CN102407393B - 一种实现管道快速连头的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现管道快速连头的方法和系统，属于管道施工技术领域。所述方法包括：将管线连头快速切割机安装到管道的一端上；将管道同轴定位器固定安装在另一条管道内；将牵拉钢线的两端分别固定在管道同轴定位器和管线连头快速切割机上；管线连头快速切割机对上述两条管道分别进行切割；将管段放进切割完成的两个平面之间进行对口焊接。所述系统包括管线连头快速切割机、两根待连接固定管道、管道同轴定位器、牵拉钢线和π形环状轨道。本发明通过使用管线连头快速切割机实现了管道连头快速化，取代以往划线、返尺手工切割的形式，从而提高了施工质量及效率，降低了劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及管道施工技术领域，特别涉及一种实现管道快速连头的方法和系统。
背景技术
在长输管道施工过程中，管线连头碰死口作业是一个很重要的施工环节。由于管线敷设的复杂性，很难保证要连头的管线在同一轴线上，因此就造成了管线错口或者存在一定的角度，管线连头的工作就是将管线在规范要求的范围内完整地对接，因此需要在施工时对固定管加工相应角度的斜口，这样才能使管线实现平滑对接。
在目前长输管线施工中，针对这种施工情况还没有比较成熟的技术，往往采用的施工方法是：管工描点划线对切割路径进行测绘，然后应用普通切割设备通过不断调节割炬进行切割，切割后需要工人将粗糙的管口不断打磨、修整，直到达到对口的要求，这种施工形式不仅精度和切割效果很差而且工序比较繁琐影响了施工进度。理想的管道连头切割形式不仅能够保证焊接质量，而且能够提高施工效率，降低劳动强度和节省填充材料，这就对管口切割机具提出了较高要求。
发明内容
为了解决现有管道短接制备工艺精度低、切割效果差及工序繁琐等问题，本发明提供了一种实现管道快速连头的方法，所述方法包括：
将管线连头快速切割机安装到管道的一端上；
将管道同轴定位器固定安装在另一条管道内；
将牵拉钢线的两端分别固定在所述管道同轴定位器和管线连头快速切割机上；
所述管线连头快速切割机对上述两条管道分别进行切割；
将管段放进切割完成的两个平面之间进行对口焊接；
所述管线连头快速切割机由伸缩机构、伸缩杆、锁紧手轮、压板总成、支撑轮、减速齿轮和摩擦驱动轮构成；所述伸缩机构内装有弹簧和四个锥面定位轮，所述锥面定位轮与伸缩杆上的V形导槽相配合，在所述牵拉钢线拉力的作用下作轴向伸缩运动；所述支撑轮卡进π形环状轨道的槽中；所述锁紧手轮上装有螺杆，所述螺杆上套有压簧，所述螺杆插入所述压板总成上的导向槽内同时对所述压簧预紧并由螺母锁死，旋转所述锁紧手轮将所述压板总成抬起或者压下，带动所述摩擦驱动轮与轨道行走面抬起或压紧；所述减速齿轮与摩擦驱动轮安装在驱动轴上；
所述管道同轴定位器由双向梯形螺纹杆、支撑杆、右旋固定环、左旋固定环、涨紧块、拉线连接环和手轮手柄构成；所述右旋固定环、左旋固定环与双向梯形螺纹杆通过右旋梯形螺纹和左旋梯形螺纹配合；所述右旋固定环和左旋固定环上分别开设有槽，所述支撑杆的一端位于所述右旋固定环和左旋固定环的槽中，并通过螺栓分别与所述右旋固定环和左旋固定环连接，作铰链式运动；所述涨紧块底部开设有槽，侧面开设有两个螺栓连接孔，所述支撑杆的另一端与所述涨紧块通过螺栓连接，作铰链式运动；所述手轮手柄与双向梯形螺纹杆通过纵向定位销固定连接；所述手轮手柄的中心镶嵌有可旋转的拉线锁紧装置，所述拉线连接环安装在所述拉线锁紧装置上。
所述将管线连头快速切割机安装到管道的一端上的步骤具体包括：
将π形环片通过连接片固定，组装成为π形环状轨道；
将所述π形环状轨道套进管道的一端，调节调整螺栓使可调驻足固定到所述管道上；
将管线连头快速切割机安装在所述π形环状轨道上。
所述将牵拉钢线的两端分别固定在所述管道同轴定位器和管线连头快速切割机上的步骤具体为：将牵拉钢线的一端固定在所述管道同轴定位器的中心拉线连接环上，另一端与所述管线连头快速切割机割炬的伸缩杆连接并预紧。
本发明还提供了一种实现管道快速连头的系统，所述系统由管线连头快速切割机、两根待连接固定管道、管道同轴定位器、牵拉钢线和π形环状轨道构成；所述π形环状轨道套进管道的一端，且与管道固定连接；所述管线连头快速切割机与所述π形环状轨道滚动连接；所述管道同轴定位器位于另一条管道内部；所述管道同轴定位器通过所述牵拉钢线与所述管线连头快速切割机连接；
所述管线连头快速切割机由伸缩机构、伸缩杆、锁紧手轮、压板总成、支撑轮、减速齿轮和摩擦驱动轮构成；所述伸缩机构内装有弹簧和四个锥面定位轮，所述锥面定位轮与伸缩杆上的V形导槽相配合，在所述牵拉钢线拉力的作用下作轴向伸缩运动；所述支撑轮卡进所述π形环状轨道的槽中；所述锁紧手轮上装有螺杆，所述螺杆上套有压簧，所述螺杆插入所述压板总成上的导向槽内同时对所述压簧预紧并由螺母锁死，旋转所述锁紧手轮将所述压板总成抬起或者压下，带动所述摩擦驱动轮与轨道行走面抬起或压紧；所述减速齿轮与摩擦驱动轮安装在驱动轴上；
所述管道同轴定位器由双向梯形螺纹杆、支撑杆、右旋固定环、左旋固定环、涨紧块、拉线连接环和手轮手柄构成；所述右旋固定环、左旋固定环与双向梯形螺纹杆通过右旋梯形螺纹和左旋梯形螺纹配合；所述右旋固定环和左旋固定环上分别开设有槽，所述支撑杆的一端位于所述右旋固定环和左旋固定环的槽中，并通过螺栓分别与所述右旋固定环和左旋固定环连接，作铰链式运动；所述涨紧块底部开设有槽，侧面开设有两个螺栓连接孔，所述支撑杆的另一端与所述涨紧块通过螺栓连接，作铰链式运动；所述手轮手柄与双向梯形螺纹杆通过纵向定位销固定连接；所述手轮手柄的中心镶嵌有可旋转的拉线锁紧装置，所述拉线连接环安装在所述拉线锁紧装置上。
所述π形环状轨道由π形环片、连接片、可调驻足和调整螺栓构成；所述π形环片通过所述连接片固定；所述π形环片上设置有用于调整固定的可调驻足和调整螺栓。
所述π形环片的数量为2个，每个π形环片上设置有2个可调驻足，每个可调驻足上设置有1个调整螺栓；所述连接片的数量为2个。
所述π形环片的数量为4个，每个π形环片上设置有2个可调驻足，每个可调驻足上设置有1个调整螺栓；所述连接片的数量为4个。
所述右旋固定环和左旋固定环上分别开设有3个彼此相差120°的槽。
本发明通过使用管线连头快速切割机实现了管道连头快速化，取代以往划线、返尺手工切割的形式，从而提高了施工质量及效率，降低了劳动强度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的实现管道快速连头的系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的管线连头快速切割机的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的π形环状轨道的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的管道同轴定位器的结构示意图；
图5是图2所示管线连头快速切割机的内部结构示意图；
图6是本发明实施例提供的实现管道快速连头的几何原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。
如图1所示，本实施例提供了一种实现管道快速连头的系统，该系统由管线连头快速切割机1、两根待连接固定管道、π形环状轨道2、管道同轴定位器3和牵拉钢线4构成。其中，π形环状轨道2套进管道的一端，且与管道固定连接；管线连头快速切割机1与π形环状轨道2滚动连接；管道同轴定位器3位于另一条管道内部；管道同轴定位器3通过牵拉钢线4与管线连头快速切割机1连接。
如图3所示，π形环状轨道2由π形环片11、连接片12、可调驻足13和调整螺栓14构成；其中，π形环片11通过连接片12固定；π形环片11上设置有用于调整固定的可调驻足13和调整螺栓14。本实施例通过4个连接片12将四个π形环片11连接在一起组成一个环形轨道，每个π形环片11上设置有2个可调驻足13，每个可调驻足13上设置有1个调整螺栓14。调节调整螺栓14可以将8个可调驻足13与管道固定。在实际应用中，还可以通过2个连接片12将二个π形环片11连接在一起组成一个环形轨道，每个π形环片11上设置有2个可调驻足13，每个可调驻足13上设置有1个调整螺栓14，同样也可以实现本发明。
如图2和图5所示，管线连头快速切割机1由伸缩机构5、伸缩杆6、锁紧手轮7、压板总成8、支撑轮9、减速齿轮23和摩擦驱动轮22构成。其中，伸缩机构5内装有弹簧和四个锥面定位轮，锥面定位轮与伸缩杆6上的V形导槽相配合，在牵拉钢线4拉力的作用下作轴向伸缩运动；支撑轮9卡进π形环状轨道2的槽中；锁紧手轮7上装有螺杆，螺杆上套有压簧，螺杆插入压板总成8上的导向槽内同时对压簧预紧并由螺母锁死，旋转锁紧手轮7将压板总成8抬起或者压下，带动摩擦驱动轮22与轨道行走面抬起或压紧；减速齿轮23与摩擦驱动轮22安装在驱动轴上，摩擦驱动轮22与减速齿轮23同轴运动，并由电机经减速机输出动力驱动行走。
如图4所示，管道同轴定位器3由双向梯形螺纹杆15、支撑杆16、右旋固定环17、左旋固定环18、涨紧块19、拉线连接环20和手轮手柄21构成。其中，右旋固定环17、左旋固定环18与双向梯形螺纹杆15通过右旋梯形螺纹和左旋梯形螺纹配合，右旋固定环17和左旋固定环18上开设有3个彼此相差120°的槽；支撑杆16的一端位于右旋固定环17和左旋固定环18的槽中，并通过螺栓分别与右旋固定环17和左旋固定环18连接，支撑杆16可以作铰链式运动；涨紧块19的底部也开设有槽，侧面开设有两个螺栓连接孔，支撑杆16的另一端与涨紧块19通过螺栓连接，可以作铰链式运动。手轮手柄21与双向梯形螺纹杆15通过纵向定位销固定连接，当旋转手轮手柄21时右旋固定环17和左旋固定环18带动支撑杆16作相对靠近或远离运动使涨紧块19作伸缩运动，使管道同轴定位器3涨紧在管线内部。手轮手柄21的中心镶嵌有可旋转的拉线锁紧装置，拉线连接环安装在拉线锁紧装置上。
本实施例提供的管道快速连头的系统的理论基础是同轴等距平行原理，即：管道的轴心固定一条长度一定的拉线，拉线另一端在另一条管道的表面绕行一周，绕行轨迹形成一个平面，用同样的方法在第一条管道的表面也形成一个平面，这两个平面相互平行。如图6所示，在两固定管段上分别取轴线上的任意两点A、B，连接A、B点做一条直线3，以这条直线为中垂线，A、B两点为顶点做任意尺寸的圆锥，则两圆锥的底面平行，证明如下：（一）已知直线①为固定管1的轴线，直线②为固定管2的轴线；（二）点A为直线①上的任意一点，点B为直线②上的任意一点；（三）连接A点B点成线段AB；（四）以A为顶点，向固定管2做圆锥②，则线段AB为圆锥②的中垂线，并垂直于圆锥②的底；（五）以B为顶点向固定管1做圆锥①，则线段AB为圆锥①的中垂线，并垂直于圆锥①的底；（六）因为线段AB垂直于圆锥①的底，且垂直于圆锥②的底，所以两个圆锥的底面互相平行。
利用上述实施例提供的实现管道快速连头的系统，本发明实施例还提供了一种实现管道快速连头的方法，该方法具体包括：将4个π形环片11通过4个连接片12固定，组装成为π形环状轨道2；将π形环状轨道2套进管道的一端，调节调整螺栓14使可调驻足13固定到管道上；将管线连头快速切割机1安装到π形环状轨道2上；将管道同轴定位器3置于要连头的另一条管道内，旋转手轮手柄21，使涨紧块19在管道中涨紧；将牵拉钢线4的一端固定在管道同轴定位器3的中心拉线连接环20上，另一端与管线连头快速切割机1割炬的伸缩杆6连接并预紧；启动管线连头快速切割机1，管线连头快速切割机1围绕管道的外表面绕行一周，对管道进行切割；用同样的方法切割要连头的另一条管道，切割完成的两个平面相互平行；将长度合适的管段放进两个平面之间进行对口焊接，连头工作完成。
本发明实施例通过使用管线连头快速切割机实现了管道连头快速化，取代以往划线、返尺手工切割的形式，从而提高了施工质量及效率，降低了劳动强度。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种实现管道快速连头的方法，其特征在于，所述方法包括：
将管线连头快速切割机安装到管道的一端上；
将管道同轴定位器固定安装在另一条管道内；
将牵拉钢线的两端分别固定在所述管道同轴定位器和管线连头快速切割机上；
所述管线连头快速切割机对两条管道分别进行切割；
将管段放进切割完成的两个平面之间进行对口焊接；
所述管线连头快速切割机由伸缩机构、伸缩杆、锁紧手轮、压板总成、支撑轮、减速齿轮和摩擦驱动轮构成；所述伸缩机构内装有弹簧和四个锥面定位轮，所述锥面定位轮与伸缩杆上的V形导槽相配合，在所述牵拉钢线拉力的作用下作轴向伸缩运动；所述支撑轮卡进π形环状轨道的槽中；所述锁紧手轮上装有螺杆，所述螺杆上套有压簧，所述螺杆插入所述压板总成上的导向槽内同时对所述压簧预紧并由螺母锁死，旋转所述锁紧手轮将所述压板总成抬起或者压下，带动所述摩擦驱动轮与轨道行走面抬起或压紧；所述减速齿轮与摩擦驱动轮安装在驱动轴上；
所述管道同轴定位器由双向梯形螺纹杆、支撑杆、右旋固定环、左旋固定环、涨紧块、拉线连接环和手轮手柄构成；所述右旋固定环、左旋固定环与双向梯形螺纹杆通过右旋梯形螺纹和左旋梯形螺纹配合；所述右旋固定环和左旋固定环上分别开设有槽，所述支撑杆的一端位于所述右旋固定环和左旋固定环的槽中，并通过螺栓分别与所述右旋固定环和左旋固定环连接，作铰链式运动；所述涨紧块底部开设有槽，侧面开设有两个螺栓连接孔，所述支撑杆的另一端与所述涨紧块通过螺栓连接，作铰链式运动；所述手轮手柄与双向梯形螺纹杆通过纵向定位销固定连接；所述手轮手柄的中心镶嵌有可旋转的拉线锁紧装置，所述拉线连接环安装在所述拉线锁紧装置上。
2.如权利要求1所述的实现管道快速连头的方法，其特征在于，所述将管线连头快速切割机安装到管道的一端上的步骤具体包括：
将π形环片通过连接片固定，组装成为π形环状轨道；
将所述π形环状轨道套进管道的一端，调节调整螺栓使可调驻足固定到所述管道上；
将管线连头快速切割机安装在所述π形环状轨道上。
3.如权利要求1所述的实现管道快速连头的方法，其特征在于，所述将牵拉钢线的两端分别固定在所述管道同轴定位器和管线连头快速切割机上的步骤具体为：将牵拉钢线的一端固定在所述管道同轴定位器的中心拉线连接环上，另一端与所述管线连头快速切割机割炬的伸缩杆连接并预紧。
4.一种实现管道快速连头的系统，其特征在于，所述系统由管线连头快速切割机、两根待连接固定管道、管道同轴定位器、牵拉钢线和π形环状轨道构成；所述π形环状轨道套进管道的一端，且与管道固定连接；所述管线连头快速切割机与所述π形环状轨道滚动连接；所述管道同轴定位器位于另一条管道内部；所述管道同轴定位器通过所述牵拉钢线与所述管线连头快速切割机连接；
所述管线连头快速切割机由伸缩机构、伸缩杆、锁紧手轮、压板总成、支撑轮、减速齿轮和摩擦驱动轮构成；所述伸缩机构内装有弹簧和四个锥面定位轮，所述锥面定位轮与伸缩杆上的V形导槽相配合，在所述牵拉钢线拉力的作用下作轴向伸缩运动；所述支撑轮卡进所述π形环状轨道的槽中；所述锁紧手轮上装有螺杆，所述螺杆上套有压簧，所述螺杆插入所述压板总成上的导向槽内同时对所述压簧预紧并由螺母锁死，旋转所述锁紧手轮将所述压板总成抬起或者压下，带动所述摩擦驱动轮与轨道行走面抬起或压紧；所述减速齿轮与摩擦驱动轮安装在驱动轴上；
所述管道同轴定位器由双向梯形螺纹杆、支撑杆、右旋固定环、左旋固定环、涨紧块、拉线连接环和手轮手柄构成；所述右旋固定环、左旋固定环与双向梯形螺纹杆通过右旋梯形螺纹和左旋梯形螺纹配合；所述右旋固定环和左旋固定环上分别开设有槽，所述支撑杆的一端位于所述右旋固定环和左旋固定环的槽中，并通过螺栓分别与所述右旋固定环和左旋固定环连接，作铰链式运动；所述涨紧块底部开设有槽，侧面开设有两个螺栓连接孔，所述支撑杆的另一端与所述涨紧块通过螺栓连接，作铰链式运动；所述手轮手柄与双向梯形螺纹杆通过纵向定位销固定连接；所述手轮手柄的中心镶嵌有可旋转的拉线锁紧装置，所述拉线连接环安装在所述拉线锁紧装置上。
5.如权利要求4所述的实现管道快速连头的系统，其特征在于，所述π形环状轨道由π形环片、连接片、可调驻足和调整螺栓构成；所述π形环片通过所述连接片固定；所述π形环片上设置有用于调整固定的可调驻足和调整螺栓。
6.如权利要求5所述的实现管道快速连头的系统，其特征在于，所述π形环片的数量为2个，每个π形环片上设置有2个可调驻足，每个可调驻足上设置有1个调整螺栓；所述连接片的数量为2个。
7.如权利要求5所述的实现管道快速连头的系统，其特征在于，所述π形环片的数量为4个，每个π形环片上设置有2个可调驻足，每个可调驻足上设置有1个调整螺栓；所述连接片的数量为4个。
8.如权利要求4所述的实现管道快速连头的系统，其特征在于，所述右旋固定环和左旋固定环上分别开设有3个彼此相差120°的槽。
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