CN107309835B - 一种弹性齿式机械连接器的拆装工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性齿式机械连接器的拆装工具，包括上环梁、活动环梁和下环梁，上环梁和下环梁通过立柱支撑；上环梁设置加载液压缸，加载液压缸底部液压缸柱塞与活动环梁固定，加载液压缸和液压缸柱塞带动活动环梁沿立柱滑动；上环梁包括前上环梁、左上环梁和右上环梁；活动环梁包括前活动环梁、左活动环梁和右活动环梁；前活动环梁和左活动环梁连接处外侧设置左液压开合夹紧机构，前活动环梁和右活动环梁连接处外侧设置右液压开合夹紧机构；下环梁包括前下环梁、左下环梁和右下环梁。本发明不仅可以完成弹性齿式机械连接器的安全快速的安装，还可以保证安装过程的平稳运行，提供所需的加载力，保证弹性齿式机械连接器安装的稳定性。

Description

一种弹性齿式机械连接器的拆装工具

技术领域

本发明涉及海洋平台及石油管道领域，具体说是一种管型结构或管道连接设备，尤其是涉及一种弹性齿式机械连接器的拆装工具。

背景技术

弹性齿式机械连接器由管形套和管形销两部分组成，具有结构简单，连接快速可靠，高的抗疲劳强度和扭转刚度，且适用的管道尺寸系列多，可用于海洋石油管道的连接与修复，适用于复杂的工作环境等优点。其密封机理是在管形套和管形销利用专用液压加载工具安装完成后，金属的挤压变形形成稳定的金属密封环面。弹性齿式机械连接器在连接和拆卸过程需要进行轴向加载和径向胀力加载。弹性齿式机械连接器的稳定连接，需要稳定的轴向加载，且其安装过程必须保持平稳，且拆卸过程也需要稳定的轴向拉力，这限制了弹性齿式机械连接器的应用。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种弹性齿式机械连接器的拆装工具，其不仅可以完成弹性齿式机械连接器的安全快速的安装，还可以保证安装过程的平稳运行，可以提供所需的加载力，保证弹性齿式机械连接器安装的稳定性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种弹性齿式机械连接器的拆装工具，包括由上至下同轴设置的上环梁、活动环梁和下环梁，所述上环梁和下环梁之间通过立柱和锁紧螺母进行支撑固定，且所述立柱穿过活动环梁；所述上环梁上表面设置有加载液压缸，所述加载液压缸底部连接的液压缸柱塞穿过上环梁与活动环梁固定连接，通过加载液压缸和液压缸柱塞带动活动环梁沿立柱滑动；

所述上环梁包括首尾相连的前上环梁、左上环梁和右上环梁，所述前上环梁与左上环梁和右上环梁均通过立柱进行铰接，所述左上环梁和右上环梁通过上部手动卡紧机构连接；

所述活动环梁包括首尾相连的前活动环梁、左活动环梁和右活动环梁，所述前活动环梁与左活动环梁和右活动环梁均通过立柱进行铰接，所述左活动环梁和右活动环梁通过中部手动卡紧机构连接；所述前活动环梁和左活动环梁连接处外侧设置有左液压开合夹紧机构，所述前活动环梁和右活动环梁连接处外侧设置有右液压开合夹紧机构；

所述下环梁包括首尾相连的前下环梁、左下环梁和右下环梁，所述前下环梁与左下环梁和右下环梁均通过立柱进行铰接，所述左下环梁和右下环梁通过下部手动卡紧机构连接。

所述前上环梁、左上环梁、右上环梁、前活动环梁、左活动环梁、右活动环梁、前下环梁、左下环梁和右下环梁均设置为扇环形结构，所述前上环梁、左上环梁、右上环梁、前活动环梁、左活动环梁、右活动环梁、前下环梁、左下环梁和右下环梁均设置有立柱安装孔；所述前上环梁、左上环梁和右上环梁均设置有柱塞安装孔，所述柱塞安装孔内均设置有定位槽；所述前活动环梁、左活动环梁和右活动环梁均设置有螺纹孔。

所述活动环梁内圆侧设置有活动环梁定位凸缘，所述下环梁内圆侧设置有下环梁定位凸缘。

所述前上环梁、前活动环梁和前下环梁对应弧度均为180°，所述左上环梁、右上环梁、左活动环梁、右活动环梁、左下环梁和右下环梁对应弧度均为90°。

所述前上环梁首尾两端均设置有上部插入凸缘；所述左上环梁一端设置有左上部插座凸缘，另一端外侧设置有上部卡紧凸台；所述右上环梁一端设置有右上部插座凸缘，另一端外侧设置有上部卡紧机构铰接凸缘；所述上部插入凸缘和左上部插座凸缘通过立柱进行铰接，所述上部插入凸缘和右上部插座凸缘通过立柱进行铰接。

所述前活动环梁首尾两端均设置有中部插入凸缘，所述前活动环梁首尾两端外侧均设置有开合机构铰接凸缘；所述左活动环梁一端设置有左中部插座凸缘和左开合机构铰接凸缘，另一端外侧设置有中部卡紧凸台；所述右活动环梁一端设置有右中部插座凸缘和右开合机构铰接凸缘，另一端外侧设置有中部卡紧机构铰接凸缘；所述中部插入凸缘和左中部插座凸缘通过立柱进行铰接，所述中部插入凸缘和右中部插座凸缘通过立柱进行铰接。

所述前下环梁首尾两端均设置有下部插入凸缘；所述左下环梁一端设置有左下部插座凸缘，另一端外侧设置有下部卡紧凸台；所述右下环梁一端设置有右下部插座凸缘，另一端外侧设置有下部卡紧机构铰接凸缘；所述下部插入凸缘和左下部插座凸缘通过立柱进行铰接，所述下部插入凸缘和右下部插座凸缘通过立柱进行铰接。

所述加载液压缸设置有进油口和出油口，所述加载液压缸通过液压缸连接法兰和轴向均布螺栓固定于上环梁上，加载液压缸底部连接的液压缸柱塞穿过柱塞安装孔，通过柱塞连接法兰和螺栓固定连接于活动环梁上。

所述左液压开合夹紧机构包括相互连接的左开合机构液压缸和左开合机构柱塞，所述左开合机构液压缸和左开合机构铰接凸缘之间铰接连接，所述左开合机构柱塞和开合机构铰接凸缘之间铰接连接；所述右液压开合夹紧机构包括相互连接的右开合机构液压缸和右开合机构柱塞，所述右开合机构液压缸和开合机构铰接凸缘之间铰接连接，所述右开合机构柱塞和右开合机构铰接凸缘之间铰接连接；所述左开合机构液压缸和右开合机构液压缸均设置有进油口和出油口。

所述上部手动卡紧机构一端与上部卡紧机构铰接凸缘铰接连接，另一端与上部卡紧凸台扣合锁紧；所述中部手动卡紧机构一端与中部卡紧机构铰接凸缘铰接连接，另一端与中部卡紧凸台扣合锁紧；所述下部手动卡紧机构一端与下部卡紧机构铰接凸缘铰接连接，另一端与下部卡紧凸台扣合锁紧；所述上部手动卡紧机构、中部手动卡紧机构和下部手动卡紧机构均包括平行设置的两个卡紧机构固定片，两个卡紧机构固定片之间焊接有手动卡紧把手。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明中加载液压缸与液压缸连接法兰通过轴向均布的螺栓稳定连接于前上环梁、左上环梁、右上环梁上，连接可以保证加载的平稳性；

(2)本发明中加载液压缸和液压缸柱塞运动带动活动环梁沿立柱轴向滑动，完成加载进给；

(3)本发明中沿轴向设置的左液压开合夹紧机构和右液压开合夹紧机构加载收缩，完成弹性齿式机械连接器的定位，上部手动卡紧机构、中部手动卡紧机构和下部手动卡紧机构进行卡紧，能够实现弹性齿式机械连接器的快速安装与拆卸；

(3)本发明在弹性齿式机械连接器的连接和拆卸过程可以进行轴向加载和径向胀力加载，完成弹性齿式机械连接器的安全、快速、平稳连接，可以有效的实现弹性齿式机械连接器的推广应用。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的整体结构主视图；

图3为本发明中前上环梁示意图；

图4为本发明中前活动环梁示意图；

图5为本发明中右活动环梁示意图；

图6为本发明中左活动环梁示意图；

图7为本发明的使用示意图。

附图标记:1前上环梁；2左上环梁；3右上环梁；4前活动环梁；5左活动环梁；6右活动环梁；7前下环梁；8左下环梁；9右下环梁；10立柱；11锁紧螺母；12加载液压缸；13液压缸柱塞；14液压缸连接法兰；15柱塞连接法兰；16左开合机构液压缸；17左开合机构柱塞；18右开合机构液压缸；19右开合机构柱塞；20进油口；21出油口；22立柱安装孔；23柱塞安装孔；24定位槽；25上部插入凸缘；26左上部插座凸缘；27右上部插座凸缘；28上部卡紧凸台；29中部卡紧凸台；30下部卡紧凸台；31上部卡紧机构铰接凸缘；32中部卡紧机构铰接凸缘；33下部卡紧机构铰接凸缘；34活动环梁定位凸缘；35下环梁定位凸缘；36螺纹孔；37中部插入凸缘；38下部插入凸缘；39开合机构铰接凸缘；40左中部插座凸缘；41右中部插座凸缘；42左开合机构铰接凸缘；43右开合机构铰接凸缘；44左下部插座凸缘；45右下部插座凸缘；46卡紧机构固定片；47手动卡紧把手；48管形套定位槽；49管形销定位槽；50管形套；51管形销；52连接管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1至图6所示，本发明的弹性齿式机械连接器的拆装工具，包括由上至下同轴设置的上环梁、活动环梁和下环梁，所述上环梁和下环梁之间通过立柱10进行支撑，且所述立柱10穿过活动环梁，且通过锁紧螺母11和垫片分别与上环梁和下环梁固定连接。图中所示为三梁九柱形式，但立柱10的数量并不局限于九根。

所述上环梁包括首尾相连的前上环梁1、左上环梁2和右上环梁3，所述前上环梁1、左上环梁2、右上环梁3均设置为扇环形结构，所述前上环梁1对应弧度均为180°，所述左上环梁2和右上环梁3对应弧度均为90°。所述前上环梁1、左上环梁2和右上环梁3均设置有立柱安装孔22和柱塞安装孔23，所述柱塞安装孔23内均设置有定位槽24，用于加载液压缸12的定位。所述前上环梁1首尾两端均设置有上部插入凸缘25；所述左上环梁2一端设置有左上部插座凸缘26，另一端外侧设置有上部卡紧凸台28；所述右上环梁3一端设置有右上部插座凸缘27，另一端外侧设置有上部卡紧机构铰接凸缘31。所述上部插入凸缘25和左上部插座凸缘26通过立柱10进行铰接，所述上部插入凸缘25和右上部插座凸缘27通过立柱10进行铰接。所述上部卡紧凸台28和上部卡紧机构铰接凸缘31之间连接有上部手动卡紧机构。

所述活动环梁内圆侧设置有活动环梁定位凸缘34，所述活动环梁包括首尾相连的前活动环梁4、左活动环梁5和右活动环梁6，所述前活动环梁4、左活动环梁5和右活动环梁6均设置为扇环形结构，所述前活动环梁4对应弧度为180°，所述左活动环梁5和右活动环梁6对应弧度均为90°，前活动环梁4、左活动环梁5、右活动环梁6连接组成角度360°。所述前活动环梁4、左活动环梁5和右活动环梁6均设置有立柱安装孔22和均布的螺纹孔36。所述前活动环梁4首尾两端均设置有中部插入凸缘37，所述前活动环梁4首尾两端外侧均设置有开合机构铰接凸缘39。所述左活动环梁5一端设置有左中部插座凸缘40，且该端外侧设置有左开合机构铰接凸缘42，另一端外侧设置有中部卡紧凸台29。所述右活动环梁6一端设置有右中部插座凸缘41，且该端外侧设置有右开合机构铰接凸缘43，另一端外侧设置有中部卡紧机构铰接凸缘32。所述中部插入凸缘37和左中部插座凸缘40通过立柱10进行铰接，所述中部插入凸缘37和右中部插座凸缘41通过立柱10进行铰接。所述中部卡紧凸台29和中部卡紧机构铰接凸缘32之间连接有中部手动卡紧机构。

所述前活动环梁4和左活动环梁5连接处外侧周向设置有左液压开合夹紧机构，所述前活动环梁4和右活动环梁6连接处外侧周向设置有右液压开合夹紧机构。所述左液压开合夹紧机构包括相互连接的左开合机构液压缸16和左开合机构柱塞17，所述左开合机构液压缸16和左开合机构铰接凸缘42之间通过旋转轴和螺母铰接连接，所述左开合机构柱塞17和开合机构铰接凸缘39之间通过旋转轴和螺母铰接连接。所述右液压开合夹紧机构包括相互连接的右开合机构液压缸18和右开合机构柱塞19，所述右开合机构液压缸18和开合机构铰接凸缘39之间通过旋转轴和螺母铰接连接，所述右开合机构柱塞19和右开合机构铰接凸缘43之间通过旋转轴和螺母铰接连接。所述左开合机构液压缸16和右开合机构液压缸18均设置有进油口20和出油口21。

所述下环梁内圆侧设置有下环梁定位凸缘35，所述下环梁包括首尾相连的前下环梁7、左下环梁8和右下环梁9，所述前下环梁7、左下环梁8和右下环梁9均设置为扇环形结构，所述前下环梁7对应弧度均为180°，所述左下环梁8和右下环梁9对应弧度均为90°。所述前下环梁7、左下环梁8和右下环梁9均设置有立柱安装孔22，用于立柱10的定位。所述前下环梁7首尾两端均设置有下部插入凸缘38；所述左下环梁8一端设置有左下部插座凸缘44，另一端外侧设置有下部卡紧凸台30；所述右下环梁9一端设置有右下部插座凸缘45，另一端外侧设置有下部卡紧机构铰接凸缘33。所述下部插入凸缘38和左下部插座凸缘44通过立柱10进行铰接，所述下部插入凸缘38和右下部插座凸缘45通过立柱10进行铰接。所述下部卡紧凸台30和下部卡紧机构铰接凸缘33之间连接有下部手动卡紧机构。

所述上部手动卡紧机构一端与上部卡紧机构铰接凸缘31铰接连接，另一端与上部卡紧凸台28扣合锁紧。所述中部手动卡紧机构一端与中部卡紧机构铰接凸缘32铰接连接，另一端与中部卡紧凸台29扣合锁紧。所述下部手动卡紧机构一端与下部卡紧机构铰接凸缘33铰接连接，另一端与下部卡紧凸台30扣合锁紧。所述上部手动卡紧机构、中部手动卡紧机构和下部手动卡紧机构均包括平行设置的两个卡紧机构固定片46，两个卡紧机构固定片46之间一端焊接有手动卡紧把手47，另一端通过旋转轴和螺母分别与与其对应的卡紧机构铰接凸缘进行铰接。

所述上环梁和活动环梁之间设置有轴向液压进给加载机构，包括设置于上环梁上表面的加载液压缸12，可设置为六个，每个加载液压缸12通过液压缸连接法兰14和轴向均布的螺栓稳定固定于上环梁(包括前上环梁1、左上环梁2和右上环梁3)上，所述加载液压缸12底部连接的液压缸柱塞13穿过上环梁上的柱塞安装孔23，通过柱塞连接法兰15和螺栓固定连接于活动环梁上，加载液压缸12和液压缸柱塞13运动带动活动环梁沿立柱10轴向滑动，完成加载进给。所述加载液压缸12设置有进油口20和出油口21，与高压油管连接，安装过程中，进油口20、出油口21可以满足径向加载进给安装，也可以满足径向加载拆卸，仅控制轴向，通过环向并联的高压油管可以实现加载过程的同步进行。

本实例使用的动力源为便携式液压动力站，动力站需要提供足够大的加载力。工作时，加载液压缸12通过其底部的液压缸柱塞13对活动环梁产生压力，活动环梁定位凸缘34与管形套定位槽48进行配合连接，下环梁定位凸缘35与管形销定位槽49进行连接。

本发明的工作原理：如图7所示，在对弹性齿式机械连接器进行安装前，活动环梁定位凸缘34与管形套定位槽48之间、下环梁定位凸缘35与管形销定位槽49之间需要完成初始安装，周向设置的左液压开合夹紧机构和右液压开合夹紧机构加载收缩，完成弹性齿式机械连接器的定位，上部手动卡紧机构、中部手动卡紧机构和下部手动卡紧机构进行卡紧。弹性齿式连接器再通过外部加载齿表面进行胀接变形，轴向的加载液压缸12通过外部动力源提供动力，设定好液压缸柱塞13行程与连接器加载行程相同，当加载完成时，连接器完成安装。同时打开上部手动卡紧机构、中部手动卡紧机构和下部手动卡紧机构，左液压开合夹紧机构和右液压开合夹紧机构加载伸开，卸下安装工具完成弹性齿式机械连接器的安装。

尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，包括由上至下同轴设置的上环梁、活动环梁和下环梁，所述上环梁和下环梁之间通过立柱（10）和锁紧螺母（11）进行支撑固定，且所述立柱（10）穿过活动环梁；所述上环梁上表面设置有加载液压缸（12），所述加载液压缸（12）底部连接的液压缸柱塞（13）穿过上环梁与活动环梁固定连接，通过加载液压缸（12）和液压缸柱塞（13）带动活动环梁沿立柱（10）滑动；

所述上环梁包括首尾相连的前上环梁（1）、左上环梁（2）和右上环梁（3），所述前上环梁（1）与左上环梁（2）和右上环梁（3）均通过立柱（10）进行铰接，所述左上环梁（2）和右上环梁（3）通过上部手动卡紧机构连接；

所述活动环梁包括首尾相连的前活动环梁（4）、左活动环梁（5）和右活动环梁（6），所述前活动环梁（4）与左活动环梁（5）和右活动环梁（6）均通过立柱（10）进行铰接，所述左活动环梁（5）和右活动环梁（6）通过中部手动卡紧机构连接；所述前活动环梁（4）和左活动环梁（5）连接处外侧设置有左液压开合夹紧机构，所述前活动环梁（4）和右活动环梁（6）连接处外侧设置有右液压开合夹紧机构；

所述下环梁包括首尾相连的前下环梁（7）、左下环梁（8）和右下环梁（9），所述前下环梁（7）与左下环梁（8）和右下环梁（9）均通过立柱（10）进行铰接，所述左下环梁（8）和右下环梁（9）通过下部手动卡紧机构连接；

所述前上环梁（1）、左上环梁（2）、右上环梁（3）、前活动环梁（4）、左活动环梁（5）、右活动环梁（6）、前下环梁（7）、左下环梁（8）和右下环梁（9）均设置为扇环形结构，所述前上环梁（1）、左上环梁（2）、右上环梁（3）、前活动环梁（4）、左活动环梁（5）、右活动环梁（6）、前下环梁（7）、左下环梁（8）和右下环梁（9）均设置有立柱安装孔（22）；所述前上环梁（1）、左上环梁（2）和右上环梁（3）均设置有柱塞安装孔（23），所述柱塞安装孔（23）内均设置有定位槽（24）；所述前活动环梁（4）、左活动环梁（5）和右活动环梁（6）均设置有螺纹孔（36）；所述活动环梁内圆侧设置有活动环梁定位凸缘（34），所述下环梁内圆侧设置有下环梁定位凸缘（35）。

2.根据权利要求1所述的弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，所述前上环梁（1）、前活动环梁（4）和前下环梁（7）对应弧度均为180°，所述左上环梁（2）、右上环梁（3）、左活动环梁（5）、右活动环梁（6）、左下环梁（8）和右下环梁（9）对应弧度均为90°。

3.根据权利要求1所述的弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，所述前上环梁（1）首尾两端均设置有上部插入凸缘（25）；所述左上环梁（2）一端设置有左上部插座凸缘（26），另一端外侧设置有上部卡紧凸台（28）；所述右上环梁（3）一端设置有右上部插座凸缘（27），另一端外侧设置有上部卡紧机构铰接凸缘（31）；所述上部插入凸缘（25）和左上部插座凸缘（26）通过立柱（10）进行铰接，所述上部插入凸缘（25）和右上部插座凸缘（27）通过立柱（10）进行铰接。

4.根据权利要求1所述的弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，所述前活动环梁（4）首尾两端均设置有中部插入凸缘（37），所述前活动环梁（4）首尾两端外侧均设置有开合机构铰接凸缘（39）；所述左活动环梁（5）一端设置有左中部插座凸缘（40）和左开合机构铰接凸缘（42），另一端外侧设置有中部卡紧凸台（29）；所述右活动环梁（6）一端设置有右中部插座凸缘（41）和右开合机构铰接凸缘（43），另一端外侧设置有中部卡紧机构铰接凸缘（32）；所述中部插入凸缘（37）和左中部插座凸缘（40）通过立柱（10）进行铰接，所述中部插入凸缘（37）和右中部插座凸缘（41）通过立柱（10）进行铰接。

5.根据权利要求1所述的弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，所述前下环梁（7）首尾两端均设置有下部插入凸缘（38）；所述左下环梁（8）一端设置有左下部插座凸缘（44），另一端外侧设置有下部卡紧凸台（30）；所述右下环梁（9）一端设置有右下部插座凸缘（45），另一端外侧设置有下部卡紧机构铰接凸缘（33）；所述下部插入凸缘（38）和左下部插座凸缘（44）通过立柱（10）进行铰接，所述下部插入凸缘（38）和右下部插座凸缘（45）通过立柱（10）进行铰接。

6.根据权利要求1所述的弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，所述加载液压缸（12）设置有进油口（20）和出油口（21），所述加载液压缸（12）通过液压缸连接法兰（14）和轴向均布螺栓固定于上环梁上，加载液压缸（12）底部连接的液压缸柱塞（13）穿过柱塞安装孔（23），通过柱塞连接法兰（15）和螺栓固定连接于活动环梁上。

7.根据权利要求1或4所述的弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，所述左液压开合夹紧机构包括相互连接的左开合机构液压缸（16）和左开合机构柱塞（17），所述左开合机构液压缸（16）和左开合机构铰接凸缘（42）之间铰接连接，所述左开合机构柱塞（17）和开合机构铰接凸缘（39）之间铰接连接；所述右液压开合夹紧机构包括相互连接的右开合机构液压缸（18）和右开合机构柱塞（19），所述右开合机构液压缸（18）和开合机构铰接凸缘（39）之间铰接连接，所述右开合机构柱塞（19）和右开合机构铰接凸缘（43）之间铰接连接；所述左开合机构液压缸（16）和右开合机构液压缸（18）均设置有进油口（20）和出油口（21）。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的弹性齿式机械连接器的拆装工具，其特征在于，所述上部手动卡紧机构一端与上部卡紧机构铰接凸缘（31）铰接连接，另一端与上部卡紧凸台（28）扣合锁紧；所述中部手动卡紧机构一端与中部卡紧机构铰接凸缘（32）铰接连接，另一端与中部卡紧凸台（29）扣合锁紧；所述下部手动卡紧机构一端与下部卡紧机构铰接凸缘（33）铰接连接，另一端与下部卡紧凸台（30）扣合锁紧；所述上部手动卡紧机构、中部手动卡紧机构和下部手动卡紧机构均包括平行设置的两个卡紧机构固定片（46），两个卡紧机构固定片（46）之间焊接有手动卡紧把手（47）。

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