【摘 要】
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管内智能封堵器是一种远程控制、无牵绳的高压管道定点封堵工具。为了设计具有快速封堵能力的管内智能封堵器,解决其总体设计过程中遇到的关键技术问题,本文针对封堵器胶筒的
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管内智能封堵器是一种远程控制、无牵绳的高压管道定点封堵工具。为了设计具有快速封堵能力的管内智能封堵器,解决其总体设计过程中遇到的关键技术问题,本文针对封堵器胶筒的密封性能、卡瓦的锚定性能、动力单元以及控制通讯单元进行了深入的研究,并最终完成了12时管内智能封堵器的总体方案设计,本文的主要研究内容如下:
(1)依据管内智能封堵器研制的总体要求,结合模块化设计概念,将管内智能封堵器分为双向清管式封堵单元、动力单元、通讯控制单元三大模块,分别对三大模块进行了总体设计。
(2)建立了胶筒的理论简化模型,分析了无“防突”结构胶筒的密封特性,然后利用有限元分析理论对胶筒的几何参数进行优选,再基于轴向压缩实验和有限元模拟得到聚氨酯材料的Mooney-Rivlin模型的力学性能参数,最后利用该参数对胶筒进行有限元分析,得到胶简材料的硬度以及胶筒的密封特性曲线。
(3)建立卡瓦的理论简化模型,分析卡瓦的锚定性能,得出卡瓦斜面斜角和卡瓦齿前角的关系。然后用有限元方法对锚定机构进行了数值计算,得到封堵压差作用下卡瓦、锥体和管道三者一体的分析结果。
(4)以AMESim为仿真平台,对管内智能封堵器的动力系统进行仿真研究,得到电机和泵的选型参数,以及液压元件的选型参数。
(5)利用AVR单片机为核心设计出基于超低频电磁波通讯的双向通讯系统,可以解决智能封堵器管内外的双向通讯问题。
本文从管内智能封堵器总体设计要求出发,研究了智能封堵器设计过程中的关键技术,主要完成了管内外智能封堵器的理论和试验研究。
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