CN207840372U - 一种大直径管道焊接内部充氩保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于焊接技术领域，公开了一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，包括两个间隔设置且通过连接筒或拉链连接的气囊支架主体，其中一个气囊支架主体外侧连接有推杆；每个气囊支架主体的外侧面径向均匀布置有三至六个导轮组，导轮组通过导轮组连接座固定于气囊支架主体；每个气囊支架主体沿其圆周安装有气囊，气囊的通气接口通过气囊连接管、三通接头与气囊进气管连接；两个气囊支架主体分别安装有氩气进气管和氩气出气管。本实用新型不但可以用于大直径直通管道中，还可以用在大直径弯管管道中，通过气囊充气变形进行充氩气室封堵，稳定可靠，通过导轮组简单轻松精确定位和定向管道焊接位置，大幅提高大直径长管道焊接效率。

Description

一种大直径管道焊接内部充氩保护装置

技术领域

本实用新型属于焊接技术领域，具体的说，是涉及一种管道焊接内部充氩保护装置。

背景技术

氩弧焊技术是在普通电弧焊原理的基础上，利用氩气对金属焊材进行保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术。由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此氩弧焊几乎能焊接所有金属，特别是一些活泼金属、贵金属，如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金。

传统氩弧焊需要对焊接的两条管道外端口进行封堵，这种氩气保持方式虽然容易操作，但会耗费很多的氩气，很不经济。目前采用的封堵方法有两种，一种是在靠近两条管道焊区的部位贴水溶纸进行封堵，一种是通过拖拉橡胶挡板到预定位置实现封堵。水溶纸封堵方式主要用于固定焊口的焊接，但是由于管道长度多数超过1米，封堵操作困难，如果合并后发生水溶纸破损或者局部脱落的情况，都将难以补封；再者，水溶纸虽然溶解在水中，但不会全部冲洗干净，部分会留在管道内，影响管道的运行及生产介质的纯度。橡胶挡板式封堵的不足之处是，这种方法定位比较困难，劳动作业强度大，封堵不严密，焊接质量差，工作效率低。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其结构简单、适用性强、封堵效果好，并且方便拆卸和更换封堵部件(气囊)，因此通用性较强；该装置不仅能适用于预制口和固定口焊接，也能适用直管和弯管焊接，特别适用大直径(直径大于等于500mm)管道焊接。

本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，包括两个间隔设置的圆盘形气囊支架主体，两个所述气囊支架主体之间通过连接筒或拉链连接；其中一个所述气囊支架主体外侧连接有推杆；

每个所述气囊支架主体的外侧面径向均匀布置有三至六个导轮组，所述导轮组通过导轮组连接座固定于所述气囊支架主体；每个所述导轮组连接座包括垂直固定于气囊支架主体的支撑板和垂直设置于该支撑板后面的两块肋板；每个所述导轮组包括滚轮支架、滚轮和压缩弹簧，所述滚轮支架包括支杆，支杆的外端垂直固定由连接板，连接板垂直固定两块相互平行的侧板，两块侧板之间通过转轴安装所述滚轮，所述转轴两端由所述锁紧螺母固定；所述滚轮支架的支杆外部套装所述压缩弹簧，所述压缩弹簧两端分别由所述滚轮支架的连接板和所述导轮组连接座的支撑板进行限位；所述滚轮支架的支杆内端穿过所述导轮组连接座的支撑板，并在该支杆端部安装调节螺母，所述调节螺母卡在所述导轮组连接座的支撑板上对所述滚轮支架轴向限位，使所述滚轮支架能够以其支杆轴线为中心进行旋转，从而使所述滚轮既能够沿管道径向滚动也能够沿管道周向滚动；

每个所述气囊支架主体沿其圆周安装有气囊，所述气囊的通气接口通过气囊连接管连接于安装在所述气囊支架主体的三通接头；其中一个所述气囊支架主体的所述三通接头分别连接气囊进气管、三通连接管和该气囊支架主体配套的所述气囊连接管，另一个所述气囊支架主体的所述三通接头分别连接所述三通连接管和该气囊支架主体配套的所述气囊连接管，剩余一个接口自锁封闭；所述三通连接管在两个所述气囊支架主体之间将两个所述三通接头连通；所述气囊进气管与外界压缩空气进行连接，并在其管路上安装阀门、压力表和流量指示器；

两个所述气囊支架主体分别安装有氩气进气管和氩气出气管；所述氩气进气管由其所安装的气囊支架主体外侧贯穿至内侧，并且管路上设置有进气管阀门、压力表和流量指示器；所述氩气出气管由其所安装的气囊支架主体内侧贯穿至外侧，并且管路上设置有出气管阀门。

其中，两个推杆连接座对称地焊接固定在所述气囊支架主体的内侧面和外侧面的中心位置，所述连接筒两端通过所述推杆连接座分别连接于两个所述气囊支架主体的内侧面，所述推杆通过所述推杆连接座连接于其中一个所述气囊支架主体的外侧面，所述推杆的可叠加续接且端部连接手柄。

其中，两个拉链连接座对称地焊接固定在所述气囊支架主体的内侧面和外侧面，每个所述拉链连接座安装有拉链连接环，所述拉链连接环用于连接所述拉链。

其中，所述滚轮支架的支杆沿所述气囊支架主体的径向设置，所述滚轮支架的连接板和所述导轮组连接座的支撑板相互平行且均与所述滚轮支架的支杆垂直，同时滚轮支架的支杆轴线与所述滚轮转轴的轴线在空间上不相交。

其中，所述气囊的通气接口通过紧固螺母固定于所述气囊支架主体。

其中，所述三通接头为快速连接接头，且不接管时自锁不漏气。

其中，通过所述导轮组在管道内的周向旋转，可使所述氩气进气管位于下侧、氩气出气管位于上侧

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的大直径管道焊接内部充氩保护装置，适用大直径管道(直径大于等于500mm)，不但可以用于直通管道中，还可以用在弯管管道中。

本实用新型通过导轮组在管道轴向快捷精确地定位管道焊接位置，并通过周向旋转定向氩气进气管和氩气出气管的位置，最后通过气囊充气变形进行充氩气封堵即可；导轮组的结构使得本装置轴向移动和周向旋转更加便捷省力，气囊封堵使充氩密闭性更加稳定可靠，并且还可根据管道直径尺寸更换不同的气囊尺寸，使本装置适用性大大增加，因此采用本装置的结构形式和封堵原理，可大幅提高一定范围内不同大直径长管道的焊接效率。

附图说明

图1为本实用新型的大直径管道焊接内部充氩保护装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的大直径管道焊接内部充氩保护装置用于直管段焊接的示意图；

图3为本实用新型的大直径管道焊接内部充氩保护装置用于弯管段焊接的示意图；

图4为本实用新型的大直径管道焊接内部充氩保护装置的平面示意图；

图5为本实用新型的导轮组的结构示意图。

上述图中：1、拉链连接座；2、氩气出气管；3、气囊；4、连接筒；5、三通接头；6、气囊进气管；7、推杆；8、手柄；9、管道；10、氩气进气管；11、拉链连接环；12、三通连接管；13、气囊连接管；14、气囊支架主体；15、导轮组；16、推杆连接座；17、锁紧螺母；18、导轮组连接座；19、调节螺母；20、压缩弹簧；21、滚轮支架；22、滚轮。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1至图4所示，本实施例提供了一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其主要组成部分包括两组气囊支架、两组气囊3、八个导轮组、压缩空气管路系统、氩气管路系统、连接筒4、推杆7、手柄8。

气囊支架包括一个气囊支架主体14和安装在该气囊支架主体14上的两个推杆连接座16、两个拉链连接座1、四个导轮组连接座18。气囊支架主体14为圆盘形结构，圆盘形结构沿其圆周方向向内侧加宽并具有周向的槽口，该槽口用于安装气囊3。两个推杆连接座16对称地焊接固定在气囊支架主体14内侧面和外侧面的中心位置。两个拉链连接座1对称地焊接固定在气囊支架主体14内侧面和外侧面，设置在靠近的推杆连接座16位置，每个拉链连接座1安装有用于连接拉链的拉链连接环11。四个导轮组连接座18焊接在气囊支架主体14的外侧面，且四个导轮组连接座18沿径向均匀布置。每个导轮组连接座18包括垂直立设于气囊支架主体14外侧面的支撑板和垂直设置于该支撑板后面的两块肋板，支撑板上设置有用于安装滚轮支架21的通孔。

两组气囊3分别安装在两组气囊支架上，气囊3设置在气囊支架主体14外周的槽口内，同时通过安装在气囊支架主体14内侧面的压板对气囊3进行轴向定位，压板为圆环形片状体，压板通过螺钉固定在气囊支架主体14内侧。气囊3的通气接口(兼具进气和出气)通过螺纹与气囊连接管13连接，同时气囊3的通气接口通过紧固螺母固定在气囊支架主体14的槽口底面，以对气囊3形成周向定位，防止气囊3相对于气囊支架主体14发生旋转。

根据所焊接管道9直径的不同，可以选择在每个气囊支架主体14上配置三至六个导轮组15。本实施例在每个气囊支架主体14的外侧面设置有四个导轮组15，四个导轮组15对应安装在四个导轮组连接座18上。每个导轮组15包括滚轮支架21、滚轮22和压缩弹簧20，滚轮支架21由一根支杆、一块连接板和两块侧板构成，支杆的外端垂直固定连接板，连接板垂直固定两块相互平行的侧板，两块侧板之间通过转轴安装滚轮22，转轴两端由锁紧螺母17固定。滚轮支架21的支杆外部套装压缩弹簧20，压缩弹簧20两端分别由滚轮支架21的连接板和导轮组连接座18的支撑板进行限位。滚轮支架21的支杆内端穿过导轮组连接座18的支撑板上通孔，并在支杆端部安装调节螺母19，调节螺母19卡在导轮组连接座18的支撑板上从而对滚轮支架21轴向限位，同时保证滚轮支架21能够以其支杆轴线为中心进行旋转，进而改变滚轮22的滚动方向。滚轮支架21的支杆沿气囊支架主体14的径向设置，同时滚轮支架21的连接板和导轮组连接座18的支撑板相互平行且均与滚轮支架21的支杆垂直，这样在滚轮22在受到管道9内壁的径向压力时，可以在压缩弹簧20的作用下径向伸缩，从而保证与管道9内壁贴合。如图5所示，滚轮支架21的支杆轴线与滚轮22转轴的轴线相错，即在空间上不相交，这样可以保证气囊支架主体14由推杆7的带动在管道9内转动时，四个导轮组15的滚轮22可以实现沿管道9内壁周向旋转。

压缩空气管路系统包括气囊连接管13、三通接头5、三通连接管12和气囊进气管6。两个气囊支架主体14分别配置一个气囊连接管13，两个气囊连接管13分别与两个气囊支架主体14所安装气囊3的通气接口螺纹连接。三通接头5为快速连接接头，能够实现快速连接，且不接管时自锁不漏气。两个三通接头5分别通过紧固螺母安装于两个气囊支架主体14的内侧面，三通接头5的其中一个接口由气囊支架主体14的内侧面穿至外侧面。其中一个气囊支架主体14的三通接头5分别连接气囊进气管6、三通连接管12和该气囊支架主体14配套的气囊连接管13，另一个气囊支架主体14的三通接头5分别连接三通连接管12和该气囊支架主体14配套的气囊连接管13，剩余的一个接口自锁封闭。三通连接管12在两个气囊支架主体14之间将两个三通接头5连通形成通路。气囊进气管6与外界压缩空气进行连接，并在其管路上安装阀门、压力表和流量指示器。

氩气管路系统包括氩气进气管10、氩气出气管2、进气管阀门、出气管阀门、压力表以及流量指示器。氩气进气管10通过紧固螺母安装于一个气囊支架主体14上，由气囊支架主体14外侧贯穿至内侧，并且管路上设置有进气管阀门、压力表和流量指示器。氩气出气管2通过紧固螺母安转于另一个气囊支架主体14上，由气囊支架主体14内侧贯穿至外侧，并且管路上设置有出气管阀门。装置在管道9内定位至焊接位置后，通过导轮组15进行周向旋转，确保氩气进气管10位于下侧、氩气出气管2位于上侧，以使氩气在两个气囊3所封堵的空间内顺利充满。

大直径直管段的焊接采用连接筒4将两组气囊支架相连接，两个气囊支架主体14相互平行且间隔设置，连接筒4两端分别通过螺钉与两个气囊支架主体14相对面的推杆连接座16固定连接。大直径弯管段的焊接则采用拉链通过拉链连接环11将两组气囊支架连接使用。

推杆7设置在安装有氩气进气管10的气囊支架上，通过螺纹与该气囊支架的推杆连接座16进行连接。推杆7为标准连接管，可根据焊缝在管路中的位置加减推杆7的数量，推杆7的端部采用螺纹与手柄8进行连接。

本实用新型的大直径管道焊接内部充氩保护装置，其工作过程如下：

装置组装完成后推进焊接管道9内，通过不断接长推杆7，将装置推到预定焊接位置，推入和拉出过程可根据实际情况采用拉链配合推杆7进行使用。到达预定位置后，通过旋转推杆手柄8使氩气进气管10位于下部，再将气囊进气管6接通氮气，通过调节阀门和查看压力表调整气囊3充气状态，气囊3充气完成后，即形成了冲压气室。此时将氩气进气管10连通氩气，通过调节进气管阀门改变充氩速度，当氩气充满气室之后，调节进气管阀门保持充气状态，使整个焊接过程充氩气室始终充满氩气状态。焊接结束后，保持充氩一段时间，待焊缝冷却后停止充氩。焊接冷却完成后，放出气囊3内的气体，通过推杆7和拉链将本装置由焊接位置拉出管道9，焊接工作结束。

可见，本实用新型的大直径管道焊接内部充氩保护装置，在提高焊接效率的同时，大大提高了焊接质量，整个保护装置安装方便快速可靠，焊接保护定位准确，气囊3充气量小，能快速形成充氩气室，形成的充氩气室能快速充满氩气，大大节省氩气的使用量，持续通入氩气既能保证气室始终充满氩气，也能通过流通的氩气对焊缝进行冷却。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其特征在于，包括两个间隔设置的圆盘形气囊支架主体，两个所述气囊支架主体之间通过连接筒或拉链连接；其中一个所述气囊支架主体外侧连接有推杆；

每个所述气囊支架主体的外侧面径向均匀布置有三至六个导轮组，所述导轮组通过导轮组连接座固定于所述气囊支架主体；每个所述导轮组连接座包括垂直固定于气囊支架主体的支撑板和垂直设置于该支撑板后面的两块肋板；每个所述导轮组包括滚轮支架、滚轮和压缩弹簧，所述滚轮支架包括支杆，支杆的外端垂直固定由连接板，连接板垂直固定两块相互平行的侧板，两块侧板之间通过转轴安装所述滚轮，所述转轴两端由锁紧螺母固定；所述滚轮支架的支杆外部套装所述压缩弹簧，所述压缩弹簧两端分别由所述滚轮支架的连接板和所述导轮组连接座的支撑板进行限位；所述滚轮支架的支杆内端穿过所述导轮组连接座的支撑板，并在该支杆端部安装调节螺母，所述调节螺母卡在所述导轮组连接座的支撑板上对所述滚轮支架轴向限位，使所述滚轮支架能够以其支杆轴线为中心进行旋转，从而使所述滚轮既能够沿管道径向滚动也能够沿管道周向滚动；

每个所述气囊支架主体沿其圆周安装有气囊，所述气囊的通气接口通过气囊连接管连接于安装在所述气囊支架主体的三通接头；其中一个所述气囊支架主体的所述三通接头分别连接气囊进气管、三通连接管和该气囊支架主体配套的所述气囊连接管，另一个所述气囊支架主体的所述三通接头分别连接所述三通连接管和该气囊支架主体配套的所述气囊连接管，剩余一个接口自锁封闭；所述三通连接管在两个所述气囊支架主体之间将两个所述三通接头连通；所述气囊进气管与外界压缩空气进行连接，并在其管路上安装阀门、压力表和流量指示器；

两个所述气囊支架主体分别安装有氩气进气管和氩气出气管；所述氩气进气管由其所安装的气囊支架主体外侧贯穿至内侧，并且管路上设置有进气管阀门、压力表和流量指示器；所述氩气出气管由其所安装的气囊支架主体内侧贯穿至外侧，并且管路上设置有出气管阀门。

2.根据权利要求1所述的一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其特征在于，两个推杆连接座对称地焊接固定在所述气囊支架主体的内侧面和外侧面的中心位置，所述连接筒两端通过所述推杆连接座分别连接于两个所述气囊支架主体的内侧面，所述推杆通过所述推杆连接座连接于其中一个所述气囊支架主体的外侧面，所述推杆的可叠加续接且端部连接手柄。

3.根据权利要求1所述的一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其特征在于，两个拉链连接座对称地焊接固定在所述气囊支架主体的内侧面和外侧面，每个所述拉链连接座安装有拉链连接环，所述拉链连接环用于连接所述拉链。

4.根据权利要求1所述的一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其特征在于，所述滚轮支架的支杆沿所述气囊支架主体的径向设置，所述滚轮支架的连接板和所述导轮组连接座的支撑板相互平行且均与所述滚轮支架的支杆垂直，同时滚轮支架的支杆轴线与所述滚轮转轴的轴线在空间上不相交。

5.根据权利要求1所述的一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其特征在于，所述气囊的通气接口通过紧固螺母固定于所述气囊支架主体。

6.根据权利要求1所述的一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其特征在于，所述三通接头为快速连接接头，且不接管时自锁不漏气。

7.根据权利要求1所述的一种大直径管道焊接内部充氩保护装置，其特征在于，通过所述导轮组在管道内的周向旋转，可使所述氩气进气管位于下侧、氩气出气管位于上侧。