在管道内壁上，滚轮与管道、芯轴之间的摩擦力成为清管器工作过程中需要克服的阻力。除此之外，附加在清管器上的调速装置往往能使清管器与管道之间或流体对清管器的作用力发生一定的变化，调速单元的引入不可避免的使清管器结构变得复杂，工作过程中，任何一个环节的失效都会增加清管器卡堵的风险。因此，设计一种能在正常工作时进行运行速度调节，又能在发生卡堵时实现自解堵功能的清管器十分必要。

随着新材料的发展，人们对聚合物螺旋卷绕型人工肌肉进行了一定的研究，它能在环境温度发生变化时输出大的变形量和驱动力，将温度升高时长度缩短的人工肌肉制成的驱动器运用在清管器上，能很好地解决清管器调速和卡堵的问题。

发明内容

针对传统清管器在运行过程中速度变化影响清管效果以及管道变形或沉积物过厚引起的清管器卡堵问题，本发明提供一种自解堵的调速清管器，本发明提供的清管器为中空结构，中心位置有一定的泄流面积，原油从中间位置流过，经导轮后冲击并带动叶轮转动，叶轮外沿固定有磁极，清管器内本体上的凹槽内布置有线圈，随着磁场的变化产生电能，致动器由聚合物螺旋卷绕型人工肌肉编制而成，内部包含电热丝，在电能作用下转化为热能，温度升高后人工肌肉收缩并输出驱动力，使清管器皮碗发生形变，以调节皮碗与管道间摩擦力的方法实现清管器调速功能。同理，在清管器发生卡堵时，发电机发电量增加，皮碗剧烈收缩实现自解堵。这种自解堵的调速清管器有发电功能，在与其他设备组合使用时可为其它设备供电，将电能转化为热能的方法也有利于管道内壁蜡质等沉积物的清除。

本发明采用的技术方案为：

一种自解堵的调速清管器，包括致动器、致动器保护套、皮碗、清管器外本体、导线、调距环、轴承、芯轴、叶轮、磁极、线圈、支撑圈、清管器内本体和导轮，所述的皮碗设在清管器外本体两端，所述的清管器内本体位于清管器外本体内，所述的清管器内本体与清管器外本体和皮碗组成中空结构；所述的线圈固定在清管器内本体的环形凹槽内，所述的叶轮位于线圈内，所述的磁极设在叶轮的外圆周面上，所述的调距环与支撑圈设在线圈两端的清管器内本体上；所述的轴承和叶轮设在芯轴上，所述的芯轴设在清管器内本体内且两端分别与调距环和支撑圈连接；所述的导轮设在清管器内本体内部且位于支撑圈的一侧；所述的致动器保护套设在皮碗上，所述的致动器位于致动器保护套内，所述的致动器内设有的电热丝，所述的线圈通过导线与致动器内的电热丝连接。