CN116197583B - 一种压力容器立式环缝焊接装置及方法 - Google Patents

一种压力容器立式环缝焊接装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压力容器立式环缝焊接装置及方法，包括支板，所述支板的顶部安装有第一旋转电机，所述第一旋转电机的顶部连接底部托架，所述支板的一侧连接有立柱，所述立柱一侧连接有轨道，所述轨道上安装有若干组定位支架，所述定位支架上安装有焊接机构，所述立柱的顶端连接有横板，所述横板的底部连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的下端连接有第二旋转电机，所述第二旋转电机的底部连接有顶部托架。本发明能够对多个压力容器部件进行支撑和定位，从而便于同时进行多个压力容器部件的焊接工作。

Description

一种压力容器立式环缝焊接装置及方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种压力容器立式环缝焊接装置及方法。
背景技术
目前的压力容器焊接工作，大多只能逐个进行焊接，例如申请号为CN202211170892.0的一种压力容器立式环缝的焊接装置，包括有基座构件与焊接机构，所述基座构件的顶侧设置有螺栓装配的进料底套组件。该发明装置主要是利用将进料底套组件与定位上套组件之中的下环座和上环座达到中轴线处于同一直线上，而且配合上下环座内侧环形分布的下夹持气缸和下弧夹，能够夹持住产品的下方，并且配合上环座内侧环形分布的上夹持气缸和上弧夹将产品的上方部位进行夹持，同时下环座与上环座之间具备环形分布的气动定位伸缩条，以达到加强固定效果的作用，提升了旋转产品运行的稳定；
显然该种焊接方式逐个完成压力容器所有部件的焊接工作，效率较低，为了提高焊接效率，实现多个压力容器部件的同时焊接，本发明设计一种压力容器立式环缝焊接装置及方法。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种压力容器立式环缝焊接装置及方法，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：一种压力容器立式环缝焊接装置，包括支板，所述支板的顶部安装有第一旋转电机，所述第一旋转电机的顶部连接底部托架，所述支板的一侧连接有立柱，所述立柱一侧连接有轨道，所述轨道上安装有若干组定位支架，所述定位支架上安装有焊接机构，所述立柱的顶端连接有横板，所述横板的底部连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的下端连接有第二旋转电机，所述第二旋转电机的底部连接有顶部托架。
通过采用上述技术方案，能便于通过移动定位支架而直接对多组需要焊接的压力容器部件进行定位和支撑，且依靠多组定位支架上的焊接机构，能便于同时对多组环缝进行焊接，以此提高焊接效率。
优选的，所述定位支架包括环形框，所述环形框的外侧圆周分布有气压伸缩缸，所述气压伸缩缸的伸缩端穿过环形框并与环形框滑动连接，所述气压伸缩缸的伸缩端连接有凵型板，凵型板开口朝向环形框轴心位置，所述凵型板的内侧转动连接有水平转动的转动辊结构，所述气压伸缩缸的上部和下部均设有与环形框连接的伸缩杆，所述伸缩杆的活动端与凵型板连接。
通过采用上述技术方案，可以依靠驱动气压伸缩缸伸缩而适应多种压力容器部件的规格，从而保证对不同压力容器部件进行稳定的支撑。
优选的，所述环形框上活动安装有焊接机构，所述焊接机构包括滑杆，所述滑杆穿过环形框并与环形框滑动连接，所述滑杆靠近环形框轴心位置的一端连接有安装板，所述安装板靠近环形框轴心位置安装有焊枪，所述安装板的顶部连接有联动杆，所述联动杆上均开设有滑槽，所述焊枪两侧的凵型板的顶部均连接滑动柱，所述滑动柱与滑槽滑动连接。
通过采用上述技术方案，能够在驱动气压伸缩缸伸缩的同时，自动带动联动杆进行移动，以此使焊枪能够自动移动以配合待焊接环缝的规格，提高焊接工作的便利性。
优选的，所述转动辊结构包括转轴，所述转轴的下部固定连接有橡胶辊，所述转轴的上下两端分别与凵型板转动连接，所述转轴的上部连接有膨胀辊，所述膨胀辊和橡胶辊之间具有间隙，所述转轴的上端连接有旋转接头。
通过采用上述技术方案，能够先通过橡胶辊夹持下部的压力容器部件，之后可将上部的压力容器部件进行堆放，再通过使膨胀辊膨胀对上部的压力容器部件进行夹持，保证上下两组压力容器部件堆放的稳定性和便利性；膨胀辊初始状态为收缩状态，能够方便上方的压力容器部件放入到定位支架内。
优选的，所述凵型板的两侧上部均滑动连接有楔形导向板。
通过采用上述技术方案，能够依靠楔形导向板对上方堆放的压力容器部件进行导向，提高压力容器部件之间堆放的准确性和便利性；并且依靠楔形导向板，能够在将定位支架下移时自动压在压力容器部件需要焊接的环缝上，从而完成定位支架的快速定位，提高定位的便利性和准确性。
优选的，所述的凵型板的顶部连接有气压伸缩杆，所述气压伸缩杆位于楔形导向板远离环形框轴心一侧，所述气压伸缩杆的伸缩端连接有顶杆，所述顶杆与楔形导向板的一侧连接。
通过采用上述技术方案，能够在压力容器部件挤压楔形导向板移动的同时压缩气压伸缩杆，从而通过楔形导向板对压力容器部件的移动进行导向，并实现在压力容器部件离开后楔形导向板的自动复位。
优选的，所述气压伸缩杆与旋转接头通过气管连通。
通过采用上述技术方案，能够在气压伸缩杆被压缩时，能够将气体导入到膨胀辊内，从而驱动膨胀辊膨胀挤压到压力容器部件的侧面，实现对上方的压力容器部件的定位工作。
优选的，所述楔形导向板的底部安装有打磨板，所述楔形导向板的斜面设有斜槽，所述斜槽内均匀分布有导向辊，所述导向辊与斜槽的内壁转动连接。
通过采用上述技术方案，在定位支架通过楔形导向板支撑在环缝上时，通过驱动底部的压力容器部件进行旋转，使打磨板能够对环缝的上表面进行打磨，以此进一步提高环缝的焊接效果，且依靠导向辊能够减少压力容器部件与楔形导向板之间摩擦造成的损伤。
优选的，所述环形框的一侧连接有电动滑块，所述电动滑块与轨道滑动连接，所述电动滑块的两侧均连接有定位杆，所述定位杆上滑动连接有夹板，所述夹板靠近立柱的一侧均连接有电磁铁，所述电磁铁与立柱磁性吸附，两组所述夹板靠近立柱的一侧分别连接有按压进气阀、按压排气阀，所述按压进气阀、按压排气阀分别通过管路与气压伸缩缸连通，所述按压进气阀连通气源。
通过采用上述技术方案，在定位支架移动到指定位置后，使电磁铁与竖板磁性吸附，从而对定位支架进行快速的固定；在电磁铁开启进行吸附固定时，按压进气阀打开，同时按压排气阀关闭，外部气源将气体通过按压进气阀供入气压伸缩缸内，气压伸缩缸伸长；在电磁铁关闭后，按压进气阀和按压排气阀能自动回弹，从而关闭按压进气阀，同时打开按压排气阀，气压伸缩缸自动复位，从而将气压伸缩缸内的气体排出。
一种压力容器立式环缝焊接方法，采用上述的一种压力容器立式环缝焊接装置，具体包括以下步骤：
步骤一、将多段压力容器部件的由下至上依次堆放在底部托架上；
步骤二、每次堆放压力容器部件后，都下移一组定位支架，使定位支架位于相邻两组压力容器部件的之间；
步骤三、堆放完成所有压力容器部件后，驱动液压伸缩杆带动顶部托架下压，完成所有压力容器部件的堆放工作；
步骤四、完成所有压力容器部件的堆放工作后，通过第一旋转电机和第二旋转电机带动所有压力容器部件旋转，并配合焊接机构进行焊接。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明能通过移动定位支架而直接对多组需要焊接的压力容器部件进行定位和支撑，且依靠多组定位支架上的焊接机构，能便于同时对多组环缝进行焊接，以此提高焊接效率；
2、本发明依靠驱动气压伸缩缸伸缩而适应多种压力容器部件的规格，从而保证对不同压力容器部件进行稳定的支撑，并在驱动气压伸缩缸伸缩的同时，自动带动联动杆进行移动，以此使焊枪能够自动移动以配合待焊接环缝的规格，提高焊接工作的便利性；
3、本发明依靠楔形导向板对上方堆放的压力容器部件进行导向，提高压力容器部件之间堆放的准确性和便利性；并且依靠楔形导向板，能够在将定位支架下移时自动压在压力容器部件需要焊接的环缝上，从而完成定位支架的快速定位，提高定位的便利性和准确性；
4、本发明在气压伸缩杆被压缩时，能够将气体导入到膨胀辊内，从而驱动膨胀辊膨胀挤压到压力容器部件的侧面，实现对上方的压力容器部件的定位工作；
5、本发明在定位支架通过楔形导向板支撑在环缝上时，通过驱动底部的压力容器部件进行旋转，使打磨板能够对环缝的上表面进行打磨，以此进一步提高环缝的焊接效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一种实施例的立体图；
图2示出了本发明一种实施例的正视图；
图3示出了本发明一种实施例的定位支架的立体图；
图4示出了图3的A区域放大图；
图5示出了本发明一种实施例的俯视图;
图6示出了本发明一种实施例的楔形导向板的立体图。
图中：1、支板；2、第一旋转电机；3、底部托架；4、立柱；5、轨道；6、横板；7、液压伸缩杆；8、第二旋转电机；9、顶部托架；10、环形框；11、气压伸缩缸；12、凵型板；13、伸缩杆；14、滑杆；15、安装板；16、焊枪；17、联动杆；18、滑槽；19、滑动柱；20、转轴；21、橡胶辊；22、膨胀辊；23、旋转接头；24、楔形导向板；25、气压伸缩杆；26、顶杆；27、打磨板；28、电动滑块；29、定位杆；30、夹板；31、电磁铁；32、按压进气阀；33、按压排气阀；34、斜槽；35、导向辊。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
如图1、2所示，本发明提供了一种压力容器立式环缝焊接装置，包括支板1，所述支板1的顶部安装有第一旋转电机2，所述第一旋转电机2的顶部连接底部托架3，所述支板1的一侧连接有立柱4，所述立柱4一侧连接有轨道5，所述轨道5上安装有若干组定位支架，所述定位支架上安装有焊接机构，所述立柱4的顶端连接有横板6，所述横板6的底部连接有液压伸缩杆7，所述液压伸缩杆7的下端连接有第二旋转电机8，所述第二旋转电机8的底部连接有顶部托架9。
通过采用上述技术方案，能便于通过移动定位支架而直接对多组需要焊接的压力容器部件进行定位和支撑，且依靠多组定位支架上的焊接机构，能便于同时对多组环缝进行焊接，以此提高焊接效率。
作为本发明的一种实施例，为了同时进行多组压力部件的支撑，如图1至5所示，本发明还包括，所述定位支架包括环形框10，所述环形框10的外侧圆周分布有气压伸缩缸11，所述气压伸缩缸11的伸缩端穿过环形框10并与环形框10滑动连接，所述气压伸缩缸11的伸缩端连接有凵型板12，凵型板12开口朝向环形框10轴心位置，所述凵型板12的内侧转动连接有水平转动的转动辊结构，所述气压伸缩缸11的上部和下部均设有与环形框10连接的伸缩杆13，所述伸缩杆13的活动端与凵型板12连接。
通过采用上述技术方案，可以依靠驱动气压伸缩缸11伸缩而适应多种压力容器部件的规格，从而保证对不同压力容器部件进行稳定的支撑。
作为本发明的一种实施例，为了使焊接工作能够自动适应不同的压力容器部件，如图1至4所示，本发明还包括，所述环形框10上活动安装有焊接机构，所述焊接机构包括滑杆14，所述滑杆14穿过环形框10并与环形框10滑动连接，所述滑杆14靠近环形框10轴心位置的一端连接有安装板15，所述安装板15靠近环形框10轴心位置安装有焊枪16，所述安装板15的顶部连接有联动杆17，所述联动杆17上均开设有滑槽18，所述焊枪16两侧的凵型板12的顶部均连接滑动柱19，所述滑动柱19与滑槽18滑动连接。
通过采用上述技术方案，能够在驱动气压伸缩缸11伸缩的同时，自动带动联动杆17进行移动，以此使焊枪16能够自动移动以配合待焊接环缝的规格，提高焊接工作的便利性。
作为本发明的一种实施例，为了方便上下压力容器部件的对其和堆放，如图1至5所示，本发明还包括，所述转动辊结构包括转轴20，所述转轴20的下部固定连接有橡胶辊21，所述转轴20的上下两端分别与凵型板12转动连接，所述转轴20的上部连接有膨胀辊22，所述膨胀辊22和橡胶辊21之间具有间隙，所述转轴20的上端连接有旋转接头23，所述膨胀辊22与旋转接头23通过气管连通，或者所述膨胀辊22与旋转接头23通过设置在转轴20上的通道连通。
通过采用上述技术方案，能够先通过橡胶辊21夹持下部的压力容器部件，之后可将上部的压力容器部件进行堆放，再通过使膨胀辊22膨胀对上部的压力容器部件进行夹持，保证上下两组压力容器部件堆放的稳定性和便利性；膨胀辊22初始状态为收缩状态，能够方便上方的压力容器部件放入到定位支架内。
作为本发明的一种实施例，为了进一步方便上下压力容器部件的堆砌和堆放，如图1至5所示，本发明还包括，所述凵型板12的两侧上部均滑动连接有楔形导向板24。
通过采用上述技术方案，能够依靠楔形导向板24对上方堆放的压力容器部件进行导向，提高压力容器部件之间堆放的准确性和便利性；并且依靠楔形导向板24，能够在将定位支架下移时自动压在压力容器部件需要焊接的环缝上，从而完成定位支架的快速定位，提高定位的便利性和准确性。
作为本发明的一种实施例，为了方便楔形导向板24的复位，如图1至5所示，本发明还包括，凵型板12的顶部连接有气压伸缩杆25，所述气压伸缩杆25位于楔形导向板24远离环形框10轴心一侧，所述气压伸缩杆25的伸缩端连接有顶杆26，所述顶杆26与楔形导向板24的一侧连接。
通过采用上述技术方案，能够在压力容器部件挤压楔形导向板24移动的同时压缩气压伸缩杆25，从而通过楔形导向板24对压力容器部件的移动进行导向，并实现在压力容器部件离开后楔形导向板24的自动复位。需要指出的是，气压伸缩杆25初始状态为伸长状态，且气压伸缩杆25能够自动回弹伸长。
作为本发明的一种实施例，为了方便自动控制膨胀辊22膨胀，如图1至5所示，本发明还包括，所述气压伸缩杆25与旋转接头23通过气管连通。
通过采用上述技术方案，能够在气压伸缩杆25被压缩时，能够将气体导入到膨胀辊22内，从而驱动膨胀辊22膨胀挤压到压力容器部件的侧面，实现对上方的压力容器部件的定位工作。
作为本发明的一种实施例，为了实现对压力容器部件上部的打磨工作，如图6所示，本发明还包括，所述楔形导向板24的底部安装有打磨板27，所述楔形导向板24的斜面设有斜槽34，所述斜槽34内均匀分布有导向辊35，所述导向辊35与斜槽34的内壁转动连接。
通过采用上述技术方案，在定位支架通过楔形导向板24支撑在环缝上时，通过驱动底部的压力容器部件进行旋转，使打磨板27能够对环缝的上表面进行打磨，以此进一步提高环缝的焊接效果，且依靠导向辊35能够减少压力容器部件与楔形导向板24之间摩擦造成的损伤。
作为本发明的一种实施例，为了定位支架的移动稳定性，如图1至5所示，本发明还包括，所述环形框10的一侧连接有电动滑块28，所述电动滑块28与轨道5滑动连接，所述电动滑块28的两侧均连接有定位杆29，所述定位杆29上滑动连接有夹板30，所述夹板30靠近立柱4的一侧均连接有电磁铁31，所述电磁铁31与立柱4磁性吸附，两组所述夹板30靠近立柱4的一侧分别连接有按压进气阀32、按压排气阀33，所述按压进气阀32、按压排气阀33分别通过管路与气压伸缩缸11连通，所述按压进气阀32连通气源。
通过采用上述技术方案，在定位支架移动到指定位置后，能够通过电磁铁31与竖板的磁性吸附，对定位支架进行快速的固定；在电磁铁31开启进行吸附固定时，按压进气阀32打开，同时按压排气阀33关闭，外部气源将气体通过按压进气阀32供入气压伸缩缸11内，气压伸缩缸11伸长；在电磁铁31关闭后，按压进气阀32和按压排气阀33能自动回弹，从而关闭按压进气阀32，同时打开按压排气阀33，气压伸缩缸11自动复位，从而将气压伸缩缸11内的气体排出。
需要强调的是，本发明的气压伸缩缸11初始状态为收缩状态，且气压伸缩缸11能够在失去供气自动收缩；按压进气阀32和按压排气阀33均能够在失去压力后自动回弹。
一种压力容器立式环缝焊接方法，采用上述的一种压力容器立式环缝焊接装置，具体包括以下步骤：
步骤一、将多段压力容器部件的由下至上依次堆放在底部托架上；
步骤二、每次堆放压力容器部件后，都下移一组定位支架，使定位支架位于相邻两组压力容器部件的之间；
步骤三、堆放完成所有压力容器部件后，驱动液压伸缩杆带动顶部托架下压，完成所有压力容器部件的堆放工作；
步骤四、完成所有压力容器部件的堆放工作后，通过第一旋转电机和第二旋转电机带动所有压力容器部件旋转，并配合焊接机构进行焊接。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种压力容器立式环缝焊接装置，其特征在于：包括支板(1)，所述支板(1)的顶部安装有第一旋转电机(2)，所述第一旋转电机(2)的顶部连接底部托架(3)，所述支板(1)的一侧连接有立柱(4)，所述立柱(4)一侧连接有轨道(5)，所述轨道(5)上安装有若干组定位支架，所述定位支架上安装有焊接机构，所述立柱(4)的顶端连接有横板(6)，所述横板(6)的底部连接有液压伸缩杆(7)，所述液压伸缩杆(7)的下端连接有第二旋转电机(8)，所述第二旋转电机(8)的底部连接有顶部托架(9)；
所述定位支架包括环形框(10)，所述环形框(10)的外侧圆周分布有气压伸缩缸(11)，所述气压伸缩缸(11)的伸缩端穿过环形框(10)并与环形框(10)滑动连接，所述气压伸缩缸(11)的伸缩端连接有凵型板(12)，凵型板(12)开口朝向环形框(10)轴心位置，所述凵型板(12)的内侧转动连接有水平转动的转动辊结构，所述气压伸缩缸(11)的上部和下部均设有与环形框(10)连接的伸缩杆(13)，所述伸缩杆(13)的活动端与凵型板(12)连接；
所述环形框(10)上活动安装有焊接机构，所述焊接机构包括滑杆(14)，所述滑杆(14)穿过环形框(10)并与环形框(10)滑动连接，所述滑杆(14)靠近环形框(10)轴心位置的一端连接有安装板(15)，所述安装板(15)靠近环形框(10)轴心位置安装有焊枪(16)，所述安装板(15)的顶部两侧均连接有联动杆(17)，所述联动杆(17)上均开设有滑槽(18)，所述焊枪(16)两侧的凵型板(12)的顶部均连接滑动柱(19)，所述滑动柱(19)与滑槽(18)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种压力容器立式环缝焊接装置，其特征在于：所述转动辊结构包括转轴(20)，所述转轴(20)的下部固定连接有橡胶辊(21)，所述转轴(20)的上下两端分别与凵型板(12)转动连接，所述转轴(20)的上部连接有膨胀辊(22)，所述膨胀辊(22)和橡胶辊(21)之间具有间隙，所述转轴(20)的上端连接有旋转接头(23)，所述膨胀辊(22)与旋转接头(23)连通。
3.根据权利要求2所述的一种压力容器立式环缝焊接装置，其特征在于：所述凵型板(12)的两侧上部均滑动连接有楔形导向板(24)。
4.根据权利要求3所述的一种压力容器立式环缝焊接装置，其特征在于：凵型板(12)的顶部连接有气压伸缩杆(25)，所述气压伸缩杆(25)位于楔形导向板(24)远离环形框(10)轴心一侧，所述气压伸缩杆(25)的伸缩端连接有顶杆(26)，所述顶杆(26)与楔形导向板(24)的一侧连接。
5.根据权利要求4所述的一种压力容器立式环缝焊接装置，其特征在于：所述气压伸缩杆(25)与旋转接头(23)连通。
6.根据权利要求5所述的一种压力容器立式环缝焊接装置，其特征在于：所述楔形导向板(24)的底部安装有打磨板(27)，所述楔形导向板(24)的斜面设有斜槽(34)，所述斜槽(34)内均匀分布有导向辊(35)，所述导向辊(35)与斜槽(34)的内壁转动连接。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种压力容器立式环缝焊接装置，其特征在于：所述环形框(10)的一侧连接有电动滑块(28)，所述电动滑块(28)与轨道(5)滑动连接，所述电动滑块(28)的两侧均连接有定位杆(29)，所述定位杆(29)上滑动连接有夹板(30)，所述夹板(30)靠近立柱(4)的一侧均连接有电磁铁(31)，所述电磁铁(31)与立柱(4)磁性吸附，两组所述夹板(30)靠近立柱(4)的一侧分别连接有按压进气阀(32)、按压排气阀(33)，所述按压进气阀(32)、按压排气阀(33)分别通过管路与气压伸缩缸(11)连通，所述按压进气阀(32)连通气源。
8.一种压力容器立式环缝焊接方法，其特征在于：采用权利要求1至7任意一项所述的一种压力容器立式环缝焊接装置，具体包括以下步骤：
步骤一、将多段的压力容器部件的由下至上依次堆放在底部托架(3)上；
步骤二、每次堆放压力容器部件后，都下移一组定位支架，使定位支架位于相邻两组压力容器部件的之间；
步骤三、堆放完成所有压力容器部件后，驱动液压伸缩杆(7)带动顶部托架(9)下压，完成所有压力容器部件的堆放工作；
步骤四、完成所有压力容器部件的堆放工作后，通过第一旋转电机(2)和第二旋转电机(8)带动所有压力容器部件旋转，并配合焊接机构进行焊接。
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