管道補口密閉自動除鏽機的製作方法

2023-05-30 10:29:06

專利名稱：管道補口密閉自動除鏽機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種管道補口密閉自動除鏽機，屬於石油天然氣管道建設技術領域，是一種用於管道補口防腐過程中管道表面處理的密閉自動除鏽機。
背景技術：
隨著我國能源行業的持續、快速發展，長輸油氣管道成為能源保障的重要方式。油氣管道施工工程中，為保障管道的使用壽命，管道補口段的防腐顯得尤為重要，而防腐工序中的管道表面處理質量又直接影響防腐層的使用壽命。目前的管道施工中，補口段的管道表面處理均為人工操作開放式噴砂除鏽，帶來環境汙染嚴重、工人勞動強度增大、粉塵對工人呼吸道的傷害、砂料的嚴重浪費、表面清潔度不均、過程質量無法控制等一系列問題，導致補口質量不佳，繼而降低管道的使用壽命，增大管道運營中的安全隱患。管道補口密閉自動除鏽機的研製成功地解決了上述難題。試驗證明，該除鏽機能大為降低工人的勞動強度、環境無汙染、節省砂料、表面清潔度均勻、過程質量可任意控制，使補口質量得以保證。

發明內容
本發明的目的在於提供一種管道補口密閉自動除鏽機，主要用於解決人工開放式噴砂除鏽操作帶來的環境汙染嚴重、工人勞動強度增大、粉塵對工人呼吸道的傷害、砂料的嚴重浪費、表面清潔度不均、過程質量無法控制等一系列問題，使補口質量得以保證。本發明的技術內容如下管道補口密閉自動除鏽機主要包括四驅動行走裝置、除靜電裝置、橫向行走裝置和橫向行走裝置限位機構等；四驅動行走裝置為一多瓣式迭接圈形開合結構，由以旋轉軸連接的兩片多瓣式迭接開合的環形板架構成，快速夾緊接頭設在環形板架的開合口處；在環形板架之間，設有支持橫向行走裝置定位與動力傳動的導向光杆和齒條，同時還設有支撐杆；支撐杆上設有同時連接電機和驅動軸的減速齒輪組；與驅動軸連接的等速齒輪組同時連接浮動式驅動輪和彈片，彈片則與位於環形板架上的彈片擋塊連接；從動兼換向輪設在環形板架上。除靜電裝置設在四驅動行走裝置上。在橫向行走裝置的底板上，設有與導向光杆夾緊連接的V型輪組；底板通過連接杆連接固定板，噴槍由固定板和可調性夾緊塊鎖緊；底板上設有整機鎖定保護機構、點觸式行程開關和與齒條連接的橫向驅動力輸出裝置。橫向行走裝置的限位機構設在四驅動行走裝置的環形板架上。四驅動行走裝置能有效克服驅動輪與管道防腐層間因摩擦力不足引起的「打滑」及驅動力不足等困難，保障除鏽機周向旋轉工序順利完成。橫向行走裝置通過V型輪的夾緊定位及噴槍的簡捷裝卸實現噴槍的快速夾緊及橫向運動，保障除鏽機橫向工作正常運行。本發明管道補口密閉自動除鏽機能自動按照設定的控制程序運行，順利完成管道的表面處理工作，處理後的管道表面清潔度完全符合等級要求，且用時較短，有效縮短工程周期。本發明技術可以成功解決人工開放式噴砂除鏽操作過程中引發的一系列問題，能大幅降低勞動強度，不汙染環境，節省砂料，充分保證補口加工質量。


圖1為管道補口密閉自動除鏽機示意圖。圖2為管道補口密閉自動除鏽機用四驅動行走裝置閉合時示意圖。圖3為管道補口密閉自動除鏽機用四驅動行走裝置打開時示意圖。圖4為除靜電裝置示意圖。圖5為管道補口密閉自動除鏽機用橫向行走裝置示意圖。圖6為管道補口密閉自動除鏽機用整機鎖定保護機構示意圖。圖7、8為橫向行走裝置用限位機構中左限位塊示意圖。圖9為橫向行走裝置用限位機構中限位條示意圖。圖10為管道補口密閉自動除鏽機置於待補口管段示意圖。
具體實施例方式
參照圖1至圖10對本發明的實施例進行說明。實施例本發明四驅動行走裝置I為三瓣式迭接圈形開合結構，由用旋轉軸9連接的兩片三瓣式迭接開合的環形板架8構成，旋轉軸9靠螺栓連接環形板架8，且連接處設有銅墊，以使圈形結構開合時免受磨損。帶鎖緊彈簧5的掛鈎式快速夾緊接頭6裝在環形板架8的開合口處，用於將四驅動行走裝置I快速安置在待補口管段上。在環形板架8之間，安裝支持橫向行走裝置3定位與動力傳動的圓柱形導向光杆14和齒條15，同時還裝設以螺紋連接的、用於穩固圈形結構的支撐杆10。支撐杆10上裝設連接電機21和驅動軸20的減速齒輪組7，電機21輸出的動力是經過減速齒輪組7 二級減速後傳遞到驅動軸20的，以能更好地控制機構轉速。與驅動軸20連接的等速齒輪組18同時連接浮動式驅動輪19和彈片17，彈片17與固定在環形板架8內側上的彈片擋塊16連接，彈片17用於向浮動式驅動輪19施加預緊力，以產生足夠的摩擦力，防止除鏽打滑。從動兼換向輪11為彈簧插銷式結構，裝在環形板架8內側，上設換向把手12和換向提手13，換向時上提換向提手13，同時扳動換向把手12，將換向輪旋轉90°即可。在四個浮動式驅動輪19的驅動和四個從動兼換向輪11的協助下，驅動行走裝置I實現了周向旋轉與軸向移動，8個輪子尺寸規格一致，內為鋁材，外裹橡膠，且輪面上刻有增強摩擦力的花紋。除靜電裝置2裝在驅動行走裝置I的支撐杆10上，其導電鋼絲22設在下固定塊25上，並隨帶導線接頭23的上固定塊24連接於支撐杆10上，使得工作過程中的導電鋼絲22的頭部始終與管道表面保持接觸；導線一端連接導線接頭23，另一端接地，以保證靜電被徹底清除。在橫向行走裝置3中的底板26下面，裝設四個夾緊連接導向光杆14的V型輪組36，其輪片採用聚甲醛材料製成，用以減小與鋼製導向光杆14間的摩擦磨損，延長使用壽命。底板26通過連接杆28連接固定板30，把噴槍29裝在固定板30中央並由可調節的夾緊塊27鎖緊。在底板26上，安裝由電機31、等速齒輪組32及蝸輪蝸杆齒輪組33組成的橫向驅動力輸出裝置，其中蝸輪蝸杆齒輪組33與齒條15連接。蝸輪蝸杆具有自鎖作用，以確保橫向行走裝置3停止工作時不受外力作用而移動。在底板26上還安裝整機鎖定保護機構35，用於除鏽機工作轉移時，將橫向行走裝置3鎖定在導向光杆14上，避免外力衝擊。在底板26側面安裝由螺栓37、觸片38、滾輪39、觸頭40和控制線接頭41構成的點觸式行程開關34，其與限位塊42、44配合，實現行程控制系統的斷開與閉合。限位機構4中的限位條43通過螺栓裝在環形板架8之間，限位條43上開有通槽，通槽內鑲嵌可滑動的左限位塊42和右限位塊44，限位塊上表面有一定斜度，其與點觸式行程開關34配合，實現限定橫向行走裝置3的行止位置及其限位的調節。本發明除鏽機的安裝及操作如下首先按照要求將除靜電裝置2、橫向行走裝置3、限位機構4安裝於四驅動行走裝置I的相應位置，組成如圖1所示的整體結構。打開快速接頭6，使四驅行走裝置I的開和部分圍繞旋轉軸9張開一定的角度，以把從動兼換向輪11置於管道頂端的方式，將除鏽機扣於待補口管段47上，將除鏽機中線對準焊縫46，而後，用快速接頭6將其鎖緊，使浮動式驅動輪19、從動兼換向輪11與管道防腐層45完全接觸，並調整彈片17設置一定的預緊力。安裝就緒後，通上電源，電機21運轉，動力經減速齒輪組7傳至驅動軸20，而後經等速齒輪組18傳至浮動式驅動輪19，在彈片17的作用下，運行中的浮動式驅動輪19能很好的適應管道的不圓度及管道表面的不平度。電機31同時運轉，動力經等速齒輪組32、蝸輪蝸杆齒輪組33傳至齒條15，繼而驅動橫向行走裝置3沿導向光杆14移動。開啟電氣控制系統，能實現管道補口密閉自動除鏽機48的周向步進轉動及周向持續轉動，轉動寬度可在小於噴槍29有效寬度的範圍內任意調整，保證除鏽連續無遺漏。橫向行走裝置3沿導向光杆14移動，當移至管道補口段47的左側時，行程開關34的滾輪39與左限位塊42的斜面接觸，推動觸片38迫使觸頭40回縮，連通行程開關34的接頭，控制系統響應，橫向行走裝置3停止左向移動，並向相反方向運動，當移動至管道補口段47的右側時，由右限位塊44限制其右向運動，如此往復，完成自動除鏽機48的橫向除鏽工程。待一道管口除鎊結束後，通過控制系統將自動除鎊機48復位，而後打開快速接頭6，使四驅動行走裝置I的開合部分圍繞旋轉軸9張開一定的角度，以保證該裝置能順利通過管堆。上提換向提手13,同時扳動換向把手12,將從動兼換向輪11旋轉90° ,使其行走方向與管道49的軸線方向一致，而後藉助外力促使除鏽機48沿管道49移動，待到達下一道補口位置後，重複以上開合動作，以實現除鏽機的再作業。
權利要求
1.一種管道補口密閉自動除鏽機，包括四驅動行走裝置(I)、除靜電裝置(2)、橫向行走裝置(3)和限位機構(4)等，其特徵在於 四驅動行走裝置(I)為一多瓣式迭接圈形開合結構，由以旋轉軸(9)連接的兩片多瓣式迭接開合的環形板架(8)構成，快速夾緊接頭設在環形板架(8)的開合口處；在環形板架(8)之間，設有支持橫向行走裝置(3)定位與動力傳動的導向光杆(14)和齒條(15)，同時還設有支撐杆(10);支撐杆(10)上設有同時連接電機(21)和驅動軸(20)的減速齒輪組(7);與驅動軸(20)連接的等速齒輪組(18)同時連接浮動式驅動輪(19)和彈片(17)，彈片(17)與位於環形板架(8)上的彈片擋塊(16)連接；彈簧插銷式結構的從動兼換向輪(11)設在環形板架(8)上； 除靜電裝置(2)設在四驅動行走裝置(I)上； 在橫向行走裝置⑶的底板(26)上，設有與導向光杆(14)夾緊連接的V型輪組(36)；底板(26)通過連接杆(28)連接固定板(30)，噴槍(29)由固定板(30)和可調性夾緊塊(27)鎖緊；底板(26)上設有整機鎖定保護機構(35)、點觸式行程開關(34)和與齒條(15)連接的橫向驅動力輸出裝置； 橫向行走裝置的限位機構⑷設在四驅動行走裝置⑴上。
2.根據權利要求1所述的除靜電裝置(2)，其特徵在於它設在四驅動行走裝置(I)的支撐杆(10)上，其導電鋼絲(22)設在下固定塊(25)上，並隨帶導線接頭(23)的上固定塊24連接於支撐杆(10)上。
3.根據權利要求1所述的橫向行走裝置(3)，其特徵在於其橫向驅動力輸出裝置由設在底板(26)上的電機(31)、等速齒輪組(32)和與齒條(15)連接的蝸輪蝸杆齒輪組(33)組成。
4.根據權利要求1所述的限位機構(4)，其特徵在於限位條(43)上設有通槽，通槽內鑲嵌可滑動的、與點觸式行程開關(34)相配合的左限位塊(42)和右限位塊(44)，限位塊上表面有斜度。
全文摘要
本發明涉及一種管道補口密閉自動除鏽機，是專為解決管道補口人工開放式噴砂除鏽操作所產生的問題而設計的，除鏽機的主要結構為四驅動行走裝置和橫向行走裝置，用於為自動除鏽機周向步進及橫向位移提供動力並執行打磨作業。本發明能自動按照設定的控制程序運行，完成管道的表面處理工作，處理後的管道表面完全符合等級要求，用時短，效率高。本發明可以成功解決人工開放式噴砂除鏽操作中引發的一系列問題，能大幅降低勞動強度，不汙染環境，節省砂料，充分保證補口加工質量。
文檔編號F16L55/32GK103016905SQ20111027958
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月20日 優先權日2011年9月20日
發明者徐昌學, 曾惠林, 樂天, 張鋒, 尹鐵, 王長江, 馬志鋒, 張建平 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣管道局