CN106542419A - 大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置及翻身方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置，该装置包括承托螺旋管束的顶板，在所述顶板1顶部设置有第一定位板和第二定位板，定位板上设置定位孔，定位孔供螺旋管通过，在螺旋管束两侧设置侧向挡板，在侧向挡板顶部安装顶板，所述定位板、侧向挡板和顶板都是可以根据螺旋管束的尺寸进行调节的，并且由于螺旋管束各个方向尺寸的特殊性，其调节的方式各不相同，从而能够提供工作效率和准确性。

Description

大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置及翻身方法

技术领域

本发明涉及一种翻身装置，特别涉及螺旋管组件的翻身装置，具体涉及适用于大尺寸多管头非均布柔性换热管精密翻身的一种装置及相应的翻身方法。

背景技术

螺旋管经常应用在换热设备中，其以结构紧凑、换热效率高等优点被换热器广泛采用，对于不同的应用场所及条件，螺旋管的尺寸、强度及精度都有很大区别，一般来说，应用在核工业、核电厂中的螺旋管是最难以加工制造的，其一是工作环境恶劣，对设备的性能、精度要求极高，其二是尺寸很大，同样结构形式的构件，如果将其放大十倍百倍，其加工难度也将会成倍增加，相应的安装、运输、调配等等工艺也会面临不同的问题，难度极大。

某类换热器螺旋管组件共分5层，每一层称之为一个螺旋管束，最内层由5根直径20毫米的换热管螺旋绕制而成，最外层由9根换热管螺旋绕制而成，中间各层螺旋管根数分别为6、7、8，最内层螺旋直径300毫米。螺旋管组件轴向长度约为10米。

该换热器中的螺旋管组件采用多层套装结构，为保证多层管束的顺利套装，层间设计间隙小、每层螺旋管轴向直线度要求高。而且为进一步减小设备体积，每层螺旋管束都由多根螺旋管绕制而成，多根螺旋管端部采用不同的角度分布。所以该螺旋管组件的装配存在以下问题：

螺旋管组件长度大、柔性大、直径小，按照目前成熟的制造工艺，需要进行立式套装。即将螺旋管组件由水平翻转为垂直，依次进行各层管子的套装。但是，根据现有技术，在翻转过程中没办法保证螺旋管组件轴向的直线度、不能保证多头管子的定位精度，更难以保证螺旋管组件的完整。

由于以上问题的存在，目前急需一种能够解决上述问题的翻转装置，以实现多头柔性螺旋管组件由水平到垂直的翻转，并保证螺旋管组件直线度、管端位置的精度、管束的完整。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置，该装置包括承托螺旋管束10的顶板1，在所述顶板1顶部设置有第一定位板2和第二定位板3，定位板上设置定位孔，定位孔供螺旋管通过，在螺旋管束两侧设置侧向挡板，在侧向挡板顶部安装顶板，所述定位板、侧向挡板和顶板都是可以根据螺旋管束的尺寸进行调节的，并且由于螺旋管束各个方向尺寸的特殊性，其调节的方式各不相同，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置，所述螺旋管组件包括多个套设在一起的螺旋管束，所述螺旋管束呈筒状，多个螺旋管束的径向尺寸不同，每个螺旋管束都是由多个尺寸、形状基本一致的螺旋管螺旋绕制而成；该装置包括承托螺旋管束10的顶板1，在所述顶板1顶部设置有第一定位板2和第二定位板3，在所述第一定位板2上开设有第一类定位孔41，在所述第二定位板3上开设有第二类定位孔42；

在所述顶板1顶部还设置有侧向挡板5。

其中，所述顶板1为水平设置的长条状板材，螺旋管束10的长度方向与所述长条状板材的长度方向一致，构成螺旋管束10的多个螺旋管中，每者都分别穿过一个第一类定位孔41和一个第二类定位孔42；

优选地，第一类定位孔41和第二类定位孔42的开设位置都是按照特定规律排列的。

其中，所述第一定位板2和第二定位板3分别设置在顶板1的两端，第一定位板2的板面和第二定位板3的板面相对，都朝向螺旋管束的轴向方向；

优选地，所述第一定位板2和第二定位板3都可以沿着螺旋管束轴线方向滑动。

其中，所述侧向挡板5至少有两个，分别位于螺旋管束的两侧，并与螺旋管束相贴；

优选地，在所述顶板1上开设有多个固接侧向挡板5的安装孔11，所述安装孔11分布在螺旋管束的两侧，位于螺旋管束两侧的安装孔11之间具有特定距离，使得固接在安装孔11上的侧向挡板抵接在螺旋管束的侧壁上。

其中，在螺旋管束的上方还设置有压板6，所述压板6的中部抵压在螺旋管束上，所述压板6与侧向挡板5的顶部固接。

其中，在所述侧向挡板5的顶部开设有螺纹盲孔，在所述压板6上开设有螺纹通孔，所述压板6与侧向挡板5通过穿过所述螺纹通孔并旋入到所述螺纹盲孔中的螺栓51固结。

其中，在所述顶板1的侧壁上设置有耳轴8，所述耳轴8相对于顶板1向外突出，所述耳轴8用于与吊车的吊索固接。

其中，在顶板1的顶面上，沿着顶板1的长度方向设置有定位标尺9，所述定位标尺9包括多个刻度线和与刻度线对应的尺寸数值。

本发明还提供一种大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身方法，

该方法是通过如上文中所述的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置实现的。

其中，该方法包括如下步骤：

步骤1，水平摆放顶板1，并将螺旋管束水平摆放到顶板1的顶面上；

步骤2，将第一定位板2和第二定位板3固定在顶板1的顶面上；

步骤3，按照第一定位板2和第二定位板3上定位孔的开设位置，调整螺旋管束中螺旋管的管端位置，使得螺旋管组束的螺旋管穿过第一类定位孔41和第二类定位孔42；

步骤4，根据定位标尺调整螺旋管束中螺旋管的轴向螺距；

步骤5，安装并固定侧向挡板5，使得侧向挡板5抵接在螺旋管束侧部；

步骤6，将压板6放置在螺旋管束顶部，使得压板6抵接在螺旋管束顶部，并通过螺栓51将压板6固定在侧向挡板5上；

步骤7，将吊车的吊索与顶板1上的耳轴8固接，通过吊车翻转螺旋管束。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)根据本发明提供的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置能够根据各个螺旋管束的尺寸调节其上的定位板、侧向挡板和顶板的相对位置，提高该翻身装置的适应性和可靠性；

(2)根据本发明提供的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置根据螺旋管束不同方向的尺寸特点选择各自不同的调节方式，提高操作效率，简化了螺旋管组件的翻身步骤；

(3)根据本发明提供的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置中第一定位板和第二定位板上都在特定位置开设有定位孔，用最简单的方式克服了难以确定螺旋管轴向相对位置的难题；

附图说明

图1示出根据本发明一种优选实施方式的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置俯视图；

图2示出根据本发明一种优选实施方式的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置侧视图；

图3示出根据本发明一种优选实施方式的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置中第一定位板位置的截面图；

图4示出根据本发明一种优选实施方式的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置中第二定位板的截面图；

图5示出根据本发明一种优选实施方式的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置中侧向挡板的截面图。

附图标号说明：

1-顶板

2-第一定位板

3-第二定位板

41-第一类定位孔

42-第二类定位孔

5-侧向挡板

51-螺栓

6-压板

7-筋板

8-耳轴

9-定位标尺

10-螺旋管束

11-安装孔

12-支架

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本发明提供的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置，如图1、图2、图3、图4和图5中所示，该装置包括承托螺旋管束10的顶板1，在所述顶板1顶部设置有第一定位板2和第二定位板3，在所述第一定位板2上开设有第一类定位孔41，所述第二定位板3上开设有第二类定位孔42。

其中，所述顶板1为水平设置的长条状板材，螺旋管束10的长度方向与所述长条状板材的长度方向一致，构成螺旋管束10的多个螺旋管中，每者都分别穿过一个第一类定位孔41和一个第二类定位孔42；

优选地，在所述顶板1的底面上设置有筋板7，在所述顶板1底部还设置有支柱12，支柱12有多个，其高度一致，以确保顶板1顶面水平。

在一个优选的实施方式中，所述第一定位板2和第二定位板3分别设置在顶板1的两端，所述顶板1的两端是指沿着图2中的X轴方向的两端，第一定位板2的板面和第二定位板3的板面相对，都朝向螺旋管的轴向方向，即都朝向X轴的方向；

优选地，所述第一定位板2和第二定位板3都可以沿着螺旋管束轴线方向滑动，进一步优选地，在所述顶板1上开设有腰形孔，所述第一定位板2和第二定位板3都通过螺栓固定在腰形孔上，在放松螺栓和腰形孔之间的锁定后，沿着腰形孔移动第一定位板2和第二定位板3即可实现第一定位板2和第二定位板3沿着螺旋管轴线方向的滑动。

本发明中所述的螺旋管组件优选地为螺旋换热管组件，其包括的多个螺旋管，都优选地为多个螺旋换热管；多个尺寸、形状基本一致的螺旋管螺旋绕制成一个呈筒状的螺旋管束，优选地，在所述螺旋管组件中包括5个层层套设在一起的螺旋管束，每个筒状螺旋管束的内径尺寸都不同，从内向外，多个螺旋管束包括的螺旋管数量分别为5、6、7、8、9，最内层的螺旋管束的直径为优选为300mm；本发明中所述的设置在顶板上的螺旋管束是指螺旋管组件中包括的5个螺旋管束中任意一个，，本发明中所述的螺旋管组件在组装、翻身过程中，每个螺旋管束逐一组装、翻身，都是通过本发明所述的翻身装置实现的。在此过程中，一个很大的难题是不能控制螺旋管束中螺旋管间的周向相对位置，往往需要花费大量的时间反复测量调整所述周向相对位置。

与螺旋管束相对应地，第一定位板2上的第一类定位孔41和第二定位板3上的第二类定位孔42的开设位置都是按照特定规律排列的，所述定位孔的开设位置与螺旋管组件中螺旋管的位置向对应，在第一定位板2和第二定位板3上的定位孔同样分为5和环状层，从内向外每个环状层中包括的定位孔数量都不同，从而向外每个环状层中包括的定位孔数量逐渐增多，分别为5、6、7、8、9个；在每一层中，多个定位孔所在的位置与该层对应的螺旋管束中螺旋管的位置相对应；

所述特定规律如图3和图4中所示，定位孔的开设位置与螺旋管束中螺旋管间的周向排布向对应，当螺旋管都伸入到定位孔中时，螺旋管束中螺旋管的排列方式为预定的最优排列方式。

本发明中所述的定位孔包括第一类定位孔和第二类定位孔，所述定位孔的直径略大于螺旋管的外径，所述螺旋管的外径优选地为20mm，所述定位孔的内径尺寸优选地为20.01～20.1mm。

在实际操作过程中，安放在顶板上的是由多个螺旋管组成的螺旋管束，由于螺旋管束过于复杂，本发明中图1中以一个螺旋管替代，省略了螺旋管束中其他螺旋管的结构。

进一步地，所述螺旋管包括长管段和短管段，长管段和短管段分别加工制造，在装配前焊接为一体，具体来说，长管段包括位于中部的螺旋部和位于螺旋部两侧的平直部，相应地，短管段也包括位于中部的螺旋部和位于螺旋部两侧的平直部，在焊接过程中，将短管段的平直部和长管段的平直部在顶板1上对准，调节螺距，确定同一螺旋管束中多个螺旋管之间的相对位置和距离，相对位置确定后，再进行焊接。

在一个优选的实施方式中，在所述顶板1顶部还设置有侧向挡板5。

优选地，所述侧向挡板5至少有两个，分别位于螺旋管束的两侧，并与螺旋管束相贴；所述侧向挡板的高度大于筒状螺旋管束的半径，侧向挡板5抵接在螺旋管束的侧部，本发明中优选地，所述侧向挡板至少有四个，螺旋管束的两侧各有两个，且位于螺旋管束两侧的侧向挡板相对设置，其关于螺旋管束轴线对称。

优选地，如图2中所示，在所述顶板1上，沿着顶板1的宽度方向开设有多个固接侧向挡板5的安装孔11，本发明中所述的宽度方向为图2中的Y轴方向，安装孔11之间具有特定的距离，使得固接在安装孔11上的侧向挡板之间具有相应的特定距离，该特定距离与所述螺旋管的宽度尺寸相匹配；通过控制侧向挡板安装在不同的安装孔11内，即可调节相对设置在螺旋管两侧的侧向挡板之间的距离，使得侧向挡板刚好抵接在螺旋管的侧壁上，优选地，安装孔11的数量为螺旋管组件中螺旋管束的数量与侧向安装版的数量的乘积，进一步地，位于螺旋管两侧的安装孔11关于螺旋管束轴线对称，分别位于螺旋管两侧的对称设置的两个安装孔11为一对安装孔，5对安装孔为一列，即10个安装孔为一列，每列安装孔都沿着Y轴方向排列。

在一个优选的实施方式中，如图5中所示，在螺旋管束的上方还设置有压板6，所述压板6的中部抵压在螺旋管组件上，所述压板6与侧向挡板5的顶部固接，即压板6与顶板1相对，压板6与顶板1、和两个侧向挡板5从四个方向压紧螺旋管束，使得螺旋管束牢固地与顶板固接为一体。

优选地，在所述侧向挡板5的顶部开设有螺纹盲孔，在所述压板6上开设有螺纹通孔，所述压板6与侧向挡板5通过穿过所述螺纹通孔并旋入到所述螺纹盲孔中的螺栓51固结；通过螺栓51固接压板6与侧向挡板5，能够根据螺旋管束的径向尺寸调节压板的相对高度，从而充分保证压板贴紧螺旋管束，并且能够适应多种尺寸的螺旋管束。

优选地，如图1、图2中所示，在所述顶板1的侧壁上设置有耳轴8，所述耳轴8相对于顶板1向外突出，所述耳轴8用于与吊车的吊索固接。所述耳轴8成对设置，分别位于顶板1的两侧，即分别位于顶板1的两个侧壁上，优选地，所述耳轴8有四个。

在一个优选的实施方式中，如图2中所示，在顶板1的顶面上，沿着顶板1的长度方向设置有定位标尺9，即为沿着图2中的X轴方向设置定位标尺9，所述定位标尺9包括多个刻度线和与刻度线对应的尺寸数值。优选地，所述定位标尺9设置在螺旋管中长管段平直部和短管段平直部相接触的区域，所述定位标尺9的长度大于或等于长管段螺旋部和短管段螺旋部之间的距离，在定位标尺中能够读出相邻两段平直段的总长度，并据此调节螺旋管束中螺旋管之间的相对位置，选择平直段的焊接余量，确保对准、焊接后得到的螺旋管束满足预期的尺寸要求。

根据本发明提供的一种大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身方法，该方法是通过上文中所述的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置实现的，

该方法包括如下步骤：

步骤1，水平摆放顶板1，并将螺旋管束水平摆放到顶板1的顶面上；其中，步骤1中的所述的螺旋管束为由未焊接的螺旋管构成的，此时的螺旋管包括可分离的长管段和短管段；

步骤2，将第一定位板2和第二定位板3固定在顶板1的顶面上，根据预期的螺旋管束长度尺寸确定第一定位板2和第二定位板3之间的距离尺寸；

步骤3，按照第一定位板2上第一类定位孔41和第二定位板3上第二类定位孔42的开设位置，调整螺旋管束中螺旋管的管端位置，使得螺旋管束的螺旋管穿过定位孔4，从而确定各个螺旋管在螺旋管束周向上的相对位置；为此，所述第一类定位孔41和第二类定位孔42都是按照预定规则设置的，与螺旋管组件的尺寸形状相匹配；本发明所述的周向是指圆周方向。

步骤4，根据定位标尺调整螺旋管束的轴向螺距；由于所述步骤1中放置在顶板1上的螺旋管束为由未焊接的螺旋管构成的，根据定位标尺中读出的尺寸信息调节螺旋管束中螺旋管之间的相对位置，选择平直段的焊接余量，确保对准、焊接后得到的螺旋管束满足预期的尺寸要求；

步骤5，安装并固定侧向挡板5，使得侧向挡板5抵接在螺旋管束侧部；根据螺旋管束的尺寸选择相应的安装孔固定侧向挡板5；

步骤6，将压板6放置在螺旋管束顶部，使得压板6抵接在螺旋管束顶部，并通过螺栓51将压板6固定在侧向挡板5上；每个压板上至少设置有两个螺栓51；

步骤7，将长管段和短管段焊接为一体，形成完整的螺旋管；

步骤8，将吊车的吊索与顶板1上的耳轴8固接，通过吊车翻转螺旋管束，此时螺旋管束完全固定在顶板上，螺旋管束不会因随着顶板的翻转而相对位移或形变。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置，所述螺旋管组件包括多个套设在一起的螺旋管束，其特征在于，

该装置包括承托螺旋管束(10)的顶板(1)，在所述顶板(1)顶部设置有第一定位板(2)和第二定位板(3)，在所述第一定位板(2)上开设有第一类定位孔(41)，在所述第二定位板(3)上开设有第二类定位孔(42)；

在所述顶板(1)顶部还设置有侧向挡板(5)。

2.根据权利要求1所述的翻身装置，其特征在于，

所述螺旋管束呈筒状，多个螺旋管束的径向尺寸不同，每个螺旋管束都是由多个尺寸、形状基本一致的螺旋管螺旋绕制而成；和/或

所述顶板(1)为水平设置的长条状板材，螺旋管束(10)的长度方向与所述长条状板材的长度方向一致，构成螺旋管束(10)的多个螺旋管中，每者都分别穿过一个第一类定位孔(41)和一个第二类定位孔(42)；

优选地，第一类定位孔(41)和第二类定位孔(42)的开设位置都是按照特定规律排列的。

3.根据权利要求1所述的翻身装置，其特征在于，

所述第一定位板(2)和第二定位板(3)分别设置在顶板(1)的两端，第一定位板(2)的板面和第二定位板(3)的板面相对，都朝向螺旋管束的轴向方向；

优选地，所述第一定位板(2)和第二定位板(3)都可以沿着螺旋管束轴线方向滑动。

4.根据权利要求1所述的翻身装置，其特征在于，

所述侧向挡板(5)至少有两个，分别位于螺旋管束的两侧，并与螺旋管束相贴；

优选地，在所述顶板(1)上开设有多个固接侧向挡板(5)的安装孔(11)，所述安装孔(11)分布在螺旋管束的两侧，位于螺旋管束两侧的安装孔(11)之间具有特定距离，使得固接在安装孔11上的侧向挡板抵接在螺旋管束的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的翻身装置，其特征在于，

在螺旋管束的上方还设置有压板(6)，所述压板(6)的中部抵压在螺旋管束上，所述压板(6)与侧向挡板(5)的顶部固接，和/或

在所述侧向挡板(5)的顶部开设有螺纹盲孔，在所述压板(6)上开设有螺纹通孔，所述压板(6)与侧向挡板(5)通过穿过所述螺纹通孔并旋入到所述螺纹盲孔中的螺栓(51)固结。

6.根据权利要求5所述的翻身装置，其特征在于，

在所述顶板(1)的侧壁上设置有耳轴(8)，所述耳轴(8)相对于顶板(1)向外突出，所述耳轴(8)用于与吊车的吊索固接。

7.根据权利要求1所述的翻身装置，其特征在于，

在顶板(1)的顶面上，沿着顶板(1)的长度方向设置有定位标尺(9)，所述定位标尺(9)包括多个刻度线和与刻度线对应的尺寸数值。

8.一种大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身方法，其特征在于，

该方法是通过如权利要求1-7之一所述的大尺寸多头柔性螺旋管组件翻身装置实现的。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法包括：

将螺旋管束摆放到顶板(1)上，并在顶板(1)固定第一定位板(2)和第二定位板(3)；

调整螺旋管束中螺旋管的管端位置，使得螺旋管组束的螺旋管穿过第一类定位孔(41)和第二类定位孔(42)，并调整螺旋管束中螺旋管的轴向螺距；

安装侧向挡板(5)，并放置压板(6)使得压板(6)抵接在螺旋管束顶部；

通过吊车翻转螺旋管束。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

该方法包括如下步骤：

步骤1，水平摆放顶板(1)，并将螺旋管束水平摆放到顶板(1)的顶面上；

步骤2，将第一定位板(2)和第二定位板(3)固定在顶板(1)的顶面上；

步骤3，按照第一定位板(2)和第二定位板(3)上定位孔的开设位置，调整螺旋管束中螺旋管的管端位置，使得螺旋管组束的螺旋管穿过第一类定位孔(41)和第二类定位孔(42)；

步骤4，根据定位标尺调整螺旋管束中螺旋管的轴向螺距；

步骤5，安装并固定侧向挡板(5)，使得侧向挡板(5)抵接在螺旋管束侧部；

步骤6，将压板(6)放置在螺旋管束顶部，使得压板(6)抵接在螺旋管束顶部，并通过螺栓(51)将压板(6)固定在侧向挡板(5)上；

步骤7，将吊车的吊索与顶板(1)上的耳轴(8)固接，通过吊车翻转螺旋管束。