CN112872761A - 一种保温管同轴稳定穿管装置及穿管方法 - Google Patents

Abstract

发明提供一种保温管同轴稳定穿管装置及穿管方法，包括用于支撑外套管的支撑装置以及用于将钢管同轴心推入外套管内推进装置；所述推进装置包括钢管架，所述钢管架下侧固定连接有均与钢管底部接触的顶升机构及缓冲机构，所述顶升机构用于用于减小钢管从钢管缓冲区转移至推进装置时产生的冲击力。本发明能够完成将钢管的稳定安放、对齐、推进以及外套管的支撑，从而保证了保温管穿管过程的稳定性以及安全性。

Description

一种保温管同轴稳定穿管装置及穿管方法

技术领域

本发明涉及保温管穿管技术领域，具体涉及一种保温管同轴稳定穿管装置及穿管方法。

背景技术

保温钢管一般包括钢管、套设于钢管外的外壳以及位于钢管与外壳之间的填充保温材料-聚氨酯保温材料，外壳一般采用聚乙烯材料制成，保温钢管的制作使用到一种管材串壳设备-保温管材串壳机，保温管包括外套管和钢管，在保温管的生产中，需要将钢管套入到外套管内，在套管之前，将钢管放到指定的钢管架上，将钢管的轴心与外套管都轴心对齐，再将保温管推入到提前放置好的外套管内。在保温管完成串壳之后，需要将其搬离固定架，之后完成聚氨酯保温材料灌注。

现有技术中，保温钢管的生产穿管过程移动不稳定、安全性较差，且容易发生碰撞造成钢管损坏的缺陷。因此需要提供一种保温管同轴稳定穿管装置，以提高穿管过程的稳定性、安全性，实现保温管的高质量生产。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种保温管同轴稳定穿管装置及穿管方法，能够完成将钢管的稳定安放、对齐、推进以及外套管的支撑，从而保证了保温管穿管过程的稳定性以及安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种保温管同轴稳定穿管装置，包括用于支撑外套管的支撑装置以及用于将钢管同轴心推入外套管内推进装置；

所述推进装置包括钢管架，所述钢管架下侧固定连接有均与钢管底部接触的顶升机构及缓冲机构，所述顶升机构用于将钢管顶起至与外套管同轴心位置，所述缓冲机构用于保持钢管稳定。

在本发明中，进一步的，所述支撑装置包括支撑机构，所述支撑机构上安装有外套管，所述外套管远离推进装置的一端设有顶管机构，所述顶管机构用于防止外套管和钢管滑移。

在本发明中，进一步的，所述顶管机构包括推板电动缸和固定架，所述推板电动缸的输出端活动连接有推板，所述推板上端开口处设有防移滑组件，所述防移滑组件安装在所述固定架上。

在本发明中，优选的，所述固定架上固定连接有挡板减震组件，所述挡板减震组件与所述钢管相抵。

在本发明中，进一步的，所述顶升机构包括顶升电机和传递杆，所述顶升电机输出端连接有换向器，所述换向器通过传递杆连接有升降组件。

在本发明中，优选的，所述升降组件包括底板、蜗杆升降器、顶升蜗杆以及与位于顶升蜗杆两侧的顶升导向件，所述传递杆与所述蜗杆升降器连接，所述蜗杆升降器固定在底板上，所述蜗杆升降器连接顶升蜗杆一端，所述顶升蜗杆另一端安装有支撑板，所述支撑板上安装有推进导向件。

在本发明中，进一步的，所述缓冲机构包括缓冲基座，所述缓冲基座上安装有缓冲气缸，所述缓冲气缸输出端连接有缓冲连杆，所述缓冲连杆连接有缓冲支撑件。

在本发明中，进一步的，所述推进装置还包括推进小车和用于带动推进小车在钢管架上移动的驱动机构。

在本发明中，优选的，所述钢管架一侧面均布有挡块，所述挡块向远离钢管一侧倾斜设置且顶端高于钢管架。

一种保温管同轴稳定穿管方法，基于上述的一种保温管同轴稳定穿管装置，包括：

将缓冲机构调整到略高于钢管架，将钢管运送到推进装置上，将外套管运输到支撑装置上，并推至与推板相抵，且使防移滑组件与外套管底部卡接；

钢管底部的顶升机构将钢管顶起至与与外套管同轴心位置钢管顶起至与外套管同轴心位置；

驱动机构步进式推进钢管，每次推动设定距离，在外套管的端部外侧，绑上一圈多个径向支架，待绑定径向支架后，进行下一个推进动作，直至完全将钢管推入外套管中，与挡板减震组件相抵。

相比现有技术，本发明具有的优点和积极效果是：

本发明支撑装置中通过设置顶管机构，用于在装配过程中顶住外套管，防止外套管被顶出支撑机构，同时通过防移滑组件保证外套管的稳定性并防止外套管移滑。

本发明推进装置中设置有缓冲机构，在钢管运送到钢管架上时，会造成放置钢管时产生较大的晃动，通过缓冲机构对钢管产生移动的进行缓冲，避免在放置钢管的过程损坏钢管，同时，通过在钢管架远离放置一侧设置挡块，防止钢管放置时由于惯性滑出钢管架。

本发明推进装置中设置有举升机构，当进行不同规格的保温管穿管时，需要将外套管中心与钢管中心调整至同心。本例采用外套管上下位置固定不动，上下调整钢管位置的方法，通过举升机构将钢管升起至与外套管同轴心位置，从而便于穿管过程中两管同轴心设置。

综上，相比现有技术，本发明能够完成将钢管的稳定安放、对齐、推进以及外套管的稳定支撑，从而保证了保温管穿管过程的稳定性以及安全性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明中支撑装置整体结构图；

图2是本发明中推进装置整体结构图；

图3是本发明中推进装置部分结构图；

图4是本发明的推进装置中顶升机构结构示意图；

图5是本发明的顶升机构中升降组件的结构示意图；

图6是本发明的推进装置中缓冲机构结构示意图；

图7是图3中A处的放大视图；

图8是本发明中支撑装置部分结构图；

图9是本发明的支撑装置中顶管机构的整体结构图；

图10是本发明的原理示意图。

图中：

1、支撑机构；10、支撑架；11、翼板；12、支撑电动缸；

2、顶管机构；20、推板电动缸；21、固定架；22、推板；23、防移滑组件；230、卡板；231、滑槽；232、防脱落螺钉；24、挡板减震组件；

3、顶升机构；30、顶升电机；31、换向器；32、传递杆；

33、升降组件；330、底板；331、蜗杆升降器；332、顶升蜗杆；333、支撑板；334、推进导向件；335、顶升导向件；

4、缓冲机构；40、缓冲基座；401、基座支架；41、缓冲气缸；43、缓冲连杆；44、缓冲支撑件；

5、驱动机构；50、推进小车；51、推进电机；52、从动杆；53、链轮；54、推进链条；55、滚轮；

6、钢管架；7、外套管；8、钢管；9、挡块。

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。

请同时参考图1、2、10，保温管包括外套管7和钢管8，以及外套管7与钢管8之间的径向支架，在具体装配时，需要将钢管8穿入外套管7之中。本发明提供一种保温管同轴稳定穿管装置，包括用于支撑外套管7的支撑装置以及用于将钢管8同轴心推入外套管7内推进装置。

推进装置包括钢管架6，钢管架6架下侧固定连接有均与钢管8底部接触的顶升机构3及缓冲机构4，顶升机构3、缓冲机构4间隔布置，顶升机构3用于将钢管8顶起至与外套管7同轴心位置，缓冲机构4用于保持钢管8稳定。

具体的，在本发明推进装置中设置有缓冲机构4，在钢管8运送到钢管架6上时，会造成放置钢管8时产生较大的晃动，通过缓冲机构4对钢管8产生移动的进行缓冲，避免在放置钢管8的过程损坏钢管8。

本发明推进装置中设置有举升机构，保温管的规格不同，外套管7与钢管8的直径差不同，直径差从50mm到250mm不等。当进行不同规格的保温管穿管时，需要将外套管7中心与钢管8中心调整至同心。由于大部分外套管7相对钢管8较软，因此本实施例采用外套管7位置固定不动，上下调整钢管8位置的方法，通过举升机构将钢管8升起至与外套管7同轴心位置，从而便于穿管过程中两管同轴心设置。

相比现有技术，本发明能够完成将钢管8的稳定安放、对齐、推进以及外套管7的稳定支撑，从而保证了保温管穿管过程的稳定性以及安全性。

在本发明中，进一步的，支撑装置包括支撑机构1，支撑机构1上安装有外套管7，外套管7远离推进装置的一端设有顶管机构2，顶管机构2用于防止外套管7和钢管8滑移。

请同时参考图1、8，支撑机构1设有结构相同的两个，分别位于外套管7的两端，两个支撑机构1中间由AGV小车通过，支撑机构1包括支撑架10以及铰接在支撑架10两侧的翼板11，每个翼板11下侧均安装有一支撑电动缸12，支撑电动缸12的两端采用铰链连接。由于外套管7材料属于PE橡胶，相对较软，在AGV小车上两端会下垂，在从AGV小车向支撑机构1转运时，除了抬高AGV小车的高度，还要靠近前进方向侧的翼板11降落，另一侧翼板11保留防止外套管7由于惯性滑出。当需要将装好的外套管7和套管组合体转移出支撑装置时，也需要将另一侧的翼板11降落至支撑架10的支撑面以下，从而使外套管7稳定的落入移出。

在本发明中，进一步的，如图1、9所示，顶管机构2包括推板电动缸20和固定架21，推板电动缸20的输出端活动连接有推板22，推板22上端开口处设有防移滑组件23，防移滑组件23安装在固定架21上。具体的，防移滑组件23包括卡板230，卡板230用于卡在外套管7外端面底部，防止外套管7发生滑移，在卡板230上开设有滑槽231，滑槽231内设有防脱落螺钉232，该防脱落螺钉232固定于固定架21上，从而使卡板230水平方向上有活动余量，便于推板22的调节。具体的，在放置外套管7前，调节推板电动缸20至推板22降落，以防止放置转运时影响外套管7的放置工作。在放置完成后，调节推板电动缸20使推板22与外套管7相抵，从而顶住外套管7，防止穿管过程中外套管7发生移动或顶出支撑架10。

相比现有技术，本发明通过在支撑装置中设置顶管机构2，在装配过程中顶住外套管7，防止外套管7被顶出支撑机构1，同时通过防移滑组件23保证外套管7的稳定性并防止外套管7移滑。

在本发明中，优选的，固定架21上固定连接有挡板减震组件24，挡板减震组件24与钢管8相抵。具体的，当钢管8穿入外套管7时，为保证钢管8不会穿出支撑架10，因此设置了挡板减震组件24，防止钢管8穿出，具体包括两个钢板挡板以及中间的减震弹簧，当钢管8穿入外套管7时，直至与钢管挡板相抵即穿管结束，通过设置减震弹簧，防止在钢管8碰到钢管挡板时，对钢管8边缘造成损害。

在本发明中，优选的，如图2所示，钢管架6一侧面均布有挡块9，挡块9向远离钢管8一侧倾斜设置且顶端高于钢管架6。将钢管8放到钢管架6上时，钢管8会因为惯性在钢管架6上滚动，挡块9能够阻挡钢管8滚动的路径，有效的防止穿钢管8从钢管架6上滚落。选择在钢管架6的一侧安装挡块9，且挡块9倾斜设置，当将钢管8放到钢管架6上后，钢管8因为惯性，会向前滚动，碰到挡块9时，会沿着挡块9的倾斜面向上滚动一段距离，抵消钢管8的惯性，钢管8在下回到钢管架6上，由缓冲机构4进行缓冲，在过程不仅能降低穿管钢管8与钢管架6的碰撞的情况。

在本发明中，进一步的，如图3、6所示，钢管架6下侧固定连接有缓冲机构4，缓冲机构4包括缓冲基座40，缓冲基座40上安装有缓冲气缸41，缓冲气缸41输出端连接有缓冲连杆43，缓冲连杆43连接有缓冲支撑件44。具体的，缓冲气缸41是起主要缓冲功能的元件，选用的是氮气减震缸，正常情况下，缓冲支撑件44受到钢管8的压力或冲撞，带动缓冲连杆43的压缩缓冲气缸41，缓冲气缸41缓慢的消减冲撞的力，从而实现对钢管8的缓冲。

在本发明中，进一步的，如图4、5所示，顶升机构3包括顶升电机30和传递杆32，顶升电机30输出端连接有换向器31，换向器31通过传递杆32连接有升降组件33。具体的，换向器31可将顶升电机30产生的动力转换到多个传递杆32上，传递杆32将顶升电机30产生扭转力矩传递到升降组件33上，给升降组件33提供动力，使升降组件33带动钢管8上下移动，便于钢管8与外套管7的轴心对齐。

在本发明中，优选的，升降组件33包括底板330、蜗杆升降器331、顶升蜗杆332以及与位于顶升蜗杆332两侧的顶升导向件335，传递杆32通过联轴器与蜗杆升降器331连接，蜗杆升降器331连接顶升蜗杆332一端，顶升蜗杆332另一端安装有支撑板333，支撑板333上安装有推进导向件334。传递杆32给蜗杆升降器331提供动力，蜗杆升降器331能够带动顶升蜗杆332上下移动，进一步带动支撑板333上下移动。

同时，在本发明中，顶升蜗杆332两侧的设有顶升导向件335，顶升导向件335包括导向筒、导向套以及导向杆，导向筒与导向套固定连接，导向套与导向杆滑动连接，具体应用时，该导向杆会随着顶升蜗杆332的运动，在支撑板333与底板330之间同步进行运动，以保证支撑板333的稳定性。

此外，为了保证钢管8在顶升后推进过程的稳定性，本发明在支撑板333上安装了推进导向件334，具体包括导向辊，导向辊活动通过轴承活动设置在支撑板333上，导向辊直接与钢管8接触，在推动钢管8的过程中，能够有效的降低钢管8的摩擦力，方便将钢管8推入到外套管7内。

在本发明中，进一步的，如图3、7所示，推进装置还包括一驱动机构5和推进小车50，驱动机构5包括推进电机51以及与推进电机51传动连接的推进链条54，推进小车50底端的连接板与推进链条54固定连接，推进链条54安装于钢管架6的链条槽中，链条槽可以有效的防止推进链条54内落入杂物，进而影响链条的使用寿命。

具体的，推进电机51安装在钢管架6上，其输出轴固定连接有从动杆52，从动杆52两端固定连接有链轮53，链轮53与推进链条54相配合，在进行推进工作时，推进电机51转动，带动推进链条54带在钢管架6长度方向上的移动时，一同带动推进小车50移动，使推进小车50推动钢管8进行穿管操作。

推进小车50底端两侧安装有多个滚轮55，提高推进小车50运动的稳定性，当推进链条54带动推进小车50运动时，滚轮55在钢管8架上的滚轮槽内滚动，滚轮槽能够有效的限定推进小车50前进的方向，保证小车移动的直线度，进一步提高推进装置的工作效率。

基于上述装置，本发明提供一种保温管同轴稳定穿管方法，工作过程如下：

1、放管：将缓冲机构4调整到略高于钢管架6，将钢管8沿着钢管架6无挡块9一侧的从钢管缓冲区转移至推进装置，由于放置钢管8时会产生巨大的冲击力造成破坏，因此钢管8首先落到缓冲机构4上进行缓冲，然后缓慢的降落到顶升机构3上。

外套管缓冲区将外套管7运输到支撑装置附近，由AGV小车将外套管7转运至外套管7支撑装置上。在转运时，需要抬高AGV小车的高度，同时将靠近前进方向侧的翼板11降落，以便于外套管7的放入。转运完成后，升起翼板11至原位置，调节推板电动缸20使推板22与外套管7相抵，通过卡板230有效的给外套管7伸出端一定的支撑，防止外套管7滑移。

如此，完成了钢管8与外套管7的放管工作，为后续顶升以及穿管做好前期准备工作。

2、顶升：钢管8底部的顶升机构3将钢管8顶起至与外套管7同轴心位置。

具体的，启动顶升电机30，顶升电机30经过换向器31带动传递杆32转动，传递杆32为给蜗杆升降器331提供动力，蜗杆升降器331能够带动顶升蜗杆332上下移动，进一步带动支撑板333上下稳定移动，从而将钢管8顶升或降落至预定位置，方便后续钢管8的穿管工作。

3、推进与穿管：驱动机构5步进式推进钢管8，每次推动一定距离，在外套管7的端部外侧绑上一圈多个径向支架，待绑定径向支架后，进行下一个推进动作，直至完全将钢管8推入外套管7中，与挡板减震组件24相抵。

具体的，启动推进电机51，推进电机51带动推进链条54带在钢管8架上移动，推进链条54带动推进小车50，推进小车50前端的推板推着钢管8向前移动，每次推动一定距离，例如2米，待推动一次后，在外套管7的端部外侧，绑上一圈多个径向支架，径向支架的高度略小于外套管7内径与钢管外径的半径差。待绑定径向支架后，进行下一个推进动作，直至完全将钢管推入外套管7，完成穿管过程。

4、转移：装好的外套管7和钢管8组合体转移出支撑装置。

具体的，将支撑装置另一侧的翼板11降落至支撑面以下，利用AGV小车将装好的外套管7和钢管8组合体转移。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，包括用于支撑外套管(7)的支撑装置以及用于将钢管(8)同轴心推入外套管(7)内的推进装置；

所述推进装置包括钢管架(6)，所述钢管架(6)下侧固定连接有顶升机构(3)及缓冲机构(4)，所述顶升机构(3)用于将钢管(8)顶起至与外套管(7)同轴心位置，所述缓冲机构(4)用于减小钢管(8)从钢管缓冲区转移至推进装置时产生的冲击力。

2.根据权利要求1所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，所述支撑装置包括支撑机构(1)，所述支撑机构(1)上安装有外套管(7)，所述外套管(7)远离推进装置的一端设有顶管机构(2)，所述顶管机构(2)用于防止外套管(7)和钢管(8)滑移。

3.根据权利要求2所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，所述顶管机构(2)包括推板电动缸(20)和固定架(21)，所述推板电动缸(20)的输出端活动连接有推板(22)，所述推板(22)上端开口处设有防移滑组件(23)，所述防移滑组件(23)安装在所述固定架(21)上。

4.根据权利要求3所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，所述固定架(21)上固定连接有挡板减震组件(24)，所述挡板减震组件(24)与所述钢管(8)相抵。

5.根据权利要求1所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，所述顶升机构(3)包括顶升电机(30)和传递杆(32)，所述顶升电机(30)输出端连接有换向器(31)，所述换向器(31)通过传递杆(32)连接有升降组件(33)。

6.根据权利要求5所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，所述升降组件(33)包括蜗杆升降器(331)和顶升蜗杆(332)，所述蜗杆升降器(331)与所述传递杆(32)连接，所述蜗杆升降器(331)连接顶升蜗杆(332)一端，所述顶升蜗杆(332)另一端通过支撑板(333)安装有推进导向件(334)。

7.根据权利要求1所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，所述缓冲机构(4)包括缓冲基座(40)，所述缓冲基座(40)上安装有缓冲气缸(41)，所述缓冲气缸(41)输出端连接有缓冲连杆(43)，所述缓冲连杆(43)连接有缓冲支撑件(44)。

8.根据权利要求2所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于：所述推进装置还包括推进小车(50)和用于带动推进小车(50)在钢管架(6)上移动的驱动机构(5)。

9.根据权利要求7所述的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于：所述钢管架(6)一侧面均布有挡块(9)，所述挡块(9)向远离钢管(8)一侧倾斜设置且顶端高于钢管架(6)。

10.一种保温管同轴稳定穿管方法，基于权利要求1-9任意一项的一种保温管同轴稳定穿管装置，其特征在于，包括：

将钢管(8)从钢管缓冲区转移至推进装置，钢管(8)首先落到缓冲机构(4)上以减小转移时产生的冲击力带来的破坏，然后缓慢的降落到顶升机构(3)上；将外套管(7)运输到支撑装置上，并推至与推板(22)相抵，且使防移滑组件(23)与外套管(7)底部卡接；

钢管(8)底部的顶升机构(3)将钢管(8)顶起至与外套管(7)同轴心位置；

驱动机构(5)步进式推进钢管(8)，每次推动设定距离，在外套管(7)的端部外侧绑上一圈多个径向支架，待绑定径向支架后，进行下一个推进动作，直至完全将钢管(8)推入外套管(7)中，与挡板减震组件(24)相抵。

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