一种连续油管卷盘的排管装置

摘要

本发明公开了一种连续油管卷盘的排管装置，包括设置在基面上的油管卷盘，所述油管卷盘由马达驱动转动，所述基面上还设置有排管臂，所述排管臂的自由端设置有用以穿引油管的导管机构，其特征在于：所述基面连接有排管臂，所述排管臂和基面间还安装有排管油缸，所述排管油缸与排管臂之间的连接为铰接；所述排管装置还包括控制排管油缸的液压控制系统；由于采用了油缸连杆的结构形式，解决了现有技术中采用丝杠滑块和丝杠螺母的结构滑块强度弱、容易破坏的问题，提高了机构的稳定性和可靠性。

权利要求

1.一种连续油管卷盘的排管装置，包括设置在基面上的油管卷盘（2），所述油管卷盘（2）由马达（3）驱动转动，所述基面上还设置有排管臂（7），所述排管臂（7）的自由端设置有用以穿引油管（4）的导管机构（11），其特征在于：所述基面连接有排管臂（7），所述排管臂（7）和基面间还安装有排管油缸（12），所述排管油缸（12）与排管臂（7）之间的连接为铰接；所述排管装置还包括控制排管油缸（12）的液压控制系统（23），所述基面上设置有纵向槽（13），所述纵向槽（13）的延伸方向与油管卷盘（2）的旋转轴平行，所述排管臂（7）上设置有横向槽（14），所述横向槽（14）贯穿排管臂（7），所述排管油缸（12）的活塞杆（122）端部设置有限位销轴（15），所述限位销轴（15）底部形状与纵向槽（13）形状相适配，所述限位销轴（15）顶部形状与横向槽（14）形状相适配。

2.根据权利要求1所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述横向槽（14）的延伸中点位于排管臂（7）上与纵向槽（13）相交处。

3.根据权利要求1或2所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述的液压控制系统（23）包括单向阀（17），所述单向阀（17）的输出端与分流集流阀（18）连接，所述分流集流阀（18）包括两个输出端，所述分流集流阀（18）的两个输出端分别与马达（3）和第一电磁换向阀（19）相连，所述第一电磁换向阀（19）与排管油缸（12）相连，所述第一电磁换向阀（19）连接有行程开关（22），所述行程开关（22）设置在排管臂（7）的极位处。

4.根据权利要求3所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述排管臂（7）包括相互铰接的排管臂上段（9）和排管臂下段（8），所述排管臂下段与排管臂上段间设置有油缸（10）。

5.根据权利要求3所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述活塞杆（122）轴向与油管卷盘（2）的旋转轴平行。

6.根据权利要求3所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述基面为卷筒拖车（1）的承载面。

7.根据权利要求3所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述排管油缸（12）连接有第二电磁换向阀（20），所述第二电磁换向阀（20）的两端分别与排管油缸（12）两侧的腔室相连。

8.根据权利要求3所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述排管油缸（12）为双活塞杆（122）式油缸。

9.根据权利要求3所述的连续油管卷盘的排管装置，其特征在于：所述第一电磁换向阀（19）的两个输出端分别与排管油缸（12）两端相连，所述第一电磁换向阀（19）与排管油缸（12）之间设置有平衡阀（21）。

说明书

一种连续油管卷盘的排管装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种排管装置，特别是一种连续油管卷盘的排管装置。

背景技术

[0002] 现有连续油管卷盘通常设置有排管装置，该排管装置由链传动系统、往复丝杠、凸轮滑块、排管小车、导管机构等组成。卷盘旋转时，链传动系统带动往复丝杠旋转，往复丝杠驱动卡在其槽内的凸轮滑块做直线往复运动，凸轮滑块进而带动排管小车和导管机构往复运动，实现排管。该设备的最大问题是凸轮滑块尺寸较小，强度很弱，在排大尺寸连续管的时候，很容易破坏。

[0003] 申请号为200920071117.3的中国专利《自动排管装置》公开了一种自动排管装置，包括壳体、主轴、转盘及盘绕在该转盘上的软管。主轴支承于壳体上，转盘套设在主轴上，随主轴一起旋转。该自动绕管装置还包括双向螺杆、导向架和传动机构；其中双向螺杆支承在壳体上，与主轴平行设置；导向架设置在双向螺杆上，并随双向螺杆的旋转而直线平移；在导向架上设有一穿引软管的导向孔；传动机构将主轴的旋转运动传递给双向螺杆。用户在卷绕软管时，导向架可沿双向螺杆往复移动，自动将管线均匀地排列在转盘上，提高了卷管速度，避免了因软管收卷不当而导致的软管损伤问题；同时由于避免了使用尺寸、强度均较小的凸轮滑块机构，使得装置强度有所提升，但其仍存在运动精度差、操作繁琐的不足。

[0004] 针对以上情况，现在也有另一种排管装置，这种排管装置由编码器、液压马达，单向丝杠、螺母、排管小车、导管机构等组成。卷盘旋转时，连接在卷筒主轴上的编码器测得卷筒速度，传给CPU，CPU通过计算，给连接在丝杠上的液压马达一个相应的速度驱动丝杠旋转，丝杠带动螺母，进而带动排管小车和导管机构往复运动，实现排管。这种形式的排管装置解决了凸轮滑块强度薄弱的问题，但是其控制系统结构复杂、成本较高，而且马达长时间在低速、间歇性运动下精度很差，经常需要人为调整，稳定性不足。

发明内容

[0005] 本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种不易损坏、稳定性更高、结构简单的连续油管卷盘的排管装置。

[0006] 本发明采用的技术方案是这样的：一种连续油管卷盘的排管装置，包括设置在基面上的油管卷盘，所述油管卷盘由马达驱动转动，所述基面上还设置有排管臂，所述排管臂的自由端设置有用以穿引油管的导管机构，其特征在于：所述基面连接有排管臂，所述排管臂和基面间还安装有排管油缸，所述排管油缸与排管臂之间的连接为铰接；所述排管装置还包括控制排管油缸的液压控制系统。

[0007] 在本发明进一步地优选方案中，所述液压控制系统包括单向阀，所述单向阀的输出端与分流集流阀连接，所述分流集流阀包括两个输出端，所述分流集流阀的两个输出端分别于马达和第一电磁换向阀相连，所述第一电磁换向阀与排管油缸相连，所述第一电磁换向阀连接有行程开关，所述行程开关设置在排管臂的极位处。

[0008] 优选地，所述基面上设置有纵向槽，所述纵向槽的延伸方向与油管卷盘的旋转轴平行，所述排管臂上设置有横向槽，所述横向槽贯穿排管臂，所述排管油缸的活塞杆端部设置有限位销轴，所述限位销轴底部形状与纵向槽形状相适配，所述限位销轴顶部形状与横向槽形状相适配；采用这样的结构，通过活塞杆在纵向槽上的移动，推动排管臂绕销轴做扇形转动，同时，通过限位销轴在排管臂上沿横向槽的相对滑动，使活塞杆在推动排管臂绕销轴做扇形转动的同时，活塞杆端部在排管臂的高度方向上位置保持不变，仅通过该扇面转动改变导管机构在油管卷盘旋转轴方向上的位置。

[0009] 优选地，所述横向槽的延伸中点位于排管臂上与纵向槽相交处；采用这样的结构，横向槽在排管臂两个极位夹角相同时也相对于中心点对称设置，这样的横向槽结构更加合理。

[0010] 优选地，所述排管臂包括相互铰接的排管臂上段和排管臂下段，所述排管臂下段与排管臂上段间设置有油缸；采用这样的结构，在运输过程中可利用油缸调节排管臂下段和排管臂上段的夹角，调节排管臂上段的倒伏程度，控制排管装置整体高度，起到节省空间、避免排管臂高度过高造成的运输困难。

[0011] 优选地，所述活塞杆轴向与油管卷盘的旋转轴平行；采用这样的结构，可以使活塞杆的动力最大限度地转换成排管臂转动的驱动力，使活塞杆的工作效率达到最高。

[0012] 优选地，所述基面为卷筒拖车的承载面；采用如卷筒拖车等移动载体，可以使油管卷盘上的油管按需在异地绕紧或分解，使异地作业操作更加方便。

[0013] 优选地，所述排管油缸连接有第二电磁换向阀，所述第二电磁换向阀的两端分别与排管油缸两侧的腔室相连；采用这样的结构，可当排管过程中误差过大时进行修正。

[0014] 优选地，所述排管油缸为双活塞杆式油缸；采用这样的结构，由于两个排管油缸的无杆腔面积相等，因此在换向动作完成后，不会因为面积问题而造成的速度变化。

[0015] 优选地，所述第一电磁换向阀的两个输出端分别与排管油缸两端相连，所述第一电磁换向阀与排管油缸之间设置有平衡阀；采用这样的结构，可以使油液在液压系统中更加稳定。

[0016] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：由于采用了油缸连杆的结构形式，解决了现有技术中采用丝杠滑块和丝杠螺母的结构滑块强度弱、容易破坏的问题，提高了机构的稳定性和可靠性；同时，还可以利用分流阀来控制导管机构与卷筒旋转的同步，利用行程开关来控制电磁阀的换向，避免采用编码器、CPU等复杂、昂贵的元件，机构的结构简单且成本更加低廉。

附图说明

[0017] 图1是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例正常工作状态的主视图；

[0018] 图2是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例运输状态示意图；

[0019] 图3是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例正常工作状态俯视图；

[0020] 图4是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例工作至排管臂位于油管卷盘中部极位时的B-B面示意图；

[0021] 图5是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例工作至排管臂位于油管卷盘中部极位时的C-C面示意图；

[0022] 图6是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例工作至排管臂位于油管卷盘边缘极位时的B-B面示意图；

[0023] 图7是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例工作至排管臂位于油管卷盘边缘极位时的C-C面示意图；

[0024] 图8是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例液压控制系统的示意图；

[0025] 图9是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例运动至极位处的结构示意图；

[0026] 图10是本发明连续油管卷盘的排管装置实施例运动至另一极位处的结构示意图。

[0027] 图中标记：卷筒拖车—1；油管卷盘—2；马达—3；油管—4；耳座—5；销轴—6；排管臂—7；排管臂下段—8；排管臂上段—9；油缸—10；导管机构—11；排管油缸—12；缸筒—121；活塞杆—122；纵向槽—13；横向槽—14；限位销轴—15；油源—16；单向阀—17；
分流集流阀—18；第一电磁换向阀—19；第二电磁换向阀—20；平衡阀—21；行程开关—
22；液压控制系统—23。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。

[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0030] 如图1至图8所示，本发明一种连续油管卷盘的排管装置包括基面和油管卷盘2，在基面和上设置有马达3，用以控制油管卷盘2的转速。在基面和上设置有排管臂7，在排管臂7的顶端设置有导管机构11，将油管卷盘2上的油管4对准并穿过导管机构11实现排管，基面和上固定有耳座5，耳座5上设置有竖直的销轴6，排管臂7底部通过该销轴6与基面和铰接，铰接后的排管臂7可在基面和上以销轴6为轴心，在基面做扇形转动，排管臂7与基面和承载面间的夹角通过耳座5限位，排管臂7与基面和在竖直方向上夹角不变，仅绕销轴6做平面的扇形转动。优选的，导管机构11的导向与油管卷盘2的旋转轴垂直。基面和上设置有排管油缸12，排管油缸12的缸筒121与基面和固定连接，排管油缸12设置在耳座5和油管卷盘2之间，排管油缸12的活塞杆122的轴向与油管卷盘2的旋转轴平行，活塞杆122与排管臂7铰接，在排管油缸12的推拉下，排管臂7可绕销轴6相对于耳座5做扇形转动，改变导管机构11在油管卷盘2旋转轴方向上的位置，保持导管机构11与位于油管卷盘2头部油管4的切向平行。

[0031] 排管装置的液压控制系统23如图8至图10所示，油源16与单向阀17相连，单向阀17的输出端与分流集流阀18相连，分流集流阀18的一个输出端与马达3相连，分流集流阀18的另一输出端与第一电磁换向阀19相连，排管油缸12与第一电磁换向阀19相连，其活塞杆122的运动方向受第一电磁换向阀19控制；第一电磁换向阀19连接有行程开关22，行程开关22设置在排管臂7的极位处；排管臂7的极位位于导管机构11与油管卷盘
2的极位平行处，油管卷盘2的极位是垂直于其旋转轴的两个限位内壁，在第一电磁换向阀
19和排管油缸12之间设置有平衡阀21，平衡阀21的两个输出端分别与排管油缸12的两侧腔室相连；油源16通过单向阀17和分流集流阀18后同时为马达3及排管油缸12两部分提供油液，分流集流阀18可按照油管卷盘2的转速与导管机构11在油管卷盘2旋转轴向尺寸的位移关系比例进行选取进而分配流量。流经分流集流阀18后的油液进入第一电磁换向阀19，并通过第一电磁换向阀19进行左、右排管及换向，第一电磁换向阀19的换向由行程开关22来确定。当排管油缸12推动导管机构11由左至右运动时，第一电磁换向阀
19得电，油液经过平衡阀21后进入排管油缸12的左腔，排管油缸12右腔的油液经过平衡阀21后返回油源16，排管油缸12推动导管机构11来完成排管工作；当导管机构11行走至油管卷盘2轴向末端时，导管机构11碰触行程开关22并发出指令，使得第一电磁换向阀
19上的电磁铁得电，完成导管机构11的换向动作。

[0032] 如图2所示，为了节省空间、避免排管臂7高度过高造成的运输困难，在运输过程中可利用油缸10调节排管臂下段8和排管臂上段9的夹角，调节排管臂上段9的倒伏程度，以控制排管装置整体高度。

[0033] 优选的，排管油缸12为双活塞杆式油缸，在导管机构11由左至右及由右至左的两个运动过程中，由于两个排管油缸12的无杆腔面积相等，因此在换向动作完成后，不会因为面积问题而造成的速度变化。

[0034] 优选的，排管油缸12与第二电磁换向阀20相连，第二电磁换向阀20的两端分别与排管油缸12的两侧腔室相连，供排管过程中误差过大时进行修正。

[0035] 其中，基面可以是位于作业现场的固定架设的平台承载面，也可以是移动载体上的平台，如卷筒拖车1的载物台，采用移动载体可以使油管卷盘2上的油管4按需在异地绕紧及解开，使操作过程更加方便。

[0036] 作为本发明的等效实施方式，油管4可以是其他需缠绕的软管或绳索，其操作原理和作用效果相同，在此就不再赘述。

[0037] 实施例1：

[0038] 在卷筒拖车1上设置有排管臂7，在排管臂7的顶端设置有导管机构11，将油管卷盘2上的油管4对准并穿过导管机构11实现排管，卷筒拖车1上固定有耳座5，耳座5上设置有竖直的销轴6，排管臂7底部通过该销轴6与耳座5铰接，铰接后的排管臂7可在卷筒拖车1上以销轴6为轴心，在卷筒拖车1承载面做扇形转动，排管臂7与卷筒拖车1承载面间的夹角通过耳座5限位，排管臂7与卷筒拖车1在竖直方向上夹角不变，仅绕销轴6做平面的扇形转动。优选的，导管机构11的导向与油管卷盘2的旋转轴垂直。卷筒拖车1上设置有排管油缸12，排管油缸12的缸筒121与卷筒拖车1固定连接，排管油缸12的活塞杆122的轴向与油管卷盘2的旋转轴平行，活塞杆122与排管臂7铰接，在排管油缸12的推拉下，排管臂7可绕销轴6相对于耳座5做扇形转动，改变导管机构11在油管卷盘2旋转轴方向上的位置，保持导管机构11与位于油管卷盘2头部油管4的切向平行。油源16与单向阀17相连，单向阀17的输出端与分流集流阀18相连，分流集流阀18的一个输出端与马达3相连，分流集流阀18的另一输出端与第一电磁换向阀19相连，排管油缸12与第一电磁换向阀19相连，其活塞杆122的运动方向受第一电磁换向阀19控制；第一电磁换向阀19连接有行程开关22，行程开关22设置在排管臂7的极位处；在第一电磁换向阀19和排管油缸12之间设置有平衡阀21，平衡阀21的两个输出端分别与排管油缸12的两侧腔室相连；油源16通过单向阀17和分流集流阀18后同时为马达3及排管油缸12两部分提供油液，分流集流阀18可按照油管卷盘2的转速与导管机构11在油管卷盘2旋转轴向尺寸的位移关系比例进行选取进而分配流量。流经分流集流阀18后的油液进入第一电磁换向阀19，并通过第一电磁换向阀19进行左、右排管及换向，第一电磁换向阀19的换向由行程开关22来确定。当排管油缸12推动导管机构11由左至右运动时，第一电磁换向阀19得电，油液经过平衡阀21后进入排管油缸12的左腔，排管油缸12右腔的油液经过平衡阀21后返回油源16，排管油缸12推动导管机构11来完成排管工作；当导管机构11行走至油管卷盘2轴向末端时，导管机构11碰触行程开关22并发出指令，使得第一电磁换向阀19上的电磁铁得电，完成导管机构11的换向动作。

[0039] 其中，排管臂7由排管臂下段8和排管臂上段9铰接而成，在排管臂下段8顶部设置有铰链并通过该铰链与排管臂上段9铰接，排管臂下段8和排管臂上段9间设置有油缸10，铰接后的排管臂下段8和排管臂上段9在油缸10的驱动下，可沿竖直方向相对转动，由于排管臂下段8仅绕销轴6做水平面的扇形转动，其与水平的卷筒拖车1承载面的夹角不变，通过油缸10调节排管臂下段8与排管臂上段9的夹角，改变排管臂7的姿态，从而使位于排管臂上段9的导管机构11满足不同高度上的要求。

[0040] 实施例2：

[0041] 在卷筒拖车1上设置有排管臂7，在排管臂7的顶端设置有导管机构11，将油管卷盘2上的油管4对准并穿过导管机构11实现排管，卷筒拖车1上固定有耳座5，耳座5上设置有竖直的销轴6，排管臂7底部通过该销轴6与耳座5铰接，铰接后的排管臂7可在卷筒拖车1上以销轴6为轴心，在卷筒拖车1承载面做扇形转动，排管臂7与卷筒拖车1承载面间的夹角通过耳座5限位，排管臂7与卷筒拖车1在竖直方向上夹角不变，仅绕销轴6做平面的扇形转动。优选的，导管机构11的导向与油管卷盘2的旋转轴垂直。卷筒拖车1上设置有排管油缸12，排管油缸12的缸筒121与卷筒拖车1固定连接，排管油缸12的活塞杆122的轴向与油管卷盘2的旋转轴平行，活塞杆122与排管臂7铰接，在排管油缸12的推拉下，排管臂7可绕销轴6相对于耳座5做扇形转动，改变导管机构11在油管卷盘2旋转轴方向上的位置，保持导管机构11与位于油管卷盘2头部油管4的切向平行。油源16与单向阀17相连，单向阀17的输出端与分流集流阀18相连，分流集流阀18的一个输出端与马达3相连，分流集流阀18的另一输出端与第一电磁换向阀19相连，排管油缸12与第一电磁换向阀19相连，其活塞杆122的运动方向受第一电磁换向阀19控制；第一电磁换向阀19连接有行程开关22，行程开关22设置在排管臂7的极位处；在第一电磁换向阀19和排管油缸12之间设置有平衡阀21，平衡阀21的两个输出端分别与排管油缸12的两侧腔室相连；油源16通过单向阀17和分流集流阀18后同时为马达3及排管油缸12两部分提供油液，分流集流阀18可按照油管卷盘2的转速与导管机构11在油管卷盘2旋转轴向尺寸的位移关系比例进行选取进而分配流量。流经分流集流阀18后的油液进入第一电磁换向阀19，并通过第一电磁换向阀19进行左、右排管及换向，第一电磁换向阀19的换向由行程开关22来确定。当排管油缸12推动导管机构11由左至右运动时，第一电磁换向阀19得电，油液经过平衡阀21后进入排管油缸12的左腔，排管油缸12右腔的油液经过平衡阀21后返回油源16，排管油缸12推动导管机构11来完成排管工作；当导管机构11行走至油管卷盘2轴向末端时，导管机构11碰触行程开关22并发出指令，使得第一电磁换向阀19上的电磁铁得电，完成导管机构11的换向动作。

[0042] 卷筒拖车1与排管油缸12的缸筒121固定连接，在卷筒拖车1上设置有平行于油管卷盘2旋转轴的纵向槽13，排管油缸12的活塞杆122设置在纵向槽13的正上方，且活塞杆122与纵向槽13平行，活塞杆122的端部设置有限位销轴15，限位销轴15底部形状与纵向槽13的槽口形状相适配，限位销轴15与纵向槽13配合后，对活塞杆122的运动方向进行限位，使活塞杆122端部只能沿纵向槽13的延伸方向移动，在排管臂下段8设置有横向槽14，横向槽14沿竖直方向贯穿排管臂下段8，排管臂7上的限位销轴15插入横向槽14后形成排管臂7与活塞杆122之间的铰链；通过活塞杆122在纵向槽13上的移动，形成连杆机构，推动排管臂7绕销轴6做扇形转动，改变导管机构11在油管卷盘2旋转轴方向上的位置，达到导管机构11始终与油管卷盘2头部的油管4的切向平行的目的。通过排管臂7上的限位销轴15在排管臂7上沿横向槽14的相对滑动，使活塞杆122推动排管臂7绕销轴6做扇形转动时，活塞杆122端部在排管臂7的高度方向上位置保持不变，仅通过该扇面转动改变导管机构11在油管卷盘2旋转轴方向上的位置。

[0043] 优选的，横向槽14的延伸中点位于排管臂下段8与纵向槽13的延伸方向垂直时，排管臂下段8与纵向槽13相交处。

[0044] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。