CN117139890A - 一种海底管线焊接设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海底焊接技术领域,更具体的说是一种海底管线焊接设备及方法,包括隔水板和通过铰链转动连接在隔水板上的隔水罩,隔水板和隔水罩上均固定连接有密封条,隔水板和隔水罩上固定连接有固定锁,固定锁用于固定连接隔水板和隔水罩,所述隔水板的前后两侧均固定连接有气囊架Ⅰ,每个气囊架Ⅰ内均固定连接有高压气囊Ⅰ,隔水罩的前后两侧均固定连接有气囊架Ⅱ,每个气囊架Ⅱ均内固定连接有高压气囊Ⅱ,其有益效果是可将设备内的海水排除,进一步提高焊接设备的工作效率。

Description

一种海底管线焊接设备及方法
技术领域
本发明涉及海底焊接技术领域,更具体的说是一种海底管线焊接设备及方法。
背景技术
水下电焊与切割是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段,随着人类对海洋开发的不断深入,在海底铺设输送管路或线路变得越来越必要,例如输送油气的管路或输电或信息传输线缆,为保障输电或信息传输线缆的安全通常也需要将其放入预先铺设的管路中,因此海底管线在海洋工程中起到至关重要的作,水下焊接分为干焊和湿焊,干焊是采用大型气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法,由于是在干燥气相中焊接,其安全性较好,在深度超过空气的潜入范围时,由于增加了空气环境中局部氧气的压力,容易产生火星。因此应在气室内使用惰性或半惰性气体,水下干焊可防止焊缝在水中冷却时发生形变,干焊接的焊缝与底面焊接的焊缝媲美,水下干焊为将焊接设备安装在管线上,在焊接时,将海水排出即能实现正常的管道焊接工作,但是在现有技术中缺少一种可以将设备内的海水排出的水下焊接设备和方法。
发明内容
本发明涉及海底焊接技术领域,更具体的说是一种海底管线焊接设备及方法,其有益效果是可将设备内的海水排除,进一步提高焊接设备的工作效率。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种海底管线焊接设备,包括隔水板和通过铰链转动连接在隔水板上的隔水罩,隔水板和隔水罩上均固定连接有密封条,隔水板和隔水罩上固定连接有固定锁,固定锁用于固定连接隔水板和隔水罩。
进一步的,所述隔水板的前后两侧均固定连接有气囊架Ⅰ,每个气囊架Ⅰ内均固定连接有高压气囊Ⅰ,隔水罩的前后两侧均固定连接有气囊架Ⅱ,每个气囊架Ⅱ均内固定连接有高压气囊Ⅱ。
进一步的,包括四个充气装置,所述充气装置包括气泵,气泵的进气口固定连接有气瓶,气瓶上固定连接有支架,两个气囊架Ⅰ上均固定连接有所述充气装置,气囊架Ⅰ与支架固定连接,气泵的出气口穿过气囊架Ⅰ与高压气囊Ⅰ连通,两个气囊架Ⅱ上均固定连接有所述充气装置,气囊架Ⅱ与支架固定连接,气泵的出气口穿过气囊架Ⅱ与高压气囊Ⅱ连通。
进一步的,两个所述气囊架Ⅰ上均固定连接有固定板,两个固定板上均周向均匀固定连接有三个支架,每个支架上固定连接有伸缩杆Ⅰ,每个伸缩杆Ⅰ的活动端均固定连接有夹爪。
进一步的,所述隔水板上固定连接有上齿圈,隔水罩上固定连接有下齿圈,上齿圈和下齿圈上均开设有限位槽。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是焊接设备整体的结构示意图;
图2是焊接设备打开状态的结构示意图;
图3是焊接设备进水口及出水口的结构示意图;
图4是密封气囊及充气装置的结构示意图;
图5是充气装置的结构示意图;
图6是夹紧机构的结构示意图;
图7是齿圈及行走机构的结构示意图;
图8是齿圈及行走机构纵向剖面的结构示意图;
图9是行走机构的结构示意图;
图10是伸缩焊接头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
下面结合附图1-3详细说明,一种海底管线焊接设备及方法,所述焊接设备包括隔水板101、铰链102、隔水罩103、密封条104和固定锁105,隔水板101和铰链102通过隔水罩103转动连接,隔水板101和隔水罩103上均固定连接有密封条104,密封条104固定连接在隔水板101和隔水罩103上,固定锁105用于固定连接隔水板101和隔水罩103。
进一步的,隔水板101和隔水罩103通过铰链102和固定锁105连接成一圆柱形隔水仓,其接缝处通过固定锁105保持密封,当打开固定锁105,可将隔水罩103旋转打开方便将焊接设备安装在管线上。
下面结合附图1和4详细说明,所述焊接设备还包括气囊架Ⅰ201、高压气囊Ⅰ202、气囊架Ⅱ203和高压气囊Ⅱ204,两个气囊架Ⅰ201分别固定连接在隔水板101的前后两侧,高压气囊Ⅰ202固定连接在气囊架Ⅰ201内,两个高压气囊Ⅰ202分别固定连接在隔水罩103的前后两侧,高压气囊Ⅱ204固定连接在气囊架Ⅱ203内。
进一步的,气囊架Ⅰ201和气囊架Ⅱ203内开设有腔室,高压气囊Ⅰ202和高压气囊Ⅱ204分别固定连接在气囊架Ⅰ201和气囊架Ⅱ203上的所述的腔室中。
下面结合附图5详细说明,所述焊接设备还包括四个充气装置,所述充气装置包括气泵205、气瓶206和支架207,气泵205上设有进气口和出气口,气瓶206的进气口固定连接在气泵205上,支架207固定连接在气瓶206上,每个气囊架Ⅰ201上均固定连接有所述充气装置,支架207与气囊架Ⅰ201固定连接,气泵205的出气口穿过气囊架Ⅰ201与高压气囊Ⅰ202连通,每个气囊架Ⅱ203上均固定连接有所述充气装置,支架207与气囊架Ⅱ203固定连接,气泵205的出气口穿过气囊架Ⅱ203与高压气囊Ⅱ204连通。
进一步的,气囊架Ⅰ201上开设有开口Ⅰ,气泵205的出气口穿过所述开口Ⅰ与高压气囊Ⅰ202连通,气囊架Ⅱ203上开设有开口Ⅰ,支架207的出气口穿过所述开口Ⅰ与气泵205连通,气泵205将气瓶206内的气体压入高压气囊Ⅰ202和高压气囊Ⅱ204中,高压气囊Ⅰ202和高压气囊Ⅱ204膨胀并与管线相互挤压,实现焊接设备前后两端的密封,高压气囊Ⅰ202和高压气囊Ⅱ204为柔性材料可实现对不同管线的密封。
下面结合附图6详细说明,所述焊接设备还包括固定板301、支架302、伸缩杆Ⅰ303和夹爪304,两个固定板301分别固定连接在两个支架302上,两个固定板301上均周向均匀固定连接有三个支架302,三个伸缩杆Ⅰ303分别固定连接在三个支架302上,夹爪304固定连接在伸缩杆Ⅰ303的活动端。
进一步的,固定板301起到支撑作用,为三组支架302提供安装空间,支架302可提高伸缩杆Ⅰ303与固定板301间的安装距离,以便安装较长的夹爪304提高固定稳定性,固定板301、支架302、伸缩杆Ⅰ303和夹爪304组成一组夹紧机构,位于前端和位于后端的气囊架Ⅰ201上均固定连接有一组夹紧机构,每个伸缩杆Ⅰ303同步伸长,夹爪304夹住管线,完成焊接设备的固定,通过控制伸缩杆Ⅰ303的伸长距离可实现对不同尺寸的管线进行夹紧。
下面结合附图7-8详细说明,所述焊接设备还包括上齿圈401、下齿圈402和限位槽403,上齿圈401固定连接在隔水板101上,下齿圈402固定连接在限位槽403上,上齿圈401和下齿圈402上均开设有限位槽403。
进一步的,上齿圈401和下齿圈402可随隔水板101和隔水罩103打开,以便于安装管线,当隔水板101和隔水罩103闭合后,上齿圈401和下齿圈402拼接成一完成的齿圈。
下面结合附图7-9详细说明,所述焊接设备还包括支撑架404、上滚轮405和下滚轮406,四个上滚轮405和四个个下滚轮406转动连接在支撑架404上,上滚轮405和下滚轮406滚动连接在限位槽403内,上滚轮405和下滚轮406用于对支撑架404起到支撑作用使支撑架404在上齿圈401和下齿圈402上旋转。
进一步的,支撑架404的前端设置有四个轴孔Ⅰ,支撑架404的后端设置有四个轴孔Ⅱ,位于前端的两个上滚轮405和两个下滚轮406转动连接在所述轴孔Ⅰ中,位于后端的两个上滚轮405和两个下滚轮406转动连接在所述轴孔Ⅱ中,两个上滚轮405与限位槽403的外端面滚动连接,两个下滚轮406与限位槽403的内端面滚动连接。
下面结合附图7-9详细说明,所述焊接设备还包括齿轮407和电机408,齿轮407转动连接在支撑架404上,电机408固定连接在支撑架404上,电机408的输出轴穿过支撑架404,齿轮407与电机408的输出轴固定连接,下齿圈402和上齿圈401与齿轮407啮合。
进一步的,支撑架404上设置有轴孔Ⅲ,电机408的输出轴转动连接在所述轴孔Ⅲ中,电机408驱动齿轮407旋转,齿轮407通过与上齿圈401和下齿圈402的啮合使焊接头502绕焊缝旋转,齿轮407采用步进电机可实现对焊接进度的控制。
下面结合附图10详细说明,所述焊接设备还包括伸缩杆Ⅱ501和焊接头502,伸缩杆Ⅱ501固定连接在支撑架404上,焊接头502固定连接在伸缩杆Ⅱ501的活动端。
进一步的,伸缩杆Ⅱ501可对焊接头502的高度尽行调整,实现对不同规格管线的焊接。
下面结合附图1-3详细说明,所述焊接设备还包括进气口503、排水口504和电磁阀505,进气口503固定连接在隔水板101上,排水口504固定连接在隔水板101上,电磁阀505固定连接在排水口504上。
进一步的,排水口504开设置在隔水板101的下方,在进气口503通入气体时,焊接设备内的水可通过排水口504排出焊接设备,在完成焊接设备的固定后,打开电磁阀505,同时向进气口503内充气,将焊接设备内的空气排出,完成空气排出后,关闭电磁阀505。
采用权利要求1-9所述的一种海底管线焊接设备的使用方法,包含如下步骤:
步骤一、打开固定锁105,将焊接设备套在管道上,固定固定锁105,密封条104使隔水板101和隔水罩103的外围处于密封状态;
步骤二、每个伸缩杆Ⅰ303同步伸长,夹爪304夹住管线,完成焊接设备的固定;
步骤三、充气装置对高压气囊Ⅰ202和高压气囊Ⅱ204充气,高压气囊Ⅰ202和高压气囊Ⅱ204将焊机设备的前后两端密封;
步骤四、打开电磁阀505,同时向进气口503内充气,将焊接设备内的空气排出,完成空气排出后,关闭电磁阀505;
步骤五、伸缩杆Ⅱ501伸长使焊接头502与焊缝保持适当距离;
步骤六、电机408驱动齿轮407旋转,齿轮407通过与上齿圈401和下齿圈402的啮合使焊接头502绕焊缝旋转,焊接头502完成对焊缝的焊接。

Claims (10)

1.一种海底管线焊接设备,其特征在于:包括隔水板(101)和通过铰链(102)转动连接在隔水板(101)上的隔水罩(103),隔水板(101)和隔水罩(103)上均固定连接有密封条(104),隔水板(101)和隔水罩(103)上固定连接有固定锁(105),固定锁(105)用于固定连接隔水板(101)和隔水罩(103)。
2.根据权利要求1所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:所述隔水板(101)的前后两侧均固定连接有气囊架Ⅰ(201),每个气囊架Ⅰ(201)内均固定连接有高压气囊Ⅰ(202),隔水罩(103)的前后两侧均固定连接有气囊架Ⅱ(203),每个气囊架Ⅱ(203)均内固定连接有高压气囊Ⅱ(204)。
3.根据权利要求2所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:还包括四个充气装置,所述充气装置包括气泵(205),气泵(205)的进气口固定连接有气瓶(206),气瓶(206)上固定连接有支架(207),两个气囊架Ⅰ(201)上均固定连接有一个所述充气装置,气囊架Ⅰ(201)与支架(207)固定连接,气泵(205)的出气口穿过气囊架Ⅰ(201)与高压气囊Ⅰ(202)连通,两个气囊架Ⅱ(203)上均固定连接有一个所述充气装置,气囊架Ⅱ(203)与支架(207)固定连接,气泵(205)的出气口穿过气囊架Ⅱ(203)与高压气囊Ⅱ(204)连通。
4.根据权利要求3所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:两个所述气囊架Ⅰ(201)上均固定连接有固定板(301),两个固定板(301)上均周向均匀固定连接有三个支架(302),每个支架(302)上固定连接有伸缩杆Ⅰ(303),每个伸缩杆Ⅰ(303)的活动端均固定连接有夹爪(304)。
5.根据权利要求4所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:所述隔水板(101)上固定连接有上齿圈(401),隔水罩(103)上固定连接有下齿圈(402),上齿圈(401)和下齿圈(402)上均开设有限位槽(403)。
6.根据权利要求5所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:还包括支撑架(404),支撑架(404)上转动连接有上滚轮(405)和下滚轮(406),上滚轮(405)和下滚轮(406)滚动连接在限位槽(403)内,上滚轮(405)和下滚轮(406)用于对支撑架(404)起到支撑作用使支撑架(404)在上齿圈(401)和下齿圈(402)上旋转。
7.根据权利要求6所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:所述支撑架(404)上转动连接有齿轮(407),支撑架(404)上固定连接有电机(408),电机(408)的输出轴穿过支撑架(404),电机(408)的输出轴与齿轮(407)固定连接,齿轮(407)与上齿圈(401)和下齿圈(402)啮合。
8.根据权利要求7所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:所述支撑架(404)上固定连接有伸缩杆Ⅱ(501),伸缩杆Ⅱ(501)的活动端固定连接有焊接头(502)。
9.根据权利要求8所述的一种海底管线焊接设备,其特征在于:所述隔水板(101)上固定连接有进气口(503),隔水板(101)上固定连接有排水口(504),排水口(504)上固定连接有电磁阀(505)。
10.采用权利要求9所述的一种海底管线焊接设备的使用方法,包含如下步骤:
步骤一、打开固定锁(105),将焊接设备套在管道上,固定固定锁(105),密封条(104)使隔水板(101)和隔水罩(103)的外围处于密封状态;
步骤二、每个伸缩杆Ⅰ(303)同步伸长,夹爪(304)夹住管线,完成焊接设备的固定;
步骤三、充气装置对高压气囊Ⅰ(202)和高压气囊Ⅱ(204)充气,高压气囊Ⅰ(202)和高压气囊Ⅱ(204)将焊机设备的前后两端密封;
步骤四、打开电磁阀(505),同时向进气口(503)内充气,将焊接设备内的空气排出,完成空气排出后,关闭电磁阀(505);
步骤五、伸缩杆Ⅱ(501)伸长使焊接头(502)与焊缝保持适当距离;
步骤六、电机(408)驱动齿轮(407)旋转,齿轮(407)通过与上齿圈(401)和下齿圈(402)的啮合使焊接头(502)绕焊缝旋转,焊接头(502)完成对焊缝的焊接。
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