专利名称：管道补口密闭自动除锈机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管道补口密闭自动除锈机，属于石油天然气管道建设技术领域，是一种用于管道补口防腐过程中管道表面处理的密闭自动除锈机。
背景技术：
随着我国能源行业的持续、快速发展，长输油气管道成为能源保障的重要方式。油气管道施工工程中，为保障管道的使用寿命，管道补口段的防腐显得尤为重要，而防腐工序中的管道表面处理质量又直接影响防腐层的使用寿命。目前的管道施工中，补口段的管道表面处理均为人工操作开放式喷砂除锈，带来环境污染严重、工人劳动强度增大、粉尘对工人呼吸道的伤害、砂料的严重浪费、表面清洁度不均、过程质量无法控制等一系列问题，导致补口质量不佳，继而降低管道的使用寿命，增大管道运营中的安全隐患。管道补口密闭自动除锈机的研制成功地解决了上述难题。试验证明，该除锈机能大为降低工人的劳动强度、环境无污染、节省砂料、表面清洁度均匀、过程质量可任意控制，使补口质量得以保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管道补口密闭自动除锈机，主要用于解决人工开放式喷砂除锈操作带来的环境污染严重、工人劳动强度增大、粉尘对工人呼吸道的伤害、砂料的严重浪费、表面清洁度不均、过程质量无法控制等一系列问题，使补口质量得以保证。本发明的技术内容如下管道补口密闭自动除锈机主要包括四驱动行走装置、除静电装置、横向行走装置和横向行走装置限位机构等；四驱动行走装置为一多瓣式迭接圈形开合结构，由以旋转轴连接的两片多瓣式迭接开合的环形板架构成，快速夹紧接头设在环形板架的开合口处；在环形板架之间，设有支持横向行走装置定位与动力传动的导向光杆和齿条，同时还设有支撑杆；支撑杆上设有同时连接电机和驱动轴的减速齿轮组；与驱动轴连接的等速齿轮组同时连接浮动式驱动轮和弹片，弹片则与位于环形板架上的弹片挡块连接；从动兼换向轮设在环形板架上。除静电装置设在四驱动行走装置上。在横向行走装置的底板上，设有与导向光杆夹紧连接的V型轮组；底板通过连接杆连接固定板，喷枪由固定板和可调性夹紧块锁紧；底板上设有整机锁定保护机构、点触式行程开关和与齿条连接的横向驱动力输出装置。横向行走装置的限位机构设在四驱动行走装置的环形板架上。四驱动行走装置能有效克服驱动轮与管道防腐层间因摩擦力不足引起的“打滑”及驱动力不足等困难，保障除锈机周向旋转工序顺利完成。横向行走装置通过V型轮的夹紧定位及喷枪的简捷装卸实现喷枪的快速夹紧及横向运动，保障除锈机横向工作正常运行。本发明管道补口密闭自动除锈机能自动按照设定的控制程序运行，顺利完成管道的表面处理工作，处理后的管道表面清洁度完全符合等级要求，且用时较短，有效缩短工程周期。本发明技术可以成功解决人工开放式喷砂除锈操作过程中引发的一系列问题，能大幅降低劳动强度，不污染环境，节省砂料，充分保证补口加工质量。
图1为管道补口密闭自动除锈机示意图。图2为管道补口密闭自动除锈机用四驱动行走装置闭合时示意图。图3为管道补口密闭自动除锈机用四驱动行走装置打开时示意图。图4为除静电装置示意图。图5为管道补口密闭自动除锈机用横向行走装置示意图。图6为管道补口密闭自动除锈机用整机锁定保护机构示意图。图7、8为横向行走装置用限位机构中左限位块示意图。图9为横向行走装置用限位机构中限位条示意图。图10为管道补口密闭自动除锈机置于待补口管段示意图。
具体实施例方式
参照图1至图10对本发明的实施例进行说明。实施例本发明四驱动行走装置I为三瓣式迭接圈形开合结构，由用旋转轴9连接的两片三瓣式迭接开合的环形板架8构成，旋转轴9靠螺栓连接环形板架8，且连接处设有铜垫，以使圈形结构开合时免受磨损。带锁紧弹簧5的挂钩式快速夹紧接头6装在环形板架8的开合口处，用于将四驱动行走装置I快速安置在待补口管段上。在环形板架8之间，安装支持横向行走装置3定位与动力传动的圆柱形导向光杆14和齿条15，同时还装设以螺纹连接的、用于稳固圈形结构的支撑杆10。支撑杆10上装设连接电机21和驱动轴20的减速齿轮组7，电机21输出的动力是经过减速齿轮组7 二级减速后传递到驱动轴20的，以能更好地控制机构转速。与驱动轴20连接的等速齿轮组18同时连接浮动式驱动轮19和弹片17，弹片17与固定在环形板架8内侧上的弹片挡块16连接，弹片17用于向浮动式驱动轮19施加预紧力，以产生足够的摩擦力，防止除锈打滑。从动兼换向轮11为弹簧插销式结构，装在环形板架8内侧，上设换向把手12和换向提手13，换向时上提换向提手13，同时扳动换向把手12，将换向轮旋转90°即可。在四个浮动式驱动轮19的驱动和四个从动兼换向轮11的协助下，驱动行走装置I实现了周向旋转与轴向移动，8个轮子尺寸规格一致，内为铝材，外裹橡胶，且轮面上刻有增强摩擦力的花纹。除静电装置2装在驱动行走装置I的支撑杆10上，其导电钢丝22设在下固定块25上，并随带导线接头23的上固定块24连接于支撑杆10上，使得工作过程中的导电钢丝22的头部始终与管道表面保持接触；导线一端连接导线接头23，另一端接地，以保证静电被彻底清除。在横向行走装置3中的底板26下面，装设四个夹紧连接导向光杆14的V型轮组36，其轮片采用聚甲醛材料制成，用以减小与钢制导向光杆14间的摩擦磨损，延长使用寿命。底板26通过连接杆28连接固定板30，把喷枪29装在固定板30中央并由可调节的夹紧块27锁紧。在底板26上，安装由电机31、等速齿轮组32及蜗轮蜗杆齿轮组33组成的横向驱动力输出装置，其中蜗轮蜗杆齿轮组33与齿条15连接。蜗轮蜗杆具有自锁作用，以确保横向行走装置3停止工作时不受外力作用而移动。在底板26上还安装整机锁定保护机构35，用于除锈机工作转移时，将横向行走装置3锁定在导向光杆14上，避免外力冲击。在底板26侧面安装由螺栓37、触片38、滚轮39、触头40和控制线接头41构成的点触式行程开关34，其与限位块42、44配合，实现行程控制系统的断开与闭合。限位机构4中的限位条43通过螺栓装在环形板架8之间，限位条43上开有通槽，通槽内镶嵌可滑动的左限位块42和右限位块44，限位块上表面有一定斜度，其与点触式行程开关34配合，实现限定横向行走装置3的行止位置及其限位的调节。本发明除锈机的安装及操作如下首先按照要求将除静电装置2、横向行走装置3、限位机构4安装于四驱动行走装置I的相应位置，组成如图1所示的整体结构。打开快速接头6，使四驱行走装置I的开和部分围绕旋转轴9张开一定的角度，以把从动兼换向轮11置于管道顶端的方式，将除锈机扣于待补口管段47上，将除锈机中线对准焊缝46，而后，用快速接头6将其锁紧，使浮动式驱动轮19、从动兼换向轮11与管道防腐层45完全接触，并调整弹片17设置一定的预紧力。安装就绪后，通上电源，电机21运转，动力经减速齿轮组7传至驱动轴20，而后经等速齿轮组18传至浮动式驱动轮19，在弹片17的作用下，运行中的浮动式驱动轮19能很好的适应管道的不圆度及管道表面的不平度。电机31同时运转，动力经等速齿轮组32、蜗轮蜗杆齿轮组33传至齿条15，继而驱动横向行走装置3沿导向光杆14移动。开启电气控制系统，能实现管道补口密闭自动除锈机48的周向步进转动及周向持续转动，转动宽度可在小于喷枪29有效宽度的范围内任意调整，保证除锈连续无遗漏。横向行走装置3沿导向光杆14移动，当移至管道补口段47的左侧时，行程开关34的滚轮39与左限位块42的斜面接触，推动触片38迫使触头40回缩，连通行程开关34的接头，控制系统响应，横向行走装置3停止左向移动，并向相反方向运动，当移动至管道补口段47的右侧时，由右限位块44限制其右向运动，如此往复，完成自动除锈机48的横向除锈工程。待一道管口除镑结束后，通过控制系统将自动除镑机48复位，而后打开快速接头6，使四驱动行走装置I的开合部分围绕旋转轴9张开一定的角度，以保证该装置能顺利通过管堆。上提换向提手13,同时扳动换向把手12,将从动兼换向轮11旋转90° ,使其行走方向与管道49的轴线方向一致，而后借助外力促使除锈机48沿管道49移动，待到达下一道补口位置后，重复以上开合动作，以实现除锈机的再作业。
权利要求
1.一种管道补口密闭自动除锈机，包括四驱动行走装置(I)、除静电装置(2)、横向行走装置(3)和限位机构(4)等，其特征在于 四驱动行走装置(I)为一多瓣式迭接圈形开合结构，由以旋转轴(9)连接的两片多瓣式迭接开合的环形板架(8)构成，快速夹紧接头设在环形板架(8)的开合口处；在环形板架(8)之间，设有支持横向行走装置(3)定位与动力传动的导向光杆(14)和齿条(15)，同时还设有支撑杆(10);支撑杆(10)上设有同时连接电机(21)和驱动轴(20)的减速齿轮组(7);与驱动轴(20)连接的等速齿轮组(18)同时连接浮动式驱动轮(19)和弹片(17)，弹片(17)与位于环形板架(8)上的弹片挡块(16)连接；弹簧插销式结构的从动兼换向轮(11)设在环形板架(8)上； 除静电装置(2)设在四驱动行走装置(I)上； 在横向行走装置⑶的底板(26)上，设有与导向光杆(14)夹紧连接的V型轮组(36)；底板(26)通过连接杆(28)连接固定板(30)，喷枪(29)由固定板(30)和可调性夹紧块(27)锁紧；底板(26)上设有整机锁定保护机构(35)、点触式行程开关(34)和与齿条(15)连接的横向驱动力输出装置； 横向行走装置的限位机构⑷设在四驱动行走装置⑴上。
2.根据权利要求1所述的除静电装置(2)，其特征在于它设在四驱动行走装置(I)的支撑杆(10)上，其导电钢丝(22)设在下固定块(25)上，并随带导线接头(23)的上固定块24连接于支撑杆(10)上。
3.根据权利要求1所述的横向行走装置(3)，其特征在于其横向驱动力输出装置由设在底板(26)上的电机(31)、等速齿轮组(32)和与齿条(15)连接的蜗轮蜗杆齿轮组(33)组成。
4.根据权利要求1所述的限位机构(4)，其特征在于限位条(43)上设有通槽，通槽内镶嵌可滑动的、与点触式行程开关(34)相配合的左限位块(42)和右限位块(44)，限位块上表面有斜度。
全文摘要
本发明涉及一种管道补口密闭自动除锈机，是专为解决管道补口人工开放式喷砂除锈操作所产生的问题而设计的，除锈机的主要结构为四驱动行走装置和横向行走装置，用于为自动除锈机周向步进及横向位移提供动力并执行打磨作业。本发明能自动按照设定的控制程序运行，完成管道的表面处理工作，处理后的管道表面完全符合等级要求，用时短，效率高。本发明可以成功解决人工开放式喷砂除锈操作中引发的一系列问题，能大幅降低劳动强度，不污染环境，节省砂料，充分保证补口加工质量。
文档编号F16L55/32GK103016905SQ20111027958
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者徐昌学, 曾惠林, 乐天, 张锋, 尹铁, 王长江, 马志锋, 张建平 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气管道局