CN213592164U - 一种通用型管道焊接角度模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种通用型管道焊接角度模拟装置，包括底座、管道支撑机构、龙门举升机构和管道防窜机构，其中，管道支撑机构固定在底座上并包括丝杆以及滑动连接在丝杆两端的主动滚轮架和从动滚轮架；龙门举升机构包括龙门架、举升托辊、驱动单元和传动单元，龙门架位于主动滚轮架与从动滚轮架之间并与底座固定连接，举升托辊与龙门架滑动连接，驱动单元和传动单元均设置在龙门架上且驱动单元能够通过传动单元带动举升托辊在竖直平面内滑动，从而将管道一端倾斜至预定角度；管道防窜机构设置在底座的前端并能够固定管道另一端的位置。本实用新型安全可靠，能够进行多种管径、多种长度、多种坡度、多个焊接位置的管道焊接实验。

Description

一种通用型管道焊接角度模拟装置

技术领域

本实用新型涉及管道焊接技术领域，具体来讲，涉及一种通用型管道焊接角度模拟装置。

背景技术

目前，山区管道焊接工艺已成为未来的发展趋势，由于该工艺在现场焊接难度较大，且最容易受施工环境的坡度影响，若采用现场模拟焊接施工难度较大，施工成本高。因此采用在车间或者实验室进行焊接工艺验证的方法来选择最优的焊接工艺。车间和实验室进行管道坡度模拟难度较大，通常采用两种方式进行带坡度的管道焊接。方式一为使用两个高低不同的固定支架进行带坡度的管道焊接；方式二为直接吊索吊管道单耳，管道另一端自然垂地进行焊接。

发明人发现，上述两种方式均存在以下缺陷：

(1)两种方式都只能适应很小范围的坡度变化，且安全系数极低，一旦发生事故，容易导致人员伤亡；

(2)低端管道不固定，焊接时不能防止管道下窜，操作难度较大且不安全；

(3)两种方式都不能使管道相对固定，容易导致管道晃动和焊接角度改变，不能达到预期效果；

(4)模拟角度范围相对较小，针对不同角度的焊接工艺需采用多种配套设备，操作相对复杂；

(5)不能适应多种管径的管道焊接角度模拟；

(6)不能通过转动焊接管道进行相应特殊位置的参数模拟，如平焊、立焊和仰焊位置；

(7)两种方式要求管道长度变化范围较小，不能焊接长度小于2m的钢管。

因此，有必要设计一种管道焊接角度模拟装置，以解决上述问题中的一项或多项。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型的目的之一在于提供一种能够适应多种管径、多种管道长度、多种焊接角度、多个焊接位置的通用型管道焊接角度模拟装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种通用型管道焊接角度模拟装置，包括底座、管道支撑机构、龙门举升机构和管道防窜机构，其中，管道支撑机构安装在底座上并包括丝杆以及滑动连接在丝杆两端的主动滚轮架和从动滚轮架，且主动滚轮架能够在动力驱动下使管道在两个滚轮架之间旋转；龙门举升机构包括龙门架、举升托辊、驱动单元和传动单元，龙门架位于主动滚轮架与从动滚轮架之间并与底座固定连接，举升托辊位于管道的下方并与龙门架滑动连接，驱动单元和传动单元均设置在龙门架上且驱动单元能够通过传动单元带动举升托辊在竖直平面内滑动，从而将管道一端倾斜至预定角度；管道防窜机构设置在底座的前端并能够固定管道另一端的位置。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述主动滚轮架和从动滚轮架都可具有一组左右设置的滚轮，所述滚轮的中心距离能够根据管道的管径进行调整，所述主动滚轮架和从动滚轮架上可设置有手轮，所述手轮能够调节主动滚轮架与从动滚轮架之间的距离。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述龙门架可由两个立柱和横梁构成，两个立柱通过可拆卸连接件与底座固定连接，且底座的左右两侧可开设有多组相互对应的连接孔。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述横梁上可设置有吊具，所述吊具可包括手拉葫芦，所述手拉葫芦能够与管道吊耳连接从而将管道一端固定在预定角度。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述两个立柱上可设置有多组相互对应的安全锁，安全锁能够在举升托辊滑动至预定高度后自动感应并锁住举升托辊。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述两个立柱上还可设置有多组相互对应的限位件，所述限位件可包括插销轴，每组插销轴与安全锁的设置位置相同并能够在安全锁失灵的情况下限制举升托辊向下的位移。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述两个立柱上可设置有导轨，所述举升托辊的两端位于导轨中并能够沿导轨上下移动。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述驱动单元可包括液压缸和液压马达，所述液压缸能够通过压缩液压油向液压马达提供驱动力，所述传动单元可包括链条链轮传动结构。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述举升托辊上可设置有锁紧块，所述锁紧块能够将管道的一端固定在举升托辊上。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述两个立柱中的至少一个的柱身上可设有多组焊接角度的刻度参考线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点包括以下内容中的至少一项：

(1)本实用新型能够进行多种管径(例如，管径为300～1422mm)、多种管道长度(例如，管道长度为1～5m)、多种焊接角度(例如，焊接角度为30°、50°、60°)、多个焊接位置(例如，平焊、立焊和仰焊位置)的焊接实验，便于开发以及验证多种管径、多种坡度、多种焊接位置的焊接工艺；

(2)本实用新型具有多重安全保障，即使发生断油或断电等突发状况也能够保证设备正常自锁，能有效避免管道下窜和下坠；

(3)本实用新型安全性高，设备运行可靠，操作简单，能够提高施工效率并降低生产成本。

附图说明

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的通用型管道焊接角度模拟装置的俯视图；

图2示出了本实用新型的一个示例性实施例的通用型管道焊接角度模拟装置的正视图；

图3示出了本实用新型的一个示例性实施例的通用型管道焊接角度模拟装置的左视图。

附图标记说明如下：

1-底座，2-管道支撑机构，2a-主动滚轮架，2b-从动滚轮架，3-龙门举升机构，3a-龙门架，3b-举升托辊，4-管道防窜机构。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本实用新型的通用型管道焊接角度模拟装置。本文中，“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了方便描述和区分，而不能理解为指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作。

本实用新型提供了一种通用型管道焊接角度模拟装置，所述管道焊接角度模拟装置包括底座、管道支撑机构、龙门举升机构和管道防窜机构。

具体地，管道支撑机构安装在底座上并包括丝杆以及滑动连接在丝杆两端的主动滚轮架和从动滚轮架。主动滚轮架和从动滚轮架都具有一组左右设置的滚轮，每组滚轮支架的滚轮中心距离能够根据管道的管径进行调整，以适应各种管径的管道固定。主动滚轮架和从动滚轮架上可设置有手轮，通过手轮和丝杆调节，能够调整主动滚轮架与从动滚轮架之间的距离，以适应各种管道长度的管道固定。主动滚轮架能够在动力驱动下使管道在两个滚轮架之间旋转，以适应转动管道的焊接模拟。例如，可采用机调式滚轮架，即主动滚轮架和从动滚轮架采用电动丝杆方式调整滚轮中心距离(只允许空载时调整，严禁负荷状态下使用)，主动滚轮架的一组滚轮上安装有驱动滚轮转动的双电机和两台减速器，并采用变频器无级调速，在电机驱动下，主动滚轮架带动管道转动并产生摩擦力，从动滚动架在摩擦力的作用下做从动转动。

龙门举升机构包括龙门架、举升托辊、驱动单元和传动单元。龙门架位于主动滚轮架与从动滚轮架之间并与底座固定连接。龙门架可由两个立柱和横梁构成，其中，两个立柱通过可拆卸连接件与底座固定连接，横梁位于底座的上方。底座的左右两侧可开设有多组相互对应的连接孔，龙门举升机构整体可以通过不同的连接孔与底座连接来改变其水平位置，从而能够对应不同长度管道的举升位置。例如，可拆卸连接件可以为连接螺栓，连接孔可以为螺纹孔。

举升托辊位于管道的下方并与龙门架滑动连接，其中，两个立柱的柱身上可设置有导轨，举升托辊的两端位于导轨中并能够沿导轨上下移动。举升托辊上可设置有锁紧块，所述锁紧块能够将管道的一端固定在举升托辊上。

驱动单元和传动单元均设置在龙门架上且驱动单元能够通过传动单元带动举升托辊在竖直平面内滑动，从而将管道一端倾斜至预定角度。驱动单元和传动单元可设置两组，分别位于两个立柱上，用于控制举升托辊的两端能够同时进行升降。驱动单元可包括液压缸和液压马达，所述液压缸能够通过压缩液压油向液压马达提供驱动力。传动单元可包括链条链轮传动结构，所述链条链轮传动结构能够将液压马达产生的机械力传递给举升托辊，从而将举升托辊移动到预定高度。

当然，上述驱动单元除了可以通过液压方式提供驱动力以外，也可通过其他方式(例如，电动方式)来提供驱动力。上述传动单元除了可以采用链条链轮结构进行传递动力外，也可采用其他方式，例如，齿轮结构或者皮带。

管道防窜机构设置在底座的前端并能够固定管道另一端的位置。例如，管道防窜机构可以为两个纵向设置的支撑件和一个横向限位件构成的H型结构，所述横向限位件的长度应大于或等于管道的直径，以便防止管道下窜。又例如，管道防窜机构也可以为矩形的挡板，所述挡板的面积大于管道的横截面积，以便防止管道下窜。

此外，横梁上可设置有吊具，所述吊具可包括手拉葫芦，所述手拉葫芦能够与管道吊耳连接从而将管道一端固定在预定角度。通过铁索拉紧管道吊耳，保证焊接过程中安全可靠，管道不下降。当然，本示例性实施例的吊具不局限于使用手拉葫芦，其他可以固定管道位置的组件均可使用，例如，电动葫芦，或者铁链，或者绳索。

两个立柱上可设置有多组相互对应的安全锁，安全锁能够在举升托辊滑动至预定高度后自动感应并锁住举升托辊。两个立柱上还可设置有多组相互对应的限位件，所述限位件可包括插销轴，每组插销轴与安全锁的设置位置相同并能够在安全锁失灵的情况下限制举升托辊向下的位移。这里，安全锁与限位件能够二次保证焊接过程中的安全可靠，防止管道下坠。

两个立柱中的至少一个的柱身上可设有多组焊接角度的刻度参考线，用于给不同长度管道的举升位置的提供参考高度，便于操作。

为了更好地理解本实用新型的上述示例性实施例，下面结合附图和具体示例对其进行进一步说明。

图1示出了本实用新型的通用型管道焊接角度模拟装置的一个示例性实施例的俯视图。图2示出了本实用新型的通用型管道焊接角度模拟装置的一个示例性实施例的正视图。图3示出了本实用新型的通用型管道焊接角度模拟装置的一个示例性实施例的左视图。

如图1、图2和图3所示，通用型管道焊接角度模拟装置包括底座1、管道支撑机构2、龙门举升机构3和管道防窜机构4。

其中，主动滚轮架2a、从动滚轮架2b和丝杆组成管道支撑机构2，龙门架3a、举升托辊3b、液压缸和链条链轮传动结构组成龙门举升机构3。底座1放置在地面上，主动滚轮架2a和从动滚轮架2b滑动安装在丝杆上，丝杠固定安装在底座1上。龙门架3a连接在底座1的两侧，举升托辊3b与龙门架3a滑动连接，液压缸和链条链轮传动结构设置在龙门架3a两侧的侧壁上。管道防窜机构4设置在于底座1的前方。

焊接角度为30°时，举升托辊3b将管道举升至预定高度，使得管道与水平面之间形成30°的夹角，管道防窜机构4与管道底部接触，用于防止管道下窜。

示例1

采用上述示例性实施例的管道焊接角度模拟装置对管径为300～1422mm，长度为1～5m，焊接角度为0～50°，根部已点焊完成的管道进行模拟焊接实验，测试的管道焊接模拟实验如下：

(1)对管径为325mm、管道长度为1m的管道进行焊接角度为0°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

(2)对管径为325mm、管道长度为5m的管道进行焊接角度为50°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

(3)对管径为813mm、管道长度为1m的管道进行焊接角度为0°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

(4)对管径为813mm、管道长度为5m的管道进行焊接角度为50°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

(5)对管径为1219mm、管道长度为1m的管道进行焊接角度为0°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

(6)对管径为1219mm、管道长度为5m的管道进行焊接角度为50°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

(7)对管径为1422mm、管道长度为1m的管道进行焊接角度为0°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

(8)对管径为1422mm、管道长度为4.5m的管道进行焊接角度为50°的焊接模拟实验，实验证实该装置正常运作且能满足实验需要。

根据上述实验结果证实该装置能够适用于管径为300～1422mm、管道长度为1～5m、焊接角度为0～50°的管道焊接模拟实验。

另外，还采用上述示例性实施例的管道焊接角度模拟装置进行了转动管道0～360°的模拟焊接实验，实验证实该装置可正常运作且能满足实验需要，可适用于转动管道0～360°的管道焊接模拟实验。

在50°位置固定好手拉葫芦吊索以及安全锁及插销轴后，断电断油测试设备安全性，设备达到自锁效果，管道无晃动及下降，证明该装置安全性能高。

示例2

例如，针对某焊接工艺，该工艺采用的管径为813mm、长度为1m的根部已点焊完成的管道进行焊接角度为50°的焊接参数调试。该工艺主要难点在于调试仰焊位置的焊接参数，其余位置焊接参数已调试完成，若采用传统的焊接方式进行焊接，操作相对复杂且耗时较长。采用本实用新型的通用型管道焊接角度模拟装置进行3次转动焊接后，仅焊接4点～6点位后即可完成仰焊位置的焊接参数测试。

示例3

例如，某焊接工艺，该工艺采用的管径为1422mm、长度为4.5m的根部已点焊完成的管道进行焊接角度为30°的焊接参数调试。该工艺主要难点在于管道长度较长、管径较大、重量较大，若采用原来的吊装方式进行焊接，操作时管道易晃动，安全性差。采用本实用新型的通用型管道焊接角度模拟装置进行管道焊接，待焊接管道放置平稳，焊接角度始终为30°，安全性高。

综上所述，本实用新型的通用型管道焊接角度模拟装置的优点可包括：

(1)本实用新型能够进行多种管径(例如，管径为300～1422mm)、多种管道长度(例如，管道长度为1～5m)、多种焊接角度(例如，焊接角度为30°、50°、60°)、多个焊接位置(例如，平焊、立焊和仰焊位置)的焊接实验，便于开发以及验证多种管径、多种坡度、多种焊接位置的焊接工艺。

(2)本实用新型具有多重安全保障，即使发生断油或断电等突发状况也能够保证设备正常自锁，能有效避免管道下窜和下坠。

(3)本实用新型安全性高，设备运行可靠，操作简单，能够提高施工效率。大大节约时间成本和生产成本。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (10)

1.一种通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述管道焊接角度模拟装置包括底座、管道支撑机构、龙门举升机构和管道防窜机构，其中，

所述管道支撑机构安装在底座上并包括丝杆以及滑动连接在丝杆两端的主动滚轮架和从动滚轮架，且所述主动滚轮架能够在动力驱动下使管道在两个滚轮架之间旋转；

所述龙门举升机构包括龙门架、举升托辊、驱动单元和传动单元，龙门架位于主动滚轮架与从动滚轮架之间并与底座固定连接，举升托辊位于管道的下方并与龙门架滑动连接，驱动单元和传动单元均设置在龙门架上且驱动单元能够通过传动单元带动举升托辊在竖直平面内滑动，从而将管道一端倾斜至预定角度；

所述管道防窜机构设置在底座的前端并能够固定管道另一端的位置。

2.根据权利要求1所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述主动滚轮架和从动滚轮架都具有一组左右设置的滚轮，所述滚轮的中心距离能够根据管道的管径进行调整，所述主动滚轮架和从动滚轮架上设置有手轮，所述手轮能够调节主动滚轮架与从动滚轮架之间的距离。

3.根据权利要求1所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述龙门架由两个立柱和横梁构成，两个立柱通过可拆卸连接件与底座固定连接，且底座的左右两侧开设有多组相互对应的连接孔。

4.根据权利要求3所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述横梁上设置有吊具，所述吊具包括手拉葫芦，所述手拉葫芦能够与管道吊耳连接从而将管道一端固定在预定角度。

5.根据权利要求3所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述两个立柱上设置有多组相互对应的安全锁，安全锁能够在所述举升托辊滑动至预定高度后自动感应并锁住举升托辊。

6.根据权利要求5所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述两个立柱上还设置有多组相互对应的限位件，所述限位件包括插销轴，每组插销轴与安全锁的设置位置相同并能够在安全锁失灵的情况下限制举升托辊向下的位移。

7.根据权利要求3所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述两个立柱上设置有导轨，所述举升托辊的两端位于导轨中并能够沿导轨上下移动。

8.根据权利要求1所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述驱动单元包括液压缸和液压马达，所述液压缸能够通过压缩液压油向液压马达提供驱动力，所述传动单元包括链条链轮传动结构。

9.根据权利要求1所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述举升托辊上设置有锁紧块，所述锁紧块能够将管道的一端固定在举升托辊上。

10.根据权利要求3所述的通用型管道焊接角度模拟装置，其特征在于，所述两个立柱中的至少一个的柱身上设有多组焊接角度的刻度参考线。

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