CN208103613U - 一种管道铠装层缠绕设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管道铠装层缠绕设备，其中：传动主轴为空心结构，且可旋转地安装在轴承架上；用于驱动传动主轴绕中心轴线旋转的动力装置；回转盘上设置有主轴安装孔和带料通过孔，主轴安装孔位于回转盘的中心位置且套设在传动主轴的右端与其固连，回转盘的右侧面上还设置有用于将带料由带料通过孔向主轴安装孔导引的定向机构；安装板固连在传动主轴上；缠绕有带料的放线盘，位于回转盘和安装板之间；用于控制放线盘放出的带料具有恒定张力的张力调节电机，设置在安装板上，与放线盘传动连接。该管道铠装层缠绕设备，能够用于在管道上缠绕铠装层，并保证海管制品的质量和工作性能。

Description

一种管道铠装层缠绕设备

技术领域

本实用新型涉及石油管道的外层连续式互锁缠绕技术领域，特别涉及一种管道铠装层缠绕设备。

背景技术

在海上石油开采中，海洋石油管道是海洋工程装备中重要的组成部分。海洋石油管道将海上油、气田储油设施或陆上处理终端连接成一个有机整体，使海上生产设施各环节通过管道形成相互关联、相互协调作业的生产操作系统。由于柔性管具有很好的柔性，安装效率高，海底适应性强、可以回收，还具有较强的耐腐蚀性，从而，柔性管在海洋石油管道中的应用越来越受到重视。

石油管道中的内衬层(又称芯管，一般为柔性管)用来输送石油，由于在海底的高压环境下，仅靠内衬层的强度无法抵抗海水施加的巨大压力；同时，在海底石油的输送过程中，由于管道较长，以及管道的弯曲，需要使用较大的压力来输送石油，仅靠内衬层来抵抗石油输送的压力也是不够的。因而，需要在石油管道的内衬层表面缠绕上一层抗压的铠装层。

因此，如何设计一种管道铠装层缠绕设备，用于在管道上缠绕铠装层，以保证海管制品的质量和工作性能，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种管道铠装层缠绕设备，能够用于在管道上缠绕铠装层，并保证海管制品的质量和工作性能。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种管道铠装层缠绕设备，包括：

轴承架；

传动主轴，所述传动主轴为空心结构，且可旋转地安装在所述轴承架上；

用于驱动所述传动主轴绕中心轴线旋转的动力装置；

回转盘，所述回转盘上设置有主轴安装孔和带料通过孔，所述主轴安装孔位于所述回转盘的中心位置且套设在所述传动主轴的右端与其固连，所述回转盘的右侧面上还设置有用于将所述带料由所述带料通过孔向所述主轴安装孔导引的定向机构；

安装板，设置于所述传动主轴上且与其固连；

缠绕有所述带料的放线盘，位于所述回转盘和所述安装板之间；

用于控制所述放线盘放出的所述带料具有恒定张力的张力调节电机，所述张力调节电机设置在所述安装板上，与所述放线盘传动连接。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述回转盘的径向引入段设置有用于检测所述放线盘放出的所述带料的张力的张力检测装置。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述放线盘包括：

用于缠绕所述带料的放线盘本体；

第一半轴，所述放线盘本体的一端通过所述第一半轴与所述回转盘连接；

第二半轴，所述放线盘本体的另一端通过所述第二半轴和第一减速机与所述张力调节电机传动连接。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述第一半轴和所述第二半轴上分别设置有挡销，所述放线盘本体的两端设置有与所述档销适配的挡销孔。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述动力装置包括：

与所述传动主轴固连的驱动盘，所述驱动盘的一侧设置有齿圈；

与所述齿圈啮合的齿轮；

第二减速机，所述第二减速机的输入端通过联轴器与驱动电机连接，所述第二减速机的输出端与所述齿轮传动连接。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述驱动盘下方还设置有制动装置。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述定向机构包括：

设置于所述带料通过孔附近的引导槽轮；

设置于所述主轴安装孔附近的多轮定向轮组；

设置于所述引导槽轮和所述多轮定向轮组之间依次排布的多个三轮定向轮组。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述回转盘的左侧面上还设置有用于将所述带料引导至所述带料通过孔的依次排布的多个导向柱轮。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述安装板为圆环型盘状结构，其中心孔套设在所述传动主轴上且与其可拆卸连接，并且，所述安装板在所述传动主轴上的安装位置可沿轴向调节。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，所述定向机构、所述放线盘和所述张力调节电机分别设置有两个。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的管道铠装层缠绕设备，能够用于海洋柔性软管的骨架层和铠装层不同形状的带料(例如钢丝、钢带)在芯管上的缠绕作业，尤其适用于大的缠绕直径。而且，本实用新型实施例提供的管道铠装层缠绕设备中，通过张力调节电机，能够保证带料具有稳定的张力，从而保证海管制品的质量和工作性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的柔性管铠装层缠绕设备的主视图；

图2为本实用新型实施例提供的柔性管铠装层缠绕设备的左视图；

图3为本实用新型实施例提供的柔性管铠装层缠绕设备的第一轴测图；

图4为本实用新型实施例提供的柔性管铠装层缠绕设备的第二轴测图。

其中，

1-底座，2-托轮座，3-回转盘，4-三轮定向轮组，5-压辊轮组，

6-引导槽轮，7-带料通过孔，8-多轮定向轮组，9-放线盘安装孔，

10-主轴安装孔，11-驱动电机，12-电源引入装置，13-轴承架，

14-传动主轴，15-齿圈，16-驱动盘，17-导向柱轮，

18-制动装置，19-张力调节电机，20-安装板，21-放线盘。

具体实施方式

本实用新型公开了一种管道铠装层缠绕设备，能够用于在管道上缠绕铠装层，并保证海管制品的质量和工作性能。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图4，图1和图2分别为本实用新型实施例提供的柔性管铠装层缠绕设备的主视图和左视图，图3和图4分别为本实用新型实施例提供的柔性管铠装层缠绕设备的两个轴测图。

本实用新型实施例提供的管道铠装层缠绕设备，是用于在管道上缠绕铠装层的机器设备，具体是用于将特定截面形状的带料(一般为钢带，带料类型可以是多种截面型材，例如C形，S形，矩形等)紧密缠绕在芯管管体外表面的生产过程，是海洋柔性管生产中的重要环节之一。其中，生产过程中使用的管道铠装层缠绕设备的性能水平对海管制品的质量和工作性能起着决定作用。

具体地，本实用新型实施例提供的管道铠装层缠绕设备中，包括动力装置、传动主轴14、轴承架13、回转盘3、安装板20、放线盘21、张力调节电机19。其中：

传动主轴14为空心结构，且可旋转地安装在轴承架13上；

动力装置用于驱动传动主轴14绕中心轴线旋转；

回转盘3上设置有主轴安装孔10和带料通过孔7，主轴安装孔10位于回转盘3的中心位置且套设在传动主轴14的右端与其固连，回转盘3的右侧面上还设置有用于将带料由带料通过孔7向主轴安装孔10导引的定向机构；

安装板20固连在传动主轴14上；

放线盘21上缠绕有用于缠绕在芯管上作为铠装层的带料，位于回转盘3和安装板20之间；

张力调节电机19设置在安装板20上，与放线盘21传动连接，用于控制放线盘21放出的带料在放卷和缠绕过程具有恒定张力。具体地，在需要控制带料的张力时，通过张力调节电机19的控制器向其输出设定的电流，以驱动张力调节电机19产生恒定反向力矩，此力矩作用在放线盘21上，对开卷的带料产生反向拉力。张力调节电机19具有低转速、大转矩的性能，能够满足在生产运行中的任何速度下都能使带料保持稳定的张力。

从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的管道铠装层缠绕设备，能够用于海洋柔性软管的骨架层和铠装层不同形状的带料(例如钢丝、钢带)在芯管上的缠绕作业，尤其适用于大的缠绕直径。而且，本实用新型实施例提供的管道铠装层缠绕设备中，通过张力调节电机19，能够保证带料具有稳定的张力，从而保证海管制品的质量和工作性能。

在具体实施例中，安装板20为圆环型盘状结构，其中心孔套设在传动主轴14上且与其可拆卸连接。并且，优选地，安装板20在传动主轴14上的安装位置可以沿轴向调节，以适应不同规格尺寸的放线盘21。

在具体实施例中，如图2所示，上述管道铠装层缠绕设备中的回转盘3的下方，还设置有两个托轮座2，托轮座2上安装有用于支撑回转盘3并随之滚动的重型托辊。其中，如图2所示，回转盘3的盘缘是具有一定宽度的圆柱面，该圆柱面与重型托辊的托辊面接触，使回转盘3的大部分重量支撑到两个重型托辊上。具体地，托轮座2和轴承架13均固定在底座1上。

优选地，在上述管道铠装层缠绕设备中，回转盘3的径向引入段设置有用于检测放线盘21放出的带料的张力的张力检测装置。此张力检测装置对经过此处的带料施加横向检测力，从而使带料产生横向位移，通过该横向位移来判断带料是否达到要求的张力。对于确定参数的钢带，此数值是已知的。

在具体实施例中，如图1所示，上述管道铠装层缠绕设备中的放线盘21包括用于缠绕带料的放线盘本体，以及位于放线盘本体两端的第一半轴和第二半轴。其中，第一半轴位于回转盘3上的放线盘安装孔9内且与其可转动连接，另一端通过第二半轴和第一减速机与张力调节电机19传动连接，第一半轴和第二半轴通过旋转控制放线盘本体带动带料收回和放出，并对放线盘本体提供稳定的轴向夹持力和扭矩。

具体地，放线盘本体的两端分别设置有用于安装第一半轴的第一阶梯孔和用于安装第二半轴的第二阶梯孔。第一半轴的一端位于回转盘3上的放线盘安装孔9内且与其可转动连接，另一端位于放线盘本体的第一阶梯孔内与其传动连接；同理地，第二半轴的一端与安装板20上的张力调节电机19传动连接，另一端位于放线盘本体的第二阶梯孔内与其传动连接，从而，张力调节电机19通过第二半轴驱动放线盘本体旋转以控制放线盘21放出的带料具有恒定张力。

优选地，管道铠装层缠绕设备，其特征在于，第一半轴和第二半轴上分别设置有挡销，放线盘本体的两端设置有与档销适配的挡销孔，销与孔结合形成稳定转动连接体。

放线盘本体被拉动旋转时，两个半轴也随同旋转。放线盘本体的旋转能够带动两个半轴和张力调节电机19的旋转。

具体地，放线盘本体的中间段为用于卷绕带料的圆柱体结构，两端设置有高出圆柱面的夹持面。放线盘本体的容量可以使足够长度的带料均匀盘卷在中间段的圆柱面上。

但是，对于放线盘21的具体结构设置，本领域技术人员可根据实际需要进行具体设计，本实用新型对此不做具体限定。

在具体实施例中，如图1所示，上述管道铠装层缠绕设备中的动力装置包括驱动盘16、齿轮和第二减速机。其中，驱动盘16与传动主轴14固连，驱动盘16的一侧设置有齿圈15；齿轮与齿圈15啮合；第二减速机的输入端通过联轴器与驱动电机11连接，第二减速机的输出端与齿轮传动连接。当驱动电机11驱动齿轮转动，则齿圈15转动，带动驱动盘16转动，进而带动传动主轴14和与传动主轴14固连一体的其它盘的整体转动。

优选地，在上述驱动盘16下方还设置有制动装置18。如图1、图3和图4所示，制动装置18为夹设在驱动盘16的盘缘两侧的类似刹车片装置，并通过安装座固定在底座1上。

在具体实施例中，如图2和图3所示，上述管道铠装层缠绕设备中的定向机构包括引导槽轮6、多轮定向轮组8和三轮定向轮组4。具体地，每个带料通过孔7的附近设置有两个引导槽轮6，多轮定向轮组8位于主轴安装孔10的附近，引导槽轮6和多轮定向轮组8之间设置有多个呈弧线依次排布的三轮定向轮组4。其中，引导槽轮6和多轮定向轮组8的旋转轴线与回转盘3的盘面平行，三轮定向轮组4的旋转轴线与回转盘3的盘面垂直。

放线时，从带料通过孔7出来的带料依次经过两个引导槽轮6、多个三轮定向轮组4和多轮定向轮组8，到达主轴安装孔10的位置，最后缠绕在芯管上，形成铠装层。

进一步地，如图1至图4所示，上述管道铠装层缠绕设备中的回转盘3的左侧面上，还设置有用于将带料引导至带料通过孔7的依次排布的多个导向柱轮17。多个导向柱轮17从放线盘21的放线位置到带料通过孔19之间沿弧线依次排列，并且，多个导向柱轮17中，靠近放线盘21的导向柱轮长度较长，远离放线盘21的导线柱轮长度较短。

可见，本实用新型实施例提供的管道铠装层缠绕设备中，带料依次经过多个导向柱轮17、两个引导槽轮6、多个三轮定向轮组4和一个多轮定向轮组8，从而以确定路径和较小的均匀的变形量从放线盘21上释放出来，最终被引导到达芯管处的缠绕点并保证缠绕时的切入姿态。

在具体实施例中，上述管道铠装层缠绕设备中的回转盘3的右侧面上，靠近中心位置的主轴安装孔10处，还设置有用于将带料按压在芯管上的压辊轮组5。

具体地，每个压辊轮组5包括底座、中心轴、辊轮和调节盘。其中：

底座固定在回转盘3上，底座中心设置有螺纹孔，中心轴套设在该螺纹孔内与其螺纹配合；

中心轴上靠近主轴安装孔10的一端安装有用于按压带料的辊轮；

中心轴上远离主轴安装孔10的一端固连有调节盘，通过旋转调节盘，可以控制辊轮与主轴安装孔10之间的距离，从而调节辊轮对带料的按压力度。

在具体实施例中，上述管道铠装层缠绕设备中设置有两套放线线路，即放线盘21、张力调节电机19、带料通过孔7、定向机构、压辊轮组5分别设置有两个，导向柱轮17设置有两组。此两条放线线路的张力保持一致。

在具体实施例中，上述管道铠装层缠绕设备中设置有电源引入装置12，用于向回转盘3上的电器部件(如电动机、传感器等)供电或传递测控信号。该电源引入装置12设置在传动主轴14上，远离回转盘3的一端。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种管道铠装层缠绕设备，其特征在于，包括：

轴承架(13)；

传动主轴(14)，所述传动主轴(14)为空心结构，且可旋转地安装在所述轴承架(13)上；

用于驱动所述传动主轴(14)绕中心轴线旋转的动力装置；

回转盘(3)，所述回转盘(3)上设置有主轴安装孔(10)和带料通过孔(7)，所述主轴安装孔(10)位于所述回转盘(3)的中心位置且套设在所述传动主轴(14)的右端与其固连，所述回转盘(3)的右侧面上还设置有用于将所述带料由所述带料通过孔(7)向所述主轴安装孔(10)导引的定向机构；

安装板(20)，设置于所述传动主轴(14)上且与其固连；

缠绕有所述带料的放线盘(21)，位于所述回转盘(3)和所述安装板(20)之间；

用于控制所述放线盘(21)放出的所述带料具有恒定张力的张力调节电机(19)，所述张力调节电机(19)设置在所述安装板(20)上，与所述放线盘(21)传动连接。

2.根据权利要求1所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述回转盘(3)的径向引入段设置有用于检测所述放线盘(21)放出的所述带料的张力的张力检测装置。

3.根据权利要求1所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述放线盘(21)包括：

用于缠绕所述带料的放线盘本体；

第一半轴，所述放线盘本体的一端通过所述第一半轴与所述回转盘(3)连接；

第二半轴，所述放线盘本体的另一端通过所述第二半轴和第一减速机与所述张力调节电机(19)传动连接。

4.根据权利要求3所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述第一半轴和所述第二半轴上分别设置有挡销，所述放线盘本体的两端设置有与所述挡销适配的挡销孔。

5.根据权利要求1所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述动力装置包括：

与所述传动主轴(14)固连的驱动盘(16)，所述驱动盘(16)的一侧设置有齿圈(15)；

与所述齿圈(15)啮合的齿轮；

第二减速机，所述第二减速机的输入端通过联轴器与驱动电机(11)连接，所述第二减速机的输出端与所述齿轮传动连接。

6.根据权利要求5所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述驱动盘(16)下方还设置有制动装置(18)。

7.根据权利要求1所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述定向机构包括：

设置于所述带料通过孔(7)附近的引导槽轮(6)；

设置于所述主轴安装孔(10)附近的多轮定向轮组(8)；

设置于所述引导槽轮(6)和所述多轮定向轮组(8)之间依次排布的多个三轮定向轮组(4)。

8.根据权利要求7所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述回转盘(3)的左侧面上还设置有用于将所述带料引导至所述带料通过孔(7)的依次排布的多个导向柱轮(17)。

9.根据权利要求1所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述安装板(20)为圆环型盘状结构，其中心孔套设在所述传动主轴(14)上且与其可拆卸连接，并且，所述安装板(20)在所述传动主轴(14)上的安装位置可沿轴向调节。

10.根据权利要求1至9任一项所述的管道铠装层缠绕设备，其特征在于，所述定向机构、所述放线盘(21)和所述张力调节电机(19)分别设置有两个。