接合期间的管道定位装置的制作方法

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接合期间的管道定位装置的制造方法

本发明涉及一种在接合期间用于在管道内部定位管道的管道定位装置。



背景技术:

用于递送液体或气体的管道被制造出来以供长期使用,其使用时间长达 59年或更多,但是毁损和劣化是不可避免的。举例来说,由于使用聚乙烯 (PE)或聚丙烯(PP)制造的管道具有抗腐蚀性,因此其正在日益普及。其缺点在于强度或易受损性,其维修往往需要更换有缺陷的管道或管道区段。

电熔接合提供了一种相对快速可靠的接合PE或PP管道或管件的方式,无论是维修还是全新安装。在该过程中,所要接合的两根管道的相邻端首先必须保持固定以及轴向对齐,这对几乎所有的接合方法而言都是必需的。通常,这一点是通过使用一对夹钳或者是支撑架或结构来完成的。有很多原因会导致难以或者不便于使用此类保持装置,例如夹持强度不足或者接合位置周围缺乏空间。

本发明试图通过提供全新或是另有改进的接合期间的管道定位装置来减轻或者至少缓解此类问题和缺陷。



技术实现要素:

根据本发明,所提供的是在接合期间用于在管道内部定位管道的管道定位装置,包括:具有中心轴的中心体,以及在中心体周围的等角位置上围绕中心轴与中心体相连的多个加压单元。每一个加压单元都通过一个连接机构连接到中心体,并具有与中心体相连的致动器。该连接机构可以展开,以便通过沿着离开中心体的方向向外移动加压单元来压迫所述管道中的至少一个的内表面,由此将所述管道中的所述至少一个定位成与中心轴同轴,以及该连接机构可以收缩,以便朝着中心体向内移动加压单元,由此释放所述管道中的所述至少一个。致动器被适配成展开或收缩连接机构,以便从中心体向外移动加压单元,或朝着中心体向内移动加压单元。

优选地,该中心体包括一个基座和一个可以由致动器相对于基座移动的基座构件,以及至少一个连接机构,该连接机构具有第一部分,所述第一部分与基座构件相连,以便在所述至少一个连接机构展开的外部位置与所述至少一个连接机构收缩的内部位置之间由致动器执行相对于基座的移动。

更优选的是,所述至少一个连接机构包括第二部分,所述第二部分与第一部分相连,以便通过同时移动以展开或收缩,所述第二部分与基座相连。

更优选的是,所述至少一个连接机构的第一部分和第二部分相互连接,以便进行相对的枢转移动。

优选地,第一部分具有分别与基座构件以及相关联的加压单元相连的对端,并且第二部分具有与分别与基座和相同的加压单元相连的对端。

更优选的是,与加压单元相连的第二部分的末端是借助滑动铰链连接来连接的。

在一个优选实施例中,所述至少一个连接机构包括由两个连杆形成的剪刀式作用联动装置,所述连杆是由第一部分和第二部分提供的。

在一个优选实施例中,至少一个加压单元具有基本扁平的主体,该主体具有与相关联的连接机构相连的内部部分,以及用于压在所述管道中的所述至少一个的内表面的外部部分。

更优选的是,该主体的外部部分具有用于压在所述管道中的所述至少一个的凹入内表面上的轻微凸起的外部轮廓。

优选地,该主体的外部部分是一个不同的部分,并且其可拆卸地与内部部分相连。

更优选的是,该主体的外部部分的内侧具有在与中心轴基本平行的方向上延伸的T形通道,以及该内部部分具有沿着该通道的长度的方向插入该通道的T形部分。

非常有利的是,该主体的外部部分是用聚甲醛材料制成的。

非常有利的是,所有连接机构都具有基本相同的配置,其中包括相应的第一部分,所述第一部分单独连接到基座构件,以便由致动器相对于基座同时移动。

在一个优选实施例中,致动器具有与基座固定在一起的致动件,以及与基座构件啮合的柱塞,所述柱塞由致动件驱动,以便在相反的方向相对于基座移动,由此至少展开和收缩所述至少一个连接机构。

更优选的是,该致动器包括一个筒内活塞式系统,其中致动件包括筒体,并且柱塞包括活塞。

更优选的是,该柱塞沿着中心轴从致动件延伸。

在一个优选实施例中,基座具有头部部分和尾部部分,其以间隔配置的方式通过在与中心轴平行的水平方向上延伸至头部部分和尾部部分的多个轴件相互连接,其中基座构件位于头部部分与尾部部分之间,并且由所述轴件引导而在相反的方向上相对于基座滑动。

优选地,该定位装置包括至少两个具有基本相同的结构的所述连接机构。

更优选的是,该定位装置包括四个结构基本相同的所述连接机构。

在一个优选实施例中,定位装置包括被头对头接合成沿着相同的中心轴展开的两个所述中心体,与这两个中心体中的每一个相连并且可以按照规定分别在所述管道上操作的相应的多个所述加压单元,以及分别与两个中心体相连并且可以依照规定操作的两个所述致动器。

在一个优选实施例中,定位装置包括被端对端接合成沿着相同的中心轴展开的两个所述中心体,与这两个中心体中的每一个相连并且可以按照规定分别在所述管道上操作的相应的多个所述加压单元,以及分别与两个中心体相连并且可以依照规定操作的两个所述致动器。

在另一个优选实施例中,定位装置包括两个所述加压单元,这些加压单元连接到中心体的相应对端,并且可以在按照规定分别在所述管道上操作。

附图说明

现在将参考附图并借助示例来对本发明进行更具体的描述,其中:

图1是由被布置熔接耦合器接合的两根管道的示意性剖面侧视图;

图2是用于图1的接合期间的管道的定位装置的一个实施例的透视图,该定位装置用于在管道内部定位该管道;

图3是图2中的定位装置的侧视图;

图4是图3中的定位装置的端视图;

图5是图2中的定位装置的分解透视图,并且其显示了该定位装置的所有组件;

图6是带有图5中的定位装置的相应连接机构的加压单元的放大透视图;

图7是与图2相似的透视图,其显示的是第一末端部分相对于对端的第二末端部分而被径向展开至更大程度的定位装置;

图8是在用熔接耦合器接合两根管道的时候使用的图7中的定位装置的剖面侧视图,其中第一末端位置展开并夹住相应的管道;

图9是图8中的定位装置、管道以及熔接耦合器的端视图;

图10是与图8对应的剖面侧视图,其显示的是同样展开并夹住另一根管道的定位装置的第二末端;以及

图11是图10中的定位装置、管道和熔接耦合器的端视图。

具体实施方式

参考附图,其中显示的是用于实施本发明的接合期间的管道20的定位装置10,作为示例,所述接合是电熔接合,所述装置用于在管道20的内部定位管道20,尤其是将管道20安置成固定并且彼此同轴对齐。对于电熔接合来说,在两个对齐端22周围放置了具有嵌入的加热线圈32的柱形熔接耦合器30。然后,通过施加电能来为加热线圈32提供能量,可以软化熔接耦合器30与管道末端22间的接口上的PE/PP材料并使其充分熔化,由此熔合在一起。

定位装置10包括具有水平延伸的中心轴X的中心体(hub)100,以及通过处于对称地环绕中心体100且围绕中心轴X的等角位置上的相应连接机构连接到中心体100的多个压片(presser)单元200。此外,中心体100 还与一个致动器400相连,该致动器被适配成操作该连接机构300,也就是将其展开和收缩。

每一个连接机构300都是可展开的,由此会通过从中心体100径向向外地移动相关联的加压单元200来压迫至少一个管道20的内表面,从而夹住和定位与中心轴X同轴的所述至少一个管道20。在后续阶段,该连接机构 300是可收缩的,由此朝着中心体100向内移动加压单元200,从而释放所述至少一个管道20。致动器400用于展开和收缩连接机构300,以便以一致的方式从中心体100向外径向移动加压单元200,或者朝着中心体100向内移动加压单元200。

为了将一个或多个管道20保持在稳定的位置,在这里应该使用具有相应连接机构300并且优选具有基本相同的结构的至少三个这样的加压单元 200。考虑到稳定性、夹持强度和生产成本,较为优选的是使用位于中心体 100周围且以直角间隔的四组相同的加压单元200和连接机构300。

在本具体实施例中,定位装置10包括两个所述中心体100,并且所述中心体100以头对头或端对端的方式接合,由此以同轴的方式沿着相同的中心轴X延伸。这两个中心体100中的每一个都会通过相应的连接机构300 与一组四个的加压单元200相连,并且如上所述,所述中心体还与一个相关联的致动器400相连,以便作用于两根官道20中的一根相应的官道20。这两个中心体100在垫片101的对端借助三个连接销103接合在一起,其中所述连接销垂直穿过垫片101并与中心体100的相邻端固定。

这两个中心体100相互连接并充当单个中心体(具有至少双倍长度),其中所述单个中心体的相对的左侧和右侧分别与两组加压单元200相连,以便由在相同末端或者在相同的中心体100上提供的相同致动器400操作。每一组的四个加压单元200负责独立压紧和定位这两根管道20中的相应管道,以使可以相继操作这两根管道20,由此可以方便操作。

在操作上,当一根管道20处于恰当位置(例如第一或前一根管道)时,这时会使用处于定位装置10的第一末端位置(即第一中心体100)的一组加压单元200来将定位装置10应用于该管道20的自由端,并且第二末端位置或中心体100会保持暴露于外部。然后,在管道20的自由端将会布置熔接耦合器30。随后,另一根管道20会被带到靠近的位置并被定位成与第一管道20同轴对齐,其近端22会被插入熔接耦合器30并布置在被暴露的定位装置10的第二末端(参见图8)。剩下的一组加压单元200最终将被展开,以便压迫并且由此夹紧和保持第二管道20(参见图10)牢固地处于与第一管道10对齐的位置,从而预备由熔接耦合器30进行接合。

一旦将熔接耦合器30与这两根管道20的邻接端熔接,则可以通过径向收缩来释放所有的加压单元200,并且随后可以通过第二管道20移除这些加压单元。然后,第三管道可以采用相同的方式接合至第二管道20。

现在将参考两个中心体100中的任一中心体来进一步描述定位装置10 的结构。

中心体100优选是用诸如不锈钢之类的金属制成的。其包括基座100和可被致动器400以与基座110相对的方式移动的基座构件120。基座110具有一个头部部分111和一个尾部部分112,这两个部分都是大致扁平且垂直延伸的,并且全都采用的是大体上方形的板片的形式,因此在下文中将其称为顶板111和尾板112。基座构件120同样是大致扁平的,但是其厚度更大,并且具有与大致方形相对的大致为十字形的剖面。

顶板111和尾板112是通过多个或四个在与中心轴X平行的水平方向上延伸到顶板111和尾板112的轴件130以间隔配置的方式相互连接的。基座构件120位于顶板111与尾板112之间并由轴件130引导,以便在相反的方向上以与基座110相对的方式滑动。所述轴件130贯穿基座构件120 中的相应孔洞。

致动器400具有与基座110固定在一起的致动件410以及从中伸出的柱塞420,并且这二者优选都是使用不锈钢之类的金属制成的。致动器以同轴的方式附着于基座110的尾板112,而柱塞420则沿着中心轴X在水平方向上延伸并与基座构件120啮合。致动器400是一个筒内活塞式液压或气动系统,其中致动件410包括或提供了筒体,而柱塞420则包括活塞或与之相连。所述筒体具有用于吸入加压空气或油以向前驱动柱塞420的第一端口411,以及用于在活塞对端吸入加压空气或油以向后驱动柱塞520的第二端口412。

在操作中,柱塞420由致动件410驱动,以便在相反的方向上使得基座构件420相对于基座110滑动,其通过向前滑动来展开连接机构300以及通过向后滑动来收缩连接机构300,或者,在不同的实施例中,如果仅仅在前向方向上以液压或气动的方式驱动致动件410,那么将允许其进行收缩。

参考连接机构300,其中每一个连接机构都是由两个部分形成的剪刀式作用联动装置,其中所述的两个部分采用的是第一和第二连杆310和320 的形式,并且优选是用不锈钢之类的金属制成的。连杆310和320在其大约中间长度的位置借助铰链连接相互连接,以便进行相对的枢转移动,由此,连杆310和320可以同时枢转,以便在与基座110或中心体100相对的反方向上展开和收缩。

第二连杆320具有相对的第一和第二末端321和322,其中第一末端321 铰接到基座的顶板111,并且第二末端322借助一个滑动铰接连接而被铰接到加压单元200的背面。由于顶板111是固定的(因为它是基座110的一部分),因此,第二连杆320智能围绕其第一末端321来进行相对于基座110 的枢转。

第一连杆310具有相对的第一和第二末端311和312,其中第一末端311 铰接到基座构件120,并且第二末端312铰接到相同加压单元200的背面。一旦由致动器400相对于基座110向前滑动,则基座构件120会从基座110 向外枢转第一连杆310,而这将会转而同时向外枢转第二连杆320,由此,连接机构300将会展开。一旦由致动器400相对于基座110向后滑动,则基座构件120会朝着基座110向内枢转第一连杆310,而这转而会同时向内枢转第二连杆320,由此,连接机构300将会收缩。

通常,第一连杆310可以在连接机构300展开的外部位置与连接机构 300收缩的内部位置之间由致动器400相对于基座110滑动。为了简化结构和平衡受力,所有连接机构300的配置都是大致相同的,但这并不是必需的,所述配置包含了相应的第一连杆310,所述第一连杆单独连接到基座 120,以便由致动器400相对于基座110同时移动。

最后参考加压单元200,其中每一个加压单元都具有大体上扁平的主体 201,其中该主体包括与相关联的连接机构300相连的内部部分220,以及采用掌状件210的形式的外部部分,以便压迫管道20的内表面。所述掌状件210具有与管道20的内表面的凹入形状大致匹配的轻微凸起的轮廓。虽然内部部分220优选是用不锈钢之类的金属制成的,但是掌状件210是优选用聚甲醛材料制成的不同部件,其中该部分具有足够的强度,但是不如钢材坚硬,由此将其对管道20的内表面的损伤降至最低。

掌状件(外部部分)210可拆卸地与内部部分220相连,由此可以在其磨损的时候对其进行更换。更具体地说,掌状件210具有与在基本垂直于中心轴X的方向上延伸的T形通道一起形成的内侧。内部部分220具有一个沿着通道211的长度的方向插入通道211的T形部分221,其中该部分是作为摩擦配合插入的,或者是通过所显示的螺钉222固定在通道211中的。

应该指出的是,由于所要接合的管道的特性通常与如何对其定位以进行接合是无关的,因此,对于任何类型的管道来说,无论该管道是用金属、混凝土或其他任何材料制成的,还是用于递送水、蒸汽、气体或油等等,本发明的定位装置都是适用的。出于相同的原因,虽然使用本定位装置尤其有利于在管道外部执行的管道接合方法,例如所描述的电熔接合,但是为了接合由本定位装置定位的管道而执行的接合方法的类型并不与之相关。

本发明仅仅是作为示例给出的,在不脱离附加权利要求限定的发明范围的情况下,本领域技术人员可以对所描述的实施例执行其他不同的修改和/或变更。

再多了解一些
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