CN110144071B - 一种石油管道及用于该石油管道的焊接设备和焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石油管道的焊接设备和焊接方法，焊接设备包括Y型管道支架、轨道和焊接装置，焊接装置包括底座、热熔管、固定板、左夹板、右夹板及旋转组件，左夹板与右夹板拼接固定副管，热熔管的底端置于接管内2s～5s，副管下移套在热熔管的顶端2s～5s；旋转组件使热熔管转动同时，副管与热熔管一起上移，待接管与热熔管分离后，热熔管不动，副管继续上升；副管与热熔管分离后，热熔管停止转动，热熔管后退，副管下移置于接管内5s～10s完成焊接，简单方便。

Description

一种石油管道及用于该石油管道的焊接设备和焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接设备，更具体地说，它涉及一种石油管道及用于该石油管道的焊接设备和焊接方法。
背景技术
在特殊的场合需要对主管道上安装副管进行分流，主管上设置有接管，副管的一端插入在接管内。两者通过焊接固定和密封，目前，市场上的焊接方法较为复杂，而且是采用手工设备焊接，效率较低，另外，焊接时是用热熔管对接管的内壁熔融，接管融化后的部分会粘连在热熔管的外壁上，当热熔管与接管分离时，会带动接管融化的部分飞出，造成接管厚度降低，焊接不牢固的现象。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种石油管道及用于该石油管道的焊接设备和焊接方法，管道防静电，耐腐蚀，制动化焊接，简单方便，热熔管可以转动，焊接较为牢固。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种石油管道焊接设备，包括Y型管道支架、轨道及焊接装置，所述焊接装置包括底座、支撑杆、热熔机构和夹持机构，所述底座在轨道上水平滑动，所述支撑杆的底端与底座的顶端固定连接，所述热熔机构与夹持机构均固定在支撑杆的顶端，所述热熔机构包括热熔管、由陶瓷材料制成的固定板、电热丝及用于使热熔管旋转的旋转组件，所述热熔管的长度中间位置通过轴承连接在固定板上，所述电热丝设置为环状与热熔管连接，所述夹持机构包括左夹板和右夹板，所述左夹板与右夹板拼接构成用于固定副管的夹持孔；
所述旋转组件包括温差发电片、导热板、散热板、电机、第一伞齿轮及第二伞齿轮，所述第一伞齿轮套设在热熔管外，所述第二伞齿轮连接在电机的输出轴上，所述电机连接在固定板上，所述导热板与热熔管连接，所述散热板设置在导热板的上方，所述温差发电片设置在导热板与散热板之间，并且与电机电连接；
所述热熔管上连接有气动机构，它主要由分流盘、高压喷头及万向管，所述热熔管主要由上铜管、下铜管及管套构成，所述上铜管与下铜管对接均置于管套内，所述管套与轴承的内圈固定连接，所述分流盘置于下铜管内，其上端设有开口，下端设有若干个气孔，中间通过流道导通，若干个气孔均匀分布在分流盘的边缘，所述分流盘的底部在对应气孔位置设有调节板，所述调节板上设有朝向管壁倾斜的通孔，所述调节板与分流盘滑移连接，并通过锁紧螺钉固定，气孔与通孔相通，高压喷头安装在开口位置，由不锈钢材料制成的万向管从套管穿过与高压喷头连接，高压喷头的设置用于在热熔管给主管开孔时使用，将嵌入在其内的废料吹落，气体是对着废料的边缘吹动还可以起到降温的作用，使废料快速的与热熔管分离，所述调节板用于微调气孔的吹动方向，使气体能够更好的吹在废料与热熔管粘连的部分。
本发明进一步设置为：所述底座上设有传动机构，所述传动机构包括伺服电机、传动杆、轮毂及第三伞齿轮，所述第三伞齿轮套设在传动轴上，所述轮毂设有两个分别安装在传动杆的两端，并且在导轨上滚动，所述伺服电机的输出轴上连接有第四伞齿轮，所述第三伞齿轮与第四伞齿轮啮合。
本发明进一步设置为：所述支架的两个枝干内侧均设有滚轮。
一种焊接方法，左夹板不动，右夹板与左夹板分离，将副管安装在夹持孔内后，左夹板与右夹板拼接固定；热熔机构移动到接管的上方，将热熔管的底端置于接管内2s～5s，夹持机构下移将副管套设在热熔管的顶端2s～5s；旋转组件使热熔管转动的同时，夹持机构与热熔机构一起上移，待接管与热熔管分离后，热熔机构不动，夹持机构继续上升；当副管与热熔管分离后，热熔管停止转动，热熔机构后退，夹持机构下移，将副管置于接管内5s～10s，左夹板与右夹板分离，副管完成与接管焊接。
本发明的优点，通过底座将热熔机构和夹持机构移动到待焊接的位置，夹持机构固定副管和将副管安装到接管上，热熔机构分别对副管的外壁和接管的内壁进行熔融，并且利用旋转组件使热熔管转动，方便其与副管和接管分离，避免被熔融的部分被带出到管道外，促使焊接更为牢固，热熔管先对接管进行熔融，后随副管一起上移，保证热熔管对副管和接管的热熔时间相同，也可以减少总体热熔时间，提高工作效率和产能。
附图说明
图1为本发明焊接设备的示意图；
图2为本发明焊接设备中夹持机构的示意图；
图3为本发明焊接设备中分流盘的示意图。
图中：1、支架；2、轨道；3、底座；4、支撑杆；5、热熔管；6、固定板；7、左夹板；8、右夹板；9、分流盘。
具体实施方式
参照图1至图3对本发明一种石油管道及用于该石油管道的焊接设备和焊接方法实施例做进一步说明。
一种石油管道，由以下原料制成：丁腈橡胶55～58、氟橡胶8～10、聚氨酯树脂13～15、聚四氟乙烯6～8、甲基硅酸钠2.5～4、石墨烯0.5～1、二氧化钛1～2、烷基磺酸钠0.5～2。提供的高耐油石油管道防腐材料，抗老化，高润滑不粘性，防水性高，将石墨烯加入熔融的聚氨脂树脂中，并进行保温搅拌，能够提高聚氨脂树脂的流动性，在与烷基磺酸钠混合，防静电的同时方便焊接。
一种焊接设备，包括Y型管道支架1、轨道2、在轨道2上水平移动的焊接装置，焊接装置包括底座3、支撑杆4、热熔机构和夹持机构，支撑杆4的底端连接在底座3上顶部，热熔机构和夹持机构均固定在支撑杆4的顶部，热熔机构包括热熔管5、由陶瓷材料制成的固定板6、电热丝及用于使热熔管5旋转的旋转组件，热熔管5的长度中间位置通过轴承连接在固定板6上，因为热熔管5需要转动，所以电热丝设置为环状连接在热熔管5外圆周面上，夹持机构包括左夹板7和右夹板8，左夹板7与右夹板8拼接构成用于固定副管的夹持孔，副管为V型，夹持孔开设为八字形，通过夹持孔就可以支撑副管，然后再通过左夹板7与右夹板8配合固定副管。
底座3用于在轨道2上滑动，支撑杆4用于调节热熔机构和夹持机构的高度，使热熔机构和夹持机构高于主管，电热丝设置在固定板6内，固定板6由陶瓷材料制成具有绝缘的效果，热熔管5设置为管状不仅用于副管与接管的焊接，还用于切割主管，将主管上开设有通孔，使接管与主管焊接，热熔管5上连接有气动机构，它主要由分流盘9、高压喷头及万向管，热熔管5主要由上铜管、下铜管及管套构成，上铜管与下铜管对接均置于管套内，管套与轴承的内圈固定连接，分流盘9置于下铜管内，其上端设有开口，下端设有若干个气孔，中间通过流道导通，若干个气孔均匀分布在分流盘9的边缘，分流盘9的底部在对应气孔位置设有调节板，调节板上设有朝向管壁倾斜的通孔，调节板与分流盘9滑移连接，并通过锁紧螺钉固定，气孔与通孔相通，高压喷头安装在开口位置，由不锈钢材料制成的万向管从套管穿过与高压喷头连接，高压喷头的设置用于在热熔管5给主管开孔时使用，将嵌入在其内的废料吹落，气体是对着废料的边缘吹动还可以起到降温的作用，使废料快速的与热熔管5分离，调节板用于微调气孔的吹动方向，使气体能够更好的吹在废料与热熔管5粘连的部分，固定板6的上端面固定连接有用于与左夹板7的底端相抵触的顶板，顶板用于在固定板6和热熔管5上升时，带动左夹板7一起上升。
左夹板7和右夹板8通过一号气缸实现自动化分离和拼接，一号气缸固定在左夹板7上，其活塞杆穿过左夹板7与右夹板8固定连接，一号气缸设有两个，分别在左夹板7长度方向的两端，一号气缸的活塞杆伸出，右夹板8移动与左夹板7分离，将副杆放置在夹持孔内，通过夹持孔的八字形结构预先固定副管，活塞杆收缩右夹板8与左夹板7配合固定副管。
支撑杆4的顶部设有固定座，夹持机构通过二号气缸实现上下移动，二号气缸连接在固定座上，左夹板7与右夹板8均连接在联板上，左夹板7与联板固定连接，右夹板8与联板滑移连接，二号气缸的活塞杆向下延伸与联杆固定连接，联板上设有导套，固定座上设有向下延伸穿过导套的导柱，导柱与导套配合用于夹持机构的精准定位，使其在上下移动过程中不会产生位置偏移。
热熔机构通过三号气缸上下移动和四号气缸水平移动，四号气缸连接在固定座上，其活塞杆与三号气缸连接，三号气缸的活塞杆与固定板6连接，在固定板6座的一侧设有导向板，导向板相对固定板6的一侧设有滑道，滑道沿导向板的水平方向延伸，固定板6通过滑块与滑道滑移连接，滑道与滑块配合用于控制热熔机构精准水平移动，导向板上开设有V型滑槽，滑槽沿导向板的竖直方向延伸，滑块相对导向板的一侧设有用于与滑槽配合的活动滑条，滑条可收缩于滑槽内，滑条与滑块之间设有压缩弹簧，当滑条移动到滑槽位置时，通过压缩弹簧的弹力是滑条置于滑块内，保障热熔机构能够精准的上下移动，热熔机构精准上下、水平移动避免焊接误差毁坏管道和漏油的隐患。
因为，主管上焊接一排的副管，所以需要焊接装置移动或主管移动，所以有两种实施方式：
实施例1
主管不动，焊接装置相对主管水平移动，底座3上设有传动机构，传动机构包括伺服电机、传动杆、轮毂及第三伞齿轮，第三伞齿轮套设在传动轴上，轮毂设有两个分别安装在传动杆的两端，并且在导轨上滚动，伺服电机的输出轴上连接有第四伞齿轮，第三伞齿轮与第四伞齿轮啮合。司机电机转动通过传动杆传递给轮毂，使轮毂在轨道2上滚动，带动夹持机构和热熔机构水平移动，简单方便，且传动精准平稳，轨道2通过立柱悬浮在空中，在立柱与轨道2之间加上垫块可以起到调节轨道2的平衡度。
实施例2
焊接机构不动，主管相对焊接装置水平移动，用于支撑主管的支架1的两个枝干内侧均设有滚轮，减少主管与支架1之间的摩擦力，方便主管的移动和避免支架1划伤主管，在主管的一端设置使其移动的动力机构，它包括第一转轴、第二转轴、齿轮箱及步进电机，第一转轴和第二转轴平行设置，并且分不在主管的上下两侧，第一转轴的一端同轴固定连接有从动轮，第二转轴的一端同轴固定连接有主动轮，主动轮与从动轮通过皮带传动，步进电机的主轴与齿轮箱的输入轴通过联轴器固定连接，齿轮箱的输出轴通过连轴器与第二转轴固定连接，第一转轴和第二转轴上均固定连接有转盘，转盘的外圆周面上开设有用于与主管抵触的弧形凹槽，凹槽上设有防滑纹，转盘随第一转轴和第二转轴转动，使主管水平移动。
为了方便热熔管5与接管和副管分离，通过旋转组件使热熔管5转动，旋转组件有三种实施方式：
实施例1
旋转组件包括从动齿轮、主动齿轮、链条及电机，从动齿轮套设在热熔管5外，主动齿轮固定在电机的输出轴上，电机连接在固定板6上，主动齿轮与从动齿轮通过链条传动，通过电机带动热熔管5左旋或右旋。
实施例2
旋转组件包括温差发电片、导热板、散热板、电机、第一伞齿轮及第二伞齿轮，第一伞齿轮套设在热熔管5外，第二伞齿轮连接在电机的输出轴上，电机连接在固定板6上，导热板与热熔管5连接，散热板设置在导热板的上方，温差发电片设置在导热板与散热板之间，并且与电机电连接，利用温差发电，节约能源，降低能耗。
实施例3
旋转组件包括气缸、链条、齿轮及拉簧，气缸连接在固定板6上，气缸的活塞杆与链条的一端固定连接，链条的另一端与拉簧固定连接，拉簧的另一端与固定板6连接，齿轮套设在热熔管5外，并且与链条啮合，通过气缸和拉簧配合使热熔管5正反转。
一种焊接方法，左夹板7不动，右夹板8与左夹板7分离，将副管安装在夹持孔内后，左夹板7与右夹板8拼接固定；热熔机构移动到接管的上方，将热熔管5的底端置于接管内2s～5s，夹持机构下移将副管套设在热熔管5的顶端2s～5s；旋转组件使热熔管5转动的同时，夹持机构与热熔机构一起上移，待接管与热熔管5分离后，热熔机构不动，夹持机构继续上升；当副管与热熔管5分离后，热熔管5停止转动，热熔机构后退，夹持机构下移，将副管置于接管内5s～10s，左夹板7与右夹板8分离，副管完成与接管焊接。
通过底座3将热熔机构和夹持机构移动到待焊接的位置，夹持机构固定副管和将副管安装到接管上，热熔机构分别对副管的外壁和接管的内壁进行熔融，并且利用旋转组件使热熔管5转动，方便其与副管和接管分离，避免被熔融的部分被带出到管道外，促使焊接更为牢固，热熔管5先对接管进行熔融，后随副管一起上移，保证热熔管5对副管和接管的热熔时间相同，也可以减少总体热熔时间，提高工作效率和产能。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种石油管道焊接设备，其特征是：包括Y型管道支架（1）、轨道（2）及焊接装置，所述焊接装置包括底座（3）、支撑杆（4）、热熔机构和夹持机构，所述底座（3）在轨道（2）上水平滑动，所述支撑杆（4）的底端与底座（3）的顶端固定连接，所述热熔机构与夹持机构均固定在支撑杆（4）的顶端，所述热熔机构包括热熔管（5）、由陶瓷材料制成的固定板（6）、电热丝及用于使热熔管（5）旋转的旋转组件，所述热熔管（5）的长度中间位置通过轴承连接在固定板（6）上，所述电热丝设置为环状与热熔管（5）连接，所述夹持机构包括左夹板（7）和右夹板（8），所述左夹板（7）与右夹板（8）拼接构成用于固定副管的夹持孔；
所述旋转组件包括温差发电片、导热板、散热板、电机、第一伞齿轮及第二伞齿轮，所述第一伞齿轮套设在热熔管（5）外，所述第二伞齿轮连接在电机的输出轴上，所述电机连接在固定板（6）上，所述导热板与热熔管（5）连接，所述散热板设置在导热板的上方，所述温差发电片设置在导热板与散热板之间，并且与电机电连接；
所述热熔管（5）上连接有气动机构，它主要由分流盘（9）、高压喷头及万向管，所述热熔管（5）主要由上铜管、下铜管及管套构成，所述上铜管与下铜管对接均置于管套内，所述管套与轴承的内圈固定连接，所述分流盘（9）置于下铜管内，其上端设有开口，下端设有若干个气孔，中间通过流道导通，若干个气孔均匀分布在分流盘（9）的边缘，所述分流盘（9）的底部在对应气孔位置设有调节板，所述调节板上设有朝向管壁倾斜的通孔，所述调节板与分流盘（9）滑移连接，并通过锁紧螺钉固定，气孔与通孔相通，高压喷头安装在开口位置，由不锈钢材料制成的万向管从套管穿过与高压喷头连接，高压喷头的设置用于在热熔管（5）给主管开孔时使用，将嵌入在其内的废料吹落，气体是对着废料的边缘吹动还可以起到降温的作用，使废料快速的与热熔管（5）分离，所述调节板用于微调气孔的吹动方向，使气体能够更好的吹在废料与热熔管（5）粘连的部分。
2.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征是：所述底座（3）上设有传动机构，所述传动机构包括伺服电机、传动杆、轮毂及第三伞齿轮，所述第三伞齿轮套设在传动轴上，所述轮毂设有两个分别安装在传动杆的两端，并且在导轨上滚动，所述伺服电机的输出轴上连接有第四伞齿轮，所述第三伞齿轮与第四伞齿轮啮合。
3.根据权利要求2所述的焊接设备，其特征是：所述支架（1）的两个枝干内侧均设有滚轮。
4.一种利用权利要求1所述焊接设备的焊接方法，其特征是：左夹板（7）不动，右夹板（8）与左夹板（7）分离，将副管安装在夹持孔内后，左夹板（7）与右夹板（8）拼接固定；热熔机构移动到接管的上方，将热熔管（5）的底端置于接管内2s～5s，夹持机构下移将副管套设在热熔管（5）的顶端2s～5s；旋转组件使热熔管（5）转动的同时，夹持机构与热熔机构一起上移，待接管与热熔管（5）分离后，热熔机构不动，夹持机构继续上升；当副管与热熔管（5）分离后，热熔管（5）停止转动，热熔机构后退，夹持机构下移，将副管置于接管内5s～10s，左夹板（7）与右夹板（8）分离，副管完成与接管焊接。
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