CN105537844A - 一种管道内对口机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种管道内对口机，包括对口机构，其包括第一机体及设置于所述第一机体的第一胀紧机构；行走机构，其包括第二机体及设置于所述第二机体的第二胀紧机构；伸缩机构，其连接于所述对口机构、行走机构之间，用于在所述第一、二胀紧机构彼此交替胀紧于管道内壁的时间间歇间驱动所述对口机构相对于所述行走机构沿该管道轴向移动或驱动所述行走机构相对于所述对口机构沿该管道轴向移动。它能够通过所有坡道（坡度为0°～90°）管线，特别是能通过较大坡道（坡度≥30°）管线，能够显著提高管道焊接对口的效率。

Description

一种管道内对口机
技术领域
本发明涉及管道对口焊接时的对口装置，具体涉及管道内对口机。
背景技术
管道建设施工中，管子的对口焊接就是把布好的管子一根根的通过管-管环焊缝组合焊接起来。焊接前，两待焊管必须进行管口组对，使所对接管口达到相关规范要求的圆度、错边量及对口间隙。这部分工作在管线建设中占有重要地位。管道对口机构是管道施工中实现实时快速、准确的管口组对，为管道焊接提供技术保证的一种专业设备；在国内外长距离输送管线建设中，内对口机构已成为施工中必不可少的设备。
目前在国际国内油气长输管线现场焊接使用的对口机构为半自动对口机，该对口机为整体式手动拉杆控制结构，行走方式为依靠重力转变为摩擦力的轮式行走方式。受体积限制，该对口机只能在直管段使用，不能通过管线5D弯头；受行走方式限制，该对口机不能通过较大坡道（坡度≥30°）管线；使管线安装时的焊接对口效率较低。
为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能够通过较大坡道管线的管道内对口机。
为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案。
一种管道内对口机，包括：
对口机构，其包括第一机体及设置于所述第一机体的第一胀紧机构；
行走机构，其包括第二机体及设置于所述第二机体的第二胀紧机构；以及
伸缩机构，其连接于所述对口机构、行走机构之间，用于在所述第一、二胀紧机构彼此交替胀紧于管道内壁的时间间歇间驱动所述对口机构相对于所述行走机构沿该管道轴向移动或驱动所述行走机构相对于所述对口机构沿该管道轴向移动。
所述第一胀紧机构包括设置于所述第一机体轴线的由驱动装置驱动绕该第一机体轴线旋转的第一凸轮、固定于所述第一机体的具有沿该第一机体由内向外方向贯穿的第一导向孔的第一导向件及套装于所述第一导向孔并能沿该第一导向孔轴向往复移动的第一支撑杆，其中，该第一支撑杆的一端面抵接于所述第一凸轮的曲面并滑动配合，该第一支撑杆的另一端伸出所述第一导向孔；或者所述第一胀紧机构为液压缸，其活塞杆沿该第一机体由内向外方向延伸；或者所述第一胀紧机构包括设置于所述第一机体轴线的由驱动装置驱动绕该第一机体轴线往复旋转的第一转轮、固定于所述第一机体的具有沿该第一机体由内向外方向贯穿的第一导向孔的第一导向件、套装于所述第一导向孔并能沿该第一导向孔轴向往复移动的第一支撑杆及一端与所述第一转轮铰接另一端与所述第一支撑杆铰接的第一连杆；或者所述第一胀紧机构包括设置于所述第一机体轴线的由驱动装置驱动沿该第一机体轴线往复移动的第一推力盘、固定于所述第一机体的具有沿该第一机体由内向外方向贯穿的第一导向孔的第一导向件、套装于所述第一导向孔并能沿该第一导向孔轴向往复移动的第一支撑杆及一端与所述第一推力盘铰接另一端与所述第一支撑杆铰接的第一推力杆。
所述第一导向件与所述第一支撑杆一一对应分成多组，沿所述第一机体周向均布；所述液压缸沿所述第一机体周向均布。
所述第二胀紧机构包括设置于所述第二机体轴线的由驱动装置驱动绕该第二机体轴线旋转的第二凸轮、固定于所述第二机体的具有沿该第二机体由内向外方向贯穿的第二导向孔的第二导向件及套装于所述第二导向孔并能沿该第二导向孔轴向往复移动的第二支撑杆，其中，该第二支撑杆的一端面抵接于所述第二凸轮的曲面并滑动配合，该第二支撑杆的另一端伸出所述第二导向孔；或者所述第二胀紧机构为液压缸，其活塞杆沿该第二机体由内向外方向延伸；或者所述第二胀紧机构包括设置于所述第二机体轴线的由驱动装置驱动绕该第二机体轴线往复旋转的第二转轮、固定于所述第二机体的具有沿该第二机体由内向外方向贯穿的第二导向孔的第二导向件、套装于所述第二导向孔并能沿该第二导向孔轴向往复移动的第二支撑杆及一端与所述第二转轮铰接另一端与所述第二支撑杆铰接的第二连杆；或者所述第二胀紧机构包括设置于所述第二机体轴线的由驱动装置驱动沿该第二机体轴线往复移动的第二推力盘、固定于所述第二机体的具有沿该第二机体由内向外方向贯穿的第二导向孔的第二导向件、套装于所述第二导向孔并能沿该第二导向孔轴向往复移动的第二支撑杆及一端与所述第二推力盘铰接另一端与所述第二支撑杆铰接的第二推力杆。
所述第二导向件与所述第二支撑杆一一对应分成多组，沿所述第二机体周向均布；所述液压缸沿所述第二机体周向均布。
还包括设置于所述第一机体外周的并能够在管道内壁沿该管道轴向滚动的第一滚动件。
所述第一滚动件为滚轮。
还包括设置于所述第二机体外周的并能够在管道内壁沿该管道轴向滚动的第二滚动件。
所述第二滚动件为滚轮。
所述伸缩机构分别与所述对口机构、行走机构铰接连接。
所述伸缩机构为电动推杆或电液推杆。
本发明具有下述有益技术效果。
本发明通过第一、二胀紧机构彼此交替胀开或收缩，胀开时对管壁施加足够大的摩擦力胀紧于管道内壁，以使整个系统能固定在管道内。在第一、二胀紧机构彼此交替胀紧于管道内壁的时间间歇间，伸缩机构的伸出或回缩并以被固定于在管道内的行走机构或对口机构为着力点，使对口机构或行走机构彼此间相对于对方间断性被拖动或被推动运动从而使整个系统在管道内沿该管道轴向向前或向后移动。其能够通过所有坡道（坡度为0°～90°）管线，特别是能通过较大坡道（坡度≥30°）管线。
进一步的，通过对本发明的长度调整，以及对口机构、行走机构均分别与伸缩机构铰接，使两者均可通过管线5D弯头内孔，即可实现整个系统顺利通过管线5D弯头，从而达到通过全线路管线的目的。
通过上述技术手段，能够显著提高管道焊接对口的效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1A向视图。
图3为图1B向视图。
图4为本发明的第一、二胀紧机构的其中一种结构的实施例。
图5为本发明的第一、二胀紧机构的其中另一种结构的实施例。
图6为本发明的第一、二胀紧机构的其中再一种结构的实施例。
具体实施方式
为能详细说明本发明的技术特征及功效，并可依照本说明书的内容来实现，下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明。
图1示意性示出本发明众多实施例中的一种管道内对口机的实施例。该管道内对口机包括对口机构1、伸缩机构2及行走机构3。
对口机构1包括第一机体11、设置于第一机体11周向的并能够在管道（图中未示出）内壁沿该管道轴向滚动的第一滚动件12及设置于第一机体11的第一胀紧机构13。
本实施例中，第一机体11采用框架式结构，可以理解的是，还可以采用其他适当方式，例如一体式的圆筒结构，等等。
第一滚动件12能够减小对口机构1在移动时与管道内壁之间的摩擦力。
第一滚动件1可以采用但不限于滚轮。根据图1及图2的呈现，多个滚轮在第一机体11周向上被分成四组，每组中的滚轮不少于3个较佳，并沿第一机体11外周周向均布更佳。
一并参见图2，第一胀紧机构13包括第一凸轮131、第一导向件132及第一支撑杆133。第一凸轮131、第一导向件132及第一支撑杆133构成凸轮机构。
具体的，第一凸轮131设置于第一机体11轴线，由驱动装置（图中未示出）绕该第一机体11轴线旋转。该驱动装置可以采用电机、液压缸等。例如，采用液压缸时，如图5所呈现的结构，液压缸缸体可转位固定，液压杆销接在凸轮平面上，以液压杆的伸缩驱动第一凸轮131局部角度旋转亦可。
第一导向件132固定于第一机体11。第一导向件132可以是但不限于筒状结构，其内孔为通孔，形成第一导向孔，该第一导向孔的轴线沿第一机体11由内向外方向延伸。较佳的，该第一导向孔的轴线沿第一机体11径向方向延伸，即第一导向孔为沿第一机体11径向方向贯穿的通孔。
第一支撑杆133呈条状，其套装于第一导向件132的第一导向孔内，并能沿该第一导向孔轴向往复移动。第一支撑杆133与该第一导向孔滑动配合较佳。第一支撑杆133的一端面抵接于第一凸轮131的曲面并滑动配合，第一支撑杆133的另一端伸出第一导向件132的第一导向孔。
工作时，第一凸轮131的旋转使第一支撑杆133第一导向孔轴向往复移动，第一支撑杆133沿第一导向孔轴向向第一机体11外周方向移动即胀开时，第一支撑杆133与第一凸轮131相对的那端端面抵紧管道内壁且端面与相内壁间的产生足够大的摩擦力，以使整个系统能固定在管道内。第一凸轮131的旋转接着同向再旋转，第一支撑杆133沿第一导向孔轴向向第一机体11内移动实现收缩，从而解除与管道固定。
由此可见，第一胀紧机构13通过第一支撑杆133沿第一导向孔轴向向第一机体11外周方向移动实现与管道内壁胀紧，第一支撑杆133沿第一导向孔轴向向第一机体11内移动实现收缩，如此往复，交替实现胀紧、收缩。
第一胀紧机构13除上述结构外，还可以采用诸如液压缸，其活塞杆沿第一机体11由内向外方向延伸，较佳的，其活塞杆沿第一机体11径向向外延伸。液压缸沿第一机体11周向均布较佳。
行走机构3包括第二机体31、第二滚动件32及第二胀紧机构33。第二滚动件32设置于第二机体31周向，并能够在管道（图中未示出）内壁沿该管道轴向滚动。第二胀紧机构33设置于第二机体31。
本实施例中，第二机体31采用框架式结构，可以理解的是，还可以采用其他方式，例如一体式的圆筒结构，等等。
第二滚动件32能够减小行走机构3在移动时与管道内壁之间的摩擦力。
第二滚动件32可以采用但不限于滚轮。根据图1及图3的呈现，多个滚轮在第二机体11周向上被分成两组，每组中的滚轮不少于3个较佳，并沿第二机体31外周周向均布更佳。
一并参见图3，第二胀紧机构33包括第二凸轮331、第二导向件332及第二支撑杆333。第二凸轮331、第二导向件332及第二支撑杆333构成凸轮机构。
具体的，第二凸轮331设置于第二机体31轴线，由驱动装置（图中未示出）绕第二机体31轴线旋转。该驱动装置可以采用电机、液压缸等。
第二导向件332固定于第一机体31。第二导向件332可以是但不限于筒状结构，其内孔为通孔，形成第二导向孔，该第二导向孔的轴线沿第二机体31由内向外方向延伸。较佳的，该第二导向孔的轴线沿第二机体31径向方向延伸，即第二导向孔为沿第二机体31径向方向贯穿的通孔。
第二支撑杆333呈条状，其套装于第二导向件332的第二导向孔内，并能沿该第二导向孔轴向往复移动。第二支撑杆333与该第二导向孔滑动配合较佳。第二支撑杆333的一端面抵接于第二凸轮331的曲面并滑动配合，第二支撑杆333的另一端伸出第二导向件332的第二导向孔。
第二胀紧机构33的工作原理与第一胀紧机构13的工作原理相同。
第二胀紧机构33除上述结构外，还可以采用诸如液压缸，其活塞杆沿第二机体33由内向外方向延伸，较佳的，其活塞杆沿第二机体33径向向外延伸。液压缸沿第二机体33周向均布较佳。
伸缩机构2用于驱动对口机构1相对于行走机构3沿管道轴向移动或驱动行走机构3相对于对口机构1沿管道轴向移动。
参见图1、图2及图3，伸缩机构2为电动推杆或电液推杆。电动推杆或电液推杆包括外壳21及推杆22。
外壳21与连接座5销接，连接座5与行走机构3的第二机体31固定连接，从而实现外壳21与行走机构3销接。推杆22的一端与连接座4销接，连接座4与对口机构1的第一机体11固定连接，从而实现推杆22与对口机构1销接。从而实现伸缩机构2分别与对口机构1、行走机构3铰接连接。
整机工作时，例如，第二胀紧机构33胀紧于管道内壁时，第一胀紧机构13收缩松开（即第一胀紧机构13不胀紧于管道内壁），然后伸缩机构2的推杆22沿外壳21轴向向对口机构1的方向伸出，由于第二胀紧机构33胀紧，行走机构3固定于管道内壁，外壳21给予推杆22反作用力，推动对口机构1沿管道轴向向与行走机构3相对的方向移动。
推杆22移动到极限位置时，第一胀紧机构13接着胀紧于管道内壁，第二胀紧机构33收缩释放行走机构3，然后伸缩机构2的推杆22向外壳21内收缩，由于第一胀紧机构13胀紧，对口机构1固定于管道内壁，推杆22给予外壳21向对口机构1方向的作用力，从而拖动行走机构3沿管道轴向向对口机构1方向靠近。至此，实现整机一个移动周期的动作。如此往复，第一、二胀紧机构13、33彼此交替胀紧于管道内壁，在伸缩机构2配合动作下，使对口机构或行走机彼此相对于对方被拖动或被推动间断性移动，从而使整个系统在管道内沿该管道轴向向前或向后移动。
在众多的实施例中，第一导向件132与第一支撑杆133一一对应分成多组，沿第一机体11周向均布较佳。
在众多的实施例中，第二导向件332与第二支撑杆33一一对应分成多组，沿第二机体31周向均布较佳。
在众多的实施例中，推杆22动力伸缩方式为液压、螺杆或气压传动。
图4示出了第一、二胀紧机构13、33的再一种实施例。这种结构的胀紧机构包括设置于相应机体（图中未示出）轴线的由驱动装置139驱动绕该机体轴线往复旋转的转轮135、固定于该机体的具有沿该机体由内向外方向贯穿的导向孔的导向件136、套装于该导向孔并能沿该导向孔轴向往复移动的支撑杆137及一端与该转轮135铰接另一端与该支撑杆137铰接的连杆138，从而构成平面连杆机构中的摆动导杆机构。导向件136、支撑杆137及连杆138一一对应成组，具有三组或三组以上，沿相应机体周向均布较佳。
图6示出了第一、二胀紧机构13、33的再再一种实施例。这种结构的胀紧机构包括设置于机体（图中未示出）轴线的由驱动装置（图中未示出）驱动沿机体轴线往复移动的推力盘13-1、固定于机体的具有沿该机体由内向外方向贯穿的导向孔的导向件13-2、套装于导向孔并能沿该导向孔轴向往复移动的支撑杆13-3及一端与推力盘铰接另一端与支撑杆铰接的推力杆13-4。推力盘13-1沿机体轴线往复移动，通过推力杆13-4带动支撑杆13-3沿该导向孔轴向往复移动，从而实现胀紧或释放胀紧。
需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。
上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道内对口机，其特征在于，包括：
对口机构，其包括第一机体及设置于所述第一机体的第一胀紧机构；
行走机构，其包括第二机体及设置于所述第二机体的第二胀紧机构；以及
伸缩机构，其连接于所述对口机构、行走机构之间，用于在所述第一、二胀紧机构彼此交替胀紧于管道内壁的时间间歇间驱动所述对口机构相对于所述行走机构沿该管道轴向移动或驱动所述行走机构相对于所述对口机构沿该管道轴向移动。
2.根据权利要求1所述的管道内对口机，其特征在于，所述第一胀紧机构包括设置于所述第一机体轴线的由驱动装置驱动绕该第一机体轴线旋转的第一凸轮、固定于所述第一机体的具有沿该第一机体由内向外方向贯穿的第一导向孔的第一导向件及套装于所述第一导向孔并能沿该第一导向孔轴向往复移动的第一支撑杆，其中，该第一支撑杆的一端面抵接于所述第一凸轮的曲面并滑动配合，该第一支撑杆的另一端伸出所述第一导向孔；或者所述第一胀紧机构为液压缸，其活塞杆沿该第一机体由内向外方向延伸；或者所述第一胀紧机构包括设置于所述第一机体轴线的由驱动装置驱动绕该第一机体轴线往复旋转的第一转轮、固定于所述第一机体的具有沿该第一机体由内向外方向贯穿的第一导向孔的第一导向件、套装于所述第一导向孔并能沿该第一导向孔轴向往复移动的第一支撑杆及一端与所述第一转轮铰接另一端与所述第一支撑杆铰接的第一连杆；或者所述第一胀紧机构包括设置于所述第一机体轴线的由驱动装置驱动沿该第一机体轴线往复移动的第一推力盘、固定于所述第一机体的具有沿该第一机体由内向外方向贯穿的第一导向孔的第一导向件、套装于所述第一导向孔并能沿该第一导向孔轴向往复移动的第一支撑杆及一端与所述第一推力盘铰接另一端与所述第一支撑杆铰接的第一推力杆。
3.根据权利要求2所述的管道内对口机，其特征在于，所述第一导向件与所述第一支撑杆一一对应分成多组，沿所述第一机体周向均布；所述液压缸沿所述第一机体周向均布。
4.根据权利要求1所述的管道内对口机，其特征在于，所述第二胀紧机构包括设置于所述第二机体轴线的由驱动装置驱动绕该第二机体轴线旋转的第二凸轮、固定于所述第二机体的具有沿该第二机体由内向外方向贯穿的第二导向孔的第二导向件及套装于所述第二导向孔并能沿该第二导向孔轴向往复移动的第二支撑杆，其中，该第二支撑杆的一端面抵接于所述第二凸轮的曲面并滑动配合，该第二支撑杆的另一端伸出所述第二导向孔；或者所述第二胀紧机构为液压缸，其活塞杆沿该第二机体由内向外方向延伸；或者所述第二胀紧机构包括设置于所述第二机体轴线的由驱动装置驱动绕该第二机体轴线往复旋转的第二转轮、固定于所述第二机体的具有沿该第二机体由内向外方向贯穿的第二导向孔的第二导向件、套装于所述第二导向孔并能沿该第二导向孔轴向往复移动的第二支撑杆及一端与所述第二转轮铰接另一端与所述第二支撑杆铰接的第二连杆；或者所述第二胀紧机构包括设置于所述第二机体轴线的由驱动装置驱动沿该第二机体轴线往复移动的第二推力盘、固定于所述第二机体的具有沿该第二机体由内向外方向贯穿的第二导向孔的第二导向件、套装于所述第二导向孔并能沿该第二导向孔轴向往复移动的第二支撑杆及一端与所述第二推力盘铰接另一端与所述第二支撑杆铰接的第二推力杆。
5.根据权利要求4所述的管道内对口机，其特征在于，所述第二导向件与所述第二支撑杆一一对应分成多组，沿所述第二机体周向均布；所述液压缸沿所述第二机体周向均布。
6.根据权利要求1所述的管道内对口机，其特征在于，还包括设置于所述第一机体外周的并能够在管道内壁沿该管道轴向滚动的第一滚动件。
7.根据权利要求6所述的管道内对口机，其特征在于，所述第一滚动件为滚轮。
8.根据权利要求1所述的管道内对口机，其特征在于，还包括设置于所述第二机体外周的并能够在管道内壁沿该管道轴向滚动的第二滚动件。
9.根据权利要求8所述的管道内对口机，其特征在于，所述第二滚动件为滚轮。
10.根据权利要求1至9任一项所述的管道内对口机，其特征在于，所述伸缩机构分别与所述对口机构、行走机构铰接连接。
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