内管夹的制作方法

本实用新型涉及一种管道焊接夹具，特别涉及一种内管夹。

背景技术：

在压力容器制造过程中，常常会遇到钢管对接时必须保证对接偏差的工艺质量控制问题。尤其是油田、食品等领域对管子内壁对接偏差精度有较高质量控制要求。传统的保证钢管对接偏差的工艺技术是通过控制管子外壁的对接偏差来间接达到。但是，因为每一根管子本身存在的椭圆度、壁厚偏差等材料制造误差，所以即使管子外壁已经对齐，而管子内壁仍然没有对齐的情况，甚至会产生较大的内壁对接偏差。管子内壁未对齐时，管内受力不均，对焊接处冲击大，影响焊接管路寿。因此，夹持内壁并使内壁对齐的管道焊接夹具被发明。

现有的可参考申请号为201120224653.X的中国专利，其公开了一种管子对接焊缝的内壁对齐工装夹具，其由夹具体、锥形胀杆、拉杆、胀柱、夹具盖、退出档板和限位钢片组成，把胀柱装入夹具体的柱状孔内，然后盖上夹具盖，拉杆的一端与锥形胀杆用罗纹连接固定。将两根管道大致对齐后，将工装夹具伸到两管交接处，把锥形胀杆插入夹具体并向前推进，在锥形胀杆的锥面挤压作用下，使得胀柱向四周突出，通过胀柱的外圆周就抵住了管道内壁，保证两根管子的内壁对齐。

但由于锥形胀杆成锥面，所以胀柱向外延伸后外壁也是倾斜的，当抵接两根管道时，由于倾斜，胀柱与笔直的管道内壁无法完全贴合，只能点接触，无法牢固地抵接管道内壁，而且由于倾斜，靠近锥形胀杆大径一端的管道抵接牢固时，锥形胀杆小径一端的管道仍没有抵接，使得两管内壁无法完全对齐。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种保证管道内壁对齐的内管夹。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种内管夹，包括膨胀组件、驱动膨胀组件扩张或收缩的驱动组件以及连接膨胀组件与驱动组件的连接组件，连接组件包括同轴设置的安装台，安装台数量至少为两个，相邻的安装台至少连接有三个沿圆周均匀分布的膨胀组件，膨胀组件包括抵接台、滑移杆和铰接杆，滑移杆和铰接杆中心铰接，滑移杆一端和铰接杆一端分别铰接在相邻的安装台上，滑移杆另一端和抵接台滑移连接，铰接杆另一端和抵接台铰接。

通过采用上述方案，驱动组件驱动安装台移动，改变相临的安装台的间距，从而改变滑移杆与安装台的夹角、铰接杆与安装台的夹角，根据三角函数，当相临的安装台间距变小时，两个夹角变大，铰接杆与滑移杆铰接位置距安装台的投影距离变大，从而抵接台距安装台的投影距离变大，即膨胀组件扩张，抵接两管道内壁，进行对管道内壁的对齐并进行焊接管道；反之，当相临的安装台间距变小，膨胀组件收缩，将内管夹从焊接好的管道内取出。由于抵接台均竖直设置，所以相互之间平行，而安装台同轴、连接杆和滑移杆中心铰接使得抵接台无论收缩还是扩张相互之间依旧平行，这样抵接台与笔直的管道内壁面接触，相对于点接触更加稳定。而且膨胀组件沿圆周均匀分布，同时膨胀组件至少与管道内壁接触有三处，再加上抵接产生的摩擦力，使得内管夹自由度为零，致使内管夹不动，保证了内管夹的夹持。

较佳的，驱动组件包括丝杠以及与丝杠螺纹连接的驱动套，安装台包括与丝杠转动连接的第一安装台、与丝杠螺纹连接的第二安装台和与丝杠滑移固定连接的第三安装台，第一安装台位于丝杠一端且轴向固定，第二安装台位于第一安装台和第三安装台之间，而第三安装台与驱动套相配合。

通过采用上述方案，固定第二安装台，转动丝杠，丝杠将自身的回转运动转化为直线运动，使与丝杠轴向固定的第一安装台与第二安装台间距发生变化，调整相应的膨胀组件状态；固定第二安装台，用驱动套驱动第三安装台滑移再轴向固定第三安装台，使第二安装台与第三安装台间距发生变化，调整相应的膨胀组件状态。由于滑移杆与抵接台滑移连接，当膨胀组件扩张时，抵接台上滑移杆滑移连接一端靠接铰接杆与抵接台铰接一端。若只有两个安装台，用一套膨胀组件去抵接两管道内壁，与一个管道内壁抵接的抵接台部分既有铰接杆又有滑移杆，而与另一个管道内壁抵接的抵接台剩余部分只有供滑移杆滑移的滑槽，这样内管夹抵接管道内壁时，抵接台剩余部分强度不足，发生变形，这样无法将两管道内壁夹持、对齐。而若是更多安装台，则浪费成本。所以设置三个安装台为最佳方案。另外由于三个安装台与丝杠的连接关系各不相同，虽然相邻的安装台通过膨胀组件连接，但可以改变相邻的安装台间距。

较佳的，抵接台上开有供滑移杆一端滑移的一字孔，一字孔沿丝杠延伸方向设置且远离第二安装台。

通过采用上述方案，通过一字孔调节让抵接台回收，同时，由于一字孔远离第二安装台，所以下降过程中，节省了第二安装台的长度。

较佳的，丝杠套设有复位弹簧，复位弹簧两端分别与第二安装台、第三安装台抵接，且第三安装台与复位弹簧抵接的另一侧与驱动套抵接；丝杠套设有定位弹簧，定位弹簧两端分别与第一安装台与第二安装台抵接。

通过采用上述方案，转动驱动套，驱动套通过丝杠将自身的回转运动转化为直线运动，复位弹簧将第三安装台抵在驱动套上，使第三安装台、第二安装台发生相对位移，而且通过弹簧将第三安装与驱动套定位，保证了驱动套在丝杠转动时，第三安装台不会随驱动台转动，进而保证了膨胀组件不会转动，保证了膨胀组件稳定地抵接在管道内壁。而定位弹簧将第一安装台压在丝杠的一端上，保证第一安装台与丝杠的轴向定位，同时定位弹簧与复位弹簧对第二安装台的压力相抵，降低了第二安装台的轴向载荷，保证第二安装台的稳定。

较佳的，丝杠一端远离第一安装台一端固接有把手，而驱动套两侧固接直杆。

通过采用上述方案，把手和直杆分别为丝杠和驱动套提供了着力点，方便了转动丝杠和驱动套。

较佳的，第二安装台固接有防护管，第二安装台固接有防护管，防护管套设在丝杠上，第三安装台、复位弹簧和定位弹簧均套设在防护管外壁上。

通过采用上述方案，第二安装台在防护管上滑移，且保证第二安装台、复位弹簧和定位弹簧在滑移过程中不会磨损丝杠上的螺纹，保护了丝杠上的螺纹结构。

较佳的，防护管滑移连接有手持管，手持管两端分别与第三安装台和驱动套抵接。

通过采用上述方案，当两个管道对接时，内管夹插入管内，用手固定第二安装台，转动丝杠，将其中一个管道夹住，再将另一个管道夹住，这时第二安装台位于两个管道接口处，难以用手固定第二安装台进而转动驱动套，所以握住手持管，转动驱动套，调节膨胀组件将另一个管道夹持住。

较佳的，抵接台两侧各设有一根铰接杆和一根滑移杆，且两根铰接杆相固接，两根滑移杆相固接，两根铰接杆和两根滑移杆之间设有铰接轴，两根铰接杆的中心和两根滑移杆的中心通过铰接轴铰接。

通过采用上述方案，两根铰接杆和两根滑移杆同时与抵接台移动，防止抵接台左右晃动，保证了膨胀组件运动的稳定。

较佳的，抵接台靠近铰接轴一侧开有与铰接轴相配合的让位缺口。

通过采用上述方案，当抵接台下降到底部时，让位缺口容纳铰接轴，膨胀组件收缩时，防止抵接台撞击铰接轴，保护了抵接台和铰接轴，延长了两者的寿命。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：利用铰接杆与滑移杆中心铰接的方式升降抵接台实现抵接台与管道内壁的紧密贴合；利用丝杠和安装台驱动膨胀组件，快捷方便，且调节时互不影响；防护管保护了丝杠，防止丝杠不因滑移磨损；抵接台上开有让位缺口，保护抵接台不受铰接轴碰撞。

附图说明

图1是内管夹结构示意图；

图2是丝杠与安装台连接关系示意图。

图中，1、膨胀组件；11、抵接台；111、一字孔；112、让位缺口；12、滑移杆；13、铰接杆；2、驱动组件；21、丝杠；22、驱动套；23、复位弹簧；3、连接组件；31、第一安装台；32、第二安装台；321、防护管；33、第三安装台；4、定位弹簧；5、把手；6、直杆；7、手持管；8、铰接轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种内管夹，包括膨胀组件1、驱动膨胀组件1扩张或收缩的驱动组件2以及连接膨胀组件1与驱动组件2的连接组件3。驱动组件2驱动连接组件3移动，进而改变膨胀组件1状态，使膨胀组件1收缩或扩张。膨胀组件1扩张后，抵接两管道内壁，将两管道对齐，焊接两管道。焊接后，膨胀组件1收缩，将内管夹取出，防止内管夹磨损管道内壁，保护管道内壁。

如图1所示，连接组件3包括同轴设置的三个安装台，相邻的安装台连接有三个沿圆周均匀分布的膨胀组件1，膨胀组件1包括抵接台11、滑移杆12和铰接杆13，每个膨胀组件1的抵接台11竖直设置。滑移杆12和铰接杆13中心铰接，滑移杆12和铰接杆13一端分别铰接在相邻的安装台上，滑移杆12另一端和抵接台11滑移连接，铰接杆13另一端和抵接台11铰接。驱动组件2驱动安装台移动，改变相临的安装台的间距，从而改变滑移杆12与安装台的夹角、铰接杆13与安装台的夹角，当相临的安装台间距变小时，两个夹角变大，铰接杆13与滑移杆12铰接位置距安装台的投影距离变大，从而抵接台11距安装台的投影距离变大，即膨胀组件1扩张，抵接两管道内壁；反之，当相临的安装台间距变小，膨胀组件1收缩。由于抵接台11竖直设置且外表面位于同一圆柱的侧面上，而安装台同轴、连接杆和滑移杆12中心铰接使得抵接台11无论收缩还是扩张相互之间依旧位于同一圆柱的侧面上，这样抵接台11与笔直的管道内壁面接触，相对于点接触更加稳定。而且膨胀组件1沿圆周均匀分布，同时膨胀组件1管道内壁接触有三处，再加上抵接产生的摩擦力，使得内管夹自由度为零，致使内管夹不动，保证了内管夹的夹持。

为了保证了膨胀组件1运动的稳定，抵接台11两侧各设有一根铰接杆13和一根滑移杆12，且两根铰接杆13两端通过两根固定轴相固接。同样的，两根滑移杆12两端也通过另外的两根固定轴相固接，两根铰接杆13中心和两根滑移杆12中心通过一根铰接轴8相互铰接。两根铰接杆13和两根滑移杆12同时与抵接台11移动，防止抵接台11左右晃动。

如图1所示，抵接台11靠近铰接轴8一侧开有与铰接轴8相配合的让位缺口112。当抵接台11下降到底部时，让位缺口112容纳铰接轴8，膨胀组件1收缩时，防止抵接台11撞击铰接轴8，保护了抵接台11和铰接轴8，延长了两者的寿命。

如图1所示，抵接台11上开有供滑移杆12一端滑移的一字孔111，一字孔111沿丝杠21延伸方向设置且远离第二安装台32。通过一字孔111调节让抵接台11回收，同时，由于一字孔111远离第二安装台32，所以下降过程中，抵接台11也下远离第二安装台32的方向移动。若一字孔111靠近第二安装台32，下降过程中，抵接台11也向第二安装台32的方向移动，第二安装台32需要更加长，才能防止上下相邻的抵接台11碰撞。所以这样节省了第二安装台32的长度。

如图1所示，驱动组件2包括丝杠21、驱动套22和复位弹簧23，且驱动套22与丝杠21螺纹连接。三个安装台分别为与丝杠21转动连接的第一安装台31、与丝杠21螺纹连接的第二安装台32和与丝杠21滑移固定连接的第三安装台33，第一安装台31位于丝杠21一端且轴向固定，而第二安装台32位于第一安装台31和第三安装台33之间。固定第二安装台32，转动丝杠21，丝杠21将自身的回转运动转化为直线运动，丝杠21将第一安装台31顶出，使与丝杠21轴向固定的第一安装台31与第二安装台32间距发生变化，调整相应的膨胀组件1状态；固定第二安装台32，用驱动套22驱动第三安装台33滑移再轴向固定第三安装台33，使第二安装台32与第三安装台33间距发生变化，调整相应的膨胀组件1状态。由于滑移杆12与抵接台11滑移连接，当膨胀组件1扩张时，抵接台11上滑移杆12滑移连接一端靠接铰接杆13与抵接台11铰接一端。若只有两个安装台，用一套膨胀组件1去抵接两管道内壁，与一个管道内壁抵接的抵接台11部分既有铰接杆13又有滑移杆12，而与另一个管道内壁抵接的抵接台11剩余部分只有供滑移杆12滑移的滑槽，这样内管夹抵接管道内壁时，抵接台11剩余部分强度不足，发生变形，这样无法将两管道内壁夹持、对齐。而若是更多安装台，则浪费成本。所以设置三个安装台为最佳方案。另外由于三个安装台与丝杠21的连接关系各不相同，虽然相邻的安装台通过膨胀组件1连接，但可以改变相邻的安装台间距。

而且如图1和图2所示，第二安装台32固接有防护管321，防护管321套设在丝杠21上，第三安装台33、复位弹簧23和定位弹簧4均套设在防护管321外壁上。第二安装台32在防护管321上滑移，保证第二安装台32在滑移过程中不会磨损丝杠21上的螺纹，同理，也防止了复位弹簧23和定位弹簧4对丝杠21的磨损，保证了丝杠21上的螺纹结构。

如图1所示，防护管321两端分别套设有复位弹簧23和定位弹簧4，复位弹簧23两端分别与第二安装台32、第三安装台33抵接，且第三安装台33与复位弹簧23抵接的另一侧与驱动套22抵接。转动驱动套22，驱动套22通过丝杠21将自身的回转运动转化为直线运动，复位弹簧23将第三安装台33抵在驱动套22上，使第三安装台33、第二安装台32发生相对位移，而且通过弹簧将第三安装与驱动套22定位，保证了驱动套22在丝杠21转动时，第三安装台33不会随驱动台转动，进而保证了膨胀组件1不会转动，保证了膨胀组件1稳定地抵接在管道内壁。而定位弹簧4两端分别与第一安装台31与第二安装台32抵接，且丝杠21向外延伸形成有定位台，第一安装台31夹持于定位弹簧4和定位台之间。定位弹簧4将第一安装台31压在定位台上，保证第一安装台31与丝杠21的轴向定位，同时定位弹簧4与复位弹簧23对第二安装台32的压力相抵，降低了第二安装台32的轴向载荷，保证第二安装台32的稳定。

防护管321滑移连接有手持管7，手持管7两端分别与第三安装台33、驱动套22抵接。当两个管道对接时，内管夹插入管内，用手固定第二安装台32，转动丝杠21，将其中一个管道夹住，再将另一个管道夹住，这时第二安装台32位于两个管道接口处，难以用手固定第二安装台32进而转动驱动套22，所以握住手持管7，转动驱动套22，调节膨胀组件1将另一个管道夹持住。

另外，丝杠21一端远离第一安装台31一端固接有把手5，而驱动套22两侧固接直杆6。把手5和直杆6分别为丝杠21和驱动套22提供了着力点，方便了转动丝杠21和驱动套22。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。