CN114669927A

CN114669927A - 一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置

Info

Publication number: CN114669927A
Application number: CN202210585067.0A
Authority: CN
Inventors: 罗小坤; 徐骅
Original assignee: Nantong Haorun Petrochemical Co ltd
Current assignee: Nantong Haorun Petrochemical Co ltd
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2022-06-28

Abstract

本发明涉及一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置,所述石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置包括：底座以及固定安装在所述底座上且呈对称设置的固定板，所述底座上还固定有气缸，所述气缸输出端上固定有焊头；所述底座上设置有驱动机构，所述固定板上设置有与所述驱动机构连接的夹持机构和撑开机构，所述驱动机构驱动所述夹持机构和所述撑开机构同步转动，所述底座上还设置有与所述驱动机构连接的输液机构，人力驱动所述撑开机构运动，在所述撑开机构的作用下，将其中一个部件固定，再将另一部件放置在所述夹持机构上，在人力的作用下，将另一部件固定，此时两组部件朝向彼此的一端相互贴合，并通过所述气缸调节所述焊头的位置开始焊接。

Description

一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置

技术领域

本发明涉及一种焊接领域，具体是一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置。

背景技术

在石油钻铤脉冲窄间隙焊的过程中，为了防止发生底层的烧穿现象，并保证焊缝的反面成型，需要在钻铤内焊缝的下方加装耐火材料衬垫，完成焊接后，再用冲击装置，将耐火材料衬垫击碎取出，这种方法不仅消耗了大量的耐火材料，而且很难将耐火材料全部冲掉，留在焊缝下部的残留物将会影响后续工序的，且这种方式无法根据部件的大小进行调节，因此提出一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，包括：

底座以及固定安装在所述底座上且呈对称设置的固定板，所述底座上还固定有气缸，所述气缸输出端上固定有焊头；

所述底座上设置有驱动机构，所述固定板上设置有与所述驱动机构连接的夹持机构和撑开机构，所述驱动机构驱动所述夹持机构和所述撑开机构同步转动，所述底座上还设置有与所述驱动机构连接的输液机构；

所述驱动机构包括固定安装在所述底座上的电机、转动安装在所述固定板上且与所述电机输出轴连接的传动杆、固定安装在所述传动杆上且与所述输液机构连接的斜盘，所述固定板上设置有与所述传动杆连接的从动组件，所述从动组件与所述夹持机构和所述撑开机构连接；

所述输液机构包括固定安装在所述底座上的活塞缸，所述活塞缸上固定有喷头，所述活塞缸内活动安装有活塞，所述活塞缸上还设置有与所述斜盘抵接的弹性组件；

作为本发明再进一步的方案：所述弹性组件包括固定安装在所述活塞缸上的限位套筒、活动安装在所述限位套筒内且与所述活塞固定连接的活动杆、转动安装在所述活动杆上且与所述斜盘抵接的滑轮，所述活动杆上套设有与所述活塞缸固定连接的弹簧。

作为本发明进一步的方案：所述从动组件包括转动安装在所述固定板上的一号转动杆和二号转动杆、套设在所述传动杆上且分别与所述一号转动杆和所述二号转动杆连接的一号皮带和二号皮带，所述一号转动杆与所述夹持机构连接，所述二号转动杆与所述撑开机构连接。

作为本发明再进一步的方案：所述夹持机构包括固定安装在所述一号转动杆上的支撑板，所述支撑板上转动安装有双向丝杆，所述支撑板上开设有呈对称设置的卡槽，所述支撑板上还设置有与所述双向丝杆连接的导向组件。

作为本发明再进一步的方案：所述导向组件包括活动安装在所述双向丝杆上且呈对称设置的一号螺纹套筒，所述一号螺纹套筒上固定有与所述卡槽卡合的限位块，所述一号螺纹套筒上还固定有卡板，所述一号螺纹套筒与所述双向丝杆螺纹配合。

作为本发明再进一步的方案：所述撑开机构包括固定安装在所述二号转动杆上的承接桶，所述承接桶内转动安装有丝杆，所述承接桶上还转动安装有与所述丝杆同轴连接的转动盘，所述承接桶内设置有与所述丝杆连接的支撑组件。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑组件包括套设在所述丝杆上且与所述承接桶固定连接的固定套筒、活动安装在所述丝杆上且与所述丝杆螺纹配合的二号螺纹套筒、设置在所述固定套筒上且与所述二号螺纹套筒连接的剪叉结构，所述剪叉结构呈对称设置且开设有滑槽。

作为本发明再进一步的方案：所述剪叉结构包括铰接在所述二号螺纹套筒上的一号铰接杆、铰接在所述固定套筒上且与所述一号铰接杆铰接的二号铰接杆、铰接在所述一号铰接杆上且开设有所述滑槽的内衬板，所述二号铰接杆与所述滑槽滑动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在使用时，将需要焊接的部件放置在撑开机构上，并用人力驱动撑开机构运动，从而将此部件固定，再将另一部件放置在夹持机构上，在人力的作用下，将另一部件固定，此时两组部件朝向彼此的一端相互贴合，并通过气缸调节焊头的位置开始焊接，同时驱动机构工作，带动夹持机构和撑开机构同步转动，使得部件得到完全焊接，驱动机构还会驱动输液机构运动，并输送液体至焊接部位，使得焊接部位冷却更快，本装置可对不同的石油钻铤脉冲窄间隙焊接，且不需要耐火材料衬垫，不消耗耐火材料，克服了用耐火材料作衬垫留在焊缝下部的残留物引起的焊接质量问题。

附图说明

图1为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例的结构示意图。

图2为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例中第一角度的结构示意图。

图3为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例中第二角度的结构示意图。

图4为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例中一号转动杆、夹持机构的连接关系示意图。

图5为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例中二号转动杆、撑开机构的连接关系示意图。

图6为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例中部分撑开机构的爆炸结构示意图。

图7为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例中的部分半剖结构示意图。

图8为石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置一种实施例中的部分爆炸结构示意图。

图中：1、底座；2、固定板；3、电机；4、传动杆；5、斜盘；6、气缸；7、焊头；8、一号皮带；9、一号转动杆；10、支撑板；11、双向丝杆；12、一号螺纹套筒；13、卡槽；14、限位块；15、卡板；16、二号皮带；17、二号转动杆；18、承接桶；19、转动盘；20、丝杆；21、二号螺纹套筒；22、固定套筒；23、一号铰接杆；24、二号铰接杆；25、滑槽；26、内衬板；27、活塞缸；28、喷头；29、活塞；30、活动杆；31、限位套筒；32、弹簧；33、滑轮。

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。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。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1~8，本发明实施例中，一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，包括：

底座1以及固定安装在所述底座1上且呈对称设置的固定板2，所述底座1上还固定有气缸6，所述气缸6输出端上固定有焊头7，其中，可根据需要焊接的位置通过气缸6调节焊头7的位置，以应对不同的使用情况。

所述底座1上设置有驱动机构，所述驱动机构包括固定安装在所述底座1上的电机3、转动安装在所述固定板2上且与所述电机3输出轴连接的传动杆4、固定安装在所述传动杆4上且与所述输液机构连接的斜盘5，所述固定板2上设置有与所述传动杆4连接的从动组件，所述从动组件与所述夹持机构和所述撑开机构连接，其中，所述从动组件包括转动安装在所述固定板2上的一号转动杆9和二号转动杆17、套设在所述传动杆4上且分别与所述一号转动杆9和所述二号转动杆17连接的一号皮带8和二号皮带16，所述一号转动杆9与所述夹持机构连接，所述二号转动杆17与所述撑开机构连接。

请参阅图1-3，需要说明的是，当需要固定的两组部件分别固定在撑开机构和夹持机构上时，此时电机3工作，并驱动传动杆4转动，在传动杆4的作用下，通过一号皮带8驱动一号转动杆9转动，并带动夹持机构转动，同时，传动杆4还会通过二号皮带16驱动二号转动杆17转动，从而带动撑开机构转动，使得两组部件同时转动，且转动方向相同，传动杆4还会驱动斜盘5转动，斜盘5为有一面倾斜的圆盘，在斜盘5的作用下，驱动输液机构运动，其中，两组部件所需要的焊接的横截面积一致，且为相互贴合状态，传动杆4和一号转动杆9以及二号转动杆17的传动比为1:1:1，使得两组部件的转动速率相等，以确保在焊接过程中两组部件不会发生相对转动，而导致焊接失败的问题。

所述固定板2上设置有与所述驱动机构连接的夹持机构和撑开机构，所述夹持机构包括固定安装在所述一号转动杆9上的支撑板10，所述支撑板10上转动安装有双向丝杆11，所述支撑板10上开设有呈对称设置的卡槽13，所述支撑板10上还设置有与所述双向丝杆11连接的导向组件，其中，所述导向组件包括活动安装在所述双向丝杆11上且呈对称设置的一号螺纹套筒12，所述一号螺纹套筒12上固定有与所述卡槽13卡合的限位块14，所述一号螺纹套筒12上还固定有卡板15，所述一号螺纹套筒12与所述双向丝杆11螺纹配合。

请参阅图1-4，进一步来说，当需要夹持部件时，此时将其中一组部件放置在卡板15之间，并用人力驱动双向丝杆11转动，从而带动两组一号螺纹套筒12运动，在一号螺纹套筒12的作用下，使得限位块14在卡槽13内滑动，在限位块14和卡槽13的作用下，使得一号螺纹套筒12朝向相互靠近的方向运动，且在运动时不会发生转动，同时，一号螺纹套筒12还会带动卡板15朝向相互靠近的方向运动，当两组卡板15都与部件抵接时，在卡板15的作用下，部件将会被固定在卡板15之间的中心位置，此时，停止转动双向丝杆11，其中，双向丝杆11有自锁的作用，使得卡板15将部件夹持后，卡板15不会再发生运动，以使部件被紧紧固定在卡板15之间。

所述撑开机构包括固定安装在所述二号转动杆17上的承接桶18，所述承接桶18内转动安装有丝杆20，所述承接桶18上还转动安装有与所述丝杆20同轴连接的转动盘19，所述承接桶18内设置有与所述丝杆20连接的支撑组件，其中，所述支撑组件包括套设在所述丝杆20上且与所述承接桶18固定连接的固定套筒22、活动安装在所述丝杆20上且与所述丝杆20螺纹配合的二号螺纹套筒21、设置在所述固定套筒22上且与所述二号螺纹套筒21连接的剪叉结构，所述剪叉结构呈对称设置且开设有滑槽25，上述提到的所述剪叉结构包括铰接在所述二号螺纹套筒21上的一号铰接杆23、铰接在所述固定套筒22上且与所述一号铰接杆23铰接的二号铰接杆24、铰接在所述一号铰接杆23上且开设有所述滑槽25的内衬板26，所述二号铰接杆24与所述滑槽25滑动连接。

请参阅图1-3、图5-6，再进一步来说，内衬板26设置有两组且为相互对称设置，当需要对石油钻铤脉冲窄间隙焊接时，将需要焊接的部件放置套设在承接桶18上，此时人力驱动转动盘19转动，并带动丝杆20转动，从而带动二号螺纹套筒21运动，在二号螺纹套筒21的作用下，使得一号铰接杆23运动，并带动与之铰接的二号铰接杆24围绕着设置在固定套筒22上的铰接点转动，在一号铰接杆23和二号铰接杆24的作用下，使得二号螺纹套筒21沿着丝杆20的长度方向运动，并朝向固定套筒22方向运动，二号铰接杆24还会在滑槽25上滑动，在一号铰接杆23和二号铰接杆24的作用下，使得两组内衬板26朝向相互远离的方向运动，当内衬板26与需要焊接的部件内壁紧密抵接时，转动盘19停止转动，在内衬板26的作用下，将部件固定，其中，丝杆20同样具有自锁的作用，使得内衬板26保持固定，部件不会与内衬板26分离，且在加工时，先将其中一个部件固定在内衬板26上，在根据此部件的位置将另一组部件固定在卡板15之间，使得两组部件相对的面相互抵接。

所述驱动机构驱动所述夹持机构和所述撑开机构同步转动，所述底座1上还设置有与所述驱动机构连接的输液机构，所述输液机构包括固定安装在所述底座1上的活塞缸27，所述活塞缸27上固定有喷头28，所述活塞缸27内活动安装有活塞29，所述活塞缸27上还设置有与所述斜盘5抵接的弹性组件，其中，所述弹性组件包括固定安装在所述活塞缸27上的限位套筒31、活动安装在所述限位套筒31内且与所述活塞29固定连接的活动杆30、转动安装在所述活动杆30上且与所述斜盘5抵接的滑轮33，所述活动杆30上套设有与所述活塞缸27固定连接的弹簧32。

请参阅图1-3、图7-8，最后来说，活塞缸27上设置有两组单向阀，其中一组单向阀与喷头28连接，另一组单向阀通过导管与水源连接，可根据部件焊接位置，调节喷头28的位置，当需要焊接时，此时传动杆4转动，并驱动斜盘5转动，在斜盘5的作用下，使得与斜盘5抵接的滑轮33沿着传动杆4的长度方向运动，并带动活动杆 30在限位套筒31内滑动，从而带动活塞29在活塞缸27内运动，此时弹簧32被拉伸，在活塞29的作用下，通过导管将水吸入活塞缸27内，并通过喷头28排出至焊接部位，斜盘5继续转动，弹簧32弹性收缩，并驱动活动杆30朝向活塞缸27内运动，从而带动活塞29运动，活动杆30还会带动滑轮33运动，使得滑轮33始终与斜盘5处于抵接位置，重复上述步骤，从而持续对焊接部位输送水。

以本申请记载的所有特征结合的实施例为例在使用时，内衬板26设置有两组且为相互对称设置，当需要对石油钻铤脉冲窄间隙焊接时，将需要焊接的部件放置套设在承接桶18上，此时人力驱动转动盘19转动，并带动丝杆20转动，从而带动二号螺纹套筒21运动，在二号螺纹套筒21的作用下，使得一号铰接杆23运动，并带动与之铰接的二号铰接杆24围绕着设置在固定套筒22上的铰接点转动，在一号铰接杆23和二号铰接杆24的作用下，使得二号螺纹套筒21沿着丝杆20的长度方向运动，并朝向固定套筒22方向运动，二号铰接杆24还会在滑槽25上滑动，在一号铰接杆23和二号铰接杆24的作用下，使得两组内衬板26朝向相互远离的方向运动，当内衬板26与需要焊接的部件内壁紧密抵接时，转动盘19停止转动，在内衬板26的作用下，将部件固定，其中，丝杆20具有自锁的作用，使得内衬板26保持固定，部件不会与内衬板26分离，再将另一组部件放置在卡板15之间，并用人力驱动双向丝杆11转动，从而带动两组一号螺纹套筒12运动，在一号螺纹套筒12的作用下，使得限位块14在卡槽13内滑动，在限位块14和卡槽13的作用下，使得一号螺纹套筒12朝向相互靠近的方向运动，且在运动时不会发生转动，同时，一号螺纹套筒12还会带动卡板15朝向相互靠近的方向运动，当两组卡板15都与部件抵接时，在卡板15的作用下，部件将会被固定在卡板15之间的中心位置，此时，停止转动双向丝杆11，其中，双向丝杆11同样有自锁的作用，使得卡板15将部件夹持后，卡板15不会再发生运动，以使部件被紧紧固定在卡板15之间，此时，两组部件相对的一面相互贴合，并根据部件的高度，通过气缸6调节焊头7的位置，使得焊头7处于与部件适配位置，焊头7工作，并对部件进行焊接，同时，电机3工作，并驱动传动杆4转动，在传动杆4的作用下，通过一号皮带8驱动一号转动杆9转动，并带动支撑板10转动，使得夹持在卡板15之间的部件转动，传动杆4还会通过二号皮带16驱动二号转动杆17转动，并带动承接桶18转动，使得固定在内衬板26上的另一部件同步转动，在焊头7的作用下，对部件整个周身进行焊接，传动杆4还会驱动斜盘5转动，在斜盘5的作用下，使得与斜盘5抵接的滑轮33沿着传动杆4的长度方向运动，并带动活动杆 30在限位套筒31内滑动，从而带动活塞29在活塞缸27内运动，此时弹簧32被拉伸，在活塞29的作用下，通过导管将水吸入活塞缸27内，并通过喷头28排出至焊接部位，斜盘5继续转动，弹簧32弹性收缩，并驱动活动杆30朝向活塞缸27内运动，从而带动活塞29运动，活动杆30还会带动滑轮33运动，使得滑轮33始终与斜盘5处于抵接位置，重复上述步骤，从而持续对焊接部位输送水，以保证焊接部位的快速冷却。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，其特征在于，包括：

底座（1）以及固定安装在所述底座（1）上且呈对称设置的固定板（2），所述底座（1）上还固定有气缸（6），所述气缸（6）输出端上固定有焊头（7）；

所述底座（1）上设置有驱动机构，所述固定板（2）上设置有与所述驱动机构连接的夹持机构和撑开机构，所述驱动机构驱动所述夹持机构和所述撑开机构同步转动，所述底座（1）上还设置有与所述驱动机构连接的输液机构；

所述驱动机构包括固定安装在所述底座（1）上的电机（3）、转动安装在所述固定板（2）上且与所述电机（3）输出轴连接的传动杆（4）、固定安装在所述传动杆（4）上且与所述输液机构连接的斜盘（5），所述固定板（2）上设置有与所述传动杆（4）连接的从动组件，所述从动组件与所述夹持机构和所述撑开机构连接；

所述输液机构包括固定安装在所述底座（1）上的活塞缸（27），所述活塞缸（27）上固定有喷头（28），所述活塞缸（27）内活动安装有活塞（29），所述活塞缸（27）上还设置有与所述斜盘（5）抵接的弹性组件；

所述弹性组件包括固定安装在所述活塞缸（27）上的限位套筒（31）、活动安装在所述限位套筒（31）内且与所述活塞（29）固定连接的活动杆（30）、转动安装在所述活动杆（30）上且与所述斜盘（5）抵接的滑轮（33），所述活动杆（30）上套设有与所述活塞缸（27）固定连接的弹簧（32）。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，其特征在于，所述从动组件包括转动安装在所述固定板（2）上的一号转动杆（9）和二号转动杆（17）、套设在所述传动杆（4）上且分别与所述一号转动杆（9）和所述二号转动杆（17）连接的一号皮带（8）和二号皮带（16），所述一号转动杆（9）与所述夹持机构连接，所述二号转动杆（17）与所述撑开机构连接。

3.根据权利要求2所述的一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，其特征在于，所述夹持机构包括固定安装在所述一号转动杆（9）上的支撑板（10），所述支撑板（10）上转动安装有双向丝杆（11），所述支撑板（10）上开设有呈对称设置的卡槽（13），所述支撑板（10）上还设置有与所述双向丝杆（11）连接的导向组件。

4.根据权利要求3所述的一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，其特征在于，所述导向组件包括活动安装在所述双向丝杆（11）上且呈对称设置的一号螺纹套筒（12），所述一号螺纹套筒（12）上固定有与所述卡槽（13）卡合的限位块（14），所述一号螺纹套筒（12）上还固定有卡板（15），所述一号螺纹套筒（12）与所述双向丝杆（11）螺纹配合。

5.根据权利要求2所述的一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，其特征在于，所述撑开机构包括固定安装在所述二号转动杆（17）上的承接桶（18），所述承接桶（18）内转动安装有丝杆（20），所述承接桶（18）上还转动安装有与所述丝杆（20）同轴连接的转动盘（19），所述承接桶（18）内设置有与所述丝杆（20）连接的支撑组件。

6.根据权利要求5所述的一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，其特征在于，所述支撑组件包括套设在所述丝杆（20）上且与所述承接桶（18）固定连接的固定套筒（22）、活动安装在所述丝杆（20）上且与所述丝杆（20）螺纹配合的二号螺纹套筒（21）、设置在所述固定套筒（22）上且与所述二号螺纹套筒（21）连接的剪叉结构，所述剪叉结构呈对称设置且开设有滑槽（25）。

7.根据权利要求6所述的一种石油钻铤脉冲窄间隙焊的金属内衬装置，其特征在于，所述剪叉结构包括铰接在所述二号螺纹套筒（21）上的一号铰接杆（23）、铰接在所述固定套筒（22）上且与所述一号铰接杆（23）铰接的二号铰接杆（24）、铰接在所述一号铰接杆（23）上且开设有所述滑槽（25）的内衬板（26），所述二号铰接杆（24）与所述滑槽（25）滑动连接。