CN214684690U - 管道焊缝内壁保护气体充入装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种管道焊缝内壁保护气体充入装置，该管道焊缝内壁保护气体充入装置包括：可沿管道周向和轴向移动的轮组结构、可随所述轮组结构移动的气体输出装置以及光线追踪控制器；其中，所述气体输出装置的输出端贴近管道内壁设置；所述光线追踪控制器的监测端用于监测管道焊缝焊接时产生光线的焊点，并将信号反馈至轮组结构，以使所述轮组结构带动气体输出装置的输出端在管道内追随焊点运动。本申请解决了相关技术中管道焊接前需要制作填充有保护气体的气室，导致制作费时，还浪费大量成本高昂的惰性气体的问题。

Description

管道焊缝内壁保护气体充入装置

技术领域

本申请涉及管道焊接保护技术领域，具体而言，涉及一种管道焊缝内壁保护气体充入装置。

背景技术

管道焊接在电力、石油化工、钢铁煤矿、冶金冶炼等行业里应用广泛，管道焊接施工中涉及到不锈钢、高合金钢等一些需要对焊缝背面充惰性气体进行抗氧化保护的焊缝。传统的保护方法如图1所示，需要预先在管道内部制作一个气室，再往气室充惰性气体，并将气室内的空气完全置换后才可焊接，气室制作不仅费时，还浪费大量的成本高昂的惰性气体。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种管道焊缝内壁保护气体充入装置，以解决相关技术中管道焊接前需要制作填充有保护气体的气室，导致制作费时，还浪费大量成本高昂的惰性气体的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种管道焊缝内壁保护气体充入装置，该管道焊缝内壁保护气体充入装置包括：可沿管道周向和轴向移动的轮组结构、可随所述轮组结构移动的气体输出装置以及光线追踪控制器；其中，所述气体输出装置的输出端贴近管道内壁设置；所述光线追踪控制器的监测端用于监测管道焊缝焊接时产生光线的焊点，并将信号反馈至轮组结构，以使所述轮组结构带动气体输出装置的输出端在管道内追随焊点运动。

进一步的，轮组结构包括轮组安装件以及沿周向设于所述轮组安装件上的多个轮组组件；其中，所述轮组组件包括自行走滚轮以及旋转机构，所述旋转机构的固定端与所述轮组安装件连接，旋转机构的输出端与所述自行走滚轮连接。

进一步的，旋转机构包括固定在所述轮组安装件上的旋转杆、套设在所述旋转杆上的齿圈以及固定在所述自行走滚轮上的旋转电机；所述旋转电机的输出端设置有与所述齿圈啮合的主动齿轮，所述旋转杆远离所述轮组安装件的一端与所述自行走滚轮转动连接。

进一步的，轮组安装件设置为伸缩组件，所述伸缩组件的输出端与所述轮组组件匹配，用于带动轮组组件沿管道径向伸缩。

进一步的，轮组组件设置为三组并呈三角分布，所述轮组安装件包括呈“Y”形的三通套筒以及活动套设在所述三通套筒三个开口处的伸缩杆，所述伸缩杆的端部与所述旋转杆固定连接。

进一步的，轮组安装件还包括与所述三通套筒连接的气压或液压装置，所述气压或液压装置用于向所述伸缩杆移动提供动力。

进一步的，还包括可套设在管道内的安装件，所述轮组结构固定在所述安装件上；所述气体输出装置包括固设于所述安装件内的储气瓶，所述储气瓶的输出端设置有气体流量阀，所述气体流量阀通过气体输出管连接有气体电磁阀，所述气体电磁阀通过气体输出管连接有导气管，所述导气管上设置有密封罩，所述密封罩贴近管道的焊缝设置。

进一步的，导气管与所述密封罩之间通过金属膨胀节弹性连接，所述密封罩的开口端与管道内壁紧密贴合，并设置为斗形或方形。

进一步的，安装件设置为套管，所述光线追踪控制器固定在所述套管内，光线追踪控制器的检测端延伸出所述套管并贴近管道焊缝设置。

进一步的，轮组结构设置为两组并分布在所述套管的两端；所述套管的两端各开设有三个呈三角分布的通孔，所述轮组结构中的三通套筒固定在所述套管内，套设在所述三通套筒内的伸缩杆延伸出对应的通孔。

在本申请实施例中，通过设置可沿管道周向和轴向移动的轮组结构、可随所述轮组结构移动的气体输出装置以及光线追踪控制器；其中，所述气体输出装置的输出端贴近管道内壁设置；所述光线追踪控制器的监测端用于监测管道焊缝焊接时产生光线的焊点，并将信号反馈至轮组结构，以使所述轮组结构带动气体输出装置的输出端在管道内追随焊点运动。达到了使轮组结构可带动气体输出装置的输出端沿管道的轴向行走至焊接位置，然后在光线追踪控制器的作用下随着焊接的进行沿管道周向行走，使得保护气体可及时的释放在焊缝背面的目的，从而实现了实时保护焊缝背面，并且不用提前释放大量保护气体，节省气体，取消气室制作流程，节省时间和节省成本的技术效果，进而解决了相关技术中管道焊接前需要制作填充有保护气体的气室，导致制作费时，还浪费大量成本高昂的惰性气体的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中气室的结构示意图；

图2是根据本申请实施例中的侧视结构示意图；

图3是根据本申请实施例中的正视结构示意图；

图4是根据本申请实施例中轮组结构的结构示意图；

其中，1管道，2光线追踪控制器，3安装件，4轮组结构，43旋转杆，44自行走滚轮，45旋转电机，46主动齿轮，47齿圈，44a车轮，44b转轴，44c车轮固定装置，44d齿轮一，44e齿轮二，44f车轮电机，5导气管，6密封罩，7焊缝，8金属膨胀节，9电机控制器，10气体电磁阀，11储气瓶，12气体流量阀，13气体输出装置，14轮组安装件，141三通套筒，142伸缩杆。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图2至图4所示，本申请实施例提供了一种管道焊缝内壁保护气体充入装置，该管道焊缝内壁保护气体充入装置包括：可沿管道1周向和轴向移动的轮组结构4、可随轮组结构4移动的气体输出装置13以及光线追踪控制器2；其中，气体输出装置13的输出端贴近管道1内壁设置；光线追踪控制器2的监测端用于监测管道1的焊缝7焊接时产生光线的焊点，并将信号反馈至轮组结构4，以使轮组结构4带动气体输出装置13的输出端在管道1内追随焊点运动。

本实施例中，由于管道1具有一定的轴向长度，而焊接过程则是环向动作，因此要求轮组结构4需要具有沿管道1轴向移动以及沿管道1周向移动的能力，具体的，轮组结构4可采用两种移动结构，分别具有沿管道1轴向和周向移动的能力，也可只采用一种移动结构，该移动结构具有移动方向切换的功能。气体输出装置13用于保护气体的流动和输出，此处保护气体可选用氩气，气体输出装置13可仅采用输送管或输送管和储气瓶11。当仅采用输送管时，轮组结构4带动输送管在管道1内移动，在轮组结构4进入管道1内时拉动输送管移动，在轮组结构4退出管道1时，为避免管道1内的输送管对轮组结构4移动产生干涉，需要通过外力将输送管随着轮组结构4的退出而收纳。

因此，为提高使用便捷度，轮组结构4带动输送管和储气瓶11一起在管道1内移动。当轮组结构4在管道1内行走至焊缝7平行处时，气体输出装置13的输出端对齐焊缝7施焊起始位置。为了实现对焊缝7背面的保护，气体输出装置13的输出端与管道1内壁之间的间距小于5mm，优选为贴紧管道1内壁。此时先通过气体输出装置13对焊缝7背面进行保护气体的释放，然后开始施焊，施焊过程中光线追踪控制器2实时采集焊点的位置，当焊点进行周向移动时，将信号反馈至轮组结构4，轮组结构4带动气体输出装置13的输出端在管道1内追随焊点做周向运动，使气体输出装置13的输出端始终对着焊缝7焊点完成对焊缝7背面的抗氧化保护，光线追踪控制器2可采用激光焊缝追踪器。

本实施例达到了使轮组结构4可带动气体输出装置13的输出端沿管道1的轴向行走至焊接位置，然后在光线追踪控制器2的作用下随着焊接的进行沿管道1周向行走，使得保护气体可及时的释放在焊缝7背面的目的，从而实现了实时保护焊缝7背面，并且不用提前释放大量保护气体，节省气体，取消气室制作流程，节省时间和节省成本的技术效果，进而解决了相关技术中管道焊接前需要制作填充有保护气体的气室，导致制作费时，还浪费大量成本高昂的惰性气体的问题。

如图2至图4所示，轮组结构4包括轮组安装件14以及沿周向设于轮组安装件14上的多个轮组组件；其中，轮组组件包括自行走滚轮44以及旋转机构，旋转机构的固定端与轮组安装件14连接，旋转机构的输出端与自行走滚轮44连接。

具体的，需要说明的是，轮组组件设置为两个以上并均匀分布在轮组安装件14上，优选为三个并呈三角分布，轮组安装件14起到对轮组组件的安装支撑作用。轮组组件具有移动方向切换的功能，具体的，其由自行走滚轮44和旋转机构共同组成，自行走滚轮44采用相关技术中的滚轮结构，其具有驱动机构、车轮44a和车轮固定装置44c，车轮固定装置44c设置为U形，车轮44a通过转轴44b安装在车轮固定装置44c的开口处，转轴44b的一端延伸出车轮固定装置44c固定有齿轮一44d，驱动机构为固定在车轮固定装置44c上的车轮电机44f，车轮电机44f的输出端传动连接有与齿轮一44d啮合的齿轮二44e。通过车轮电机44f带动车轮44a旋转，从而实现自行走功能。

旋转机构包括固定在轮组安装件14上的旋转杆43、套设在旋转杆43上的齿圈47以及固定在自行走滚轮44上的旋转电机45；旋转电机45的输出端设置有与齿圈47啮合的主动齿轮46，旋转杆43远离轮组安装件14的一端与自行走滚轮44转动连接。

如图4所示，旋转电机45和车轮电机44f同样固定在车轮固定装置44c上，旋转电机45的输出端带动主动齿轮46旋转，由于主动齿轮46和旋转杆43上的齿圈47啮合，而旋转杆43的一端和轮组安装件14固定，另一端和自行走滚轮44上的车轮固定装置44c转动连接，因此在主动齿轮46转动时，带动旋转电机45、自行走滚轮44和主动齿轮46绕齿圈47的轴线做周转，从而使得自行走滚轮44改变移动方向。例如，当自行走滚轮44在管道1内沿管道1轴向行走至焊缝7处时，通过旋转电机45动作带动自行走滚轮44旋转90°，切换行走方向为沿管道1周向行走。

如图2至图4所示，为了使轮组组件可应用于不同管径的管道1，轮组安装件14设置为伸缩组件，伸缩组件的输出端与轮组组件匹配，用于带动轮组组件沿管道1径向伸缩，轮组组件设置为三组并呈三角分布，轮组安装件14包括呈“Y”形的三通套筒141以及活动套设在三通套筒141三个开口处的伸缩杆142，伸缩杆142的端部与旋转杆43固定连接。

具体的，需要说明的是，三通套筒141具有三个呈等分的开口端，三个伸缩杆142分别滑动套设在三通套筒141的三个开口端，为了使伸缩杆142的移动更为稳定和准确，伸缩杆142位于三通套筒141的一端还设置有活塞，轮组安装件14还包括与三通套筒141连接的气压或液压装置，气压或液压装置用于向伸缩杆142移动提供动力。通过气压或液压装置推动活塞移动，从而带动伸缩杆142伸出，使得轮组组件的作用直径变长。

如图2至图4所示，还包括可套设在管道1内的安装件3，轮组结构4固定在安装件3上；气体输出装置13包括固设于安装件3内的储气瓶11，储气瓶11的输出端设置有气体流量阀12，气体流量阀12通过气体输出管连接有气体电磁阀10，气体电磁阀10通过气体输出管连接有导气管5，导气管5上设置有密封罩6。

具体的，需要说明的是，当轮组结构4行走至管道1的焊缝7处时，控制储气瓶11的气体流量阀12和气体电磁阀10打开，保护气体通过气体输出管流动至导气管5，再由导气管5上的密封罩6输出，为了使密封罩6也可适用于不同管径的管道1，导气管5与密封罩6之间通过金属膨胀节8弹性连接，为了焊缝7处保护气体的充盈程度，密封罩6的开口端与管道1内壁紧密贴合，并设置为斗形或方形。

如图2至图4所示，安装件3设置为套管，光线追踪控制器2固定在套管内，光线追踪控制器2的检测端延伸出套管并贴近管道1焊缝7设置。套管内可设置呈“Y”字形的隔板，通过隔板将套管内部空间分割为三个部分，光线追踪控制器2、储气瓶11、气体输出管均可安装在分割空间内。为了保证套管移动的稳定性，轮组结构4设置为两组并分布在套管的两端；套管的两端各开设有三个呈三角分布的通孔，轮组结构4中的三通套筒141固定在套管内，套设在三通套筒141内的伸缩杆142延伸出对应的通孔。

具体的，需要说明的是，套管内还安装有电机控制器9，电机控制器9与自行走滚轮44和旋转电机45电性连接，用于控制自行走滚轮44的行走以及行走方向切换，电机控制器9还可与光线追踪控制器2电性连接，用于接收光线追踪控制器2的信号而对自行走滚轮44进行控制。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，包括：可沿管道(1)周向和轴向移动的轮组结构(4)、可随所述轮组结构(4)移动的气体输出装置(13)以及光线追踪控制器(2)；其中，

所述气体输出装置(13)的输出端贴近管道(1)内壁设置；所述光线追踪控制器(2)的监测端用于监测管道(1)的焊缝(7)焊接时产生光线的焊点，并将信号反馈至轮组结构(4)，以使所述轮组结构(4)带动气体输出装置(13)的输出端在管道(1)内追随焊点运动。

2.根据权利要求1所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述轮组结构(4)包括轮组安装件(14)以及沿周向设于所述轮组安装件(14)上的多个轮组组件；其中，

所述轮组组件包括自行走滚轮(44)以及旋转机构，所述旋转机构的固定端与所述轮组安装件(14)连接，旋转机构的输出端与所述自行走滚轮(44)连接。

3.根据权利要求2所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述旋转机构包括固定在所述轮组安装件(14)上的旋转杆(43)、套设在所述旋转杆(43)上的齿圈(47)以及固定在所述自行走滚轮(44)上的旋转电机(45)；

所述旋转电机(45)的输出端设置有与所述齿圈(47)啮合的主动齿轮(46)，所述旋转杆(43)远离所述轮组安装件(14)的一端与所述自行走滚轮(44)转动连接。

4.根据权利要求3所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述轮组安装件(14)设置为伸缩组件，所述伸缩组件的输出端与所述轮组组件匹配，用于带动轮组组件沿管道(1)径向伸缩。

5.根据权利要求4所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述轮组组件设置为三组并呈三角分布，所述轮组安装件(14)包括呈“Y”形的三通套筒(141)以及活动套设在所述三通套筒(141)三个开口处的伸缩杆(142)，所述伸缩杆(142)的端部与所述旋转杆(43)固定连接。

6.根据权利要求5所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述轮组安装件(14)还包括与所述三通套筒(141)连接的气压或液压装置，所述气压或液压装置用于向所述伸缩杆(142)移动提供动力。

7.根据权利要求5或6所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，还包括可套设在管道(1)内的安装件(3)，所述轮组结构(4)固定在所述安装件(3)上；

所述气体输出装置(13)包括固设于所述安装件(3)内的储气瓶(11)，所述储气瓶(11)的输出端设置有气体流量阀(12)，所述气体流量阀(12)通过气体输出管连接有气体电磁阀(10)，所述气体电磁阀(10)通过气体输出管连接有导气管(5)，所述导气管(5)上设置有密封罩(6)，所述密封罩(6)贴近管道(1)的焊缝(7)设置。

8.根据权利要求7所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述导气管(5)与所述密封罩(6)之间通过金属膨胀节(8)弹性连接，所述密封罩(6)的开口端与管道(1)内壁紧密贴合，并设置为斗形或方形。

9.根据权利要求8所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述安装件(3)设置为套管，所述光线追踪控制器(2)固定在所述套管内，光线追踪控制器(2)的检测端延伸出所述套管并贴近管道(1)的焊缝(7)设置。

10.根据权利要求9所述的管道焊缝内壁保护气体充入装置，其特征在于，所述轮组结构(4)设置为两组并分布在所述套管的两端；所述套管的两端各开设有三个呈三角分布的通孔，所述轮组结构(4)中的三通套筒(141)固定在所述套管内，套设在所述三通套筒内的伸缩杆(142)延伸出对应的通孔。

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