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专利名称：管道装置和方法
技术领域：
本发明公开涉及管道装置和方法，诸如用来在油管道或气体管道中检查或清洁或牵引装置的装置和方法。
背景技术：
已知使用管道检查仪表或器具(通称为“清管器”)来检查或清洁管道，或者用来牵引工具通过管道。例如，清管器可用来从管道的内壁清洁污染物。清管器还可用来检测管道壁中的缺陷，诸如锈蚀斑、腐蚀部位、裂缝、或焊接异常。可以以多种方式检测这些缺陷， 包括通过在管道的壁中形成磁场之后以及维持磁场期间检查磁通量泄漏。备选地，缺陷可以以超声波的方式检测。清管器还可用来检查管道的几何形状，或者确定管道内的位置。清管器发射和接收部分被连接到管道上。如名称所示，清管器发射部分用来将清管器发射或引入到管道中，而清管器接收部分在清管器已经从发射部分行进通过管道后接收该清管器。具体地，清管器上游侧和下游侧之间的压差使清管器从发射部分移动，通过管道， 并进入接收部分。清管器可包括内部通道，且流过管道的流体(例如油或气体)的一部分也流过该通道。该内部通道允许流体流过清管器，同时允许清管器上游侧上的压力大于清管器下游侧上的压力。因此，清管器由于压差而向下游移动。存在与传统清管器相关的缺点。例如，随着清管器从发射部分移动，通过管道并进入接收部分，清管器上游侧和下游侧上的压差变化。这是因为例如在管道弯曲部、阀、具有缩小直径的管或一些其它限制的区段中，清管器会经历比其在直管中将碰到的更大的运动阻力。随着清管器的上游侧和下游侧之间的压差变化，清管器的速度也变化。但是，期望的是设计内部通道，以便清管器以适合于清洁或检查管道的壁的速度移动通过整个管道，或者牵引工具通过管道，不会走得太快并危害检查质量或损害清管器或管道，或者不会走得太慢并变得在受限制的孔洞或管道的成圆角区段处被卡住。此外，当清管器被用于通过检测磁通量泄漏或以超声波方式检查管道的壁时，清管器需要以足够慢的速度移动以便有效地检查管道，但是又需要以足够快的速度移动以避免在管道中变得被卡住。因此，一旦清管器在管道中，如果清管器移动太快来执行检查，可通过降低流过管道的流体的流率来减缓清管器。但是，降低流率是不期望的，因为它导致通过管道输送的流体的数量下降。在通过管道后，清管器也需要以足够的速度移动以便在接收部分中被完全接收。备选地，已知使用包括内部通道的清管器，内部通道具有出口，流体通过出口以可变流率流动。随着流过该出口的流体的流率变化，清管器上游侧和下游侧之间的压差以及因而清管器的速度变化。然而，清管器遭受不利条件，包括需要部件的复杂布置以改变流过出口的流体的流率，以及由复杂的控制设备导致的降低的可靠性。

发明内容
本公开克服了已知系统或方法的一个或更多上述缺陷或其它缺陷。本公开提供了一种管道装置。在该装置中，主体构造成安装在管道内。流通道形成在主体内并包括入口、出口以及连接入口和出口的旁通通道。入口构造成接收流过管道的流体的一部分，而出口构造成使得流过旁通通道的流体通过该出口流出旁通通道。流控制阀附接在主体上并具有构造成移动以改变流出出口的流体的流率的套筒。在主体中的腔室中提供马达且该马达配置成移动该套筒。本公开还提供了管道检查装置，其包括构造成安装在管道内的主体，以及附接在主体上的检查部分。检查部分配置成或者以磁性的方式检查管道的壁，以超声波的方式检查管道的壁，检查管道的几何形状，或者确定管道中的位置。流通道形成在主体内并包括入口、出口以及连接入口和出口的旁通通道。入口构造成接收流过管道的流体的至少一部分， 而出口构造成使得流过旁通通道的流体通过该出口流出旁通通道。流控制阀附接在主体上并包括构造成移动以改变流出出口的流体的流率的套筒。在主体中的腔室中提供马达且该马达配置成旋转以线性地移动该套筒。本公开又进一步提供了一种用管道检查装置检查管道的方法。该方法包括使流体流过形成在该装置的主体中的旁通通道，从而在装置的上游侧和下游侧之间产生使装置在管道中移动的压差。确定装置移动通过该管道的速度。改变出口的面积以改变流过出口的流体的流率并获得不同于所确定的速度的预定速度。该预定速度是可在该速度上测量管道的特性的速度。通过用马达移动套筒来改变该面积。本公开还提供了配置成用来在管道内移动的阀控制装置。该装置包括构造成安装在管道内的主体；包括入口、出口以及连接该入口和出口的旁通通道的流通道，入口构造成接收流过管道的流体的一部分，而出口构造成使得流过该旁通通道的流体通过该出口流出流通道；流控制阀，其附接在主体上并包括构造成移动以改变流出出口的流体的流率的套筒；以及连接在流控制阀和主体的后面之间并构造成将流体的压力连通到流控制阀的导管。本公开又进一步公开了构造成在管道内行进的管道检查装置。该装置包括构造成安装在多直径管道内的主体；附接在主体上并构造成检查管道的壁的检查部分；包括入口、出口以及连接该入口和出口的旁通通道的流通道，入口构造成接收流过管道的流体的一部分，而出口构造成使得流过该旁通通道的流体通过该出口流出流通道；附接在主体上并包括构造成移动以改变流出出口的流体的流率的套筒的流控制阀；以及连接在流控制阀和主体的后面之间并构造成将流体的压力连通到流控制阀的导管。本公开还公开了一种用于控制穿过管道行进的装置的速度的方法。该方法包括确定穿过管道的装置的行进速度，其中该装置具有主体，流通道通过该主体且该流通道连接到位于主体背部的入口并连接到位于主体前面的出口 ；将确定的行进速度与低阈值速度以及高阈值速度进行比较；当确定的行进速度低于低阈值速度时，指示流体地连接设置在主体的空腔中的活塞的第一侧上的第一阀允许高压流体流过管道从而在活塞的第一侧上施加压力，阀的打开决定连接到活塞的套筒减小通过出口的流体的流量；以及指示流体地将活塞的第一侧连接到主体前面的周围环境的第二阀将高压流体释放到主体前面的周边环境，使得套筒移动从而增加穿过出口的流体的流量。


结合在说明书中并构成说明书的一部分的附示了一个或更多实施例，并且与说明一起解释了这些实施例。在图中图1是根据示例性实施例的管道检查装置的侧面横截面视图；图2是图1的流控制阀的侧面横截面视图；图3是根据示例性实施例的设置在管道中的另一个管道检查装置的侧面横截面视图；图4是图3的流控制阀的侧面横截面视图；图5是图3的管道检查装置的控制器的原理图；以及图6是图示利用根据示例性实施例的管道检查装置检查管道的方法的流程图。图7是图示控制根据示例性实施例的管道检查装置的速度的方法的流程图。
具体实施例方式示例性实施例的以下描述针对附图。在不同的图中相同的标号指示相同或相似的元件。以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。贯穿本公开对于“一个示例性实施例”、“一个实施例”或其变型的提及意味着联系一个实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所公开主题的至少一个实施例中。因此，短语“在一个示例性实施例中”、“在一个实施例中”或其变型贯穿本公开在各处出现并不一定指相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式在一个或更多实施例中组合。图1是根据本公开的管道检查装置(后文称为“清管器”)的侧面横截面视图。如图中所示，清管器500包括用来检查或清洁管道例如油管道或气体管道的检查或清洁部分 100。例如，检查或清洁部分100可从管道的内壁清洁污染物。检查或清洁部分100可用来检测管道壁中的缺陷，诸如锈蚀斑、腐蚀部位、裂缝、或焊接异常。这些缺陷可通过检查磁通量泄漏来检查，在此期间清管器500以足够慢的速度移动，以在管道的壁中形成并维持足够的磁场，但又以足够快的速度移动，以避免在管道中变得被卡住。备选地，检查或清洁部分100可以以超声波的方式检查缺陷，或者以各种其它方式。清管器500的检查或清洁部分100还可用来检查管道的几何形状，或者确定管道内的位置。备选地，清管器500可用来牵引工具通过管道，并且可完全省略检查或清洁部分100。清管器500可通过清管器发射部分被引入并发射到管道中。在清管器500移动通过管道后，清管器500可被接收在清管器接收部分中。具体地，清管器500上游侧和下游侧之间的压差可使清管器500从发射部分移动，通过管道，并进入接收部分。例如，相对于图 1，清管器500的前面在图的左部，且因而指向图的右部的后压大于位于图的左部的前压。 换言之，在图1中流体从右向左行进。同样如图1中所示，清管器500包括限定流体流通道或路径的主体502，该流通道或路径由与旁通通道200成流体连通的入口限定，该旁通通道与出口 230成流体连通。如图 1中图示的实施例所示，流体流路径设置在清管器500的主体502的内部中。具体而言，旁通通道200设置成使得流过管道的流体(例如油或气体)的一部分也流过该旁通通道200。 如广义上公开的，流出出口 230的流体的流率通过调节流面积331来改变。通过此布置，清管器500的上游和下游侧之间的压差以及相应地清管器500的速度可以进行调节。图1根据一个示例性实施例显示了部分地设置在旁通通道200的出口 230内的流控制阀300。如广义上所公开的，流控制阀300可改变流出出口 230的流体的流率。然而应该理解的是此公开不要求使用流控制阀300，并且不要求将流控制阀300设置在旁通通道 200的出口 230内。例如，可将流控制阀300之外的结构设置于出口 230内。备选地，流控制阀300可设置在旁通通道200的入口 210内。此外，可将流控制阀300之外的结构设置于入口 210内。又另外，可将多个流控制阀300和/或流控制阀300之外的多个结构设置在入口 210和出口 230两者内。因此，应该理解的是本公开广义上包括了相对于流入入口 210的流体的流率改变流出出口 230的流体的流率的任何结构或机构，其导致清管器500的上游和下游侧之间的压差变化。图2显示了流控制阀300的侧面横截面视图。流控制阀300包括用来通过减小流体流过其中的流面积331而改变流出旁通通道200的出口 230的流体的流率的套筒330 (以下详细讨论)。套筒330显示为在图1中关闭而在图2中打开。如图中所示，流面积331 是限定在出口 230内的最小面积，位于套筒330的末端和出口 230的相对的壁之间，垂直于出口 230的内表面延伸。应该理解的是尽管图形显示流控制阀300包括用来改变流出出口 230的流体的流率的套筒330，但本公开广义上包括移动或被移动来改变出口 230的面积的流控制阀300的任何结构或机构。如图中所示，流控制阀300包括上游盖310和下游盖320。上游盖310包括设置在旁通通道200的出口 230内的锥形部分311。锥形部分311与套筒330协作限定流出出口 230的流体穿过其中的流面积331。因此，应该理解的是随着套筒330移动，流面积331 增加或减少，且流出出口 230的流体的流率对应地减少或增加。上游盖310连接到下游盖 320上，以限定壳体，流控制阀300的其它部件设置在该壳体中。尽管图形显示了包括锥形部分311的上游盖310，但上游盖310可包括具有不同形状的部分，其限定流出出口 230的流体通过其中的流面积331。套筒330连接到活塞344上，该活塞344沿着轴线A在流控制阀300的上游区域 301和下游区域303之间移动。活塞344沿着轴线A的移动导致连接到其上的套筒330的对应移动，这增大或减小了流出旁通通道200的出口 230的流体的流率。
套筒330可具有各种构造，并且因而应该理解的是本公开广义上包括套筒300的不同形状、尺寸、定向和/或位置。例如，套筒330可包围上游盖310的大约整个周边或周缘。备选地，套筒330可包括两个或更多套筒，其各自包围上游盖310的周缘的一部分。此外，套筒330不需要包围上游盖310的大约整个周缘，而是可包围周缘的一部分，例如整个周缘的大约25%，50%或75%。又另外，套筒330的形状和/或长度可选择为使得套筒330 当处于关闭位置时完全关闭流出旁通通道200的出口 230的流体穿过其中的流面积331。 备选地，套筒330的长度和形状可允许即使在套筒330处于关闭位置时也有至少一些最小流体流穿过流出出口 230的流体穿过其中的流面积331。因此，与本公开一致，流控制阀300 可包括任何数量的套筒330，其具有任何形状、尺寸、定向或位置，只要套筒330与活塞344 的移动协作以改变流出旁通通道200的出口 230的流体的流率。当流体被引入下游区域303以使活塞344沿轴线A移动时(以下详细讨论)，滚动薄膜350提供了防止上游区域301和下游区域303之间的流体流的不透流体的密封。然而应该理解的是，可由滚动薄膜350之外的另一种结构或机构提供不透流体的密封。滚动薄膜350可捕获在上游盖310和下游盖320之间。可在流控制阀300内提供多于一个滚动薄 II 350 0弹簧360设置在流控制阀300的上游区域301上，位于上游盖310和活塞344之间。通过此布置，活塞344和套筒330被偏压，并提供沿轴线A朝向下游区域303的力。因此，在流控制阀300的运行期间，流过管道的流体(例如油或气)的一部分从清管器500的上游流入下游区域303。具体而言，如图1和2中所示，流过管道的流体的部分流入设置在清管器500的上游端处的入口 334，通过形成在主体502中的导管332或清管器500的通道200，到达流控制阀300中的输入或孔336。流体继续流过流控制阀300中的输入压力阀 338，进入下游区域303，使得下游区域303被加压。通过打开出口阀340使流体流出下游区域303。流体流过出口阀340到达出口 342，其设置在流控制阀300的下游侧。因此，下游区域303内的压力可通过相对于彼此打开和关闭阀338以及340进行调节。当加压时，加压的下游区域303与弹簧360施加的力相反并对抗该力推靠活塞344。结果，通过改变下游区域303中的流体的流率提供了活塞344和套筒330的移动。与本发明一致，弹簧360可为线性弹簧。因此，根据本公开，清管器500的速度可通过调节流控制阀300的下游区域303中的流体的流率进行调节。例如，清管器500可能过快地移动通过管道而不能检查管道或牵引工具。如图2中所示，控制器346可以可操作地连接到阀338和340上。控制器346可操作使得相对于彼此阀338可关闭且阀340可打开。因此，下游区域303中流体的压力可降低，使得活塞344被弹簧360推动并沿轴线A向下游区域303移动。当活塞344和套筒 330移向下游区域303时，流体通过其流出出口 230的流面积331增加，且流出出口 230的流体的流率增加。结果，清管器500的速度降低。相反，清管器500可能移动过慢。控制器346可操作使得相对于彼此阀338可打开且阀340可关闭。因此，下游区域303中流体的压力可增加，使得活塞344和套筒330抵抗弹簧360移动并沿轴线A向上游区域301移动。当活塞344移向上游区域301时，流体通过其流出出口 230的流面积331减小，且流出出口 230的流体的流率减小。结果，清管器 500的速度增加。
尽管以上关于阀338和340讨论了清管器500的速度调节功能，但应该注意的是在速度调节中可包括更多的阀。例如，当处于发射阱或接收阱中时，可将2位阀用于处理清管器的速度。当清管器在管道内行进时，可使用3位阀，并且在2位阀失效的情况下可将另一个阀用作备份阀。阀可为基于螺线管的阀，例如通过穿过电磁线圈的电流控制的电子-机械阀。阀可具有两个或更多端口。电流从可安装在清管器上的电源供应。控制器 346配置成闭合和打开将电磁线圈连接到电源上的开关。控制器346可为处理器、专用电路、软件指令或它们的组合。控制器346可配置成计算清管器的速度或接收清管器的速度以便减缓或加速清管器。在一个应用中，控制器 346连接到压力传感器上，以便确定清管器前部和后部之间的压差。在另一个应用中，控制器346连接到配置成确定清管器的行进距离的传感器上，且基于行进时间能够计算清管器的速度。可使用其他传感器来确定清管器的速度。在一个应用中，清管器可包括连接装置 (例如挂钩)，其可附接到另一个装置上且清管器用来牵引另一个装置通过管道。图3是根据另一示例性实施例的另一管道检查装置即清管器的侧面横截面视图。 如图中所示，清管器1500包括检查或清洁部分1100，并设置在管道1510中。检查或清洁部分1100类似于以上所述的检查或清洁部分1100。清管器1500可省略检查或清洁部分 1100，并可用来牵引工具通过管道。同样如图3中所示，清管器1500包括由与旁通通道1200 成流体连通的入口 1210限定的流体流通道或路径，该旁通通道与出口 1230成流体连通。如图示实施例中所示，流体流路径设置在清管器1500的内部中。具体而言，旁通通道1200设置成使得流过管道的流体(例如油或气体)的一部分也流过该旁通通道1200。如广义上公开的，流出出口 1230的流体的流率相对于流入入口 1210的流体的流率被改变。通过此布置，清管器1500的上游和下游侧之间的压差以及相应地清管器1500的速度可以进行调节。图3还显示了部分地设置在旁通通道1200的出口 1230内的流控制阀1300。如广义上所公开的，流控制阀1300改变流出出口 1230的流体的流率。然而应该理解的是，本公开不要求流控制阀1300设置在旁通通道1200的出口 1230内。例如，流控制阀1300可设置在旁通通道1200的入口 1210内。此外，可将多个流控制阀1300设置在入口 1210和出口 1230两者内。图4显示了流控制阀1300的侧面横截面视图。流控制阀1300包括用来通过改变流出出口 1230的流体穿过其中的流面积1331而改变流出旁通通道1200的出口 1230的流体的流率的套筒1330。如图中所示，流面积1331是限定在出口 1230和套筒1330的末端之间的最小面积，其垂直于出口 1230延伸。应该理解的是尽管图形显示流控制阀1300包括用来改变流出出口 1230的流体的流率的套筒1330，但本公开广义上包括移动以改变流出出口 1230的流体的流率的流控制阀1300的任何结构或机构。如图3和4中所示，流控制阀1300包括上游盖1310和下游盖1320。上游盖1310 包括设置在旁通通道1200的出口 1230内的锥形部分1311。锥形部分1311与套筒1330协作限定流出出口 1230的流体穿过其中的流面积1331。因此，应该理解的是随着套筒1330 移动，流面积1331增加或减少，且流出出口 1230的流体的流率对应地减少或增加。上游盖 1310连接到下游盖1320上，以限定壳体1322，流控制阀1300的其它部件设置在该壳体中。 尽管图形显示了包括锥形部分1311的上游盖1310，但上游盖1310可包括具有不同形状的部分，其限定流出出口 1230的流体通过其中的流面积1331。
套筒1330连接到活塞1340上，该活塞沿着轴线AA在流控制阀1300的上游区域 1301和下游区域1303之间移动。活塞1340沿着轴线AA的移动导致套筒1330的对应移动，这增大或减小了流出旁通通道1200的出口 1230的流体的流率。套筒1330可具有各种构造，并且因而应该理解的是本公开广义上包括套筒300的不同形状、尺寸、定向和/或位置。例如，套筒1330可包围上游盖1310的大约整个周边或周缘。备选地，套筒1330可包括两个或更多套筒，其各自包围上游盖1310的周缘的一部分。此外，套筒1330不需要包围上游盖1310的大约整个周缘，而是可包围周缘的一部分， 例如整个周缘的大约25%，50%或75%。又另外，套筒1330的形状和/或长度可选择为使得套筒1330当处于关闭位置时完全关闭流出旁通通道1200的出口的流体穿过其中的流面积1331。备选地，套筒1330的长度和形状可允许即使在套筒1330处于关闭位置时也有至少一些最小流体流穿过流出出口 1230的流体穿过其中的流面积1331。因此，本公开广义上包括任何数量的套筒1330，其具有任何形状、尺寸、定向或位置，只要套筒1330与活塞1340 的移动协作以改变流出旁通通道1200的出口 1230的流体的流率。马达1345设置在上游盖1310内，在流控制阀1330的上游区域1301上。马达1345 可使丝杠1347旋转，活塞1340连接在丝杠1347上。活塞1340和套筒1330被防止与丝杠 1347 一起旋转，且因此活塞1340和套筒1330沿丝杠1347线性地移动。与本公开一致，马达1345可为直流(DC)、线性电子驱动马达，或步进马达。该马达可安装编码器以监视套筒的位置，和/或套筒可安装限位开关和/或线性传感器以监视套筒的位置。一个或更多滚动薄膜1350在上游区域1301上提供围绕马达1345和丝杠1347的不透流体的密封。与本公开一致，可使用三个滚动薄膜1350来提供密封的腔室，该腔室完全包围马达1345和丝杠1347，且该密封腔室可填充低粘度油，诸如轻质矿物油，以保护马达1345、丝杠1347以及相关部件免受碎片或腐蚀影响。润滑剂的使用也可促进活塞1340 沿轴线AA的移动。不透流体的密封防止马达1345和丝杠1347周围的润滑剂流出密封的腔室1303。一个或更多阀1348允许润滑剂在活塞1340沿轴线AA的移动期间在活塞1340的两侧之间流动。与本公开一致，可在活塞1340中设置两个单向止回阀1348。一个止回阀 1348可允许润滑剂从活塞1340的上游流向下游，而另一个止回阀1348可允许润滑剂从活塞1340的下游流向上游。然而应该理解，阀1348不需要包括在流控制阀1300中。例如， 即使上游区域1301填充有润滑剂，活塞1340依然可包括不包含阀的一个或更多通道，其允许润滑剂在活塞1340的两侧之间流动。弹簧1360可设置在流控制阀1300的下游区域1303上，位于下游盖1320和其中一个滚动薄膜1350之间。薄膜1350使上游区域1301上的润滑剂与流过管道的流体压力平衡，且弹簧1360提供轻微偏压，该偏压确保滚动薄膜1350的正确动作。与本发明一致， 弹簧1360可为线性弹簧。第二弹簧，弹簧1370，在一定条件下可按需将套筒1330推向打开或关闭位置。与本发明一致，弹簧1370可为位于流控制阀1300的密封腔室中的表簧或发条传动装置。弹簧1370可设置在丝杠1347周围，使得弹簧1370当丝杠1347在活塞1340以及套筒1330的移动期间卷绕。卷绕弹簧1370然后可向丝杠1347施加旋转偏向力。具体而言，弹簧1370 可卷绕，以便活塞和套筒向上游区域1303移动，从而弹簧1370可施加偏向力，其趋向于使丝杠1347旋转，使得活塞1340和套筒1330向下游区域1301移动。因此当马达1345不工作时弹簧1370将套筒1330向完全开启位置移动。当套筒1330移向完全开启位置时，清管器1500上游侧和下游侧上的压差被最小化，因为流出出口 1230的流体的流率被最大化，且清管器1500的速度也被最小化。然而，应该理解的是，弹簧1370可设置成提供倾向于使丝杠1347旋转的偏压力， 使得活塞1340以及套筒1330移向下游区域1303，以便当马达1345不工作时弹簧1370将套筒1330移向完全关闭位置。因此，应该理解的是当马达1345不工作时弹簧1370可将套筒1330向完全关闭位置移动。如上所述，当套筒1330移向完全关闭位置时，流出出口 1230 的流体的流率被最大化，清管器1500的上游侧和下游侧上的压差被最大化，且清管器1500 的速度也被最大化。当流控制阀1300的一个或多个部件(例如马达134 失效时，或者当清管器进入限制其移动的管道的弯曲部时，这防止清管器1500被卡在管道中。然而，应该理解的是，弹簧1370可设置成提供倾向于使丝杠1347旋转的偏压力，使得活塞1340以及套筒1330移向下游区域1303，以便当马达1345不工作时弹簧1370将套筒1330移向完全打开位置。当套筒1330移向完全开启位置时，清管器1500上游侧和下游侧上的压差被最小化，因为流出出口 1230的流体的流率被最大化，且清管器1500的速度也被最小化。止回阀1348选择成使得马达可引起足够的压力以在表簧不能引起足够的压力时使它们打开。这意味着活塞1340在由马达致动时可以快速移动，但在由表簧致动时可缓慢移动。当活塞1340被弹簧1370移向上游区域1301时，流量阀1349允许润滑剂从活塞 1340的上游向下游流动。与示例性实施例一致，流量阀1349可为放泄阀，其允许润滑剂相对缓慢地从活塞1340的上游流向下游。因此，根据本公开，清管器1500的速度可通过马达1345的操作通过活塞1340以及套筒1330的移动而调节。例如，清管器1500可能过快地移动通过管道而不能检查管道或牵引工具通过管道。清管器1500的一个或更多速度传感器1410(或本领域技术人员将会理解的其它类型的传感器)可用来收集信息以确定清管器1500的速度。如图5中所示， 速度传感器(或其它传感器)1410向控制器346提供速度信息。控制器346可包括中央处理单元(CPU)，其使用速度信息来确定清管器1500的速度，并将确定的速度与存储器347中存储的预定速度进行比较。当确定的速度高于预定速度时，控制器346将控制信号发送给马达以关闭套筒1330从而减缓清管器1500。马达可具有微处理器1420，其直接操作马达 1345来使丝杠1347旋转，且活塞1340和套筒1330沿轴线AA朝下游区域1303线性地移动。当活塞1340和套筒1330移向下游区域1303时，流体通过其流出出口 1230的流面积 1331增加，且清管器1500的上游侧和下游侧之间的压差降低。结果，清管器1500的速度降低。当例如通过使用上述过程的一个或更多迭代确定清管器1500正在接近或以预定速度移动时，丝杠1347的旋转以及因而活塞1340和套筒1330的移动停止。相反，清管器1500可能过慢地移动通过管道。速度传感器1410向控制器346提供速度信息。控制器346向CPU转达速度信息，CPU使用速度信息确定清管器1500的速度， 并将确定的速度与存储在存储器347中的预定速度进行比较。当确定的速度低于预定速度时，CPU将控制信号发送给马达或微处理器1420以加速清管器1500。就是说，微处理器 1420可操作马达1345来使丝杠1347旋转，且活塞1340和套筒1330沿轴线AA朝上游区域1301线性地移动。当活塞1340和套筒1330移向上游区域1301时，流体通过其流出出口 1230的流面积1331减少，且清管器1500的上游侧和下游侧之间的压差增加。结果，清管器1500的速度增加。当例如通过使用上述过程的一个或更多迭代确定清管器1500正在以或接近预定速度移动时，丝杠1347的旋转以及因而活塞1340和套筒1330的移动停止。图5显示了配置成检测与清管器有关的各种参数的其他可能的传感器1412。例如，传感器1412可确定在清管器前部和/或后部的压力。尽管图4和5显示了控制马达的控制器346和处理器1420，但应该注意的是仅一个控制器/处理器可用于确定清管器的速度、决定何时减缓或加速清管器并控制马达。备选地，控制器346可为中央控制器，其也收集关于检查活动的信息，而处理器1420配置成控制马达。可实施对于控制器346和/或微处理器1420的其它功能性组合。与一个示例性实施例一致，可将一个或更多套筒密封件1380用来从套筒1330去除碎片。通过套筒密封件1380去除碎片可防止套筒1330在沿轴线AA移动期间变得卡住。 与本公开一致，套筒密封件1380可由聚四氟乙烯制造或用聚四氟乙烯覆盖。图6公开了用管道检查装置检查管道的一种方法的示例性实施例，该管道检查装置包括构造成安装在管道内的主体，附接到主体上并构造成检查管道的壁的检查部分，以及流通道。流通道包括入口、出口、将入口连接到出口上的旁通通道，此处旁通通道构造成横穿主体，入口构造成接收流过管道的流体，而出口构造成使得流过旁通通道的流体通过出口流出旁通通道。如图6中所示，流体可流过旁通通道以在装置的上游和下游侧之间产生压差，从而在管道中移动该装置(步骤601)。可确定装置移动通过该管道的速度(步骤 603)。流出出口的流体的流率可改变以获得不同于所确定速度的预定速度(步骤60 。通过用马达移动套筒来改变流率。根据图7中图示的另一示例性实施例，存在一种用来控制行进通过管道的装置的速度的方法。该方法包括确定穿过管道的装置的行进速度(步骤700)，其中该装置具有主体，流通道通过该主体且该流通道连接到位于主体后部的入口并连接到位于主体前部的出口 ；将确定的行进速度与低阈值速度以及高阈值速度进行比较(步骤70 ，当确定的行进速度低于低阈值速度时，指示流体地连接设置在主体的空腔中的活塞的第一侧上的第一阀允许高压流体流过管道从而在活塞的第一侧上施加压力，阀的打开决定连接到活塞的套筒减小通过出口的流体的流量(步骤704)；以及指示流体地将活塞的第一侧连接到主体前面的周围环境的第二阀将高压流体释放到主体前面的周边环境，使得套筒移动从而增加穿过出口的流体的流量(步骤706)。因此，根据本实施例，没有致动套筒和活塞的马达。同样根据示例性实施例，存储在硬件中的软件，例如有形、计算机可读介质，可用于控制贯穿上述公开所描述的管道检查装置。例如，该介质可存储一套指令，其在由计算机处理器或其它计算机硬件执行时可经由马达的操作通过活塞和套筒的运动降低装置的速度。当该装置过快地移动通过管道而不能检查管道或牵引工具通过管道时，该装置的一个或更多速度传感器可确定该装置的速度高于预定速度。该装置中的微处理器可操作马达来使丝杠旋转，以便活塞和套筒可线性地向该装置的下游侧移动。当活塞和套筒移向下游时， 流体通过其流出出口的流面积可增加，且该装置的上游侧和下游侧之间的压差可降低。结果，该装置的速度可降低。当速度传感器确定该装置接近或以预定速度移动时，丝杠的旋转以及因而活塞以及套筒的移动可停止。备选地或者另外，该介质可存储一套可增加该装置的速度的指令。当该装置过慢地移动通过管道时，该装置的一个或更多速度传感器可确定该装置的速度低于预定速度。 该装置的微处理器可操作马达来使丝杠旋转(或控制阀)，以便活塞和套筒可线性地向该装置的上游侧移动。当活塞和套筒移向上游时，流体通过其流出出口的流面积可减少，且该装置的上游侧和下游侧之间的压差可增加。结果，该装置的速度可增加。当速度传感器确定该装置接近或以预定速度移动时，丝杠的旋转以及因而活塞以及套筒的移动可停止。
本书面说明书使用所公开主题的示例来使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，并执行任何结合的方法。本主题可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。此类其它示例意在并理解为处于权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种管道装置(1500)，包括主体(1502)，其构造成安装在管道(1510)内；流通道，其形成在所述主体(150 内并包括入口(1210)，出口(1230)，以及连接所述入口(1210)和所述出口(1230)的旁通通道(1200)，所述入口(1210)构造成接收流过所述管道(1510)的流体的一部分，而所述出口(1230)构造成使得流过所述旁通通道的流体通过所述出口(1230)流出所述流通道；流控制阀(1300)，其附接在所述主体(150 上并包括构造成移动以改变流出所述出口(1230)的流体的流率的套筒(1330)；以及马达(1345)，其设置在所述主体(150 的腔室中且配置成移动所述套筒(1330)。
2.根据权利要求1所述的管道装置(1500)，其特征在于，所述流控制阀(1300)包括 活塞(1340)，其设置在所述主体(150 的腔室中，并连接到所述套筒(1330)上，所述活塞(1340)构造成响应于所述马达(1345)的旋转而线性地移动。
3.根据权利要求2所述的管道装置(1500)，其特征在于，所述流控制阀(1300)包括 丝杠(1347)，其设置在所述主体(150 的所述腔室中并连接到所述活塞(1340)和所述马达(134 上，所述活塞(1340)构造成响应于所述丝杠(1347)的旋转而线性地移动， 所述丝杠(Π47)通过所述马达(134 的旋转而转动。
4.根据权利要求3所述的管道装置(1500)，其特征在于，所述管道装置还包括 弹簧(1370)，其设置在所述主体(150 的所述腔室中并连接到所述丝杠(1347)上，所述弹簧(1370)构造成向所述丝杠(1347)施加旋转偏压。
5.根据权利要求4所述的管道装置(1500)，其特征在于，所述腔室填充有润滑剂，且所述腔室被密封以防止所述润滑剂从所述腔室经过所述活塞(1340)泄漏。
6.根据权利要求1所述的管道装置(1500)，其特征在于，所述管道装置还包括 传感器(1410)，其设置在所述主体(150 上，并配置成确定所述管道(1510)中所述管道检查装置(1500)的速度；以及微处理器(1420)，其配置成当所述传感器(1410)确定所述速度低于第一预定速度时降低流出所述出口(1230)的流体的所述流率，且配置成当所述传感器(1410)确定所述速度高于第二预定速度时增加流出所述出口(1230)的流体的所述流率。
7.根据权利要求1所述的管道装置(1500)，其特征在于，所述马达(134 包括直流马达或步进马达。
8.根据权利要求1所述的管道装置(1500)，其特征在于，所述管道装置还包括 密封所述主体(150 中的所述腔室的薄膜(1350)；以及设置在该密封的腔室中的润滑剂。
9.根据权利要求8所述的管道装置(1510)，其特征在于，所述管道装置还包括 柔性薄膜，其构造成抵抗流过所述管道(1510)并被接收进所述入口(1210)的流体的所述部分的压力而平衡所述密封的腔室中的所述润滑剂的压力；以及构造成偏压所述密封剂的压力的弹簧(1360)。
10.一种管道检查装置(1500)，包括主体(1502)，其构造成安装在管道(1510)内；检查部分(1100)，其附接在所述主体(150 上并配置成或者以磁性的方式检查所述管道(1510)的壁，以超声波的方式检查所述管道(1510)的壁，检查所述管道(1510)的几何形状，或者确定所述管道(1510)中的位置；流通道，其设置在所述主体(150 内并包括入口(1210)，出口(1230)，以及连接所述入口(1210)和所述出口(1230)的旁通通道(1200)，所述入口(1210)构造成接收流过所述管道(1510)的流体的至少一部分，而所述出口(1230)构造成使得流过所述旁通通道 (1200)的流体通过所述出口(1230)流出所述旁通通道(1200)；流控制阀(1300)，其附接在所述主体(150 上并包括构造成移动以改变流出所述出口(1230)的流体的流率的套筒(1330)；以及马达(1345)，其设置在所述主体(150 的腔室中且配置成旋转以线性地移动所述套筒(1330)。
11.一种控制管道(1510)内的管道装置(1500)的速度的方法，所述方法包括 使流体流过形成在所述装置的主体(150 中的旁通通道(1200)，从而所述装置的上游侧和下游侧之间产生使所述装置(1500)在所述管道(1510)中移动的压差； 确定移动通过所述管道(1510)的所述装置(1500)的速度；以及改变所述旁通通道(1200)的出口(1230)的面积(1331)以改变流过所述出口(1230) 的流体的流率并从而实现不同于该确定速度的预定速度，且所述面积(1331)通过利用马达(1 使套筒(1330)移动而被改变。
12.一种配置成用于在管道(1510)内行进的装置(500)，所述装置包括 主体(1502)，其构造成安装在所述管道(1510)内；流通道，其包括入口 010)，出口 030)，以及连接所述入口(210)和所述出口 Q30)的旁通通道000)，所述入口(210)构造成接收流过所述管道(1510)的流体的一部分，而所述出口(230)构造成使得流过所述旁通通道(200)的流体通过所述出口(230)流出所述流通道；流控制阀(300)，其附接在所述主体(150 上并包括构造成移动以改变流出所述出口 (230)的流体的流率的套筒(330)；以及导管(332)，其连接在所述流控制阀(300)和所述主体(150 的后面之间，并构造成将所述流体的高压连通至所述流控制阀(300)。
13.一种配置成用于在管道(1510)内行进的管道检查装置(500)，所述装置(500)包括主体(1502)，其构造成安装在多直径管道(1510)内；检查部分(100)，其附接到所述主体(150 上并构造成检查所述管道(1510)的壁； 流通道，其包括入口 010)，出口 030)，以及连接所述入口(210)和所述出口 Q30)的旁通通道000)，所述入口(210)构造成接收流过所述管道(1510)的流体的一部分，而所述出口(230)构造成使得流过所述旁通通道(200)的流体通过所述出口(230)流出所述流通道；流控制阀(300)，其附接在所述主体(150 上并包括构造成移动以改变流出所述出口 (230)的流体的流率的套筒；以及导管(332)，其连接在所述流控制阀(300)和所述主体(150 的后面之间，并构造成将所述流体的压力连通至所述流控制阀(300)。
14.一种用于控制行进通过管道(1510)的装置(500)的速度的方法，所述方法包括 确定通过所述管道(1510)的所述装置(500)的行进速度，其中所述装置(500)具有流通道通过其中的主体(1510)，且所述流通道在所述主体(150 的背部连接到入口(210)并在所述主体(1502)的前部连接到出口(230)；将确定的行进速度与低阈值速度以及高阈值速度进行比较；当所述确定的行进速度低于所述低阈值速度时，指示流体地连接设置在所述主体的空腔中的活塞(344)的第一侧的第一阀(338)以允许高压流体流过所述管道(1510)从而在所述活塞(344)的所述第一侧上施加压力，所述阀(338)的打开决定连接到所述活塞(344) 上的套筒(330)减小通过所述出口(230)的流体的流量；以及指示流体地将所述活塞(344)的第一侧连接到所述主体(150 的前部的周围环境的第二阀(340)将高压流体释放至所述主体(150 的前部的周围环境，使得所述套筒(330) 移动以增大通过所述出口(230)的流体的流量。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，确定步骤还包括测量所述装置(500)所行进的距离以及对应的时间并基于该测量的距离和时间计算所述速度；或测量所述装置(500)的前部和后部之间的压差。
全文摘要
管道检查装置(500，1500)具有构造成安装在管道(1510)内的主体(1502)。流通道形成在主体(1502)内并包括入口(210，1210)，出口(230，1230)，以及连接所述入口(210，1210)和所述出口(230，1230)的旁通通道(200，1200)，所述入口(210，1210)构造成接收流过所述管道(1510)的流体的一部分，而所述出口(230，1230)构造成使得流过所述旁通通道(200，1200)的流体通过所述出口(230，1230)流出所述旁通通道(200，1200)。流控制阀(300，1300)附接在主体(1502)上并具有构造成移动以改变流出出口(230，1230)的流体的流率的套筒(330，1330)。在主体(1502)的腔室中提供马达(1345)且该马达配置成移动所述套筒(330，1330)。备选地，阀(338，340)而不是马达(1345)被用来控制套筒(330，1330)。
文档编号G01M99/00GK102333983SQ201080009784
公开日2012年1月25日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年2月25日
发明者F·津戈尼, L·福塞尔, R·P·哈维 申请人:Pii(加拿大)有限公司