CN101605630A - 覆层打磨器 - Google Patents

Abstract

一种砂带打磨器，包括壳体和由壳体支承的环形砂带。第一轴连接到壳体，且壳体可围绕第一轴枢转。第二轴连接到壳体并与第一轴偏离。打磨器安装到转动加工蛤壳式抓斗轨道的转动部分上，并在将打磨器偏置抵靠待磨管道表面时围绕待磨管道表面旋转。打磨器还可枢转以打磨锥形表面。

Description

覆层打磨器

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年1月4日提交的美国临时申请第60/883,448的权益，该申请以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明涉及便携式加工工具或就地加工的加工工具，更具体来说，涉及一种可以将管道上的焊接覆层打磨平滑的覆层打磨器。

发明背景

有时为了测试、维修或重新调整设备的目的，必须就地加工现有设备。该加工过程可以是由于机器的初始制造或测试、机器故障或失效所致，也可以是克服正常磨损或防止设备失效的维修或维护程序的一部分。

例如，管线、建筑、工厂设备、船舶以及其他结构/设备的一部分的相对大的管道，可能会包含在管道初始制造或设备的维修或维护期间的焊接工艺中产生的覆层。这些覆层基本上是焊缝附近围绕管道或诸如喷嘴或阀的管道部件的外周的铬镍铁合金(一种坚硬、坚固的材料)或其他材料的焊接形成环或焊接凸拱。有时，在管道上形成用无缺陷焊接进行专业终加工的接头的必要性是很重要的，更具体的说，例如，应用在核电厂和管线的情况下，形成可靠且耐用的接头的必要性是极重要的。因此，为检查裂缝，壁厚等的测试设备，必需将焊接凸拱弄平滑。此外，设备的尺寸、位置以及与其它结构的连接决定了对该设备就地加工比将其从其运行结构上拆下来翻新更为有利。

一种消除焊接凸拱的已知方法是使用一种安装在“蛤壳式抓斗”的轴向进给滑动件来切除或加工覆层。蛤壳式抓斗是连接到管道外侧的便携式管道车削器，其中切除刀具可以围绕着管道的外周移动，从而加工管道的外侧。在例如美国专利号第4,739,685、4,939,964、5,549,024和6,619,164号中已知这种设备。这种方法的一个问题是该机器是圆形切割，而大部分覆层不是完全圆形的。正因如此，为了将整个覆层弄平滑，必须去除多余必要的材料。这也需要额外的时间。

在管线、核反应堆等中时间因素是很关键的，其中延期成本非常高，并且提供可靠且耐用的接头的必要性极其重要。通常，不管是对机器还是对机器的操作者来说，与管道加工设备相关的工作条件是相当恶劣的。例如，在核反应堆中，由于必需更换管道而使得需要非常频繁的进行这些类型的维护。然而，维护人员只能在放射性热区域中工作极短的时间。因此，在工业中，对一种可在最短时间内组建、可在最短时间内完成加工、可在最短时间内预置并拆除的用于终加工管道的装置的需要越来越重要并被接受。

该技术领域需要一种用来加工设备、特别是管道的外表面的装置和方法，该装置和方法可以就地加工现存的设备，并使其焊接凸拱或其它不是完全圆形的构件平滑或有效地地施行其它加工。

发明内容

本发明提供一种用来加工设备的外表面、特别是管道的外表面的设备和方法，该设备和方法可以就地加工现有的设备并使其焊接凸拱或其它不是完全圆形的构件平滑或有效地施行其它加工。更具体的说，本发明提供了一种用于该目的的覆层打磨器。

本发明的上述特征和其它优点将在下文的详细说明中显现出来。在说明书中，参照示出本发明优选实施例的附图。

附图说明

图1是根据本发明覆层打磨器的实施例的立体图，覆层打磨器安装在蛤壳式抓斗上，蛤壳式抓斗又安装在管道上。

图2是图1覆层打磨器的立体分解图；以及

图3是图1中区域3-3的细节立体图。

具体实施方式

现参考附图，更具体地说，参考图1，其示出连接到管道结构52的加工装置50，管道结构具有覆层、焊接凸拱或其他作业表面54。示意性地示出焊接凸拱54，但其通常具有不规则的宽度及高度。加工装置50包括例如美国专利第4,739,685、4,939,964、5,549,024和/或6,619,164号中所描述便携式管道车削器或蛤壳式抓斗56，并以参见的方式纳入本文。蛤壳式抓斗56并不限于所提到的文献，也可以包括相似装置的其它实施例。蛤壳式抓斗56通常包括固定地连接到管道结构52的固定部分58和环形齿轮壳体60，两者均包括相邻的半圆节段，这使得它们能围绕管道沿圆周定位。两者通过结构内部的轴承连结在一起。这样，当环形齿轮被由马达驱动的驱动齿轮驱动时，使可转动部分62围绕固定部分58的中心轴线旋转。覆层打磨器64连接到可转动部分62.

更具体的参照图2，覆层打磨器64部分地通过使用气缸33来保持接触轮或跟踪轮40抵靠覆层表面54、使带1处于跟踪轮40与覆层表面54之间来工作。壳体2在其跟踪轮40正下方的周界内具有窗口，在此处移动带1暴露于管道上待磨的表面。可调节气缸33的压力来使打磨器围绕轴31的轴线旋转，从而改变由打磨器施加在作业表面上的力，该力决定着运动带1从作业表面去除材料的速率。气缸33通过肩部螺栓41连接到枢转支架28，并还连接到气缸安装支架29。气缸安装支架29连接到倾斜调整块27。旋转连接肘管36将汽缸33连接到两空气软管连接件(未显示)，一个用来使气缸延伸，另一个用来使气缸缩回。

枢转支架28通过轴30及轴31连接到带状壳体2，在每个轴和壳体2上的孔之间有衬套16，相应的轴30或31延伸穿过该衬套，且轴30螺纹连接到旋转支架28内，轴31延伸穿过支架28并螺纹连接到倾斜调整块27内。由于轴31形成覆层打磨器的枢转轴线，所以气缸33使打磨器围绕轴31的轴线枢转。轴环34将壳体2和所附连的打磨器组件固定到轴30。固定螺钉35将侧调整块42固定到高度调整块26，高度调整块26可沿着固定到滑动块25的轨道37和38上下滑动。星形轮32包括螺纹连接到高度调整块26内的导向螺杆，从而使得转动星形轮可沿着轨道37和38来调整高度调整块26的位置。

参照图2和图3，倾斜调整块27和侧调整块42通过几个部件连接，包括中间块43、弧形狭槽支架44、以及直线狭槽支架45。倾斜调整块27和中间块43通过狭槽53内的固定件51连接，狭槽53使倾斜调整块27能够沿高度调整块26可滑动的方向相对于中间块43滑动。倾斜调整块27还围绕平行于侧调整块42可沿其移动的方向的轴线相对于侧调整块42运动。这使覆层打磨器64能够倾斜并打磨高达45°的锥形表面。

参照图3，可这样将覆层打磨器64倾斜：首先，将固定件46和47松开，但不从组件去除。这使倾斜调整块27和43以及弧形狭槽支架44能够在线性狭槽支架45上沿狭槽的方向滑动。应当注意，这仅在中间块43初始邻靠侧调整块42使得中间块43可在随后步骤中转动时才必要。接着，松开固定件48，但并不从组件去除。中间块43、倾斜调整块27、壳体2、砂带1以及其他部件可此后相对于侧调整块42倾斜。当各部件转动到令人满意的工作位置时，将固定件46、47以及48拧进来防止进一步转动并固定该组件。

再参照图2，在驱动侧上，驱动轮39用驱动轮支架18和轴承14连接到壳体2。驱动轮39还用方形适配轴24、驱动适配轴21和轴承19连接到马达20。马达20可以是电动、气动或液压马达。马达20还包括马达基座8和壳体基座22以及适配板23和49，马达基座8和壳体基座22将马达20连接到壳体2，适配板23和49使电动、气动和/或液压配件70和71连接到马达20。

环形带1的路径由轮40、39和辊轮4的轴线限定，且该路径通常平行于这些轴线，这些轴线还大致平行于轴30和31的轴线。在气缸33的力作用下，打磨器与蛤壳式抓斗的连接将打磨器偏置抵靠工件，从而使打磨器在从工件去除材料时能够遵从工件表面。于是表面可不具有固定中心，但在很多应用中并不要求是完全圆形的。

滑动块25可螺栓连接到任何尺寸的蛤壳式抓斗的表面。使用可变速可逆电动机(未示出)来驱动蛤壳式抓斗56，所以可围绕覆层54顺时针或逆时针驱动覆层打磨器64。侧调整块42与轨道37和38和高度调整块26结合用于使覆层打磨器64运动，从而接触轮40在工件52和焊接覆层54紧接着的上方。接触轮40用对准轴3、左对准支架13、轴承14和垫圈17连接到壳体2。星形轮32用于将接触轮40在工件52上方约1/2″处定位。然后使用轴环34和引导轴衬套16沿轴30和31将带壳体2设置在覆层54的顶上。将砂带1放在壳体2上。砂带调整螺母5在壳体2内的轨道内滑动。将弹簧12压缩在衬套7与螺母5之间，以将螺母5偏离旋钮15，该旋钮具有螺纹连接到螺母5内的带螺纹的柄部。辊轮4用肩部螺栓11和轴承10安装到螺母5。通过转动旋钮15张紧砂带1来调节滑动螺母5的位置，从而改变由辊轮4施加到砂带1上的张力。

通过打开电驱动器首先启动蛤壳式抓斗56的转动56来进行打磨。然后启动覆层打磨器驱动马达20来使砂带1旋转。气缸33延伸以推动接触轮49抵靠作业表面54，使砂带1处于接触轮40与作业表面54之间。覆层打磨器64围绕覆层54转动一圈后，用于蛤壳式抓斗56的电驱动器就反向以围绕覆层54反向进行。重复以上直到使整个覆层表面平滑为止。气缸33缩回以将接触轮40升离表面并停止蛤壳式抓斗56的转动。覆层现在平滑但不一定是圆形的。

本发明可包括控制盒(未示出)以及相关的配线以及空气软管，其用于启动/停止马达并调整气压。如果需要，本发明还可包括可用于使星形轮32前进的例如美国专利第5,881,618号中所描述的行进机构(未示出)。也可在机器装置50上安装反向行进器(未示出)以使蛤壳式抓斗的方向自动反向。此外，覆层打磨器64的砂带1的方向也可反向。

已经相当详细地描述了本发明的优选实施例。本技术领域内的技术人员将会明白到对于所述的优选实施例还有许多改型和变型。因此，本发明不应限于所述实施例。

Claims (17)

1.一种砂带打磨器，包括：

壳体；

环形砂带，所述环形砂带由所述壳体支承，所述带沿大致平行于第一方向的行进路径延伸；

第一轴，所述第一轴连接到所述壳体并大致平行于所述第一方向，所述壳体可围绕所述第一轴的轴线枢转；以及

第二轴，所述第二轴连接到所述壳体并与所述第一轴偏离，从而在所述壳体上施加一定的力，使所述壳体围绕所述第一轴的所述轴线枢转。

2.如权利要求1所述的砂带打磨器，其特征在于，还包括可枢转地连接到所述第一轴的枢转支架，所述第二轴大致平行于所述第一轴且连接到所述枢转支架。

3.如权利要求2所述的砂带打磨器，其特征在于，还包括连接到所述枢转支架的偏置件，所述偏置件使所述第二轴相对于所述第一轴偏置。

4.如权利要求3所述的砂带打磨器，其特征在于，所述偏置件是气缸。

5.如权利要求2所述的砂带打磨器，其特征在于，还包括连接到所述枢转支架的滑动支架，所述滑动支架包括沿大致垂直于所述第一方向的第二方向和大致垂直于所述第一和第二方向的第三方向的调整件。

6.如权利要求5所述的砂带打磨器，其特征在于，所述调整件中的至少一个通过转动导向螺杆来调整。

7.如权利要求1所述的砂带打磨器，其特征在于，所述打磨器可枢转以打磨锥形表面。

8.一种砂带打磨器，包括：

环形砂带；

驱动轮，所述驱动轮与所述环形砂带接触；

跟踪轮，所述跟踪轮与所述环形砂带接触，并包括转动轴线；以及

可枢转壳体，所述可枢转壳体固定到蛤壳式抓斗并连接到所述驱动轮和所述跟踪轮，并可围绕大致平行于所述跟踪轮的所述转动轴线的枢转轴线相对于所述蛤壳式抓斗枢转。

9.一种用于对装置外表面进行打磨的加工装置，包括：

加工轨道，所述加工轨道包括连接到转动部分的固定部分，所述轨道可围绕工件安装以形成围绕所述工件的转动轨道；

砂带打磨器，所述砂带打磨器连接到所述转动部分，所述砂带打磨器具有壳体、由所述壳体支承的环形砂带以及驱动所述砂带的马达，所述砂带打磨器连接到所述转动部分来打磨所述工件的表面；以及

其中所述打磨器到所述轨道的所述转动部分的连接将所述打磨器偏置抵靠所述工件的表面，从而使所述打磨器在从所述工件去除材料时能够遵从所述工件的所述表面。

10.如权利要求9所述的加工装置，其特征在于，还包括连接到所述壳体的第一轴，其中所述砂带打磨器在运作时抵靠所述工件的表面围绕所述第一轴枢转。

11.如权利要求9所述的加工装置，其特征在于，还包括将所述打磨器偏置抵靠所述工件的所述表面的偏置件。

12.如权利要求11所述的加工装置，其特征在于，所述偏置件是气缸。

13.如权利要求10所述的加工装置，其特征在于，还包括连接到所述壳体的滑动支架，所述滑动支架包括沿相互垂直滑动方向的调整件。

14.如权利要求13所述的加工装置，其特征在于，所述打磨器可围绕大致垂直于所述滑动方向的轴线朝向所述工件枢转。

15.如权利要求9所述的加工装置，其特征在于，所述打磨器可枢转以打磨锥形表面。

16.一种打磨管道上焊接覆层的方法，包括以下步骤：将转动加工轨道围绕所述管道安装，所述轨道包括连接到转动部分的固定部分；

将砂带打磨器附连到所述转动部分，所述砂带打磨器包括壳体和由所述壳体支承的环形砂带；

相对于所述壳体驱动所述环形砂带；

使所述管道的所述表面与所述环形砂带接触；以及

使用所述加工轨道使所述砂带打磨器围绕所述管道旋转。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括使所述砂带打磨器围绕所述管道的旋转方向反向的步骤。

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