一種天然氣管道運輸裝置及其使用方法
2024-04-12 11:15:05
1.本發明屬於吊裝固定技術領域，具體是指一種天然氣管道運輸裝置及其使用方法。
背景技術：
2.天然氣管道大多直徑粗、長度長、重量大，一般採用單根吊裝的方式進行短距離運輸，好在天然氣管道的自身強度較高，在一定的跨區區間內，可以採用兩端固定的方式進行吊裝安裝。
3.一般情況下，這種管道的運輸安裝會採用鋼絲繩捆綁兩端的方式進行固定，這種固定方式沿用已久，但是存在以下缺陷：a：固定前需要使用叉車將管道叉到枕木上，從而為捆綁留出操作空間；b：由於管道是光滑的，因此有可能發生滑脫的情況。
技術實現要素：
4.針對上述情況，為克服現有技術的缺陷，本發明提出了一種從內部進行擠壓支撐的、能夠自適應地增大固定牢固性的天然氣管道運輸裝置及其使用方法，為了解決傳統的吊裝固定方式步驟繁瑣、耗時間長、危險性高等問題，本發明創造性地提出了變距式膨脹內固定機構、導向式自適應增壓鎖緊機構和槓桿式重力驅動提拉機構，通過天然氣管道的自重作為增壓固定的動力源，能夠在吊起和放下貨物時自動起到增大或減小緊固力的作用。
5.本發明採取的技術方案如下：本發明提出了一種天然氣管道運輸裝置，包括變距式膨脹內固定機構、導向式自適應增壓鎖緊機構和槓桿式重力驅動提拉機構，所述導向式自適應增壓鎖緊機構轉動設於變距式膨脹內固定機構中，通過變距式膨脹內固定機構的膨脹，能夠從內部對本裝置和天然氣管道進行擠壓固定，從而鎖定槓桿式重力驅動提拉機構和天然氣管道之間的相對位置關係；所述槓桿式重力驅動提拉機構轉動設於變距式膨脹內固定機構中，通過導向式自適應增壓鎖緊機構一方面能夠在槓桿式重力驅動提拉機構的角度改變時改變內部支撐盤和外部支撐環之間的距離，從而切換本裝置的頂撐狀態，另一方面還能夠在未吊裝時為本裝置在天然氣管道中的固定提供預緊力；所述導向式自適應增壓鎖緊機構和槓桿式重力驅動提拉機構轉動連接，通過導向式自適應增壓鎖緊機構和槓桿式重力驅動提拉機構的聯動，能夠對變距式膨脹內固定機構的總長度和等效直徑進行調節和控制。
6.進一步地，所述變距式膨脹內固定機構包括內部支撐盤、外部支撐環和膨脹固定環，所述膨脹固定環固接於內部支撐盤和外部支撐環之間。
7.作為優選地，所述內部支撐盤上設有支撐盤導向斜角，所述外部支撐環上設有支撐環導向斜角，所述支撐盤導向斜角和支撐環導向斜角具有降低鑽進阻力的作用，所述膨脹固定環的兩端對稱設有固定環安裝部，所述膨脹固定環通過固定環安裝部的其中一組固接於內部支撐盤上，所述膨脹固定環通過固定環安裝部的另外一組固接於外部支撐環上，
所述膨脹固定環上環形均布設有固定環膨脹葉部，當內部支撐盤和外部支撐環之間的距離縮短時，固定環膨脹葉部在擠壓力的作用下均勻地朝向外側膨脹，增大自身和天然氣管道的內壁之間的擠壓力，進而實現提高固定牢固性的技術目的。
8.進一步地，所述導向式自適應增壓鎖緊機構包括內外平移導向組件和彈性自鎖緊組件，所述內外平移導向組件設於變距式膨脹內固定機構上，所述彈性自鎖緊組件轉動設於內外平移導向組件上。
9.作為優選地，所述內外平移導向組件包括滑動導向架和導向滑杆，所述滑動導向架固接於外部支撐環的中間，所述滑動導向架上對稱設有導向架導向滑套，所述導向滑杆對稱設於內部支撐盤上，所述導向滑杆和內部支撐盤固接，所述導向滑杆卡合滑動設於導向架導向滑套中，通過滑動導向架和導向滑杆的相互導向，能夠保證內部支撐盤和外部支撐環始終平行靠近或遠離，不會發生偏轉卡死等問題。
10.作為本發明的進一步優選，所述彈性自鎖緊組件包括解鎖壓舌和自預緊彈簧，所述解鎖壓舌上設有壓舌鉸接孔，所述解鎖壓舌通過壓舌鉸接孔轉動設於滑動導向架上，所述解鎖壓舌上設有壓舌缺口，所述壓舌缺口的端部設有壓舌圓杆，根據三角形鄰邊長度固定的夾角的角度變化對該角對邊長度的影響（餘弦定理），通過解鎖壓舌的角度變化能夠改變內部支撐盤和外部支撐環之間的距離，所述解鎖壓舌上還設有壓舌尾部平臺，所述自預緊彈簧設於壓舌尾部平臺上，通過自預緊彈簧能夠使得在還未吊裝時，能夠提供預固定本裝置的彈力。
11.進一步地，所述槓桿式重力驅動提拉機構包括槓桿式組件和吊裝懸掛組件，所述槓桿式組件設於內部支撐盤上，所述吊裝懸掛組件設於槓桿式組件的末端。
12.作為優選地，所述槓桿式組件包括鉸接基座、槓桿鉸接圓軸和長條形槓桿本體，所述鉸接基座固接於內部支撐盤上，所述槓桿鉸接圓軸固接於鉸接基座之間。
13.所述長條形槓桿本體上設有槓桿端部孔，所述長條形槓桿本體通過槓桿端部孔轉動設於槓桿鉸接圓軸上，所述長條形槓桿本體上設有槓桿中間孔，所述長條形槓桿本體通過槓桿中間孔轉動設於壓舌圓杆上，長條形槓桿本體上揚時，通過長條形槓桿本體和解鎖壓舌的角度變化，能夠縮短內部支撐盤和外部支撐環之間的距離，從而起到擠壓固定環膨脹葉部、提高牢固性的技術目的。
14.作為本發明的進一步優選，所述長條形槓桿本體上還設有槓桿尾部，所述自預緊彈簧固接於槓桿尾部上。
15.作為本發明的進一步優選，所述吊裝懸掛組件包括懸掛圓軸和懸掛套環，所述懸掛圓軸固接於槓桿尾部的末端，所述懸掛圓軸上設有圓軸卡槽，所述懸掛套環轉動設於圓軸卡槽上，所述懸掛套環上設有吊裝圓環，通過懸掛圓軸和懸掛套環之間的相對旋轉，能夠保證在吊裝時天然氣管道會自動調整自身角度，避免長條形槓桿本體承受橫向的剪切力，並且當提拉吊裝圓環時，長條形槓桿本體能夠因為天然氣管道的自重產生旋轉的趨勢，進而驅動變距式膨脹內固定機構和導向式自適應增壓鎖緊機構的運動。
16.本發明還提出了一種天然氣管道運輸裝置的使用方法，主要包括如下步驟：步驟一：首先用戶需要克服自預緊彈簧的彈力使壓舌尾部平臺和槓桿尾部靠近，此時根據餘弦定理，解鎖壓舌和長條形槓桿本體之間的夾角增大、內部支撐盤和外部支撐環相互遠離，待固定環膨脹葉部的等效直徑小於內部支撐盤和外部支撐環的直徑之後，便
可以將變距式膨脹內固定機構塞入天然氣管道中；步驟二：當內部支撐盤和外部支撐環都完全進入天然氣管道中之後，鬆開解鎖壓舌和長條形槓桿本體，此時壓舌尾部平臺和槓桿尾部在自預緊彈簧的彈力作用下遠離，使得內部支撐盤和外部支撐環相互靠近；步驟三：內部支撐盤和外部支撐環靠近時能夠擠壓固定環膨脹葉部使其膨脹，進而增大固定環膨脹葉部和天然氣管道的內壁之間的擠壓力，使得本裝置能夠初步固定在天然氣管道上；步驟四：在天然氣管道的另一端也對稱固定本裝置，最後將吊裝機構的掛鈎掛在吊裝圓環上，即可進行天然氣管道的吊裝運輸；隨著吊裝的進行，長條形槓桿本體在天然氣管道的自重作用下具有外部上翹、內部下壓的趨勢，能夠進一步地縮短內部支撐盤和外部支撐環之間的距離，從而進一步提高吊裝時的牢固性。
17.採用上述結構本發明取得的有益效果如下：（1）通過變距式膨脹內固定機構的膨脹，能夠從內部對本裝置和天然氣管道進行擠壓固定，從而鎖定槓桿式重力驅動提拉機構和天然氣管道之間的相對位置關係；（2）通過導向式自適應增壓鎖緊機構一方面能夠在槓桿式重力驅動提拉機構的角度改變時改變內部支撐盤和外部支撐環之間的距離，從而切換本裝置的頂撐狀態，另一方面還能夠在未吊裝時為本裝置在天然氣管道中的固定提供預緊力；（3）通過導向式自適應增壓鎖緊機構和槓桿式重力驅動提拉機構的聯動，能夠對變距式膨脹內固定機構的總長度和等效直徑進行調節和控制；（4）當內部支撐盤和外部支撐環之間的距離縮短時，固定環膨脹葉部在擠壓力的作用下均勻地朝向外側膨脹，增大自身和天然氣管道的內壁之間的擠壓力，進而實現提高固定牢固性的技術目的；（5）通過滑動導向架和導向滑杆的相互導向，能夠保證內部支撐盤和外部支撐環始終平行靠近或遠離，不會發生偏轉卡死等問題；（6）根據三角形鄰邊長度固定的夾角的角度變化對該角對邊長度的影響（餘弦定理），通過解鎖壓舌的角度變化能夠改變內部支撐盤和外部支撐環之間的距離；（7）通過自預緊彈簧能夠使得在還未吊裝時，能夠提供預固定本裝置的彈力；（8）長條形槓桿本體上揚時，通過長條形槓桿本體和解鎖壓舌的角度變化，能夠縮短內部支撐盤和外部支撐環之間的距離，從而起到擠壓固定環膨脹葉部、提高牢固性的技術目的；（9）通過懸掛圓軸和懸掛套環之間的相對旋轉，能夠保證在吊裝時天然氣管道會自動調整自身角度，避免長條形槓桿本體承受橫向的剪切力，並且當提拉吊裝圓環時，長條形槓桿本體能夠因為天然氣管道的自重產生旋轉的趨勢，進而驅動變距式膨脹內固定機構和導向式自適應增壓鎖緊機構的運動。
附圖說明
18.圖1為本發明提出的一種天然氣管道運輸裝置的立體圖；圖2為本發明提出的一種天然氣管道運輸裝置的主視圖；
圖3為本發明提出的一種天然氣管道運輸裝置的左視圖；圖4為圖3中沿著剖切線a-a的剖視圖；圖5為圖4中沿著剖切線b-b的剖視圖；圖6為圖5中沿著剖切線c-c的剖視圖；圖7為變距式膨脹內固定機構、導向式自適應增壓鎖緊機構和槓桿式重力驅動提拉機構的組合結構示意圖；圖8為本發明提出的一種天然氣管道運輸裝置的變距式膨脹內固定機構的結構示意圖；圖9為本發明提出的一種天然氣管道運輸裝置的導向式自適應增壓鎖緊機構的結構示意圖；圖10為本發明提出的一種天然氣管道運輸裝置的槓桿式重力驅動提拉機構，的結構示意圖；圖11為圖5中ⅰ處的局部放大圖；圖12為圖4中ⅱ處的局部放大圖；圖13為圖3中ⅲ處的局部放大圖。
19.其中，1、變距式膨脹內固定機構，2、導向式自適應增壓鎖緊機構，3、槓桿式重力驅動提拉機構，4、天然氣管道，5、內部支撐盤，6、外部支撐環，7、膨脹固定環，8、支撐盤導向斜角，9、支撐環導向斜角，10、固定環安裝部，11、固定環膨脹葉部，12、內外平移導向組件，13、彈性自鎖緊組件，14、滑動導向架，15、導向滑杆，16、解鎖壓舌，17、自預緊彈簧，18、導向架導向滑套，19、壓舌鉸接孔，20、壓舌缺口，21、壓舌圓杆，22、壓舌尾部平臺，23、槓桿式組件，24、吊裝懸掛組件，25、鉸接基座，26、槓桿鉸接圓軸，27、長條形槓桿本體，28、懸掛圓軸，29、懸掛套環，30、槓桿端部孔，31、槓桿中間孔，32、槓桿尾部，33、圓軸卡槽，34、吊裝圓環。
20.附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。
具體實施方式
21.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例；基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
22.在本發明的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
23.如圖1~圖13所示，本發明提出了一種天然氣管道運輸裝置及其使用方法，包括變距式膨脹內固定機構1、導向式自適應增壓鎖緊機構2和槓桿式重力驅動提拉機構3，導向式自適應增壓鎖緊機構2轉動設於變距式膨脹內固定機構1中，通過變距式膨脹內固定機構1的膨脹，能夠從內部對本裝置和天然氣管道4進行擠壓固定，從而鎖定槓桿式重力驅動提拉機構3和天然氣管道4之間的相對位置關係；槓桿式重力驅動提拉機構3轉動設於變距式膨
脹內固定機構1中，通過導向式自適應增壓鎖緊機構2一方面能夠在槓桿式重力驅動提拉機構3的角度改變時改變內部支撐盤5和外部支撐環6之間的距離，從而切換本裝置的頂撐狀態，另一方面還能夠在未吊裝時為本裝置在天然氣管道4中的固定提供預緊力；導向式自適應增壓鎖緊機構2和槓桿式重力驅動提拉機構3轉動連接，通過導向式自適應增壓鎖緊機構2和槓桿式重力驅動提拉機構3的聯動，能夠對變距式膨脹內固定機構1的總長度和等效直徑進行調節和控制。
24.變距式膨脹內固定機構1包括內部支撐盤5、外部支撐環6和膨脹固定環7，膨脹固定環7固接於內部支撐盤5和外部支撐環6之間。
25.內部支撐盤5上設有支撐盤導向斜角8，外部支撐環6上設有支撐環導向斜角9，支撐盤導向斜角8和支撐環導向斜角9具有降低鑽進阻力的作用，膨脹固定環7的兩端對稱設有固定環安裝部10，膨脹固定環7通過固定環安裝部10的其中一組固接於內部支撐盤5上，膨脹固定環7通過固定環安裝部10的另外一組固接於外部支撐環6上，膨脹固定環7上環形均布設有固定環膨脹葉部11，當內部支撐盤5和外部支撐環6之間的距離縮短時，固定環膨脹葉部11在擠壓力的作用下均勻地朝向外側膨脹，增大自身和天然氣管道4的內壁之間的擠壓力，進而實現提高固定牢固性的技術目的。
26.導向式自適應增壓鎖緊機構2包括內外平移導向組件12和彈性自鎖緊組件13，內外平移導向組件12設於變距式膨脹內固定機構1上，彈性自鎖緊組件13轉動設於內外平移導向組件12上。
27.內外平移導向組件12包括滑動導向架14和導向滑杆15，滑動導向架14固接於外部支撐環6的中間，滑動導向架14上對稱設有導向架導向滑套18，導向滑杆15對稱設於內部支撐盤5上，導向滑杆15和內部支撐盤5固接，導向滑杆15卡合滑動設於導向架導向滑套18中，通過滑動導向架14和導向滑杆15的相互導向，能夠保證內部支撐盤5和外部支撐環6始終平行靠近或遠離，不會發生偏轉卡死等問題。
28.彈性自鎖緊組件13包括解鎖壓舌16和自預緊彈簧17，解鎖壓舌16上設有壓舌鉸接孔19，解鎖壓舌16通過壓舌鉸接孔19轉動設於滑動導向架14上，解鎖壓舌16上設有壓舌缺口20，壓舌缺口20的端部設有壓舌圓杆21，根據三角形鄰邊長度固定的夾角的角度變化對該角對邊長度的影響（餘弦定理），通過解鎖壓舌16的角度變化能夠改變內部支撐盤5和外部支撐環6之間的距離，解鎖壓舌16上還設有壓舌尾部平臺22，自預緊彈簧17設於壓舌尾部平臺22上，通過自預緊彈簧17能夠使得在還未吊裝時，能夠提供預固定本裝置的彈力。
29.槓桿式重力驅動提拉機構3包括槓桿式組件23和吊裝懸掛組件24，槓桿式組件23設於內部支撐盤5上，吊裝懸掛組件24設於槓桿式組件23的末端。
30.槓桿式組件23包括鉸接基座25、槓桿鉸接圓軸26和長條形槓桿本體27，鉸接基座25固接於內部支撐盤5上，槓桿鉸接圓軸26固接於鉸接基座25之間。
31.長條形槓桿本體27上設有槓桿端部孔30，長條形槓桿本體27通過槓桿端部孔30轉動設於槓桿鉸接圓軸26上，長條形槓桿本體27上設有槓桿中間孔31，長條形槓桿本體27通過槓桿中間孔31轉動設於壓舌圓杆21上，長條形槓桿本體27位於壓舌缺口20中，長條形槓桿本體27上揚時，通過長條形槓桿本體27和解鎖壓舌16的角度變化，能夠縮短內部支撐盤5和外部支撐環6之間的距離，從而起到擠壓固定環膨脹葉部11、提高牢固性的技術目的。
32.長條形槓桿本體27上還設有槓桿尾部32，自預緊彈簧17固接於槓桿尾部32上。
33.吊裝懸掛組件24包括懸掛圓軸28和懸掛套環29，懸掛圓軸28固接於槓桿尾部32的末端，懸掛圓軸28上設有圓軸卡槽33，懸掛套環29轉動設於圓軸卡槽33上，懸掛套環29上設有吊裝圓環34，通過懸掛圓軸28和懸掛套環29之間的相對旋轉，能夠保證在吊裝時天然氣管道4會自動調整自身角度，避免長條形槓桿本體27承受橫向的剪切力，並且當提拉吊裝圓環34時，長條形槓桿本體27能夠因為天然氣管道4的自重產生旋轉的趨勢，進而驅動變距式膨脹內固定機構1和導向式自適應增壓鎖緊機構2的運動。
34.具體使用時，首先用戶需要克服自預緊彈簧17的彈力使壓舌尾部平臺22和槓桿尾部32靠近，此時根據餘弦定理，解鎖壓舌16和長條形槓桿本體27之間的夾角增大、內部支撐盤5和外部支撐環6相互遠離，待固定環膨脹葉部11的等效直徑小於內部支撐盤5和外部支撐環6的直徑之後，便可以將變距式膨脹內固定機構1塞入天然氣管道4中；通過支撐盤導向斜角8和支撐環導向斜角9能夠降低內部支撐盤5和外部支撐環6在天然氣管道4中滑動的阻力，並且提高導向性；當內部支撐盤5和外部支撐環6都完全進入天然氣管道4中之後，鬆開解鎖壓舌16和長條形槓桿本體27，此時壓舌尾部平臺22和槓桿尾部32在自預緊彈簧17的彈力作用下遠離，使得內部支撐盤5和外部支撐環6相互靠近；內部支撐盤5和外部支撐環6靠近時能夠擠壓固定環膨脹葉部11使其膨脹，進而增大固定環膨脹葉部11和天然氣管道4的內壁之間的擠壓力，使得本裝置能夠初步固定在天然氣管道4上；按照相同的方式在天然氣管道4的另一端也對稱固定上本裝置，最後將吊裝機構的掛鈎掛在吊裝圓環34上，即可進行天然氣管道4的吊裝運輸；隨著吊裝的進行，長條形槓桿本體27在天然氣管道4的自重作用下具有外部上翹、內部下壓的趨勢，能夠進一步地縮短內部支撐盤5和外部支撐環6之間的距離，從而進一步提高吊裝時的牢固性。
35.以上便是本發明整體的工作流程，下次使用時重複此步驟即可。
36.需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。
37.儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同物限定。
38.以上對本發明及其實施方式進行了描述，這種描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構並不局限於此。總而言之如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬於本發明的保護範圍。