CN112628494B - 一种连接器、连接机构和管道对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道连接技术领域，具体是一种连接器、连接机构和管道对接方法，本发明的连接器包括限位盘、对接片和驱动组件，限位盘用于被管道端部抵靠，限位盘上活动装配有至少三个对接片，对接片贯穿限位盘且能够沿限位盘的径向自由活动，对接片在驱动组件的驱动下进行径向移动并撑开，撑开后的对接片抵靠到管道内壁并与管道内壁紧密贴合。解决了现有管道连接技术中因自动化程度低而造成的连接过程费时、费力且容易造成管端受损的技术问题。

Description

一种连接器、连接机构和管道对接方法

技术领域

本发明涉及管道连接技术领域，具体是一种连接器、连接机构和管道对接方法。

背景技术

大型管道在市政工程、给排水、大型化工冶炼等重大工程中应用越来越广泛，管道如没有喷涂，会很容易生锈，使用寿命成倍降低，而且会对通过的液体产生影响。

目前国内大部分防腐生产线大多采用半自动化喷涂和人工喷涂两种方式。半自动化喷涂的方式：喷涂设备和管道输送线是自动化的，但对于管道的对接则是由工人操作外部机械设备完成，此种方式下相邻两根管道的连接完成度依赖工人的操作水平，管道的对接需要浪费很多的时间，生产效率低，且很容易使相邻两根管道发生碰撞从而导致管道的端部受损。人工喷涂的方式：工人手拿喷枪，一块一块的轮流喷涂，该种方式下虽然可以避免管道碰撞的情况发生，但是工人劳动强度更大，对工人身体损害也大，工人容易患上职业病，并且生产效率极低，如要完成大批量的订单，需要几个甚至几十个工人同时作业才能完成，给生产的计划安排带来很大的难度，喷涂质量更是难以保证，极大地影响产品的质量。

因此，本申请在上述两种喷涂方式（主要是半自动化喷涂方式）的基础上进行改进，提出了一种连接器、连接机构和管道对接方法，以解决现有半自动化喷涂状态下的管道连接因自动化程度低而造成的连接费时、费力且容易造成管端受损的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中管道连接过程中因自动化程度低而造成的连接费时、费力且容易造成管端受损的技术问题，本发明提供了一种连接器，解决了上述技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种连接器，包括：限位盘，所述限位盘上活动装配有至少三个对接片；对接片，所述对接片贯穿所述限位盘且能够沿所述限位盘的径向自由活动；驱动组件，用于驱动所述对接片进行径向移动以进行撑开连接，所述驱动组件包括剪刀臂和直线模组，剪刀臂用于驱动所述对接片沿所述限位盘的径向运动，直线模组用于驱动所述剪刀臂做开合动作。

进一步地，所述剪刀臂包括：第一连杆，所述第一连杆的第一端铰接于所述限位盘，所述第一连杆的第二端滑动装配于所述对接片，所述对接片上还设置有连接块，所述连接块上开设延伸方向与所述直线模组运动方向一致的滑槽，所述第一连杆的第二端配合在所述滑槽内；与第一连杆铰接的第二连杆，所述第二连杆的第一端由所述直线模组驱动，所述第二连杆的第二端铰接于所述对接片，所述直线模组借助所述第一连杆和第二连杆驱动所述对接片沿径向运动。

进一步地，所述直线模组包括：丝杆，所述丝杆可转动地安装在所述限位盘的中心位置，所述丝杆为梯形丝杆；螺套，所述螺套与所述丝杆螺纹配合，所述螺套铰接于所述剪刀臂以驱动所述剪刀臂开合。

进一步地，还包括支撑盘，所述支撑盘通过至少三个连接柱连接于所述限位盘，所述连接柱的第一端固定连接在所述限位盘上且所述连接柱的轴向方向与所述限位盘的盘面垂直，所述连接柱的第二端与所述支撑盘固定连接。

进一步地，所述限位盘上设置有贯穿槽，所述对接片在所述贯穿槽内沿所述限位盘的径向自由活动。

本发明还提供了一种连接机构，包括：上述的连机器；动力源，用于驱动所述丝杆转动，所述丝杆的一端形成为插接端，所述动力源的驱动轴活动连接于所述插接端。

进一步地，还包括设置在所述动力源上的导向轴和设置在限位盘上与导向轴配合的导向孔。

本发明还提供了一种管道对接方法，通过上述的连接机构将第一管道连接至第二管道，包括以下步骤：提供管道输送线，所述管道输送线利用驱动辊驱动第一管道和第二管道；将连接机构的连接器的第一端插入第一管道；利用驱动辊调整第一管道的行走速度，使第一管道的行走速度小于第二管道的行走速度；所述连接机构的连接器的第二端在差速作用下压入第二管道，实现第一管道和第二管道的连接，然后控制第一管道和第二管道的行走速度保持相同。

进一步地，初始状态下所述连接机构的连接器的多个对接片之间的间距小于所述第一管道的内径以使多个所述对接片能够进入所述第一管道，然后利用动力源的驱动力驱动所述连接机构的连接器的对接片进行径向移动以撑开紧压至所述第一管道的内壁并与所述第一管道的内壁紧密贴合。

基于上述结构，本发明所能实现的技术效果为：

本发明的连接器设置有限位盘，限位盘盘面两侧分别被需要对接的相邻两根管道对接，避免了相邻管道的端部直接发生碰撞，避免了管端受损情况的发生，同时，限位盘上设置有可径向运动的对接片，对接片的端部在管道抵靠限位盘的过程中插入至管道内，而后对接片进行径向运动并撑开抵靠至管道内壁并与管道的内壁紧密贴合，从而实现了管道的自动连接，提高了整个生产线的效率。

本发明的连接机构在连接对接时，首先将连接机构的连接器包含支撑盘的一端置入第一管道内，置入后的连接器，由连接机构的动力源输出动力，将对接片撑开并与第一管道的内壁紧密贴合，此时与第一管道内壁紧密贴合的连接器的对接片仍有部分突出于第一管道端部形成连接端，而后将第一管道置入带有驱动辊的管道输送线，另一根需要连接的第二管道也置入管道输送线，通过控制驱动辊转速来控制两根管道的轴向运动速度，当第一管道的速度慢，第二管道的速度快时对接片的连接端插入第二管道实现对接，反之，在拆除连接时，控制驱动辊转速使第一管道的速度快，第二管道的速度慢，对接片的连接端脱出第二管道实现分离，最后再将动力源的驱动轴与连接器插接端的对接，驱动轴反向运动，使对接片收缩从而取出连接器，这样，降低了管道对接时工人操作的难度，提高了整个生产线的效率。

附图说明

图1是本发明的连接器的整体结构示意图；

图2是本发明的连接器的另一视角的示意图；

图3是本发明的连接器的又一视角的示意图；

图4是图3中连接器的剖面图；

图5是本发明的连接结构的动力源的示意图；

图6是管道连接示意图。

其中：1-限位盘，11-丝杆，111-插接端，12-螺套，13-贯穿槽；2-对接片，21-滑槽；3-第一连杆；4-第二连杆；5-连接柱；6-支撑盘；7-驱动轴；8-导向轴；9-驱动辊；a-第一管道；b-第二管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-6所示，本发明的连接器，包括限位盘1、对接片2和驱动组件，限位盘1用于被管道端部抵靠，限位盘1上活动装配有至少三个对接片2，对接片2贯穿限位盘1且能够沿限位盘1的径向自由活动，对接片2在驱动组件的驱动下进行径向移动并撑开，撑开后的对接片2抵靠到管道内壁并与管道内壁紧密贴合，优选地，对接片2的两端形成有锥形导向端，驱动组件包括剪刀臂和直线模组，剪刀臂用于驱动对接片2沿限位盘1的径向运动，直线模组用于驱动剪刀臂做开合动作。

本发明的连接器设置有限位盘1，限位盘1盘面两侧分别被第一管道a和第二管道b对接，避免了第一管道a和第二管道b的端部直接发生碰撞，避免了管端受损情况的发生，同时，限位盘1上设置有可径向运动的对接片2，对接片2的端部在第一管道a抵靠限位盘1的过程中插入至第一管道a内，而后对接片2进行径向运动并撑开抵靠至第一管道a内壁，与第一管道a内壁贴合，从而实现了管道的自动连接，提高了整个生产线的效率。

在本实施例的优选技术方案中，对接片2由65Mn制作而成，65Mn材料具有弹性，这样可使对接片在对接不规则的圆形管道内壁时，仍然可以很好地贴合在管道内壁。

根据本发明的一个具体实施例，驱动组件的剪刀臂包括第一连杆3和第二连杆4，第一连杆3的第一端铰接于限位盘1，第一连杆3的第二端滑动装配于对接片2，具体地，对接片2还设置有连接块，连接块上开设延伸方向与直线模组运动方向一致的滑槽21，第一连杆3的第二端配合在滑槽21内，实现第二连杆4与第一连杆3铰接，第二连杆4的第一端由直线模组驱动，第二连杆4的第二端铰接于对接片2，具体地，驱动组件的直线模组包括可转动地安装在限位盘1中心位置的丝杆11以及配合在丝杆11螺纹上的螺套12，螺套12与第二连杆4的第一端铰接，螺套12在丝杆11上的直线运动带动剪刀臂开合以实现对接片2的径向运动，具体地，螺套12运动带动第二连杆4运动，第二连杆4运动带动对接片2运动，对接片2运动的同时带动第一连杆3运动，为了实现对接片2的径向运动不受限，第一连杆3的第二端端部在滑槽21内与螺套12作同步运动。

为了实现自锁，本实施例中的丝杆11被优选为梯形丝杆。

根据本发明的一个具体实施例，限位盘1上设置有贯穿槽13以使对接片2能够在限位盘1上实现径向运动，贯穿槽13的数量与对接片2相匹配。

为了使本发明的连接器结构更为稳固，本实例的连接器还包括支撑盘6和至少三个连接柱5，连接柱5的第一端固定连接在限位盘1上且连接柱5的轴向方向与限位盘1的盘面垂直，连接柱5的第二端与支撑盘6固定连接。这样连接柱5在限位盘1与支撑盘6之间起到了支撑作用，使得连接器的结构更为稳固。

根据本发明的一个具体实施例，丝杆11是通过轴承组件配置在限位盘1和支撑盘6上的，轴承组件包括配合在丝杆11两端的第一轴承和第二轴承，第一轴承被固定连接在限位盘1上，第二轴承被固定连接在支撑盘6上。进一步地，轴承组件还包括配合在丝杆11两端的铜套和轴卡，铜套和轴卡被设置在对应的第一轴承和第二轴承内以防止丝杆11旋转时产生卡涩、前后窜动的问题。在本实施例中铜套被优选为石墨铜套。

如图1-6所示，本发明还提供了一种连接机构，包括上述的连接器，具体是限位盘1、对接片2、驱动组件和动力源，限位盘1上活动装配有至少三个对接片2，对接片2贯穿限位盘1且能够沿限位盘1的径向自由活动，驱动组件包括剪刀臂和直线模组，剪刀臂包括第一连杆3以及与第一连杆3铰接的第二连杆4，第一连杆3的第一端铰接于限位盘1，第一连杆3的第二端滑动装配于对接片2，第二连杆4的第一端由直线模组驱动，第二连杆4的第二端铰接于对接片2，具体地，直线模组包括丝杆11和螺套12，丝杆11可转动地安装在限位盘1的中心位置，螺套12与丝杆11螺纹配合，螺套12铰接于第二连杆4的第一端以驱动剪刀臂开合从而实现对接片2的径向运动，动力源用于驱动丝杆11转动，丝杆11的一端形成为插接端111，动力源的驱动轴7活动连接于插接端111从而带动丝杆11转动。优选地，丝杆11的插接端111上设置对接凹槽，动力源的驱动轴7上设置与对接凹槽配合的对接凸起以方便两者活动连接。

为了方便定位，连接机构上还配置有设置在动力源上的导向轴8，同时在限位盘1上设置与导向轴8配合的导向孔。在本实施例的一个优选技术方案中导向孔被设置在连接柱5与限位盘1的连接处，同时连接柱5被配置为中空设计以方便接入导向轴8，在动力源与丝杆11对接时，导向轴8可先插入导向孔进行初定位。

本发明的另一方面还提供了一种管道对接方法，通过上述的连接机构将第一管道a连接至第二管道b，包括以下步骤：提供管道输送线，管道输送线利用驱动辊9驱动第一管道a和第二管道b，而后将连接机构的连接器的第一端插入第一管道a，利用驱动辊9调整第一管道a的行走速度，使第一管道a的行走速度小于第二管道b的行走速度，连接机构的连接器的第二端在差速作用下压入第二管道b，实现第一管道a和第二管道b的连接，然后控制第一管道a和第二管道b的行走速度保持相同。

进一步地，初始状态下连接机构的连接器的多个对接片2之间的间距小于第一管道a的内径以使多个对接片2能够进入第一管道a，然后利用连接机构的动力源的驱动力驱动连接器的对接片2进行径向移动以撑开紧压至第一管道a的内壁并与第一管道a的内壁紧密贴合。

基于上述基本结构，本发明的管道对接是这样实现的，首先将连接机构的连接器包含支撑盘6的一端置入第一管道a内，置入后的连接器，由连接机构的动力源输出动力，将对接片2撑开与第一管道a的内壁紧密贴合，此时与第一管道a紧密贴合的连接器的对接片2仍有部分突出于第一管道a端部形成连接端，而后将第一管道a置入带有驱动辊9的管道输送线，另一根需要连接的第二管道b也置入管道输送线，通过控制驱动辊9转速来控制两根管道的轴向运动速度，当第一管道a的速度慢，第二管道b的速度快时，对接片2的连接端插入第二管道b实现对接，反之，分离时，控制驱动辊9转速使第一管道a的速度快，第二管道b的速度慢，对接片2的连接端脱出第二管道b实现分离，最后再将动力源的驱动轴7与连接器插接端111对接，驱动轴7反向运动，使对接片2收缩从而取出连接器，这样，降低了管道对接时工人操作的难度，提高了整个生产线的效率。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种连接器，其特征在于，包括：

限位盘（1），所述限位盘（1）上活动装配有至少三个对接片（2）；

对接片（2），所述对接片（2）贯穿所述限位盘（1）且能够沿所述限位盘（1）的径向自由活动，所述限位盘（1）上设置有贯穿槽（13），所述对接片（2）在所述贯穿槽（13）内沿所述限位盘（1）的径向自由活动；

驱动组件，用于驱动所述对接片（2）进行径向移动以进行撑开连接，所述驱动组件包括剪刀臂和直线模组，所述剪刀臂用于驱动所述对接片（2）沿所述限位盘（1）的径向运动，所述直线模组用于驱动所述剪刀臂做开合动作。

2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述剪刀臂包括：

第一连杆（3），所述第一连杆（3）的第一端铰接于所述限位盘（1），所述第一连杆（3）的第二端滑动装配于所述对接片（2），所述对接片（2）上还设置有连接块，所述连接块上开设延伸方向与所述直线模组运动方向一致的滑槽（21），所述第一连杆（3）的第二端配合在所述滑槽（21）内；

与第一连杆（3）铰接的第二连杆（4），所述第二连杆（4）的第一端由所述直线模组驱动，所述第二连杆（4）的第二端铰接于所述对接片（2），所述直线模组借助所述第一连杆（3）和第二连杆（4）驱动所述对接片（2）沿径向运动。

3.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述直线模组包括：

丝杆（11），所述丝杆（11）可转动地安装在所述限位盘（1）的中心位置，所述丝杆（11）为梯形丝杆；

螺套（12），所述螺套（12）与所述丝杆（11）螺纹配合，所述螺套（12）铰接于所述剪刀臂以驱动所述剪刀臂开合。

4.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，还包括支撑盘（6），所述支撑盘（6）通过至少三个连接柱（5）连接于所述限位盘（1），所述连接柱（5）的第一端固定连接在所述限位盘（1）上且所述连接柱（5）的轴向方向与所述限位盘（1）的盘面垂直，所述连接柱（5）的第二端与所述支撑盘（6）固定连接。

5.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述贯穿槽（13）的数量与所述对接片（2）相匹配。

6.一种连接机构，其特征在于，包括：

如权利要求3所述的连接器；

动力源，用于驱动所述丝杆（11）转动，所述丝杆（11）的一端形成为插接端（111），所述动力源的驱动轴（7）活动连接于所述插接端（111），还包括设置在所述动力源上的导向轴（8）和设置在限位盘（1）上与所述导向轴（8）配合的导向孔。

7.一种管道对接方法，通过如权利要求6所述的连接机构将第一管道（a）连接至第二管道（b），其特征在于，包括以下步骤：

提供管道输送线，所述管道输送线利用驱动辊（9）驱动第一管道（a）和第二管道（b）；

将所述连接机构的连接器的第一端插入第一管道（a）；

利用驱动辊（9）调整第一管道（a）的行走速度，使第一管道（a）的行走速度小于第二管道（b）的行走速度；

所述连接机构的连接器的第二端在差速作用下压入第二管道（b），实现第一管道（a）和第二管道（b）的连接，然后控制第一管道（a）和第二管道（b）的行走速度保持相同。

8.根据权利要求7所述的管道对接方法，其特征在于，初始状态下所述连接机构的连接器的多个对接片（2）之间的间距小于所述第一管道（a）的内径以使多个所述对接片（2）能够进入所述第一管道（a），然后利用动力源的驱动力驱动所述连接机构的连接器的对接片（2）进行径向移动以撑开紧压至所述第一管道（a）的内壁并与所述第一管道（a）的内壁紧密贴合。

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