测量高空管道外径的装置及其使用方法与流程

本发明涉及高空管道测量领域，尤其涉及测量高空管道外径的装置及其使用方法。

背景技术：

管道在几乎所有行业都得到广泛应用，在某些行业，比如石油化工行业、电力系统等的某些管道服役条件恶劣，例如石油化工行业的核心装置制氢炉、转化炉、裂解炉一般有几十根至几百根不等的炉管，炉管一般承受1000℃左右的高温，2～5mpa的压力；而热电厂的蒸汽管道承受500℃的高温，但压力高达10mpa。随着管道服役时间的延长，一方面，材料组织逐渐劣化，其持久强度、塑性、韧性等高温力学性能指标下降，另一方面，管道的外径尺寸也由于高温和高压的共同作用而产生变化，这两方面作用的共同结果是在管道内部逐渐形成蠕变空洞和微裂纹，微裂纹逐渐长大，最终导致管道破裂。对于石化行业的制氢炉、转化炉、裂解炉而言，只要有一根炉管破裂，就会造成整个装置停车，轻则会造成每天上百万元的经济损失，重则会引起爆炸、火灾、有毒有害介质泄漏等严重危害社会安全的恶劣事件，因此定期检查管道的组织劣化情况和外径尺寸相对变化情况，对于保障管道的安全运行，创造良好的经济效益和社会效益具有重大意义。尤其是对压力管道进行外径测量时，由于压力管道等承压设备检验过程中需测量管道公称直径，而多数压力管道均为5-8米架空铺设，在地面观察时存在视觉误差，登高测量又存在阻挡和效率低下等问题，现有一种利用激光测距仪来对管道外径进行测量的方法，需要用到3个激光测距仪分别发送3道激光，根据3点定圆的原理来确定管道外径，该方法需要用到3个激光测距仪，且使用时条件苛刻，对环境要求高，易受光污染。又如中国发明公开号cn108844477a公开了一种便携式管道外径测量装置，该装置包括激光反射装置、立杆、滑块、激光发射器、滑杆和滑杆支架，激光反射装置安装在立杆上，立杆垂直安装在滑块上，滑块水平放置在由滑杆ⅰ、滑杆ⅱ和滑杆支架组成的滑动测量装置上；滑动测量装置可调整其高度，使滑杆ⅰ、滑杆ⅱ及滑杆支架处于水平位置；所述滑杆ⅰ、滑杆ⅱ可通过支撑调整座进行支撑。该装置结构复杂，且不适用于高空管道外径的测量。

又如中国实用新型专利公告号cn203928980u公开了一种管道测量工具，包括表盘和连杆，表盘装在连接一端，所述连杆下部设有转动机构，该转动机构上安装有夹杆组，夹杆组上装有定位杆，连杆上还装接有伸缩顶杆，该伸缩顶杆通过传动机构与表盘指针连接，夹杆组包括左夹杆和右夹杆，该左夹杆和右夹杆的一端均与转动机构装接。通过操控左夹杆和右夹杆，根据具体的管道，使左夹杆和右夹杆卡在管道上，然后调整伸缩顶杆，使伸缩顶杆接触到管道外表面。即左夹杆、右夹杆和伸缩顶杆分别与管道接触，形成三个支点，三点确定一个圆。此时查看定位杆上的哪一个卡槽卡合在右夹杆的卡位上，从而确定左夹杆和右夹杆下端之间的水平距离。并且由于伸缩顶杆的直线位移直接转换为表盘指针的角位移，可从表盘上直观有效的读取到相应管径。同样该工具只适合能够直接接触到的管道外径测量，不适用于高空管道外径测量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有的压力管道外径测量工具存在的诸多弊端，为此提供一种结构简单、维护方便的测量高空管道外径的装置及其使用方法。

本发明的技术方案是：测量高空管道外径的装置，它包括充气基座和固接在充气基座上的气缸，所述气缸内适配有可上下移动的活塞杆，所述活塞杆顶部具有第一定位部，所述第一定位部的底部边缘铰接有第一支臂和第二支臂，所述第一支臂和第二支臂的末端分别固接有第二定位部和第三定位部，所述气缸外侧对称分布有第一摆动气缸和第二摆动气缸，所述第一摆动气缸和第二摆动气缸上分别通过输出轴连接有第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与第一支臂连接，所述第二连杆与第二支臂连接。

上述方案中所述第一定位部、第二定位部和第三定位部呈球形。

上述方案中所述第一支臂和第二支臂呈弧形。

上述方案的改进是所述充气基座底部固接有支撑台，所述支撑台的底部安装有万向轮。

测量高空管道外径的装置的使用方法，它包括以下步骤：（1）、将充气基座放在待测量的高空管道下方，对充气基座进行充气并启动气缸，充气基座带动气缸向上移动，活塞杆向上伸出至第一定位部与待测量管道底部接触；（2）、启动第一摆动气缸和第二摆动气缸，第一连杆带动第一支臂向待测量管道靠拢直至第二定位部与待测量管道侧面接触，第二连杆带动第二支臂向待测量管道靠拢直至第三定位部与待测量管道侧面接触；（3）、对充气基座进行排气，使其回到初始高度，用尺测量第一定位部、第二定位部和第三定位部围成的三角形的边长，进而确定待测量管道的外径。

本发明的有益效果是利用三点定圆的数学原理，通过气缸和充气基座以及第一连杆、第二连杆的联动，确定第一定位部、第二定位部和第三定位部之间的距离，将其固定后再计算得出待测量的高空管道的外径，结构简单，操作便捷，适合用于高空管道的外径测量。

附图说明

图1是本发明的测量高空管道外径的装置示意图；

图中，1、充气基座，2、气缸，3、活塞杆，4、第一定位部，5、第一支臂，6、第二支臂，7、第二定位部，8、第三定位部，9、第一摆动气缸，10、第二摆动气缸，11、第一连杆，12、第二连杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明包括充气基座1和固接在充气基座上的气缸2，所述气缸内适配有可上下移动的活塞杆3，所述活塞杆顶部具有第一定位部4，所述第一定位部的底部边缘铰接有第一支臂5和第二支臂6，所述第一支臂和第二支臂的末端分别固接有第二定位部7和第三定位部8，所述气缸外侧对称分布有第一摆动气缸9和第二摆动气缸10，所述第一摆动气缸和第二摆动气缸上分别通过输出轴连接有第一连杆11和第二连杆12，所述第一连杆与第一支臂连接，所述第二连杆与第二支臂连接。

充气基座是指带有充气口的可伸缩的基座，该基座可如图1所示呈圆柱形，当充入气体后基座沿轴向伸长，进而带动上方的气缸向上移动，当排出气体后基座恢复原状，进而带动上方的气缸向下移动。

实施例1：测量高空管道外径的装置，它包括充气基座1和固接在充气基座上的气缸2，所述气缸内适配有可上下移动的活塞杆3，所述活塞杆顶部具有第一定位部4，所述第一定位部的底部边缘铰接有第一支臂5和第二支臂6，所述第一支臂和第二支臂的末端分别固接有第二定位部7和第三定位部8，所述气缸外侧对称分布有第一摆动气缸9和第二摆动气缸10，所述第一摆动气缸和第二摆动气缸上分别通过输出轴连接有第一连杆11和第二连杆12，所述第一连杆与第一支臂连接，所述第二连杆与第二支臂连接，第一定位部、第二定位部和第三定位部呈球形，第一支臂和第二支臂呈弧形，第一支臂、第一定位部和第二支臂构成了一条非封闭的弧线。

实施例2：与实施例1的区别在于第一定位部、第二定位部和第三定位部呈锥形。

实施例3：与实施例1的区别在于第一支臂和第二支臂呈线形。

实施例4：与实施例1的区别在于充气基座底部固接有支撑台，所述支撑台的底部安装有万向轮，这样可以方便移动。

上述实施例可以根据需要任意结合，只要得到的方案不冲突都属于本发明的保护范围内。

测量高空管道外径的装置的使用方法，它包括以下步骤：（1）、将充气基座放在待测量的高空管道下方，对充气基座进行充气并启动气缸，充气基座带动气缸向上移动，活塞杆向上伸出至第一定位部与待测量管道底部接触；（2）、启动第一摆动气缸和第二摆动气缸，第一连杆带动第一支臂向待测量管道靠拢直至第二定位部与待测量管道侧面接触，第二连杆带动第二支臂向待测量管道靠拢直至第三定位部与待测量管道侧面接触；（3）、对充气基座进行排气，使其回到初始高度，用尺测量第一定位部、第二定位部和第三定位部围成的三角形的边长，进而确定待测量管道的外径。

本发明适用于测量架空铺设的压力管道的外径测量，当然首先要保证第一定位部、第二定位部和第三定位部位于同一平面上，与实用新型专利公开号cn203928980u公开的一种管道测量工具相比，第二定位部、第三定位部之间的距离可调，适用于测量不同外径的管道，不管待测量管道的外径如何，都能保证第二定位部和第三定位部与管道的接触点不变，保证测量的稳定性。