CN109822287B - 管道焊接用的推拉胀紧式衬垫装置 - Google Patents

Abstract

一种管道焊接用的推拉胀紧式衬垫装置。主要目的在于提供一种径向尺寸较小的推拉涨紧式衬垫装置，可以应用到中小口径管道焊接施工中。其特征在于，所述装置包括：奇数衬垫、偶数衬垫、奇数弹性架、偶数弹性架、弹性架座、连接筒、小导轮、小销轴、轮支架、衬垫胀环、前支筒、挡环、推拉杆、挂挡杆、前部滑套、尾部滑套、压缩弹簧以及辅助把手；所述装置的奇数衬垫和偶数衬垫形状不同，二者安装数量相同，奇数衬垫安装到奇数弹性架上，偶数衬垫安装到偶数弹性架上。

Description

管道焊接用的推拉胀紧式衬垫装置

技术领域

本发明涉及一种管道焊接用的衬垫装置。

背景技术

焊接衬垫的应用可以极大地提高焊接质量。目前，国内外已经开发出了带有衬垫部件的管道焊接对口器，将衬垫技术应用于大口径管道的焊接工艺中。但是，中小口径管道由于径向空间狭小的因素，无法装入结构复杂的管道焊接对口器。因此，在中小口径管道焊接工艺中，还未有成熟的衬垫装置应用。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种径向尺寸较小的推拉涨紧式衬垫装置，可以应用到中小口径管道焊接施工中，衬垫装置结构简单，使用方便。

本发明的技术方案是：该种管道焊接用的推拉胀紧式衬垫装置，包括：奇数衬垫、偶数衬垫、奇数弹性架、偶数弹性架、弹性架座、连接筒、小导轮、小销轴、轮支架、衬垫胀环、前支筒、挡环、推拉杆、挂挡杆、前部滑套、尾部滑套、压缩弹簧以及辅助把手；

所述装置的奇数衬垫和偶数衬垫形状不同，二者安装数量相同，奇数衬垫安装到奇数弹性架上，偶数衬垫安装到偶数弹性架上；

其中，限定所述奇数衬垫为外壁圆柱面、内壁平面的长条块状，外壁前后端加工带倒角凹面，用于夹在衬垫卡夹上，奇数衬垫侧面为平直面，以利于优先径向收缩；限定所述偶数衬垫为外壁圆柱面、内壁平面的长条块状，外壁前后端加工带倒角凹面，用于夹在衬垫卡夹上，偶数衬垫侧面为倾斜面，用于防止其挡住奇数衬垫的收缩；

所述弹性架与衬垫奇偶性相对应，奇数弹性架用于安装奇数衬垫，偶数弹性架用于安装偶数衬垫；

所述奇数弹性架具有奇数弹性片、方形垫块和衬垫卡夹；其中，奇数弹性片为弹性薄钢板冲压而成，后部通过螺钉安装到弹性架座上，安装后具有向内弯曲的弹性趋势；奇数弹性片前部弯成两个阶梯面，用于实现衬垫的径向阶梯收缩；衬垫卡夹为弹性薄钢板冲压而成，两端弯成弓形，用于压卡住衬垫；方形垫块通过焊接连接弹性片与衬垫卡夹；

所述偶数弹性架亦包括偶数弹性片、方形垫块和衬垫卡夹；其中，偶数弹性片为弹性薄钢板冲压而成，后部通过螺钉安装到弹性架座上，安装后具有向内弯曲的弹性趋势；前部弯成两个阶梯面，偶数弹性片的两个阶梯面轴向位置不同于奇数弹性片，以实现衬垫不同阶段的径向阶梯收缩和胀开；衬垫卡夹两端弯成弓形，用于压卡住衬垫；方形垫块通过焊接连接弹性片与衬垫卡夹；

所述弹性架座为短圆筒状，内壁为圆柱面，套在连接筒上，并用螺钉固定；弹性架座外壁大头处为正多边形，与弹性架总数相对应，用于安装奇数弹性架和偶数弹性架；弹性架座外壁小头处为圆柱面，用于安装轮支架。

所述连接筒为长圆筒，长度长于待焊接钢管长度；所述连接筒的前端加工两组小孔，用于安装两个前部滑套；所述连接筒的尾端加工一组小孔，用于安装一个尾部滑套；所述连接筒的尾端小孔前部加工一个勾形槽，用于作为挂挡杆的滑道及其定位；

所述轮支架用于支撑装置在管道里的滑动，轮支架由支架筒和轮支耳组成，衬垫装置的两组轮支架和小销轴以及小导轮组成的导向机构布局于衬垫的前后两处位置，用于导向对正两根钢管，实现对口功能；两个支架筒分别通过螺钉固定在连接筒和前支筒上，轮支耳通过小销轴安装小导轮；

所述衬垫胀环套在推拉杆的前端，并被前支筒和挡环固定；衬垫胀环轴向滑到奇数或者偶数弹性片的前部不同阶梯面，顶压奇数或者偶数弹性架，进行径向小距离移动，可以实现衬垫的胀开封堵或者收缩分离；

所述前支筒为细短圆筒状，内壁一侧加工螺纹孔，用于连接推拉杆的前端，外壁用于安装轮支架；

所述推拉杆为细长杆状，长度长于连接筒，用于推拉带动衬垫胀环沿轴向移动；推拉杆前端为外螺纹，与前支筒相连；推拉杆后部轴肩处加工径向螺纹孔，用于安装挂挡杆；

所述挂挡杆为小杆状，一端加工外螺纹，安装到推拉杆后部轴肩处，用于推动推拉杆沿轴向前后移动；所述前部滑套为小圆筒，两个前部滑套间隔一定距离，通过螺钉安装到连接筒的前部，用于作为推拉杆的滑道；所述尾部滑套也为小圆筒，通过螺钉安装到连接筒的尾端，用于作为推拉杆的滑道，并挡住压缩弹簧；所述压缩弹簧用于顶压推拉杆，使之向前滑动；

所述辅助把手由细圆柱体弯曲而成，焊接在连接筒的后部，用于当扳动挂挡杆时用手把住辅助把手，防止连接筒轴向窜动。

本发明具有如下有益效果：首先，本种衬垫装置径向尺寸较小，适用于中小口径管道；其次，本种衬垫装置带有导向轮，可以实现管道对口功能。本种衬垫的材质选用铜合金或者陶质材料均可以，在一定程度上降低了装置造价。经过实验性应用证明，本种衬垫装置结构十分简单，操作方便，非常适合在中小口径管道焊接时所使用，可以提高焊接质量。

附图说明：

图1为衬垫装置的剖视图；

图2为装置前部当衬垫全收缩时的轴向剖视图；

图3为装置前部当衬垫全收缩时的横截面剖视图；

图4为装置后部推拉杆推前侧时的剖切主视图；

图5为装置后部推拉杆推前侧时的俯视图；

图6为装置前部当偶数衬垫胀开时的轴向剖视图；

图7为装置前部当偶数衬垫胀开时的横截面剖视图；

图8为装置前部当衬垫全胀开时的轴向剖视图；

图9为装置前部当衬垫全胀开时的横截面剖视图；

图10为装置后部推拉杆挂后档时的剖切主视图；

图11为装置后部推拉杆挂后档时的俯视图；

图12为装置前部弹性架座部位的横截面剖视图；

图13为轮支架等部件的横截面剖视图；

图14为奇数衬垫的立体图；

图15为偶数衬垫的立体图；

图16为奇数弹性架的主视图；

图17为偶数弹性架的主视图；

图18为弹性架座的剖切主视图；

图19为弹性架座的剖切左视图；

图20为连接筒的主视图；

图21为推拉杆的主视图；

图22为前支筒的剖切主视图；

图23为挂挡杆的主视图。

图中：1、奇数衬垫；2、奇数弹性架：201、奇数弹性片，202、方形垫块，203、衬垫卡夹；3、小导轮；4、小销轴；5、轮支架：501、支架筒，502、轮支耳；6、弹性架座；7、连接筒；8、挂挡杆；9、压缩弹簧；10、尾部滑套；11、推拉杆；12、辅助把手；13、前部滑套；14、偶数弹性架：141、偶数弹性片，142、方形垫块，143、衬垫卡夹；15、挡环；16、偶数衬垫；17、衬垫胀环；18、前支筒；19、管道；20、焊缝。

具体实施方式：

下面结合附图对发明作进一步说明：

由图1至图23所示，该装置组成包括：奇数衬垫、偶数衬垫、奇数弹性架、偶数弹性架、弹性架座、连接筒、小导轮、小销轴、轮支架、衬垫胀环、前支筒、挡环、推拉杆、挂挡杆、前部滑套、尾部滑套、压缩弹簧、辅助把手。

所述装置用于封堵管道坡口处的衬垫由多个块状衬垫组成，衬垫的材质为陶质或者铜合金材料。所述装置的奇数衬垫和偶数衬垫形状不同，二者安装数量相同，奇数衬垫安装到奇数弹性架上，偶数衬垫安装到偶数弹性架上。

所述奇数衬垫为外壁圆柱面、内壁平面的长条块状，外壁前后端加工带倒角凹面，用于夹在衬垫卡夹上；奇数衬垫侧面为平直面，以利于优先径向收缩。

所述偶数衬垫为外壁圆柱面、内壁平面的长条块状，外壁前后端加工带倒角凹面，用于夹在衬垫卡夹上；偶数衬垫侧面为倾斜面，防止其挡住奇数衬垫的收缩。

所述弹性架与衬垫奇偶性相对应，奇数弹性架用于安装奇数衬垫，偶数弹性架用于安装偶数衬垫。

所述奇数弹性架由奇数弹性片、方形垫块、衬垫卡夹组成。奇数弹性片为较长弹性薄钢板冲压而成，后部通过螺钉安装到弹性架座上，安装后具有向内弯曲的弹性趋势；前部弯成两个阶梯面，用于实现衬垫的径向阶梯收缩。衬垫卡夹为较短弹性薄钢板冲压而成，两端弯成弓形，用于压卡住衬垫。方形垫块通过焊接连接弹性片与衬垫卡夹。

所述偶数弹性架由偶数弹性片、方形垫块、衬垫卡夹组成。偶数弹性片为较长弹性薄钢板冲压而成，后部通过螺钉安装到弹性架座上，安装后具有向内弯曲的弹性趋势；前部弯成两个阶梯面，偶数弹性片的两个阶梯面轴向位置不同于奇数弹性片，以实现衬垫不同阶段的径向阶梯收缩和胀开。衬垫卡夹为较短弹性薄钢板冲压而成，两端弯成弓形，用于压卡住衬垫。方形垫块通过焊接连接弹性片与衬垫卡夹。

所述弹性架座为短圆筒状，内壁为圆柱面，套在连接筒上，并用螺钉固定；弹性架座外壁大头处为正多边形，与弹性架总数相对应，用于安装奇数弹性架和偶数弹性架；弹性架座外壁小头处为圆柱面，用于安装轮支架。

所述连接筒为长圆筒，长度略长于待焊接钢管长度；所述连接筒的前端加工两组小孔，用于安装两个前部滑套；所述连接筒的尾端加工一组小孔，用于安装一个尾部滑套；所述连接筒的尾端小孔前部加工一个勾形槽，用于作为挂挡杆的滑道及其定位。

所述轮支架用于支撑装置在管道里的滑动，轮支架由支架筒和轮支耳组成，衬垫装置的两组轮支架和小销轴以及小导轮组成的导向机构布局于衬垫的前后两处位置，用于导向对正两根钢管，实现对口功能，两个支架筒分别通过螺钉固定在连接筒和前支筒上，轮支耳通过小销轴安装小导轮。

所述衬垫胀环为铜合金材质的圆环，套在推拉杆的前端，并被前支筒和挡环固定。衬垫胀环轴向滑到奇数或者偶数弹性片的前部不同阶梯面，顶压奇数或者偶数弹性架，进行径向小距离移动，可以实现衬垫的胀开封堵或者收缩分离。

所述前支筒为细短圆筒状，内壁一侧加工螺纹孔，用于连接推拉杆的前端，外壁用于安装轮支架。

所述推拉杆为细长杆状，长度略长于连接筒，用于推拉带动衬垫胀环沿轴向移动；推拉杆前端为外螺纹，与前支筒相连；推拉杆后部轴肩处加工径向螺纹孔，用于安装挂挡杆。

所述挂挡杆为小杆状，一端加工外螺纹，安装到推拉杆后部轴肩处，用于推动推拉杆沿轴向前后移动。

所述前部滑套为铜合金材质的小圆筒，两个前部滑套间隔一定距离，通过螺钉安装到连接筒的前部，用于作为推拉杆的滑道。

所述尾部滑套也为铜合金材质的小圆筒，通过螺钉安装到连接筒的尾端，用于作为推拉杆的滑道，并挡住压缩弹簧。

所述压缩弹簧用于顶压推拉杆，使之向前滑动。

所述辅助把手由细圆柱体弯曲而成，焊接在连接筒的后部，用于当扳动挂挡杆时用手把住辅助把手，防止连接筒轴向窜动。

本装置的操作过程为：第一步，衬垫装置放入管道前，先扳动挂挡杆来推动推拉杆，衬垫胀环滑动到弹性片的最前阶梯面处，奇数衬垫然后是偶数衬垫依次径向收缩，然后将衬垫装置放到待焊接钢管里，推入到焊接坡口处，两组导向轮使得两根钢管对正，参见图2-图5。

第二步，用手把住辅助把手，拉动挂挡杆到连接筒的后部勾形槽拐弯处，这时衬垫胀环先推动偶数衬垫然后是奇数衬垫依次径向胀开，形成环形衬垫环，封堵住坡口处，接着进行管道焊接作业，参见图6-图11。

第三步，焊接完成后，扳动挂挡杆退出连接筒的后部勾形槽拐弯处，推拉杆在压缩弹簧作用下向前滑动，衬垫胀环滑动到弹性片的最前阶梯面处，奇数衬垫然后是偶数衬垫依次径向收缩，实现与焊缝的分离，最后将衬垫装置从管道里抽出来。

Claims (1)

1.一种管道焊接用的推拉胀紧式衬垫装置，包括：奇数衬垫、偶数衬垫、奇数弹性架、偶数弹性架、弹性架座、连接筒、小导轮、小销轴、轮支架、衬垫胀环、前支筒、挡环、推拉杆、挂挡杆、前部滑套、尾部滑套、压缩弹簧以及辅助把手；

所述装置的奇数衬垫和偶数衬垫形状不同，二者安装数量相同，奇数衬垫安装到奇数弹性架上，偶数衬垫安装到偶数弹性架上；

其中，限定所述奇数衬垫为外壁圆柱面、内壁平面的长条块状，外壁前后端加工带倒角凹面，用于夹在衬垫卡夹上，奇数衬垫侧面为平直面，以利于优先径向收缩；限定所述偶数衬垫为外壁圆柱面、内壁平面的长条块状，外壁前后端加工带倒角凹面，用于夹在衬垫卡夹上，偶数衬垫侧面为倾斜面，用于防止其挡住奇数衬垫的收缩；

所述弹性架与衬垫奇偶性相对应，奇数弹性架用于安装奇数衬垫，偶数弹性架用于安装偶数衬垫；

所述奇数弹性架具有奇数弹性片、方形垫块和衬垫卡夹；其中，奇数弹性片为弹性薄钢板冲压而成，后部通过螺钉安装到弹性架座上，安装后具有向内弯曲的弹性趋势；奇数弹性片前部弯成两个阶梯面，用于实现衬垫的径向阶梯收缩；衬垫卡夹为弹性薄钢板冲压而成，两端弯成弓形，用于压卡住衬垫；方形垫块通过焊接连接弹性片与衬垫卡夹；

所述偶数弹性架亦包括偶数弹性片、方形垫块和衬垫卡夹；其中，偶数弹性片为弹性薄钢板冲压而成，后部通过螺钉安装到弹性架座上，安装后具有向内弯曲的弹性趋势；前部弯成两个阶梯面，偶数弹性片的两个阶梯面轴向位置不同于奇数弹性片，以实现衬垫不同阶段的径向阶梯收缩和胀开；衬垫卡夹两端弯成弓形，用于压卡住衬垫；方形垫块通过焊接连接弹性片与衬垫卡夹；

所述弹性架座为短圆筒状，内壁为圆柱面，套在连接筒上，并用螺钉固定；弹性架座外壁大头处为正多边形，与弹性架总数相对应，用于安装奇数弹性架和偶数弹性架；弹性架座外壁小头处为圆柱面，用于安装轮支架；

所述连接筒为长圆筒，长度长于待焊接钢管长度；所述连接筒的前端加工两组小孔，用于安装两个前部滑套；所述连接筒的尾端加工一组小孔，用于安装一个尾部滑套；所述连接筒的尾端小孔前部加工一个勾形槽，用于作为挂挡杆的滑道及其定位；

所述轮支架用于支撑装置在管道里的滑动，轮支架由支架筒和轮支耳组成，衬垫装置的两组轮支架和小销轴以及小导轮组成的导向机构布局于衬垫的前后两处位置，用于导向对正两根钢管，实现对口功能；两个支架筒分别通过螺钉固定在连接筒和前支筒上，轮支耳通过小销轴安装小导轮；

所述衬垫胀环套在推拉杆的前端，并被前支筒和挡环固定；衬垫胀环轴向滑到奇数或者偶数弹性片的前部不同阶梯面，顶压奇数或者偶数弹性架，进行径向小距离移动，可以实现衬垫的胀开封堵或者收缩分离；

所述前支筒为细短圆筒状，内壁一侧加工螺纹孔，用于连接推拉杆的前端，外壁用于安装轮支架；

所述推拉杆为细长杆状，长度长于连接筒，用于推拉带动衬垫胀环沿轴向移动；推拉杆前端为外螺纹，与前支筒相连；推拉杆后部轴肩处加工径向螺纹孔，用于安装挂挡杆；

所述挂挡杆为小杆状，一端加工外螺纹，安装到推拉杆后部轴肩处，用于推动推拉杆沿轴向前后移动；所述前部滑套为小圆筒，两个前部滑套间隔一定距离，通过螺钉安装到连接筒的前部，用于作为推拉杆的滑道；所述尾部滑套也为小圆筒，通过螺钉安装到连接筒的尾端，用于作为推拉杆的滑道，并挡住压缩弹簧；所述压缩弹簧用于顶压推拉杆，使之向前滑动；

所述辅助把手由细圆柱体弯曲而成，焊接在连接筒的后部，用于当扳动挂挡杆时用手把住辅助把手，防止连接筒轴向窜动。

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