CN107186421A - 一种大型封头管座焊接变位装置及其使用方法 - Google Patents

一种大型封头管座焊接变位装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种大型封头管座焊接变位装置及其使用方法,造价低、使用灵活、安全可靠,可将封头在倾斜状态和接近水平状态之间进行调整,便于实施焊接工作。翻转架纵梁的上表面设置有封头安放位置;翻转架纵梁通过翻转架铰接回转孔与翻转铰接支座铰接,翻转架纵梁在该端固定设置有垂直于翻转架纵梁的固定立柱;一号支撑柱铰接支座和二号支撑柱铰接支座沿翻转架纵梁依次设置;一号铰接回转孔与锁紧孔和一号支撑柱铰接支座可脱离式连接,二号铰接回转孔与锁紧孔和二号支撑柱铰接支座可脱离式连接。本装置平时折叠成一个焊接工作平台,在需要进行封头管座焊接时,可以借用吊车比较方便地组合成合适的支撑角度,然后将封头放上去即可。

Description

一种大型封头管座焊接变位装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种大型封头管座焊接变位装置及其使用方法,适合核电高温气冷堆压力容器及其它大型化工压力容器的封头制造。
背景技术
随着核电及化工装备行业的发展,出现了很多大型压力容器产品。这些压力容器的封头上通常会设置倾斜管座以及其他附件。管座和封头之间的焊缝为全焊透结构,焊缝与封头弧面垂直,焊接工作量很大。
从工艺上讲,要保证焊接质量,最好的状态是焊接位置接近水平。但是当封头水平放置时,那些远离封头回转中心线的管座焊缝全部处于倾斜状态,不仅自动焊接无法实现,手工焊接也难以实施,如图1所示为核电高温气冷堆封头,产品重量约80t,封头壁厚100mm,可见大管座焊缝与竖直方向有很大的角度,封头平放时无法进行自动焊接,手工焊接难度也很大。因此最好能调整封头的方位。
由于形状特殊,要改变封头的方位确实很有难度。现实情况是多数企业只能被动接受这种不利状态,将封头平放,管座全部采用手工焊接,勉强生产,质量和效率都很低,而且也不适用于质量要求很高的核电产品。
采用大型变位机是一个技术上可行的方案,如申请号为201110305928.7的中国专利所示,但经济上不合理,且大材小用。大型变位机投资较高,例如1台200t.m变位机约需1200万,通常属于工厂焊接装备中的核心装备,兼具翻转和调速回转功能,主要用于封头内壁堆焊和对接环缝焊等连续变位类型的生产,通常生产负荷都很高。而且大型封头管座和附件焊接时间很长,一个封头至少需1个月。
可见,采用一个造价低廉、使用方便、安全可靠的变位装置很有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种设计合理、造价低、使用灵活、安全可靠的大型封头管座焊接变位装置及其使用方法,可将封头在倾斜状态和接近水平状态之间进行调整,便于实施焊接工作。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种大型封头管座焊接变位装置,其特征在于:包括底座、翻转架和支撑柱;
底座包括底座纵梁和底座横梁,底座纵梁和底座横梁固定组成框架结构;在底座纵梁上设有翻转铰接支座和锁紧孔;
翻转架包括翻转架纵梁和翻转架横梁,翻转架纵梁和翻转架横梁固定组成框架结构;翻转架纵梁的上表面设置有封头安放位置;翻转架纵梁的一端设置有翻转架铰接回转孔,翻转架纵梁通过翻转架铰接回转孔与翻转铰接支座铰接,使得翻转架能在底座上实现翻转动作,且翻转架纵梁在该端固定设置有垂直于翻转架纵梁的固定立柱;翻转架纵梁上设置有一号支撑柱铰接支座和二号支撑柱铰接支座,一号支撑柱铰接支座和二号支撑柱铰接支座沿翻转架纵梁依次设置;
支撑柱的一端设置有一号铰接回转孔,另一端设置有二号铰接回转孔;一号铰接回转孔分别与锁紧孔和一号支撑柱铰接支座可脱离式连接,二号铰接回转孔分别与锁紧孔和二号支撑柱铰接支座可脱离式连接。
本发明所述的底座纵梁上还设有固定铰接支座,所述的固定立柱上设置有固定孔,固定孔与固定铰接支座可脱离式连接,当翻转架处于竖立状态时,固定孔与固定铰接支座连接将竖立状态的翻转架固定,当翻转架处于倾斜状态时,固定孔与固定铰接支座脱离。
本发明还包括加高组件,加高组件固定在支撑柱的下端;支撑柱通过加高组件与锁紧孔连接。
本发明所述的加高组件包括连接板和支撑块,支撑块通过连接板固定在支撑柱上。
本发明所述的锁紧孔为至少两个,沿底座纵梁设置。
一种大型封头管座焊接变位装置的使用方法,其特征在于:
(1)平时处于平放状态,翻转架平放在底座上,同时一号铰接回转孔与一号支撑柱铰接支座连接,二号铰接回转孔与二号支撑柱铰接支座连接,使得支撑柱平放在翻转架上,组成一个平整的焊接工作平台;
(2)当需要大角度位置时,将二号铰接回转孔与二号支撑柱铰接支座脱离,利用车间起重机将翻转架翻转立起;在此过程中,支撑柱受重力作用围绕一号支撑柱铰接支座自然翻转并逐步竖立;待支撑柱完全到位后,将二号铰接回转孔和锁紧孔连接固定;然后将封头吊起放在翻转架纵梁上的封头安放位置上即可工作;
(3)当需要小角度位置时,将一号铰接回转孔与一号支撑柱铰接支座脱离,利用车间起重机将翻转架翻转立起;在此过程中,支撑柱受重力作用围绕二号支撑柱铰接支座自然翻转并逐步竖立;待支撑柱完全到位后,将一号铰接回转孔和锁紧孔连接固定;然后将封头吊起放在翻转架纵梁上的封头安放位置上即可工作。
本发明如果封头产品发生变化,需要更大或更小的角度,则可通过加长支撑柱或缩短支撑柱解决。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:
(1)造价低廉,本装置为钢结构组件,估计总价几万~十几万元,远远低于大型变位机的造价。
(2)使用方便,一次变位操作估计需要十几~几十分钟,封头放在翻转架上不需要额外固定。
(3)安全性好,呈稳定的三角型结构,封头的重心远离支撑点。
(4)实用性强,本装置在闲置时还可用作一般装焊平台,不额外占用车间生产场地,并可方便地搬迁到不同的车间生产区域,不需要额外固定,装置也不需要安装基础。
(5)通用性好,可使用不同直径范围的封头。
附图说明
图1为核电高温气冷堆封头的剖面结构示意图。
图2为本发明实施例翻转架的俯视结构示意图。
图3为本发明实施例翻转架的侧视结构示意图。
图4为本发明实施例底座的俯视结构示意图。
图5为本发明实施例底座的侧视结构示意图。
图6为本发明实施例支撑柱的结构示意图。
图7为本发明实施例连接板的结构示意图。
图8为本发明实施例支撑块的结构示意图。
图9为本发明实施例处于平放状态的结构示意图。
图10为本发明实施例封头倾斜成39°时的结构示意图。
图11为本发明实施例封头倾斜成42°时的结构示意图。
图12为本发明实施例封头倾斜成23°时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1-图12,本发明大型封头管座焊接变位装置包括底座、翻转架和支撑柱。
底座是整个变位装置的基础部分,工作时承担全部工件重量,其包括两根底座纵梁13和两根底座横梁14,底座纵梁13和底座横梁14焊接固定组成钢结构框架形式的框架结构。
在底座纵梁13上设有固定铰接支座11和翻转铰接支座12。翻转铰接支座12用于翻转架翻转。固定铰接支座11可用于将竖立状态的翻转架通过固定孔17进行固定。
底座纵梁13上还设有锁紧孔15,用于支撑柱7固定。锁紧孔15为至少两组,沿底座纵梁13设置,使得支撑柱7具有多个固定位置。
翻转架是整个变位装置的工作部分,其包括两根翻转架纵梁1和两根翻转架横梁2,翻转架纵梁1和翻转架横梁2焊接固定组成钢结构框架形式的框架结构。
翻转架纵梁1的上表面设置有封头安放位置,用于放置封头。
翻转架纵梁1的一端设置有翻转架铰接回转孔3,翻转架纵梁1通过翻转架铰接回转孔3与翻转铰接支座12铰接,使得翻转架可在底座上实现翻转动作,且翻转架纵梁1在该端固定设置有垂直于翻转架纵梁1的固定立柱6,固定立柱6用于辅助支撑处于倾斜状态的封头。
固定立柱6的端头附近上设置有固定孔17,固定孔17与固定铰接支座11可脱离式连接,当翻转架处于竖立状态时,固定孔17与固定铰接支座11连接将竖立状态的翻转架固定,当翻转架处于倾斜状态时,固定孔17与固定铰接支座11脱离。
翻转架纵梁1上设置有一号支撑柱铰接支座4和二号支撑柱铰接支座5,用于连接支撑柱7。一号支撑柱铰接支座4和二号支撑柱铰接支座5沿翻转架纵梁1依次设置,使得支撑柱7具有多个固定位置。
支撑柱7为单一构件。支撑柱7的一端设置有一号铰接回转孔8,另一端设置有二号铰接回转孔16。一号铰接回转孔8与锁紧孔15和一号支撑柱铰接支座4可脱离式连接,二号铰接回转孔16与锁紧孔15和二号支撑柱铰接支座5可脱离式连接。
支撑柱7的端面为平面,这样竖直状态下可支撑在底座纵梁13上。
为便于调节,支撑柱7的端部设有螺栓孔,加高组件通过螺栓孔固定在支撑柱7的下端,支撑柱7通过加高组件与锁紧孔15连接,将支撑柱7加高。加高组件包括连接板9和支撑块10,支撑块10通过连接板9固定在支撑柱7上,连接板9起到连接作用,支撑块10起到加高作用。
一种大型封头管座焊接变位装置的使用方法:
(1)参见图9,平时处于平放状态,翻转架平放在底座上,同时一号铰接回转孔8与一号支撑柱铰接支座4连接,二号铰接回转孔16与二号支撑柱铰接支座5连接,使得支撑柱7平放在翻转架上,组成一个平整的焊接工作平台,可用于封头中心部位的管座焊接,也可用作其它产品的焊接工作台。
(2)参见图10,当需要大角度位置时,拆掉二号铰接回转孔16与二号支撑柱铰接支座5之间的固定轴,二号铰接回转孔16与二号支撑柱铰接支座5脱离,利用车间起重机将翻转架翻转立起;在此过程中,支撑柱7受重力作用围绕一号支撑柱铰接支座4自然翻转并逐步竖立;待支撑柱7完全到位后,可利用U型螺栓或铁链,将二号铰接回转孔16和锁紧孔15连接固定;然后将封头吊起放在翻转架纵梁1上的封头安放位置上即可工作;本实施例中,封头倾斜成39°。
参见图11,通过加高组件可加大封头的倾斜角度,如图11所示,加高组件固定在支撑柱7的下端,支撑柱7通过加高组件与锁紧孔15连接,封头倾斜角度由39°变为42°。
(3)当需要小角度位置时,拆掉一号铰接回转孔8与一号支撑柱铰接支座4之间的固定轴,一号铰接回转孔8与一号支撑柱铰接支座4脱离,利用车间起重机将翻转架翻转立起;在此过程中,支撑柱7受重力作用围绕二号支撑柱铰接支座5自然翻转并逐步竖立;待支撑柱7完全到位后,可利用U型螺栓或铁链,将一号铰接回转孔8和锁紧孔15连接固定;然后将封头吊起放在翻转架纵梁1上的封头安放位置上即可工作;本实施例中,封头倾斜成23°。
(4)如需要将翻转架竖起并固定,以便进行支撑柱7位置调整等工作,此时可采用大螺栓穿过固定铰接支座11与翻转架固定孔17进行固定。
(5)如果封头产品发生变化,需要更大或更小的角度,则可通过加长支撑柱7或缩短支撑柱7解决。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明;而且,本发明各部分所取的名称也可以不同,凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种大型封头管座焊接变位装置,其特征在于:包括底座、翻转架和支撑柱;
底座包括底座纵梁和底座横梁,底座纵梁和底座横梁固定组成框架结构;在底座纵梁上设有翻转铰接支座和锁紧孔;
翻转架包括翻转架纵梁和翻转架横梁,翻转架纵梁和翻转架横梁固定组成框架结构;翻转架纵梁的上表面设置有封头安放位置;翻转架纵梁的一端设置有翻转架铰接回转孔,翻转架纵梁通过翻转架铰接回转孔与翻转铰接支座铰接,使得翻转架能在底座上实现翻转动作,且翻转架纵梁在该端固定设置有垂直于翻转架纵梁的固定立柱;翻转架纵梁上设置有一号支撑柱铰接支座和二号支撑柱铰接支座,一号支撑柱铰接支座和二号支撑柱铰接支座沿翻转架纵梁依次设置;
支撑柱的一端设置有一号铰接回转孔,另一端设置有二号铰接回转孔;一号铰接回转孔分别与锁紧孔和一号支撑柱铰接支座可脱离式连接,二号铰接回转孔分别与锁紧孔和二号支撑柱铰接支座可脱离式连接。
2.根据权利要求1所述的大型封头管座焊接变位装置,其特征在于:所述的底座纵梁上还设有固定铰接支座,所述的固定立柱上设置有固定孔,固定孔与固定铰接支座可脱离式连接,当翻转架处于竖立状态时,固定孔与固定铰接支座连接将竖立状态的翻转架固定,当翻转架处于倾斜状态时,固定孔与固定铰接支座脱离。
3.根据权利要求1所述的大型封头管座焊接变位装置,其特征在于:还包括加高组件,加高组件固定在支撑柱的下端;支撑柱通过加高组件与锁紧孔连接。
4.根据权利要求3所述的大型封头管座焊接变位装置,其特征在于:所述的加高组件包括连接板和支撑块,支撑块通过连接板固定在支撑柱上。
5.根据权利要求1所述的大型封头管座焊接变位装置,其特征在于:所述的锁紧孔为至少两个,沿底座纵梁设置。
6.一种权利要求1-5任一权利要求所述的大型封头管座焊接变位装置的使用方法,其特征在于:
(1)平时处于平放状态,翻转架平放在底座上,同时一号铰接回转孔与一号支撑柱铰接支座连接,二号铰接回转孔与二号支撑柱铰接支座连接,使得支撑柱平放在翻转架上,组成一个平整的焊接工作平台;
(2)当需要大角度位置时,将二号铰接回转孔与二号支撑柱铰接支座脱离,利用车间起重机将翻转架翻转立起;在此过程中,支撑柱受重力作用围绕一号支撑柱铰接支座自然翻转并逐步竖立;待支撑柱完全到位后,将二号铰接回转孔和锁紧孔连接固定;然后将封头吊起放在翻转架纵梁上的封头安放位置上即可工作;
(3)当需要小角度位置时,将一号铰接回转孔与一号支撑柱铰接支座脱离,利用车间起重机将翻转架翻转立起;在此过程中,支撑柱受重力作用围绕二号支撑柱铰接支座自然翻转并逐步竖立;待支撑柱完全到位后,将一号铰接回转孔和锁紧孔连接固定;然后将封头吊起放在翻转架纵梁上的封头安放位置上即可工作。
7.根据权利要求6所述的大型封头管座焊接变位装置的使用方法,其特征在于:如果封头产品发生变化,需要更大或更小的角度,则可通过加长支撑柱或缩短支撑柱解决。
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