管道智能封堵机器人牵引调速与制动装置研究

摘要

为快速封堵油气管道破损段并实现不停输抢修，本文设计了一种管道智能封堵机器人直流截止阀式牵引调速与制动装置，可使管道智能封堵机器人快速、精准到达封堵管段并有效减速。基于管道智能封堵机器人管内运动模型和调速机理分析，确定了调速特性影响因素。采用有限元数值模拟方法对不同结构参数的调速阀进行流场特性分析，得到了调速阀轴向长度、内径和泄流孔开孔长度对装置泄流后压降的影响规律，确定了最优结构参数，即调速阀轴向长度为96.6 mm，内径为169.7 mm，泄流孔开孔长度为92.8 mm；开展了节流压降的原理实验来进一步验证牵引调速与制动装置结构设计的合理性及调速可靠性。结果表明：所设计的管道智能封堵机器人牵引调速与制动装置的调速与制动效果受调速阀结构和形状的影响较大。当调速阀的开度减小时，装置后方射流的流量增大，流速加快，可以在管道内壁射出高速流束，清除管道内壁的污物，同时减小管道智能封堵机器人的阻力。反之，当调速阀的开度增大时，装置前后的压差减小，在开度为1.0时，装置前后压差最小，可以达到最大的减速效果。管道智能封堵机器人对管道可实现良好的冲刷效果，并可以获得良好的调速性能，进而实现最大减速效果并成功完成封堵任务。

关键词

管道智能封堵机器人 / 牵引调速与制动装置 / 调速特性 / 调速阀