一种内涨式法兰定位工装的制作方法

本发明涉及管道焊接技术领域，特别是涉及一种内涨式法兰定位工装。

背景技术：

在油田、油气管道的改建或新建工程中，阀门的安装是一项最为重要的工作，通常的一条输送线上至少焊接安装各类阀门20只以上，阀门连接法兰需要将法兰与管道焊接，因此法兰的焊接工作也就成为改建或新建工作中的重要部分。

管道与法兰的焊接方式分为以下六种基本类型：平焊法兰、对焊法兰、承插焊法兰、松套法兰、螺纹法兰和整体法兰，在焊接过程中管道与法兰必须将法兰和管道定位达到准确对口，以保证焊接的质量，目前，焊接法兰时的定位方式主要还是采用人工对口方式，也用采用夹具工装对法兰进行定位焊接，采用人工对口的方式，多次才能基本对齐，以dn50mm为例，一个对口需要15分钟左右，耗时较长，对口精度不高，焊接时需要至少两人配合，并且人员劳动强度较大，耗费人力成本，采用夹具工装定位，由于夹具工装采用固定式夹持法兰或管道，对夹具的夹持力度要求较高，结构复杂，不易搬动或操作使用，并且容易出现管道夹持不稳而滑落的现象。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种内涨式法兰定位工装以解决现有技术中存在的法兰焊接对口耗时较长，对口精度不高，人员劳动强度较大，耗费人力成本，或者结构复杂，不易操作使用的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种内涨式法兰定位工装，包括：纵向固定杆、端部滑动连接在纵向固定杆上的第一横杆、端部与纵向固定杆固定连接的第二横杆、设在第一横杆和第二横杆之间的伸缩机构；所述第二横杆与第一横杆平行布置；所述第一横杆与所述纵向固定杆连接的一端设滑动锁钉；所述纵向固定杆上开有供所述滑动锁钉滑动的第一滑孔；所述滑动锁钉穿过所述第一滑孔并与第一横杆螺纹连接；所述伸缩机构包括：设在第一横杆和第二横杆之间的连接柱、套在连接柱上的弹簧、开设在所述第一横杆上的第二滑孔；所述连接柱一端固定在所述第二横杆上，另一端穿入所述第二滑孔；

所述第一横杆上还设置活动支撑机构；所述活动支撑机构包括：开设在第一横杆内的活动槽、纵向滑动设置在活动槽内的纵向滑动块、横向滑动设置在活动槽内的两个垫高块、与两个垫高块分别固接的螺杆a和螺杆b；所述螺杆a螺纹连接在所述螺钉、纵向固定杆和第一横杆的内部；所述螺杆b螺纹连接在所述第一横杆的内部；所述垫高块靠近所述纵向滑动块的一面为斜面。

进一步地，所述伸缩机构至少有2组。

进一步地，所述第二横杆的端部开设有第一凹槽。

进一步地，所述第二横杆的中部向上凸起形成凸条。

进一步地，所述凸条上对应所述伸缩机构的位置开有供所述弹簧放置的第二凹槽。

进一步地，所述第二横杆的截面呈t字形。

进一步地，所述纵向固定杆、第一横杆、第二横杆的材质均为铝合金。

进一步地，所述纵向固定杆上设有把手；所述把手固定连接在所述纵向固定杆上。

进一步地，所述第一横杆与第二横杆的长度相等。

进一步地，所述第二横杆的端部通过螺栓与所述纵向固定杆固定连接。

本发明的有益效果是：

1.采用该内涨式法兰定位工装，通过第一横杆、第二横杆、伸缩机构的设置，并且第一横杆与所述纵向固定杆滑动连接，伸缩机构设置在第一横杆和第二横杆之间，能够将第一横杆和第二横杆在伸缩机构被压缩状态下穿入法兰和管道的内部，伸缩机构能够根据法兰与管道的内径大小自由撑开，并推动第一横杆和第二横杆同时支撑在法兰和管道的内壁上，实现了内涨式同时支撑法兰和管道，提高法兰和管道焊接中或法兰焊接、管道焊接中的对口精度；

2.滑动第一横杆放置该工装以及压缩所述伸缩机构的操作非常简单，可以单人操作该定位工装就能实现法兰焊接中的精准对口，降低了劳力成本，提高了生产效益；

3.通过设置在第一横杆上还设置活动支撑机构，活动支撑机构包括：开设在第一横杆内的活动槽、纵向滑动设置在活动槽内的纵向滑动块、横向滑动设置在活动槽内的两个垫高块、与两个垫高块分别固接的螺杆a和螺杆b；活动支撑机构中的滑动块在螺杆a和螺杆b旋进第一横杆并推动纵向滑动块向上滑动，实现了根据管道或法兰的内径而调节支撑高度，使该工装能够根据管道调节支撑高度，扩大了该工装的适用范围。

附图说明

图1是本发明提供的内涨式法兰定位工装的斜视示意图；

图2是本发明提供的内涨式法兰定位工装的内部结构剖视示意图；

图3是本发明提供的内涨式法兰定位工装中第一横杆的内部结构斜视示意图；

图4是本发明提供的内涨式法兰定位工装使用状态的右视示意图；

图5是本发明提供的内涨式法兰定位工装使用状态的斜视示意图；

图6是本发明提供的内涨式法兰定位工装中第二横杆斜视示意图；

图7是本发明提供的内涨式法兰定位工装中第一横杆的使用状态的内部结构斜视示意图；

附图标记：1-纵向固定杆，11-把手，2-第一横杆，3-第二横杆，31-第一凹槽，32-凸条，33-第二凹槽，4-伸缩机构，41-连接柱，42-弹簧，43-第二滑孔，5-滑动锁钉，6-第一滑孔，7-活动支撑机构，71-活动槽，72-纵向滑动块，73-垫高块，74-螺杆a，75-螺杆b，76-斜面，00-法兰，99-管道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的内涨式法兰定位工装的具体实施方式进行详细的描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“纵向”、“横向”位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或零件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，所述“第一”、“第二”是仅仅为了便于描述和区分所给的命名，并且在附图中也有相应的位置标记，不应理解为具体和特殊含义的指代。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图3所示，本发明提供的内涨式法兰定位工装包括：纵向固定杆1、端部滑动连接在纵向固定杆1上的第一横杆2、端部与纵向固定杆1固定连接的第二横杆3、设在第一横杆2和第二横杆3之间的伸缩机构4；所述第二横杆3与第一横杆2平行布置；所述第一横杆2与所述纵向固定杆1连接的一端设滑动锁钉5；所述纵向固定杆1上开有供所述滑动锁钉5滑动的第一滑孔6；所述滑动锁钉5穿过所述第一滑孔6并与第一横杆2螺纹连接；所述伸缩机构4包括：设在第一横杆2和第二横杆3之间的连接柱41、套在连接柱41上的弹簧42、开设在所述第一横杆2上的第二滑孔43；所述连接柱41一端固定在所述第二横杆3上，另一端穿入所述第二滑孔43；

所述第一横杆2上还设置活动支撑机构7；所述活动支撑机构包括：开设在第一横杆2内的活动槽71、纵向滑动设置在活动槽71内的纵向滑动块72、横向滑动设置在活动槽71内的两个垫高块73、与两个垫高块73分别固接的螺杆a74和螺杆b75；所述螺杆a74螺纹连接在所述螺钉5、纵向固定杆1和第一横杆2的内部；所述螺杆b75螺纹连接在所述第一横杆2的内部；所述垫高块73靠近所述纵向滑动块72的一面为斜面76。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，所述纵向固定杆1为条状杆，纵向布置以使第一横杆2和第二横杆3能够连接在其侧部，构成了该工装的基本框架。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，通过在所述纵向固定杆1上开有供所述滑动锁钉5滑动的第一滑孔6，将所述第一横杆2与所述纵向固定杆1连接的一端设滑动锁钉5，并且，所述滑动锁钉5穿过所述第一滑孔6并与第一横杆2螺纹连接，滑动锁定5相对于第一横杆能够借助螺纹穿入或退出第一横杆2内部，使得第一横杆2的端部与所述纵向固定杆1的侧部挨近或保持间隙，以使滑动锁定5在所述第一滑孔6内能够上下滑动，从而使第一横杆2能够沿着纵向固定杆1的侧部上下滑动；当需要将第一横杆2固定在相对于纵向固定杆1上某一位置时，将所述滑动锁定5借助螺纹向所述第一横杆的内部穿入，以使第一横杆2的端部能够靠紧所述纵向固定杆1的侧壁，依靠与所述纵向固定杆的摩擦力而相对于总想从固定杆1静止而固定了第一横杆2的位置，达到将第一横杆2和第二横杆3的距离调整，以实现穿入不同内径的法兰(如图4或图5所示的附图标记所示图00，所述法兰为普遍所需焊接的法兰，没有型号或规格的限制)和管道(图5所示的附图标记所示图99)的内部，并且支撑(内涨)起法兰和管道，具有适合不同内径、管径的法兰和管道的焊接对口，从而提高了该工装的实用性。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，通过伸缩机构4的设置，此处需要说明的是，所述伸缩机构指的是能够与所述第一横杆2和第二横杆3配合伸开或压缩的机构，借助于第一横杆2和第二横杆3的推动力和所述弹簧42的弹性回复力而实现伸缩，没有普遍的自驱动伸缩的含义；如图2和图6所示，所述伸缩机构4包括：设在第一横杆2和第二横杆3之间的连接柱41、套在连接柱41上的弹簧42、开设在所述第一横杆2上的第二滑孔43；所述连接柱41一端固定在所述第二横杆3上，另一端穿入所述第二滑孔43，所述连接柱41为能够焊接或固定在所述第二横杆上的金属柱，具有连接第二横杆3和第一横杆2的作用，也具有保持所述弹簧42不移位的作用，当所述第一横杆2和第二横杆3的间隙因第一横杆2向下(附图2所示方位)移动时，连接柱上端穿入所述第二滑孔43并向第二滑孔内移动，从而配合第一横杆2的上下滑动，实现该定位工装能够套在法兰和管道上并且依靠弹簧的回复力支撑(内涨)起法兰和管道，通过操作人员按压第一横杆来使第一横杆2相对于纵向固定杆1滑动所使用的力远远小于搬动管道或法兰以实现对口所用的力，达到了操作简便且节省人力的效果，也避免了人力搬动法兰或管道中因人力支撑不均匀出现法兰和管道相对晃动而对口不精准的情况出现，从而实现了精准对口和定位法兰与管道的效果，且单人或两人即可操作，节省了人力成本。

如图3所示，本发明提供的内涨式法兰定位工装中，所述第一横杆2上还设置活动支撑机构7，所述第一横杆内开设有活动槽71，所述活动71在该工装制作过程中可以通过将第一横杆2分为两部分加工，开槽后再进行焊接，能够实现在第一横杆内进行开设活动槽71，需要说明的是，所述活动槽包括供所述纵向滑动块72纵向滑动的空间，也包括供所述垫高块73横向移动的空间；通过在第一横杆的两端开设与所述螺纹杆a74和螺纹杆b75配合的内螺纹，将螺纹杆a和螺纹杆b插入第一横杆2中且与垫高块73的端部焊接后再进行第一横杆的焊接，达到组装该工装的目的；所述纵向滑动块72纵向滑动设置在活动槽71内，所述滑动设置是指纵向滑动块72在第一横杆2内的活动槽71内能够通过垫高块73的推动而在活动槽71内纵向滑动(纵向滑动块72嵌入第一横杆2中)，所述垫高块73靠近所述纵向滑动块72的一面为斜面76，两个垫高块73的非斜面端部分别固接的螺杆a74和螺杆b75，手动转动螺杆使得螺杆a或螺杆b从第一横杆端部旋进时，所述螺杆a74和述螺杆b75会推动两个垫高块73上推所述纵向滑动块72，使纵向滑动块72上升并支撑在所述斜面76不同高度的位置上，从而达到使纵向滑动块72在活动槽71内上升的目的，纵向滑动块72的最高状态如图7所示，反之，要使纵向滑动块72下降，则通过旋出螺杆a和螺杆b,纵向滑动块72的最低状态如图3所示，实现了根据管道或法兰的内径而调节支撑高度，使该工装能够根据管道调节支撑高度，使该工装适宜更大管道管径的焊接，扩大了该工装的适用范围。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，所述伸缩机构4至少有2组，可以设置多组伸缩机构4，以加大该定位工装能够定位的管道长度，根据实际需要在伸缩机构的数量上调整，进一步增强了该工装的实用性，且使该工装使用中更稳定，发挥了较好的定位效果。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，如图6所示，所述第二横杆3的端部开有第一凹槽31，从而使第二横杆能够更加牢固的固定在纵向固定杆的侧壁上，以增强了该工装的牢固性，且使其结构紧凑，方便操作。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，如图6所示，也可以在第二横杆3的中部向上凸起形成凸条32，所述凸条32上对应所述伸缩机构4的位置开设有供所述弹簧42放置的第二凹槽33，所述第二横杆3的截面呈t字形，通过第二凹槽的设置，使弹簧42的一段能够陷入第二横杆，达到安装弹性系数较高的弹簧的作用，并且，如图3所示，通过凸条32和t字形截面的第二横杆的设置，使第一横杆和第二横杆在支撑(内涨)在法兰或管道内时形成上部支撑在法兰或管道顶部，下部支撑在法兰或管道内壁的两条线上，形成内接于法兰或管道的三角支撑，增强了该工装使用中的稳定性。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，所述纵向固定杆1、第一横杆2、第二横杆3的材质均为铝合金，铝合金具有材质较钢铁教轻的特性，方便携带和操作，从而易生产和组装，造价不高，实用性强，易于推广。

如图1所示，本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，所述纵向固定杆1上设有把手11；所述把手11固定连接在所述纵向固定杆1上，方便操作人员携带或拿捏并使用，使该工装更方便使用。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，所述第一横杆2与第二横杆3的长度相等，使该工装的结构紧凑，并易于使用，实用性更强的效果。

本发明所提供的内涨式法兰定位工装中，所述第二横杆3的端部通过螺栓与所述纵向固定杆1固定连接，便于维修和更换第二横杆3或第二横杆上的部件，并且结构牢固，延长了该工装的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。