CN110306864B - 一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置及方法 - Google Patents

一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，包括设置在拼装筒体的底部的送料底座，拼装筒体的外围从上至下分别设置有夹紧升降装置以及夹紧旋转装置；夹紧升降装置包括短程升降架，短程升降架上设置有弧形夹持滑块，弧形夹持滑块下端设置有弹性导向柱；夹紧旋转装置包括旋转支架以及夹紧下层拼装筒体并沿着旋转支架径向旋转的弧形旋转夹持块，且弧形旋转夹持块上端设置有与弹性导向柱对应的导向槽；其方法包括步骤：装置拼装、提升上层拼装筒体、定位下层拼装筒体以及提升下层拼装筒体；本发明利用夹紧旋转装置的方式实现上下两个相邻拼装筒体间的上下居中对齐以及角度对齐，提高烟囱钢内筒的拼接效率以及拼接的精准程度。

Description

一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置及方法
技术领域
本发明实施例涉及烟囱内管倒装技术领域，具体涉及一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置及方法。
背景技术
目前,国内钢内筒施工工艺基本采用倒装法,倒装法主要有气压顶升、液压提升和液压顶升3种,这些方法在自立式烟囱钢内筒施工中应用已较为成熟。
在液压顶升倒装法安装烟囱钢内筒的过程中，通常包括以下步骤：
在制作场把烟囱钢内筒预制成若干个标准段；将提升器安装在烟囱外筒顶部,穿好钢绞线；从烟囱外筒预留门洞用轨道车逐节运入钢内筒预制标准段；提升器、钢绞线与带吊环的钢内筒段之间通过锚固体系相联接；以外筒顶部钢平台为支撑，以钢绞线为纽带,以液压油为动力,驱动提升器,按从上到下的顺序,提升一段高度,填充一段筒节,组对焊接完毕,再提升、填充、焊接,循环往复累积提升，直至全部组装完毕。
但是现有的液压提升装置存在以下缺陷：
如果上下两个相邻的烟囱钢内筒的标准段之间采用焊接的方式，则由于焊接的角度多而费时费力，如果采用锁紧螺母连接的方式，需要使上下两个烟囱钢内筒的标准段之间的螺母孔对齐。而现有设备常常采用人工的方式对齐，费时费力，降低了烟囱钢内筒的安装效率。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置及方法，以解决现有技术中相邻两个烟囱钢内筒的对齐效率低的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，包括拼装筒体，所述拼装筒体的底部设置有用于输送下层拼装筒体的送料底座，所述拼装筒体的外围从上至下分别设置有用于夹紧提升上层拼装筒体的夹紧升降装置，以及用于使下层拼装筒体对准上层拼装筒体的夹紧旋转装置；
所述夹紧升降装置包括短程升降架，所述短程升降架上设置有被动力装置驱动上下运动且可夹紧上层拼装筒体侧壁的弧形夹持滑块，所述弧形夹持滑块下端设置有弹性导向柱；所述夹紧旋转装置包括旋转支架以及夹紧下层拼装筒体并沿着旋转支架径向旋转的弧形旋转夹持块，且所述弧形旋转夹持块上端设置有与弹性导向柱对应的导向槽，当弧形旋转夹持块夹持的下层拼装筒体转至上层拼装筒体的对应位置，弹性导向柱插入导向槽的内部实现定位。
本发明实施例的特征还在于，所述弧形夹持滑块的底端设置有用于容纳弹性导向柱的导向柱孔，所述导向柱孔与弹性导向柱的一端之间通过压缩弹簧连接，且弹性导向柱的另一端活动设置有刚性滚珠。
本发明实施例的特征还在于，所述弧形旋转夹持块包括若干沿旋转支架环形阵列的圆弧夹紧臂，所述圆弧夹紧臂和旋转支架之间通过顶伸机构连接，所述圆弧夹紧臂的表面设置有供刚性滚珠滑动的弧形滑槽，若干所述弧形滑槽拼接在一起形成弧形的槽环，所述导向槽设置在弧形滑槽的弧形轨迹上。
本发明实施例的特征还在于，所述送料底座包括移动运载平台，所述移动运载平台上设置了一个绕转轴转动的承载转盘，下层所述拼装筒体与承载转盘同转轴的安装在承载转盘上方，并随承载转盘同步转动。
本发明实施例的特征还在于，还包括控制器和与控制器电性连接的压力感应器，所述压力感应器设置在弹性导向柱上用于测量压力感应器的径向受压，所述控制器还电性连接有用于驱动所述弧形旋转夹持块旋转的第一动力机构。
本发明实施例的特征还在于，所述弧形滑槽的上表面为与刚性滚珠配合的钢板材质。
本发明实施例的特征还在于，所述短程升降架从上至下依次设置有用于限位所述弧形夹持滑块上下升降位置的第一限位块、第二限位块和第三限位块。
一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升方法，包括如下步骤：
S100、装置拼装：根据拼装筒体的直径搭建环绕拼装筒体且上下分布的分别用于夹紧提升拼装筒体的夹紧升降装置以及可用于夹紧旋转拼装筒体的夹紧旋转装置；
S200、提升上层拼装筒体：利用上述夹紧升降装置将上层拼装筒体提升大于一个拼装筒体高度的距离；
S300、定位下层拼装筒体：将下层拼装筒体运送至上述上层拼装筒体的下方，逐步利用所述夹紧旋转装置实现下层拼装筒体与上层拼装筒体之间的上下定位和角度定位；之后；夹紧升降装置夹持上层拼装筒体下降至下层拼装筒体表面并压紧，完成上层拼装筒体和下层拼装筒体之间拼接；
S400、提升下层拼装筒体：夹紧升降装置夹持上述拼接好的上层拼装筒体和下层拼装筒体，并将上层拼装筒体和下层拼装筒体同时提升大于一个拼装筒体高度的距离；循环上述步骤直至所有拼装筒体拼装完成。
本发明实施例的特征还在于，所述S300中定位下层拼装筒体的具体步骤如下：
S100、运送：将下层拼装筒体运输至上层拼装筒体的下方，利用所述夹紧旋转装置笼罩在下层拼装筒体的外围；
S200、上下定位：通过所述夹紧旋转装置的圆弧夹紧臂的收拢实现上层拼装筒体和下层拼装筒体之间的上下对准；
S300、角度定位：所述圆弧夹紧臂夹紧下层拼装筒体旋转至上层拼装筒体的对应角度实现角度定位。
本发明实施例的特征还在于，所述拼装筒体均由轴向限位水平方向可以自由移动的送料装置搭载。
本发明实施例具有如下优点：
本发明利用在夹紧升降装置的下方设置夹紧旋转装置的方式实现上下两个相邻拼装筒体之间的上下居中对齐以及角度对齐，提高烟囱钢内筒的拼接效率以及拼接的精准程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明上层拼装筒体和下层拼装筒体相离时的结构示意图；
图2为本发明上层拼装筒体和下层拼装筒体定位时的结构示意图；
图3为本发明上层拼装筒体和下层拼装筒体紧压时的结构示意图；
图4为本发明的图1中A的放大结构示意图；
图5为本发明的图2中B的放大结构示意图；
图6为本发明的图3中C的放大结构示意图；
图7为本发明的夹紧旋转装置的结构示意图；
图8为本发明的送料底座的俯视结构示意图；
图9为本发明方法的整体流程图；
图10为本发明方法中定位下层拼装筒体的流程图。
图中：
1-拼装筒体；2-送料底座；3-夹紧升降装置；4-夹紧旋转装置
201-移动运载平台；202-承载转盘；203-转轴；301-短程升降架；302-弧形夹持滑块；303-弹性导向柱；304-导向柱孔；305-压缩弹簧；306-刚性滚珠；307-压力感应器；308-第一限位块；309-第二限位块；310-第三限位块；
401-旋转支架；402-弧形旋转夹持块；403-导向槽；404-圆弧夹紧臂；405-顶伸机构；406-弧形滑槽。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在液压顶升倒装法安装烟囱钢内筒的过程中，通常在制作场把烟囱钢内筒预制成若干个拼装筒体，并通过倒吊法从下方逐个依次连接倒吊拼装筒体，直至全部组装完毕。在对上下两个相邻的拼装筒体通过螺母拼接时，由于现有技术多采用人工的对其方式，导致两个拼装筒体的对齐效率低，影响工程进度。
如图1至图8所示，本发明提供了一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，利用在夹紧升降装置的下方设置夹紧旋转装置的方式实现上下两个相邻拼装筒体之间的上下居中对齐以及角度对齐，提高烟囱钢内筒的拼接效率以及拼接的精准程度。具体的：
该烟囱钛钢钢内管液压提升装置包括拼装筒体1，拼装筒体1的底部设置有用于输送下层拼装筒体1的送料底座2，拼装筒体1的外围从上至下分别设置有用于夹紧提升上层拼装筒体1的夹紧升降装置3，以及用于使下层拼装筒体1对准上层拼装筒体1的夹紧旋转装置4。
夹紧升降装置3包括短程升降架301，短程升降架301上设置有被动力装置驱动上下运动且可夹紧上层拼装筒体1侧壁的弧形夹持滑块302，弧形夹持滑块302下端设置有弹性导向柱303。
夹紧旋转装置4包括旋转支架401以及夹紧下层拼装筒体1并沿着旋转支架401径向旋转的弧形旋转夹持块402，且弧形旋转夹持块402上端设置有与弹性导向柱303对应的导向槽403。弧形旋转夹持块402包括若干沿旋转支架401环形阵列的圆弧夹紧臂404，圆弧夹紧臂404和旋转支架401之间通过顶伸机构405连接。
作为优选的实施方式：当送料底座2将位于下层的拼装筒体1运动到上层拼装筒体1的大致下方时，若干圆弧夹紧臂404将下层的拼装筒体1的四周笼罩。通过顶伸机构405的收缩，使圆弧夹紧臂404将下层的拼装筒体1侧壁压紧并居中定位至上层拼装筒体1的正下方。
但是此时下层的拼装筒体1和上层的拼装筒体1上的拼接螺孔不一定山下正对，仍需对下层的拼装筒体1进行选装，直至两者角度正对。具体的：当弧形旋转夹持块402夹持的下层拼装筒体1转至上层拼装筒体1的对应位置，弹性导向柱303插入导向槽403的内部实现角度定位。之后使上层的拼装筒体1压紧下层的拼装筒体1完成两者之间的拼接。
由于上层的拼装筒体1在被弧形夹持滑块302夹持时已经设置好参照角度。并且只需要调节第一个拼装筒体1相对于弧形夹持滑块302的夹持角度即可。
同时下层的拼装筒体1也已固定的角度夹持在弧形旋转夹持块402间。因此只要弧形夹持滑块302和弧形旋转夹持块402上下对准时，上层的拼装筒体1和下层的拼装筒体1就能实现精准定位。
弧形夹持滑块302的底端设置有用于容纳弹性导向柱303的导向柱孔304，导向柱孔304与弹性导向柱303的一端之间通过压缩弹簧305连接，且弹性导向柱303的另一端活动设置有刚性滚珠306。
圆弧夹紧臂404的表面设置有供刚性滚珠306滑动的弧形滑槽406，若干弧形滑槽406拼接在一起形成弧形的槽环，槽环对刚性滚珠306的运动轨迹进行限定。导向槽403设置在弧形滑槽406的弧形轨迹上。为了提高刚性滚珠306接触的弧形滑槽406表面的刚度，优选的，弧形滑槽406的上表面为与刚性滚珠306配合的钢板材质。
刚性滚珠306在弧形滑槽406的表面滚动，当其滚动至弧形滑槽406上的导向槽403位置，在压缩弹簧305的弹性作用下，弹性导向柱303伸入导向槽403的内部，限制圆弧夹紧臂404的旋转。
考虑到弹性导向柱303完全伸入导向槽403的内部需要时间，并且此时间段圆弧夹紧臂404仍然在转动，常此以往，将导致导向槽403和弹性导向柱303之间的磨损严重，影响设备的使用寿命。因此借用了压力感应器307来感知弹性导向柱303和导向槽403的对接情况。具体的：
该夹紧升降装置3还包括控制器和与控制器电性连接的压力感应器307，压力感应器307设置在弹性导向柱303上用于测量压力感应器307的径向受压，控制器还电性连接有用于驱动弧形旋转夹持块402旋转的第一动力机构。当刚性滚珠306落入导向槽403时，弹性导向柱303径向所受压力骤降，数据传输至控制器时，控制器指令第一动力机构停止工作，即弧形旋转夹持块402停止旋转。
当圆弧夹紧臂404将下层的拼装筒体1的四周笼罩时，送料底座2上的拼装筒体1也将朝水平居中的位置移动，但是如果生硬移动拼装筒体1将导致拼装筒体1下方的磨损严重。优选的，送料底座2可以借用其下端的万向轮承载拼装筒体1同步移动。具体的：
送料底座2包括移动运载平台201，移动运载平台201上设置了一个绕转轴203转动的承载转盘202，下层拼装筒体1与承载转盘202同转轴203的安装在承载转盘202上方，并随承载转盘202同步转动。
在上下相邻两个拼装筒体1拼接的过程中伴随着若干次弧形夹持滑块302的上下升降。为了具体限位升降的位置。在短程升降架301上设置了若干限位块，具体的：
短程升降架301从上至下依次设置有用于限位弧形夹持滑块302上下升降位置的第一限位块308、第二限位块309和第三限位块310。
图4为第一限位块308对应上层的拼装筒体1时弧形夹持滑块302的提升高度；
图5为第二限位块309对应上层拼装筒体和下层拼装筒体定位时的弧形夹持滑块302的下降高度；
图6为第三限位块310对应上层拼装筒体和下层拼装筒体紧压时的的弧形夹持滑块302的下降高度。
如图9所示，一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升方法，包括如下步骤：
S100、装置拼装：根据拼装筒体的直径搭建环绕拼装筒体且上下分布的分别用于夹紧提升拼装筒体的夹紧升降装置以及可用于夹紧旋转拼装筒体的夹紧旋转装置；
S200、提升上层拼装筒体：利用上述夹紧升降装置将上层拼装筒体提升大于一个拼装筒体高度的距离；
S300、定位下层拼装筒体：将下层拼装筒体运送至上述上层拼装筒体的下方，逐步利用所述夹紧旋转装置实现下层拼装筒体与上层拼装筒体之间的上下定位和角度定位；之后；夹紧升降装置夹持上层拼装筒体下降至下层拼装筒体表面并压紧，完成上层拼装筒体和下层拼装筒体之间拼接；
S400、提升下层拼装筒体：夹紧升降装置夹持上述拼接好的上层拼装筒体和下层拼装筒体，并将上层拼装筒体和下层拼装筒体同时提升大于一个拼装筒体高度的距离；循环上述步骤直至所有拼装筒体拼装完成。
如图10所示，上述所述S300中定位下层拼装筒体的具体步骤如下：
S100、运送：将下层拼装筒体运输至上层拼装筒体的下方，利用所述夹紧旋转装置笼罩在下层拼装筒体的外围；
S200、上下定位：通过所述夹紧旋转装置的圆弧夹紧臂的收拢实现上层拼装筒体和下层拼装筒体之间的上下对准；
S300、角度定位：所述圆弧夹紧臂夹紧下层拼装筒体旋转至上层拼装筒体的对应角度实现角度定位。
所述拼装筒体均由轴向限位水平方向可以自由移动的送料装置搭载。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：包括拼装筒体(1)，所述拼装筒体(1)的底部设置有用于输送下层拼装筒体(1)的送料底座(2)，所述拼装筒体(1)的外围从上至下分别设置有用于夹紧提升上层拼装筒体(1)的夹紧升降装置(3)，以及用于使下层拼装筒体(1)对准上层拼装筒体(1)的夹紧旋转装置(4)；
所述夹紧升降装置(3)包括短程升降架(301)，所述短程升降架(301)上设置有被动力装置驱动上下运动且可夹紧上层拼装筒体(1)侧壁的弧形夹持滑块(302)，所述弧形夹持滑块(302)下端设置有弹性导向柱(303)；所述夹紧旋转装置(4)包括旋转支架(401)以及夹紧下层拼装筒体(1)并沿着旋转支架(401)径向旋转的弧形旋转夹持块(402)，且所述弧形旋转夹持块(402)上端设置有与弹性导向柱(303)对应的导向槽(403)，当弧形旋转夹持块(402)夹持的下层拼装筒体(1)转至上层拼装筒体(1)的对应位置，弹性导向柱(303)插入导向槽(403)的内部实现定位。
2.根据权利要求1所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：所述弧形夹持滑块(302)的底端设置有用于容纳弹性导向柱(303)的导向柱孔(304)，所述导向柱孔(304)与弹性导向柱(303)的一端之间通过压缩弹簧(305)连接，且弹性导向柱(303)的另一端活动设置有刚性滚珠(306)。
3.根据权利要求2所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：所述弧形旋转夹持块(402)包括若干沿旋转支架(401)环形阵列的圆弧夹紧臂(404)，所述圆弧夹紧臂(404)和旋转支架(401)之间通过顶伸机构(405)连接，所述圆弧夹紧臂(404)的表面设置有供刚性滚珠(306)滑动的弧形滑槽(406)，若干所述弧形滑槽(406)拼接在一起形成弧形的槽环，所述导向槽(403)设置在弧形滑槽(406)的弧形轨迹上。
4.根据权利要求1所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：所述送料底座(2)包括移动运载平台(201)，所述移动运载平台(201)上设置了一个绕转轴(203)转动的承载转盘(202)，下层所述拼装筒体(1)与承载转盘(202)同转轴(203)的安装在承载转盘(202)上方，并随承载转盘(202)同步转动。
5.根据权利要求1所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：还包括控制器和与控制器电性连接的压力感应器(307)，所述压力感应器(307)设置在弹性导向柱(303)上用于测量压力感应器(307)的径向受压，所述控制器还电性连接有用于驱动所述弧形旋转夹持块(402)旋转的第一动力机构。
6.根据权利要求3所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：所述弧形滑槽(406)的上表面为与刚性滚珠(306)配合的钢板材质。
7.根据权利要求1所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：所述短程升降架(301)从上至下依次设置有用于限位所述弧形夹持滑块(302)上下升降位置的第一限位块(308)、第二限位块(309)和第三限位块(310)。
8.根据权利要求1所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于，基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升方法，包括如下步骤：
S100、装置拼装：根据拼装筒体的直径搭建环绕拼装筒体且上下分布的分别用于夹紧提升拼装筒体的夹紧升降装置以及可用于夹紧旋转拼装筒体的夹紧旋转装置；
S200、提升上层拼装筒体：利用上述夹紧升降装置将上层拼装筒体提升大于一个拼装筒体高度的距离；
S300、定位下层拼装筒体：将下层拼装筒体运送至上述上层拼装筒体的下方，逐步利用所述夹紧旋转装置实现下层拼装筒体与上层拼装筒体之间的上下定位和角度定位；之后；夹紧升降装置夹持上层拼装筒体下降至下层拼装筒体表面并压紧，完成上层拼装筒体和下层拼装筒体之间拼接；
S400、提升下层拼装筒体：夹紧升降装置夹持上述拼接好的上层拼装筒体和下层拼装筒体，并将上层拼装筒体和下层拼装筒体同时提升大于一个拼装筒体高度的距离；循环上述步骤直至所有拼装筒体拼装完成。
9.根据权利要求8所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：所述S300中定位下层拼装筒体的具体步骤如下：
S100、运送：将下层拼装筒体运输至上层拼装筒体的下方，利用所述夹紧旋转装置笼罩在下层拼装筒体的外围；
S200、上下定位：通过所述夹紧旋转装置的圆弧夹紧臂的收拢实现上层拼装筒体和下层拼装筒体之间的上下对准；
S300、角度定位：所述圆弧夹紧臂夹紧下层拼装筒体旋转至上层拼装筒体的对应角度实现角度定位。
10.根据权利要求8所述的一种基于倒装法的烟囱钛钢钢内管液压提升装置，其特征在于：所述拼装筒体均由轴向限位水平方向可以自由移动的送料装置搭载。
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