一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置的制作方法

本实用新型属于焊接设备技术领域，涉及一种管道内侧焊接焊缝实时观测及充气保护装置。

现有技术

现阶段，对于管道焊缝背面需要保护的焊接过程，一般采用的是对两个对接管件两端封堵，然后进行充气保护焊接。这样的做法在管道焊接过程中具有气体使用量大、充气时间长、保护效果差以及焊缝内侧无法观察等缺点。

技术实现要素：

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

为了解决上述问题，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，包括：

一供气机构，包括气囊装置和气泵；

一移动机构，包括移动单元和转动连接单元；

一测量机构，包括一测氧仪和一测距仪；

一监控机构。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述气囊装置进一步包括：

一伸缩单元和两气囊，所述伸缩单元连接所述两气囊，一保护气分散头和所述测氧仪设置在所述两气囊之间。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述监控机构进一步包括一个沿轴旋转摄像头，所述摄像头沿圆周均匀设置在所述两气囊之间。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述监控机构进一步包括若干广角摄像头，所述若干摄像头沿圆周均匀设置在所述两气囊之间。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述测距仪包括红外线测距仪，设置在所述气囊装置的前端。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述气囊装置、所述监控机构、所述伸缩单元和所述测距仪构成所述保护装置的前端机构，所述前端机构通过所述转动连接单元设置在所述移动单元的前端。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述转动连接单元包括十字滑台和旋转轴，所述前端机构连接与所述十字滑台，通过所述旋转轴翻转到所述移动单元的顶端。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述气泵设置在所述移动单元上。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述气囊外覆盖一层硅胶层。

比较好的是，本实用新型进一步提供了一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，其特征在于，所述移动单元包括带滚轮的行走小车。

本实用新型通过设计一种管道内侧焊缝实时观测及充气保护装置，通过在焊缝两侧支撑与管道管径匹配的专用气囊，在焊缝附近形成一个小范围的隔离区域，同时通过全角度的摄像头，对内侧焊缝进行全程监控，从而实现对管道焊接时内侧焊缝进行充气保护及实时观测。

附图说明

现在将详细参考附图描述本公开的实施例。现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是本实用新型的管道内侧焊接焊缝实时监控及充气保护装置的结构示意图；

图2是左侧气囊的剖视图。

附图标记

1――行走小车

2――红外测距仪

3――十字滑台

4――伸缩节

5――气囊

6――摄像头

7――气泵

8――充气管

9――旋转轴

10――光纤及导气管

11――硅胶层

12――测氧仪

13――充气口

14――保护气导气管

15――气体分散头

具体实施方式

本说明书公开了结合本实用新型特征的一或多个实施例。所公开的实施例仅仅例示本实用新型。本实用新型的范围不限于所公开的实施例。本实用新型由所附的权利要求是来限定。

说明书中引用的“一个实施例”、“一实施例”、“一示例性实施例”等等表明所述的实施例可以包括特殊特征、结构或特性，但所有实施例不必包含该特殊特征、结构或特性。此外，这些短语不必涉及相同的实施例。此外，在联系一实施例描述特殊特征、机构或特性时，就认为联系其他实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性在本领域的技术人员的知识范围之内。

此外，应理解，这里使用的空间描述(例如，之上、之下、上方、左边、右边、下方、顶部、底部、垂直、水平等等)仅用于说明的目的，且这里所描述的结构的实际实现方式可以是按任何定向或方式来在空间上排列。

请参见图1所示的本实用新型的管道内侧焊接焊缝实时监控及充气保护装置的结构示意图。

本保护装置包括几个不同的功能机构，分别是供气机构，由气囊装置、气泵7、充气管8和光纤及导气管10组成，负责整个焊接过程中的充气保护。

第二个是移动机构，包括移动单元、转动连接单元、在本较佳实施例中采用的是一行走小车1、转动连接单元包括十字滑台3和旋转轴9、还有一伸缩节4，移动机构用以负责焊接过程中的装置整体和局部的动作。

第三个是测量机构，由红外线测距仪2组成。

第四个是监控机构，包括摄像头6。

下面详细介绍本实用新型的充气保护装置的组成和工作过程。

行走小车1作为一个带滚轮的可移动载体，气泵7设置在该行走小车1上，该气泵7的输入端外接光纤及导气管10，输出端通过一充气管8连接一气囊装置，本较佳实施例中气囊装置包括两气囊5。

该行走小车1能够携带本实用新型的充气保护装置及摄像装置，并且能够沿管内壁平稳爬行，在直径较大的管道内使用时，十只滑台3及气囊装置可沿旋转轴9旋转至正上方，从而减小行走小车1的长度，集中重量于车身，使得小车1的行走更加平稳。

在气囊5的前端设置有一红外线测距仪2，上述红外测距仪2可沿管道的中心轴旋转，旋转过程中测量与管壁的距离，并将测量数据以无线方式发送至控制器，并通过转动连接单元调节中轴位置至管道中心。

在两两气囊之间设置有摄像头6并通过一伸缩节4相连，该伸缩节4是一液压伸缩节，可自由伸长或缩回，伸缩节4在转动连接单元调节完成后自动伸长，使两个气囊5分别位于焊缝两侧，之后由气泵7经过充气管8向气囊装置内充气，使气囊5撑开。

上述气囊5、红外线测距仪2、伸缩节4和摄像头6构成本装置的前端结构。

该前端机构通过一转动连接单元连接并设置于移动单元1的前端，可以通过转动连接单元翻转折叠到小车1的顶端。

在本较佳的实施例中，转动连接单元由行走小车1前端的十字滑台3和旋转轴9组成，前端机构可以通过十字滑台3沿着十字方向移动，并通过旋转轴9翻转到小车1的顶端。

请参见图2所示，给出了本实用新型图1中的左侧气囊的剖视图。

该气囊外覆盖的为硅胶层11，其充气口13设置在其中央，测氧仪12设置在该气囊固定装置的一侧，气体分散头15固定在气囊的固定装置上侧壁，一保护气导气管14连接该气体分散头15。

气囊5外覆盖一层硅胶层11，当气囊5撑开后，硅胶层11与管壁贴合，在焊缝两侧形成一个封闭区域，保护气体经过保护气导气管14及气体分散头15均匀进入该封闭区域，从而对焊缝内侧进行充气保护。

下面结合上述结构介绍本实用新型的工作过程。

在使用过程中，行走小车1沿着待焊接的管道的管口行驶至距焊缝一定位置后停下，红外线测距仪2绕其轴旋转一圈，测量与管内壁距离，后将测量数据反馈至十字滑台3，通过十字滑台3进行调节，使得气囊5的中心轴在管道中心位置。

当十字滑台3调节完成后，伸缩节4缓缓伸长，将距离本装置最远一侧，图示中右侧的气囊伸至焊缝另一侧一定位置，之后打开气泵7，空气由充气管8及充气口13进入两侧气囊，两侧气囊均撑开，使得硅胶层11与管道内壁紧密贴合。

保护气体经由保护气导气管14进入气体分散头15，在气体分散头15中均匀分散后进入焊缝周围，并将空气从坡口排出，再通过测氧仪12测量焊缝周围氧含量，从而实现对氧气含量的实时追踪。

焊接前打开摄像头6，以便对焊缝实时观测。

焊接完成后，停止通入保护气体，气囊5泄气，并将伸缩节4收回原来长度，最后行走小车1沿原路返回，从而完成焊缝焊接充气保护以及焊接过程实时监控。

完成后，充气气囊5等前端机构可通过旋转轴9旋转折叠至行走小车1的顶端，便于行走小车1平稳行走及运输，避免头重脚轻小车1倾倒。

在上述过程中，由于使用了三个互呈120°角度的广角摄像头6，从而实现对管道内侧焊缝的实时监控。

本实用新型在焊接过程中的封闭空间内安装了测氧仪12，通过测氧仪12计算封闭空间的氧气含量，从而从而判断是否能够达到保护要求。

上述实施例中，采用了三个摄像头，实际上也可以换做一个可以延轴旋转的摄像头，焊接过程中随着熔池以相同的焊接速度旋转，起到焊缝监控功能。

此外，行走小车1也可以换成三条腿支撑在管道内的结构形式，其功能就是运输气囊5到焊缝附近。

本实用新型的一种管道内侧焊缝实时观测及充气保护装置，针对不同管径管道，需更换不同规格气囊。本实用新型本实用新型本实用新型本实用新型本实用新型本实用新型本实用新型是一种管道内侧焊接实时监控及充气保护装置，该装置为固定直径管道专用内侧充气及实时监控装置，该装置可在管道内焊缝两侧形成一个较小的密闭空间，并在空间内冲入保护气体，实现了对管道内侧焊缝的保护，节约了保护气体，缩短了充气时间，提高了保护效果，通过使用3个互呈120度广角摄像头，从而实现焊缝内侧焊接过程的实时监控和反馈调节。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本实用新型。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本实用新型将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。