一种电磁式管道焊接对口器

本实用新型涉及焊接装置领域，尤其涉及一种电磁式管道焊接对口器及工作方法。

背景技术：

目前国家，企业输送液体和气体物资运输方式主要为管道运输，它也是一种专门由生产地向市场输送石油、煤和化学产品的运输方式，是统一运输网中干线运输的特殊组成部分，管道运输具有运量大、永久占用土地少、建设周期短、投资少、耗能低，运费低廉、效益好，受恶劣气候条件影响小，安全可靠，可长期稳定运行、沿途无噪声，污染少、能较好地满足绿色物流的特点。所以优良管道的制作生产也是目前所需研究的，而管道之间的焊接工艺是突破重点。目前对口器主要是液压和气动驱动的，液压驱动采用液压千斤顶去提供外力将管道压紧；气动驱动采用气动方式在管道内侧将管道涨紧进行对口，但是，现有技术，在操作难易程度、对口精度和检测方面有所欠缺。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电磁式管道焊接对口器及工作方法，以解决现有技术中存在的对口精度不足和检测不方便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案是：

一种电磁式管道焊接对口器，包括铰接在一起的上环形保持架和下环形保持架；上环形保持架远离铰接处的一端连接有上端部；下环形保持架远离铰接处的一端连接有下端部；上环形保持架、下环形保持架、上端部和下端部整体构成一环形架；环形架整体为镂空结构；环形架的外侧设置有三个支撑架；三个支撑架将环形架等分为三段；支撑架的内侧顶部设置有液压缸；液压缸的底部设置有垫板；垫板的下侧设置调节柱；调节柱的底部设置有对口器压板；对口器压板设置在环形架的内侧；上端部和下端部的末端均设置有固定平台；固定平台上设置有电磁铁盒；电磁铁盒内设置有电磁铁；上端部或下端部的电磁铁盒后侧的固定平台上设置有两个对称的激光位移传感器；上端部或下端部的电磁铁盒的顶部设置有线激光测量仪。

进一步的，所述垫板的下侧设置有弹簧；所述调节柱安装在弹簧的下端。

进一步的，两个对称的激光位移传感器之间设置有弹簧压板；所述弹簧压板将两个对称的激光位移传感器挤压在固定平台的两侧。

进一步的，上环形保持架和上端部之间、下环形保持架和下端部之间均通过插销连接。

进一步的，所述电磁铁连接有电磁铁电源线。

进一步的，所述对口器压板的材料为塑性材料。

进一步的，所述线激光测量仪通过线激光测量仪固定板安装在电磁铁盒上。

一种电磁式管道焊接对口器工作方法，包括如下步骤：

将需要对接的管道进行粗对口；

将对口器安装在管道的接口处并使得线激光测量仪对准接口处的焊缝、两个激光位移传感器分布在焊缝的两侧；

根据管道的直径调节液压缸；

由液压缸带动垫板、调节柱及对口器压板向下挤压，固定住管道；

管道固定后，通过激光位移传感器和线激光测量仪检查对中效果以及焊缝宽度是否满足所需标准。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

焊接过程中，由于不同型号的管材，传统对口器只能根据不同管径来定制，这样费时费力费料，本实用新型在原有的基础上加上上端部和下端部，可以将对口器拆成四部分，利用三爪卡盘的原理，在对口器上均匀分布三个用于调节对口器压板的液压缸，理论上形成一个等边三角形，其中心在管道轴线方向，液压缸下面的调节柱穿过环形保持架，底部嵌入对口器压板中，液压缸通过伸缩调节柱调节对口器压板距离，从而适用于不同管径的对口，方便对口检测；传统检测管道同轴度方法是用卡尺，千分尺，肉眼去观察，此方法效率低，精度差，本实用新型在环形保持架上，平行安装两个激光位移传感器，通过传感器到两管道表面的距离，来检测管道同轴度问题，若测得两距离相同，或者在误差范围内，对中完成，对口精度高且方便操作。

附图说明

图1为本实用新型电磁式对口器装置结构示意图；

图2为本实用新型电磁式对口器装置工作效果图；

图3为本实用新型电磁式对口器装置具体工作流程图。

附图标记：1-上环形保持架，2-对口器压板，3-下环形保持架，4-插销，5-电磁铁盒，6-第一电磁铁，7-电磁铁电源线，8-第二电磁铁，9-支撑架，10-弹簧，11-调节柱，12-液压缸，13-垫板，14-第一激光位移传感器，15-线激光测量仪，16-第二激光位移传感器，17-弹簧压板，18-线激光测量仪固定板；19-上端部；20-下端部；21-固定平台。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。

如图1、2所示，一种电磁式管道焊接对口器，包括上下铰接的上环形保持架1和下环形保持架3；上环形保持架1远离铰接处的端部通过插销4连接上端部19；下环形保持架3远离铰接处的端部通过插销4连接下端部20；上环形保持架1、下环形保持架3、上端部19和下端部20整体构成一环形架；环形架的外侧设置有三个支撑架9；三个支撑架9将环形架等分为三段；环形架整体为镂空结构。

支撑架9的内侧顶部设置有液压缸12；液压缸12的底部连接垫板13，接垫板13下侧设置有弹簧10；弹簧10的底部连接调节柱11；调节柱11的底部设置有对口器压板2；对口器压板2设置在环形架的内侧；对口器压板2的材料为塑性材料。

对口器的材料多为钢材，在对中过程中难免会破坏管道的形状、质量。将对口器压板采用天然橡胶或者其它塑性材料，这样可以更好的保护管材，也增加了对口器与管道的接触面积，使之更加紧密的与管道贴合在一起，夹紧更加牢固。

上端部19和下端部20的末端均设置有固定平台21，固定平台21上安装有电磁铁盒5；上端部19的电磁铁盒5内设置有第一电磁铁6；下端部20的电磁铁盒5内设置有第二电磁铁8；上端部19或下端部20的电磁铁盒5后侧的固定平台21上设置有第一激光位移传感器14和第二激光位移传感器16；第一激光位移传感器14和第二激光位移传感器16之间通过弹簧压板17连接；弹簧压板17将第一激光位移传感器14和第二激光位移传感器16挤压在固定平台21的两侧；上端部19或下端部20的电磁铁盒5的顶部还安装有线激光测量仪固定板18；线激光测量仪固定板18上安装有线激光测量仪15。

在电磁铁盒5上安装一个线激光测量仪15，它是根据光学的几何原理，利用激光对被测物进行扫描转换成可用输出信号来测量物体距离的设备，内带有高速旋转的hene激光发射器和激光接收器，激光发射器发出的激光束照在被测物体上，在接收器上就有信号产生，通过光电传感器将此信号传到专用计算机处理器上，计算机上接收图像，极其精确地绘制出所测区域，通过呈现“真实形状”，从而实现精确测量焊缝距离，也可以通过图像去检测焊接质量，便于焊工及时做出调整，选择不同型号仪器去测量不同焊缝的距离。

本实用新型用两个强力电磁铁去提供外部施加力将管道压紧，将两块电磁铁分别安装在上、下两个环形保持架上，电源采用24v的直流电源，安装滑动变阻器控制电压，从而控制磁力大小，极易操作，适用恶劣环境。

焊接过程中，由于不同型号的管材，传统对口器只能根据不同管径来定制，这样费时费力费料。本实用新型在原有的基础上加上两个插销，可以将对口器拆成四部分。利用三爪卡盘的原理，在对口器上均匀分布三个用于调节压板的液压缸，理论上形成一个等边三角形，其中心在管道轴线方向，液压缸下面的调节柱穿过环形保持架，底部嵌入压板中，液压缸通过伸缩调节柱调节压板距离，从而适用于不同管径的对口。

传统检测管道同轴度方法是用卡尺，千分尺，肉眼去观察，此方法效率低，精度差，本实用新型在环形保持架上，平行安装两个激光位移传感器，通过传感器到两管道表面的距离，来检测管道同轴度问题，若测得两距离相同，或者在误差范围内，对中完成。

如图3所示，一种电磁式管道焊接对口器工作方法，包括如下步骤：

先对管道进行粗对口，然后在两个管道的接口处装上电磁式对口器，电磁铁电源线连接的电源采用24v的直流电源，并安装一个滑动变阻器控制电压，从而控制磁力大小；当管道比对口器本身直径小时，调节液压缸，将垫板往下压，垫板带动调节柱的运动，调节柱带动对口器压板向下挤压，各个调节柱上的对口器压板理论上形成等边三角形，中心就在轴线上，从而适用于不同管径的对口，对口器压板将所对中管道卡紧，管道被夹紧后，打开两个激光位移传感器和线激光测量仪，检查对中效果，以及焊缝宽度是否满足所需标准，根据《石油化工管道布置设计通则》(sh3012-2000)中有关的规定为：管道上两相邻对接焊口的中心间距：对与公称直径小于150mm的管道，不应小于外径，且不得小于50mm；对于公称直径等于或大于150mm的管道，不应小于150mm。错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2mm，当壁厚不等时，若薄件的厚度不大于10mm且壁厚差大于3mm；或薄件的厚度大于10mm且厚度差大于薄件厚度的30%或超过5mm时，应对厚壁侧管进行削薄处理，其削薄长度应不小于4倍的厚度差，该激光位移传感器精度可达±0.2mm，所以径向对管精度高。如果不满足该上述标准，则断电取下对口器，重新对口后再测量，线激光测量仪照射在焊缝处会实时显示在电脑上，也可以观测焊的质量，及时作出调整，焊工完成焊接，最后断电磁力消失，将对口器取下。

本实用新型利用电生磁这一基本原理实用新型出一款电磁式对口器装置，在结构上面进行改进，大大提高了对口精度，操作更加简单方便，减少了一个人的工作量，实现了机器代替人的需求。本实用新型所要解决的技术问题是在管道焊接过程中，如何固定两管道以便于完成焊接以及检测，从而实用新型出一种电磁式对口器。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。