CN113878296B - 一种用于长管道焊接的内撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于长管道焊接的内撑装置，包括主支撑管、拉杆系统、驱动机构、斜面导向套、第一内撑斜块和第二内撑斜块；其中，拉杆系统一端连接于斜面导向套，另一端连接于驱动机构，斜面导向套的外斜面上开设有偶数个带斜度的燕尾槽，用于卡设所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块；所有的所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块的外侧共同形成圆形，其与待焊工件的内径一致；在所述驱动机构的驱动下，所述拉杆系统带动所述斜面导向套沿着所述主支撑管内向前运动，所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块将被撑开，将待焊工件矫正对齐，本发明能将待焊接的两节薄壁管道撑圆对齐，确保同心。

Description

一种用于长管道焊接的内撑装置
技术领域
本发明涉及用于长管道焊接的内撑装置领域。更具体地说，本发明涉及一种用于长管道焊接的内撑装置。
背景技术
薄壁长管道的对接焊中，装配的的精度对焊接质量有着至关重要的影响，特别是在一些特殊应用领域，如航天运载火箭的超长导管，往往是采用铝合金管多节接长，对接长之后的轴线直线度要求非常高，同时对焊缝内部成型要求也很高。而由于管道材质比较软，壁厚又薄，原材料圆度方便就会存在不同程度的变形，如果不得到有效的控制和矫正就无法满足最接的要求。其次，有色金属的管道焊接往往是需要有惰性气体保护，保护气体如何到到管道的内壁也一直是一个问题，通常是将管道两头堵住，往里面充气，但这种方式会造成气体的大量浪费，尤其管道越接越长的时候。第三，由于管道对接焊完之后，管道内的焊缝成型就无法及时知晓，如果不判断就接下一段，如果有问题，管道可能整根作废，但如果要进行检验，管道又必须拆下来，这也是必须要解决的一个问题。
发明内容
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于长管道焊接的内撑装置，包括主支撑管、拉杆系统、驱动机构、斜面导向套、第一内撑斜块和第二内撑斜块；
其中，所述斜面导向套同轴嵌设于所述主支撑管内，所述拉杆系统也位于所述主支撑管内，且其一端连接于所述斜面导向套，另一端连接于所述驱动机构，
所述斜面导向套为圆台状结构，其内部轴向贯通，所述斜面导向套的外斜面上开设有偶数个带斜度的燕尾槽，用于卡设所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块，且所述第一内撑斜块和所述第二内撑斜块间隔交替设置；所有的所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块的外侧共同形成圆形，其与待焊工件的内径一致；
在所述驱动机构的驱动下，所述拉杆系统带动所述斜面导向套沿着所述主支撑管内向前运动，所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块将被撑开，将待焊工件矫正对齐。
优选的，所述拉杆系统包括前拉杆、前转接法兰、法兰连杆、后转接法兰以及后拉杆，其中前转接法兰和后转接法兰通过法兰连杆实现连接，形成整体框架，所述前拉杆一端连接于所述整体框架，另一端连接于所述驱动机构的输出轴，所述后拉杆连接于所述斜面导向套。
优选的，所述后拉杆两端分别安装密封机构，以对所述后拉杆的内部空间的焊接保护气进行密封，防止其泄露。
优选的，所述后拉杆内部贯通中空，所述监控视频线穿过所述主支撑管内，再进入所述后拉杆的中空内部，与位于所述主支撑管内的监控探头连接。
优选的，所述的用于长管道焊接的内撑装置进一步包括定长滑套，其可前后滑动并锁死的套设在所述主支撑管上，用于对套设在主支撑管外的待焊工件进行临时限位固定。
优选的，所述后拉杆和所述第一内撑斜块、所述第二内撑斜块相重叠对应的位置分别开设出气孔，以便于所述后拉杆内的焊接保护气通过气孔到达所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块的外侧。
优选的，在所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块的外侧共同形成的圆形处设置有一圈焊缝成型槽。
优选的，在所述主支撑管内还设置有止推法兰，其位于所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块前端，确保在拉动或者推动所述斜面导向套的时候，所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块不会沿轴线滑动，只会在径向上分。
优选的，所述的用于长管道焊接的内撑装置进一步包括法兰连杆、探头安装法兰以及监控探头，其中，所述探头安装法兰通过所述法兰连杆连接于所述止推法兰，且所述监控探头安装在所述探头安装法兰上。
优选的，所述的用于长管道焊接的内撑装置进一步包括保护气管，其进入所述后拉杆的空腔内，以输入焊接保护气。
本发明至少包括以下有益效果：本发明是一种集成管道内壁撑圆矫正、焊接保护气体输送、内壁视频检验三种功能为一体的特殊装置。在薄壁长管道的对接焊中，能将待焊接的两节薄壁管道撑圆对齐，确保同心，背面焊缝（即管道内壁处）能强制成型，焊接保护气体能够准确送达背面焊缝处。同时还集成了一套视频监控系统，焊接完成后，监控探头可将内部的焊缝图像传输出来，操作者焊完即可进行查验，如无问题即可立刻进行下一节的对接。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明中用于长管道焊接的内撑装置结构示意图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为图1中B处的放大示意图；
图4为图1中C处的放大示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
如图1-4所示，本发明的一实施方案提供了一种用于长管道焊接的内撑装置，包括主支撑管4、拉杆系统、驱动机构1、斜面导向套12、第一内撑斜块11和第二内撑斜块19；
其中，所述斜面导向套12同轴嵌设于所述主支撑管4内，所述拉杆系统也位于所述主支撑管内，且其一端连接于所述斜面导向套12，另一端连接于所述驱动机构1，
所述斜面导向套12为圆台状结构，其内部轴向贯通，所述斜面导向套12的外斜面上开设有偶数个带斜度的燕尾槽，用于卡设所述第一内撑斜块11或所述第二内撑斜块19，且所述第一内撑斜块11和所述第二内撑斜块19间隔交替设置；所有的所述第一内撑斜块11或所述第二内撑斜块19的外侧共同形成圆形，其与待焊工件22的内径一致；
上述实施方案中，在所述驱动机构1的驱动下，所述拉杆系统带动所述斜面导向套12沿着所述主支撑管4内向前运动，所述第一内撑斜块11或所述第二内撑斜块19将被撑开，将待焊工件矫正对齐。
其中，所述第一内撑斜块11和所述第二内撑斜块19形状不同，二者的内侧都是一个燕尾槽，与斜面导向套的燕尾槽配，二者的外侧为一个标准圆弧。
所述斜面导向套的外斜面上开设有偶数个带斜度的燕尾槽，此处燕尾槽的个数不被限制，根据实际施工需要，一般设置8个即可，
所述拉杆系统包括前拉杆3、前转接法兰6、法兰连杆7、后转接法兰8以及后拉杆9，其中前转接法兰6和后转接法兰8通过法兰连杆7实现连接，形成整体框架，所述前拉杆3一端连接于所述整体框架，另一端连接于所述驱动机构1的输出轴，所述后拉杆9连接于所述斜面导向套12。此处，将拉杆系统分段设置呈多个法兰、栏杆连接，中间会存在很多空隙，便于后期监控视频线15穿过。
且考虑到焊接过程中如果密封不好，可能会造成焊接保护气泄露，因此在所述后拉杆9两端分别安装密封机构14，以对所述后拉杆9的内部空间的焊接保护气进行密封，防止其泄露。而且，监控视频线15先从前转接法兰6和后转接法兰8之间的法兰连杆7空隙中，再通过密封线卡14进入后拉杆9，再从后拉杆9穿出。
其中另一实施方案中，所述后拉杆9内部贯通中空，所述监控视频线15穿过所述主支撑管4内，再进入所述后拉杆9的中空内部，与位于所述主支撑管4内的监控探头16连接。
用于长管道焊接的内撑装置进一步包括定长滑套5，其可前后滑动并锁死的套设在所述主支撑管4上，用于对套设在主支撑管4外的待焊工件进行临时限位固定。
在所述第一内撑斜块11或所述第二内撑斜块19的外侧共同形成的圆形处设置有一圈焊缝成型槽。
其中需要说明的是，定长滑套5的位置，根据管子的长度提前设定好，当待焊工件的端头顶住定长滑套4时，它的另一端正好就在焊缝成型槽的中心位置。然后再穿入第二件待焊工件。气缸往后收缩，斜面导向套12带动8个楔形块（即所述第一内撑斜块11和所述第二内撑斜块19）张开撑紧工件内圆，因为此时两个管节套在了同一套装置上，两个管节的同心度得到了确定；
本发明的一实施方案中，所述后拉杆9和所述第一内撑斜块11、所述第二内撑斜块19相重叠对应的位置分别开设出气孔，以便于所述后拉杆9内的焊接保护气通过气孔到达所述第一内撑斜块11或所述第二内撑斜块19的外侧。
在所述主支撑管4内还设置有止推法兰13，其位于所述第一内撑斜块11或所述第二内撑斜块19前端，确保在拉动或者推动所述斜面导向套的时候，所述第一内撑斜块11或所述第二内撑斜块19不会沿轴线滑动，只会在径向上分。
本发明的一实施方案中，所述的用于长管道焊接的内撑装置进一步包括法兰连杆20、探头安装法兰18以及监控探头16，其中，所述探头安装法兰18通过所述法兰连杆20连接于所述止推法兰13，且所述监控探头16安装在所述探头安装法兰18上。
本发明的一实施方案中，所述的用于长管道焊接的内撑装置进一步包括保护气管21，其进入所述后拉杆9的空腔内，以输入焊接保护气。
所述后拉杆9的中部外部还套设有铜套10。
所述主支撑管4与安装座2连接，安装座2可起到支撑作用，承担所有零件的重量。
当焊接完成后，楔块缩回，整个主支撑管（件4）往回抽一段距离，监控探头对准焊缝背面，旋转一圈就能将焊缝背面的图像拍摄下来，传输到监控屏幕上，操作者可以清楚的看到管内的焊缝情况，判断是否合格。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (2)

1.一种用于长管道焊接的内撑装置，其特征在于，包括主支撑管、拉杆系统、驱动机构、斜面导向套、第一内撑斜块和第二内撑斜块；
其中，所述斜面导向套同轴嵌设于所述主支撑管内，所述拉杆系统也位于所述主支撑管内，且其一端连接于所述斜面导向套，另一端连接于所述驱动机构，
所述斜面导向套为圆台状结构，其内部轴向贯通，所述斜面导向套的外斜面上开设有偶数个带斜度的燕尾槽，用于卡设所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块，且所述第一内撑斜块和所述第二内撑斜块间隔交替设置；所有的所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块的外侧共同形成圆形，其与待焊工件的内径一致；
在所述驱动机构的驱动下，所述拉杆系统带动所述斜面导向套沿着所述主支撑管内向前运动，所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块将被撑开，将待焊工件矫正对齐；
所述拉杆系统包括前拉杆、前转接法兰、法兰连杆、后转接法兰以及后拉杆，其中前转接法兰和后转接法兰通过法兰连杆实现连接，形成整体框架，所述前拉杆一端连接于所述整体框架，另一端连接于所述驱动机构的输出轴，所述后拉杆连接于所述斜面导向套；
进一步包括保护气管，其进入所述后拉杆的空腔内，以输入焊接保护气；
所述后拉杆两端分别安装密封机构，以对所述后拉杆的内部空间的焊接保护气进行密封，防止其泄露；
所述后拉杆内部贯通中空，监控视频线穿过所述主支撑管内，再进入所述后拉杆的中空内部，与位于所述主支撑管内的监控探头连接；
进一步包括定长滑套，其可前后滑动并锁死的套设在所述主支撑管上，用于对套设在主支撑管外的待焊工件进行临时限位固定；
所述后拉杆和所述第一内撑斜块、所述第二内撑斜块相重叠对应的位置分别开设出气孔，以便于所述后拉杆内的焊接保护气通过气孔到达所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块的外侧；
在所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块的外侧共同形成的圆形处设置有一圈焊缝成型槽；
在所述主支撑管内还设置有止推法兰，其位于所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块前端，确保在拉动或者推动所述斜面导向套的时候，所述第一内撑斜块或所述第二内撑斜块不会沿轴线滑动，只会在径向上分离；
当待焊工件的端头顶住定长滑套时，它的另一端正好就在焊缝成型槽的中心位置。
2.根据权利要求1所述的用于长管道焊接的内撑装置，其特征在于，
进一步包括法兰连杆、探头安装法兰以及监控探头，其中，所述探头安装法兰通过所述法兰连杆连接于所述止推法兰，且所述监控探头安装在所述探头安装法兰上。
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