一种智能投球器及控制方法与流程

1.本技术涉及原油输送管道清理设备技术领域，尤其涉及一种智能投球器及控制方法。


背景技术：

2.原油在管线输送过程中，由于受温度、压力等因素变化的影响，会很快在输送管道内壁析出蜡、垢等杂质，冬季这种现象更明显。这些杂质会附着在输送管道内壁上，久而久之会导致输送管道内径缩小、输送能力下降、管道压力增大，甚至发生堵塞输送管道的情况。
3.目前，普遍采用向输送管道内投放清蜡球来达到清蜡的目的。现有的原油输送管道清蜡设备中，采用双液压式投球结构，该双液压式投球结构包括进球管，进球管底端垂直连通有水平推球管，垂直推球管内设置有垂直驱动活塞，垂直推球管底端的出球口处设置有球阀，垂直推球管通过球阀与油管连接。该装置在使用时会存在一些问题，例如：第一，清蜡球存放在进球管中，清蜡球在重力作用下自由落入水平推球管中，存在两个清蜡球同时滑入水平推球管内的情况，从而在推球时造成挤球；第二，清蜡球自由落球时，出现两个小尺寸清蜡球卡在投球管而不能落下的情况；第三，水平活塞返回时有少量原油进入水平管，当原油粘附在三通处时，夏季会粘附，冬季会冻堵，可造成粘球，使清蜡球不能正常落入水平推球管中，造成铲球或空推；第四，装置完全依靠活塞实现严密密封，密封件受剪易损坏，造成内漏，致使进球管承压，进一步造成清蜡球无法下落或进液外溢等。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种智能投球器及控制方法，以解决传统的原油输送管道投球设备密封性差、密封件容易损、储球腔内部有残液的问题。
5.本技术解决上述技术问题提供以下几个方面的技术方案：
6.第一方面，提供一种智能投球器，包括：压球通道，所述压球通道包括竖直活塞和与所述竖直活塞连接的竖直球阀；
7.与所述压球通道连接的推球通道，所述推球通道包括水平活塞和与所述水平活塞连接的水平球阀，所述压球通道和所述推球通道连接的部分形成主管三通，所述水平活塞和所述水平球阀分别设置在所述主管三通的两侧；
8.与所述推球通道连接的投球管线，与所述投球管线连接的主管线；
9.用于控制所述智能投球器运行的智能控制系统；
10.与所述压球通道通过投球主管连接的储球轮盘组件，其中，所述投球主管连接在所述竖直活塞的竖直活塞待机位置和所述竖直球阀之间，通过所述储球轮盘组件控制清蜡球进入到所述压球通道。
11.进一步的，所述储球轮盘组件包括：储球盒、设置在所述储球盒中的储球轮盘、设置在所述储球盒的开口处的上盖、与所述储球轮盘连接的动力源；
12.所述储球轮盘为圆盘状，在所述储球轮盘的盘面圆周外沿均匀布设若干个储球腔，若干个所述储球腔的中心位于和所述储球轮盘中心同圆心的虚拟圆上，所述动力源带动所述储球轮盘转动预设角度。
13.进一步的，所述投球管线包括与所述水平球阀连接的投球管线三通、分别设置在所述投球管线三通两端的投球管线第一阀门和投球管线第二阀门。
14.进一步的，所述主管线包括主管线阀门，所述主管线阀门的一端通过主管线第一三通与所述投球管线第一阀门的一端连接，其另一端通过主管线第二三通与所述投球管线第二阀门的一端连接。
15.进一步的，所述竖直活塞与第一电动往复机构连接，所述水平活塞与第二电动往复机构连接。
16.进一步的，所述竖直球阀与第一电动执行机构连接，所述水平球阀与第二电动执行机构连接。
17.第二方面，提供一种智能投球器的控制方法，包括以下步骤：
18.s100：储球轮盘组件将一个清蜡球投入压球通道；
19.s200：将所述清蜡球压入到推球通道；
20.s300：将所述清蜡球推入到投球管线。
21.进一步的，所述储球轮盘组件将一个清蜡球投入压球通道包括：
22.s101：使竖直球阀处于开启状态；
23.s102：所述储球轮盘组件中的储球轮盘转动，将一个清蜡球投入所述压球通道。
24.进一步的，所述将所述清蜡球压入到推球通道包括：
25.s201：竖直活塞运动，将位于所述压球通道中的清蜡球压入到主管三通的位置；
26.s202：所述竖直活塞返回至竖直活塞待机位置；
27.s203：关闭所述竖直球阀。
28.进一步的，所述将所述清蜡球推入到投球管线包括：
29.s301：水平活塞预推动一个所述清蜡球的位置，并获取所述水平活塞预推动的推动阻力；
30.s302：将所述推动阻力与预设阻力值进行比较；
31.s303：若所述推动阻力大于或等于所述预设阻力值，则所述智能投球器停止动作，并发出报警信号；
32.s304：若所述推动阻力小于所述预设阻力值，则所述水平活塞将所述清蜡球推动至所述主管三通和水平球阀之间的位置；
33.s305：使所述水平球阀处于开启状态；
34.s306：所述水平活塞将所述清蜡球推动至所述投球管线中；
35.s307：所述水平活塞退回至所述主管三通和所述水平球阀之间的位置；
36.s308：关闭所述水平球阀；
37.s309：所述水平活塞返回至水平活塞待机位置。
38.本技术提供的技术方案包括以下有益技术效果：
39.本技术提供的一种智能投球器及控制方法，该智能投球器包括压球通道，压球通道包括竖直活塞和与竖直活塞连接的竖直球阀；与压球通道连接的推球通道，推球通道包
括水平活塞和与水平活塞连接的水平球阀，压球通道和推球通道连接的部分形成主管三通，水平活塞和水平球阀分别设置在主管三通的两侧；与推球通道连接的投球管线，与投球管线连接的主管线；用于控制该智能投球器运行的智能控制系统；与压球通道通过投球主管连接的储球轮盘组件，其中，投球主管连接在竖直活塞和竖直球阀之间，通过储球轮盘组件控制清蜡球进入到压球通道。该智能投球器结合本技术提供的控制方法，通过设置的双活塞、双球阀之间的联动动作来实现压球和推球过程，避免了油液大量的进入到推球通道和压球通道，从而避免了清蜡球被油液粘附；通过设置的储球轮盘组件确保一次只能投放一个清蜡球，避免了挤球的发生；通过竖直活塞强制将整个清蜡球球体推入到主管三通处，确保了每次投球时都会将一个清蜡球投入到投球管线中；智能投球器中采用的活塞为粗密封的活塞，该智能投球器整体的密封性通过水平球阀和竖直球阀实现，结构容易实现，不易损坏。
附图说明
40.图1为本技术实施例提供的智能投球器结构示意图主视图；
41.图2为本技术实施例提供的智能投球器结构示意图局部俯视示意图；
42.图3为本技术实施例提供的智能投球器投球过程初始状态示意图；
43.图4为本技术实施例提供的智能投球器投球过程落球状态示意图；
44.图5为本技术实施例提供的智能投球器投球过程压球状态示意图；
45.图6为本技术实施例提供的智能投球器投球过程推球状态示意图；
46.图7为本技术实施例提供的智能投球器投球过程推球结束状态示意图；
47.图8为本技术实施例提供的智能投球器投球过程返回封堵状态示意图。
48.附图标记说明：1-清蜡球，2-储球轮盘组件，3-竖直活塞，4-竖直球阀，5-水平活塞，6-主管三通，7-水平球阀，8-投球管线三通，9-投球管线第一阀门，10-投球管线第二阀门，11-主管线阀门，12-投球管线，13-主管线，14-投球主管，15-主管线第一三通，16-主管线第二三通。
具体实施方式
49.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
50.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
52.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“远”、“近”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关
系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
53.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
54.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“套装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
55.参见图1至图8，以便于理解本技术实施例提供的一种智能投球器的一个实施例结构。显而易见地，其他实施例中结构、方向、配置均是可变动的，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
56.为便于对申请的技术方案进行描述和理解，以下结合附图及实施例对本技术的技术方案作进一步的说明。
57.参见图1和图2，分别为本技术实施例提供的智能投球器结构示意图主视图和局部俯视示意图。
58.如图1和图2所示的，本技术实施例提供的智能投球器，包括压球通道，与压球通道连接的推球通道，与推球通道连接的投球管线，与投球管线连接的主管线，用于控制该智能投球器运行的智能控制系统。其中，压球通道包括竖直活塞3和与竖直活塞3连接的竖直球阀4；推球通道包括水平活塞5和与水平活塞5连接的水平球阀7，压球通道和推球通道连接的部分形成主管三通6，水平活塞5和水平球阀7分别设置在主管三通6的两侧；投球管线12包括与水平球阀7连接的投球管线三通8，分别设置在投球管线三通8两端的投球管线第一阀门9和投球管线第二阀门10，即投球管线三通8的一端与投球管线第一阀门9连接，其另一端与投球管线第二阀门10连接；主管线13包括主管线阀门11，主管线阀门11分别通过两个主管线三通与投球管线12连接，即主管线阀门11的一端通过主管线第一三通15与投球管线第一阀门9的一端连接，其另一端通过主管线第二三通16与投球管线第二阀门10连接。使用该投球器时，通过主管线第一三通15和主管线第二三通16将该投球器接入原油输送管道中。
59.该投球器还包括与压球通道通过投球主管14连接的储球轮盘组件2，其中，投球主管14连接在竖直活塞3和竖直球阀4之间的位置，且投球主管14的轴线与压球通道的轴线成一定角度的夹角，即两者呈“y型”结构，通过储球轮盘组件可以控制清蜡球进入到压球通道中。具体的，储球轮盘组件2包括：储球盒、设置在储球盒中的储球轮盘、设置在储球盒的开口处的上盖、与储球轮盘连接的动力源；储球轮盘为圆盘状，在储球轮盘的盘面圆周外沿均匀布设若干个储球腔，若干个储球腔的中心位于和储球轮盘中心同圆心的虚拟圆上，动力源带动储球轮盘转动预设角度。
60.在使用该智能投球器投球时，先在储球轮盘组件2中放入清蜡球，即将清蜡球放入储球轮盘的储球腔中，然后启动动力源，动力源带动储球轮盘转动预设角度，该预设角度为
360度除以储球轮盘上的储球腔的个数所对应的角度，储球轮盘每次转动后，均有一个储球腔的中心与投球主管14的轴线重合，以此可以使一个清蜡球在重力的作用下落入压球通道中，即落入竖直活塞3在其待机位置的下方。
61.为了可以更便捷的控制该智能投球器，将竖直活塞3与第一电动往复机构连接，即设置第一电动往复机构带动竖直活塞3动作；将竖直球阀4与第一电动执行机构连接，即设置第一电动执行机构带动竖直球阀4开启或关闭。同样的，将水平活塞5与第二电动往复机构连接，即设置第二电动往复机构带动水平活塞5动作；将水平球阀7与第二电动执行机构连接，即设置第二电动执行机构带动水平球阀7开启或关闭。其中，第一电动往复机构和第二电动往复机构可以选择伺服电机、电缸或气缸等，第一电动执行机构和第二电动执行机构可以选择伺服电机等。
62.与前述智能投球器的实施例相对应，本技术还提供了智能投球器的控制方法的实施例。
63.一种智能投球器的控制方法，包括以下步骤：
64.s100：储球轮盘组件2将一个清蜡球1投入压球通道，具体的，
65.s101：使竖直球阀4处于开启状态；
66.s102：储球轮盘组件2中的储球轮盘转动，将一个清蜡球1投入压球通道。
67.s200：将清蜡球1压入到推球通道，具体的，
68.s201：竖直活塞3运动，将位于压球通道中的清蜡球1压入到主管三通6的位置；
69.s202：竖直活塞3返回至竖直活塞待机位置，即返回至推动清蜡球1之前的位置；
70.s203：关闭竖直球阀4。
71.s300：将清蜡球1推入到投球管线，具体的，
72.s301：水平活塞5预推动一个清蜡球1的位置，即水平活塞5先推动一个清蜡球1直径的距离，并获取水平活塞5预推动的推动阻力；
73.s302：将推动阻力与预设阻力值进行比较；
74.s303：若推动阻力大于或等于预设阻力值，则智能投球器停止动作，并发出报警信号；
75.s304：若推动阻力小于预设阻力值，则水平活塞5将清蜡球1推动至主管三通6和水平球阀7之间的位置：
76.s305：使水平球阀7处于开启状态；
77.s306：水平活塞5将清蜡球1推动至投球管线中；
78.s307：水平活塞5退回至主管三通6和水平球阀7之间的位置；
79.s308：关闭水平球阀7；
80.s309：水平活塞5返回至水平活塞待机位置。
81.参见图3至图8，分别为本技术实施例提供的智能投球器在投球过程中各个状态的示意图。以下结合图3至图8再对本技术实施例提供的智能投球器投球时的动作、流程进行说明，具体如下：
82.初次投球前，确保储球轮盘组件内装满清蜡球，并设置好投球时间间隔和投球数量。
83.第一步，如图3所示，初始状态：竖直球阀4与水平球阀7均处关闭状态，竖直活塞3
与水平活塞5均处于待机位置；
84.第二步，落球状态：收到投球指令后，竖直球阀4开启，储球轮盘动作，将一个清蜡球1投入压球通道内，此时水平球阀7处于关闭状态，水平活塞5处于待机位置；
85.第三步，如图4和图5所示，压球状态：竖直球阀4开启，竖直活塞3向下运动，将未落到位置的清蜡球1压到指定位置，即推到主管三通6的位置，此时，水平球阀7处于关闭状态，水平活塞5处于待机位置；
86.第四步，如图6所示，推球状态：竖直活塞3上升至待机位置，竖直球阀4关闭，水平活塞5预推一个清蜡球1的位置，如遇阻，即检测到的推球阻力大于或等于预设推球阻力值时，则智能投球器的推球动作停止并发出报警信号，反之，水平活塞5将清蜡球1推至主管三通6与水平球阀7之间的位置，此时水平球阀7处关闭状态；
87.第五步，如图7所示，推球结束状态：水平球阀7打开，水平活塞5继续推动清蜡球1至输油管路，利用液流将清蜡球1带入输油管路中，此时竖直球阀4处于关闭状态，竖直活塞3处于待机位置；
88.第六步，如图8所示，返回封堵状态：水平活塞5退回至主管三通6与水平球阀7之间的位置后先停顿，待水平球阀7关闭后，水平活塞5退回至待机位置。
89.下次投球，重复以上动作。
90.本技术实施例提供的智能投球器还便于投球器的检修，具体的，如图2所示的，本技术实施例提供的智能投球器在投球和检修时的投球管线12和主管线13的状态分别为：
91.投球时管线状态：投球管线流程处于打开状态，即投球管线第一阀门9和投球管线第二阀门10处于开启状态，主管线流程处于关闭状态，即主管线阀门11处于关闭状态，液流从投球管线流程经过并带走清蜡球1；
92.检修时管线状态：先打开主管线13流程，即先打开主管线阀门11，关闭投球管线12流程，即关闭投球管线第一阀门9和投球管线第二阀门10，检修结束后重新打开投球管线12流程并关闭主管线13流程。
93.本技术实施例提供的智能投球器结合本技术实施例提供的控制方法，通过设置的双活塞、双球阀之间的联动动作来实现压球和推球过程，避免了油液大量的进入到推球通道和压球通道，从而避免了清蜡球被油液粘附；通过设置的储球轮盘组件确保一次只能投放一个清蜡球，避免了挤球的发生；通过竖直活塞强制将整个清蜡球球体推入到主管三通处，确保了每次投球时都会将一个清蜡球投入到投球管线中；智能投球器中采用的活塞为粗密封的活塞，其整体的密封性通过水平球阀和竖直球阀实现，结构容易实现，不易损坏。
94.以上对本技术说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员更好地理解本技术。对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围之内。