弯头组对专用内对口器的制作方法

本发明涉及高效焊接工艺装备技术领域中的一种新型的管道组对设备，具体是涉及一种弯头组对专用内对口器，可广泛应用于石化、核电、造船及制管行业对管道同弯头的组对焊接，同时还可用于(直管、法兰、三通等)。

背景技术：

随着我国石油管道建设，化工厂站，核电工程，造船和制管机械工业的迅猛发展，使得对各种管道加工应用装备需求日渐增长，尤其是装置越来越复杂，弯头数量越来越多，因此对能够组对弯头，同时又可由弯头倒取出的弯头组对装置的需求日益迫切。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种弯头组对专用内对口器，该对口器不仅涨紧力强，对口精准；而且还便于从弯头内拉出，省时省力。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种弯头组对专用内对口器，包括管道组对内对口器，该管道组对内对口器包括增压机构和涨紧支撑机构，其中，所述增压机构包括涨紧传动轴和套设于所述涨紧传动轴一端外的定位套，所述涨紧传动轴能够相对所述定位套轴向滑动；所述涨紧支撑机 构包括第一支撑盘、第二支撑盘、第一涨紧块单元、第二涨紧块单元和支撑块单元，所述第一支撑盘套设于所述涨紧传动轴另一端外，所述第二支撑盘与第一支撑盘相距设定的距离并套设于所述定位套外，所述第一涨紧块单元由多个环列布置于所述涨紧传动轴外围的第一涨紧块组成，所述第二涨紧块单元由多个环列布置于所述涨紧传动轴外围的第二涨紧块组成，且所述第一涨紧块单元和第二涨紧块单元还沿所述涨紧传动轴轴向间隔布置于所述第一支撑盘和第二支撑盘之间，所述支撑块单元由多个环列布置于所述涨紧传动轴外围的支撑块组成，且该多个支撑块朝向所述涨紧传动轴的内侧皆定位于呈相对设置的第一涨紧块和第二涨紧块之间；另所述第一支撑盘能够在所述涨紧传动轴的驱动下带动该多个第一涨紧块径向张开，且该多个第一涨紧块的径向张开恰能够驱动该多个支撑块一侧张开涨紧一待对口管件；所述第二支撑盘亦能够在所述涨紧传动轴的驱动下带动该多个第二涨紧块径向张开，且该多个第二涨紧块的径向张开恰能够驱动该多个支撑块另一侧张开涨紧另一待对口管件；在所述第一支撑盘上还定位连接有一后部支撑行走装置，在所述第二支撑盘上还定位连接有一前部支撑转动装置。

作为本发明的进一步改进，所述后部支撑行走装置包括一弧形管状的支撑架和多个行走轮单元，所述支撑架弧长方向的一侧与所述第一支撑盘背向所述第一涨紧块单元的一端面定位连接，该多个行走轮单元沿所述支撑架弧长方向间隔布置于所述支撑架外侧上；另每一所述行走轮单元各分别包括有若干个沿支撑架周向排列的万向球，且相邻两个万向球之间还通过 筋条相连。

作为本发明的进一步改进，设有一连接管，所述支撑架弧长方向的一侧通过所述连接管与所述第一支撑盘背向所述第一涨紧块单元的一端面定位连接；另在所述支撑架弧长方向的另一侧上还定位设置有一把手。

作为本发明的进一步改进，所述前部支撑转动装置包括一环体状的本体和多个万向球轴承，该多个万向球轴承环列布置于所述本体的外周侧上，且所述本体定位套设于所述第二支撑盘的外侧上。

作为本发明的进一步改进，所述第一涨紧块单元与所述涨紧传动轴之间设置有第一弹性件，所述第二涨紧块单元与所述涨紧传动轴之间设置有第二弹性件，且所述第一弹性件和第二弹性件之间还设置有储气包，所述储气包通过气管连通于外部气源。

作为本发明的进一步改进，每一所述第一涨紧块包括呈设定夹角的第一定位部和第一支撑部，所述第一定位部定位于所述第一支撑盘和第一弹性件之间，且所述第一定位部朝向所述第一支撑盘的一侧形成有第一弧形槽，所述第一支撑盘朝向所述第一定位部的一侧形成有第一凸起，所述第一凸起插置于所述第一弧形槽内；所述第一支撑部朝向所述支撑块中部的一侧为自由侧，所述支撑块中部上还形成有第一让位槽，且所述第一支撑部的自由侧插置于所述第一让位槽内；

每一所述第二涨紧块包括呈设定夹角的第二定位部和第二支撑部，所述第二定位部定位于所述第二支撑盘和第二弹性件之间，且所述第二定位部朝向所述第二支撑盘的一侧形成有 第二弧形槽，所述第二支撑盘朝向所述第二定位部的一侧形成有第二凸起，所述第二凸起插置于所述第二弧形槽内；所述第二支撑部朝向所述支撑块中部的一侧为自由侧，所述支撑块中部上还形成有第二让位槽，且所述第二支撑部的自由侧插置于所述第二让位槽内。

作为本发明的进一步改进，每个所述支撑块背向所述涨紧传动轴的外侧中部上还形成有一沿涨紧传动轴周向延伸的弧形第一凹槽，所述第一凹槽的槽底上设有第一通孔，所述第一通孔通过气管连通于所述储气包；所述第一凹槽的槽底还自由搭接在相邻的另一所述支撑块外侧上，另在所述第一凹槽沿所述涨紧传动轴轴向的两侧外还分别形成有一第二凹槽，该两第二凹槽内均设置有弹性密封圈，所述弹性密封圈的外侧超出所述支撑块的外侧，且该多个支撑块张开涨紧待对口管件时，所述第一凹槽的槽底仍搭接在相邻的另一所述支撑块外侧上，所述弹性密封圈密封住相邻两个第一凹槽之间的空隙。

作为本发明的进一步改进，所述增压机构还包括有驱动装置，所述驱动装置包括传动连接套、传动连接轴、以及用以提供动力的动力机构，所述传动连接套包括连接部、止动部和啮合部，所述连接部套设于所述张紧传动轴与所述定位套之间，且所述连接部一侧还与所述涨紧传动轴一端螺纹连接；所述定位套一侧止挡于所述止动部的一侧，所述啮合部与所述传动连接轴一端啮合，所述传动连接轴另一端与所述动力机构的动力输出端固连。

本发明的有益效果是：①本发明所采用的管道组对内对口器不仅具有强大的涨紧力，对管件的装夹时间非常短且对口精 准；而且结构紧凑、体积小、一人可独立操作，有效节省人工。②本发明通过在该管道组对内对口器的第二支撑盘上套设有一前部支撑转动装置，该前部支撑转动装置包括一环体状的本体和多个环列布置于所述本体外周侧上的万向球轴承，这样在该管道组对内对口器处于自然状态下，该前部支撑转动装置能够带动该管道组对内对口器在待对口管件内实现轴向移动及径向转动，便于管道组对内对口器在管件内的位置调整；此外，本发明还在该管道组对内对口器的第一支撑盘一端面上连接有一后部支撑行走装置，该后部支撑行走装置包括一弧形管状的支撑架和多个行走轮单元，每一所述行走轮单元各分别包括有若干个沿支撑架周向排列的万向球，当该管道组对内对口器处于自然状态下，该后部支撑行走装置的设置能够带动使该管道组对内对口器在弯头内行走，尤其是当组对点焊完成后，可通过人工手动或电动施力于该后部支撑行走装置，进而将该管道组对内对口器从弯头侧拉出，省时省力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述后部支撑行走装置一视角的结构示意图；

图3为本发明所述后部支撑行走装置另一视角的结构示意图；

图4为本发明所述管道组对内对口器的结构示意图(图中未显示装配后部支撑行走装置和前部支撑转动装置)；

图5为本发明所述管道组对内对口器的剖面结构示意图 (图中未显示装配后部支撑行走装置和前部支撑转动装置)；

图6为本发明所述支撑块的结构示意图；

图7为本发明中相邻两块支撑块搭接收缩状态示意图；

图8为本发明中相邻两块支撑块搭接张开状态示意图；

图9为本发明所述前部支撑转动装置的结构示意图；

图10为本发明所述前部支撑转动装置的侧视结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——后部支撑行走装置 10——支撑架

11——万向球 12——把手

2——管道组对内对口器 20——涨紧传动轴

21——定位套 22——驱动装置

220——传动连接套 221——传动连接轴

2201——连接部 2202——止动部

2203——啮合部 23——第一支撑盘

230——第一凸起 24——第二支撑盘

240——第二凸起 25——第一涨紧块

250——第一定位部 251——第一支撑部

26——第二涨紧块 260——第二定位部

261——第二支撑部 27——支撑块

270——第一凹槽 271——第一通孔

272——第二凹槽 273——第一让位槽

274——第二让位槽 275——弹性密封圈

281——第一弹性件 282——第二弹性件

29——储气包 3——前部支撑转动装置

30——本体 31——万向球轴承

具体实施方式

下面参照附图对本发明的弯头组对专用内对口器的实施例进行详细说明。

本发明提供了一种弯头组对专用内对口器，包括管道组对内对口器2，该管道组对内对口器2包括增压机构和涨紧支撑机构，其中，所述增压机构包括涨紧传动轴20和套设于所述涨紧传动轴一端外的定位套21，所述涨紧传动轴能够相对所述定位套轴向滑动；所述涨紧支撑机构包括第一支撑盘23、第二支撑盘24、第一涨紧块单元、第二涨紧块单元和支撑块单元，所述第一支撑盘23套设于所述涨紧传动轴另一端外，所述第二支撑盘24与第一支撑盘23相距设定的距离并套设于所述定位套21外，所述第一涨紧块单元由多个环列布置于所述涨紧传动轴外围的第一涨紧块25组成，所述第二涨紧块单元由多个环列布置于所述涨紧传动轴外围的第二涨紧块26组成，且所述第一涨紧块单元和第二涨紧块单元还沿所述涨紧传动轴轴向间隔布置于所述第一支撑盘和第二支撑盘之间，所述支撑块单元由多个环列布置于所述涨紧传动轴外围的支撑块27组成，且该多个支撑块朝向所述涨紧传动轴的内侧皆定位于呈相对设置的第一涨紧块和第二涨紧块之间；另所述第一支撑盘23能够在所述涨紧传动轴的驱动下带动该多个第一涨紧块径向张开，且该多个第一涨紧块的径向张开恰能够驱动该多个支撑块一侧张开涨紧一待对口管件；所述第二支撑盘亦能够在所述涨紧传动轴的驱动下带动该多个第二涨紧块径向张开， 且该多个第二涨紧块的径向张开恰能够驱动该多个支撑块另一侧张开涨紧另一待对口管件；在所述第一支撑盘23上还定位连接有一后部支撑行走装置1，在所述第二支撑盘24上还定位连接有一前部支撑转动装置3。

在本实施例中，所述后部支撑行走装置1包括一弧形管状的支撑架10和多个行走轮单元，所述支撑架10弧长方向的一侧与所述第一支撑盘23背向所述第一涨紧块单元的一端面定位连接，该多个行走轮单元沿所述支撑架弧长方向间隔布置于所述支撑架外侧上；另每一所述行走轮单元各分别包括有若干个沿支撑架周向排列的万向球11，且相邻两个万向球之间还通过筋条相连。当管道组对内对口器2处于自然状态下，该后部支撑行走装置1的设置能够带动使该管道组对内对口器2在弯头内行走，尤其是当组对点焊完成后，可通过人工手动或电动施力于该后部支撑行走装置，进而将该管道组对内对口器2从弯头侧拉出，省时省力。

优选的，设有一连接管4，所述支撑架10弧长方向的一侧通过所述连接管与所述第一支撑盘23背向所述第一涨紧块单元的一端面定位连接；另在所述支撑架10弧长方向的另一侧上还定位设置有一把手12，方便操作者进行管件对口时使用。

在本实施例中，所述前部支撑转动装置3包括一环体状的本体30和多个万向球轴承31，该多个万向球轴承31环列布置于所述本体的外周侧上，且所述本体30通过螺栓定位套设于所述第二支撑盘24的外侧上。当管道组对内对口器2处于自然状态下，所述前部支撑转动装置3能够带动该管道组对内 对口器2在待对口管件内实现轴向移动及径向转动，便于管道组对内对口器2在管件内的位置调整。

在本实施例中，所述第一涨紧块单元与所述涨紧传动轴之间设置有第一弹性件281，所述第二涨紧块单元与所述涨紧传动轴之间设置有第二弹性件282，且所述第一弹性件和第二弹性件之间还设置有储气包29，所述储气包通过气管连通于外部气源，第二支撑盘上设有第二通孔，储气包通过穿出第二通孔的气管连通外部气源；此外，第一、二弹性件均为碟簧，在涨紧传动轴外侧上还套设有定位块，第一、二弹性件的一侧抵顶于定位块上，第一、二弹性件的另一侧对应的抵顶于第一、二定位部上。

优选的，每一所述第一涨紧块25包括呈设定夹角的第一定位部250和第一支撑部251，所述第一定位部250定位于所述第一支撑盘和第一弹性件之间，且所述第一定位部朝向所述第一支撑盘的一侧形成有第一弧形槽，所述第一支撑盘朝向所述第一定位部的一侧形成有第一凸起230，所述第一凸起插置于所述第一弧形槽内；所述第一支撑部251朝向所述支撑块中部的一侧为自由侧，所述支撑块中部上还形成有第一让位槽273，且所述第一支撑部的自由侧插置于所述第一让位槽内；

每一所述第二涨紧块26包括呈设定夹角的第二定位部260和第二支撑部261，所述第二定位部260定位于所述第二支撑盘和第二弹性件之间，且所述第二定位部朝向所述第二支撑盘的一侧形成有第二弧形槽，所述第二支撑盘朝向所述第二定位部的一侧形成有第二凸起240，所述第二凸起插置于所述第二弧形槽内；所述第二支撑部261朝向所述支撑块中部的一 侧为自由侧，所述支撑块中部上还形成有第二让位槽274，且所述第二支撑部的自由侧插置于所述第二让位槽内。

优选的，每个所述支撑块27背向所述涨紧传动轴的外侧中部上还形成有一沿涨紧传动轴周向延伸的弧形第一凹槽270，所述第一凹槽的槽底上设有第一通孔271，所述第一通孔通过气管连通于所述储气包；所述第一凹槽的槽底还自由搭接在相邻的另一所述支撑块外侧上，另在所述第一凹槽沿所述涨紧传动轴轴向的两侧外还分别形成有一第二凹槽272，该两第二凹槽内均设置有弹性密封圈275(橡胶圈)，所述弹性密封圈的外侧超出所述支撑块的外侧，且该多个支撑块张开涨紧待对口管件时，所述第一凹槽的槽底仍搭接在相邻的另一所述支撑块外侧上，所述弹性密封圈密封住相邻两个第一凹槽之间的空隙。外部气源中的气体经气管通入储气包内，再通过气管进入各支撑块的第一通孔中，进而进入各支撑块外侧上的第一凹槽内，从而达到在施焊过程中对焊接进行保护的目的。另为保证充气时无气体泄漏，在支撑块第一凹槽的轴向两侧外设置了第二凹槽，第二凹槽内嵌置有弹性密封圈，通过弹性密封圈封住相邻两个所述第一凹槽间的空隙，并封住各支撑块与待对口管件之间的空隙(因弹性密封圈的外侧超出支撑块的外侧)，从而保证气体在轴向方位上无泄漏。各支撑块上的第一凹槽的槽底采用相互搭接的方式，无论支撑块处于收缩还是张开状态，一支撑块的第一凹槽槽底都能搭接在相邻另一支撑块上，进一步保证气体在径向方位上无泄漏；这样，当对口完成进行施焊时，可保证通入第一凹槽内的气体纯度，保证焊接质量。

优选的，所述增压机构还包括有驱动装置22，所述驱动 装置包括传动连接套220、传动连接轴221、以及用以提供动力的动力机构，所述传动连接套220包括连接部2201、止动部2202和啮合部2203，所述连接部2201套设于所述张紧传动轴与所述定位套之间，且所述连接部一侧还与所述涨紧传动轴一端螺纹连接；所述定位套一侧止挡于所述止动部2202的一侧，所述啮合部2203与所述传动连接轴221一端啮合，所述传动连接轴另一端与所述动力机构的动力输出端固连。

本发明中，该管道组对内对口器2的工作原理为：由动力机构为传动连接轴提供动力，传动连接轴带动传动连接套旋转，但由于传动连接套与涨紧传动轴螺纹连接，定位套一端又止动在传动连接套的止动部上，便能够产生巨大的轴向压紧力，以压紧第一支撑盘和第二支撑盘，进而开始压缩第一涨紧块单元和第二涨紧块单元；第一支撑盘首先推动杠杆式第一涨紧块的第一定位部，借助杠杆原理，第一涨紧块的第一支撑部推动支撑块一侧(左侧)沿径向向外扩张；当涨紧力达到一定数值后，第二支撑盘推动杠杆式第二涨紧块的第二定位部，借助杠杆原理，第二涨紧块的第二支撑部推动支撑块另一侧(右侧)沿径向向外扩张，实现了分段涨紧的目的；而支撑块两侧上的两个弹性密封圈则保证涨紧支撑装置沿圆周方向涨紧的同步。在上述操作条件下，涨紧支撑装置的前端先涨紧，用于支撑活动的管件(直管、弯头、法兰、三通等)，涨紧支撑装置的后端再涨紧，实现对口操作，保证同轴度。