CN108050323B - 一种带径法兰与接管精准对接装置及其安装和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带径法兰与接管精准对接装置及其安装和使用方法，包括丝杠(1)、锥板(2)、压套(3)和卡盘(4)，所述丝杠(1)穿过压套(3)和卡盘(4)并与其连接，所述锥板(2)与卡盘(4)连接，所述精准对接装置还包括把手(5)，所述把手(5)安装在丝杠(1)的一端端部，通过旋转把手(5)使得压套(3)沿着丝杠(1)轴向移动以及使得锥板(2)径向移动，并使得锥板(2)与带径法兰(7)内壁和接管(6)内壁贴合并顶紧，从而实现带径法兰(7)与接管(6)的精准对接。本发明结构新颖、易制造、便于移动，还可与变位机及滚动传动设备连接，实现半自动焊接，解决了带径法兰与接管以及内径相同的管路件对接的难题。

Description

一种带径法兰与接管精准对接装置及其安装和使用方法

技术领域

本发明涉及一种管路以及压力容器，具体涉及一种接管与带径法兰组焊前的对接装置。

背景技术

带径法兰是压力容器制造中最常用的一种管路连接法兰，法兰一端与容器管路焊接，另一端与外部法兰管路通过螺栓连接。在制造过程中，带径法兰与接管先组焊成组件，再与容器焊接。

带径法兰与接管的组焊有以下严格要求：

要求1：带径法兰与接管的规格是配套的，两者内径与外径尺寸相同，对接时不能产生错边；

要求2：由于一般规格法兰与接管内径较小，对接位置只能从外侧焊接，通常采用钨极气体保护焊，即从外侧焊接，内部填充氩气来确保焊接质量以及焊接成形。接管与带径法兰对接处需要保留一定的间隙A，来确保焊接时焊液能够熔到焊缝内侧且不产生焊接缺陷；

要求3：法兰密封面与接管的垂直度有严格的要求，标准中要求法兰面的垂直度公差不得大于0.5/100的法兰外径。

由于以上要求，在法兰与接管组焊时会带来以下困难：

困难1：为确保焊接时不产生错边，需要在接管和法兰对接处分辨划四等分线来辅助对接，而在对接处分辨划四等分线非常不容易；

困难2：焊接间隙A难以控制，需要用垫片来保证，垫片厚度需要多种多样，操作繁琐；

困难3：焊接时会产生焊接收缩变形，导致接管与法兰密封面垂直度公差超范围；

困难4：焊枪竖直向下时为焊接最佳位置，能够确保焊接质量，但法兰与接管的结构难以保持焊枪竖直平稳焊接。

由此可见，要想确保焊接出合格的法兰与接管组件是一项较为繁琐的工序，而在压力容器制造中又需要大量的接管法兰组件，高效率且保质保量地完成接管与法兰精准对接的工作是一项难题。

由于上述原因，本发明人对带径法兰与接管对接结构以及机床卡盘装卡结构进行了深入研究，以便设计出一种可以实现带径法兰与接管精准对接，并在保证焊接间隙的情况下完成焊接的装置。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人做了锐意研究，设计出一种带径法兰与接管精准对接装置，包括丝杠1、锥板2、压套3和卡盘4，所述丝杠1穿过压套3和卡盘4并与压套3和卡盘4连接，所述锥板2与卡盘4连接，所述精准对接装置还包括把手5，所述把手5安装在丝杠1的一端端部，通过旋转把手5使得压套3沿着丝杠1轴向移动以及使得锥板2径向移动，而使得锥板2与带径法兰7内壁和接管6内壁贴合并顶紧，从而实现带径法兰与接管的精准对接。本发明还提供一种带径法兰与接管精准对接装置的安装和使用方法。本发明结构新颖、易制造、便于移动，还可与变位机及滚动传动设备连接，实现半自动焊接，解决了带径法兰与接管以及内径相同的管路件对接的难点，从而完成了本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

第一方面，本发明提供一种带径法兰与接管精准对接装置，包括丝杠1、锥板2、压套3和卡盘4，所述丝杠1穿过压套3和卡盘4并与压套3和卡盘4连接，所述锥板2与卡盘4连接，所述精准对接装置还包括把手5，所述把手5安装在丝杠1的一端端部，通过转动把手5使得压套3沿着丝杠1轴向移动以及使得锥板2径向移动。

其中，所述的丝杠1一端外壁设有长度为G的螺纹，所述螺纹优选为细牙螺纹。

其中，所述锥板2一侧设为锥面，所述锥面的锥度为α，所述锥板2另一侧设为竖直面21，所述锥板2底部设有凸台22，

优选地，所述锥面的锥度α为5°＜α＜15°，

优选地，所述竖直面21设置有豁口211。

其中，所述的压套3中心设有通孔31，该通孔31内壁设置有内螺纹，该内螺纹与所述丝杠1的螺纹匹配，

所述压套3外壁环向设置有三处均布的并且与锥板2锥面锥度α相同的锥槽32，该锥槽32用来嵌入锥板2，

优选地，所述压套3为圆柱体。

其中，所述卡盘4包括槽板41和底板42，所述槽板41通过螺栓与所述底板42固定连接。

其中，

所述槽板41中心设置有通孔411，并环向设置有三个均匀分布的向心滑槽412，

所述底板42中心设置有通孔，该通孔供丝杠1穿入及平稳转动，丝杠1穿入后，通过定位盖43将丝杠1与底板42轴向固定。

其中，所述锥板2凸台22可在向心滑槽412内滑动，

所述槽板41中心通孔411直径大于锥板2底部凸台22的宽度和丝杠1的直径之和。

其中，

所述定位盖43通过螺栓将丝杠1与底板42连接固定，优选地，所述螺栓为六角头螺栓45。

另一方面，本发明还提供一种带径法兰与接管精准对接装置的安装以及使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将卡盘4的槽板41与底板42连接固定；

步骤2：将锥板2安装到卡盘4上；

步骤3：将丝杠1与底板42连接固定；

步骤4：将把手5与丝杠1固定连接；

步骤5：将压套3与丝杠1连接；

步骤6：调节压套3旋转角度使得锥板2锥面与压套3锥槽32两两贴合；

步骤7：将带径法兰7与接管6套入步骤6的装置；

步骤8：调节带径法兰7与接管6间的焊接间隙A，完成精准对接。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)根据本发明提供的带径法兰与接管精准对接装置，通过简单的结构，实现了较为复杂的管路与法兰、管路与管路间的定距精准对接，并且控制了焊接变形，提高了生产效率和产品质量；

(2)根据本发明提供的带径法兰与接管精准对接装置，通过改变压套的规格，可适用于多种法兰与接管的对接，适用范围广；

(3)根据本发明提供的带径法兰与接管精准对接装置本身轻巧，便于安装和移动，可与变位机或滚动传动设备连接，实现半自动焊接；

(4)根据本发明提供的带径法兰与接管精准对接装置结构制作简单，成本低。

附图说明

图1示出本发明中带径法兰与接管精准对接装置三维剖视图；

图2示出本发明中带径法兰与接管精准对接装置主视图；

图3示出本发明中丝杠结构示意图；

图4示出本发明中锥板结构示意图；

图5示出本发明中锥板侧面示意图；

图6示出本发明中锥板俯视图；

图7示出本发明中压套结构示意图；

图8示出本发明卡盘结构示意图；

图9示出本发明中带径法兰与接管对接焊接形式示意图；

图10示出本发明与变位机连接示意图。

附图标号说明：

1-丝杠

2-锥板

21-竖直面

211-豁口

22-凸台

3-压套

31-压套通孔

32-锥槽

4-卡盘

41-槽板

411-槽板通孔

412-向心滑槽

42-底板

43-定位盖

44-内六角螺栓

45-六角头螺栓

5-把手

6-接管

7-带径法兰

8-小型变位机

9-连杆

A-带径法兰与接管焊接间隙

B-锥板在卡盘内的滑动行程

C-锥板竖直面避让焊道豁口范围

D-锥板竖直面高度尺寸

E-锥板锥面宽度尺寸

F-压套中心到压套锥槽小端的距离

G-丝杠螺纹长度

H-焊接最佳位置

M-丝杠外螺纹与压套内螺纹

R-锥板竖直面竖直方向边缘设置的圆角

α-压套锥槽倾斜角度以及椎板锥面倾斜角度

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。

根据本发明提供的一种带径法兰与接管精准对接装置，参照图1和图2所示，所述精准对接装置包括丝杠1、锥板2、压套3和卡盘4，所述丝杠1穿过压套3和卡盘4并与压套3和卡盘4连接，所述锥板2与卡盘4连接，所述精准对接装置还包括把手5，所述把手5安装在丝杠1的一端端部，通过转动把手5使得压套3沿着丝杠1轴向移动以及使得锥板2径向移动，使得锥板2与带径法兰7内壁和接管6内壁贴合并顶紧。

在一个优选的实施方式中，参照3所示，所述的丝杠1一端外壁设有长度为G的螺纹，进一步优选地，所述螺纹为细牙螺纹，所述细牙螺纹记为M。

所述丝杠1与压套3和卡盘4装配后，丝杠1只能沿轴向转动。

在一个优选的实施方式中，参照图4和图5所示，所述的锥板2一侧设为锥面，锥面锥度为α，另一侧设有竖直面21，所述锥板2底部设有凸台22，进一步优选地，所述锥度α为5°＜α＜15°。锥板竖直面21高度为D，所述锥板高度D无严格要求，优选尺寸为200～300mm。所述锥板2优选为3块。

进一步优选地，参照图4所示，所述竖直面21设置有豁口211，所述豁口长度范围为C，所述豁口长度C的尺寸无严格要求，优选为100～150mm。设置豁口211，可避免带径法兰7与接管6焊接时内侧熔透并与竖直面21发生熔合，豁口长度范围C适合本装置适用的各种法兰与接管对焊位置的高度，即所述豁口长度C的尺寸优选设计为100～150mm，这个区间可满足多种型号法兰的高度。

在一个优选的实施方式中，设置的凸台22与卡盘4相匹配，可使得锥板2能够比较顺利地径向移动，从而可以使得锥板2顶紧带径法兰7与接管6的内壁。

在进一步优选的实施方式中，参照图6所示，所述锥板2竖直面21的竖直方向的两个边缘设置为圆角R，可使得锥板2竖直面在与带径法兰7和接管6的内壁贴紧时减少竖直面21对带径法兰7和接管6的内壁的磨损。所述圆角R尺寸无特别限定，能达到减少竖直面21对带径法兰7和接管6的内壁的磨损即可。

在一个优选的实施方式中，参照图1、图2和图7所示，所述的压套3中心设有通孔31，该通孔31内壁设置有内螺纹，该内螺纹与所述丝杠1的螺纹匹配，所述压套3外壁环向设置有三处均布的并且与锥板2锥面锥度相同的锥槽32，该锥槽32用来嵌入锥板2，

进一步优选地，所述压套3为圆柱体。

参照图7(b)所示，压套3可通过改变圆柱体的外径和锥槽小端到中心距离F制作多种规格，以适应不同规格的法兰7与接管6的对接。

参照图2和图4所示，锥板2的锥面宽度尺寸E与所述压套3的锥槽32尺寸相匹配。

在一个优选的实施方式中，参照图8所示，所述卡盘4包括槽板41和底板42，所述槽板41通过螺栓与所述底板42固定连接，进一步优选地，所述卡盘为圆形，所述螺栓为内六角螺栓44。

在一个优选的实施方式中，参照图8(c)和图8(d)所示，所述槽板41中心设置有通孔411，并环向设置有三个均匀分布的向心滑槽412，所述向心滑槽412与所述锥板2凸台22相匹配，所述凸台22可在所述向心滑槽412滑动。所述槽板41中心通孔411直径大于锥板2凸台22的宽度和丝杠1的直径之和。所述槽板41通孔411尺寸要满足同时安装丝杠1和锥板2。

在一个优选的实施方式中，参照图8(b)所示，所述底板42中心设置有通孔，该通孔供丝杠1穿入及平稳转动，丝杠1穿入后，通过定位盖43将丝杠1与底板42轴向固定。所述定位盖43通过螺栓将丝杠1与底板42连接固定，优选地，所述螺栓为六角头螺栓45，所述定位盖数量不限，优选为1个。

在一个优选的实施方式中，参照图1、图8(a)和图8(b)所示，所述卡盘4的槽板41与底板42通过内六角螺栓44连接后，将三块锥板2从槽板41中心通孔411送入向心滑槽412；将丝杠1从底板42底部穿过通孔而穿入，用六角头螺栓45将定位盖43固定，锥板2、丝杠1与卡盘4形成装配体；压套3从丝杠1螺纹旋入，保证压套3锥槽32与锥板2锥角α方向一致。当压套3旋转至锥板2锥面区域时，调节好压套3旋转角度并将三块锥板2推入卡盘4的向心滑槽412，使三组锥面两两贴合；将带径法兰7与接管6套入本装置，法兰密封面应与卡盘4上表面贴合，调节法兰7与接管6间焊接间隙A，参照图9所示，旋转把手5带动丝杠1，压套3受锥板2的约束而沿丝杠1轴向移动，并推动锥板2径向移动而顶紧带径法兰7与接管6内壁，从而完成带径法兰7与接管6的精准对接。

在进一步优选的实施方式中，丝杠1螺纹长度G为压套3的轴向最大行程，锥板2锥面宽度E为锥板2径向的最大行程。

另一方面，本发明还提供一种带径法兰与接管精准对接装置的安装以及使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将卡盘4的槽板41与底板42连接固定；

步骤2：将锥板2安装到卡盘4上；

步骤3：将丝杠1与底板42连接固定；

步骤4：将把手5与丝杠1固定连接；

步骤5：将压套3与丝杠1连接；

步骤6：调节压套3旋转角度使得锥板2锥面与压套3锥槽32两两贴合；

步骤7：将带径法兰7与接管6套入步骤6的装置；

步骤8：调节带径法兰7与接管6间的焊接间隙A，完成精准对接。

在一个优选的实施方式中，上述精准对接装置的安装和使用方法具体包括以下步骤：

步骤1：将卡盘的槽板41通过内六角螺栓44与底板42连接固定；

步骤2：将锥板2安装到卡盘上，并将锥板2从槽板41中心孔送入向心滑槽412；

步骤3：将丝杠1从底板42底部通孔穿入并通过螺栓45与定位盖43将丝杠1与底板42连接固定，使得锥板2、丝杠1与卡盘4形成装配体；

步骤4：所述把手5安装在靠近底板42的丝杠1的端部并与丝杠1固定连接；

步骤5：将压套3从丝杠1上端旋入并通过螺纹与丝杠1连接，同时保持压套3的锥槽与锥板2锥角α方向一致；

步骤6：当压套3旋转至锥板2锥面区域时，调节压套3旋转角度并将锥板2相应推入压套3锥槽32，使三组锥面两两贴合；

步骤7：将带径法兰7与接管6套入步骤6的装置，保持带径法兰7密封面与卡盘4上表面贴合；

步骤8：旋转把手5带动丝杠1，同时使得压套3沿丝杠1轴向移动并推动锥板2径向移动而顶紧带径法兰7与接管6的内壁，从而实现调节带径法兰7与接管6间的焊接间隙A，完成精准对接。

在一个优选的实施方式中，参照图10所示，本装置可与小型变位机8通过几组连杆9相连，实现接管与法兰轴向水平转动，满足最佳位置H的半自动焊接；所述最佳位置H即为焊接时焊枪朝下、俯视焊接的位置，这样的焊接可保证熔融的焊液填满焊缝，从而保证焊接的质量。

本发明通过将锥板2、丝杠1和压套3与卡盘4装配后，从外侧套入带径法兰7与接管6，通过丝杠1螺旋驱动压套3轴向移动，并利用压套3锥槽32与锥板2锥面相对滑动，驱动调节锥板2径向移动，同时与带径法兰7内壁和接管6内壁贴合并顶紧，实现带径法兰与接管精准对接。本发明结构新颖、易制造、便于移动，可与变位机及滚动传动设备连接，实现半自动焊接。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“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。

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 (2)

1.一种带径法兰与接管精准对接装置的安装以及使用方法，其特征在于，所述带径法兰与接管精准对接装置包括丝杠(1)、锥板(2)、压套(3)和卡盘(4)，所述丝杠(1)穿过压套(3)和卡盘(4)并与压套(3)和卡盘(4)连接，所述锥板(2)与卡盘(4)连接，所述精准对接装置还包括把手(5)，所述把手(5)安装在丝杠(1)的一端端部，通过转动把手(5)使得压套(3)沿着丝杠(1)轴向移动以及使得锥板(2)径向移动；

所述丝杠(1)一端外壁设有长度为(G)的螺纹，所述螺纹为细牙螺纹；

所述锥板(2)一侧设为锥面，所述锥面的锥度为(α)，所述锥板(2)另一侧设为竖直面(21)，所述锥板(2)底部设有凸台(22)，

所述锥面的锥度(α)为5°＜α＜15°，

所述竖直面(21)设置有豁口(211)；

所述压套(3)中心设有通孔(31)，该通孔(31)内壁设置有内螺纹，该内螺纹与所述丝杠(1)螺纹匹配，

所述压套(3)外壁环向设置有三处均匀分布的并且与锥板(2)锥面锥度(α)相同的锥槽(32)，该锥槽(32)用来嵌入锥板(2)，

所述压套(3)为圆柱体；

所述卡盘(4)包括槽板(41)和底板(42)，所述槽板(41)通过螺栓与所述底板(42)固定连接；

所述槽板(41)中心设置有通孔(411)，并环向设置有三个均匀分布的向心滑槽(412)，

所述底板(42)中心设置有通孔，该通孔供丝杠(1)穿入及转动，丝杠(1)穿入后，通过定位盖(43)将丝杠(1)与底板(42)轴向固定；

所述带径法兰与接管精准对接装置与小型变位机(8)通过几组连杆(9)相连，实现接管与法兰轴向水平转动，满足最佳位置H的半自动焊接；

包括以下步骤：

步骤1：将卡盘的槽板(41)通过内六角螺栓(44)与底板(42)连接固定；

步骤2：将锥板(2)安装到卡盘(4)上，并将锥板(2)从槽板(41)通孔(411)送入向心滑槽(412)；

步骤3：将丝杠(1)从底板(42)底部通孔穿入并通过六角头螺栓(45)与定位盖(43)将丝杠(1)与底板(42)连接固定，使得锥板(2)、丝杠(1)与卡盘(4)形成装配体；

步骤4：所述把手(5)安装在靠近底板(42)的丝杠(1)的端部并与丝杠(1)固定连接；

步骤5：将压套(3)从丝杠(1)上端旋入并通过螺纹与丝杠(1)连接，同时保持压套(3)的锥槽(32)与锥板(2)锥角(α)方向一致；

步骤6：当压套(3)旋转至锥板(2)锥面区域时，调节压套(3)的旋转角度并将锥板(2)相应推入压套(3)锥槽(32)内，使三组锥面两两贴合；

步骤7：将带径法兰(7)与接管(6)套入步骤6的装置，保持带径法兰(7)密封面与卡盘(4)上表面贴合；

步骤8：旋转把手(5)带动丝杠(1)，同时使得压套(3)沿丝杠(1)轴向移动并推动锥板(2)径向移动而顶紧带径法兰(7)与接管(6)的内壁，从而实现调节带径法兰(7)与接管(6)间的焊接间隙(A)，完成精准对接；

所述锥板(2)凸台(22)能够在向心滑槽(412)内滑动，

所述槽板(41)通孔(411)直径大于锥板(2)底部凸台(22)的宽度和丝杠(1)的直径之和。

2.根据权利要求1所述的带径法兰与接管精准对接装置的安装以及使用方法，其特征在于，

所述定位盖(43)通过螺栓将丝杠(1)与底板(42)连接固定，所述螺栓为六角头螺栓(45)。