CN102243683A - 管路设计的实现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管路设计的实现方法和装置，该方法包括：从动态数据库中提取用户选择或管路装配所需的类型的管路元件所对应的文件；根据用户的指示，对管路元件的文件进行改变以调整管路元件；将调整后的管路元件的模型设置在模拟的管路系统中。本发明能够根据设计需求，修改基本管路元件的一个或几个参数，形成一个新件，之后将新件安装到当前的管路中，从而降低管路设计的难度，避免操作人员进行手工劳动，提高管路设计的效率。

Description

管路设计的实现方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机领域，并且特别地，涉及一种管路设计的实现方法和装置。

背景技术

通常，在装配管路时，由于设备或系统的结构是通过装配关系(方法)将零部件组装而成的，并且，在装配的过程中，主要采用专用零件进行拼接，最终得到整个管路系统。

目前，在进行管路设计时，主要是使用特定的软件来制作3D形式的管路图。在软件中，给出了管路元件的文件，以便用户对管路元件文件对应的模型进行组装，最终得到完整的管路系统，而上述的模型拼接的过程通常可以在计算机的管路系统模拟环境下进行。

但是，在进行管路元件的拼接时，目前的拼接工具仅能够提供固定序列值的管路元件。然而，通常情况下，需要设置管路系统的位置往往是结构较为复杂的。因此，固定序列值的管路元件很可能不能够适用于这些场景。例如，弯头的弯折角度只能是45度、90度，遇有35度的弯角则不能完成拼接；再如直管元件的长度序列为2米、3米和4米，假设需要在长度为9.5米的直线上设置直管元件，此时，也无法通过给定的管路元件拼接管路系统。

如果希望保证管路元件能够适用于各种不同的场景，需要保存各种不同参数规格的管路元件文件，而对于直管类的管路元件，其长度需要以毫米为单位递增，弯头类的管路元件的角度同样需要以很高的精度递增，因此，需要保存的管路元件的数量是巨大的，而在数据库保存如此大量的管路元件的文件的前提下，如果设计人员需要进行管路元件的选择并确定所选管路元件是否适用，则需要进行大量的劳动；另外，由于安装管路系统的场景是多变且难以确定的，因此能够适用的管路元件的文件也是无法预先生成的。

为了使得管路元件能够适用不同场景，目前的解决方案主要是由技术人员手动绘制能够适用的管路元件，这样不仅会增加工作人员的工作量，还会降低管路设计的效率。并且，设计人员需要据此进行二次设计，才能够分解每段的管件并绘制详图，计算并列出材料表，因此会进一步增加管路设计的难度。

针对相关技术中管路设计存在的工作量大、效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中管路设计存在的工作量大、效率低的问题，本发明提出一种管路设计的实现方法和装置，能够减少管路设计的工作量，提高管路设计的效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种管路设计的实现方法。

根据本发明的管路设计的实现方法包括：从动态数据库中提取用户选择或管路装配所需的类型的管路元件所对应的文件；根据用户的指示，对管路元件的文件进行改变以调整管路元件；将调整后的管路元件的模型设置在模拟的管路系统中。

其中，该方法可进一步包括：将调整后的管路元件的文件保存至动态数据库中。

可选地，调整管路元件包括以下至少之一：对管路元件进行拆分；将管路元件与其他管路元件进行合并；调整管路元件的长度；调整管路元件的管径；调整管路元件弯折的角度；调整管路元件上法兰的安装位置、或对管路元件增加或删除法兰；对管路元件增加附属部件。

其中，附属部件包括以下至少之一：管堵、线端管套、阀门、管接头、节流板。

可选地，管路元件的类型包括弯头类型、直管类型、多通管和变径管。

根据本发明的另一方面，提供了一种管路设计的实现装置。

根据本发明的管路设计的实现装置包括：动态数据库模块，用于存储管路元件所对应的文件；提取模块，用于从动态数据库中提取用户选择或管路装配所需的类型的管路元件所对应的文件；调整模块，用于根据用户的指示，对管路元件的文件进行改变以调整管路元件；处理模块，用于将调整后的管路元件的模型设置在模拟的管路系统中。

其中，处理模块还用于将调整后的管路元件的文件保存至动态数据库中。

并且，处理模块通过以下方式中的至少之一来调整管路元件：对管路元件进行拆分；将管路元件与其他管路元件进行合并；调整管路元件的长度；调整管路元件的管径；调整管路元件弯折的角度；调整管路元件上法兰的安装位置、或对管路元件增加或删除法兰；对管路元件增加附属部件。

可选地，附属部件包括以下至少之一：管堵、线端管套、阀门、管接头、节流板。

此外，管路元件的类型可以包括弯头类型、直管类型、多通管和变径管。

进一步地，管路元件的类型可以包括弯头类型、直管类型和多通管。

本发明通过根据设计需求，修改基本管路元件的一个或几个参数，形成一个新件，之后将新件安装到当前的管路中，从而降低管路设计的难度，避免操作人员进行手工劳动，提高管路设计的效率。

附图说明

图1是根据本发明实施例的管路设计的实现方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的管路设计的实现装置的框图；

图3a至图3j是根据本发明实施例的管路设计的实现方案在实现过程中所提供的各个界面的示意图。

具体实施方式

针对相关技术中管路设计存在的工作量大、效率低的问题，本发明提出，通过对需要安装的管路元件的参数进行调整，使得参数改变后的管路元件能够适应各种不同的安装场景，不仅能够减少管路设计的工作量，并且能够提高管路设计的效率。

下面将详细描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例。提供了一种管路设计的实现方法。

如图1所示，根据本发明实施例的管路设计的实现方法包括：

步骤S101，从动态数据库中提取用户选择或管路装配所需的类型的管路元件所对应的文件；

步骤S103，对管路元件的文件进行改变以调整管路元件；

步骤S105，将调整后的管路元件的模型设置在模拟的管路系统中。

借助于上述处理，能够根据设计需求，修改基本管路元件的一个或几个参数，形成一个新件，之后将新件安装到当前的管路中，从而降低管路设计的难度，避免操作人员进行手工劳动，提高管路设计的效率。

其中，管路装配所需的类型的管路元件是指完成管路装配所必不可少的，即使用户没有选择，也需要进行安装，例如，对于弯头元件，一条线路上必须装配有一个两端为活法兰的弯头，而这个弯头设置线路的最后一个弯头位置。

其中，为了保证每个用户进行调整后的管路元件能够供其他用户使用，在调整管路元件之后，该方法进一步包括：将调整后的管路元件的文件保存至动态数据库中。从而实现了在设计的同时建立管路元件，并且将建立的管路元件进行归档，从而方便其他用户进行管路设计，避免其他用户在建立相同管路元件时进行重复劳动和重复存放。

可选地，调整管路元件(具体地，可以是指调整管路元件的参数)包括以下至少之一：对管路元件进行拆分；将管路元件与其他管路元件进行合并；调整管路元件的长度；调整管路元件的管径；调整管路元件弯折的角度；调整管路元件上法兰的安装位置、或对管路元件增加或删除法兰；对管路元件增加附属部件。

除了以上调整方式之外，本领域技术人员还可以通过其他方式来调整管路元件的参数，本文不再一一进行列举。

可选地，上述附属部件可以包括以下至少之一：管堵、线端管套、阀门、管接头、节流板。

另外，本发明实施例中的管路元件的类型包括弯头类型、直管类型、多通管和变径管，也可以进一步包括其他类型的管路元件，只要是用于形成管路通道的部件均可以认为是本发明实施例中的管路元件。

可选地，可以在采用管件沿管线装配的方式形成管路的情况下实现上述处理，并且，管件可以根据工程需要而分为详尽的类别，例如，弯头、直管、三通、变径、带法兰等，且管件的表达要涵盖详细的参数与精确的形状，装配的管路要能够导出材料表，生成工程图，不需进行二次设计。

通过以上方案，使得在进行管理时采用的弯头允许多变的角度，而直管允许任意长度。

具体地，弯头的弯折角度是由线路的走向确定的，而线路的走向主要需要从以下方面考虑：

(1)基于管路输送的物料，确定所允许的自流角度，进而确定所需的弯头角度；

(2)基于管路的空间布置需求，在完成管路系统功能要求的前提下，线路应尽量短。

(3)管线在定位时，需要避开设备与支撑结构、人行通道和检修空间，同时要考虑管路自身的操作与检修需要。此外，管线的合并与分解，也需要调整管线来实现，进而影响到弯头的弯折角度。为了满足上述布置要求，需要调整线路的走向，而合理配置弯头的弯折角度才能实现线路的调整。

在实际进行管路系统的设计时，首先应当确定线路的起始点和终止点，通常，起终点是管路连接的设备上的点，但是一旦设备出现变化，则会出现无法找到起终点的问题，导致管路设计无法继续进行。

优选地，为了避免上述问题，在实现本发明的实施例时，可以选择设备上的点，用其坐标新建点，当设备有变化时，用变化的点更新起始点和终点，从而避免设备的错误传递到管线上，即使设备出现变化，同样能够找到起始点和终点。

对于管路系统的中间折点，可以沿轴向长度设点、沿线向长度设点，并且可以基于给定的坐标XYZ的值设点。在对起始点、中间折点以及终点进行连线时，可以进一步执行连线的合并和拆分。

之后，可以沿线装配管件形成管路，具体地，可以将弯头与直管约束在管线上，可以采用点点、点线、点轴、点面以及面面等多种约束方式。

优选地，考虑到需要将约束尽量减少，提高可控性并且便于操作人员检查和调取，可以采用点点和点轴的约束方式。

在管件元件上设置工作点，以供装配约束时查选使用和之后管路元件修改时分析约束。

在装配管路元件的模型(可以基于管路元件的文件，通过计算机模拟得到)时，可以根据管线的方向按段进行安装。对于每个分段，可以先装弯头，之后根据两端弯头的工作点间的距离确定直管的长度，再行装配直管，从而避免精度计算误差影响直管的长度。

由于管路设计是可能需要通过不断修改来完善的，如果相邻管线出现变化或设备出现变化，都可能导致已经设计完成的管路系统需要修改。

在对管线进行修改时，可以设置线段的调整-增减点，修改坐标调整点位，沿线长度变化等，对于管路元件的修改则可以调整管路元件的参数。

在修改管路元件时，用户可以选择需要进行修改的管路元件，提取所选管路元件的参数，分析管路元件的类型，进而确定管径、法兰形式等信息，之后即可按照要求的调整参数与设置，基于原有管路元件动态生成新的管路元件，并且分析原件的约束，用变量保存其与相邻件的约束关系，然后用新件替换原件/或删除原件后加装新件，并用保存的约束关系设置新件与其他管件的相邻件的约束。并且，可以根据规定的管件名称及模型参数，汇总得到各管件的参数明细表。

由于管路元件的调整往往是必须的，而且管件调整能够自动完成，所以在安装管路元件时，可以简化安装的过程，仅安装直管和弯头，不考虑安装其他的附属部件。

通过对安装过程的简化以及参数的统计汇总，可以避免针对管路系统设计详图，提高效率并且不会违背管路系统的要求。

基于之前在模拟的环境下设计好的管路系统，就可以绘制出管路系统的装配图柱层草图，其中，在每张管路图中可以画出管路与柱层的关系，从而以表达各个元件的定位，指导后续的安装，其中，可以从基础图中提取柱层参数，并按照选取的柱号与层数，在相应的平面内逐项画出柱层草图。

另外，为了保证在动态数据库中的管路元件的文件能够彼此区分，需要将零件相同的部分的参数固定，形成一个基本件，并根据规则进行命名。例如，可以根据适用位置不同变化的参数作为可变参数，对管路元件的文件进行统一命名。例如，对于弯头可以命名为XX450-FF-E，其中，XX表示耐磨管，450表示管径(直径)，FF表示两端固定法兰。

对于弯头的角度E，可以根据随管线中的位置不同而变，也就是说，将E作为弯头的可变参数。

例如，在管路装配过程中，由前后两根管段的参数计算夹角，得出弯头角度E＝88.456789，此时，可以按设计要求的管类别XX、管径450、法兰形式FF，选择出基本件弯头，其文件名为XX450-FF-E88.456789；如果动态数据库中没有名称为XX450-FF-E88.456789的管路元件文件，而只有名称为XX450-FF-E88的文件，此时，可以调取文件XX450-FF-E88，并对其中的参数(夹角E)进行调整，改为E＝88.456789，并对修改后的管路元件的文件重新命名后保存至动态数据库中(优选地，可以存放在弯头元件的目录中)，以便其他用户在类似场景下安装管路元件时直接调取，对于动态数据库中的原有文件XX450-FF-E88则保持不变。

这样，不仅能够提供共享式的便利，并且还能够基于严格规则的命名方便归档和检索查找。

此外，根据本发明的实施例，还提供了一种管路设计的实现装置。

如图2所示，根据本发明实施例的管路设计的实现装置包括：

动态数据库模块21，用于存储管路元件所对应的文件；

提取模块22，用于从动态数据库中提取用户选择或管路装配所需的类型的管路元件所对应的文件；

调整模块23，用于根据用户的指示，对管路元件的文件进行改变以调整管路元件；

处理模块24，用于将调整后的管路元件的模型设置在模拟的管路系统中。

其中，处理模块24还用于将调整后的管路元件的文件保存至动态数据库中。

可选地，处理模块24可通过以下方式中的至少之一来调整管路元件：对管路元件进行拆分；将一个或多个管路元件与其他管路元件进行合并；调整管路元件的长度；调整管路元件的管径；调整管路元件弯折的角度；调整管路元件上法兰的安装位置、或对管路元件增加或删除法兰；对管路元件增加附属部件。

另外，附属部件可以包括以下至少之一：管堵、线端管套、阀门、管接头、节流板等。

此外，管路元件的类型包括弯头类型、直管类型和多通管等。

在实际应用当中，为了配合进行管路系统中管路元件参数的调整，可以编写程序，从而将图3a至3j所示的界面提供给操作人员，本实施例中，将该程序称为管线设计助手。

在图a所示的登录界面中，给出了可以输入公司名称以及用户名称的输入框，以便对需要进行管路系统设计的用户进行验证。除了采用公司名和用户名的认证方式之外，还可以采用用户名和密码的验证方式来校验用户的身份。在用户通过图3a登录之后，可以将各种设计界面提供给用户。

图3b示出了点设计界面，通过图3b所示的界面，可以在空间模型中建立管线的起终点和中间折点。具体地，在该界面中，管线文件按钮用于选择管线文件；基点WP按钮用于选择作为基准点的工作点；建点按钮可用于据第一行数值(当前基准值)在管线文件中建点；建新点按钮可用于据第二行数值(新点)新建点，不更新基点；连建点按钮用于据第二行数值新建点，并更新基点；并且，通过图3b可以看出，新点(第二行数值)相对于基点的定位方式为坐标定位，X、Y、Z为坐标值，XY-Angle是XY坐标和Z向之间的角度，具体地，可以沿轴向确定点，Length＝500表示沿轴向斜长500对应点，Length＝X500表示沿X向500对应轴上的点，Length＝Y500表示沿Y向500对应轴上的点，Length＝Z500表示沿X向500对应轴上的点；另外，图3b所示界面中的选轴按钮用于选择参考轴，从而以轴来定位点；选线按钮用于选择三维直线，从而以沿线来定位点；调整Y点按钮用于调整Y段支线的起始点，使其位于主线上，其中，在调整时，可以预先在按钮上面的文本框内输入Y点沿线方向的长度值，之后即可选择Y点作为工作点并且选择作为三维草图线端的主线；坐标值圆整按钮则用于设置工作点的坐标值是否圆整。

图3c示出了线路设计的界面。在线路设计界面中，连管线按钮用于将已有工作点连接为三维草图；移管线按钮用于选择三维管线进行整体平移，例如，X3000表示在X方向上移动3000，Y1000表示在Y方向上移动1000，Z6000表示在Z方向上移动6000；分管线按钮用于将一条线路拆分为两条相连的三维线；合管线按钮选择两条或更多三维线组合为一条三维线；共线按钮用于选择两条相连的三维线段，调整的原则可以是在保证第一条线段的长度不变的情况下进行调整；调整线段按钮用于调整三维草图中的线段，例如，可以调整线段的XYZ坐标值，也可以在线段中插入点；显示数据按钮用于选择三维草图，显示各段数值，并且可以将草图保存为临时文件；调用数据按钮用于调出临时文件数据，在选定的管线文件中新建管线；扫掠简管按钮用于自动扫掠所选择的三维草图，具体地，可以对单支的三维草图进行扫掠；清除简管按钮可用于清除图中所有的扫掠简管。

图3d示出了线段设计界面，其中，选线段按钮用于选择需要调整的三维草图单线；更新线段按钮用于结合第二行输入的XYZ值更新线段；“+”号按钮在选中时则表示第二行XYZ为增量；在更新时，用户可以对更新进行设置，与设置相关的选项主要包括以下三个：段尾移动选项，表示段尾点移动，其余各点不变；末点固定，表示段尾点移动，本段之后各段平移，末点固定；末点浮动，表示段尾点移动，本段之后各段平移，末点移动；调线长按钮用于按沿线长中数据调整本段长度；插入点选项用于在选中的线段上插入新点，其中，沿线长选项表示由输入长度来确定点的位置，XYZ选项则表示根据第二行XYZ确定点的位置，与“+”号无关；删除点按钮用于删除之前插入的新点；回退按钮则用于恢复之前删除的本线段的终点。

图3e示出了管线安装界面，其中，装管线按钮用于实现整个管线的安装；装弯头按钮用于安装单个弯头，弯头通常安装在两条三维直线之间；装直管按钮用于选择两个工作点，在其间安装直管；删全部管用于删除当前文档中的全部管段；删单条管按钮用于删除选中的三维草图中对应的管段；复制管件按钮用于以选定的管路类型、管件类型及相应的参数制作新管件并放置在当前装配图中。

图3f示出了管件调整的界面，其中，三通合并按钮用于将用户首先选定的主管以及之后选定的支管合并为三通段；四通合并按钮用于合并主二支管为四通段，同样需要先选择主管再选择支管，另外，该按钮既可以适用于对称的管路元件，也可适用于非对称的管路元件；末端法兰F按钮用于将支管的末端替换为F法兰；末端套管I按钮用于将支管替换为末端带套管法兰I，套管法兰的形式可以在替换的过程中由操作人员确定，操作人员可以选择取消末端套管I，而选择“末段法兰F”或“末端无法兰”；弯头短管合并按钮用于将弯头与短管合并为一个部件，对于短管可以带有末端套管；节流板按钮用于供操作人员选择直管并在直管的端部加设节流板，通过执行“直管合并”能够取消节流板，而选项“前”用于表示节流板的位置位于前端，其中，以管线延伸的方向为前向；I端调整选项用于更改I管件与插入长度及端角，操作人员可以手动调整并约束管头的方向；加法兰盖按钮用于选择法兰外边，装配法兰盖。

图3g示出了进行ST调整的界面，其中，包括直管拆分、直管合并、三通合并、三通拆分、四通合并等按钮，并且，在该界面中，插入短管按钮用于在XS管路上插入检修段，在选择参数后即可执行插入；加管端堵按钮用于供操作人员选择管的外边并直接安装管端堵，而始端法兰、末端法兰、两端法兰、无法兰等按钮用于对直管(包含变径段)的法兰进行调整。

图3h示出了附件选择的界面，其中，包括安装阀门、清扫管头、快速接头、采样管等按钮，用于在已有管路系统上增加附件。

图3i示出了设置界面，其中，窗体置顶按钮用于控制窗口的所处层面；顶级重合按钮用于使零部件与顶级坐标的重合并进行装配；坐标重合按钮用于使两个零部件的坐标重合并进行装配；装配图调序号按钮用于按浏览器的顺序调整BOM表的序号；更新明细表按钮用于在工程图中按照设定格式更新管件明细表，其中，明细表中的序号与装配图中管件顺序一致，明细表可以手工编辑；明细表-＞Exl按钮用于将工程图中的明细表录入Excel表格，从而实现汇总与后续的报价。

图3j是装配图柱层草图界面的示意图，其中包括柱网文件、X和Y的柱向选择以及各个方向的视图选项。通过该界面，操作人员可以选择并在工程图中显示柱层。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过根据设计需求修改基本管路元件的一个或几个参数，形成一个新件，之后将新件安装到当前的管路中，能够有效降低管路设计的难度，避免操作人员进行手工劳动，提高管路设计的效率。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管路设计的实现方法，其特征在于，包括：

从动态数据库中提取用户选择或管路装配所需的类型的管路元件所对应的文件；

根据用户的指示，对所述管路元件的文件进行改变以调整所述管路元件；

将调整后的所述管路元件的模型设置在模拟的管路系统中。

2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，进一步包括：将调整后的所述管路元件的文件保存至所述动态数据库中。

3.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，调整所述管路元件包括以下至少之一：

对所述管路元件进行拆分；

将所述管路元件与其他管路元件进行合并；

调整所述管路元件的长度；

调整所述管路元件的管径；

调整所述管路元件弯折的角度；

调整所述管路元件上法兰的安装位置、或对所述管路元件增加或删除法兰；

对所述管路元件增加附属部件。

4.根据权利要求3所述的实现方法，其特征在于，所述附属部件包括以下至少之一：

管堵、线端管套、阀门、管接头、节流板。

5.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，所述管路元件的类型包括弯头类型、直管类型、多通管和变径管。

6.一种管路设计的实现装置，其特征在于，包括：

动态数据库模块，用于存储管路元件所对应的文件；

提取模块，用于从所述动态数据库中提取用户选择或管路装配所需的类型的管路元件所对应的文件；

调整模块，用于根据用户的指示，对所述管路元件的文件进行改变以调整所述管路元件；

处理模块，用于将调整后的所述管路元件的模型设置在模拟的管路系统中。

7.根据权利要求6所述的实现装置，其特征在于，所述处理模块还用于将调整后的所述管路元件的文件保存至所述动态数据库中。

8.根据权利要求6所述的实现装置，其特征在于，所述处理模块通过以下方式中的至少之一来调整所述管路元件：

对所述管路元件进行拆分；

将所述管路元件与其他管路元件进行合并；

调整所述管路元件的长度；

调整所述管路元件的管径；

调整所述管路元件弯折的角度；

调整所述管路元件上法兰的安装位置、或对所述管路元件增加或删除法兰；

对所述管路元件增加附属部件。

9.根据权利要求8所述的实现装置，其特征在于，所述附属部件包括以下至少之一：

管堵、线端管套、阀门、管接头、节流板。

10.根据权利要求6所述的实现装置，其特征在于，所述管路元件的类型包括弯头类型、直管类型和多通管。

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