CN111014802B - 一种c型管道切割刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种C型管道切割刀，包括支架，支架一端连接切割刀具，切割刀具包括截面呈C型的刀架，刀架的表面沿刀架的周向固定安装齿圈，支架侧壁通过螺钉固定安装减速电机，减速电机的电机轴上安装小齿轮，小齿轮啮合齿圈，刀架上端安装升降组件，升降组件底端安装切割刀轮，刀架的下端安装传动组件，刀轮和传动组件之间放置待切割管，刀架的侧壁沿着刀架的周向固定安装弧形导轨，支架侧面通过螺钉固定四个滑块，传动组件带动刀架转动实现滑块相对弧形轨道滑动。本发明公开的一种C型管道切割刀，切割后管道管口不变形，切口平整光滑，便于后续维修和焊接；切割后无切屑，无切削介质，不会对管道形成二次污染，便于安装拆卸。

Description

一种C型管道切割刀

技术领域

本发明属于管道切割设备技术领域，具体涉及一种C型管道切割刀。

背景技术

管道大量应用在石油化工、火力/核电、船舶运输等基础工业设施中。在管道内部卡堵、破损、腐蚀等情况下，需要拆除管道出现故障的部分。现有的对管道切割方法包括以下：(1)冷切割技术，使用刀片挤压切割；该切割技术只能人工操作，在有毒有害气体环境或者放射性环境下不适用；切割过程中需要将刀架安装在管道上，并构成整体框架，切割过程较慢；(2)锯齿类切割，使用高速旋转锯片进行切割；容易造成大量金属粉末进入管道内，形成二次污染，切口有毛刺；(3)热切割，使用等离子、激光切割，会使得切口形成熔渣，切割过程高温介质易引发火灾，高压水刀、电火花、线切割等会造成切削介质进入管道，形成二次污染。然而，在一些特殊工况下，例如高温气冷堆管道的切管，要求切割后管口无变形，切割过程不能够对管路造成二次污染等，切割过程自动完成，且切割中不产生火花，因此，设计一种实现精确切割的同时，又能保证切口不产生毛刺、切割过程对管路不造成二次污染的切割刀具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种C型管道切割刀，解决了现有切割工具存在切割效率低以及造成管路二次污染的问题，采用C型开口结构，结合驱动结构，完成管道自动切割。

本发明所采用的技术方案是，一种C型管道切割刀，包括支架，支架一端连接切割刀具，切割刀具包括截面呈C型的刀架，刀架上端安装升降组件，升降组件底端安装切割刀轮，刀架的下端安装转动组件，刀架内部位于切割刀轮和转动组件之间放置待切割管，刀架的侧壁沿着刀架的周向固定安装弧形导轨，支架侧面通过螺钉固定四个滑块，转动组件带动刀架转动实现滑块相对弧形轨道滑动。

本发明的其他特点还在于，

刀架的表面沿刀架的周向固定安装齿圈，支架侧壁通过螺钉固定安装减速电机，减速电机的电机轴上安装小齿轮，小齿轮啮合齿圈。

支架包括矩形板，矩形板侧壁焊接C型板，C型板与刀架平行，C型板与刀架正对的侧壁上沿着C型板周向间隔依次固接四个滑块，刀架与C型板正对的侧壁沿周向固接弧形导轨。

C型板的侧壁上固接光电传感器发射端，刀架的侧壁固接光电传感器接收端，光电传感器发射端和光电传感器接收端信号连接外部控制系统。

升降组件包括固接在固定在刀架侧壁的电机支架，电机支架固定安装行星减速电机，行星减速电机通过联轴器连接螺杆升降机，螺杆升降机位于刀架的正上方，内部垂直贯穿安装螺杆，螺杆的另一端连接刀轮架，刀轮架的底部安装切割刀轮，刀轮架的顶部开有限位环，螺杆通过紧固螺钉连接在限位环处。

刀轮架上安装有压力传感器，压力传感器信号连接外部的控制系统。

转动组件包括蜗轮减速电机，蜗轮减速电机固定安装在输出法兰上，输出法兰通过螺钉固定在刀架与弧形导轨相对的侧壁上，蜗轮减速电机的轮轴连接主动轮，主动轮安装在刀架的内壁底部，刀架的内壁底部还固定安装有顶紧轮，顶紧轮与主动轮相邻，切割刀轮、顶紧轮和主动轮抱紧待切割管。

支架的另一端固定连接快速接头，用于和机械手配合连接。

弧形导轨由五个依次相连接的度弧形导轨组成。

本发明的有益效果是，一种C型管道切割刀，解决了现有切割工具存在切割效率低以及造成管路二次污染的问题。相比传统的切割工具，使用主动轮提供切割刀架旋转动力，无需外部提供旋转的反作用力，减少结构；切割后管道管口不变形，切口平整光滑，便于后续维修和焊接；切割过程无高温火焰，无引发火灾危险；切割后无切屑，无切削介质，不会对管道形成二次污染；C型结构，便于安装拆卸。

附图说明

图1是本发明的一种C型管道切割刀的轴测图；

图2是本发明的一种C型管道切割刀的主视图；

图3是本发明的一种C型管道切割刀的后视图；

图4是本发明的一种C型管道切割刀的俯视图；

图5是本发明的一种C型管道切割刀切割与被切割管的工作状态示意图。

图中，1.螺杆升降机，2.电机支架，3.行星减速电机，4.支架，5.快速接头，6.小齿轮，7.刀架，8.蜗轮减速电机，9.顶紧轮，10.弧形导轨，11.齿圈，12.切割刀轮，13.刀轮架，14.限位环，15.滑块，16.输出法兰，17.减速电机，18.联轴器，19.主动轮，20.待切割管，21.螺杆，22.光电传感器接收端，23.光电传感器发射端，24.压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的一种C型管道切割刀，如图1-图4所示，包括支架4，支架4一端连接切割刀具，切割刀具包括截面呈C型的刀架7，刀架7的表面沿刀架7的周向固定安装齿圈11，支架4侧壁通过螺钉固定安装减速电机17，减速电机17的电机轴上安装小齿轮6，小齿轮6啮合齿圈11，刀架7上端安装升降组件，升降组件底端安装切割刀轮12，刀架7的下端安装传动组件，刀架7内部位于切割刀轮12和传动组件之间放置待切割管20，刀架7的侧壁沿着刀架7的周向固定安装弧形导轨10，支架4侧面通过螺钉固定四个滑块15，传动组件带动刀架7转动实现滑块15相对弧形轨道10滑动。

支架4包括矩形板，矩形板侧壁焊接C型板，C型板与刀架7平行，C型板与刀架7正对的侧壁上沿着C型板周向间隔依次固接四个滑块15，刀架7与C型板正对的侧壁沿周向固接弧形导轨10。

C型板的侧壁上固接光电传感器发射端23，刀架7的侧壁固接光电传感器接收端22，光电传感器发射端23和光电传感器接收端22信号连接外部控制系统。

升降组件包括固接在固定在刀架7侧壁的电机支架2，电机支架2固定安装行星减速电机3，行星减速电机3通过联轴器18连接螺杆升降机1，螺杆升降机1位于刀架7的正上方，内部垂直贯穿安装螺杆21，螺杆21的另一端连接刀轮架13，刀轮架13的底部安装切割刀轮12，刀轮架13的顶部开有限位环14，螺杆21通过紧固螺钉连接在限位环14处。

刀轮架13上安装有压力传感器24，压力传感器24信号连接外部的控制系统。

传动组件包括蜗轮减速电机8，蜗轮减速电机8固定安装在输出法兰16上，输出法兰16通过螺钉固定在刀架7与弧形导轨10相对的侧壁上，蜗轮减速电机8的轮轴连接主动轮19，主动轮19固定安装在刀架7的内壁底部，刀架7的内壁底部还安装有顶紧轮9，用于配合主动轮19和切割刀轮12抱紧带切割管，顶紧轮9与主动轮19相邻，切割刀轮12、顶紧轮9和主动轮19抱紧待切割管20。

支架4的另一端固定连接快速接头5，用于和机械手配合连接。

弧形导轨10由五个依次相连接的60度弧形导轨组成。

本发明的一种C型管道切割刀的工作过程如下：如图5所示，工作时，快速接头5与机械手相配合连接，在接近待切割管20时，通过减速电机17转动，带动小齿轮6转动，小齿轮6带动齿圈11转动，齿圈11带动整个刀架7相对支架4转动从而调节刀架7的开口方向，以便于卡入待切割管20，卡入后，行星减速电机3带动螺杆升降机1运动，从而带动螺杆21向待切割管20的方向进给，使得切割刀轮12与被切割管20相接处挤压，此时，压力传感器24采集切割刀轮12与待切割管20之间的压力，发送到外部的控制系统中，如果采集的数据达到系统内部设定值时，螺杆21停止进给，此时，待切割管20被切割刀轮12、主动轮19以及顶紧轮9抱紧固定；然后，启动蜗轮减速电机8，蜗轮减速电机8带动主动轮19，有主动轮19和刀架7固定在一起，并且在主动轮19、顶紧轮9和切割刀轮12的顶紧待切割管的情况下，因为摩擦力的存在使得整个刀架7转动，此时滑块15相对弧形导轨10滑动，当滑块15在弧形导轨10上滑动一段距离后，光电传感器接收端22接收到光电传感器发射端23的信号时，蜗轮减速电机8反向转动，刀架7同时也反向运转，随着刀架7的转动，光电传感器的发射端23和光电传感器的接收端22之间间隔通信，每当光电传感器接收端22再次接收到光电传感器发射端23的信号，蜗轮减速电机8反转，在刀架7转动的同时，切割刀轮12便在被切割管20上滚出一个刀印，同时压力传感器22实时检测两者之间的压力，当低于设定值时，螺杆21进给，以此往复，直至待切割管20被切断。

本发明的一种C型管道切割刀，通过压力传感器24采集的压力控制螺旋升降机1的高度，从而控制切割刀轮12相对待切割管20的距离，并且主动轮19既可以带动刀架7的转动，还可以通过和切割刀轮12、顶紧轮9实现对待切割管20的抱紧作用，在刀架7的弧形导轨10和支架4上滑块15的作用下，通过分别设置的光电传感器接收端22和光电传感器发射端23实现间隔的信号传输，从而实现了刀架7的往复转动，避免了刀架7按照一个方向转动造成的电线缠绕引起的安全问题；同时，由于整个刀架7的往复转动，并在在顶紧轮9的作用下，主动轮19和切割刀轮12抱紧带切割管，保证了切割刀轮12不会相对带切割管发生偏移，从而保证了切口整齐，并且切割主要靠的是相互的挤压了和摩擦力，因此在切割过程中不会产生电火花和切屑。本发明的切割刀通过外部的控制系统直接控制各部件的工作，解放了人力，提高了加工效率，并且在切割过程中主要靠压力和摩擦力，不会产生电火花、切屑等二次污染管道的物质，并且提高了生产加工的安全性。

Claims (8)

1.一种C型管道切割刀，其特征在于，包括支架(4)，所述支架(4)一端连接切割刀具，所述切割刀具包括截面呈C型的刀架(7)，所述刀架(7)上端安装升降组件，所述升降组件底端安装切割刀轮(12)，所述刀架(7)的下端安装传动组件，所述刀架(7)内部位于所述切割刀轮(12)和所述传动组件之间放置待切割管(20)，所述刀架(7)的侧壁沿着所述刀架(7)的周向固定安装弧形导轨(10)，所述支架(4)侧面通过螺钉固定四个滑块(15)，所述传动组件带动所述刀架(7)转动实现所述滑块(15)相对所述弧形导轨(10)滑动；

所述升降组件包括固接在所述刀架(7)侧壁的电机支架(2)，所述电机支架(2)固定安装行星减速电机(3)，所述行星减速电机(3)通过联轴器(18)连接螺杆升降机(1)，螺杆升降机(1)位于所述刀架(7)的正上方，内部垂直贯穿安装螺杆(21)，所述螺杆(21)的另一端连接刀轮架(13)，所述刀轮架(13)的底部安装切割刀轮(12)，所述刀轮架(13)的顶部开有限位环(14)，所述螺杆(21)通过紧固螺钉连接在所述限位环(14)处。

2.如权利要求1所述的一种C型管道切割刀，其特征在于，所述刀架(7)的表面沿所述刀架(7)的周向固定安装齿圈(11)，所述支架(4)侧壁通过螺钉固定安装减速电机(17)，所述减速电机(17)的电机轴上安装小齿轮(6)，所述小齿轮(6)啮合齿圈(11)。

3.如权利要求1所述的一种C型管道切割刀，其特征在于，所述支架(4)包括矩形板，所述矩形板侧壁焊接C型板，所述C型板与所述刀架(7)平行，所述C型板与所述刀架(7)正对的侧壁上沿着C型板周向间隔依次固接四个所述滑块(15)，所述刀架(7)与所述C型板正对的侧壁沿周向固接弧形导轨(10)。

4.如权利要求3所述的一种C型管道切割刀，其特征在于，所述C型板的侧壁上固接光电传感器发射端(23)，所述刀架(7)的侧壁固接光电传感器接收端(22)，所述光电传感器发射端(23)和所述光电传感器接收端(22)信号连接外部控制系统。

5.如权利要求1所述的一种C型管道切割刀，其特征在于，所述刀轮架(13)上安装有压力传感器(24)，所述压力传感器(24)信号连接外部的控制系统。

6.如权利要求1所述的一种C型管道切割刀，其特征在于，所述传动组件包括蜗轮减速电机(8)，蜗轮减速电机(8)固定安装在输出法兰(16)上，所述输出法兰(16)通过螺钉固定在所述刀架(7)与所述弧形导轨(10)相对的侧壁上，蜗轮减速电机(8)的轮轴连接主动轮(19)，所述主动轮(19)安装在所述刀架(7)的内壁底部，所述刀架(7)的内壁底部还固定安装有顶紧轮(9)，所述顶紧轮(9)与所述主动轮(19)相邻，所述切割刀轮(12)、所述顶紧轮(9)和所述主动轮(19)抱紧待切割管(20)。

7.如权利要求1所述的一种C型管道切割刀，其特征在于，所述支架(4)的另一端固定连接快速接头(5)，用于和机械手配合连接。

8.如权利要求1所述的一种C型管道切割刀，其特征在于，所述弧形导轨(10)由五个依次相连接的60度弧形导轨组成。

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