等直径任意角度交叉管道划线工具及划线方法与流程

本发明涉及管道焊接相贯线画法的技术领域，特别涉及等直径任意角度交叉管道划线工具及划线方法。

背景技术：

根据管道与管道之间的连接关系，在管道的连接处画出相贯线，并将相贯线所包络的多余材料去除，然后，再将被连接的管道移至相贯线的口部，再将管道之间焊接牢固。目前，在管道施工领域，画制管道之间的连接相贯线没有专门的工具，一般采用手工或样管的方法画制管道之间连接相贯线，所以，不但存在麻烦的缺点，同时，好存在所画的相贯线精度较差，严重时甚至无法保证管道与管道之间的连接，给管道施工带来严重的干扰。

本发明的内容

为了解决上述问题，本发明提出等直径任意角度交叉管道划线工具及划线方法。

具体内容如下：等直径任意角度交叉管道划线工具，该划线工具包括支撑环制作器、细钢丝、铁丝和角度调节机构，还包括等直径待焊接的管道，其特征在于：所述的支撑环制作器包括一个工具体以及安装在工具体上的拉紧装置和定位装置，所述的工具体为两端开口的长方体状的壳体，该工具体内沿长度方向设有一个长隔板将工具体内部分割成两个尺寸相同的铁丝通道；工具体的一端开口处设有斜向的切口，上述长隔板伸出该切口且伸出部分的下端设有沿长隔板厚度方向的圆弧形的铁丝固定槽，工具体的另一端端面上设有两块平行且沿工具体中心线方向向外伸出的耳板，两块耳板上分别对应设有一个轴孔，轴孔的轴线与铁丝固定槽的中心线平行，两轴孔之间的空间作为卷铁丝容纳槽；所述工具体的侧壁上还设有两个和侧壁垂直的凸台，两个凸台上分别对应设有一个轴线与工具体中心线平行的定位孔；

所述的拉紧装置包括转轴和套装在转轴上的棘轮，所述的转轴包括横向的卷绕轴和一端与卷绕轴的一端垂直固定的转动手柄，卷绕轴的尺寸和上述的轴孔的尺寸相同且与轴孔连接，从该卷绕轴一端的端面中部往里开有一条贯通卷绕轴侧面的切缝，该切缝的长度覆盖上述卷铁丝容纳槽的宽度，所述的棘轮同轴固定在卷绕轴未开有切缝的一端上且位于一耳板的外侧；

所述的定位装置包括限位杆和套在限位杆上的弹簧，该限位杆安装在上述两凸台的定位孔内，限位杆的一端设有卡头，靠近限位杆的一端部设有沿限位杆径向的通孔，该通孔内安装有固定支架，所述的套在限位杆上的弹簧的一端顶压在位于棘轮远端凸台的上、另一端顶压在固定支架上，在弹簧的弹力的作用下使限位杆上的卡头卡在上述棘轮的轮齿槽内；

所述的角度调节机构包括自定心夹具和刻度板，所述的自定心夹具包括夹持体、摆杆和固定杆，所述的固定杆的一端上对应铰接两个两根摆杆，每根摆杆的铰接点位于摆杆的中心点上，两根摆杆同一侧面的两端上分别铰接一个夹持体，两个夹持体和两个摆杆构成平行四边形机构，两个夹持体关于固定杆中心线对称；所述的刻度板的上表面上设有180°的角度盘，两个自定心夹具甲通过固定杆甲对应固定在刻度板的上表面上，两个自定心夹具甲上的固定板甲的中心线共线且与角度盘的零刻度线相平行，两个自定心夹具乙通过固定板乙对应固定，两个固定板乙的中心线共线，其中一个自定心夹具乙上的固定板乙的自由端铰接在刻度板的上表面上，固定板乙与刻度板的铰接点位于角度盘零刻度线的中心上；

优选的，所述的固定支架包括横向的插在通孔内的插销和连接在插销两端的支腿，两支腿支撑在工具体的外侧壁上。

优选的，所述的限位杆的中心线与棘轮的直径方向共线且棘轮的中心在限位杆的中心线上。

优选的，所述的棘轮上的棘轮槽的尺寸和限位杆上卡头的尺寸相匹配。

优选的，两个所述的自定心夹具甲分别位于刻度板上刻度盘的两侧。

优选的，所述的固定板甲的上表面与固定板乙的上表面共面。

一种应用上述的等直径任意角度交叉管道划线工具的划线方法，具体步骤如下：

①将两根等直径的待焊接的管道中需要切口的管道取出，将一段铁丝对折呈u形；

②将铁丝的u形端紧贴待切口的管道的管壁并用手指按住，铁丝的两自由端同时绕管壁缠绕n圈，且缠绕每一圈铁丝时，铁丝的两自由端均从铁丝的u端内穿过；

③铁丝缠绕后，铁丝的两自由端的长度留有一定的余量，将铁丝的两自由端从支撑环制作器中铁丝固定槽所在的一端分别穿过两个铁丝通道，并同时穿过卷绕轴上的切缝，然后将铁丝的u形端放置并卡在铁丝固定槽内；

④通过沿棘轮轮齿的朝向相反的方向转动转动手柄，使卷绕轴逐渐卷绕铁丝的两自由端，由于铁丝的u形端卡在支撑环制作器的铁丝固定槽内，卷绕轴卷绕铁丝自由端的同时使缠绕在待切口的管道上的铁丝逐渐被拉紧，使整个铁丝收紧并紧贴在待切口管道的管壁上；

⑤待切口的管道上的铁丝被拉紧后，将支撑环制作器绕铁丝固定槽所在端进行转动，使铁丝的两自由端背过铁丝的u形端并压紧在u形端上，将支撑环制作器取下，然后用手钳将铁丝的自由端多余的部分剪掉，并用手钳敲打铁丝头使其紧贴铁丝的u形端，管道上缠绕的铁丝环即为具有一定宽度的支撑环。

⑥按照上述方法在同一根待切口的管道上制作至少两个支撑环，然后将支撑环对应放置，采用若干根相同的细钢丝沿支撑环的圆周方向紧密环绕布置成与支撑环直径相接近的模拟管状物，然后采用绷紧带将细钢丝绷紧在支撑环上并使细钢丝的同一端断面均与待切口的管道的一端面平齐，然后将待切口的管道抽离支撑环；

⑦将待焊接的管道通过自定心夹具甲上的夹持体甲夹持在自定心夹具甲上并用绷紧带绷紧，将由若干细钢丝紧密环绕布置的模拟管状物通过自定心夹具乙上的夹持体乙夹持在自定心夹具乙上并用绷紧带绷紧，此时待焊接的管道的轴线与模拟管状物的轴向共面，转动自定心夹具乙，使模拟管状物的平齐端与夹紧在自定心夹具甲上的待焊接的管道按照指定角度进行拼接，拼接过程中拼接端的细钢丝轴向移动形成拼接形状；

⑧将形成有拼接形状的模拟管状物再次套装在待切口的管道上，采用记号笔按照模拟管状物上一端的拼接形状在待切口的管道上划线，该线大致为两根等直径的待焊接的管道按指定角度焊接时的相贯线；

⑨根据步骤⑧中画的线对管道进行切口、打磨并进行焊接。

本发明的有益效果

本发明涉及等直径任意角度交叉管道划线工具及划线方法，包括支撑环制作器、角度调节机构、细钢丝和铁丝，支撑环制作器包括一个工具体以及安装在工具体上的拉紧装置和定位装置，拉紧装置包括转轴和套装在转轴上的棘轮，所述的定位装置包括限位杆和套在限位杆上的弹簧，通过支撑环制作器上转轴上的卷绕轴卷拉缠绕在管道上的铁丝，使铁丝被收紧在带切口的管道壁上形成具有一定宽度的支撑环，待切口的管道上制作至少两个一定宽度的的支撑环，然后用多根细钢丝环绕这个支撑环布置形成与支撑环直径接近的模拟管状物，然后与同直径的待焊接管通过角度调节机构按照一定角度进行拼接，细钢丝轴向移动形成拼接形状，再根据拼接形状划线，切口，打磨，焊接。该支撑环制作器简单实用、拉紧效果好，使用该支撑环制作器能够制作任意直径管道的支撑环，适应性好局限性小，并且对于等直径的管道能够进行任意角度划线，同时支撑环制作能够就地取材，取材方便、制作成本低，极大地提高了管道焊接施工现场管道焊接相贯线画法的效率。

附图说明

图1为支撑环制作器的立体结构示意图一；

图2为支撑环制作器的立体结构示意图二；

图3为支撑环制作器棘轮所在的侧面的主视图；

图4为工具体的立体结构示意图；

图5为棘轮安装在卷转轴上的立体结构示意图；

图6为图3中a的放大示意图；

图7为自定心夹具的立体结构示意图；

图8为角度调节机构的立体结构示意图；

图9为角度调节机构的俯视图；

图10为铁丝在管道上的缠绕方式及支撑环制作器收紧铁丝的状态示意图；

图11为成型的支撑环的立体结构示意图；

图12为细钢丝包绕在支撑环上的立体结构示意图；

图13为类似管状物与待焊接的管道在角度调节机构上进行模拟拼接示意图；

图14为根据类似管状物上的拼接形状在待切口的管道一端上划线的示意图；

图中：101.工具体、102.长隔板、103.耳板、104.卷绕轴、105.转动手柄、106.棘轮、107.限位杆、108.凸台、109.插销、110.弹簧、111.支腿、112.切缝、113.铁丝固定槽、114.铁丝通道、115.轴孔、116.定位孔、117.卡头、118.待切口的管道、119.缠绕在管道上的铁丝、120.支撑环制作器、121.待收紧的铁丝、122.制作成型的支撑环、1221.支撑圈、1222.夹持体、1223.连接体、123.绷紧带、124.细钢丝、125.待焊接的管道、126.根据拼接形状划的相贯线、127.切口、201.夹持体、202.摆杆、203.固定杆、204.刻度板、205.角度盘、206.零刻度线、207.固定板甲、208.夹持体甲、209.摆杆甲、210.固定杆乙、211.摆杆乙、212.夹持体乙。

具体实施方式

实施案例一，参见图1-14，等直径任意角度交叉管道划线工具，该划线工具包括支撑环制作器、细钢丝、铁丝和角度调节机构，还包括等直径待焊接的管道，所述的支撑环制作器包括一个工具体以及安装在工具体上的拉紧装置和定位装置，所述的工具体为两端开口的长方体状的壳体，该工具体内沿长度方向设有一个长隔板将工具体内部分割成两个尺寸相同的铁丝通道；长隔板具有一定宽度，保证制作的支撑环具有一定宽度，使细钢丝包绕在支撑环上稳定性更好，工具体的一端开口处设有斜向的切口，上述长隔板伸出该切口且伸出部分的下端设有沿长隔板厚度方向的圆弧形的铁丝固定槽，工具体的另一端端面上设有两块平行且沿工具体中心线方向向外伸出的耳板，两块耳板上分别对应设有一个轴孔，轴孔的轴线与铁丝固定槽的中心线平行，两轴孔之间的空间作为卷铁丝容纳槽；所述工具体的侧壁上还设有两个和侧壁垂直的凸台，两个凸台上分别对应设有一个轴线与工具体中心线平行的定位孔；

所述的拉紧装置包括转轴和套装在转轴上的棘轮，所述的转轴包括横向的卷绕轴和一端与卷绕轴的一端垂直固定的转动手柄，卷绕轴的尺寸和上述的轴孔的尺寸相同且与轴孔连接，卷绕轴能够从轴孔上抽离出来，从该卷绕轴一端的端面中部往里开有一条贯通卷绕轴侧面的切缝，该切缝的长度覆盖上述卷铁丝容纳槽的宽度，切缝用于穿插铁丝便于卷绕拉紧铁丝，所述的棘轮同轴固定在卷绕轴未开有切缝的一端上且位于一耳板的外侧；

所述的定位装置包括限位杆和套在限位杆上的弹簧，该限位杆安装在上述两凸台的定位孔内，限位杆的一端设有卡头，靠近限位杆的一端部设有沿限位杆径向的通孔，该通孔内安装有固定支架，所述的套在限位杆上的弹簧的一端顶压在位于棘轮远端凸台的上、另一端顶压在固定支架上，在弹簧的弹力的作用下使限位杆上的卡头卡在上述棘轮的轮齿槽内；

所述的角度调节机构包括自定心夹具和刻度板，所述的自定心夹具包括夹持体、摆杆和固定杆，所述的固定杆的一端上对应铰接两个两根摆杆，每根摆杆的铰接点位于摆杆的中心点上，两根摆杆同一侧面的两端上分别铰接一个夹持体，两个夹持体和两个摆杆构成平行四边形机构，两个夹持体关于固定杆中心线对称；两个夹持体通过摆杆进行摆动，两个夹持体始终保持关于固定杆中心线对称，所述的刻度板的上表面上设有180°的角度盘，根据刻度盘确定相应的角度，两个自定心夹具甲通过固定杆甲对应固定在刻度板的上表面上，两个自定心夹具甲上的固定板甲的中心线共线且与角度盘的零刻度线相平行，两个自定心夹具乙通过固定板乙对应固定，两个固定板乙的中心线共线，其中一个自定心夹具乙上的固定板乙的自由端铰接在刻度板的上表面上，固定板乙与刻度板的铰接点位于角度盘零刻度线的中心上；

所述的固定支架包括横向的插在通孔内的插销和连接在插销两端的支腿，两支腿支撑在工具体的外侧壁上，防止固定支架从通孔中掉落。

所述的限位杆的中心线与棘轮的直径方向共线且棘轮的中心在限位杆的中心线上。

所述的棘轮上的棘轮槽的尺寸和限位杆上卡头的尺寸相匹配。

两个所述的自定心夹具甲分别位于刻度板上刻度盘的两侧。

所述的固定板甲的上表面与固定板乙的上表面共面，保证自定心夹具甲和自定心夹具乙夹持的管道的中心线在同一平面上。

实施案例二，参见图1-14，

一种应用实施案例一所述的等直径任意角度交叉管道划线工具的划线方法，具体步骤如下：

①将两根等直径的待焊接的管道中需要切口的管道取出，将一段铁丝对折呈u形；

②将铁丝的u形端紧贴待切口的管道的管壁并用手指按住，铁丝的两自由端同时绕管壁缠绕n圈，且缠绕每一圈铁丝时，铁丝的两自由端均从铁丝的u端内穿过；

③铁丝缠绕后，铁丝的两自由端的长度留有一定的余量，将铁丝的两自由端从支撑环制作器中铁丝固定槽所在的一端分别穿过两个铁丝通道，并同时穿过卷绕轴上的切缝，然后将铁丝的u形端放置并卡在铁丝固定槽内；

④通过沿棘轮轮齿的朝向相反的方向转动转动手柄，使卷绕轴逐渐卷绕铁丝的两自由端，由于铁丝的u形端卡在支撑环制作器的铁丝固定槽内，卷绕轴卷绕铁丝自由端的同时使缠绕在待切口的管道上的铁丝逐渐被拉紧，使整个铁丝收紧并紧贴在待切口管道的管壁上；

⑤待切口的管道上的铁丝被拉紧后，将支撑环制作器绕铁丝固定槽所在端进行转动，使铁丝的两自由端背过铁丝的u形端并压紧在u形端上，将支撑环制作器取下，然后用手钳将铁丝的自由端多余的部分剪掉，并用手钳敲打铁丝头使其紧贴铁丝的u形端，就由铁丝制成了一个支撑环，该支撑环包括两侧圈数相同且对称的支撑圈，两侧支撑圈之间通过铁丝的u形端作为连接体，每一侧支撑圈的自由端围绕连接体一周形成一个水滴状的夹持体，夹持体夹紧在连接体上，两侧的支撑圈由连接体连接形成在支撑圈轴向上具有一定宽度的支撑环。

⑥按照上述方法在同一根待切口的管道上制作至少两个支撑环，然后将支撑环对应放置，采用若干根相同的细钢丝沿支撑环的圆周方向紧密环绕布置成与支撑环直径相接近的模拟管状物，然后采用绷紧带将细钢丝绷紧在支撑环上并使细钢丝的同一端断面均与待切口的管道的一端面平齐，然后将待切口的管道抽离支撑环,由于细钢丝的尺寸较小，所以相对于管道的直径可以忽略不计；

⑦将待焊接的管道通过自定心夹具甲上的夹持体甲夹持在自定心夹具甲上并用绷紧带绷紧，将由若干细钢丝紧密环绕布置的模拟管状物通过自定心夹具乙上的夹持体乙夹持在自定心夹具乙上并用绷紧带绷紧，此时待焊接的管道的轴线与模拟管状物的轴向共面，转动自定心夹具乙，使模拟管状物的平齐端与夹紧在自定心夹具甲上的待焊接的管道按照指定角度进行拼接，拼接过程中拼接端的细钢丝轴向移动形成拼接形状；

⑧将形成有拼接形状的模拟管状物再次套装在待切口的管道上，采用记号笔按照模拟管状物上一端的拼接形状在待切口的管道上划线，该线大致为两根等直径的待焊接的管道按指定角度焊接时的相贯线；

⑨根据步骤⑧中画的线对管道进行切口、打磨并进行焊接。