CN216504856U - 一种钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置：梯形丝杠左右两端设置端面法兰和焊接底板；梯形丝杠和端面法兰之间固定安装座，梯形丝杠和安装座之间设置轴承，梯形丝杠和焊接底板之间固定底帽，梯形丝杠和底帽之间设置平面轴承，梯形丝杠左端连接十字螺栓，梯形丝杠中部设置杆端螺母；焊接底板外圆均布涨紧片，每个涨紧片左端均穿过端面法兰，且设置后导向板环，每个涨紧片右端均设置前导向板环；每个涨紧片均通过铰接机构与杆端螺母连接，杆端螺母移动的同时带动涨紧片沿径向移动。本实用新型实现将连续防腐的相邻钢管衔接、连接和分离功能，保证管材在防腐传送线连续生产。

Description

一种钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置

技术领域

本实用新型涉及一种连接装置，更具体地说，是涉及一种钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置。

背景技术

随着石油天然气工业的发展，油气输送管线应用逐渐增多，为保证海底管道油气输送管线的的寿命，石油、天然气管道均须对管材进行聚烯烃(3LPE/3LPP)防腐处理，聚烯烃防腐管材一般为12.2米，在特定的防腐生产线连续作业，应选用简易的管端连接装置，将3-5根毗邻的管材进行串联，以保证管材在生产线连续作业。

现有管端连接装置，结构设计比较简单，主要是通过人工搬运、对口和螺栓安装作业，且管道连接装置材料为碳钢铁板，通过专业卷制、焊接和组装配套后，重量较重，随着管径的增加，人工操作难度亦随之增大，安装效率降低，安装质量和稳定性不高。另外，由于人为安装，螺栓紧固质量缺陷和管端连接装置变形，均对安装质量有较大影响，偶尔安装运行滑脱，安装失误时有发生，进而影响整个防腐生产线的平稳运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，能够实现防腐生产线上相邻钢管衔接、连接和分离功能，通过对钢管位置、水平垂直距离检测，利用伺服电机、装卸定位装置，最终实现管端连接装置的自动化顶升、对口、固定、衔接、连接、分离，其操作过程中仅需要人工辅助，降低人工成本和安全风险。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，包括梯形丝杠，所述梯形丝杠左右两端分别设置有端面法兰和焊接底板，所述端面法兰和焊接底板均设置有一一对应的承插定位孔；

所述梯形丝杠和端面法兰之间固定有安装座，所述梯形丝杠和安装座之间设置有轴承，所述梯形丝杠和焊接底板之间固定有底帽，所述梯形丝杠和底帽之间设置有平面轴承，所述梯形丝杠左侧顶端连接有可带动其旋转的十字螺栓，所述梯形丝杠中部设置有随其转动可沿其移动的杆端螺母；

所述焊接底板外圆周均布有弧形涨紧片，每个所述涨紧片左端均穿过端面法兰，且该端部均设置有与其一体结构的后导向板环，每个所述涨紧片右端均位于焊接底板圆周外侧，且该端部均设置有与其一体结构的前导向板环；每个所述涨紧片均通过铰接机构与杆端螺母连接，杆端螺母移动的同时带动涨紧片沿径向移动。

所述梯形丝杠和安装座之间由左至右依次设置有一号石墨铜套、轴承、二号石墨铜套、轴卡，所述梯形丝杠和底帽之间还设置有三号石墨铜套。

每个所述后导向板环均向端面法兰圆心处倾斜设置，每个所述前导向板环均向焊接底板圆心处倾斜设置，且每个所述前导向板环均位于焊接底板的右侧。

所述端面法兰沿外圆均匀设置有涨紧片安装孔，每个所述涨紧片均可在其对应的涨紧片安装孔内径向移动。

每个所述铰接机构均包括两个呈X形铰接连接的连杆，其中一个连杆的一端与固定于端面法兰右侧的一号支座铰接，另一端与固定于涨紧片内侧的滑动支座活动连接，另外一个连杆的一端与固定于杆端螺母外壁的二号支座铰接，另一端与固定于涨紧片内侧的三号支座铰接。

所述滑动支座设置有长条形滑孔，对应的连杆端部固定设置有连接柱，连接柱可沿滑动支座的滑孔移动。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本实用新型实现了复杂工序的简易操作，功能覆盖了顶升、定位、连接、管材长度补偿、管径自适应、耐高温等需求。本实用新型利用伺服电机、装卸定位装置的配合，可以实现管端连接装置自动化操作，安装效率提高、质量可靠。

(2)本实用新型用于限位、密封端面法兰便于拆卸和更换，在管径变化范围较大时，可在保证支撑框架主体不变的情况下，按需更换，实现相近管径管材装置通用性。

(3)本实用新型中梯形丝杠、连杆、涨紧片相互作用，根据扭矩设定，实时连锁、反锁，丝杠的导程、涨紧片的径向移动距离设计，实现了管径变化补偿。

(4)本实用新型中梯形丝杠上设计随动的杆端螺母，两端的石墨铜套、杆端螺母和梯形丝杠之间具有摩擦力，在梯形丝杠获得一定扭矩时随动的杆端螺母和梯形丝杆间通过摩擦力会保持一定的涨紧力，实现较强的反向自锁能力，确保在管端连接装置安装后稳定运行，杆端螺母防止钢砂丸嵌入丝杠螺纹、螺母丝口等易损位置，实现管端连接装置有效防护和重复利用。

附图说明

图1是本实用新型钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置的端面示意图。

图2是图1中A-A剖视图。

附图标记：1-承插定位孔；2-焊接底板；3-十字螺栓；4-端面法兰；5-涨紧片；6-连杆；7-梯形丝杆；8-杆端螺母；9-前导向板环；10-后导向板环；11-安装座；12-一号石墨铜套；13-二号石墨铜套；14-三号石墨铜套；15-轴承；16-平面轴承；17-轴卡；18-底帽；19-一号支座；20-二号支座；21-三号支座；22-滑动支座。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实例，并配合附图详细说明如下。

如图1和图2所示，本实用新型钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，包括梯形丝杠7，所述梯形丝杠7左右两端分别设置有端面法兰4和焊接底板2，所述端面法兰4和焊接底板2均设置有一一对应的承插定位孔1。

所述梯形丝杠7和端面法兰4之间固定有安装座11，所述梯形丝杠7和安装座11之间由左至右依次设置有一号石墨铜套12、轴承15、二号石墨铜套13、轴卡17，所述梯形丝杠7和焊接底板2之间固定有底帽18，所述梯形丝杠7和底帽18之间设置有三号石墨铜套14和平面轴承16。所述梯形丝杠7左侧顶端连接有可带动其旋转的十字螺栓3，所述梯形丝杠7中部设置有杆端螺母8，随梯形丝杠7转动的同时杆端螺母8可沿其移动。

所述焊接底板2外圆周均布有弧形涨紧片5，优选三个。每个所述涨紧片5左端均穿过端面法兰4，且该端部均设置有与其一体结构的后导向板环10，每个所述后导向板环10均向端面法兰4圆心处倾斜设置。每个所述涨紧片5右端均位于焊接底板2圆周外侧，且该端部均设置有与其一体结构的前导向板环9，每个所述前导向板环9均向焊接底板2圆心处倾斜设置，且每个所述前导向板环9均位于焊接底板2的右侧。每个所述涨紧片5均通过铰接机构与杆端螺母8连接，杆端螺母8移动的同时带动涨紧片5沿径向移动。其中，所述端面法兰4沿外圆均匀设置有涨紧片安装孔，每个所述涨紧片5均可在其对应的涨紧片安装孔内径向移动。

每个所述铰接机构均包括两个呈X形铰接连接的连杆6，其中一个连杆6的一端与固定于端面法兰4右侧的一号支座19铰接，另一端与固定于涨紧片5内侧的滑动支座22活动连接，另外一个连杆6的一端与固定于杆端螺母8外壁的二号支座20铰接，另一端与固定于涨紧片5内侧的三号支座21铰接。其中，所述滑动支座22设置有长条形滑孔，对应的连杆6端部固定设置有连接柱，连接柱可沿滑动支座22的滑孔移动。

承插定位孔1、焊接底板2的功能覆盖了管端连接装置与管材的自动定位、衔接。端面法兰4、涨紧片5实现了限位、密封端面和便携式拆装，并保证相近管径管材连接装置通用性。梯形丝杠7带动连杆6滑动，实现管端连接装置的涨紧和松脱，涨紧力度可以在配套使用的安装设备中设置扭矩，保证管端连接装置的涨紧程度一致性。梯形丝杠7设计。在连接器丝杠获得一定扭矩时随动的杆端螺母8和梯形丝杆7间通过摩擦力会保持一定的涨紧力，实现较强的反向自锁能力，设计的反向自锁和杆端螺母8，确保管端连接装置安装稳定性，杆端螺母8防止磨料运行中嵌入，实现管端连接装置有效防护和重复利用。

当装卸定位装置完成管端连接装置与管材的位置匹配后，电控柜启动安装指令。装卸定位装置通过连接承插定位孔1，促使管端连接装置向管材端部移动，通过倾斜的前导向板环9引导，完成管端连接装置与管端的水平、垂直位置精准调整；当管端连接装置移动到指定位置后，端面法兰4与钢管坡口贴合；电控系统自动输入扭矩信号，十字螺栓3在电机带动下，直接将作用力传递到梯形丝杆7，梯形丝杆7顺时针旋转，螺纹带动链接连杆6，直接推动撑开涨紧片5向外扩张，在相互作用力下，涨紧片5与管道内壁贴合；随着扭矩值的增加，达到设定数值后，十字螺栓3停止转动，梯形丝杠7反向自锁，装卸定位装置自动与管端连接装置脱离，涨紧片5与管道内壁的摩擦力确保管端连接装置稳固在管端。

本实用新型管端连接装置的技术参数如下：

本实用新型管端连接装置的操作规程：

(1)将管端连接装置放置在装卸定位装置上，观察管端连接装置的承插定位孔1是否已处于受力状态，并固定平稳；

(2)将总电控柜、装卸定位装置接通电源，检查电源指示灯、报警灯是否正常；

(3)点击启动按钮后，装卸定位装置将管端连接装置顶升、旋转到与钢管轴心平齐高度，装卸定位装置检测钢管的水平及中心高度，进行精确匹配；

(4)定位及对口后，管端连接装置缓慢移动，并嵌入钢管管端内部，直至端面法兰4与管端坡口贴合。

(5)通过带扭矩伺服电机，顺时针旋转十字螺栓3，锁紧管端连接装置，观察梯形丝杆7、涨紧片5机械动作，确保在合理范围内；

(6)随着涨紧片5与管材内壁贴合，涨紧片5与管材内壁反作用力，将传递到梯形丝杆7和伺服电机。观察力值达到设定扭矩时，十字螺栓3是否自动停止旋转，并与管端连接装置自动脱离。

(7)装卸定位装置脱离管端连接装置时，观察管端连接装置与管材连接状态，是否存在摆动、颤动，甚至自动分离现象。

当管端连接装置、装卸定位装置出现故障报警时，人工先通过手动按钮停止相关作业，并分离装卸定位装置与管端连接装置，移动到安全位置，然后检查故障原因，排除故障后，按复位按钮。

本实用新型管端连接装置，通过总电控柜控制装卸定位装置安装作业，实现管端连接装置的自动安装与拆卸，操作过程只需1人辅助操作，降低人工成本和安全风险，保证管端连接装置安装质量。首先实现管端连接装置和钢管的定位匹配，再根据管端连接装置设定的扭矩值，验证管端连接装置的安装紧固程度，最终实现管端连接装置在防腐传送线上平稳运行。本实用新型管端连接装置设计适用于Ф168—1420mm不同规格钢管，尤其对大管径、大重量钢管，优势越明显。

本实用新型利用伺服电机、装卸定位装置，最终实现管端连接装置的自动化对口、固定、连接和分离。本实用新型装置与装卸定位装置机电一体化、自动化设计，操作简单，工艺合理，实用性强，提高了安装效率和质量，降低了安全风险，实现连续聚烯烃防腐的相邻钢管连接和分离功能，保证管材在防腐生产线连续作业。

本实用新型专利所独立开发的防腐生产线用管端连接器装置，已成功安装在珠海管道公司防腐作业中心，并取得了良好的调试、应用效果，计划调试成熟后，在恩平3期等防腐项目中推广。本实用新型发明将长期处于国内领先地位。

本实用新型专利设计开发的管材聚烯烃防腐生产线用管端连接器装置，是公司向自动化转型的一次尝试，通过总电控柜、装卸定位装置，实现自动安装与拆卸，可满足防腐传送线进管、追管自动化要求，提高防腐生产线管线运行稳定性和自动化率，一方面加快推进防腐作业线自动化升级，巩固珠海管道公司在国内防腐领域的引领地位，另一方面提升公司的品牌美誉度，增强核心业务等技术竞争力。

相比于现有的人工安装、简易的管端连接装置，采用新型管端连接装置，可显著提高管端连接器运行的安全、稳定性，实现管端连接器自动安装与拆卸，保证管端连接装置安装质量。

本实用新型实现了管端连接装置自动化操作，安装效率提高、质量可靠；实现了复杂工序的简易操作，功能覆盖了顶升、定位、连接、管材长度补偿、管径自适应、耐高温等需求；用于限位、密封端面法兰便于拆卸和更换，在管径变化范围较大时，可在保证支撑框架主体不变的情况下，按需更换，实现相近管径管材装置通用性；实现了管端连接装置自动化操作，安装效率提高、质量可靠；实现了复杂工序的简易操作，功能覆盖了顶升、定位、连接、管材长度补偿、管径自适应、耐高温等需求；用于限位、密封端面法兰便于拆卸和更换，在管径变化范围较大时，可在保证支撑框架主体不变的情况下，按需更换，实现相近管径管材装置通用性；梯形丝杠、铰接连杆、涨紧片相互作用，根据扭矩设定，实时连锁、反锁，丝杠的导程、涨紧片的宽度设计，实现了管径变化补偿；梯形丝杠设计反向自锁和随动螺母，较强的反向自锁能力，确保在管端连接装置安装后稳定运行，随动螺母防止钢砂丸嵌入丝杠螺纹、螺母丝口等易损位置，实现管端连接装置有效防护和重复利用。

尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，其特征在于，包括梯形丝杠(7)，所述梯形丝杠(7)左右两端分别设置有端面法兰(4)和焊接底板(2)，所述端面法兰(4)和焊接底板(2)均设置有一一对应的承插定位孔(1)；

所述梯形丝杠(7)和端面法兰(4)之间固定有安装座(11)，所述梯形丝杠(7)和安装座(11)之间设置有轴承(15)，所述梯形丝杠(7)和焊接底板(2)之间固定有底帽(18)，所述梯形丝杠(7)和底帽(18)之间设置有平面轴承(16)，所述梯形丝杠(7)左侧顶端连接有可带动其旋转的十字螺栓(3)，所述梯形丝杠(7)中部设置有随其转动可沿其移动的杆端螺母(8)；

所述焊接底板(2)外圆周均布有弧形涨紧片(5)，每个所述涨紧片(5)左端均穿过端面法兰(4)，且该端部均设置有与其一体结构的后导向板环(10)，每个所述涨紧片(5)右端均位于焊接底板(2)圆周外侧，且该端部均设置有与其一体结构的前导向板环(9)；每个所述涨紧片(5)均通过铰接机构与杆端螺母(8)连接，杆端螺母(8)移动的同时带动涨紧片(5)沿径向移动。

2.根据权利要求1所述的钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，其特征在于，所述梯形丝杠(7)和安装座(11)之间由左至右依次设置有一号石墨铜套(12)、轴承(15)、二号石墨铜套(13)、轴卡(17)，所述梯形丝杠(7)和底帽(18)之间还设置有三号石墨铜套(14)。

3.根据权利要求1所述的钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，其特征在于，每个所述后导向板环(10)均向端面法兰(4)圆心处倾斜设置，每个所述前导向板环(9)均向焊接底板(2)圆心处倾斜设置，且每个所述前导向板环(9)均位于焊接底板(2)的右侧。

4.根据权利要求1所述的钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，其特征在于，所述端面法兰(4)沿外圆均匀设置有涨紧片安装孔，每个所述涨紧片(5)均可在其对应的涨紧片安装孔内径向移动。

5.根据权利要求1所述的钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，其特征在于，每个所述铰接机构均包括两个呈X形铰接连接的连杆(6)，其中一个连杆(6)的一端与固定于端面法兰(4)右侧的一号支座(19)铰接，另一端与固定于涨紧片(5)内侧的滑动支座(22)活动连接，另外一个连杆(6)的一端与固定于杆端螺母(8)外壁的二号支座(20)铰接，另一端与固定于涨紧片(5)内侧的三号支座(21)铰接。

6.根据权利要求5所述的钢管聚烯烃防腐生产用管端连接装置，其特征在于，所述滑动支座(22)设置有长条形滑孔，对应的连杆(6)端部固定设置有连接柱，连接柱可沿滑动支座(22)的滑孔移动。

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