CN2688426Y - 气体管道在线智能切割装置 - Google Patents

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钱红辉
杨家军
熊光华
李慧珍
程学群
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Abstract

本实用新型属于气体管道在线的切割装置。其解决目前作业中刀具易损坏、故障时刀具不能退出等不足。技术措施；本装置主要由外管(1)、连接管(2)、密封管(3)、传动轴(4)、大齿轮(5)和行星齿轮(6)、与大齿轮(5)配合的小齿轮(7)、电机(8、9)组成，其在于外管(1)内套有内管(10)，内管(10)内：行星齿轮(6)通过连接架(11)与内管(10)外的固定板(12)连接，谐波减速机(13)的两端分别连接小齿轮(7)及电机(9)，内管(10)外：复合螺杆(14)装在与传动轴(4)连接的固定板(12)上，光电随动器(15)的两端分别连接复合螺杆(14)和小车(16)，等离子割矩(17)与小车(16)连接，电机(8)与复合螺杆(14)连接，夹紧器(18)与传动轴(4)的另一端连接，计算机(19)通过导线(20)连接在电机(8)与电机(9)之间。

Description

气体管道在线智能切割装置
技术领域
本实用新型涉及切割装置，尤其属于易燃气体管道在线的切割装置。
技术背景
目前，切割易燃气体管道的装置，主要采用以下两种方式：
一种是采用电动开孔，其主要由手轮、丝杆、套钻(即筒刀)、中心钻头、钻铣刀杆、空心轴、伞齿轮、减速机、电动机、机座、机体等部件组成。此种方式是采用中心钻头钻入所要切割的圆弧面，以此来固定所要割除的管道弧板，然后通过电机和减速机带动套钻将管道割穿。其虽实现了在线切割，但存在的不足：一是只能切割管径在700毫米以下的管道；二是在作业中，由于为刀具切割，当遇到焊接瘤等坚硬物时，刀具容易遭损坏；三是在遇到刀具出现故障时，刀具不可以退出，使其切割装置废弃；四是切割的成功率低；五是作业过程没有监视，无法判断作业的状态。
另一种是为传统的人工开孔装置。此种开孔方式是先将母管上所要切割的圆弧面等分，并在圆周及等分线处用风铲铲到所需厚度，然后用带锥头的丝杆反复进退来折断弧板。其不足：一是只能切割管径在1000毫米以下的管道；二是作业人员劳动强度大；三是作业成功率很低；四是在作业中容易发生易燃气体泄露而造成事故。
技术内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种不仅能在线作业，而且作业安全、作业率高、能切割700毫米以上的大口径管道的气体管道在线智能切割装置。
实现目的的技术措施：
气体管道在线智能切割装置，主要由外管、与外管连接的连接管及密封管、传动轴、在传动轴一端连接的大齿轮和行星齿轮、与大齿轮配合的小齿轮、电机组成。为了实现在线作业安全、作业率高、能切割700毫米以上的大口径管道的目的，其特征在于外管内套有内管，内管内：行星齿轮通过连接架与内管外的固定板连接，谐波减速机的两端分别连接小齿轮及电机，内管外：复合螺杆装在与传动轴连接的固定板上，光电随动器的两端分别连接复合螺杆和小车，等离子割矩与小车连接，电机与复合螺杆连接，夹紧器与传动轴的另一端连接，计算机通过导线连接在两台电机之间，
其还在于两台电机均采用步进式电机。
其还在于光电随动器由滑动头及与装在其上的直线轴承、弹簧及装在弹簧旁的光电传感器组成。
其在于内管上装有齿条，轴上连接有齿轮及手轮，齿轮与齿条相互配合。
其还在于等离子割矩的尾部连接有保护气体管。
其特征在于夹紧器由连接在传动轴上的夹紧板、直线电机、连接在直线电机输出端的夹紧卡组成。
为了实现作业全过程实行监视，其在于分别在光电随动器、小车及夹紧器上装有摄像头。
其还在于在小车的底部装有移动轮。
工作原理
采用该开孔装置作业前，先在母管上焊接一段与待开孔径相同的马鞍管，在待切割母管处的中心位置焊接取料板，然后在马鞍管上安装开孔阀，连接管与开孔阀连接。开连接管上的保护气阀送入保护气，开马鞍管上的放散阀。将本装置内的空气清除干净后，关闭放散阀，准备工作结束。
开孔作业原理：摇动手轮，带动内管及内管上安装的所有部件移动，当夹紧板与取料板紧靠后，启动直线电机，由直线电机带动夹紧卡，并将夹紧板与取料板夹紧，便于切割结束后取出废料。启动光电随动器。为保证切割过程中等离子割矩与被切母管间不断弧的距离要求，光电传感器及时将弹簧的伸缩信息通过导线传给计算机，计算机根据此信息控制进给步进电机的正反转，从而控制复合螺杆的进给量，使小车始终贴在母管的弧面上。
当小车上的移动轮贴在母管的弧面上后，开通保护气体管，引弧，同时启动周向步进电机，带动小齿轮、大齿轮、传动轴、行星齿轮、固定板、复合螺杆、光电随动器、小车以及等离子切割矩作圆周运动。
切割完成后，反向操作手轮，带动废料退出。关闭开孔阀，待本装置泄压后拆除。
采用本装置不存在刀具损坏问题，其开孔口径大于700毫米。由于其在密闭状态下作业，只要保证筒体的强度和密封，主管不需降压，其不会对生产产生影响；装置安全可靠，工作效率高，劳动强度低。如在作业中遇有切不透现象，可予以补切。如设备出现故障，装置可退出进行处理，并重新在原位进行作业。
附图说明
图1为气体管道在线智能切割装置的结构示意图
图2为图1中光电随动器的结构示意图
图3为图1中夹紧器的结构示意图
图4为图1中齿轮与齿条连接结构示意图
图5为气体管道在线智能切割装置工作状态图
具体技术方案
下面结合附图作进一步详述：
本装置用于在线煤气管道切割，其主要有外管(1)、与外管(1)连接的连接管(2)及密封管(3)、传动轴(4)、在传动轴(4)一端连接的大齿轮(5)和行星齿轮(6)、与大齿轮(5)配合的小齿轮(7)，电机(8)为进给步进电机，电机(9)为周向步进电机。为了实现在线作业安全、作业率高、能切割700毫米以上的大口径管道的目的，在于外管(1)内套有内管(10)。内管(10)内：行星齿轮(6)通过连接架(11)与内管(10)外的固定板(12)连接，谐波减速机(13)的两端通过键与小齿轮(7)及周向步进电机(9)采用螺栓连接。内管(10)外：复合螺杆(14)采用螺栓装在固定板(12)上，光电随动器(15)的两端采用螺栓分别连接复合螺杆(14)和小车(16)，在小车(16)的底部装有移动轮(34)。等离子割矩(17)与小车(16)采用压条连接，并在等离子割矩(17)的尾部采用卡箍连接氮气气体管(29)。周向步进电机(9)采用螺栓连接在内管(10)上，进给步进电机(8)与复合螺杆(14)通过锁紧螺钉连接。夹紧器(18)与传动轴(4)的另一端采用螺栓或键连接。夹紧卡(32)采用焊接或螺栓连接直线电机(31)。计算机(19)通过导线(20)连接在进给步进电机(8)与周向步进电机(9)之间。为了实现对作业全过程实行监视，分别在光电随动器(15)、小车(16)及夹紧器(18)上采用螺栓连接摄像头(33)。由滑动头(21)及与装在其上的直线轴承(22)、弹簧(23)及装在弹簧(23)旁的光电传感器(24)组成光电随动器(15)。内管(10)上通过螺钉连接齿条(25)，通过传动键将齿轮(27)装在轴(26)上，轴(26)的端头焊接或用螺钉连接手轮(28)。齿轮(27)与齿条(25)相互配合，并在手轮(28)的带动下运动，从而带动内管(10)进行伸缩移动。
其还在于内管(10)通过齿轮(27)带动齿条(25)在外管(1)、连接管(2)密封管(3)形成的密封腔内移动。
工作原理
采用该开孔装置作业前，先在的煤气管(35)上焊接一段与待开孔径相同的马鞍管(36)，在待切割煤气管(35)处的中心位置焊接取料板(37)，然后在马鞍管(36)上安装开孔阀(38)，再将本装置的连接管(2)与开孔阀(38)连接。打开连接管(2)上的氮气阀(39)送入氮气，打开马鞍管(36)上的放散阀(40)。将本装置内的空气清除干净后，关闭放散阀(40)，准备工作结束。
开孔作业原理：摇动手轮(28)，带动内管(10)及内管(10)上安装的所有部件移动，当夹紧板(30)与取料板(37)紧靠后，启动直线电机(31)，由直线电机(31)带动夹紧卡(32)，并将夹紧板(30)与取料板(37)夹紧，便于切割结束后取出废料。启动光电随动器(15)。为保证切割过程中等离子割矩(17)与被切煤气管(35)之间不断弧的距离要求，光电传感器及时将弹簧(23)的伸缩信息通过导线(20)传给计算机(19)，计算机(19)根据此信息控制进给步进电机(8)的正反转，从而控制复合螺杆(14)的进给量，使小车(16)始终贴在母管的弧面上。
当小车(16)上的移动轮(34)贴在煤气管(35)的弧面上后，开通氮气管(29)，引弧，同时启动周向步进电机(9)，带动小齿轮(7)、大齿轮(5)、传动轴(4)、行星齿轮(6)、固定板(12)、复合螺杆(14)、光电随动器(15)、小车(16)以及等离子切割矩(17)作圆周运动。
切割完成后，反向操作手轮(28)，带动废料退出。关闭开孔阀(38)，待本装置泄压后拆除。

Claims (8)

1、气体管道在线智能切割装置，主要由外管(1)、与外管(1)连接的连接管(2)及密封管(3)、传动轴(4)、在传动轴(4)一端连接的大齿轮(5)和行星齿轮(6)、与大齿轮(5)配合的小齿轮(7)、电机(8、9)组成，其特征在于外管(1)内套有内管(10)，内管(10)内：行星齿轮(6)通过连接架(11)与内管(10)外的固定板(12)连接，谐波减速机(13)的两端分别连接小齿轮(7)及电机(9)，内管(10)外：复合螺杆(14)装在与传动轴(4)连接的固定板(12)上，光电随动器(15)的两端分别连接复合螺杆(14)和小车(16)，等离子割矩(17)与小车(16)连接，电机(8)与复合螺杆(14)连接，夹紧器(18)与传动轴(4)的另一端连接，计算机(19)通过导线(20)连接在电机(8)与电机(9)之间，
2、根据权利要求1所述的气体管道在线智能切割装置，其特征在于电机(8)及电机(9)均采用步进式电机。
3、根据权利要求1所述的气体管道在线智能切割装置，其特征在于光电随动器(15)由滑动头(21)及与装在其上的直线轴承(22)、弹簧(23)及装在弹簧(23)旁的光电传感器(24)组成。
4、根据权利要求1所述的气体管道在线智能切割装置，其特征在于内管(10)上装有齿条(25)，轴(26)上连接有齿轮(27)及手轮(28)，齿轮(27)与齿条(25)相互配合。
5、根据权利要求1所述的气体管道在线智能切割装置，其特征在于等离子割矩(17)的尾部连接有保护气体管(29)。
6、根据权利要求1所述的气体管道在线智能切割装置，其特征在于夹紧器(18)由连接在传动轴(4)上的夹紧板(30)、直线电机(31)、连接在直线电机(31)输出端的夹紧卡(32)组成。
7、根据权利要求1所述的气体管道在线智能切割装置，其特征在于分别在光电随动器(15)、小车(16)及夹紧器(18)上装有摄像头(33)。
8、根据权利要求1所述的气体管道在线智能切割装置，其特征在于在小车(16)的底部装有移动轮(34)。
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