管道轴线放线装置及放线方法与流程

本发明属于管道施工技术领域，具体涉及一种管道轴线放线装置及放线方法。

背景技术：
多根管道相连时，管道与管道之间的结合部位所形成的包络线叫做相贯线。主管管道定位后，首先要精确放出相贯线大样，再将其他管道与主管管道焊接。由于其他管道与主管管道结合的角度除了位于主管管道水平或垂直的中心轴上，还有与水平或垂直的中心轴存在夹角的管道焊接，两个相交管道的角度定位难度大，管道中心轴线放线不准确，影响管道的安装质量。目前，现有技术中也有相关定位装置，并不适用于管道安装，定位不准，影响安装精度。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种定位准确的管道轴线放线装置及放线方法。本发明采用的技术方案是：一种管道轴线放线装置，主要包括固定机构、角度定位机构和放线机构，固定机构安装在主管管道的端面上，位于主管管道端面中心的固定机构上安装角度定位机构，角度定位机构的中心与放线机构的固定端转动连接，放线机构的长度方向与主管管道的轴线相垂直，放线机构的自由端安装一字激光发射仪。按上述方案，所述固定机构包括支架，支架的两端各配置有一个支架座，主管管道可卡设在两个支架座之间。按上述方案，所述角度定位机构包括固定套管、环形导轨、量角器和轮杆轴，所述固定套管安装在固定机构上，固定套管的中心向外伸出轮杆轴；固定套管上安设环形导轨，环形导轨的外沿设有量角器，量角器可沿环形导轨转动；量角器的中心线、环形导轨的中心线和轮杆轴的轴线均与主管管道的轴线重合。按上述方案，所述放线机构包括轮杆和一字激光发射仪，所述轮杆为可伸缩杆件，轮杆的下端与轮杆轴转动连接，轮杆的中心线垂直于轮杆轴的轴线；轮杆的上端安装有一字激光发射仪，一字激光发射仪可在主管管道的外壁形成一条可见的激光标线。按上述方案，所述支架座上设置有用于固定支架的快装装置，快装装置包括连接板、弧形管钩、盖板、松紧手柄和挂钩，连接板与支架座固定相连，弧形管钩的一端固定在连接板上，弧形管钩的自由端边沿向下弯曲成钩状；盖板的一端与连接板转动连接，盖板的另一端与松紧手柄的一端转动连接，松紧手柄与挂钩的一端转动连接，挂钩的另一端可与弧形挂钩的自由端扣接。按上述方案，所述支架座包括上座板、下座板、上连板和下连板，上连板的上端与上座板固定连接，下连板的下端与下座板连接，上连板的下端与下连板的上端转动连接；在上连板上安装有第一外滚轮和第一内滚轮，第一外滚轮的中心线与第一内滚轮的中心线均平行于主管管道的轴线；在下连板上安装有第二外滚轮和第二内滚轮，第二外滚轮与第一外滚轮对称布置；所述主管管道位于外滚轮和内滚轮之间，第二外滚轮与第一外滚轮均与主管管道的外壁紧贴；第二内滚轮与第一内滚轮对称布置，第二内滚轮与第一内滚轮均与主管管道的内壁紧贴。按上述方案，在上座板和下座板之间安装有第一正反丝杆和与第一正反丝杆配合的第一旋钮，第一正反丝杆的上端穿过上座板，与第一螺母配合，第一正反丝杆的下端穿过下座板，与第二螺母连接固定。按上述方案，所述上座板与下座板结构相同；所述上座板包括上框架和上调整板，上框架和上连板的一端固定相连，上调整板的两端与上框架转动连接，上调整板可在上框架内转动；所述第一正反丝杆的上端穿过上调整板，与第一螺母配合。本发明还提供了一种支管管道轴线放线定位方法，具体包括以下步骤：步骤一、提供如上所述的管道轴线放线装置；步骤二、安装所述轴线放线装置；步骤三、根据支管管道与主管管道端面的角度，转动轮杆至对应的角度并锁定；步骤四、一字激光发射仪放线定位，一字激光发射仪在主管管道的外壁形成的标线即为支管管道的轴线在主管管道上的投影。按上述方案，步骤二具体包括以下过程：1)、将支架座安装在主管管道的端面上，支架安装在快装装置上；2)、调整支架座并用卷尺辅助定位，使支架水平，且位于与主管管道的端面直径上；3)、调整第一旋钮，使第一外滚轮和第一内滚轮卡紧主管管道；4)、调整轮杆轴，使其轴线与主管管道的轴线重合；5)、将量角器调平归零。本发明的有益效果为：1、本发明通过固定机构可将放线机构快速安装在主管管道上，通过角度定位机构准确定位，保证了支管管道轴线的精准放线，为后续的相贯线放线提供了基础，提高了安装精度，保证了相贯管道的安装质量。2、支架座两端的内外滚轮可与主管管道的端面夹紧，防止支架在放线过程中发生松动而影响放线质量；上座板和下座板通过第一正反丝杆相连，可使支架座在主管管道的任意位置悬停或移动。3、环形导轨可将轮杆锁定至任意角度，可满足多种相贯角度的支管管道轴线的放线；环形导轨上的量角器活动可调，量角器调平归零。4、轮杆可伸缩，能够满足不同管径的主管管道；轮杆顶端的一字激光仪可投射一条可见的、非接触的定位线指导支管管道的安装或相贯线的划线定位操作。5、本发明结构合理，拆装方便，定位准备，安装精度高，适用范围广。附图说明图1为本发明中相贯线放线系统的结构示意图。图2为本发明中管道轴线激光放线装置的结构示意图。图3为本实施例中支架座的结构示意图。图4为本实施例中快装装置的结构示意图。图5为本实施例中角度定位机构的结构示意图。图6为本实施例中放线机构的机构示意图。图7为本发明中管道相贯线投影装置的结构示意图。图8为图7的A处放大图。图9为本实施例中激光投影机构的结构示意图。其中：1、主管管道；2、固定机构；2.1、支架；2.2、支架座；2.21、上座板；2.22、下座板；2.23、上连板；2.24、下连板；2.25、第一外滚轮；2.26、第一内滚轮；2.27、第二外滚轮；2.28、第二内滚轮；2.29、第一正反丝杆；2.210、第一旋钮；2.211、上框架；2.212、上调整板；2.213、第一螺母；2.214、下框架；2.215、下调整板；2.3、快装装置；2.31、连接板；2.32、弧形管钩；2.33、盖板；2.34、松紧手柄；2.35、挂钩；3、角度定位机构；3.1、固定套筒；3.2、环形导轨；3.3、量角器；3.4、轮杆轴；4、放线机构；4.1、一字激光发射仪；4.2、轮杆；4.3、紧固螺栓；4.4、固定座；5、管道夹紧机构；5.1、第一夹体；5.2、第二夹体；5.3、夹体座；5.31、连接凸台；5.4、第一锁紧装置；6、标高调节机构；6.1、主轴；6.2、调节套筒；6.3、标尺；6.4、加压装置；6.41、筒形本体；6.42、钩体；6.43、手柄；6.44、联杆；6.45、套环；6.5、第二锁紧装置；6.51、锁定座；6.52、锁定销；6.6、主轴座；6.7、第三锁定装置；7、激光投影机构；7.1、中心轴；7.2、转轴；7.3、激光投影仪；7.4、中心轴座；7.5、延点激光发射仪；7.6、轴套；7.7、投影座；7.8、第二正反丝杆；7.9、第二旋钮；8、相贯线；9、光束投射面。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。在管道安装工程中，多管道相交形成相贯线。安装时，主管管道1定位后，先精确放出相贯线8的大样，再将相贯的支管管道与主管管道1焊接。如图1所示，本发明提供了一种管道相贯线放线系统，该系统包括管道轴线放线装置和管道相贯线投影装置，管道轴线放线装置安装在主管管道1的端面上，根据支管管道与主管管道1相交位置，在主管管道1的外壁面上对支管管道的轴线进行放线定位；管道相贯线投影装置安装在主管管道1的外壁面，管道相贯线投影装置的激光投影机构位于支管管道轴线的放线平面内，在主管管道1的外壁对支管管道进行投影划线。如图2所示，管道轴线放线装置主要包括固定机构2、角度定位机构3和放线机构4，固定机构2安装在主管管道1的端面上，位于主管管道1端面中心的固定机构2上安装角度定位机构3，角度定位机构3的中心与放线机构4的固定端转动连接，放线机构4的长度方向与主管管道1的轴线相垂直，放线机构4的自由端安装有一字激光发射仪4.1。固定机构2包括支架2.1，支架2.1的长度大于主管管道1的外径，支架2.1可为圆管；支架2.1的两端各配置有一个支架座2.2，如图3所示，主管管道1可卡设在两个支架座2.2之间。支架座2.2包括上座板2.21、下座板2.22、上连板2.23和下连板2.24，上连板2.23的上端与上座板2.21固定连接，下连板2.24的下端与下座板2.22连接，上连板2.23的下端与下连板2.24的上端转动连接。在上连板2.23和下连板2.24的连接处安装有用于固定支架2.1的快装装置2.3，如图4所示，快装装置2.3包括连接板2.31、弧形管钩2.32、盖板2.33、松紧手柄2.34和挂钩2.35，连接板2.31与上连板2.23和下连板2.24相连(可为转动连接)；弧形管钩2.32的一端固定在连接板2.31上，弧形管钩2.32的自由端边沿向下弯曲成钩状；盖板2.33的一端与连接板2.31转动连接(销连接)，盖板2.33的另一端与松紧手柄2.34的一端转动连接(销连接)，松紧手柄2.34与挂钩2.35的一端转动连接(销连接)，挂钩2.35的另一端可与弧形挂钩2.32的自由端扣接。弧形管钩2.32与挂钩2.35连接后，弧形管钩2.32、盖板2.33、松紧手柄2.34和挂钩2.34形成与支架2.1配合的空间，所述支架2.1可安装在该空间内。固定机构中，在上连板2.23上安装有第一外滚轮2.25和第一内滚轮2.26(本实施例中采用两个第一内滚轮2.26)，第一外滚轮2.25的中心线与第一内滚轮2.26的中心线均平行于主管管道1的轴线；在下连板2.24上安装有第二外滚轮2.27和第二内滚轮2.28(本实施例中采用两个第二内滚轮2.28)，第二外滚轮2.27与第一外滚轮2.25以支架2.1为轴对称布置；主管管道1管壁位于外滚轮和内滚轮之间，第二外滚轮2.27与第一外滚轮2.25均与主管管道1的外壁紧贴；第二内滚轮2.28与第一内滚轮2.26以支架2.1为轴上下对称布置，第二内滚轮2.28与第一内滚轮2.26均与主管管道1的内壁紧贴。为了使主管管道1与外滚轮和内滚轮均压紧，在上座板2.21和下座板2.22之间安装有第一正反丝杆2.29和与第一正反丝杆2.29配合的第一旋钮2.210，第一正反丝杆2.29的上端穿过上座板2.21，通过第一螺母2.213配合连接，第一正反丝杆2.29的下端穿过下座板2.22，与第二螺母配合连接。旋转第一旋钮2.210改变第一正反丝杆2.29的长度，上座板2.21和下座板2.22之间的距离变化，第一外滚轮2.25和第一内滚轮2.26之间的距离(也调节第二外滚轮2.27与第二内滚轮2.28之间的距离)也发生变化；当第一外滚轮2.25和第一内滚轮2.26之间的距离缩小至主管管道1的壁厚时，主管管道1卡紧在第一外滚轮2.25和第一内滚轮2.26之间，可防止支架座2.2移动。固定机构中，上座板2.21和下座板2.22在相对转动过程中，上座板2.21和下座板2.22并不始终垂直于第一正反丝杆2.29，易导致第一正反丝杆2.29的上端和下端分别卡在上座板2.21和下座板2.22内。为了避免这种情况，将上座板2.21和下座板2.22设计为分体式结构，上座板2.21包括上框架2.211和上调整板2.212，上框架2.211和上连板2.23的一端固定相连，上调整板2.212的两端与上框架2.211转动连接(可为销连接)，上调整板2.212可在上框架2.211内转动；所述第一正反丝杆2.29的上端穿过上调整板2.212，与第一螺母2.213配合。下座板2.22与上座板2.21结构相同，下座板2.22包括下框架2.214和下调整板2.215。当上座板2.21与下座板2.22发生相对转动时，只需保证上调整板2.212和下调整板2.215的板面始终垂直于第一正反丝杆2.29，即可防止第一正反丝杆2.29被卡住。如图5所示，角度定位机构3包括固定套管3.1、环形导轨3.2、量角器3.3和轮杆轴3.4，固定套管3.1与支架1相配置；固定套管3.1的中心向外伸出轮杆轴3.4；固定套管3.1上安设环形导轨3.2，环形导轨3.2的外沿设有量角器3.3(可为环形)，量角器3.3可沿环形导轨3.2转动，以调平归零；量角器3.3的中心线、环形导轨3.2的中心线和轮杆轴3.4的轴线均与主管管道1的轴线重合。如图6所示，放线机构4主要包括轮杆4.2和一字激光发射仪4.1，轮杆4.2为可伸缩杆件，轮杆4.2的下端与轮杆轴3.4转动连接，轮杆4.2的中心线垂直于轮杆轴3.4的轴线；轮杆4.2可通过紧固螺栓4.3(可为燕尾螺栓)与环形导轨3.2相连，紧固螺栓4.3与开设在环形导轨3.2上的环形凹槽相配合，紧固螺栓4.3可将轮杆4.2锁定在环形导轨3.2的任一位置。轮杆4.2的上端通过固定座4.4安装有一字激光发射仪4.1，一字激光发射仪4.1发射光束投射面9，光束投射面9可在主管管道1的外壁形成一条可见的激光标线。固定座4.4上开设有用于连接轮杆4.2的圆孔和月牙孔(圆孔与月牙孔可与螺栓配合)，以调整一字激光发射仪4.1的投射角度。本实施例中，如图7所示，管道相贯线投影装置包括管道夹紧机构5、标高调节机构6和激光投影机构7，管道夹紧机构5包括平行设置的第一夹体5.1和第二夹体5.2，第一夹体5.1和第二夹体5.2结构相同，两者长度均大于主管管道1的外径；第一夹体5.1和第二夹体5.2之间安装标高调节机构6，标高调节机构6上安装激光投影机构7，激光投影机构7可沿标高调节机构6的长度方向移动。标高调节机构6包括主轴6.1、调节套筒6.2和标尺6.3，主轴6.1可伸缩，主轴6.1的两端分别与第一夹体5.1和第二夹体5.2相连，主轴6.1上安装调节套筒6.2，调节套筒6.2可沿主轴6.1的长度方向滑动；沿主轴6.1的长度方向安装标尺6.3。激光投影机构7包括中心轴7.1、转轴7.2和激光投影仪7.3，中心轴7.1的下端通过中心轴座7.4与调节套筒6.2相连，中心轴7.1的上部通过轴套7.6与转轴7.2的一端转动连接，转轴7.2可绕中心轴7.1旋转；转轴7.2的长度根据支管管道的半径确定，转轴7.2的另一端安装有激光投影仪7.3(转轴7.2通过投影座7.7安装激光投影仪7.3)。激光投影仪7.3发射光束投射到主管管道1的外壁上形成投影点，施工人员通过转轴7.2旋转路径依次连接主管管道1外壁上的投射点，即可完成相贯线8的放样。在管道夹紧机构5中，还包括两个夹体座5.3，夹体座5.3的两端分别伸出有连接凸台5.31，连接凸台5.31与开设在第一夹体5.1或第二夹体5.2上的通孔配合，连接凸台5.31可在通孔内滑动；在连接凸台5.31处的第一夹体5.1和第二夹体5.2处分别安装有防止连接凸台5.31移动的第一锁紧装置5.4。在标高调节机构6中，主轴6.1的两端分别通过主轴座6.6与两个夹体座5.3相连，主轴座6.6的一端与夹体座5.3固连，主轴座6.6的另一端为空心的筒体结构，该端与主轴6.1配合。在主轴6.1的两端安设有加压装置6.4，如图8所示，加压装置6.4包括筒形本体6.41、钩体6.42、手柄6.43、联杆6.44和套环6.45，筒形本体6.41与主轴6.1配合连接；钩体6.42固定在筒形本体6.41上；所述手柄6.43为弧弯结构，其一端与主轴座6.6转动连接(销连接)；手柄6.43的中部与联杆6.44的一端转动连接(销连接)，联杆6.44的另一端与套环6.45转动连接(销连接)。使用时，将筒形本体6.41套在主轴6.1的一端，用套环6.45勾住钩体6.42，下压手柄6.43，即可将主轴6.1固定安装在主轴座6.6上。在标高调节机构6中，在筒形本体6.41上安装有第二锁紧装置6.5，通过第二锁紧装置6.5锁紧主轴6.1和筒形本体6.41。第二锁定装置6.5包括锁定座6.51，锁定座6.51内配置有锁定销6.52，锁定销6.52的外周面包括圆弧面和平面；锁定座6.51安装在筒形本体6.41上，锁定座6.51的内部与筒形本体6.41的内部连通，当锁定销6.52的圆弧面与筒形本体6.41内部的主轴6.1外壁接触压紧时，即可锁定筒形本体6.41和主轴6.1，当锁定销6.52的圆弧面与筒形本体6.41内部的主轴6.1外壁错开时，筒形本体6.41和主轴6.1可发生相对移动。调节套筒6.2上安装有用于锁定调节套筒6.2和主轴6.1的第三锁紧装置6.7。第一锁定装置5.4和第三锁定装置6.7的结构均与第二锁定装置6.5的结构相同，其结构原理也相同。实际施工时，主管管道1与支管管道无间隙相贯；而在本发明的相贯线投影过程中，所述激光投影机构安装时，中心轴7.1的下端与主管管道1的外壁之间存在一定的安装间隙，如不进行校正，投影所得相贯线8的位置会发生偏差；为了尽可能降低由于安装引起的偏差，在调节套筒6.2上安装延点激光发射仪7.5，延点激光发射仪7.5发射的光束中心线与中心轴7.1的轴线重合。投影前，在主管管道1的外壁画出支管管道轴线与主管管道1的相交点，调整调节套筒6.2与主管管道1的夹角，使延点激光发射仪7.5投射的光束与所述相交点重合，对中校正中心轴7.1。在激光投影机构7中，如图9所示，还包括中心轴座7.4；为了进一步校正中心轴7.1，将中心轴座7.4为双层板结构，包括内板和外板，内板与调节套筒6.2固连(调节套筒6.2可带动中心轴座7.4和中心轴7.1旋转，满足多管道以多种角度相贯)，外板上固定有中心轴套筒，中心轴套筒与中心轴7.1配合相连；内板和外板之间通过第二正反丝杆7.8和与第二正反丝杆7.8配合的第二旋钮7.9相连；通过调整第二旋钮7.8改变内板和外板之间的距离，可对正中心轴7.1。一种管道轴线放线方法，具体包括以下步骤：步骤一、提供如上所述轴线放线装置。步骤二、安装所述轴线放线装置：1)、将支架座2.2安装在主管管道1的端面上，将支架2.1安装在快装装置2.3上(用挂钩2.35勾住弧形管钩2.32，向盖板2.33压紧并扣紧松紧手柄2.34，固定支架2.1)；2)、调整支架座2.2并用卷尺辅助定位，使支架2.1水平，且位于与主管管道1的端面直径上；3)、调整第一旋钮2.210，使第一外滚轮2.25和第一内滚轮2.26卡紧主管管道1，防止支架座2.2移动；4)、调整轮杆轴3.4，使其轴线与主管管道1的轴线重合；5)、将量角器3.3调平归零。步骤三、根据支管管道的轴线在主管管道1外壁的投影与主管管道1端面的角度，转动轮杆4.2至对应的角度并锁定。步骤四、调整一字激光发射仪4.1的放线方向并放出光束投射面9，光束投射面9在主管管道1的外壁形成的标线即为支管管道的轴线的投影。一种管道相贯线投影方法，具体包括以下步骤：步骤一、提供上述管道相贯线投影装置。步骤二、安装所述相贯线投影装置：1)、根据支管管道的轴线位置安装管道夹紧机构5，并根据主管管道1的外径调节主轴6.1的长度，使第一夹体1和第二下夹体2包住主管管道1的管壁后锁定；2)、调整调节套筒6.2的位置，使中心轴7.1与支管管道的轴线重合(支管管道的轴线经所述管道轴线放线装置放线定位)；3)、调整转轴7.2的伸缩长度，转轴7.2的长度与支管管道的尺寸相对应。步骤三、在主管管道1的外壁画出支管管道轴线与主管管道的相交点。步骤四、根据主管管道1与支管管道的夹角调整调节套筒6.2，使延点激光发射仪7.5发射的光束在主管管道1上的投影与相交点重合，用第三锁紧装置6.7锁紧调节套筒6.2。步骤五、启动激光投影仪7.3，并转动转轴7.2；依次连接激光投影仪7.3在主管管道1上的投影点，形成相贯线8。以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。