CN212634626U - 一种水利管道切割装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水利管道切割装置，包括底座，底座上设置有安装架，底座上设置有用于固定管道的固定装置，固定装置的上方设置有割炬、导轨和两根滑轨，导轨为半圆形且凹面向下，导轨的两端分别滑动设置在两根滑轨上，导轨上滑动套设有弧形套筒，割炬固设在弧形套筒上，安装架上设置有第一驱动电机和驱动连杆，驱动连杆为一根水平的横杆和一根竖直的竖杆固定连接而成，竖杆为套杆结构，竖杆的底端铰接设置在弧形套筒上，第一驱动电机固设在安装架上，第一驱动电机的输出轴与横杆的一端固定连接。将管道固定在固定装置上，第一驱动电机转动带动驱动连杆转动，驱使导轨滑动的同时带动弧形套筒沿导轨活动，从而在管道表面切出相贯线。

Description

一种水利管道切割装置

技术领域

本申请涉及管道切割技术领域，尤其是涉及一种水利管道切割装置。

背景技术

管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水利工程和各种工业装置中，对于水利工程中各种圆形管道相接的时候，需要对连接的管道接口切割成相贯线形状。

授权公告号为CN210060090U的专利公开了一种管道循迹式相贯线切割设备，包括底座，在底座上方设置有管道固定装置，在管道固定装置旁侧设置有转盘，在转盘上穿设有第一导杆和第二导杆，在第一导杆朝向管道的一端设置有在管线切割时一直与管道贴合的顶杆，在第二导杆朝向管道的一端设置有用以切割管道的离子切割头，在第一导杆与第二导杆之间设置有用以使第一导杆与第二导杆在垂直于管道轴线方向的位移保持一致的连接架，在连接架与转盘之间设置有用以使顶杆一直与管道贴合的张紧弹簧，可以实现在仿形路径上进行切割的同时与切割表面保持作业距离。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述装置对管道进行切割时，顶杆与离子切割头固定连接，顶杆转动时与管道的弧面接触，弧面对顶杆的阻力容易导致顶杆弯折变形，进而影响切割精度。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本申请的目的是提供一种水利管道切割装置，具有在进行切割作业时切割装置与管道表面保持固定间隙从而提高切割精度的优点。

本申请的上述申请目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水利管道切割装置，包括底座，所述底座上设置有安装架，所述底座上设置有用于固定管道的固定装置，所述固定装置的上方设置有切割装置，所述切割装置包括割炬、导轨和两根滑轨，两根所述滑轨沿底座长度方向平行设置在底座上，所述导轨为半圆形且凹面竖直向下，所述导轨的两端分别滑动设置在两根滑轨上，所述导轨上滑动套设有与导轨相适配的弧形套筒，所述割炬固设在弧形套筒上，所述割炬的切割头朝向导轨的中心点，所述安装架上设置有用于驱动弧形套筒在导轨上往复滑动同时导轨在滑轨上往复滑动的第一驱动组件。

通过采用上述技术方案，将管道水平固定在固定装置内，使管道的上半部分位于导轨内，管道的外壁与导轨平行，将割炬调整到导轨的最高点，打开割炬和第一驱动装置，驱动导轨沿滑轨开始滑动，滑动过程中弧形套筒沿导轨向一侧滑动，带动割炬对管道进行切割。由于导轨与管道的外壁平行，割炬始终朝向管道的轴线位置且与管道外壁之间的距离始终恒定，导轨与弧形套筒均通过驱动装置做速度变化为余弦函数的变速运动，通过导轨与弧形套筒的运动配合，割炬能在外壁上切出相贯线，割炬始终与管道表面保持固定间隙，有效提高了装置的切割精度。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一驱动组件包括第一驱动电机和驱动连杆，所述驱动连杆为一根水平的横杆和两根竖直的竖杆固定连接而成，所述竖杆包括第一外杆和第一内杆，所述第一外杆的底端套设有第一内杆、顶端与横杆的一端固定连接，所述第一内杆远离横杆的一端铰接在弧形套筒上，所述第一内杆上的铰接轴垂直于导轨所在平面，所述第一驱动电机固设在安装架上，所述第一驱动电机的输出轴竖直向下且与横杆远离竖杆的一端固定连接。

通过采用上述技术方案，切割时，打开第一驱动电机带动驱动连杆开始转动，驱动连杆与弧形套筒将电机的扭力转化为弧形套筒横向和纵向的两个方向的分力，纵向的分力通过弧形套筒带动导轨沿滑轨滑动，横向的分力带动弧形套筒在导轨的作用下沿导轨滑动，第一驱动电机转动一周后割炬将管道表面切出半径与横杆长度相等的环形的相贯线，有效提高了装置的切割效率。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述横杆包括第二外杆和第二内杆，所述第二外杆的一端套设有第二内杆、另一端与第一驱动电机的输出轴固定连接，所述第二内杆远离第一驱动电机的一端与第一外杆的顶端固定连接，所述第二外杆上设置有限制第二内杆滑动的紧固螺栓。

通过采用上述技术方案，当相贯线的大小需要调整时，打开限位件，将第二内杆沿第二外杆滑动，调成切割相贯线的横杆长度，从而改变切割出的相贯线的大小，有效提高装置的适用性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述导轨上设置有从动连杆，所述从动连杆包括一根横向杆和两根竖向杆，所述横向杆沿底座的宽度方向水平设置在导轨的上方，两根所述竖向杆竖直固设在横杆的两端，两根所述竖向杆远离横向杆的一端与导轨固定连接，所述横杆的顶壁上沿自身长度方向开设有通孔，所述竖杆穿设在通孔内且与通孔的内壁接触。

通过采用上述技术方案，第一驱动电机带动启驱动连杆转动时，竖杆靠近横杆的一端与从动连杆接触，从而通过从动连杆带动导轨滑动，相比于直接通过弧形套筒带动导轨移动，减少了竖杆施力的力矩，有效避免了竖杆受力过大导致弯折，有效提高的装置的稳定性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定装置包括底板和两块竖直的挡板，所述底板水平设置在两根导轨之间，所述底板能沿竖直方向升降活动，所述底座上设置有用于驱动底板升降的驱动件，两个所述挡板沿底座宽度方向分别滑动设置在底板的两侧，所述底座上设置有用于驱动挡板沿底座宽度方向滑动的第二驱动组件。

通过采用上述技术方案，将要切割的管道放置到底板上，打开驱动件将管道升起，使管道的中线与导轨的中点位于同一水平面上，打开第二驱动组件使两侧挡板相互靠近将管道夹紧，挡板的内壁与管道外壁贴合，从而将管道固定，有效防止切割过程中管道发生活动，有效提高装置的稳定性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二驱动组件包括双向丝杠、第二驱动电机和两个螺纹套筒，所述底座上开设有与管道垂直的滑槽，所述滑槽位于底板下方，所述双向丝杠沿滑槽的长度方向转动设置在滑槽内，两个所述螺纹套筒均套设在双向丝杠上，两个所述螺纹套筒分别与双向丝杠上两端旋向相反的螺纹段螺纹连接，两个所述挡板分别与两个螺纹套筒固定连接，所述第二驱动电机设置在滑槽的一端，所述第二驱动电机的输出轴与双向丝杠同轴固定连接。

通过采用上述技术方案，将要切割的管道放置到底板上后，启动第二驱动单机带动双向丝杠旋转，通过双向丝杠与套筒之间螺纹传动，带动挡板相互靠近，从而将管道夹紧，有效防止切割过程中管道发生活动，有效提高装置的稳定性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动件为千斤顶，所述千斤顶设置在底板下方，所述千斤顶的活塞杆与底板固定连接。

通过采用上述技术方案，对不同直径的管道进行切割时，需要保证导轨与管道截面的上半部分平行，通过设置千斤顶来调整管道放置在底板上的高度，从而实现对不同直径的管道进行切割效果，有效提高装置的适用性。

本申请在一较佳示例中可以进一步配置为：所述割炬与弧形套筒之间设置有气缸，所述气缸的缸体固设在弧形套筒上，所述气缸的活塞杆朝向导轨的圆心，所述割炬同轴固设在气缸的活塞杆上。

通过采用上述技术方案，切割半径不同的管道时，通过控制气缸伸缩从而调整割炬到管道表面的距离，使割炬在切割不同的管道时都能实现与管道表面保持固定间隙，有效提高装置的适用性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.底座上滑动时设置有半圆形的导轨，导轨上滑动设置有弧形套筒，弧形套筒和割炬固定连接，弧形套筒上铰接设置有能沿竖直方向伸缩的竖杆，驱动连杆远离弧形套筒的一端设置有与电机固定连接的横杆，切割管道时，电机带动横杆转动驱使导轨滑动，同时带动弧形套筒沿导轨滑动，通过两个动作同步进行从而在管道表面切出相贯线；

2.与电机固定连接的横杆为伸缩杆，通过调整横杆的长度，从而调整横杆转动时，割炬在管道表面画出的相贯线的半径；

3.底座上设置有底板，底板两侧设置有挡板，底座上设置有用于驱使挡板相互靠近的第一驱动组件，挡板与底板将管道位置固定，在切割过程中能有效避免管道活动。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是图1中A部分的局部放大示意图。

图3是图1中B部分的局部放大示意图。

图中，1、底座；2、安装架；3、固定装置；31、底板；311、千斤顶；32、挡板；33、第二驱动组件；331、双向丝杠；332、螺纹套筒；333、第二驱动电机；334、滑槽；335、连接杆；34、防滑层；4、切割组件；41、导轨；42、割炬；43、弧形套筒；44、气缸；45、从动连杆；451、横向杆；452、通孔；453、竖向杆；5、滑轨；51、轨道槽；6、第一驱动组件；61、第一驱动电机；62、驱动连杆；63、竖杆；631、第一外杆；632、第一内杆；64、横杆；641、第二外杆；642、第二内杆；643、紧固螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1，为本申请公开的一种水利管道切割装置，包括底座1，所述底座1上设置有两组用于固定管道的固定装置3，每组固定装置3包括一块底板31和两块挡板32，两组固定装置3沿底座1的长度方向对称设置在底座1顶面的两侧。挡板32和底板31上均热焊接有橡胶材质的防滑层34，有效防止管道转动。底板31的底部设置有一个千斤顶311，底座1上位于底板下方开设有一个用于安装千斤顶311的安装孔，千斤顶311的活塞杆竖直向上且与底板31的底面焊接。两块挡板32沿底座1的宽度方向对称设置在底板31两侧，两块挡板32竖直设置，底座1上设置有用于驱使两块挡板32同步反向滑动的第二驱动组件33。

参照图1和图2，第二驱动组件33包括双向丝杠331、第二驱动电机333和两个螺纹套筒332。底座1位于底板31下方的位置沿底座1宽度方向开设有一条滑槽334，双向丝杠331沿滑槽334自身的长度方向转动设置在滑槽334内，第二驱动电机333嵌设在滑槽334的一端，第二驱动电机333的输出轴与双向丝杠331通过联轴器同轴固定连接。两个螺纹套筒332对称套设在双向丝杠331的两端且分别与双向丝杠331上两端旋向相反的螺纹段螺纹连接。两个螺纹套筒332上分别焊接一根连接杆335用于与挡板32焊接。进行切割工作前，将管道放置在底板31上，通过千斤顶311调整管道的高度，然后打开第二驱动电机333带动双向丝杠331转动，通过双向丝杠331与螺纹套筒332之间的螺纹传动带动挡板32移动至与管道接触，从而将管道固定。

在另一实施例中，可以选用气缸作为用来升降底板31以及驱使挡板32相互靠近的驱动源。

参照图1和图3，底座1的中部设置有切割组件4。底座1沿自身长度方向设置有两根对称的滑轨5，每根滑轨5两端的底部均通过立杆与底座1焊接，两根滑轨5的顶面上沿自身长度方向开设有轨道槽51，滑轨5上滑动设置有一个弧形的导轨41，导轨41成半圆形且在竖直平面内凹面竖直向下设置，导轨41的两端分别滑接在轨道槽51中。导轨41上焊接有从动连杆45，包括两根竖直的竖向杆453和一根横向杆451，横向杆451设置在导轨41的上方，横向杆451的两端分别与两根竖向杆453焊接，两根竖向杆453远离横向杆451的一端分别与导轨41的两端焊接，横向杆451的顶面上沿自身长度方向开设有通孔。

参照图1和图3，导轨41上滑动套设有一个弧度与导轨41相同的弧形套筒43，弧形套筒43的内壁设置有减摩合金材质的滑动层。弧形套筒43的底面上通过螺栓连接安装有气缸44，气缸44的活塞杆上通过连接板焊接有割炬42，割炬42能跟随弧形套筒43滑动且始终朝向导轨41的圆心，切割时通过调整气缸44的活塞杆的长度就能适应直径不同的管道。底座1的一侧放置有乙炔气瓶和氧气瓶，两个气瓶通过软管与割炬42连通，用于喷出高温氧割气流切割管道。

参照图1和图3，底座1上设置有用于驱动导轨41和弧形套筒43活动的第一驱动组件6，包括安装架2、第一驱动电机61和驱动连杆62。安装架2为焊接在底座1上的倒L形的支杆，第一驱动电机61通过螺栓安装在安装架2上，第一驱动电机61的活塞杆竖直向下。驱动连杆62包括互相垂直的一根横杆64和一根竖杆63，竖杆63转动设置在横杆64的一端。竖杆63为伸缩套杆，包括第一内杆632和第一外杆631，第一外杆631的一端与横杆64转动连接，另一端套设在第一内杆632上；第一内杆632远离第一外杆631的一端铰接在弧形套筒43上，铰接轴平行于滑轨5。竖杆63穿设在从动连杆45上的通孔452内，第一外杆631的外壁与通孔452的内壁接触。弧形套筒43滑动时，竖杆63跟随弧形套筒43伸缩，使切割工作能够进行。

在另一实施例中，可将导轨41与弧形套筒43分别利用一个伺服电机进行控制，弧形套筒43上通过螺栓连接有套筒驱动电机，套筒驱动电机上同轴键接有第一齿轮，轨道上焊接有与第一齿轮啮合的弧形齿条，导轨41的底部设置有导轨驱动电机，导轨驱动电机的输出轴沿底座1宽度方向设置，导轨驱动电机的输出轴上同轴键接有第二齿轮，底座1上沿底座1长度方向焊接有与第二齿轮啮合的第二齿条。根据相贯线的直径的不同以及管道直径的不同，通过PLC单片机控制两个伺服电机做速度变化为余弦函数变化的变速运动，通过两个伺服电机之间相互配合从而控制割炬42在管道表面切出相贯线。

参照图1和图3，横杆64为伸缩套杆，包括第二内杆642和第二外杆641。第二外杆641的一端与第一驱动电机61的输出轴固定连接，另一端套设在地二内杆上；第二内杆642远离第一输出电机的一端与第一外杆631转动连接。第二外杆641上开设有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有用于限制第二内杆642滑动的紧固螺栓643，紧固螺栓643的底部与第二内杆642的顶部抵接。切割时通过调整横杆64的长度就能调整所要切割的相贯线的大小。

本实施例的实施原理为：将需要切割的管道放置到底板31上，用过千斤顶311将底板31升起使管道的中心线与导轨41的圆心重合。打开第二驱动电机333带动双向丝杠331转动，通过双向丝杠331与螺纹套筒332螺纹传动带动两侧挡板32相互靠近直至将管道夹紧，将轨道调整到滑轨5的一端，根据需要切割的相贯线半径调整横杆64的长度，然后将弧形套筒43滑动到导轨41的中间位置，通过气缸44调整割炬42与管道表面的距离。打开割炬42进行预热，然后打开第一驱动电机61带动驱动连杆62开始转动，驱动连杆62与弧形套筒43将电机的扭力转化为弧形套筒43横向和纵向的两个方向的分力，纵向的分力通过竖杆63传递到从动连杆45带动导轨41沿滑轨5滑动，横向的分力带动弧形套筒43在导轨41的作用下沿导轨41滑动，第一驱动电机61转动一周后割炬42将管道表面切出半径与横杆64长度相等的环形的相贯线。在切割过程中导轨41与管道的截面线相互平行，割炬42始终沿导轨41活动，使切割作业时割炬42与管道表面保持固定间隙，从而有效提高了装置的切割精度。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水利管道切割装置，包括底座(1)，所述底座(1)上设置有安装架(2)，其特征在于：所述底座(1)上设置有用于固定管道的固定装置(3)，所述固定装置(3)的上方设置有切割组件(4)，所述切割组件(4)包括割炬(42)、导轨(41)和两根滑轨(5)，两根所述滑轨(5)沿底座(1)长度方向平行设置在底座(1)上，所述导轨(41)为半圆形且凹面竖直向下，所述导轨(41)的两端分别滑动设置在两根滑轨(5)上，所述导轨(41)上滑动套设有与导轨(41)相适配的弧形套筒(43)，所述割炬(42)固设在弧形套筒(43)上，所述割炬(42)的切割头朝向导轨(41)的中心点，所述安装架(2)上设置有用于驱动弧形套筒(43)在导轨(41)上往复滑动同时导轨(41)在滑轨(5)上往复滑动的第一驱动组件(6)。

2.根据权利要求1所述的一种水利管道切割装置，所述第一驱动组件(6)包括第一驱动电机(61)和驱动连杆(62)，所述驱动连杆(62)为一根水平的横杆(64)和两根竖直的竖杆(63)固定连接而成，所述竖杆(63)包括第一外杆(631)和第一内杆(632)，所述第一外杆(631)的底端套设有第一内杆(632)、顶端与横杆(64)的一端固定连接，所述第一内杆(632)远离横杆(64)的一端铰接在弧形套筒(43)上，所述第一内杆(632)上的铰接轴沿底座(1)长度方向设置，所述第一驱动电机(61)固设在安装架(2)上，所述第一驱动电机(61)的输出轴竖直向下且与横杆(64)远离竖杆(63)的一端固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种水利管道切割装置，其特征在于：所述横杆(64)包括第二外杆(641)和第二内杆(642)，所述第二外杆(641)的一端套设有第二内杆(642)、另一端与第一驱动电机(61)的输出轴固定连接，所述第二内杆(642)远离第一驱动电机(61)的一端与第一外杆(631)的顶端固定连接，所述第二外杆(641)上设置有限制第二内杆(642)滑动的紧固螺栓(643)。

4.根据权利要求2所述的一种水利管道切割装置，所述导轨(41)上设置有从动连杆(45)，所述从动连杆(45)包括一根横向杆(451)和两根竖向杆(453)，所述横向杆(451)沿底座(1)的宽度方向水平设置在导轨(41)的上方，两根所述竖向杆(453)竖直固设在横杆(64)的两端，两根所述竖向杆(453)远离横向杆(451)的一端与导轨(41)固定连接，所述横杆(64)的顶壁上沿自身长度方向开设有通孔(452)，所述竖杆(63)穿设在通孔(452)内且与通孔(452)的内壁接触。

5.根据权利要求1所述的一种水利管道切割装置，其特征在于：所述固定装置(3)包括底板(31)和两块竖直的挡板(32)，所述底板(31)水平设置在两根导轨(41)之间，所述底板(31)能沿竖直方向升降活动，所述底座(1)上设置有用于驱动底板(31)升降的驱动件，两个所述挡板(32)沿底座(1)宽度方向分别滑动设置在底板(31)的两侧，所述底座(1)上设置有用于驱动挡板(32)沿底座(1)宽度方向滑动的第二驱动组件(33)。

6.根据权利要求5所述的一种水利管道切割装置，其特征在于：所述第二驱动组件(33)包括双向丝杠(331)、第二驱动电机(333)和两个螺纹套筒(332)，所述底座(1)上开设有与管道垂直的滑槽(334)，所述滑槽(334)位于底板(31)下方，所述双向丝杠(331)沿滑槽(334)的长度方向转动设置在滑槽(334)内，两个所述螺纹套筒(332)均套设在双向丝杠(331)上，两个所述螺纹套筒(332)分别与双向丝杠(331)上两端旋向相反的螺纹段螺纹连接，两个所述挡板(32)分别与两个螺纹套筒(332)固定连接，所述第二驱动电机(333)设置在滑槽(334)的一端，所述第二驱动电机(333)的输出轴与双向丝杠(331)同轴固定连接。

7.根据权利要求5所述的一种水利管道切割装置，其特征在于：所述驱动件为千斤顶(311)，所述千斤顶(311)设置在底板(31)下方，所述千斤顶(311)的活塞杆与底板(31)固定连接。

8.根据权利要求5所述的一种水利管道切割装置，其特征在于：所述割炬(42)与弧形套筒(43)之间设置有气缸(44)，所述气缸(44)的缸体固设在弧形套筒(43)上，所述气缸(44)的活塞杆朝向导轨(41)的圆心，所述割炬(42)同轴固设在气缸(44)的活塞杆上。

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