CN104875016B - 一种3pe防腐层去除及管道坡口连续作业机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道加工技术领域，尤其涉及一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，由设置于环向行走设备上的防腐层去除执行模块、切割模块和粉尘收集模块组成，可以实现施工现场3PE管道防腐层的去除与管道坡口的切割连续化作业，以解决3PE防腐钢管施工时效率低下问题，同时具有代替人工、设备便携、快速安装、快速切换，一机两用、安全环保等诸多优点。

Description

一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机

技术领域

本发明涉及管道加工技术领域，尤其涉及一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机。

背景技术

三层结构的聚乙烯(3PE)防腐涂层以其良好的抗腐蚀性、抗水气渗透性以及力学性能等，在石油管道行业得到了广泛应用。3PE防腐一般由3层结构组成：第一层环氧粉末(FBE>100um)、第二层胶粘剂(AD)170～250um、第三层聚乙烯(PE)2.5～3.7mm，实际操作中将三种材料混合融为一体，经过加工使之与钢管牢固结合形成优良的防腐层。其加工方式一般分缠绕式和圆模包覆式两种。3PE防腐涂层综合了环氧树脂和聚乙烯材料的高抗渗性、机械性能高等特点。到目前为止是全球公认的使用效果最好、性能最佳的管道防腐涂层，从而被应用在诸多的工程当中。

一种3PE防腐钢管，其适用于煤矿井下供排水、井下喷浆、正负压通风、抽放瓦斯、消防洒水等管网；热电厂工艺用水废渣、回水输送管道；对于防喷淋、洒水系统的给水管路具有卓越的适用性；电力、通讯、高速公路等电缆保护套管，也适用高层建筑给水、热网供热、自来水工程、燃气输送、埋地输水等管道；石油输送管道、化工制药、印染等行业输送腐蚀性介质的工艺管道；污水处理排放管、污水管以及生物池防腐工程；农业灌溉用管、深井管、排水管等网路等等用途。

然而，在3PE防腐钢管施工过程中，经常会遇到切割、焊接等施工要求，在切割之前必须要清除其表面的3PE防腐层。一般在没有设备的情况下，都采用人工火烤、刀割的办法，工作效率极低。有些防腐层去除装置，设备笨重，安装非常不便，去除效率也很低，没有切割功能导致去除完防腐层后的切割工作不能连续进行，这些均是本领域技术人员所不期望见到的。

因此，提供一种新型的清除3PE防腐层且具有切割功能的作业机成为本领域技术人员致力于研究的方向。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，该3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机不仅实现了去除防腐层和管道坡口切割功能的结合，同时设置有粉末收集装置，具有环保卫生，携带方便，适应性较广等优势。

一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其中，应用于管道加工工艺中，包括：

设置于环向行走设备上的防腐层去除执行模块、切割模块和粉尘收集模块；

所述防腐层去除执行模块包括有去除执行动力单元、升降驱动器、背部导向器、顶部导向器以及顶部主动调节导向器，所述去除执行动力单元通过所述升降驱动器、所述背部导向器、所述顶部导向器以及所述顶部主动调节导向器安装于所述环向行走设备上，且所述去除执行动力单元通过所述升降驱动器实现上下调节以及通过所述背部导向器、所述顶部导向器和所述顶部主动调节导向器实现左右调节；

所述切割模块与所述防腐层去除执行模块切换安装于所述环向行走设备上；

所述粉尘收集模块包括粉尘收集系统、粉尘过滤腔、粉尘收集口和气管，所述粉尘收集口通过所述气管连接所述粉尘过滤腔，以通过所述粉尘收集系统进行收集所述防腐层去除执行模块或所述切割模块作用于所述管道产生的粉尘。

较佳的，上述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其中，所述去除执行动力单元包括底板、后轴承座、碳刷座、减速机、定子座、电机定子、电机转子、碳刷、钢丝刷以及钢丝刷罩。

较佳的，上述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其中，

所述底板的右端安装有所述后轴承座；

所述后轴承座左边，底板之上安装有所述碳刷座，所述碳刷座的前后分别装有所述碳刷；

所述碳刷座左边，底板之上安装有所述定子座；

所述底板的左端安装有所述减速机，所述电机定子安装在定子座中间，所述电机转子穿过所述后轴承座、碳刷座、电机定子插入减速机。

较佳的，上述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其中，

所述减速机的出轴上安装所述钢丝刷，所述钢丝刷外围设有所述钢丝刷罩，所述钢丝刷罩固定连接所述减速机。

较佳的，上述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其中，

所述定子座上安装有一内导轨组和一电机固定板；

所述内导轨组上固定有一内板；

所述电机固定板和所述内板之间设置有一弹簧；

其中，当所述钢丝刷经过焊缝时，所述钢丝刷受到向上作用力，进而传送至所述弹簧上，以使所述弹簧压缩，驱动所述去除执行动力单元上移，避免焊缝过载。

较佳的，上述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其中，所述升降驱动器包括蜗杆传动结构以及与所述蜗杆传动结构啮合传动的斜齿轮；

其中，所述斜齿轮还通过一齿条连接所述去除执行动力单元；通过转动所述蜗杆传动结构以带动所述斜齿轮旋转，所述斜齿轮旋转带动所述齿条上下移动，所述齿条上下移动实现所述去除执行动力单元上下调节。

较佳的，上述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其中，还包括急停开关；

所述急停开关用于紧急控制所述防腐层去除和管道坡口连续作业机的关闭。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明公开了一种防腐层去除和管道坡口连续作业机，可以实现施工现场3PE管道防腐层的去除与管道坡口的切割连续化作业，以解决3PE防腐钢管施工时效率低下问题，同时具有代替人工、设备便携、快速安装、快速切换，一机两用、安全环保等诸多优点。

具体附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分，同时也可以未按照比例绘制附图，其重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明中3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机的结构示意图；

图2是发明中防腐层去除执行模块的结构示意图；

图3是本发明中防腐层去除执行模块的正视图；

图4是本发明中防腐层去除执行模块的左视图；

图5是本发明中粉尘收集口的剖视图；

图6是本发明中防腐层去除执行模块的内部结构示意图；

图7是本发明中去除执行动力单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

为解决现有技术中的防腐层去除装置，设备笨重，安装非常不便，去除效率也很低，没有切割功能导致去除完防腐层后的切割工作不能连续进行等诸多缺陷，本发明提供了一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，具体的如图1～图7所示。

该3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机主要由设置于环向行走设备1上的防腐层去除执行模块2、切割模块和粉尘收集模块构成，如图1所示，在被加工的3PE管道3上具有一层防腐层31，去除执行模块2主要作用于该防腐层31。

该环向行走设备1具有通用的大齿条棒11，可以将防腐层去除执行模块2或者切割模块安装于之上。一般在管道施工的时候，首先将防腐层去除执行模块2安装于环向行走设备1上，利用防腐层去除执行模块2将管道表面防腐层31去除，露出管道基体；然后将切割模块安装于环向行走设备上，将管道切开(具有切割模块与防腐层去除执行模块可以切换的安装于环向行走设备上的特征)。执行装置的切换比较方便，所以可以对管道作业进行连续加工，而不需要整体拆装设备，节省时间。

切割模块一般采用火焰切割、等离子切割、水刀，属于通用工具，在此不予赘述。

总体上，防腐层去除执行模块包括有去除执行动力单元200、升降驱动器211、背部导向器216、顶部导向器以及顶部主动调节导向器218，去除执行动力单元200通过升降驱动器211、背部导向器216、顶部导向器217以及顶部主动调节导向器218安装于环向行走设备上，且去除执行动力单元200通过升降驱动器211实现上下调节以及通过背部导向器216、顶部导向器和顶部主动调节导向器218实现左右调节，以进行对防腐层作用。另外粉尘收集模块包括粉尘收集系统212、粉尘过滤腔213、粉尘收集口214和气管215，粉尘收集口214通过气管215连接粉尘过滤腔213，以通过粉尘收集系统212进行收集防腐层去除执行模块或切割模块作用于防腐层产生的粉尘，进一步的完成整个加工过程。

下面就去除执行模块2和粉尘收集模块的结构进行详细的说明，如图2～图7所示。

防腐层去除执行模块内部结构基于外壳201安装，外壳201总体上可以认为是一个长方体结构，具有前后左右上下6个面(基于正视图看到的是前面理解)。在外壳右面上安装有右导轨组202，右导轨组202的滑块与去除执行动力单元200的后轴承座20002固定。

其中，该去除执行动力单元200包括底板20001、后轴承座20002、碳刷座20003、减速机20004、定子座20005、电机定子20006、电机转子20007、碳刷20008、钢丝刷20009以及钢丝刷罩20010。

具体的，该底板20001的右端安装有后轴承座20002，后轴承座20002左边，底板20001之上安装有碳刷座20003，碳刷座左边，底板20001之上安装有定子座20005，底板的最左端安装有减速机20004。电机定子20006安装在定子座20005中间，电机转子20007穿过后轴承座20002、碳刷座20003、电机定子插入减速机20004。碳刷座20003的前后分别装有碳刷20008，碳刷与电机转子20007的铜环部分接触。减速机20004可以降电机转速降到需要的转速，并增大输出扭矩，减速机20004的出轴上安装有钢丝刷20009，钢丝刷20009的外围有钢丝刷罩20010，钢丝刷罩20010与减速机20004固定。钢丝刷具有圆柱体结构，中心有孔可以与减速机20004出轴配合，圆柱体的圆周表面分布有一定密度的钢丝，工作的时候钢丝直接与3PE防腐层高速接触，3PE防腐层被钢丝破坏飞离基体。

进一步的，在外壳201的前面和后面上安装有前后导轨组203，前后导轨组203的滑块与内板205固定。内导轨组204的滑块与内板固定，内导轨组204安装于去除执行动力单元200的定子座20005，前后各安装一个。定子座20005顶部安装有电机固定板206，电机固定板206具有门形结构，门形结构的顶部有通孔，螺栓207由下而上穿过电机固定板206穿过内板205顶部的通孔，并用螺母208旋住，螺栓207上，内板205与电机固定板206之间，有一个弹簧209。弹簧209在正常情况下，已处于压缩状态，当在去除管道防腐层的过程中，钢丝刷20009经过焊缝时，钢丝刷会受到向上的作用力，作用力会传递到弹簧209处，弹簧会压缩，去除执行动力单元200会整体向上移动，这会避免设备在经过焊缝的时候产生过载。所有的导轨结构都会让去除执行动力单元200在设计的上下导轨上移动，不会产生严重变形及偏离。

在内板205的前面安装有一根齿条210，而在外壳201的前面装有升降驱动器211，升降驱动器211中的斜齿轮会和齿条210产生啮合并传动。升降驱动器211内部具有斜齿轮、蜗杆传动结构，通过转动蜗杆，可以让斜齿轮旋转，斜齿轮旋转可以带动齿条上下移动，齿条210上下移动就实现了带动去除执行动力单元200上下移动，也就实现了径向进给。升降驱动器211的斜齿轮、蜗杆传动具有自锁能力，去除执行动力单元200的自重产生反向移动。

进一步的，背部导向器216安装于外壳201后面，顶部导向器217和顶部主动调节导向器218安装于外壳201的上面，背部导向器、顶部导向器217、顶部主动调节导向器218共同作用，可以使去除执行动力单元200安装于换向行走设备上，并可以调节左右移动，实现管道防腐层去除区域的左右调节。

外壳201的前面设有碳刷更换窗盖219，打开碳刷更换窗盖219可以看到内部碳刷20008，当工作一定周期后，碳刷磨损殆尽，需要更换。在外壳201的前面上还设置有启停开关221，作为工作电机的启动与关闭用，在外壳的上面，安装有急停开关220，当发生紧急状况的时候可以按下急停开关让该作业机停止。

当防腐层去除执行模块作用于防腐层时。对于传统设备中，管道防腐层会被钢丝刷20009打成极细的粉末，在没有任何防护措施的情况下，粉末会随风飘动，严重污染现场环境，而且粉末很容易飘进设备内部，导致设备提前磨损老化，粉末也会影响现场操作人员的身体健康。

基于该缺陷，在外壳201后面安装有粉尘收集系统212，在外壳201左面安装有粉尘过滤腔213，在去除执行动力单元200的钢丝刷罩20010后侧，安装有粉末收集口，粉末收集口与粉尘过滤腔213用气管215连接。

其工作过程：粉尘收集系统212产生强大的吸附力，让粉尘通过粉尘收集口214进入气管215，然后进入到粉尘过滤腔213过滤沉积。粉尘收集口214具有空气动力学优化曲面结构，气体进入粉尘收集口214后，会产生沿曲面的旋动，最终更利于向气管215通路方向输送，同样对于切割模块作用管道产生的粉尘同样适用。

因此该防腐层去除和管道坡口连续作业机具有：

1、设备极其便携，两人安装，不需机械安装作业；

2、切割模块与防腐层去除执行模块分别独立，2分钟切换；

3、带有强力粉尘收集装置，环保卫生；

4、卸下防腐层去除执行模块，安装上切割模块具即可实现坡口切割；

5、采用轨道加链条传动结构，适用管径范围非常广，绕管行走精度高等改善优势。

综上所述，本发明公开了一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，可以实现施工现场3PE管道防腐层的去除与管道坡口的切割连续化作业，以解决3PE防腐钢管施工时效率低下问题，同时具有代替人工、设备便携、快速安装、快速切换，一机两用、安全环保等诸多优点。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.一种3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其特征在于，应用于管道加工工艺中，包括：

设置于环向行走设备上的防腐层去除执行模块、切割模块和粉尘收集模块；

所述防腐层去除执行模块包括有去除执行动力单元、升降驱动器、背部导向器、顶部导向器以及顶部主动调节导向器，所述去除执行动力单元通过所述升降驱动器、所述背部导向器、所述顶部导向器以及所述顶部主动调节导向器安装于所述环向行走设备上，且所述去除执行动力单元通过所述升降驱动器实现上下调节以及通过所述背部导向器、所述顶部导向器和所述顶部主动调节导向器实现左右调节；

所述切割模块与所述防腐层去除执行模块切换安装于所述环向行走设备上；

所述粉尘收集模块包括粉尘收集系统、粉尘过滤腔、粉尘收集口和气管，所述粉尘收集口通过所述气管连接所述粉尘过滤腔，以通过所述粉尘收集系统进行收集所述防腐层去除执行模块或所述切割模块作用于所述管道产生的粉尘；

所述去除执行动力单元包括底板、后轴承座、碳刷座、减速机、定子座、电机定子、电机转子、碳刷、钢丝刷以及钢丝刷罩；所述底板的右端安装有所述后轴承座；所述后轴承座左边，底板之上安装有所述碳刷座，所述碳刷座的前后分别装有所述碳刷；所述碳刷座左边，底板之上安装有所述定子座；所述底板的左端安装有所述减速机，所述电机定子安装在定子座中间，所述电机转子穿过所述后轴承座、碳刷座、电机定子插入减速机；

所述减速机的出轴上安装所述钢丝刷，所述钢丝刷外围设有所述钢丝刷罩，所述钢丝刷罩固定连接所述减速机；所述定子座上安装有一内导轨组和一电机固定板；所述内导轨组上固定有一内板；所述电机固定板和所述内板之间设置有一弹簧；其中，当所述钢丝刷经过焊缝时，所述钢丝刷受到向上作用力，进而传送至所述弹簧上，以使所述弹簧压缩，驱动所述去除执行动力单元上移，避免焊缝过载。

2.如权利要求1所述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其特征在于，所述升降驱动器包括蜗杆传动结构以及与所述蜗杆传动结构啮合传动的斜齿轮；

其中，所述斜齿轮还通过一齿条连接所述去除执行动力单元；通过转动所述蜗杆传动结构以带动所述斜齿轮旋转，所述斜齿轮旋转带动所述齿条上下移动，所述齿条上下移动实现所述去除执行动力单元上下调节。

3.如权利要求1所述的3PE防腐层去除及管道坡口连续作业机，其特征在于，还包括急停开关；

所述急停开关用于紧急控制所述防腐层去除和管道坡口连续作业机的关闭。