CN216830359U - 一种j型铺设海管节点自动喷砂除锈装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海管除锈技术领域，公开了一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，主要由立式自动行走喷砂架和承载举升系统组成，立式自动行走喷砂架与承载举升系统通过挂钩相连；其立式自动行走喷砂架能够实现喷砂枪的自动旋转和行走，其承载举升系统可调节承载架和立式自动行走喷砂架的高度位置和立式倾斜角度，能够准确定位在海管节点的节点位置；并且其承载举升系统设有行走转向轮，有利于装置在狭小的J型铺设塔工作站内移动。因此，本实用新型能够配合喷砂机对的J型铺设海管节点进行立式自动行走喷砂除锈，并且可以满足不同倾斜角度和高度的J型铺设海管节点的自动除锈要求，具有良好的海上现场适用性。

Description

一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置

技术领域

本实用新型属于海管除锈技术领域，具体的说，是涉及一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置。

背景技术

J型铺设法是最适合深水海底油气管道铺设的安装工艺技术，该铺设工艺使管道与水面近乎垂直，较短的管线悬挂长度显著降低了铺设张紧力需求，因此J型铺设法适用于各种管径海管的深水铺设。我国深水管道技术起步较晚，目前还未具备较为成熟的J型铺设技术和装备。

在J型铺设过程中，海管呈立式状态，国内现有的骑跨式节点自动喷砂除锈装置已无法依靠其自重固定安装在海管节点位置，致使不能实现节点自动喷砂除锈，只能依靠人工进行手动或半自动节点除锈，极大的影响现场除锈效率，并且不利于现场除锈质量管控。因此，为实现J型铺设海管节点的全自动喷砂除锈，提高J型铺设海管节点防腐涂敷质量和效率，进而提升我国深水海管铺设安装能力，目前急需开发出针对J型海管铺设的立式节点自动喷砂除锈装置。

实用新型内容

本实用新型主要针对现阶段J型铺设海管节点防腐涂敷的相关技术问题，提供一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，能够实现对J型铺设海管节点的自动喷砂除锈，提高深水海管J型铺设节点除锈质量和效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：

本实用新型提供了一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，包括立式自动行走喷砂架和承载举升系统；

所述立式自动行走喷砂架包括前侧开口的支撑框架，所述支撑框架背部对称设置有用于连接所述承载举升系统的挂钩；所述支撑框架顶部和底部分别固定有C型支撑板，两个同轴的所述C型支撑板同轴对称设置；两个所述C型支撑板的相对面上分别设置有环形轮系；两个同轴的所述环形轮系之间安装有旋转架，所述旋转架与所述环形轮系也同轴设置；所述旋转架包括两个同轴对称设置的环形导轨，两个环形导轨之间由多根支撑连杆连接；所述旋转架通过两个所述环形导轨分别定位安装到两个所述环形轮系之内；其中一个所述环形导轨的外侧周向安装有链条，所述链条与连接在旋转马达上的齿轮配合传动；所述旋转马达用于驱动所述旋转架在两个所述环形轮系内进行转动；所述旋转架上安装有轴向行走机构，所述轴向行走机构包括行走轨道和安装在所述行走轨道上的行走架；所述行走轨道沿所述旋转架的轴向设置，并且两端分别固定连接在两个所述环形导轨上；所述行走架包括横梁和设置横梁两端的悬臂，所述横梁中部设置有滑槽，所述行走架通过所述滑槽套入安装在所述行走轨道上；所述滑槽内部配置带有齿轮的行走马达，所述滑槽的齿轮与所述行走轨道所设置的齿条相配合；两个所述悬臂对称安装有喷砂枪座，所述喷砂枪座用于固定喷砂枪并且使两个所述喷砂枪的喷嘴相对；所述行走马达用于驱动所述行走架沿所述行走轨道直线移动，从而带动两个所述喷砂枪座沿行走轨道同步行走；

所述承载举升系统包括前侧开口的行走小车，所述行走小车包括安装有行走转向轮的底座框架，所述底座框架后端设置有垂直于所述底座框架的门架形举升行走轨道；所述门架形举升行走轨道连接有举升机构，所述举升机构包括能够沿所述门架形举升行走轨道直线移动的托举座，所述托举座由举升气缸控制升降；所述托举座表面设置有两个上部悬臂和两个下部悬臂，两个所述上部悬臂和两个所述下部悬臂分别对称设置；两个所述上部悬臂的长度短于两个所述下部悬臂，并且两个所述上部悬臂分别与两个承载气缸的一端通过活动铰链相连；所述托举座连接有承载架，所述承载架上部和下部分别设置有抱卡机构，两个所述抱卡机构之间间距大于所述支撑框架的高度，所述抱卡机构用于对海管进行抱持；所述承载架的两个立柱后侧通过铰链支座分别与所述承载气缸和所述托举座的两个下部悬臂构成活动铰链连接，所述承载气缸用于调整所述承载架相对于所述举升机构的倾斜角度；所述承载架的两个立柱前侧对称设置有挂耳，所述挂耳用于与所述挂钩连接。

进一步地，所述C型支撑板为带有开口的圆环状结构，其内径和开口宽度均大于海管外径；两个所述C型支撑板的开口方向均与所述支撑框架的开口方向一致。

进一步地，所述环形导轨均带有开口，其内径和开口宽度均大于海管外径；两个所述环形导轨的开口方向均与所述C型支撑板的开口方向一致。

进一步地，两个所述C型支撑板的相对面上分别固定有多个托轮支座，每个所述托轮支座安装有托轮；两个所述C型支撑板所设置的所述托轮支座和所述托轮分别构成两个同轴的环形轮系。

进一步地，所述链条安装在所述环形导轨外侧周向设置的环形凹槽之内。

进一步地，所述托举座包括矩形平板结构，所述矩形平板结构的两侧面各设置有两个滑轮，所述滑轮与所述门架形举升行走轨道相配合。

进一步地，所述承载架包括一竖向矩形框架，所述竖向矩形框架包括两个所述立柱；所述竖向矩形框架的顶部和底部分别设置有横向矩形框架，两个所述横向矩形框架均垂直于所述竖向矩形框架；每个所述横向矩形框架连接有梯形悬架，所述梯形悬架与所述横向矩形框架同平面；所述梯形悬架包括相互平行的较长底边梁和较短底边梁，并且连接所述较长底边梁和所述较短底边梁的两个腰梁等长，所述较长底边梁与所述横向矩形框架衔接；每个梯形悬架的较长底边梁两端和较短底边梁两端分别设置有铰链支座，用于与所述抱卡机构连接。

更进一步地，所述立柱上的所述挂耳与所述铰链支座位于同一高度。

更进一步地，两个所述抱卡机构分别与两个所述梯形悬架连接，每个所述抱卡机构由两组对称设置的抱卡组件构成，每组所述抱卡组件包括三角抱卡支架、弧形抱卡和抱合气缸，所述弧形抱卡的曲率半径与所述海管半径相同；在每组所述抱卡组件中，所述三角抱卡支架的第一顶点与所述弧形抱卡外侧固定连接，第二顶点与所述抱合气缸一端通过铰链相连，第三顶点与所述梯形悬架的较短底边梁端部的铰链支座通过铰链连接；所述抱合气缸的另一端与所述梯形悬架的较长底边梁端部的铰链支座通过铰链连接；两个所述抱合气缸用于通过两个所述三角抱卡支架带动两个所述弧形抱卡进行开合，实现对海管的抱持固定。

进一步地，所述旋转马达、所述行走马达、所述承载气缸、所述举升气缸均与控制系统连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置能够配合喷砂机对的J型铺设海管节点进行立式自动行走喷砂除锈，并且可以满足不同倾斜角度和高度的J型铺设海管节点的自动除锈要求，具有良好的海上现场适用性：

(一)其立式自动行走喷砂架能够实现喷砂枪的自动旋转和行走，从而配合喷砂机对立式海管节点自动喷砂除锈；

(二)其承载举升系统可调节承载架和立式自动行走喷砂架的高度位置和立式倾斜角度，能够准确定位在海管节点的节点位置，并满足多种倾角海管的J型铺设；

(三)其承载举升系统设有行走转向轮，有利于装置在狭小的J型铺设塔工作站内移动，具有良好的现场适用性；

(四)其立式自动行走喷砂架为高强铝合金材质，其兼具高强度和较轻的重量，便于该装置在施工环境较为恶劣的海上现场手动安装和拆卸更换。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置立体视图；

图2为图1中的立式自动行走喷砂架立体视图；

图3为图1中的承载举升系统立体视图；

图4为本实用新型实施例所提供的J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置使用状态立体视图。

上述图中：1、立式自动行走喷砂架；2、承载举升系统；3、支撑框架；4、支撑板；5、旋转马达；6、托轮支座；7、托轮；8、旋转架；8.1、环形导轨；8.2、支撑连杆；9、行走机构；9.1、行走轨道；9.2、行走架；10、喷砂枪座；11、行走小车；12、举升机构；12.1、托举座；12.2、举升气缸；13、承载架；14、承载气缸；15、抱卡机构；15.1、三角抱卡支架；15.2、弧形抱卡；15.3、抱合气缸；16、举升行走轨道；17、海管；18、喷砂枪。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本实施例提供了一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，主要由立式自动行走喷砂架1和承载举升系统2组成，立式自动行走喷砂架1与承载举升系统2通过挂钩相连接。

如图2所示，立式自动行走喷砂架1由高强铝合金材料制成，主要包括支撑框架3、安装在支撑框架3内的顶部和底部两个C型支撑板4、设置在底部C型支撑板4上的旋转马达5、安装在C型支撑板4上的多个托轮支座6、安装在托轮支座6上的托轮7、定位安装在托轮7上的旋转架8、设置在旋转架8上的轴向行走机构9以及安装在轴向行走机构9上的喷砂枪座10。

支撑框架3由上部横梁架、下部横梁架和背部竖梁组成前侧开口的方形框架结构，上部横梁架和下部横梁架上下对应的平行设置，背部竖梁连接在上部横梁架和下部横梁架之间。背部竖梁两侧各设置上下两个挂钩，用于勾挂在承载举升系统2的挂耳上。

顶部和底部的两个C型支撑板4同轴对称设置，分别固定在支撑框架3的上部横梁架和下部横梁架内侧。C型支撑板4为带有开口的圆环状结构，其内径和开口宽度均大于海管17外径，顶部和底部两个C型支撑板4的开口方向与支撑框架3的开口方向一致。

两个C型支撑板4的对向平面上环向均布有多个托轮支座6，每个托轮支座6上安装有托轮7。两个C型支撑板4所设置的托轮支座6和托轮7构成上下两个同轴的环形轮系。

旋转架8由两个带有开口的环形导轨8.1和多个支撑连杆8.2组成，上部和下部的两个环形导轨8.1同轴对称设置，多个支撑连杆8.2相互平行且沿环形导轨8.1均匀分布，用于连接两个环形导轨8.1。环形导轨8.1的内径和开口宽度均大于海管17外径，并且环形导轨8.1的外径与托轮7构成的环形轮系内径相同。旋转架8与环形轮系同轴设置，并且旋转架8通过两个环形导轨8.1分别定位安装到托轮7构成的上下两个环形轮系之内，使旋转架8能够在轮系内自由转动。

旋转架8下部的环形导轨8.1的外侧周向设置有环形凹槽，环形凹槽内部固定设置有链条，链条能够配合齿轮传动，齿轮安装在旋转马达5的转动轴上，开启旋转马达5可通过齿轮和链条驱动旋转架8在环形轮系内转动。

轴向行走机构9由行走轨道9.1和行走架9.2组成，行走轨道9.1为带有齿条的矩形杆。行走轨道9.1两端分别固定连接在两个环形导轨8.1上，并且行走轨道9.1平行于旋转架8的轴向。行走架9.2包括横梁和横梁两端的悬臂，横梁中间位置设置有滑槽。行走架9.2通过滑槽套入安装在行走轨道9.1上，滑槽内部配置带有齿轮的行走马达，齿轮与行走轨道9.1的齿条相配合。两个悬臂分别设置有喷砂枪座10，喷砂枪座10用于通过卡箍固定两个喷砂枪，使两个喷砂枪的喷嘴相对。喷砂枪采用自回收式喷枪，为本领域的常用部件，能够与提供钢砂的喷砂机连接，用于对海管17进行喷砂。利用行走马达驱动行走架9.2沿行走轨道9.1直线移动，进而带动两个喷砂枪座10在行走轨道9.1上同步行走，行走架9.2的轴向行程与海管17节点宽度一致。

如图3所示，承载举升系统2主要包括行走小车11、安装在行走小车11上的举升机构12、与举升机构12相连的承载架13和承载气缸14、设置在承载架13上的两套抱卡机构15和挂耳。

行走小车11包括前侧开口的底座框架，该底座框架底部四个顶角对称设有行走转向轮，使行走小车11可在铺管船工作站平台上行走。平面矩形框架底部后端垂直设置有槽钢构成的门架形举升行走轨道16，用于实现举升机构12上下移动。

举升机构12由托举座12.1和举升气缸12.2组成。托举座12.1包括一矩形平板结构，该矩形平板结构的两侧面各设置有两个滑轮，滑轮与门架形举升行走轨道16相配合，使得托举座12.1能够沿门架形举升行走轨道16竖直移动。托举座12.1的矩形平板结构表面左右对称设置有四个悬臂，每个悬臂末端均设置有铰链支座，其两个上部悬臂长度均短于其两个下部悬臂，两个上部悬臂分别与两个承载气缸14的一端通过活动铰链相连。举升气缸12.2的底座固定安装在行走小车11的平面矩形框架后侧中部，举升气缸12.2的顶部与托举座12.1底部相连，通过举升压缸12.2可控制托举座12.1进行升降。

承载架13包括一竖向矩形框架，该竖向矩形框架的顶部和底部分别设置有横向矩形框架，两个横向矩形框架均垂直于竖向矩形框架。每个横向矩形框架连接有梯形悬架，梯形悬架与横向矩形框架同平面。梯形悬架包括相互平行的较长底边梁和较短底边梁，并且连接较长底边梁和较短底边梁的两个腰梁等长，其中较长底边梁与横向矩形框架衔接。两个梯形悬架对称设置且两者之间的距离大于支撑框架3的高度。每个梯形悬架的较长底边梁两端和较短底边梁两端分别设置有铰链支座，用于承载架13与抱卡机构15连接。承载架13的竖向矩形框架的两个立柱后侧对称设置有铰链支座，每个立柱的上下两个铰链支座分别与托举座12.1的两个上部悬臂所连接的承载气缸14和托举座12.1的两个下部悬臂构成活动铰链连接，通过控制承载气缸14可调整承载架13相对于举升机构12的倾斜角度。承载架13的竖向矩形框架的两个立柱前侧对称设置有挂耳，每个挂耳与铰链支座位于同一高度；挂耳用于与支撑框架3的挂钩连接。

两个抱卡机构15分别与承载架13的两个梯形悬架连接，每个抱卡机构15由两组对称设置的抱卡组件构成，每组抱卡组件包括三角抱卡支架15.1、弧形抱卡15.2和抱合气缸15.3，弧形抱卡15.2的曲率半径与海管17半径相同。在每组抱卡组件中，三角抱卡支架15.1的第一顶点与弧形抱卡15.2外侧固定连接，第二顶点与抱合气缸15.3一端通过铰链相连，第三顶点与梯形悬架的较短底边梁端部的铰链支座通过铰链连接；抱合气缸15.3的另一端与梯形悬架的较长底边梁端部的铰链支座通过铰链连接。由此，通过调节两个抱合气缸15.3的伸缩，能够控制三角抱卡支架15.1带动两个弧形抱卡15.2进行开合，实现对海管17的抱持固定。

作为优选，J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置还可以包括与旋转马达5、行走架9.2内置行走马达、承载气缸14、举升气缸12.2和抱合气缸15.3连接用以控制启停的控制系统。

如图4所示，本实用新型的J型铺设海管节点自动行走喷砂除锈装置，其运行流程如下：

1.将立式自动行走喷砂架1通过挂钩安装到承载举升系统2的承载架13挂耳上，根据现场海管17铺设倾斜角度，控制承载气缸14使立式自动行走喷砂架1与海管17的倾斜角度一致。

2.移动行走小车11使立式自动行走喷砂架1钳入到海管17位置，确保旋转架8与海管17同轴，控制举升气缸12.2使立式自动行走喷砂架1调整至海管17节点高度位置，然后控制抱卡机构15的抱合气缸15.3将海管17进行牢固抱持。

3.将连接有喷砂机软管的喷砂枪18固定安装在的立式自动行走喷砂1架的喷砂枪座10上，使喷砂枪18的毛刷紧贴海管17节点表面。

4.启动喷砂机、行走架9.2内置的行走马达，驱动行走架9.2在行走轨道9.1运动，从而带动行走架9.2的喷砂枪18在海管17节点轴向喷砂行走作业。当行走架9.2由海管17节点一端行走至另一端时，行走马达暂停运行，启动旋转马达5驱动旋转架8转动，转动弧长为喷砂枪18圆形枪头直径长度，然后再次启动行走马达反转行走回至海管17节点起始端，如此往复行走和旋转，直至喷砂枪18从喷砂开始位置旋转180°，两个喷砂枪18完全行走覆盖整个海管17节点表面。此时停止行走喷砂作业，使喷砂枪18反向旋转回起始位置，控制抱合气缸15.3打开抱卡机构15，驱动行走小车11退出海管17位置，完成海管节点喷砂除锈作业。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，包括立式自动行走喷砂架和承载举升系统；

所述立式自动行走喷砂架包括前侧开口的支撑框架，所述支撑框架背部对称设置有用于连接所述承载举升系统的挂钩；所述支撑框架顶部和底部分别固定有C型支撑板，两个同轴的所述C型支撑板同轴对称设置；两个所述C型支撑板的相对面上分别设置有环形轮系；两个同轴的所述环形轮系之间安装有旋转架，所述旋转架与所述环形轮系也同轴设置；所述旋转架包括两个同轴对称设置的环形导轨，两个环形导轨之间由多根支撑连杆连接；所述旋转架通过两个所述环形导轨分别定位安装到两个所述环形轮系之内；其中一个所述环形导轨的外侧周向安装有链条，所述链条与连接在旋转马达上的齿轮配合传动；所述旋转马达用于驱动所述旋转架在两个所述环形轮系内进行转动；所述旋转架上安装有轴向行走机构，所述轴向行走机构包括行走轨道和安装在所述行走轨道上的行走架；所述行走轨道沿所述旋转架的轴向设置，并且两端分别固定连接在两个所述环形导轨上；所述行走架包括横梁和设置横梁两端的悬臂，所述横梁中部设置有滑槽，所述行走架通过所述滑槽套入安装在所述行走轨道上；所述滑槽内部配置带有齿轮的行走马达，所述滑槽的齿轮与所述行走轨道所设置的齿条相配合；两个所述悬臂对称安装有喷砂枪座，所述喷砂枪座用于固定喷砂枪并且使两个所述喷砂枪的喷嘴相对；所述行走马达用于驱动所述行走架沿所述行走轨道直线移动，从而带动两个所述喷砂枪座沿行走轨道同步行走；

所述承载举升系统包括前侧开口的行走小车，所述行走小车包括安装有行走转向轮的底座框架，所述底座框架后端设置有垂直于所述底座框架的门架形举升行走轨道；所述门架形举升行走轨道连接有举升机构，所述举升机构包括能够沿所述门架形举升行走轨道直线移动的托举座，所述托举座由举升气缸控制升降；所述托举座表面设置有两个上部悬臂和两个下部悬臂，两个所述上部悬臂和两个所述下部悬臂分别对称设置；两个所述上部悬臂的长度短于两个所述下部悬臂，并且两个所述上部悬臂分别与两个承载气缸的一端通过活动铰链相连；所述托举座连接有承载架，所述承载架上部和下部分别设置有抱卡机构，两个所述抱卡机构之间间距大于所述支撑框架的高度，所述抱卡机构用于对海管进行抱持；所述承载架的两个立柱后侧通过铰链支座分别与所述承载气缸和所述托举座的两个下部悬臂构成活动铰链连接，所述承载气缸用于调整所述承载架相对于所述举升机构的倾斜角度；所述承载架的两个立柱前侧对称设置有挂耳，所述挂耳用于与所述挂钩连接。

2.根据权利要求1所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，所述C型支撑板为带有开口的圆环状结构，其内径和开口宽度均大于海管外径；两个所述C型支撑板的开口方向均与所述支撑框架的开口方向一致。

3.根据权利要求1所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，所述环形导轨均带有开口，其内径和开口宽度均大于海管外径；两个所述环形导轨的开口方向均与所述C型支撑板的开口方向一致。

4.根据权利要求1所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，两个所述C型支撑板的相对面上分别固定有多个托轮支座，每个所述托轮支座安装有托轮；两个所述C型支撑板所设置的所述托轮支座和所述托轮分别构成两个同轴的环形轮系。

5.根据权利要求1所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，所述链条安装在所述环形导轨外侧周向设置的环形凹槽之内。

6.根据权利要求1所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，所述托举座包括矩形平板结构，所述矩形平板结构的两侧面各设置有两个滑轮，所述滑轮与所述门架形举升行走轨道相配合。

7.根据权利要求1所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，所述承载架包括一竖向矩形框架，所述竖向矩形框架包括两个所述立柱；所述竖向矩形框架的顶部和底部分别设置有横向矩形框架，两个所述横向矩形框架均垂直于所述竖向矩形框架；每个所述横向矩形框架连接有梯形悬架，所述梯形悬架与所述横向矩形框架同平面；所述梯形悬架包括相互平行的较长底边梁和较短底边梁，并且连接所述较长底边梁和所述较短底边梁的两个腰梁等长，所述较长底边梁与所述横向矩形框架衔接；每个梯形悬架的较长底边梁两端和较短底边梁两端分别设置有铰链支座，用于与所述抱卡机构连接。

8.根据权利要求7所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，所述立柱上的所述挂耳与所述铰链支座位于同一高度。

9.根据权利要求7所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，两个所述抱卡机构分别与两个所述梯形悬架连接，每个所述抱卡机构由两组对称设置的抱卡组件构成，每组所述抱卡组件包括三角抱卡支架、弧形抱卡和抱合气缸，所述弧形抱卡的曲率半径与所述海管半径相同；在每组所述抱卡组件中，所述三角抱卡支架的第一顶点与所述弧形抱卡外侧固定连接，第二顶点与所述抱合气缸一端通过铰链相连，第三顶点与所述梯形悬架的较短底边梁端部的铰链支座通过铰链连接；所述抱合气缸的另一端与所述梯形悬架的较长底边梁端部的铰链支座通过铰链连接；两个所述抱合气缸用于通过两个所述三角抱卡支架带动两个所述弧形抱卡进行开合，实现对海管的抱持固定。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种J型铺设海管节点自动喷砂除锈装置，其特征在于，所述旋转马达、所述行走马达、所述承载气缸、所述举升气缸均与控制系统连接。

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