CN108790128B - 一种管道补口装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道补口装置及方法，属于油气管道技术领域。该管道补口装置包括：旋转机构和热缠机构。其中，旋转机构可转动地套装在待补口管道上；热缠机构包括：固定在旋转机构上的机架、可转动地设置在机架一端的真空辊、设置在机架顶部的加热件。其中，加热件用于对热收缩带加热；真空辊用于吸附并缠绕加热后的热收缩带。本发明通过将加热后的热收缩带吸附并缠绕在真空辊上，并在旋转机构的旋转作用下，将吸附并缠绕在真空辊上热收缩带压紧在待补口管道上。使热收缩带在补口作业过程中边缠绕、边加热、边压紧，避免了热收缩带与待补口管道之间产生气泡，进而保证了补口效果。

Description

一种管道补口装置及方法

技术领域

本发明涉及油气管道技术领域，特别涉及一种管道补口装置及方法。

背景技术

油气输送管道由多根钢管顺次焊接而成，相邻两根钢管之间会形成有焊缝。由于焊缝处是整根管道中防腐效果最差的部分，因此，为了保证管道运输工作的顺利进行，有必要对管道的焊缝处进行补口作业。可见，提供一种管道补口方法是十分必要的。

现有技术通过如下所述的方法进行管道补口作业：对待补口管道进行除锈处理，处理后对该管段进行加热。随后，在该待补口管道的外表面均匀涂刷底漆(底漆一般使用环氧树脂)，在底漆尚湿润时，工作人员手工将热收缩带缠绕在该待补口管道上。具体地，将热收缩带设置有胶层的内侧面的一端加热后粘贴在待补口管道上作为固定端，随后对待补口管道进行缠绕，将热收缩带内侧面的另一端加热后粘贴在固定端的外侧。此时，对热收缩带的外侧面进行加热，使其内侧面的胶层熔化并与底漆粘结，随后，工作人员使用压辊工具在热收缩带上进行滚压，以将热收缩带紧密地贴紧在该待补口管道上，完成对待补口管道的补口作业。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术将热收缩带缠绕在待补口管道上之后才对其加热，然后再使用压辊工具压紧，这容易使热收缩带与待补口管道之间产生气泡，从而降低补口效果。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能使热收缩带边缠绕、边加热、边压紧，以避免热收缩带与待补口管道之间产生气泡的管道补口装置及方法。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种管道补口装置，所述管道补口装置包括：可转动地套装在待补口管道上的旋转机构；

热缠机构，包括：固定在所述旋转机构上的机架、可转动地设置在所述机架一端的真空辊、设置在所述机架顶部的加热件；

所述加热件用于对热收缩带加热；

所述真空辊用于吸附并缠绕加热后的所述热收缩带。

具体地，作为优选，所述热缠机构还包括：热收缩带滚筒，可转动地设置在所述机架上与所述真空辊相对的一端。

具体地，作为优选，所述热缠机构还包括：压紧轮组，可转动地设置在所述机架上，用于压紧所述热收缩带。

具体地，作为优选，所述管道补口装置还包括：设置在所述旋转机构上的中频加热机构，用于加热所述待补口管道。

具体地，作为优选，所述旋转机构包括：可开合的弧形支架、设置在所述弧形支架上的滚轮组件，用于沿所述待补口管道转动。

具体地，作为优选，所述弧形支架包括：相对设置的两个弧形定位板；

通过旋转轴与所述弧形定位板的两端可转动连接的四个弧形开合板；

设置在相对的两个所述弧形定位板和相对的两个所述弧形开合板之间的多个第一支撑杆。

具体地，作为优选，所述弧形支架还包括：电力驱动组件；

所述电力驱动组件包括电动推杆以及与所述电动推杆的两端铰接的两个耳板；

两个所述耳板还分别与所述弧形定位板和所述弧形开合板靠近所述旋转轴的板面连接。

具体地，作为优选，所述滚轮组件包括：设置在相对的两个所述弧形定位板之间的第二支撑杆；

可转动地设置在所述第二支撑杆上的第一滚轮。

具体地，作为优选，所述旋转机构还包括：浮动式驱动机构；

所述浮动式驱动机构包括：设置在相对的两个所述弧形开合板之间且平行相对的固定杆和转动杆；

设置在所述固定杆两端的第二滚轮；

套装在所述固定杆和所述转动杆上的减速箱；

设置在所述减速箱上以驱动所述转动杆转动的电机；

与所述转动杆的端部连接的摆动块，内部设置有齿轮组件；

与所述齿轮组件同轴连接的浮动轮；

设置在所述弧形开合板上的挡块；

与所述摆动块连接，并且伸入到所述挡块的挡腔内部与调节螺栓相抵的弹片。

第二方面，本发明实施例提供了利用上述装置进行补口的方法，所述方法包括：

将旋转机构套在待补口管道上；

将热收缩带放入机架内，所述热收缩带经加热件加热后，在真空辊的抽吸作用下，吸附并缠绕在所述真空辊上；

所述旋转机构绕所述待补口管道转动，同时带动所述真空辊转动，从而将所述热收缩带压紧在所述待补口管道上。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的管道补口装置，能够使热收缩带在补口作业过程中边缠绕、边加热、边压紧，避免了热收缩带与待补口管道之间产生气泡，进而保证了补口效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的管道补口装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的旋转机构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的热缠机构的结构示意图。

附图标记分别表示：

1 旋转机构，

101 弧形支架，

1011 弧形定位板，

1012 弧形开合板，

1013 第一支撑杆，

102 滚轮组件，

1021 第二支撑杆，

1022 第一滚轮，

103 电动推杆，

104 耳板，

1051 固定杆，

1052 转动杆，

1053 第二滚轮，

1054 减速箱，

1055 电机，

1056 摆动块，

1057 浮动轮，

1058 挡块，

1059 弹片，

2 热缠机构，

201 机架，

202 真空辊，

203 加热件，

204 热收缩带滚筒，

205 压紧轮组，

3 中频加热机构。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例所述的待补口管道指的是：已经经过除锈处理，并在外表面涂刷过底漆，且底漆尚湿润的待补口管道。并且，热收缩带的一面附着有胶层。

第一方面，本发明实施例提供了一种管道补口装置，如附图1所示，该管道补口装置包括：旋转机构1和热缠机构2。其中，旋转机构1可转动地套装在待补口管道上；如附图3所示，热缠机构2包括：固定在旋转机构1上的机架201、可转动地设置在机架201一端的真空辊202、设置在机架201顶部的加热件203。其中，加热件203用于对热收缩带加热；真空辊202用于吸附并缠绕加热后的热收缩带。

本发明实施例提供的管道补口装置的工作原理如下所述：

将旋转机构1套装在待补口管道上，使热收缩带的胶层面向上，并将其自与真空辊202相对的一端放入机架201内。此时，利用机架201顶部的加热件203对该热收缩带进行加热，经加热后的热收缩带在真空辊202的抽吸作用下，吸附并缠绕在该真空辊202上。随后，使旋转机构1沿待补口管道的周向转动，进而带动真空辊202随其一同转动，从而将热收缩带压紧在待补口管道上，以完成对待补口管道的补口作业。

基于上述，通过使用上述结构的管道补口装置，能够使热收缩带在补口作业过程中边缠绕、边加热、边压紧，避免了热收缩带与待补口管道之间产生气泡，进而保证了补口效果。

其中，旋转机构1可以在待补口管道上顺时针旋转或逆时针旋转，只要保证其带动真空辊202转动后，热收缩带的胶层能够压紧在待补口管道上即可。真空辊202为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，举例来说，其可以采用江苏正伟造纸机械有限公司生产并销售的真空辊。由于真空辊202表面呈网格状的管体结构，并且使用时其一端须和抽真空风机相连，利用抽真空风机对真空辊202的管体内部进行抽吸，可以使热收缩带吸附并缠绕在真空辊202上，提高补口效果。

加热件203可以为红外线加热器，通过与外部电源连接使其对热收缩带进行加热，不仅传热效果好，而且温度容易控制，升温迅速，安全性较好。红外线加热器为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，举例来说，其可以为上龙电器科技有限公司生产并销售的红外线加热器。

如附图3所示，热缠机构2还包括：热收缩带滚筒204，可转动地设置在机架201上与真空辊202相对的一端。

通过设置热收缩带滚筒204来收放热收缩带，能使热收缩带的传动均匀可控，利于提高补口质量。其中，热收缩带滚筒204包括设置在机架201上的滚动轴和套装在该滚动轴上的滚动壳，该滚动壳内设置有用于驱动滚动壳转动的电动机。

如附图3所示，热缠机构2还包括：压紧轮组205，可转动地设置在机架201上，用于压紧热收缩带。

通过设置压紧轮组205压紧热收缩带来对其进行限位，使其顺利传送至真空辊202上，并确保被真空辊202不留缝隙地吸附，进一步确保了热收缩带与待补口管道之间不会产生气泡。

其中，机架201可以由两个相对设置的固定板构成，在此基础上，压紧轮组205包括：两端通过轴承与上述两个固定板相连的连接轴、固定于该连接轴上的多个偏心轮。应用时，下压偏心轮即可实现偏心轮在待补口管道上的压紧。

该管道补口装置还包括：设置在旋转机构1上的中频加热机构3，用于加热待补口管道。

通过使用中频加热机构3可以实现对待补口管道在热收缩带缠绕前和缠绕后的加热，进而保证了待补口管道的补口质量。

其中，中频加热机构3为本领域所常见的，举例来说，其可以包括：弧形外壳、中频电缆。中频电缆设置在弧形外壳内壁上，中频电缆通过引出导线与电源连接。中频电缆以中频感应加热的方式对进行管道预热，其加热速度快、管壁内部发热效率高、加热均匀、温度可控性强，能获得良好的管道预热效果。

本发明实施例采用旋转机构1来使该补口装置沿着待补口管道转动，如附图2所示，该旋转机构1包括：可开合的弧形支架101、设置在弧形支架101上的滚轮组件102，用于沿待补口管道转动。

通过设置可开合的弧形支架101，使旋转机构1套装在待补口管道上时更加方便。并且，旋转机构1通过滚轮组件102沿待补口管道转动，减小了弧形支架101与待补口管道之间的摩擦力，进而提高了补口作业效率。

如附图2所示，弧形支架101包括：相对设置的两个弧形定位板1011；通过旋转轴与弧形定位板1011的两端可转动连接的四个弧形开合板1012；设置在相对的两个弧形定位板1011和相对的两个弧形开合板1012之间的多个第一支撑杆1013。

上述结构的弧形支架101，不仅结构简单稳定，且可操作空间大，利于其它部件在其上的安装。其中，旋转轴选用不锈钢材质，具有高强度、耐高温、耐腐蚀等特点。

本发明实施例使用滚轮组件102来辅助旋转机构1沿待补口管道转动，如附图2所示，滚轮组件102包括：设置在相对的两个弧形定位板1011之间的第二支撑杆1021；可转动地设置在第二支撑杆1021上的第一滚轮1022。

通过将滚轮组件102进行如上限定，不仅便于弧形支架101在待补口管道上稳定可控地转动，而且，由于第二支撑杆1021设置在两个弧形定位板1011之间，还进一步提高了两个弧形定位板1011之间的连接强度。

基于聚四氟乙烯具有耐高温、耐腐蚀和摩擦系数较低等特点，因此，第一滚轮1022的材质优选为聚四氟乙烯。

如附图2所示，弧形支架101还包括：电力驱动组件。该电力驱动组件包括电动推杆103以及与电动推杆103的两端铰接的两个耳板104；该耳板104还分别与弧形定位板1011和弧形开合板1012靠近旋转轴的板面连接。

应用时，将弧形支架101套在待补口管道上，控制电动推杆103进行拉伸操作，使两个耳板104向相反的方向运动，进而带动两侧的弧形开合板1012向靠近彼此的方向转动，以使弧形支架101紧固地套装在待补口管道上。当需要从管道上卸下弧形支架101时，只需通过控制电动推杆103进行收缩操作即可。

上述结构的电动推杆103，结构简单，便于在待补口管道上套装或卸下弧形支架101。

其中，电动推杆103包括推杆、电动机、控制器。其中，电动机用于驱动推杆运动，控制器用于控制推杆进行拉伸或收缩操作。电动推杆103为本领域所常见的，本领域技术人员通过市购即可获得，举例来说，其可以为无锡龙盛推杆机械制造有限公司生产并销售的直流电机电动推杆。在本发明实施例中，电动推杆103的伸缩范围为90mm-110mm，例如95mm、100mm、105mm等。

如附图2所示，旋转机构1还包括：浮动式驱动机构；该浮动式驱动机构包括：固定杆1051、转动杆1052、第二滚轮1053、减速箱1054、电机1055、摆动块1056、浮动轮1057、挡块1058和弹片1059。其中，固定杆1051和转动杆1052平行相对且设置在相对的两个弧形开合板1012之间；第二滚轮1053设置在固定杆1051两端；减速箱1054套装在固定杆1051和转动杆1052上；电机1055设置在减速箱1054上以驱动转动杆1052转动；摆动块1056与转动杆1052的端部连接，内部设置有齿轮组件；浮动轮1057与齿轮组件同轴连接；挡块1058设置在弧形开合板1012上；弹片1059与摆动块1056连接，并且伸入到挡块1058的挡腔内部与调节螺栓相抵。

在对待补口管道进行补口作业时，将弧形支架101套装在待补口管道上，使浮动轮1057与该待补口管道表面接触。为了使浮动轮1057压紧在待补口管道上，旋拧调节螺栓来调节其伸入到挡块1058的挡腔内部的深度，从而将弹片1059下压特定距离，使弹片1059调节至合适的压紧程度。随后，启动电机1055，驱动减速箱1054传递电动机1055的动力，通过该动力带动转动杆1052转动，进而通过齿轮组件带动浮动轮1057转动。此时，即可在浮动轮1057与待补口管道之间的摩擦力以及电机1055的驱动力作用下，实现管道补口装置在待补口管道上的滚动。

通过使用电动机1055驱动浮动轮1057转动，进而带动管道补口装置在待补口管道上滚动，降低了工作人员的劳动强度，并且提高了补口作业效率。通过旋拧调节螺栓将浮动轮1057压紧在待补口管道上，保证了浮动轮1057与待修补管道之间具有良好的摩擦力。并且，在弹片1059的预紧力作用下，即使待修补管道表面存在凹凸不平的现象，也能确保浮动轮1057始终与待修补管道表面相抵，有效避免了浮动轮1057的打滑现象，使补口装置在待补口管道表面更稳定地行走。

当需要使用热收缩带滚筒204和浮动式驱动机构时，热收缩带滚筒204中的电动机，以及浮动式驱动机构中的电机1055都要利用引线与外部电源和控制系统连接。此时，为了避免引线杂乱无序以影响设备正常作业，可以在弧形定位板1011的板面内侧设置接线盒，以将上述引线引出。

为了进一步保证补口作业质量，可以通过控制系统分别调节热收缩带滚筒204上热收缩带的卷出速度以及真空辊202的转动速度(真空辊202的转动由电机1055驱动旋转机构1转动，进而带动真空辊202在待补口管道上的转动,其转速与浮动轮1057、第一滚轮1022、第二滚轮1053的转速保持一致)，并使两速度保持一致。

其中，通过在浮动轮1057与转动杆1052之间设置齿轮组件以实现电机1055驱动浮动轮1057转动。齿轮组件包括：穿过并固定在转动杆1052两端的第一齿轮、与浮动轮1057同轴相连且与第一齿轮相啮合的第二齿轮。

应用时，转动杆1052受电机1055的驱动力发生旋转，带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮再带动与其同轴相连的浮动轮1057转动，进而实现了浮动轮1057在待补口管段上的滚动。

基于聚四氟乙烯具有耐高温、耐腐蚀和摩擦系数较低等特点，因此，第二滚轮1053和浮动轮1057的材质优选为聚四氟乙烯。

第二方面，基于上述提供的管道补口装置，本发明实施例提供了利用该装置进行补口作业的方法，具体地，该方法包括：

将旋转机构1套在待补口管道上。

将热收缩带放入机架201内，热收缩带经加热件203加热后，在真空辊202的抽吸作用下，吸附并缠绕在真空辊202上。

旋转机构1绕待补口管道转动，同时带动真空辊202转动，从而将热收缩带压紧在待补口管道上。

基于本发明实施例提供的管道补口装置，通过使用上述方法进行补口作业，避免了热收缩带与待补口管道之间产生气泡，进而保证了补口效果。

可以理解的是，在放置热收缩带时，其附着有胶层的一面向上，以确保当真空辊202转动时，该胶层面能压紧在待补口管道上。

补口作业中使用的热收缩带的材质可以为多种，例如，其可以为聚乙烯、玻璃纤维等，只要防腐蚀性强，且符合现场作业标准即可。

基于聚乙烯无臭、无毒、化学稳定性好，耐腐蚀性强的特点，在本发明实施例中，热收缩带的材质优选为聚乙烯。在补口作业结束后，即可在待补口管道上形成三层聚乙烯复合结构防腐层，即底漆层、胶层、聚乙烯层，以提高待补口管道处的防腐蚀性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管道补口装置，其特征在于，所述管道补口装置包括：可转动地套装在待补口管道上的旋转机构(1)；

热缠机构(2)，包括：固定在所述旋转机构(1)上的机架(201)、可转动地设置在所述机架(201)一端的真空辊(202)、设置在所述机架(201)顶部的加热件(203)、可转动地设置在所述机架(201)上与所述真空辊(202)相对的一端的热收缩带滚筒(204)、可转动地设置在所述机架(201)上的压紧轮组(205)，其中，所述机架(201)由两个相对设置的固定板构成，所述压紧轮组(205)包括：两端通过轴承与所述两个相对设置的固定板相连的连接轴和固定于所述连接轴上的多个偏心轮；

所述加热件(203)用于对热收缩带加热；

所述真空辊(202)用于吸附并缠绕加热后的所述热收缩带；

所述压紧轮组(205)用于压紧所述热收缩带，以将限位后的热收缩带传送至所述真空辊(202)。

2.根据权利要求1所述的管道补口装置，其特征在于，所述管道补口装置还包括：设置在所述旋转机构(1)上的中频加热机构(3)，用于加热所述待补口管道。

3.根据权利要求1所述的管道补口装置，其特征在于，所述旋转机构(1)包括：可开合的弧形支架(101)；

设置在所述弧形支架(101)上的滚轮组件(102)，用于沿待所述补口管道转动。

4.根据权利要求3所述的管道补口装置，其特征在于，所述弧形支架(101)包括：相对设置的两个弧形定位板(1011)；

通过旋转轴与所述弧形定位板(1011)的两端可转动连接的四个弧形开合板(1012)；

设置在相对的两个所述弧形定位板(1011)和相对的两个所述弧形开合板(1012)之间的多个第一支撑杆(1013)。

5.根据权利要求4所述的管道补口装置，其特征在于，所述旋转机构(1)还包括：电力驱动组件；

所述电力驱动组件包括电动推杆(103)以及与所述电动推杆(103)的两端铰接的两个耳板(104)；

两个所述耳板(104)还分别与所述弧形定位板(1011)和所述弧形开合板(1012)靠近所述旋转轴的板面连接。

6.根据权利要求4所述的管道补口装置，其特征在于，所述滚轮组件(102)包括：设置在相对的两个所述弧形定位板(1011)之间的第二支撑杆(1021)；

可转动地设置在所述第二支撑杆(1021)上的第一滚轮(1022)。

7.根据权利要求5所述的管道补口装置，其特征在于，所述旋转机构(1)还包括：浮动式驱动机构；

所述浮动式驱动机构包括：设置在相对的两个所述弧形开合板(1012)之间且平行相对的固定杆(1051)和转动杆(1052)；

设置在所述固定杆(1051)两端的第二滚轮(1053)；

套装在所述固定杆(1051)和所述转动杆(1052)上的减速箱(1054)；

设置在所述减速箱(1054)上以驱动所述转动杆(1052)转动的电机(1055)；

与所述转动杆(1052)的端部连接的摆动块(1056)，内部设置有齿轮组件；

与所述齿轮组件同轴连接的浮动轮(1057)；

设置在所述弧形开合板(1012)上的挡块(1058)；

与所述摆动块(1056)连接，并且伸入到所述挡块(1058)的挡腔内部与调节螺栓相抵的弹片(1059)。

8.利用权利要求1-7任一项所述的装置进行补口的方法，其特征在于，所述方法包括：

将旋转机构(1)套在待补口管道上；

将热收缩带放入机架(201)内，在所述热收缩带被所述压紧轮组(205)压紧的情况下，将限位后的热收缩带传送至所述加热件(203)加热，所述热收缩带经加热件(203)加热后，在真空辊(202)的抽吸作用下，吸附并缠绕在所述真空辊(202)上；

所述旋转机构(1)绕所述待补口管道转动，同时带动所述真空辊(202)转动，从而将所述热收缩带压紧在所述待补口管道上。

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