一种石油管道施工智能清洁机械及工作方法与流程

1.本发明属于建筑施工技术领域，尤其涉及一种石油管道施工智能清洁机械及工作方法。


背景技术：

2.建筑施工过程中伴随着大量的管道施工，尤其在石油化工领域，管道施工更加频繁，石油管道由油管及其附件所组成，并按照工艺流程的需要，配备相应的油泵机组，设计安装成一个完整的管道系统，用于完成油料接卸及输转任务。输油管道的管材一般为钢管，使用焊接和法兰等连接装置连接成长距离管道，并使用阀门进行开闭控制和流量调节。输油管道主要有等温输送、加热输送和顺序输送等输送工艺。管道的腐蚀和如何防腐是管道养护的重要环节之一。目前输油管道已经成为石油的主要输送工具之一，且在未来依旧具有相当的发展潜力。
3.对于石油管道而言，需要定期对其内壁进行清理，去除污渍、锈蚀或者对内壁进行打磨、涂膜防腐涂料或其他化学试剂，或者对管道内壁进行探伤，确定管道的状况是否适用现场工况等操作。目前的管道内壁处理多采用人工，操作不便，工做量大，不适用于大规模的建筑安装工程。


技术实现要素：

4.针对以上技术问题，本发明公开了一种石油管道智能施工机械及工作方法，可对石油管道内壁进行打磨、吸尘除污以及涂防锈油或化学试剂等操作，同时对管道进行探伤，并及时发送管道探伤数据，对管道内壁进行清理的同时获得管道数据。
5.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种石油管道施工智能清洁机械，包括车体、打磨系统、吸尘系统、刷涂系统、驱动系统、探伤系统、供电控制单元，所述车体的头部设有固定杆，前端设有前固定板，后端设有后固定板，所述的固定杆内部为中空结构；所述的打磨系统包括打磨头、弹簧柄、固定器、第一打磨轴承、第二打磨轴承、打磨电机、打磨转轴，所述的打磨电机安装在车体内，所述的第一打磨轴承安装于固定杆与车体连接处，所述的第二打磨轴承安装于前固定板上，所述的打磨转轴由固定杆的内部伸出车体，一端穿过第一打磨轴承与第二打磨轴承与打磨电机连接，另一端安装有固定器，所述的打磨头通过弹簧柄安装在固定器上；所述的吸尘系统包括吸尘环、吸尘口、吸尘管、容尘箱、过滤网、吸气管、吸尘泵，所述的吸尘环位于打磨头后部，通过连接杆与固定杆外壁固定，所述的吸尘管位于固定杆内部，一端与吸尘环连接，另一端与容尘箱的进气口连接，所述的过滤网位于容尘箱内，所述的吸气管一端与容尘箱出气口连接，另一端与吸尘泵连接，所述的容尘箱与吸气泵固定于车体内；所述的刷涂系统包括刷头、第一刷涂轴承、刷涂转轴第二刷涂轴承、刷涂电机、输
料管、输料计量泵、涂料储罐，所述的刷涂电机、输料计量泵、涂料储罐位于车体内部，第一刷涂轴承位于安装于车体尾部外壁，所述的第二刷涂轴承安装于后固定板上，所述刷涂转轴穿过第一刷涂轴承、第二刷涂轴承一端与刷涂电机连接，另一端伸出车体与刷头连接，所述的输料管一端与输料计量泵连接，另一端与刷头接触，所述的输料计量泵通过管道与涂料储罐连接；所述的驱动系统包括驱动轮、驱动电机、连接器、第一悬臂、第二悬臂、连接轴、伸缩弹簧、连接线，所述的驱动电机安装于第一悬臂端部，通过连接器与驱动轮连接，所述的第二悬臂一端固定于车体上，另一端通过连接轴与第一悬臂连接，所述的伸缩弹簧一端连接于第一悬臂中部，另一端连接于第二悬臂中部，所述的连接线一端与驱动电机连接，另一端与供电控制单元7连接，所述的驱动系统为4套，平均分布在车体上。
6.进一步的，所述的探伤系统位于车体内，通过导线与供电控制单元连接，包括超声波探伤仪、记录仪，所述记录仪与驱动系统通过数据线连接。
7.进一步的，所述的打磨头为碳化硅烧结而成，数量为3-5个，在固定器平均分布。
8.进一步的，所述的吸尘口直径为2-5mm，数量为多个，间隔距离为1-3mm，所述的连接杆数量为3-5个，所述的过滤网为玻纤材料通过折叠加工制成。
9.进一步的，所述的打磨电机、吸尘泵、刷涂电机、输料计量泵均通过到导线与供电控制单元连接。
10.进一步的，所述的刷头为疏松多孔柔性材料制成，材料种类包括海绵、无纺布、针织棉。
11.上述石油管道施工智能清洁机械的工作方法，包括以下步骤：步骤一：确定待处理的石油管道内径，将适合管道尺寸的石油管道施工智能清洁机械放入管道内，开启打磨系统、吸尘系统、刷涂系统、探伤系统；步骤二：启动动力系统，石油管道施工智能清洁机械在驱动轮驱动下在管道内移动，打磨头对管道内壁上的锈蚀及异物进行打磨，吸尘系统将打磨下的粉尘或异物吸入容尘箱被过滤网拦截，车体尾部的刷涂系统的刷头将涂料涂刷与管道内壁，通过供电控制单元控制打磨电机及刷涂电机转速，控制驱动轮前进速度。
12.步骤三：记录仪记录超声波探伤仪探伤状况及驱动轮行进距离。
13.进一步的，所述的步骤一中，吸尘系统、刷涂系统、探伤系统，仅开启其中的一个或任意两个。
14.进一步的，所述的步骤二中，通过供电控制单元控制打磨电机转速为30-100转/分钟，控制刷涂电机转速为50-80转/分钟，控制输料计量泵涂料输送速率为200-500毫升/分钟，控制驱动轮前进速度为1-3米/分钟。
15.进一步的，所述的步骤三中所述记录仪具有数据发送功能，2-5分钟发射一次超声波探伤仪探测数据本发明所述的一种石油管道施工智能清洁机械，使用前可通过调弹簧柄长度对打磨头的打磨直径进行调整，使之适合管道内壁状况，打磨头打磨下锈蚀粉尘或污渍可及时被吸尘环吸走，吸入集尘箱后被过滤网拦截收集，避免了管道内打磨粉尘飘散，造成内壁污染，该装置的驱动系统为四驱，每个驱动轮均可单独控制并驱动，同时第一悬臂和第二悬臂采用伸缩弹簧连接，梁悬臂可饶连接轴转动，在管道内运行出现管道接头、法兰等障碍或管
道有弯曲变形时，第一悬臂及第二悬臂夹角在伸缩弹簧作用下可随时变化，使驱动轮越过障碍或管道变形段，可顺利前行，打磨光滑后的管道内壁，清洁机械经过后，尾部的刷头在刷涂电机带动下旋转，在离心作用下将输料管输出的涂料或润滑油等化学试剂运动到刷头边缘，对管道内壁进行旋转涂抹，刷头采用多孔柔性材料制成，可适用于不同内径的管道，同时吸附更多的涂料。针对不同的涂料或管道状况，可通过输料计量泵改变进入输料管道的涂料量。施工智能清洁机械在管道内运动时，可同时采用超声波探伤仪对管道进行探伤操作，并实时记录并发送管道探伤数据，获得管道状态。
附图说明
16.图1为本发明所述的石油管道施工智能清洁机械的结构示意图；图2为本发明所述的打磨系统及吸尘系统结构示意图；图3为本发明所述的驱动系统结构示意图；图4为本发明所述的打磨头的左视图；图5为本发明所述的吸尘环的左视图。
17.其中，1-车体，2-打磨系统，3-吸尘系统，4-刷涂系统，5-驱动系统，6-探伤系统，7-供电控制单元，101-固定杆，102-前固定板，103-后固定板，201-打磨头，202-弹簧柄，203-气固定器，204-第一打磨轴承，205-第二打磨轴承，206-打磨电机，207-打磨转轴，301-吸尘环，302-吸尘口，303-吸尘管，304-容尘箱，305-过滤网，306-吸气管，307-吸尘泵，3011-连接杆，401-刷头，402-第一刷涂轴承，403-第一刷涂转轴，404-第二刷涂轴承，405-刷涂电机，406-输料管，407-输料计量泵，408-涂料储罐，501-驱动轮，502-驱动电机，503-连接器，504-第一悬臂，505-第二悬臂，506-连接轴，507-伸缩弹簧，508-连接线，601-超声波探伤仪，602-记录仪。
实施方式
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
20.如图1-图5所示，一种石油管道施工智能清洁机械，包括车体1、打磨系统2、吸尘系统3、刷涂系统4、驱动系统5、探伤系统6、供电控制单元7，所述车体1的头部设有固定杆101，前端设有前固定板102，后端设有后固定板103，所述的固定杆101内部为中空结构；所述打磨系统2包括打磨头201、弹簧柄202、固定器203、第一打磨轴承204、第二打磨轴承205、打磨电机206、打磨转轴207，所述的打磨电机206安装在车体1内，所述的第一打磨轴承204安装于固定杆101与车体1连接处，所述的第二打磨轴承205安装于前固定板102上，所述的打磨转轴207由固定杆101的内部伸出车体1，一端穿过第一打磨轴承204与第二打磨轴承205与打磨电机206连接，另一端安装有固定器203，所述的打磨头201通过弹簧柄
202安装在固定器203上，打磨头201为碳化硅烧结而成，数量为4个，在固定器203平均分布；所述吸尘系统3包括吸尘环301、吸尘口302、吸尘管303、容尘箱304、过滤网305、吸气管306、吸尘泵307，所述的吸尘环301位于打磨头201后部，通过连接杆3011与固定杆101外壁固定，所述的吸尘管303位于固定杆101内部，一端与吸尘环301连接，另一端与容尘箱304的进气口连接，所述的过滤网305位于容尘箱304内，所述的吸气管306一端与容尘箱304出气口连接，另一端与吸尘泵307连接，所述的容尘箱304与吸气泵307固定于车体1内；所述吸尘口302直径为3mm，数量为多个，相连两个吸尘口之间的间隔距离为2mm，连接杆3011数量为3个，过滤网305为玻纤材料通过折叠加工制成；所述刷涂系统4包括刷头401、第一刷涂轴承402、刷涂转轴403第二刷涂轴承404、刷涂电机405、输料管406、输料计量泵407、涂料储罐408，所述的刷涂电机405、输料计量泵407、涂料储罐408位于车体1内部，第一刷涂轴承402位于安装于车体1尾部外壁，所述的第二刷涂轴承404安装于后固定板103上，所述刷涂转轴403穿过第一刷涂轴承402、第二刷涂轴承404一端与刷涂电机405连接，另一端伸出车体1与刷头401连接，所述的输料管406一端与输料计量泵407连接，另一端与刷头401接触，所述的输料计量泵407通过管道与涂料储罐408连接；打磨电机206、吸尘泵307、刷涂电机405、输料计量泵407均通过导线与供电控制单元7连接；所述驱动系统5包括驱动轮501、驱动电机502、连接器503、第一悬臂504、第二悬臂505、连接轴506、伸缩弹簧507、连接线508，所述的驱动电机502安装于第一悬臂504端部，通过连接器503与驱动轮501连接，所述的第二悬臂505一端固定于车体1上，另一端通过连接轴506与第一悬臂504连接，所述的伸缩弹簧507一端连接于第一悬臂504中部，另一端连接于第二悬臂505中部，所述的连接线508一端与驱动电机502连接，另一端与供电控制单元7连接，所述的驱动系统5为4套，平均分布在车体1上。
21.所述探伤系统6位于车体1内，通过导线与供电控制单元7连接，包括超声波探伤仪601、记录仪602，所述记录仪602与驱动系统6通过数据线连接；所述刷头7为疏松多孔柔性材料制成，材料种类包括海绵、无纺布、针织棉。
22.上述石油管道施工智能清洁机械的工作方法，包括以下步骤：步骤一：确定待处理的石油管道内径，将适合管道尺寸的石油管道施工智能清洁机械放入管道内，开启打磨系统2、吸尘系统3、刷涂系统4、探伤系统6中的一个或任意两个。
23.步骤二：启动动力系统5，石油管道施工智能清洁机械在驱动轮驱动下在管道内移动，打磨头201对管道内壁上的锈蚀及异物进行打磨，吸尘系统将打磨下的粉尘或异物吸入容尘箱304被过滤网305拦截，车体1尾部的刷涂系统4的刷头401将涂料涂刷与管道内壁，通过供电控制单元7控制打磨电机206及刷涂电机405转速，控制驱动轮501前进速度；通过供电控制单元7控制打磨电机206转速为30-100转/分钟，控制刷涂电机405转速为50-80转/分钟，控制输料计量泵407涂料输送速率为200-500毫升/分钟，控制驱动轮501前进速度为1-3米/分钟；步骤三：记录仪602记录超声波探伤仪601探伤状况及驱动轮501行进距离，所述记录仪602具有数据发送功能，2-5分钟发射一次超声波探伤仪601探测数据。
24.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实
施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
25.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种石油管道施工智能清洁机械，其特征在于，包括车体、打磨系统、吸尘系统、刷涂系统、驱动系统、探伤系统、供电控制单元，所述车体的头部设有固定杆，前端设有前固定板，后端设有后固定板，所述的固定杆内部为中空结构；所述的打磨系统包括打磨头、弹簧柄、固定器、第一打磨轴承、第二打磨轴承、打磨电机、打磨转轴，所述的打磨电机安装在车体内，所述的第一打磨轴承安装于固定杆与车体连接处，所述的第二打磨轴承安装于前固定板上，所述的打磨转轴由固定杆的内部伸出车体，一端穿过第一打磨轴承与第二打磨轴承与打磨电机连接，另一端安装有固定器，所述的打磨头通过弹簧柄安装在固定器上；所述的吸尘系统包括吸尘环、吸尘口、吸尘管、容尘箱、过滤网、吸气管、吸尘泵，所述的吸尘环位于打磨头后部，通过连接杆与固定杆外壁固定，所述的吸尘管位于固定杆内部，一端与吸尘环连接，另一端与容尘箱的进气口连接，所述的过滤网位于容尘箱内，所述的吸气管一端与容尘箱出气口连接，另一端与吸尘泵连接，所述的容尘箱与吸气泵固定于车体内；所述的刷涂系统包括刷头、第一刷涂轴承、刷涂转轴第二刷涂轴承、刷涂电机、输料管、输料计量泵、涂料储罐，所述的刷涂电机、输料计量泵、涂料储罐位于车体内部，第一刷涂轴承位于安装于车体尾部外壁，所述的第二刷涂轴承安装于后固定板上，所述刷涂转轴穿过第一刷涂轴承、第二刷涂轴承一端与刷涂电机连接，另一端伸出车体与刷头连接，所述的输料管一端与输料计量泵连接，另一端与刷头接触，所述的输料计量泵通过管道与涂料储罐连接；所述的驱动系统包括驱动轮、驱动电机、连接器、第一悬臂、第二悬臂、连接轴、伸缩弹簧、连接线，所述的驱动电机安装于第一悬臂端部，通过连接器与驱动轮连接，所述的第二悬臂一端固定于车体上，另一端通过连接轴与第一悬臂连接，所述的伸缩弹簧一端连接于第一悬臂中部，另一端连接于第二悬臂中部，所述的连接线一端与驱动电机连接，另一端与供电控制单元7连接，所述的驱动系统为4套，平均分布在车体上。2.根据权利要求1所述的一种石油管道施工智能清洁机械，其特征在于，所述的探伤系统位于车体内，通过导线与供电控制单元连接，包括超声波探伤仪、记录仪，所述记录仪与驱动系统通过数据线连接。3.根据权利要求1所述的一种石油管道施工智能清洁机械，其特征在于，所述的打磨头为碳化硅烧结而成，数量为3-5个，在固定器平均分布。4.根据权利要求1所述的一种石油管道施工智能清洁机械，其特征在于，所述的吸尘口直径为2-5mm，数量为多个，间隔距离为1-3mm，所述的连接杆数量为3-5个，所述的过滤网为玻纤材料通过折叠加工制成。5.根据权利要求1所述的一种石油管道施工智能清洁机械，其特征在于，所述的打磨电机、吸尘泵、刷涂电机、输料计量泵均通过到导线与供电控制单元连接。6.根据权利要求1所述的一种石油管道施工智能清洁机械，其特征在于，所述的刷头为疏松多孔柔性材料制成，材料种类包括海绵、无纺布、针织棉。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种石油管道施工智能清洁机械工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：确定待处理的石油管道内径，将适合管道尺寸的石油管道施工智能清洁机械放入管道内，开启打磨系统、吸尘系统、刷涂系统、探伤系统；
步骤二：启动动力系统，石油管道施工智能清洁机械在驱动轮驱动下在管道内移动，打磨头对管道内壁上的锈蚀及异物进行打磨，吸尘系统将打磨下的粉尘或异物吸入容尘箱被过滤网拦截，车体尾部的刷涂系统的刷头将涂料涂刷与管道内壁，通过供电控制单元控制打磨电机及刷涂电机转速，控制驱动轮前进速度；步骤三：记录仪记录超声波探伤仪探伤状况及驱动轮行进距离。8.根据权利要求7所述的一种石油管道施工智能清洁机械工作方法，其特征在于，所述的步骤一中，吸尘系统、刷涂系统、探伤系统，仅开启其中的一个或任意两个。9.根据权利要求7所述的一种石油管道施工智能清洁机械工作方法，其特征在于，所述的步骤二中，通过供电控制单元控制打磨电机转速为30-100转/分钟，控制刷涂电机转速为50-80转/分钟，控制输料计量泵涂料输送速率为200-500毫升/分钟，控制驱动轮前进速度为1-3米/分钟。10.根据权利要求7所述的一种石油管道施工智能清洁机械工作方法，其特征在于，所述的步骤三中所述记录仪具有数据发送功能，2-5分钟发射一次超声波探伤仪探测数据。

技术总结
本发明公开了一种石油管道施工智能清洁机械，包括车体、打磨系统、吸尘系统、刷涂系统、驱动系统、探伤系统、供电控制单元；打磨系统包括打磨头、弹簧柄、固定器、第一打磨轴承、第二打磨轴承、打磨电机、打磨转轴，吸尘系统包括吸尘环、吸尘口、吸尘管、容尘箱、过滤网、吸气管、吸尘泵，刷涂系统包括刷头、第一刷涂轴承、刷涂转轴第二刷涂轴承、刷涂电机、输料管、输料计量泵、涂料储罐，驱动系统包括驱动轮、驱动电机、连接器、第一悬臂、第二悬臂、连接轴、伸缩弹簧、连接线。本发明的石油管道智能施工机械及工作方法，可对石油管道内壁进行打磨、吸尘除污以及涂防锈油或化学试剂等操作，同时对管道进行探伤。探伤。探伤。


技术研发人员：姜小昆 李玲燕 刘英磊 吕超 杨仕达 王国辉 刘杰
受保护的技术使用者：中建安装集团有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/7