管道铺设装置的制作方法

本发明涉及一种管道铺设装置。
背景技术：
：管道在铺设施工过程中，由于管道铺设作业的长度较长，使得管道铺设时所处的铺设面无法保证都在一个水平面上，时常会遇到所安装的水平面高低不平的管道支架及管沟等情况，尤其在埋地管道的施工中，经常会遇到管线长、铺设面土层高低不平的情况，当安装埋地管径在dn100以上的管道时，经常需要不同吨位的吊车协助铺管、拼装、焊接等工作，并需要不停的移动吊车的吊装位置，当遇到较复杂的施工环境，吊车无法吊装的情况下，其铺设效率会大大的降低，同时成本也会大大增加。当管道在较长的管廊施工过程中，会遇到管道支架由于安装的误差，各支架处于不同的水平面，穿管过程中管道管口与管道支架相碰，此时就需要人为去调整干预，当所穿管道的数量较多时，就会大大的影响工作效率。在管道拼接时由于不处于一个水平面上，管道对接需要辅助工具调整，由于人为的调整存在误差且调整的位置较多等因素叠加起来，最后待管道全部拼接完成后，从管道的起始点观察，会发现管道出现不同心的蛇形铺设情况，特别是冷、热介质管道出现此类情况时，管道运行后，管道、补偿器会发生扭曲变形，从而发生安全质量事故，同时也增加了后期处理的成本。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种管道铺设装置，利用本装置有效克服了传统管道铺设过程存在的缺陷，确保管道铺设位于同一水平面，提高了管道铺设的质量及工效，降低了管道铺设的施工成本，保证了管道运行的安全。为解决上述技术问题，本发明管道铺设装置包括两个底座、两个支架、两个垂直瞬间伸长锁紧机构、两个侧向瞬间夹紧机构、两个轴承座、水平滚轴、中空横梁和伸出撞击杆，所述两个底座间隔布置，所述两个支架垂直设于所述两个底座，所述两个垂直瞬间伸长锁紧机构分别设于所述两个支架顶面；所述垂直瞬间伸长锁紧机构包括外胆、内胆、支承座、夹紧板、顶升弹簧、夹层压板、若干凸轮、若干水平弹簧、水平插销和垂直顶销，所述外胆通过支承板设于所述支架顶面，所述顶升弹簧和夹层压板依次设于所述外胆底面，所述内胆套入所述外胆并且坐落于所述夹层压板顶面，所述内胆的两个侧面设有矩形长条孔并在孔的顶面和底面分别设有燕尾槽，所述夹紧板通过燕尾槽分别设于所述矩形长条孔内，所述若干凸轮通过转轴间隔设于所述内胆内，所述若干凸轮的两端采用连杆连接，所述支承座套入所述内胆顶部并且坐落于内胆顶部凸轮上，所述若干水平弹簧间隔设于所述内胆内并且两端抵靠内胆两侧的夹紧板，所述外胆底部壁开设对准所述夹层压板夹层的通孔，所述水平插销位于所述外胆底部壁的通孔内，所述垂直顶销通过耳板设于所述外胆底部壁并且顶推所述水平插销；所述两个轴承座分别设于所述两个垂直瞬间伸长锁紧机构的支承座上，所述水平滚轴设于所述两个轴承座内，所述伸出撞击杆包括框形部和钳形部，所述框形部横梁位于所述水平滚轴上方，所述钳形部铰接于所述外胆外壁并且抵靠所述垂直顶销的端部，所述中空横梁架设于所述两个外胆顶面并且位于所述水平滚轴下方，所述中空横梁顶面设有长槽、底面两侧设有滑槽；所述侧向瞬间夹紧机构包括滑套、侧向滚轴、门形架、弹簧架、夹紧弹簧、挡板、锁定销、滑移框架、侧滑板和凸轮，所述滑套套入所述水平滚轴并且底面位于所述中空横梁顶面，所述侧向滚轴通过耳板设于所述滑套侧面，所述弹簧架设于所述中空横梁端部底面并且两侧设有滑槽，所述挡板设于所述弹簧架，所述挡板的端面和顶面分别设有滑块并且端面的滑块位于所述弹簧架两侧的滑槽内、顶面的滑块位于所述中空横梁底面的滑槽内，所述夹紧弹簧设于弹簧架内并且位于弹簧架底板与挡板之间，所述锁定销通过耳板设于所述弹簧架两侧并且伸入弹簧架两侧的滑槽锁定所述挡板，所述门形架通过固定块设于所述中空横梁两侧并且顶面位于所述水平滚轴下方、两个底端抵靠所述锁定销端部，所述滑移框架位于所述中空横梁内并且两侧面的前后端部设有燕尾槽，所述侧滑板设于所述滑移框架两侧面的燕尾槽内，所述凸轮通过转轴设于所述滑移框架内并且两端抵靠所述侧滑板，所述滑套底面通过接杆伸入所述中空横梁顶面的长槽连接所述滑移框架，所述挡板顶面的滑块抵靠所述滑移框架的后端面。进一步，所述垂直瞬间伸长锁紧机构的外胆与内胆之间设有定位导向导轨，所述中空横梁与侧向瞬间夹紧机构的滑移框架之间设有定位导向导轨。进一步，所述垂直瞬间伸长锁紧机构的外胆与夹紧板之间的接触面为细小齿纹面，所述中空横梁与侧向瞬间夹紧机构的侧滑板之间的接触面为细小齿纹面。进一步，本装置还包括复位螺栓，所述垂直瞬间伸长锁紧机构的外胆上部侧壁设有螺孔，所述复位螺栓拧于所述螺孔内并且抵靠所述夹紧板。进一步，所述顶升弹簧的弹簧丝直径为6mm、弹簧中径为64mm、自由伸长长度为95mm、有效圈数为16、承重载荷为62.3kg。进一步，所述夹紧弹簧为两个，其弹簧丝直径为4mm、弹簧中径为20mm、自由伸长长度为80mm、有效圈数为9.5、承重载荷为9.3kg。由于本发明管道铺设装置采用了上述技术方案，即本装置包括两个底座、两个支架、两个垂直瞬间伸长锁紧机构、两个侧向瞬间夹紧机构、两个轴承座、水平滚轴、中空横梁和伸出撞击杆，两个底座间隔布置，两个支架垂直设于两个底座，两个垂直瞬间伸长锁紧机构设于两个支架顶面，两个轴承座设于两个垂直瞬间伸长锁紧机构的支承座上，水平滚轴设于两个轴承座内，伸出撞击杆驱动垂直瞬间伸长锁紧机构伸长，中空横梁架设于两个垂直瞬间伸长锁紧机构顶面，两个侧向瞬间夹紧机构设于中空横梁。本装置确保管道铺设位于同一水平面，提高了管道铺设的质量及工效，降低了管道铺设的施工成本，保证了管道运行的安全。附图说明下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：图1为本发明管道铺设装置示意图；图2为本装置中垂直瞬间伸长锁紧机构示意图；图3为本装置中侧向瞬间夹紧机构弹簧架、夹紧弹簧、挡板连接示意图；图4为本装置中侧向瞬间夹紧机构滑移框架、凸轮、侧滑板连接示意图；图5为本装置中侧向瞬间夹紧机构门形架、锁定销连接示意图；图6为利用本装置在埋地环境下管道铺设示意图；图7为利用本装置在架空环境下管道铺设示意图。具体实施方式实施例如图1至图5所示，本发明管道铺设装置包括两个底座1、两个支架2、两个垂直瞬间伸长锁紧机构3、两个侧向瞬间夹紧机构4、两个轴承座5、水平滚轴6、中空横梁7和伸出撞击杆8，所述两个底座1间隔布置，所述两个支架2垂直设于所述两个底座1，所述两个垂直瞬间伸长锁紧机构3分别设于所述两个支架2顶面；所述垂直瞬间伸长锁紧机构3包括外胆31、内胆32、支承座33、夹紧板34、顶升弹簧35、夹层压板36、若干凸轮37、若干水平弹簧38、水平插销39和垂直顶销30，所述外胆31通过支承板21设于所述支架2顶面，所述顶升弹簧35和夹层压板36依次设于所述外胆31底面，所述内胆32套入所述外胆31并且坐落于所述夹层压板36顶面，所述内胆32的两个侧面设有矩形长条孔并在孔的顶面和底面分别设有燕尾槽，所述夹紧板33通过燕尾槽分别设于所述矩形长条孔内，所述若干凸轮37通过转轴间隔设于所述内胆32内，所述若干凸轮37的两端采用连杆22连接，所述支承座33套入所述内胆32顶部并且坐落于内胆32顶部凸轮上，所述若干水平弹簧38间隔设于所述内胆32内并且两端抵靠内胆32两侧的夹紧板34，所述外胆31底部壁开设对准所述夹层压板36夹层的通孔，所述水平插销39位于所述外胆31底部壁的通孔内，所述垂直顶销30通过耳板23设于所述外胆31底部壁并且顶推所述水平插销39；所述两个轴承座5分别设于所述两个垂直瞬间伸长锁紧机构3的支承座33上，所述水平滚轴6设于所述两个轴承座5内，所述伸出撞击杆8包括框形部和钳形部81，所述框形部横梁82位于所述水平滚轴6上方，所述钳形部81铰接于所述外胆31外壁并且抵靠所述垂直顶销30的端部，所述中空横梁7架设于所述两个外胆31顶面并且位于所述水平滚轴6下方，所述中空横梁7顶面设有长槽71、底面两侧设有滑槽72；所述侧向瞬间夹紧机构包括滑套41、侧向滚轴42、门形架43、弹簧架44、夹紧弹簧45、挡板46、锁定销47、滑移框架48、侧滑板49和凸轮40，所述滑套41套入所述水平滚轴6并且底面位于所述中空横梁7顶面，所述侧向滚轴42通过耳板51设于所述滑套41侧面，所述弹簧架44设于所述中空横梁7端部底面并且两侧设有滑槽52，所述挡板46设于所述弹簧架44，所述挡板46的端面和顶面分别设有滑块并且端面的滑块位于所述弹簧架44两侧的滑槽52内、顶面的滑块位于所述中空横梁7底面的滑槽72内，所述夹紧弹簧45设于弹簧架44内并且位于弹簧架44底板与挡板46之间，所述锁定销47通过耳板53设于所述弹簧架44两侧并且伸入弹簧架44两侧的滑槽52锁定所述挡板46，所述门形架43通过固定块54设于所述中空横梁7两侧并且顶面位于所述水平滚轴6下方、两个底端抵靠所述锁定销47端部，所述滑移框架48位于所述中空横梁7内并且两侧面的前后端部设有燕尾槽，所述侧滑板49设于所述滑移框架48两侧面的燕尾槽内，所述凸轮40通过转轴设于所述滑移框架48内并且两端抵靠所述侧滑板49，所述滑套41底面通过接杆55伸入所述中空横梁7顶面的长槽71连接所述滑移框架48，所述挡板46顶面的滑块抵靠所述滑移框架48的后端面。优选的，所述垂直瞬间伸长锁紧机构3的外胆31与内胆32之间设有定位导向导轨24，所述中空横梁7与侧向瞬间夹紧机构4的滑移框架48之间设有定位导向导轨56。优选的，所述垂直瞬间伸长锁紧机构3的外胆31与夹紧板34之间的接触面为细小齿纹面，所述中空横梁7与侧向瞬间夹紧机构4的侧滑板49之间的接触面为细小齿纹面。优选的，本装置还包括复位螺栓9，所述垂直瞬间伸长锁紧机构3的外胆31上部侧壁设有螺孔，所述复位螺栓9拧于所述螺孔内并且抵靠所述夹紧板34。复位螺栓用于内胆向外胆内的复位，拧动复位螺栓顶推夹紧板，使夹紧板脱离与外胆的接触面，在无摩擦力的情况下内胆自动复位。优选的，所述顶升弹簧的弹簧丝直径为6mm、弹簧中径为64mm、自由伸长长度为95mm、有效圈数为16、承重载荷为62.3kg。优选的，所述夹紧弹簧45为两个，其弹簧丝直径为4mm、弹簧中径为20mm、自由伸长长度为80mm、有效圈数为9.5、承重载荷为9.3kg。如图6和图7所示，在管道11铺设时，将多个本装置10间隔设置于管道11的铺设方向，多个装置10的水平滚轴通过动力传动机构同步驱动旋转，每根管道11下方应设置至少三个管道铺设装置10；将一根管道11长度下的多个管道铺设装置10的水平滚轴人为调整在一定高度，并且调整的高度在本装置工作的高度调整范围内且管道11从起始位置到终点位置无障碍物，将管道11放置在水平滚轴上，调直管道11朝向铺设的终点位置后采用侧向瞬间夹紧机构将管道11左右夹紧；启动动力传动机构，水平滚轴旋转使管道11向前运动，当管道11运动到管道铺设装置10正上方时，管道11会撞击伸出撞击杆，此时伸出撞击杆通过垂直顶销将水平插销从夹层压板的夹层内推开，顶升弹簧瞬间释放，内胆在顶升弹簧的作用下弹起，水平滚轴会撞击在管道11下方，此时水平滚轴受到向下的反作用力及向上运动的惯性，使得内胆内的凸轮转动，凸轮两端推动夹紧板沿燕尾槽向外移动并与外胆内壁紧密接触（接触面均设置细小齿纹，增加摩擦力，其中两端抵靠夹紧板的水平弹簧用于内胆的复位，依靠水平弹簧的拉力使夹紧板脱离与外胆内壁的接触实现内胆复位），瞬间锁紧内胆的升降使水平滚轴固定在管道11正下方，做到了多个管道铺设装置10的水平滚轴均处于一个平面上，解决了下一根管道11铺设不处于一个水平面的问题；在水平滚轴撞击管道11的同时会向下运动并压缩侧向瞬间夹紧机构的门形架，门形架下降推开锁定销，夹紧弹簧瞬间释放并顶推滑移框架沿中空横梁前移，使得滑套带动侧向滚轴撞击管道11侧面，撞击力传递至滑移框架使得滑移框架内的凸轮转动，凸轮两端推动侧滑板向中空横梁的侧面移动并紧密接触（接触面设有细小齿纹，增加摩擦力），将侧向滚轴瞬间锁紧于管道11的两个侧面，做到了多个管道铺设装置10的侧向滚轴均处于一个平面上，解决了下一根铺设的管道与铺设好的管道不同心的问题，为后续管口焊接做准备；当第一根管道撞击每个管道铺设装置的伸出撞击杆时，都会重复上述的动作；将后续要铺设的同管径的管道放入人为调整的管道铺设装置10上，管道在动力传动机构的驱动下在一个水平面上、同一直线上将管道向前铺设，做到了管道的高效铺设作业；管道铺设到位后开始对管口打坡口焊接；由于管道采用本装置铺设，因此每根管道的中心都会在一条直线上，解决了传统铺管作业时需要借助辅助工具对口焊接的问题，同时也解决了对管焊接时管壁错口的问题，做到了高效对口焊接作业；当铺设的管道为架空管道时，同样确保每根焊接好的管道的中心都处于一条直线上，此时再安装管道支架、管托时只需贴紧管道底部安装即可，简单方便效率高，从根本上解决了管道铺设作业时容易发生轴向力偏移变形的情况，大大延长了管道的使用寿命；当铺设的管道为埋地管道时，每根焊接好的管道顶部都处于一个水平面上，此时用管沟底部水平度测量尺即可找出每个位置点的管沟底部不平整需要处理的问题。在拆除管道铺设装置前，从两个侧向滚轴中各穿一个临时定位杆到土层中，拆除管道铺设装置放下管道后，参照两侧的临时定位杆去调整管道，减少管道左右不同心的问题，管沟底部不平检测处理、管道两侧的临时定位杆参考调整，大大减少了管道内部的工作介质压力损失的情况，也提高了管道的使用寿命。针对埋地和架空两种管道铺设环境，本装置同时做到了管道的高效率铺设，无需吊车进行辅助铺管，管口焊缝对接方便，管道上所有的焊口都处于同一水平面，从而保证管道的工作轴线不发生偏移变形，提高工作效率，降低成本，保证了施工质量。以室外埋地长度120m、埋地底部深度1.5m的埋地管道（规格：φ1020*12，材质q235b，单根螺旋管道为12m/根，单重为3.6t/根）为例：对φ1020*12埋地管道需要用挖机按照要求将管沟开挖至-1.5m深*2m宽，并将管沟底部整理平整，同时将开挖的土方临近堆放。传统作业与采用本装置专业效率对比表表1序号工作方式管道规格管道总长挖机(作业坑)吊车(25t)拖车铺管人工管口对接人工补漆人工1传统作业φ1020*12120m2台班6台班4台班30工日50工日6工日2本装置φ1020*12120m01台班03工日4工日1工日根据表1可以看出，采用本装置的工作效率远远高于传统作业方式、成本远远低于传统作业方式。当管线越长时，本装置的优越性越明显。以某冶金企业2030mm冷轧工程管道安装工程2#连退线的400m长、标高14m车间架空管网需要铺设规格φ480*10（单根长度12m/根，单重为1.4t/根）的管道为例：传统作业与本装置工作效率对比表表2序号工作方式管道规格管道总长卷扬机台班吊车(50t)铺管人工管口对接人工补漆人工1传统作业φ480*10450m16台班5台班30工日20工日8工日2本装置φ480*10450m1台班1台班8工日2工日1工日根据表2可以看出，采用本装置的工作效率远远高于传统作业方式、成本远远低于传统作业方式。当管廊摆设的管道种类增多时，本装置在铺设作业各方面的优越性越明显。当前第1页12