一种可调节管架装置

1.本发明专利涉及一种管道实验装置，特别是一种供实验预处理等其他实验用途的深海管道调节管架装置。


背景技术：

2.在实验室中进行大型管道实验时，管道通常需要进行复杂的前处理，包括且不限于损伤检测、应变片粘贴、抛光打磨、初始损伤设置等。现有的管架通常为不可活动的固定式，不能适应不同跨度、不同管径的试验管道的放置需求，若同期有多种管道并行实验，便需要提前设置多种管架，使得可用面积占据率高，且降低了单个装置的利用率，起重机反复吊装和移管增加了实验人员的劳动强度和安全风险，具有一定的隐患。


技术实现要素：

3.本发明旨在解决上述缺陷，提供一种可调节管道置放高度和可置放管道半径管径的管架装置。技术方案如下：
4.一种可调节管架装置，包含多个单管架结构15和旋转电机9，所述的单管架结构15包括固定式底座5和两个滑移支撑机构，其中，
5.所述的固定式底座5，包括支撑底座5，固定在支撑底座5上的两个凹形槽口板钢4，凹形槽口板钢4的两侧开设有平行槽口，可供滑动销钉3在内滑动。
6.所述的两个滑移支撑机构，各与一个凹形槽口板钢4相连；每个滑移支撑机构包括两个相互平行且通过连接折板相连的扇形滑移板钢2，两个滑轮轮轴14和两个支撑滑轮1，在两个扇形滑移板钢2上相应位置分别开设有用于穿过所述的滑动销钉3，滑移支撑机构通过滑所述的动销钉3与凹形槽口板钢4相连；所述的滑轮轮轴14分别设置在扇形滑移板钢2的上部和内侧，所述的两个支撑滑轮1分别通过滑轮轮轴14连接到扇形滑移板钢2；两个滑轮轮轴14互相平行且不在同一垂线上，用以提供管道支撑的侧向力；
7.在每个单管架结构的支撑滑轮中，有一个为主动式的支撑滑轮；整个可调节管架装置的各个主动式支撑滑轮受一个旋转电机9的控制，从而能够带动整个管道周向旋转。
8.进一步的，所述的可调节管架装置还包括布置于位于管轴沿线的远端激光发射单元，用于监测管道的放置位置和放置状态，指导管道吊装和移动。
9.进一步的，每个滑移支撑机构均受独立电动液压缸控制。
附图说明
10.图1是本发明单管架结构示意图
11.图2是图1所示单管架滑移调整后的结构示意图
12.图3是本发明单管架结构的透视图
13.图4是本发明一个实施例的管架装置布置结构的示意图
14.图5是图3附托管移动方向示意的侧视图
15.图6是图1的俯视图
16.其中，附图说明
17.1支撑滑轮
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2扇形滑移板钢
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3滑动销钉
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4凹形槽口板钢
18.5支撑底座
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6试验管道
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7激光发射单元
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8电动液压缸
19.9旋转电机
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10移动托钩
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11轮毂螺栓
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12轮毂托盘
20.13滑移槽口
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14滑轮轮轴
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15单管架结构
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16连接折板
21.具体实施方法
22.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理做具体的说明：
23.参考图1-图4，本发明提供了一种可调节的管架装置，该装置包含多个单管架结构15，单管架结构15包括固定式底座和两个相同的滑移支撑机构
24.固定式底座，包括通过地钉与地面相连的支撑底座5，在支撑底座5的两端分别焊接一个凹形槽口板钢4，每个凹形槽口板钢4的两侧均开有平行槽口，可供滑动销钉3在内滑动。且该支撑底座5为左右对称，两边凹槽近端口的最小距离需满足上层结构不互相碰撞。
25.滑移支撑机构包括两个相互平行且通过连接折板(图3上标编号3位置再给个编号)相连的扇形滑移板钢2，在两个扇形滑移板钢2上相应位置分别开设有用于穿过所述的滑动销钉3，滑移支撑机构通过滑动销钉3与凹形槽口板钢4相连。在扇形滑移板钢2的上部和内侧各设置一个滑轮轮轴14，两个支撑滑轮1分别通过滑轮轮轴14连接到扇形滑移板钢2。两轮轴互相平行，且不在同一垂线上，以提供管道支撑的侧向力，使管道置于管架上时能保持平衡，提高整体稳定性。单管架结构15上的滑移支撑机构的数量为两副，沿管轴对称方向各设一个，两个滑移支撑机构均受独立电动液压缸8控制，可以带动管道在支撑平面内小范围横移，以匹配某些不可移动的大型设备实验需求。
26.支撑滑轮1可受旋转电机9控制转动，带动试验管道周向旋转，便于进行实验处理。
27.两个支撑滑轮一个为主动式的支撑滑轮1，一个为从动式的支撑滑轮。主动式支撑滑轮1受旋转电机9的控制，旋转电机9全装置共用一部，以保证管道旋转速度均衡。由于单个旋转电机需要通过唯一主动式的支撑滑轮1带动整个管架装置转动，所以对电动机的马力有比较高的需求。旋转电机9固连于主动式的支撑滑轮1所在的单管架结构15，所有支撑滑轮1都与试验管道粗糙接触，保证管道可在滑轮上如图5所示滚动，并可受中央数控系统调控。
28.上述的滑移支撑机构通过电动液压缸8提供动力，电动液压缸8的缸体连接在用来连接两个扇形滑移板钢2的连接折板16上，带动扇形滑移板钢2在槽口内活动。单管架结构15每侧都配有可独立运转的电动液压缸8，管架装置需配置单管架结构15数量两倍的电动液压缸8。液压缸在断电状态需保持锁紧，以免管道在管架上发生大幅度的垂向位移。
29.上述单管架结构15，至少还包括两对用于嵌入滑移槽口13的滑动销钉3，滑动销钉3位于扇形滑移板钢2上。
30.为更好地实现上述功能，本发明还提供了一种如图4所示的管架装置布置方法，该布置方法包括若干单管架结构15和一个指导吊装的激光发射单元7，所述单管架结构15均沿管轴方向布置，激光发射单元7布置于位于管轴沿线的管架装置远端。
31.上述激光发射单元7可以发射散射光线，在管架装置的支撑平面上形成光路，以监测试验管道的放置位置和放置状态，指导管道吊装和移动。
32.上述管架装置的控制系统的主要控制逻辑为：可直接控制旋转电机9的转向和转速，并预置安全急停设定；同侧扇形滑移板钢2的电动液压缸8可联合控制，以保证管道在水平方向的正常移动，电动液压缸8可控制位移速度和位移方向，且同样预置安全急停设置。
33.图1为本发明实施例的单管架结构15示意图，图2为图1滑移钢板2通过滑移槽口13调整后的结构示意图，可以看到，横移后四个支撑滑轮1的间距变小，可支撑的管径变小，可撑起同管径管道的高度变高。
34.如图4所示，图4的虚线部分是调整后的管道位置，箭头方向表示试验管道的位移方向。在管架的支撑下，管道可以完成沿周向的旋转调整，沿水平的横向调整和沿竖直的垂向调整。
35.如图5所示，单管架结构15皆附有独立的电动液压缸8，可以在控制系统下推进扇形滑移板钢2横向移动。主动式的支撑滑轮1所在的单管架结构15有旋转电机9，可以在控制系统下正向、反向双向旋转。
36.图3提供了一种管架装置的布置方法，实验用管道6支撑于由单管架结构15组成的管架装置上，激光发射单元7对管架装置发出散射激光，可以在支撑面上利用光路模拟出管道的放置位置。启动吊装时，可以利用模拟轨道预判管道的实际放置方位。
37.在吊装完成后，启用控制装置令管架左侧的电动液压缸8向右推进，管架右侧的电动液压缸8向左推进，可以完成管道的水平横移。
38.在吊装完成后，启用控制装置令左右两侧的电动液压缸8同时向中轴推进，可以完成管道的竖直抬高。组合上述两个步骤，可以完成管道在水平和竖直两个方向上的移动，达到匹配其他实验设备的需求。移动实例详见图5。
39.主动式的支撑滑轮1在旋转电机9的驱动下，可以带动试验管道正向旋转或者反向旋转，除主动式的支撑滑轮1以外，其他单管架结构15的支撑滑轮1皆为从动，不增设多余的旋转电机9。旋转电机9和电动液压缸8在不启动时都有自锁功能，可避免管道的晃动和转动，对其他实验设备及试验管道造成不利影响
40.以上步骤可以随意调整顺序，根据实验需求设计。
41.本发明是服务于深海管道的实验设备，主要针对管道注压、注液之前的预处理，本装置能够减小实验人员的工作负担，方便其他实验设备的安置。
42.通过以上说明，本领域技术人员应该认识到，虽然本说明书已就实例一详尽地描述了该管架装置的使用方法和设计理念，但是仍支持相关从业者在不脱离本发明精神和范围的情况下根据实际需求对该管家装置进行改良或修正，对于根据本公开内容推导出的其他符合原理的变型亦予以保护。因此，本发明的范围应被认为和理解为覆盖了该类变形或修正的示例。