CN109268577A - 一种上下型管道对接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种上下型管道对接装置，包括支撑底座，支撑底座上设有上管道夹紧装置，上管道夹紧装置两侧的支撑底座上分别设有竖向伸缩机构，竖向伸缩机构上安装有下管道夹紧装置，采用本发明需要连接上下两根管道时，通过上管道夹紧装置将上方的管道夹紧，通过竖向伸缩机构将下管道夹紧装置往下延伸至下方的管道处，然后再利用下管道夹紧装置将下方的管道夹紧，接着将竖向伸缩机构回缩从而使上、下管道对接，整个装置构思巧妙，填补的目前市场的空白。

Description

一种上下型管道对接装置
技术领域
本发明涉及管道连接辅助设备，具体涉及一种上下型管道对接装置。
背景技术
随着陆地油气资源的短缺，世界沿海国家陆续对海洋油气资源进行了勘探与开采，且对海洋油气资源的勘探与开采已逐步成为国内外油气工业发展的主要趋势。此外，随着我国经济持续高速增长，油气资源供应不足将成为阻碍经济发展的主要矛盾，为提高油气资源的占有量，海洋油气的勘探和开采已经成为我国实现能源可持续发展的战略重点。海洋油气开发时，油气资源的运输需要依靠各种油气管道，在进行管道的安装、维护时，经常需要将两段管道首尾相接连接在一起，而这种连接一方面需要保证连接面的牢固性，以获得良好的密封性，目前市场上还没有一种专门针对水下管道连接的装置。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种适用于水下管道连接的一种上下型管道对接装置。
技术方案如下：一种上下型管道对接装置，其关键在于：包括支撑底座、上管道夹紧装置以及下管道夹紧装置，所述支撑底座上设有上管道夹紧装置，所述上管道夹紧装置两侧的支撑底座上分别设有竖向伸缩机构，所述竖向伸缩机构上设有下管道夹紧装置。采用上述技术方案，需要连接上下两根管道时，通过上管道夹紧装置将上方的管道夹紧，通过竖向伸缩机构将下管道夹紧装置往下延伸至下方的管道处，然后再利用下管道夹紧装置将下方的管道夹紧，接着将竖向伸缩机构回缩从而使上、下管道对接。
作为优选：
上述上管道夹紧装置包括夹紧块和抱紧块，所述支撑底座上正对铰接有两个所述夹紧块，两个所述夹紧块前方的所述支撑底座上分别对应铰接有一个所述抱紧块，两个所述夹紧块分别通过连杆与对应的所述抱紧块连接，两个所述夹紧块与其对应的所述抱紧块之间形成上管道夹紧空间，所述上管道夹紧装置连接有锁紧装置。采用此结构，两个抱紧块相对朝外打开后即可将管道推入上管道夹紧空间，管道进入上管道夹紧空间后管壁抵接在两个夹紧块上，从而使两个夹紧块朝后转动，夹紧块通过连杆推动对应的抱紧块相对朝内抱紧，再进一步利用锁紧装置锁紧，从而使进入上管道夹紧空间的管道被锁定。
上述锁紧装置包括锁紧块、辅助锁紧板和拉杆，两个所述夹紧块后方的支撑底座上固定安装有所述辅助锁紧板，所述拉杆从后往前活动穿过所述辅助锁紧板后固定连接有所述锁紧块，所述锁紧块和辅助锁紧板之间的所述拉杆上套箍有预压弹簧，所述锁紧块对应两个所述夹紧块设有两个锁紧齿，两个所述夹紧块的侧壁上分别设有锁紧凹槽，锁紧时，所述锁紧齿落在对应的所述锁紧凹槽内。采用此结构，当进入上管道夹紧空间的管道抵接在夹紧块上时，推动夹紧块朝对应的锁紧齿转动，进而使锁紧齿进入对应的锁紧凹槽内从而锁紧，需要解锁时，将拉杆往后拉，整个一种上下型管道对接装置往远离管道的一侧运动，管道推动抱紧块相对朝外打开，管道即可离开上管道夹紧空间，而此时夹紧块在连杆的带动下也发生了一定的转动，松开拉杆后锁紧块在预压弹簧的作用下其上的锁紧齿抵接在夹紧块上，为下一次夹紧做好准备。
上述下管道夹紧装置包括安装在所述竖向伸缩机构上的伸缩头，该伸缩头内部中空，所述伸缩头内设有圆饼状的夹紧底座，围绕所述夹紧底座设有一圈夹紧凸块，所述伸缩头上对应每个所述夹紧凸块分别设有穿出孔，所述夹紧凸块的外端通过对应的所述穿出孔活动伸出所述伸缩头，所述夹紧凸块的内端设有防脱出台，所述防脱出台的横截面大于所述穿出孔的孔口面积，所述防脱出台抵紧在所述夹紧底座的侧壁上，所述夹紧凸块上方的所述伸缩头的外壁上设有环形的夹紧凸台，该夹紧凸台与所有所述夹紧凸块的外端之间形成下管道夹紧空间，所述夹紧底座连接有夹紧伸缩驱动件，该夹紧伸缩驱动件的伸缩方向与所述竖向伸缩机构的伸缩方向相同。采用此结构，下管道上安装有夹紧用的平板，该平板上开设有供伸缩头穿梭的孔，通过夹紧伸缩驱动件驱动夹紧底座向下运动，从而挤压夹紧凸块，夹紧凸块伸出伸缩头后即可与夹紧凸台配合将下管道上的平板夹紧，即达到将下管道夹紧的目的。
上述夹紧凸块的伸出端设有导向斜面，该导向斜面朝向所述下管道夹紧空间。采用此结构，夹紧伸缩驱动件驱动夹紧底座向上运动时，夹紧凸块被下管道上的平板挤压，在导向斜面的导向下会自动往伸缩头内回缩，进一步利用竖向伸缩机构带动整个伸缩头往上运动，从而达到松开下管道的目的。
上述夹紧伸缩驱动件为夹紧液压缸，该夹紧液压缸的缸筒固定安装在所述伸缩头内，所述夹紧液压缸的活塞杆向下伸出并与所述夹紧底座固定连接。
上述夹紧底座的下表面连接有稳压杆，该稳压杆的下端活动伸出所述伸缩头。采用此结构，稳压杆伸出伸缩头有助于平衡伸缩头内外的压差，从而使夹紧底座的上下运动更平顺。
上述竖向伸缩机构为伸缩液压缸，该伸缩液压缸的缸筒固定安装在所述支撑底座上，所述伸缩液压缸的活塞杆向下伸出并与所述伸缩头固定连接。
上述竖向伸缩机构和伸缩头之间设有长度测量件，该长度测量件包括相互铰接的上测量杆和下测量杆，所述上测量杆的自由端与所述竖向伸缩机构固定连接，所述下测量杆的自由端与所述伸缩头固定连接。采用此结构，通过测量上测量杆和下测量杆之间的夹角，再结合上测量杆和下测量杆的长度即可方便的计算出伸缩头的伸缩长度，方便控制管道对接。
上述支撑底座上还安装有侧向把手，该侧向把手位于所述上管道夹紧装置的一侧。
有益效果：采用本发明需要连接上下两根管道时，通过上管道夹紧装置将上方的管道夹紧，通过竖向伸缩机构将下管道夹紧装置往下延伸至下方的管道处，然后再利用下管道夹紧装置将下方的管道夹紧，接着将竖向伸缩机构回缩从而使上、下管道对接，整个装置构思巧妙，填补的目前市场的空白。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的平面结构示意图；
图3为图2的A-A’剖视图；
图4为图3中a部的放大图；
图5为图4中b部大放大图；
图6为本发明未使用状态时的示意图。
图7为本发明使用态时的示意图；
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种上下型管道对接装置，包括支撑底座1、上管道夹紧装置以及下管道夹紧装置，所述支撑底座1上设有上管道夹紧装置，所述上管道夹紧装置两侧的支撑底座1上分别设有竖向伸缩机构2，所述竖向伸缩机构2上设有下管道夹紧装置。
所述上管道夹紧装置包括夹紧块3和抱紧块4，所述支撑底座1上正对铰接有两个所述夹紧块3，所述夹紧块3呈长条状，两个所述夹紧块3前方的所述支撑底座1上分别对应铰接有一个所述抱紧块4，所述抱紧块4呈直角三角形状，所述抱紧块4的直角与所述支撑底座1铰接，两个所述抱紧块4的其中一个直角边相对，其另一个直角边朝向对应的所述夹紧块3，其斜边朝外，两个所述夹紧块3分别通过连杆5与对应的所述抱紧块4连接，所述连杆5位于对应的所述夹紧块3和抱紧块4的外侧，两个所述夹紧块3与其对应的所述抱紧块4之间形成上管道夹紧空间，所述上管道夹紧装置连接有锁紧装置。
所述锁紧装置包括锁紧块6、辅助锁紧板7和拉杆8，两个所述夹紧块3后方的支撑底座1上固定安装有所述辅助锁紧板7，所述拉杆8共两个，两个所述拉杆8从后往前活动穿过所述辅助锁紧板7后固定连接有所述锁紧块6，所述锁紧块6和辅助锁紧板7之间的所述拉杆8上套箍有预压弹簧9，所述锁紧块6对应两个所述夹紧块3设有两个锁紧齿10，两个所述夹紧块3的侧壁上分别设有锁紧凹槽11，所述锁紧凹槽11位于对应的所述夹紧块3与支撑底座1的铰接点后方，锁紧状态时，所述锁紧齿10落在对应的所述锁紧凹槽11内。为减小摩擦力，所述夹紧块3和抱紧块4上分别设有导向滚轮，所述导向滚轮靠近所述上管道夹紧空间，所述导向滚轮的轴心线与所述上管道夹紧空间的中心线平行。
如图2-5所示，所述下管道夹紧装置包括安装在所述竖向伸缩机构2上的伸缩头12，该伸缩头12内部中空，所述伸缩头12内设有圆饼状的夹紧底座13，围绕所述夹紧底座13设有一圈夹紧凸块14，所述伸缩头12上对应每个所述夹紧凸块14分别设有穿出孔，所述夹紧凸块14的外端通过对应的所述穿出孔活动伸出所述伸缩头12，所述夹紧凸块14的内端设有防脱出台21，所述防脱出台21的横截面大于所述穿出孔的孔口面积，所述防脱出台21抵紧在所述夹紧底座13的侧壁上，所述夹紧凸块14上方的所述伸缩头12的外壁上设有环形的夹紧凸台15，该夹紧凸台15与所有所述夹紧凸块14的外端之间形成下管道夹紧空间，所述夹紧凸块14的伸出端设有导向斜面22，该导向斜面22朝向所述下管道夹紧空间，所述夹紧底座13连接有夹紧伸缩驱动件16，该夹紧伸缩驱动件16的伸缩方向与所述竖向伸缩机构的伸缩方向相同。
所述夹紧伸缩驱动件16为夹紧液压缸，该夹紧液压缸的缸筒固定安装在所述伸缩头12内，所述夹紧液压缸16的活塞杆向下伸出并与所述夹紧底座13固定连接。
为维持内外压平稳，所述夹紧底座13的下表面连接有稳压杆17，该稳压杆17的下端活动伸出所述伸缩头12，所述夹紧底座13和稳压杆17之间还设置有圆台状的过渡部，该过渡部的小端朝下，所述过渡部的大端面与所述夹紧底座13的下表面固定连接，所述过渡部的小端面与所述稳压杆17固定连接。
所述竖向伸缩机构2为伸缩液压缸，该伸缩液压缸的缸筒固定安装在所述支撑底座1上，所述伸缩液压缸的活塞杆向下伸出并与所述伸缩头12固定连接，所述竖向伸缩机构2和伸缩头12之间设有长度测量件，该长度测量件包括相互铰接的上测量杆18和下测量杆19，所述上测量杆18的自由端与所述竖向伸缩机构2固定连接，所述下测量杆19的自由端与所述伸缩头12固定连接。
所述支撑底座1上还安装有侧向把手20，该侧向把手20位于所述上管道夹紧装置的一侧，所述拉杆8后方的所述支撑底座1上还安装有后把手，为方便稳定整个装置在水下的位置，所述支撑底座1上还设置有浮力块(图中未视出)。
未使用时，如图6所示，夹紧块3上的锁紧凹槽11槽口朝向上管道夹紧空间，锁紧块6上的两个锁紧齿10在预压弹簧9的形变力的作用下抵紧在对应的夹紧块3上，两个所述抱紧块4的相对侧边相互平行。
所用时，如图7所示，将整个装置朝待夹紧的上管道推进，上管道进入上管道夹紧空间后其管壁抵接在夹紧块3上，并将夹紧块3朝后推，夹紧块3发生转动，当转动到一定角度后，锁紧齿10落入对应的锁紧凹槽11内并抵紧在锁紧凹槽11的槽壁上，从而使夹紧块3停止转动，夹紧块3转动时通过连杆5带动相应的抱紧块4也发生转动，两个抱紧块4相互靠近从而将上管道抱紧；
接着驱动竖向伸缩机构2带动伸缩头12朝下方伸出，待夹紧的下管道上安装有夹紧用的平板，平板上对应两个伸缩头12分别设有两个穿梭孔，当伸缩头12到达对应的穿梭孔处时，驱动夹紧液压缸朝下运动，使夹紧底座13挤压其周围的夹紧凸块14，夹紧凸块14伸出并与其上方的夹紧凸台15配合从而将平板夹紧，进而达到夹紧下管道的目的，然后再驱动竖向伸缩机构2带动伸缩头12朝上方回缩，从而使上管道和下管道对接。
连接完毕后，再向后拉动拉杆8，使锁紧装置处于解锁状态，将整个装置朝远离上管道的一侧移动，从而使上管道脱出上管道夹紧空间，上管道脱出上管道夹紧空间时推动抱紧块4朝外转动，夹紧块3在连杆5的带动下也发生了一定的转动，从而使锁紧凹槽11朝对应的抱紧块4一侧转动了一定的角度，松开拉杆8后锁紧块6在预压弹簧9的作用下向夹紧块3移动，锁紧块6上的锁紧齿10抵接在夹紧块3上，为下一次夹紧做好了准备。松开下管道的过程为：驱动夹紧液压缸朝上运动，同时驱动竖向伸缩机构2带动伸缩头12朝上运动，夹紧凸块14在导向斜面22的导向下缩回伸缩头12内，同时整个伸缩头12朝上运动离开平板即达到松开下管道的目的。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上下型管道对接装置，其特征在于：包括支撑底座(1)、上管道夹紧装置以及下管道夹紧装置，所述支撑底座(1)上设有上管道夹紧装置，所述上管道夹紧装置两侧的支撑底座(1)上分别设有竖向伸缩机构(2)，所述竖向伸缩机构(2)上安装有下管道夹紧装置。
2.根据权利要求1所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述上管道夹紧装置包括夹紧块(3)和抱紧块(4)，所述支撑底座(1)上正对铰接有两个所述夹紧块(3)，两个所述夹紧块(3)前方的所述支撑底座(1)上分别对应铰接有一个所述抱紧块(4)，两个所述夹紧块(3)分别通过连杆(5)与对应的所述抱紧块(4)连接，两个所述夹紧块(3)与其对应的所述抱紧块(4)之间形成上管道夹紧空间，所述上管道夹紧装置连接有锁紧装置。
3.根据权利要求2所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述锁紧装置包括锁紧块(6)、辅助锁紧板(7)和拉杆(8)，两个所述夹紧块(3)后方的支撑底座(1)上固定安装有所述辅助锁紧板(7)，所述拉杆(8)从后往前活动穿过所述辅助锁紧板(7)后固定连接有所述锁紧块(6)，所述锁紧块(6)和辅助锁紧板(7)之间的所述拉杆(8)上套箍有预压弹簧(9)，所述锁紧块(6)对应两个所述夹紧块(3)设有两个锁紧齿(10)，两个所述夹紧块(3)的侧壁上分别设有锁紧凹槽(11)，锁紧时，所述锁紧齿(10)落在对应的所述锁紧凹槽(11)内。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述下管道夹紧装置包括安装在所述竖向伸缩机构(2)上的伸缩头(12)，该伸缩头(12)内部中空，所述伸缩头(12)内设有圆饼状的夹紧底座(13)，围绕所述夹紧底座(13)设有一圈夹紧凸块(14)，所述伸缩头(12)上对应每个所述夹紧凸块(14)分别设有穿出孔，所述夹紧凸块(14)的外端通过对应的所述穿出孔活动伸出所述伸缩头(12)，所述夹紧凸块(14)的内端设有防脱出台(21)，所述防脱出台(21)的横截面大于所述穿出孔的孔口面积，所述防脱出台(21)抵紧在所述夹紧底座(13)的侧壁上，所述夹紧凸块(14)上方的所述伸缩头(12)的外壁上设有环形的夹紧凸台(15)，该夹紧凸台(15)与所有所述夹紧凸块(14)的外端之间形成下管道夹紧空间，所述夹紧底座(13)连接有夹紧伸缩驱动件(16)，该夹紧伸缩驱动件(16)的伸缩方向与所述竖向伸缩机构的伸缩方向相同。
5.根据权利要求4所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述夹紧凸块(14)的伸出端设有导向斜面(22)，该导向斜面(22)朝向所述下管道夹紧空间。
6.根据权利要求4所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述夹紧伸缩驱动件(16)为夹紧液压缸，该夹紧液压缸的缸筒固定安装在所述伸缩头(12)内，所述夹紧液压缸(16)的活塞杆向下伸出并与所述夹紧底座(13)固定连接。
7.根据权利要求4所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述夹紧底座(13)的下表面连接有稳压杆(17)，该稳压杆(17)的下端活动伸出所述伸缩头(12)。
8.根据权利要求4所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述竖向伸缩机构(2)为伸缩液压缸，该伸缩液压缸的缸筒固定安装在所述支撑底座(1)上，所述伸缩液压缸的活塞杆向下伸出并与所述伸缩头(12)固定连接。
9.根据权利要求4所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述竖向伸缩机构(2)和伸缩头(12)之间设有长度测量件，该长度测量件包括相互铰接的上测量杆(18)和下测量杆(19)，所述上测量杆(18)的自由端与所述竖向伸缩机构(2)固定连接，所述下测量杆(19)的自由端与所述伸缩头(12)固定连接。
10.根据权利要求1所述的一种上下型管道对接装置，其特征在于：所述支撑底座(1)上还安装有侧向把手(20)，该侧向把手(20)位于所述上管道夹紧装置的一侧。
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