CN107971557A - 管道加工设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

提供了管道加工设备(20)。可以提供一种用于管道加工设备(20)的滚子轴承组件(72)，并且所述滚子轴承组件在滚子轴承组件(72)的主轴(324)中限定润滑腔(348)。在另一方面，可以设置用于使管道加工设备(20)连接到管道的外表面亦或内表面上的连接构件(68)。在又另一方面，可调式垫(493)被设置成用于使管道加工设备(20)联接到管道上。

Description

管道加工设备及其操作方法

本申请为申请日为2013年12月24日、国际申请号为PCT/US2013/077722、国家申请号为201380074254.1、发明名称为“管道加工设备及其操作方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请

本申请主张于2013年1月9日提交的共同待审的美国临时专利申请第61/750,448号的权益，该专利申请的全部内容通过引用的方式并入本申请中。

技术领域

本公开总体上涉及管道加工设备，并且更具体地讲，涉及用于加工大直径管道的拼合架管道加工设备。

背景技术

各种不同类型的管道加工设备用于对管道执行各种加工工艺。一个这种工艺包括切割管道。大直径的管道可以用拼合架管道加工设备切割，该管道加工设备包括两个框架半体，所述两个半体从两侧包围管道并且围绕管道联接起来。这种管道切割器包括围绕管道并且在切割过程中朝着管道以小增量移动以便缓慢地切入管道中的工具或切割设备。最终，在朝着管道多次小增量调节之后，最终完全切断管道。

现有的管道切割设备可能又大又重，并且包含多个部件，从而使得组装及操作管道切割设备变得较为困难。此外，这种管道切割设备可能难以放置在管道旁边。

此外，由于工具载体与管道加工设备的框架之间的滚子轴承，工具载体可以在组装期间相对于框架移动并且建立管道加工设备。在组装管道加工设备的部分或半体之前，管道加工设备的部分可以具有开放的端部，并且工具载体的部分可能从框架部分不希望地滑落。

另外，拼合架管道加工设备以它们能够联接到管道上的方式受到限制。用于使管道加工设备与管道联接的部件具有的限制是不提供各种各样的功能。

管道加工设备包括工具载体与框架之间的多个轴承，以便于工具载体相对于框架和管道运动。这些轴承受到显著的压力，并且经常由于润滑不当而过早磨损。

发明内容

本公开由以下说明书限定，并且这部分的任何内容都不应当被当作是对这些权利要求的限制。

一方面，提供了一种管道加工设备，并且所述管道加工设备包括：框架，被适配成与管道联接并且相对于所述管道固定；工具载体，联接到所述框架和所述管道上并且可相对于所述框架和所述管道活动；以及锁定构件，可选择性地与所述框架和所述工具载体接合以阻止所述工具载体相对于所述框架运动。

另一方面，提供了一种用于管道加工设备的滚子轴承组件。所述滚子轴承组件包括在其中限定润滑腔的主轴以及联接到所述主轴上并且可围绕所述主轴旋转的滚子。所述第二腔体限定在所述主轴与所述滚子之间。所述滚子轴承组件还包括位于所述主轴与所述滚子之间的第二腔体中的轴承组件。所述润滑腔与所述第二腔体流体连通。

在另外的方面，提供了一种被适配成使管道加工设备联接到管道上的联接构件。所述联接构件包括支撑构件，所述支撑构件联接到所述管道加工设备上，并且在支撑构件中限定腔体。所述联接构件还包括主体构件，所述主体构件联接到所述支撑构件上，并且至少部分地位于所述腔体中。所述主体构件包括用于使所述主体构件相对于所述支撑构件旋转的工具接合部分。所述联接构件进一步包括：套管，联接到所述主体构件上并且沿着所述主体构件平移；以及引导构件，与所述套管联接以允许所述套管沿着所述主体构件平移，并且阻止所述套管相对于所述支撑构件旋转。

在又一方面，提供了一种用于被适配成使管道加工设备联接到管道上的联接构件的垫。所述垫包括：外壳，限定外壳腔体；接合构件，至少部分地定位在所述外壳腔体中并且被适配成接合管道的表面；以及调节构件，联接到所述外壳和所述接合构件上。所述调节构件是活动的，以使所述接合构件相对于所述外壳移动。

附图说明

参照以下附图和描述可以更好地理解本公开。附图中的元件未必按比例绘制，而是将重点放在说明本公开的原理上面。

图1是根据一个实施例的示例性管道加工设备的俯视前透视图。

图2是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的俯视后透视图。

图3是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的一部分的前视图，管道加工设备的一部分断开以示出管道加工设备的小齿轮与齿条的啮合。

图4是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的前视图。

图5是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的多个支撑构件的底部透视图。

图6是根据一个实施例的图5所示的一个支撑构件的俯视透视图。

图7是根据一个实施例的图6所示的支撑构件的分解图。

图8是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的一部分和支撑构件的剖视图，截面是沿着与支撑构件的纵向平行的平面截取的并且穿过支撑构件的中心。

图9是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的示例性联接构件的后透视图，其示出了管道加工设备与管道的外表面联接的第一位置。

图10是根据一个实施例的图9所示的联接构件的剖视图，截面是沿着与支撑构件的纵向平行的平面截取的并且穿过支撑构件的中心。

图11是根据另一个实施例的图1所示的管道加工设备的示例性联接构件的后透视图，示出了管道加工设备与管道的外表面联接的第一位置。

图12是根据一个实施例的图11所示的联接构件的后透视图，示出了管道加工设备与管道的内表面联接的第二位置。

图13是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的一部分的透视图，管道加工设备的一部分断开以示出锁定构件。

图14是根据一个实施例的图13所示的锁定构件的透视图。

图15是根据一个实施例的图13所示的管道加工设备的一部分和锁定构件的剖视图。

图16是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的轴承组件的剖视图，截面是沿着与轴承的纵向平行的平面截取的并且穿过轴承组件的中心。

图17是根据一个实施例的轴承组件的与图16类似的剖视图，并且示出了由方向箭头表示的示例性油路。

图18是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的示例性支撑构件的透视图。

图19是根据一个实施例的图18所示的支撑构件的分解图。

图20是根据一个实施例的图18所示的支撑构件的另一个透视图。

图21是根据一个实施例的与图1所示的管道加工设备的一个分段关联上的示例性索具位置的透视图，管道加工设备的分段朝向垂直位置。

图22是根据一个实施例的与图1所示的管道加工设备的一个分段关联上的另一个示例性索具位置的俯视透视图，管道加工设备的分段朝向水平位置。

图23是根据一个实施例的与图1所示的管道加工设备的两个分段关联上的又一个示例性索具位置的透视图，管道加工设备的两个分段朝向垂直位置。

图24是根据一个实施例的与图1所示的管道加工设备的两个分段关联上的再一个示例性索具位置的俯视透视图，管道加工设备的两个分段朝向水平位置。

图25是根据一个实施例的与图1所示的整个管道加工设备关联上的再又一个示例性索具位置的俯视透视图，管道加工设备朝向水平位置。

图26是根据一个实施例的图1所示的管道加工设备的铰链的俯视透视图，铰链图示为处于联接位置。

图27是根据一个实施例的图26所示的铰链和管道加工设备的前视图，铰链图示为处于解开位置。

图28是根据一个实施例的铰链和管道加工设备的前视图，示出了处于分开的垂直位置以使管道加工设备能放置在管道周围。

图29是根据一个实施例的处于分开位置的管道加工设备的一部分和铰链的放大前视图。

图30是根据一个实施例的示例性垫和一部分联接构件的透视图。

图31是根据一个实施例的图30所示的垫的分解图。

图32是根据一个实施例的沿着图30的线32-32截取的剖视图。

具体实施方式

参见图1-3，图示了适用于加工各种直径的管道的管道加工设备20的示例性实施例。在一些示例性实施例中，设备20完全切透管道。在其他示例性实施例中，设备20准备用于与另一个管道联接的管道的一端。在另外其他的示例性实施例中，设备20完全切透管道，并且准备用于与另一个管道联接的管道。设备20适用于切割各种不同直径的管道，例如，约60英寸，约75英寸，约90英寸，约105英寸，约120英寸，小于60英寸，大于120英寸，或任何其他管道直径。

在图示的示例性实施例中，管道加工设备20是由四个接合起来的分段24A、24B、24C、24D形成的，并且包括框架28和工具载体32。框架28的一部分和工具载体32包括在每个分段24A、24B、24C、24D中，并且四个分段24A、24B、24C、24D共同包括框架28和工具载体32。驱动机构34与框架28的周缘35联接，并且包括与一对合适的驱动马达44A、44B(例如，具有合适的齿轮减速装置的气动马达)分别联接起来的一对小齿轮40A、40B。框架28适用于联接并且相对管道固定，并且工具载体32可相对于固定框架28和管道旋转。驱动马达44A、44B适用于通过齿轮系使工具载体32相对于框架28旋转。工具载体32具有圆形齿条56，用于与联接到驱动马达44A、44B上的小齿轮40A、40B啮合。因此，可以看到，驱动马达44A、44B适用于通过由小齿轮40A、40B和工具载体32上的圆形齿条56提供的齿轮系使工具载体32相对于框架28旋转。

可旋转的工具载体32包括一个或多个工具支架48(在图示的示例性实施例中图示为两个工具支架48)，该支撑工具52用于在工具52围绕管道周向旋转时对管道执行切割或加工操作。工具支架48通过多个紧固件116与工具载体32联接。工具52执行的加工操作可以形成与管道的纵向延伸垂直的笔直边缘，横贯管道的纵向延伸并与其成90度的管道的端部的斜面，或者具有任意角度的管道的边缘。

设备20进一步包括多个联接构件68，这些联接构件可与管道的外部接合，并且具有合适的可调性以联接管道加工设备并且将设备20同心或同轴地放置在管道外部。联接构件68也可以位于设备20上一啮合管道的内部，并且可适当地调节以联接管道的内部并且将设备20同心或同轴地放置于管道的内部。以下将详细描述联接构件68。

工具载体32可旋转地安装在框架28上，并且通过多个滚子轴承72由框架支撑。滚子轴承72在工具载体32内部的圆形轴承滚道76中滚动。示例性滚道76和示例性滚子轴承72可参见图10、16和17，并且以下将更详细地进行描述。

设备20还包括前进机构80，该前进机构可调整到与每个工具支架48联接的前进构件84的路径中和路径外，以使工具52朝着管道前进。

继续参见图1-3并且进一步参照图4-8，管道加工设备20进一步包括多个设定腿或支撑构件88。在组装、设定或拆卸管道加工设备20期间或者当不使用管道加工设备20时利用支撑构件88。支撑构件88将设备20支撑在相对于底面的高位置处，以防止从框架28和工具载体32突出的部件接触底面并且受损。另外，支撑构件88提供的高度将设备20定位在用于组装、设定和拆卸设备20的更容易触及的人体工程学位置。

在图示的示例性实施例中，设备20包括总共12个支撑构件88，每个分段24A、24B、24C、24D包括三个支撑构件88。可替代地，设备20可以整体包括任意数量的支撑构件88，并且此外，每个分段24A、24B、24C、24D可以包括任意数量的支撑构件88，并且所有这些可能性都旨在落入本公开的精神和范围内。

特别参见图5-8，多个支撑构件88的结构和操作大致相同。因此，以下将详细描述唯一一个支撑构件88，应当理解的是，本文中包括的说明书和附图适用于管道加工设备20的所有支撑构件88。

每个支撑构件88包括主体92、联接构件96、弹性构件100、垫104和可调式构件108。主体92总体上为圆柱形形状并且在其中限定腔体112(参见图8)。联接构件96通常也是圆柱形形状，比主体92的宽/直径小以提供唇缘或肩部，并且限定与腔体112流体连通的纵向孔120。联接构件96在主体92的第一端位于腔体112中，并且与主体92联接，联接构件96的一部分突出越过主体92的第一端。联接构件96可以以各种不同的方式联接到主体92上，例如，压配、过盈配合、摩擦配合、焊接、粘结或任何其他联接方式。在其他示例性实施例中，联接构件96可以单一地与主体92形成单体。延伸越过主体92的联接构件96的部分位于限定在设备20的框架28中的相应孔124内。弹性构件100位于限定在联接构件96中的凹槽128内，并且稍微突出越过联接构件96的圆周。在图示的示例性实施例中，弹性构件100是O型环。可替代地，弹性构件100可以是各种各样的其他构件，这些构件全部旨在在本公开的精神和范围内。框架孔124、联接构件96和弹性构件100全部具有配合的大小并且被构造成在弹性构件100与框架孔124的内表面之间提供气密性密封，并且在弹性构件100与框架孔124的内表面之间提供足够的摩擦力，从而使支撑构件88固定在框架28上。用户必须在背离框架28并且从孔124出来的方向上在支撑构件88上施加所需量的力才能从框架孔124去除支撑构件88。主体92在其第二端限定内螺纹132，用于通过螺纹接收可调式构件108的外螺纹部分136。可调式构件108可以旋入或旋出主体92以调节支撑构件88的长度，从而提供调节设备20远离地面的高度的能力。这种高度可调性可以提供确保设备20在水平面上或者在不平整的地面上水平的能力。也就是说，多个支撑构件88的高度可以单独调节，以适应不平整的地面并且全部确保设备20在水平面上或保持水平。可调式构件108还包括垫构件140，该垫构件是大体呈球形或半球形形状，并且接收在垫104的容器144内。垫104可围绕三个轴(类似于球窝联接)相对于可调式构件108移动，从而允许支撑构件88适应不平整的地面并且确保支撑构件88大体上垂直延伸，同时垫104可以不是水平的。垫104适用于与地面接合，并且提供较宽的接合表面积来确保坚固性。

当将联接构件96插入到框架孔124中时，需要从框架孔124排出框架孔中存在的空气以便给联接构件96腾出空间。弹性构件100与框架孔124的内表面之间的气密性密封不允许在联接构件96的圆周周围从框架孔124排出空气。当将联接构件96插入到框架孔124中时，如果不允许从框架孔124排出空气，孔124中的压力会上升到可能抵抗联接构件96插入的足够高的程度。限定在联接构件96中的孔120与限定在主体92中的腔体112流体连通。随着联接构件96插入到框架孔124中，空气穿过限定在联接构件96中的孔120从框架孔124排出并且进入腔体112中。腔体112具有足够的大小以容纳从框架孔124排出的空气，从而确保压力不会上升到抵抗联接构件96插入到孔124中的足够高的水平。通过容纳框架孔124内的空气的支撑构件88，确保了联接构件96完全插入到框架孔124中。

现在参见图1、2、9和10，示出了示例性联接构件68。如上所述，多个联接构件68适用于使设备20联接到管道上。在图1、2、9和10所示的实施例中，联接构件68定位成使设备20联接到管道的外表面上。可替代地，联接构件68可以以颠倒取向联接到框架28上，从而使设备20联接到管道的内表面上。

现在参见图9和10，示出了单个联接构件68。联接构件68的结构和操作大致相同。因此，以下将详细描述唯一一个联接构件68，应当理解的是，本文中包括的说明书和附图适用于管道加工设备20的所有联接构件68。

联接构件68联接到框架28上并且延伸穿过限定为穿过框架28的孔152。此外，联接构件68的纵向在径向上朝着设备20的中心轴156定位。联接构件68包括第一支撑构件160、第二支撑构件164、主体构件168、套管172和引导构件176。第一支撑构件160经由紧固件180联接到框架28的周缘35上，并且在其中限定腔体184，该腔体被适配成在其中接收主体构件168。主体构件168的第一端部包括位于第一支撑构件160的肩部192与顶盖196之间的凸起188，以使主体构件168的第一端部联接到第一支撑构件160上。顶盖196经由多个紧固件200固定在位。主体构件168的第一端部还包括工具接合构件204，适于与工具接合用于使主体构件168旋转。主体构件168的第二端部包括与限定在套管172的内表面上的内螺纹212联接的外螺纹208。凹槽216限定在套管172的外表面上，并且引导构件176位于凹槽216内以允许套管172沿着主体构件168平移，但是阻止套管172相对于框架28旋转。引导构件176和凹槽216具有互补形状以确保引导构件176滑动配合在凹槽216内。这种滑动配合阻止套管172相对于框架28旋转。引导构件176在限定在框架28上的孔220内刚性地固定在框架28上。在图示的示例性实施例中，凹槽216具有“V”形形状，并且引导构件176具有滑动地配合在“V”形凹槽216内的互补的楔形形状。可替代地，凹槽216和引导构件176可以具有其他互补形状，例如，方形、矩形、其他多边形或任何其他构造，只要凹槽216与引导构件176之间的相互作用允许套管172沿着主体构件168平移并且防止套管172相对于框架28旋转。套管172还包括位于套管172的第二端的脚构件224。脚构件224适用于接合管道的表面。脚构件224还适用于联接并支撑垫(以下参照图30-32更详细地进行描述)，该垫可接合管道的表面，而不是脚构件224接合管道的表面。根据设备20将要联接的管道的类型和大小，脚构件224和垫可以具有各种不同的形状，并且是由宽范围的材料制成的。

第二支撑构件164经由紧固件232联接到框架28的内表面244上，并且限定放置套管172的腔体236。腔体236的端部240的大小和形状与套管172的外周面互补，以便给套管172提供侧面支撑。第二支撑构件164与套管172在第二支撑构件164的端部240在越过框架28的内表面244的距离处接合，从而给套管172提供距离框架28更远的支撑。由于没有第二支撑构件164，套筒172的侧面支撑将停在框架28的内表面244处。因此，第二支撑构件164给套管172提供额外的侧面支撑，并且减少套管172由于侧向力而发生弯曲或变形的机会。

联接构件68的长度是可调的，以适应不同直径的管道。为了调节联接构件68的长度，用户使工具与主体构件168的工具接合构件204接合，以使主体构件168在所需的方向上旋转以缩短亦或伸长联接构件68的长度。主体构件168的旋转使主体构件168相对于框架28和第一支撑构件160旋转。主体构件168与套管172之间的螺纹联接使套管172相对于主体构件168平移。引导构件176与套管172中的凹槽216的啮合允许套管172平移，但是阻止套管172与主体构件168一起相对于框架28旋转。主体构件168在一个方向上的旋转使套管172从管道缩回并且进入限定在框架28中的孔220中，并且主体构件168在另一个方向上的旋转使套管172朝着管道延伸并且从孔220出来。使用第二支撑构件164在以下情形中是可取的：设备20与小直径管道联接，并且套管172在框架28处从孔220突出更大的距离(如图9和10所示)。

现在参见图11，设备20可以联接到大直径管道上，这就要求套管172从框架28延伸到孔220外较短的距离。在这种情况下，可以不需要第二支撑构件164。当套管172从框架28的内表面244延伸较短的距离时，不需要第二支撑构件164所提供的额外支撑。此外，在管道的直径非常类似于框架28的内表面244所限定的设备20的中心开口的一些情形中，可能需要套管172在框架28的孔220中很好地伸缩。在这些情形中，第二支撑构件164可以阻止套管172在孔220中伸缩所需的量，以适应这种大直径管道并且因此可以不使用第二支撑构件。

如上所述，联接构件68联接到框架28上的取向或位置可以与图1、2和9-11中所示的取向和位置颠倒，以便使设备20联接到管道的内表面上。参见图12，示例性的联接构件68在颠倒位置联接到框架28上，以便使设备20联接到管道的内表面上。在此位置，第一支撑构件160联接到框架28的内表面244上，并且套管172延伸到孔220外并且越过框架28的周缘35，以使脚构件224位于框架28外部，用于与管道的内表面接合。图12未示出第二支撑构件164。然而，第二支撑构件164可以利用在此位置的联接构件68，并且可以联接到框架28的周缘35上。在此位置，联接构件68的长度按照此前描述的方式是可调的。

现在参见图1和13-15，锁定构件248被图示为用于阻止工具载体32相对于框架28的移动。可能希望在组装、设定或拆卸设备20期间并且/或者在不使用设备20期间阻止工具载体32相对于框架28移动。在组装或拆卸设备20时，设备20处于具有开放端部的多个分开的部分24A、24B、24C和24D。每个部分中包括的工具载体部分可以相对于每个部分中包括的框架部分旋转并且滑出框架部分。在部分24A、24B、24C和24D组装期间，希望使工具载体部分和框架部分保持在一起，并且不相对彼此移动。锁定构件248阻止工具载体32相对于框架28移动。在图示的示例性实施例中(参见图1)，两个部分24B、24D包括锁定构件248。可替代地，任意数量的部分可以包括锁定构件248。

锁定构件248可以在锁定位置与解锁位置之间移动，在锁定位置，工具载体32被阻止相对于框架28移动，并且在解锁位置，工具载体32可相对于框架28移动。设备20包括第一标记252和第二标记256，该第一标记示出了锁定位置的位置，该第二标记示出了解锁位置的位置。工具载体32限定位于第一标记252附近的工具载体孔260，并且框架28限定框架孔264。设备20进一步包括位于框架28与工具载体32之间的插入构件268，该插入构件限定穿过的插入孔272。插入构件268相对于框架28固定在位，并且插入孔272总是与框架孔264对齐。工具载体32可相对于框架28旋转，因此，工具载体孔260可相对于对齐的插入孔272和框架孔264移动。框架孔264包括具有第一直径的第一部分276以及具有第二直径比第一直径大的第二部分280。肩部284位于从框架孔264的第一部分276到第二部分280的过渡。

各种各样的不同类型的锁定构件可以与设备20一起利用，以阻止工具载体32相对于框架28移动，并且所有这些可能性都旨在落入本公开的精神和范围内。在图示的示例性实施例中，锁定构件248包括手柄288、外壳292、活塞296、偏置构件和一对活动凸起300。手柄288位于外壳292的一端，并且手柄288和外壳292一起限定活塞296位于其中的锁定构件腔体304。活塞296可以在腔体304内活动，并且偏置构件使其朝着锁定构件248的手柄端部偏置。用户可以对抗偏置构件的偏置力将活塞296压入到腔体304中，并且偏置构件将使活塞296向外返回到其预压缩位置。活塞296的第二端部位于外壳292的第二端部的开口中的两个凸起300之间。凸起300可以相对于外壳292在开口内移动。活塞296的第二端部包括具有第一宽度或直径的第一部分以及第二宽度或直径小于第一宽度或直径的第二部分。当未压缩活塞296时，活塞296的第一部分与凸起300对齐，并且凸起300向开口外偏置。当压缩活塞296时，活塞296的第二部分与凸起300对齐，并且凸起300能朝着外壳292的中心移动到开口中。第二宽度或直径限制凸起300可以向内移动的程度。

为了使锁定构件248和设备20定位在锁定位置，工具载体孔260与已经对齐的框架和插入孔264和272对齐，并且锁定构件248插入到对齐的孔260、264、272中。在一些示例性实施例中，可能需要按下活塞296以允许凸起300向内移动到外壳292中，以使锁定构件248一路畅通而进入对齐的孔260、264、272中。在这些示例性实施例中，凸起300充分延伸超过外壳292，以阻止锁定构件248一路畅通而插入孔260、264、272中，并且没有按下活塞296将使凸起300处于生产位置。一旦锁定构件248完全插入到对齐的孔260、264、272中并且凸起300位于框架孔264的第二部分280中，凸起300就可以向外移动到它们的延伸位置。当活塞296处于其未压缩位置时，活塞296的第一部分与凸起300对齐，并且凸起300向开口外偏置。在此位置，凸起300防止从对齐的孔260、264、272去除锁定构件248。从对齐的孔260、264、272拔出锁定构件248的任何努力将会使凸起300与肩部284接合，这会防止任何进一步从对齐的孔260、264、272撤出锁定构件248。锁定构件248和设备20现在处于锁定位置。

为了使锁定构件248和设备20从锁定位置移动到解锁位置，用户按下活塞296以使活塞296的第二部分与凸起300对齐，从而允许凸起300朝着外壳292的中心移动到开口中。用户然后在从对齐的孔260、264、272出来的方向上拉动锁定构件248，这将使凸起300与肩部284接合，并且肩部284使凸起300移动到限定在外壳292中的开口中。在凸起300处于它们的向内或缩回位置时，用户能从对齐的孔260、264、272中完全抽出锁定构件248。由于从对齐的孔260、264、272处完全撤出锁定构件248，锁定构件248和设备20现在完全处于未锁定位置。

设备20还包括在不使用时用于锁定构件248的存储位置。存储位置在第二标记256附近，并且由限定在框架28中的存储孔308限定。存储孔308包括具有第一宽度或直径的第一部分312以及第二宽度或直径大于第一宽度或直径的第二部分316。肩部320设置在存储孔308的第一部分312到第二部分316的过渡处。锁定构件248可以按照锁定构件在锁定位置插入到对齐的孔260、264、272中的相同方式插入到存储孔308中。当锁定构件248完全位于存储孔308中并且凸起300处于存储孔308的第二位置316中时，活塞296可以被释放并且凸起300朝着开口向外偏置。锁定构件248现在位于存储位置并且无法移动，除非用户压缩活塞296。

在一些示例性实施例中，插入孔272的尺寸公差比工具载体孔260和框架孔264更贴近或靠近锁定构件外壳292的尺寸。这样，工具载体孔260和框架孔264在锁定构件外壳292周围可以比插入孔272稍微更松，并且可以避免大量的时间成本来提供紧公差的工具载体孔260和框架孔264。由于插入孔272紧密地配合锁定构件外壳292，插入构件268将给锁定构件248提供侧面支撑。紧密地配合插入孔272通常比工具载体孔260和框架孔264更具时间效益和成本效益。

现在参见图16和17，示出了设备20的示例性滚子轴承72。设备20包括多个滚子轴承72，但是本文中仅图示了一个滚子轴承，因为滚子轴承72的结构和操作相同。

每个滚动轴承72包括主轴324、滚子328以及主轴324与滚子328之间的一对轴承组件332。在操作中，主轴324的取向大体上水平。主轴324联接到工具载体32上并且滚子328位于滚道76内以接合框架28。在图示的示例性实施例中，滚子328是包括两个有角度的表面336以及两个有角度的表面336相交的顶端或顶点340的“V”形滚子328。腔体344限定在滚子328与主轴324之间，并且两个轴承组件332位于腔体344内。轴承组件332便于滚子328围绕主轴324平稳地运动。

主轴324中还限定润滑腔348。润滑腔348限定在主轴324的第一端部352中，朝着主轴324的第二端部356穿过主轴324延伸相当长的量，并且在靠近第二端部356较短的位置处停止。卸压孔或塞子358位于润滑腔348中，以在有需要的时候密封润滑腔348并且在必要时排出过大的压力。润滑腔348平行于主轴324并且围绕中心纵轴360位于其中心。润滑腔348是大体呈圆柱形形状，并且包括具有第一直径的第一部分364、第二直径小于第一直径的第二部分368、第三直径小于第一和第二直径的第三部分372以及第四直径小于第一、第二和第三直径的第四部分376。第四部分376位于润滑腔348的第二端部356附近，并且大体上垂直于主轴324的中心纵轴360延伸。第四部分376限定在主轴324的侧面380上，并且与主轴324与滚子328之间的腔体344流体连通。

本文图示的润滑腔348的构造仅仅是示例性的构造，并且润滑腔348能够具有各种各样的不同构造，并且所有这些可能性都旨在落入本公开的精神和范围内。例如，润滑腔348可以包括具有任何大小直径的任何数量的部分(包括一个部分)。另外，例如，润滑腔348可以具有不同于圆柱形的形状(具有圆形横截面形状)，包括，但不限于，方形横截面形状、三角形横截面形状、椭圆形横截面形状或者任何其他多边形或弧形周界的横截面形状。

特别参见图17，卸压孔358已去除，并且在主轴324的第一端352将润滑剂注射到润滑腔348中，润滑剂流入到润滑腔348中，如箭头384所示。所需量的润滑剂被引入到润滑腔348中以便给滚子轴承72提供充分润滑。润滑腔348的第四部分376便于润滑剂流入到限定在主轴324与滚子328之间的腔体344，这样允许润滑轴承组件332。溢流孔386限定在主轴324中以允许过量的润滑剂流过溢流孔，如箭头387所示，而流出腔体348。溢流孔386与腔体348流体连通。在一些示例性实施例中，可能希望仅部分填充润滑腔348。例如，可能希望填充润滑腔348的大致一半。在充分填满润滑腔348之后，卸压孔358插入到润滑腔348中。

现在参见图18-20，示出了设备20的示例性支撑构件388。设备20包括与框架28的周缘35联接的多个支撑构件388。在图示的示例性实施例中，设备20包括总共八个支撑构件388，每个部分24A、24B、24C、24D联接两个支撑构件388。在其他示例性实施例中，设备20可以整体地包括任意数量的支撑构件388，并且可以在每个部分24A、24B、24C、24D上包括任意数量的支撑构件。支撑构件388的结构和操作大致相同。因此，以下将详细描述唯一一个支撑构件388，应当理解的是，本文中包括的说明书和附图适用于管道加工设备20的所有支撑构件388。

每个支撑构件388用一对紧固件392刚性地联接到框架28上。支撑构件388包括第一凸缘396和第二凸缘404，该第一凸缘限定穿过其的第一孔400，该第二凸缘限定穿过其的第二孔408。第一凸缘396和第二凸缘404大体上互相垂直。第一凸缘396大体上平行于工具载体32的前表面412，并且大体上垂直于设备20的中心轴156。第二凸缘404大体上垂直于工具载体32的前表面412，并且平行于设备20的中心轴156延伸。

如上所述，在图示的示例性实施例中，每个分段24A、24B、24C、24D包括两个支撑构件388。每个分段上的支撑构件388是关于沿着中心轴156延伸的垂直平面大体上彼此径向的图像。在设备20的组装、设定、拆卸和操纵期间使用支撑构件388。支撑构件388提供更多柔性并且使在组装、设定、拆卸和操纵设备20期间更容易。设备20及其部件可以使用各种不同类型的电动升降机构。此外，在设备20与升降机构之间可以使用各种不同类型的硬件，以使设备20与升降机构联接。本文中描述且图示的示例性升降机构和硬件并非旨在限制本公开。

现在参见图21-25，将描述并图示在组装、设定、拆卸和操纵设备20期间的支撑构件388的示例性使用。

特别参见图21，示出了设备20的单个分段24A，并且这部分图示为抬升到垂直位置。用于使部分24和升降机构联接的示例性的硬件已示出，并且并非旨在限制。示例性的硬件包括与支撑构件388的第一凸缘396联接的一对联接构件416。支撑构件388适当地位于部分24A上，以使部分24A的重心在支撑构件388之间平衡，从而确保以水平方式抬升部分24A，如图21所示。

现在参见图22，支撑构件388还提供了使设备20及其部件抬升到水平位置以及垂直位置的能力。图22示出了抬升到水平位置的设备20的单个分段24A。用于使部分24A和升降机构联接的示例性的硬件已示出，并且并非旨在限制。示例性的硬件包括与支撑构件388的第二凸缘404联接的两个联接构件416以及与联接构件68联接的联接构件416之一。支撑构件388和联接构件68位于部分24A上，以适当地定位部分24A的重心，以确保部分24A按照图22所示的水平方式抬升。

特别参见图23，示出了设备20的两个联接起来的分段24A、24B，并且这两个部分图示为抬升到垂直位置。用于使两个部分24A、24B和升降机构联接的示例性的硬件已示出，并且并非旨在限制。示例性的硬件包括一对联接构件416，一个联接构件416与第一部分24A上的一个支撑构件388的第一凸缘396联接，并且另一个联接构件416与第二部分24A上的一个支撑构件388的第一凸缘396联接。支撑构件388适当地位于部分24A、24B上，以使联接起来的部分24A、24B的重心在支撑构件388之间平衡，从而确保以水平方式抬升部分24A、24B，如图23所示。

现在参见图24，示出了设备20的两个联接起来的分段24A、24B，并且这两个部分图示为抬升到水平位置。用于使两个部分24A、24B和升降机构联接的示例性的硬件已示出，并且并非旨在限制。示例性的硬件包括三个联接构件416，两个联接构件416与第一部分24A上的支撑构件388的第二凸缘404联接，并且第三个联接构件416与第二部分24B上的一个支撑构件388的第二凸缘404联接。图24还示出了绞盘或紧绳夹420。支撑构件388适当地位于两个部分24A、24B上，以适当地放置联接起来的部分24A、24B的重心，从而确保以水平方式抬升部分24A、24B，如图24所示。

现在参见图25，完全组装好的设备20被图示为包括四个联接起来的分段24A、24B、24C、24D。设备20被图示为抬升到水平位置。用于使设备20和升降机构联接的示例性的硬件已示出，并且并非旨在限制。示例性的硬件包括四个联接构件416，联接构件416与设备20上的四个支撑构件388的第二凸缘404联接。联接构件416联接到每个部分24A、24B、24C、24D上的一个支撑构件388上。支撑构件388适当地位于四个部分24A、24B、24C、24D上，以适当地放置联接起来的部分24A、24B、24C、24D的重心，从而确保以水平方式抬升设备20，如图25所示。

应当理解，通过使用支撑构件388可以以各种方式和取向抬升设备20的一个或多个分段或者整个组装的设备20，并且以上描述并且图示的这些方式和取向仅仅是示例性的并且并非旨在限制。使用支撑构件388用于抬升一个或多个部分或整个组装的设备20的任何和所有可能都旨在落入本公开的精神和范围内。

现在参见图1、2和26-29，设备20包括铰链424，该铰链适用于协助定位围绕管道的设备20。铰链424包括杠杆428、臂构件432(共同用作双向棘轮构件)、一对直立凸缘构件436和一对侧面凸缘构件440。杠杆428联接到臂构件432上，并且臂构件432包括外壳444和一对伸缩联接臂448，这对伸缩联接臂位于外壳444所限定的腔体452内并且可在其中移动。联接臂448的远端包括孔456，通过该孔与限定在直立凸缘构件436中的孔460对齐，并且每组对齐的孔456、460适用于接收紧固件或联接销464，通过该紧固件或联接销使臂构件432联接到直立凸缘构件436的上端上。联接销464允许直立构件436和臂构件432围绕联接销464旋转。杠杆428可以在第一方向上通过棘轮传动以向内拉动臂448，从而使臂448缩短，或者在第二方向上通过棘轮传动以向外拉动臂448，从而使臂448伸长。

直立的凸缘构件436还包括穿过凸缘构件的孔468，该孔与限定在侧缘构件440的对应端部中的孔472对齐。联接销476位于每组对齐的孔468、472中，以使直立的凸缘构件436联接到侧缘构件440上。另外的联接销480位于两个侧缘构件440的重叠端的对齐孔中。两个侧缘构件440围绕联接销480可相对彼此旋转。两个侧缘构件440用一对紧固件484、488均对应地联接到框架28上。紧固件484穿过限定在对应的侧缘构件440中的圆孔，该圆孔的形状与紧固件484的直径类似。紧固件488穿过限定在对应的侧缘构件440中的长槽489。紧固件488可以旋开以从框架28解开对应的侧缘构件440(以下更详细地进行描述)。

如上所述，铰链424有助于将设备20联接在管道周围。铰链424允许完成组装的设备20分成两半，并且围绕铰链424开放(参见图28)。特别参照图26，铰链424被图示为处于第一位置，其中设备20处于关闭位置，两个侧面凸缘构件440使空间28与紧固件484、488联接，伸缩联接臂448向外延伸，直立凸缘构件436大体上垂直，并且侧面凸缘构件440大体上水平。

参照图27，为了开始打开设备20，通过松开关联上的两个紧固件488，从框架28上解开与紧固件488关联的侧缘构件440。

现在参见图28和29，如图28所示，升降机构或一些其他合适的驱动机构与两个支撑构件388联接，以提供额外的垂直支撑。在侧面凸缘构件440从框架28解开之后，联接机构490(例如，于2013年1月9日提交的美国临时专利申请第61/750,447号以及主张此临时专利申请优先权的任何非临时美国专利申请中公开的联接机构，所有这些专利申请的全部内容通过引用的方式并入本文中)用于启动两个半体的分离和铰接。随着两个半体由于联接机构490而分开，紧固件488在狭槽489内移动。然后，两个紧固件488紧固起来以使侧面凸缘构件440与框架28重新联接。然后杠杆428在第一方向上通过棘轮传动以向内拉动臂448，并且使两个半体分开。两个侧面凸缘臂440围绕联接销480相对彼此旋转。杠杆428连续通过棘轮传动直到两个半体分开所需的量。铰链424允许正确地分离设备20的两个半体，并且维持半体的上端紧挨着并且处于用于使两端重新联接在一起的正确位置。

特别参见图28，设备20充分分开以允许将设备20放置在管道周围。为了使设备20的两个半体联接起来，棘轮开关切换到杠杆上，以允许杠杆428在相反方向上通过棘轮传动。杠杆428在相反方向上通过棘轮传动，从而向外推动臂448，并且使侧面凸缘构件440朝着它们的水平位置往回转动。随着端部彼此靠近，紧固件488再次旋开，以从框架28解开相应的侧面凸缘构件440。联接机构490用于使两个半体的端部往回合起来，从而使紧固件488在狭槽489内移动。当两个半体的端部重新接合时，紧固件488再次紧固。可以根据需要重复此过程，以选择性地联接或解开围绕管道的设备20。

现在参见图30-32，示例性的垫493被图示为联接到联接构件68的套管172上。垫493适用于接合管道的表面，并且协助将管道加工设备20联接到管道上。管道加工设备20包括多个联接构件68，所有的联接构件适用于包括垫493。因此，本文中将图示并描述唯一一个联接构件68和垫493。

垫493包括外壳494、调节构件495、一对垫圈496、顶盖497、一对顶盖紧固件498和接合构件499。外壳494与套管172的端部联接，并且限定第一孔500和腔体501，调节构件495位于该第一孔中，并且该腔体被适配成接收接合构件499。调节构件495包括接收在接合构件腔503中的外螺纹502，该接合构件腔包括与调节构件495上的外螺纹502互补的内螺纹504。一个垫圈496位于调节构件495的头部上方，一个垫圈496位于调节构件495的头部下方。外壳494还限定第二和第三孔505、506，该第二孔和第三孔被适配成接收用于使顶盖497联接到外壳494上的顶盖紧固件498。顶盖497包括一对联接孔507，这对联接孔与用于接收顶盖紧固件498的外壳494中的第二孔和第三孔505、506对齐。顶盖497还限定工具接合508，该工具接合与调节构件495对齐，以在顶盖497联接到外壳494上时允许工具触及并转动调节构件495。转动调节构件495，使接合构件499沿着调节构件495以线性方式平移。调节构件495在第一方向上旋转使接合构件499在第一方向上移动，并且调节构件495在第二方向上旋转使接合构件499在第二方向上移动。调节接合构件499有助于相对于管道轴向地定位管道加工设备20。垫493可以包括使接合构件499移动以协助使联接构件68联接到管道上的其他方式，并且所有这些可能性都旨在落入本公开的精神和范围内。

本文中包括的管道加工设备的部件和所实现的功能被适配成包括在任何大小的管道加工设备中，以加工任何大小的管道并且以相同的方式操作，从而提高本公开的模块化性能。也就是说，例如，不论管道加工设备适用于切割60英寸还是120英寸的管道，支撑构件或设定腿、用于联接到管道的内表面或外表面上的联接构件、锁定构件、滚子轴承润滑特征、用于抬升管道加工设备的支撑构件、抬升方式、组装和操纵设备的部分、铰链等全部适用于包括在任何可行大小的管道加工设备中并且以相同的方式运行。

应当理解，本文中使用的任何取向或方向术语，例如，“顶部”、“底部”、“前面”、“后面”、“背面”、“左边”、“右边”、“侧面”，并非旨在仅暗示与该术语相关的物品的单个取向或者以任何方式限制本公开。使用这些取向或方向术语旨在帮助理解本文公开的原理，并且对应于附图图示的示例性取向。例如，可以在任何取向利用管道加工设备，并且使用这种术语的目的是旨在与附图所示的管道加工设备的示例性取向对应。使用与管道加工设备相关的这些术语的目的不是将管道加工设备限制于单个取向或者以任何方式限制管道加工设备。

本公开的摘要提供用于允许读者快速查明技术公开的本质。据提交的理解是，说明书摘要不会用于理解或限制权利要求书的范围或含义。此外，在上述具体实施方式中，可以看出的是，为了达到使本公开合理化的目的，多个实施例中集合了多个特征。本公开的方法不应当被理解为反映这样的意图：受权利要求书保护的的实施例需要具备比每个权利要求中专门阐述的特征更多的特征。相反，如以下权利要求书所体现的，具有创造性的主题在于少于单个公开的实施例的所有特征中。因此，以下权利要求书以此方式并入具体实施方式中，使每个权利要求就其本身而言作为单独要求保护的主题。

虽然已经描述了本公开的多个实施例，但是对于本领域的技术人员而言，显而易见的是，在本公开的范围内可以具有其他实施例和实施方式。因此，本公开并不是限制性的，只受到所附权利要求书及其等效形式的限制。

Claims (14)

1.一种管道加工设备，包括：

框架，其适于结合到管道并相对管道固定；

工具载体，其结合到所述框架和所述管道并且可相对于所述框架和所述管道移动；以及

锁定构件，其可选择性地与所述框架和所述工具载体接合，以阻止所述工具载体相对于所述框架的运动。

2.根据权利要求1所述的管道加工设备，其中所述框架限定框架孔，并且所述工具载体限定工具载体孔，其中所述锁定构件被适配成在所述框架孔和所述工具载体孔对齐的状态下插入所述框架孔和所述工具载体孔中。

3.根据权利要求2所述的管道加工设备，进一步包括在其中限定插入孔的插入构件，其中所述锁定构件在所述框架孔、工具载体孔和插入孔对齐的状态下插入所述框架孔、所述工具载体孔和所述插入孔中。

4.根据权利要求2所述的管道加工设备，其中所述框架孔是第一框架孔，所述框架还在其中限定第二框架孔，其中所述锁定构件可定位在锁定位置和解锁位置，在所述锁定位置，所述锁定构件插入对齐的所述第一框架孔和所述工具载体孔中，而在所述解锁位置，所述锁定构件插入所述第二框架孔中。

5.根据权利要求4所述的管道加工设备，其中所述第一框架孔和所述工具载体孔在与所述管道加工设备的中心旋转轴大体上平行的第一方向上延伸，而所述第二框架孔从所述管道加工设备的中心旋转轴大体径向地延伸。

6.一种用于管道加工设备的滚子轴承组件，所述滚子轴承组件包括：

主轴，在其中限定润滑腔；

滚子，其结合到所述主轴并且可围绕所述主轴旋转，其中第二腔体被限定在所述主轴与所述滚子之间；以及

轴承组件，其位于所述主轴与所述滚子之间的第二腔体中；

其中所述润滑腔与所述第二腔体流体连通。

7.根据权利要求6所述的滚子轴承组件，进一步包括与所述第二腔体流体连通的溢流孔。

8.根据权利要求7所述的滚子轴承组件，其中所述润滑腔包括沿着所述主轴的纵轴延伸的第一部分以及横穿所述纵轴延伸的第二部分。

9.根据权利要求8所述的滚子轴承组件，其中所述腔体的第二部分与所述腔体的第一部分大体上垂直，并且所述溢流孔与所述润滑腔的第一部分大体上平行。

10.根据权利要求6所述的滚子轴承组件，进一步包括塞子，所述塞子被适配成选择性地定位在所述润滑腔中和从所述润滑腔中去除。

11.一种用于被适配成使管道加工设备结合到管道的结合构件的垫，所述垫包括：

外壳，其限定外壳腔体；

接合构件，其至少部分地定位在所述外壳腔体中并且被适配成接合管道的表面；以及

调节构件，其结合到所述外壳和所述接合构件，其中所述调节构件是活动的，以使所述接合构件相对于所述外壳移动。

12.根据权利要求11所述的垫，其中所述调节构件包括与所述接合构件的螺纹部分结合的螺纹部分，并且其中所述调节构件的旋转使所述接合构件相对于所述外壳移动。

13.根据权利要求12所述的垫，其中所述外壳包括被适配成由所述接合构件接合的有角度的表面，其中所述接合构件随着所述接合构件移动而沿着所述有角度的表面滑动。

14.根据权利要求13所述的垫，其中所述接合构件被适配成随着所述接合构件沿着所述有角度的表面滑动而朝着和背离管道的表面移动。