CN112361095B - 基于线圈加热的管道快速安装设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线圈加热的钢管快速安装设备，其包括框架、多个第一爬行机构、多个第二爬行机构、线圈加热机构。线圈加热机构工作时，套筒受热后与第一子管道和第二子管道形成间隙配合，线圈加热机构不工作时，套筒冷却后与第一子管道和第二子管道形成过盈配合。第一爬行机构和第二爬行机构同轴布置，使得第一子管道与第二子管道同轴地相向进入套筒。这种结构减少了焊接步骤，降低了成本。温差配装法可全称自动化操作，减少了人工对齐拼接的工作，提高了大型管道的安装速度。本发明还公开了一种基于线圈加热的钢管快速安装方法。

Description

基于线圈加热的管道快速安装设备和方法

技术领域

本发明涉及管道的安装技术，尤其涉及一种基于线圈加热的管道快速安装设备和方法。

背景技术

大尺寸管道可以用于长途油气运输。管道间的连接可以采用非焊接拼接结构。CN210319009U的那种快速拼接具有多个子管道，子管道外壁两端设置有外螺纹一和外螺纹二，两段子管道首尾连接时外螺纹一和外螺纹二首尾衔接成连接外螺纹。WO0239002A1公开了一种拼接装置，用于密封一个管道空间之间的两个管部分。拼接装置包括一第一体和一第二体，其被形成为一个整体。一对的扣件被安装在第一和第二本体部分。大尺寸管道不便于转动，可以采用这种非螺纹结构。此外，CN203115352U公开了一种沟槽式膨胀节管道，其包括管道以及连接管道用的卡箍。卡箍内设置密封胶圈，内管的一端插装在外管内并可在外管内做轴向位移，外管管口端的内壁上形成一圈突出于其内壁的限位环，内管管口端的外壁上形成一圈突出于其外壁的限位环。该案未公开限位环如何实现间隙密封。

发明内容

本发明提供了一种基于线圈加热的钢管快速安装设备和方法，提高钢管对齐速度和拼接效率，降低成本，缩短工时。

一种基于线圈加热的钢管快速安装设备，钢管包括第一子管道、第二子管道以及套筒，第一子管道与第二子管道至少部分的位于套筒内，其特征在于，钢管快速安装设备包括：

一框架；

多个第一爬行机构，第一爬行机构安装在框架内侧，该第一爬行结构可沿第一子管道外侧面移动；

多个第二爬行机构，第二爬行机构安装在框架内侧，该第二爬行结构可沿第二子管道外侧面移动，该第二爬行结构限定第二子管道与第一子管道同轴；

线圈加热机构，线圈加热机构位于第一爬行机构与第二爬行机构之间，该线圈加热机构由可沿该框架径向移动的第一弧形部和第二弧形部组成，套筒位于第一弧形部和第二弧形部之间。

在发明中，线圈加热机构工作时，套筒受热后与第一子管道和第二子管道形成间隙配合，线圈加热机构不工作时，套筒冷却后与第一子管道和第二子管道形成过盈配合。

在发明中，第一弧形部具有导向部分，该导向部分可滑动地安装在框架内。

在发明中，框架具有螺纹槽，一弹簧设置在螺纹槽内，该弹簧的下端连接至第一弧形部，上端连接至一螺杆。

在发明中，框架由第一框体和第二框体组成，第一框体与第二框体均为半圆形。

在发明中，框架的两侧设有弧形引导面，该弧形引导面将第一子管道、第二子管道引入框架内。

在发明中，第一爬行机构包括气缸、驱动器、伸缩组件、履带组件以及两组连杆，连杆的一端铰接在框架上，另一端铰接在履带组件上，气缸经伸缩组件连接履带组件，相邻的履带组件在气缸的作用下相向运动。

一种基于线圈加热的钢管快速安装方法，用于将第一子管道与第二子管道至少部分的安装在套筒内，其特征在于，

套筒安装在线圈加热机构内，线圈加热机构加热套筒，使得套筒内径增大；

第一爬行机构沿第一子管道外侧壁移动并将第一子管道推入套筒，第二爬行机构沿第二子管道外侧壁移动并将第二子管道推入套筒；

同轴的第一爬行机构与第二爬行机构保证第一子管道与第二子管道同轴；

线圈加热机构冷却，套筒内径减小，第一子管道与第二子管道被固定在套筒中。

本发明的基于线圈加热的钢管快速安装设备，套筒受热膨胀直径增大，第一爬行机构和第二爬行机构同轴布置，使得第一子管道与第二子管道同轴地相向进入套筒。套筒冷却后直径减小，将第一子管道和第二子管道固定在一起。这种结构减少了焊接步骤，降低了成本。温差配装法可全称自动化操作，减少了人工对齐拼接的工作，提高了大型管道的安装速度。

附图说明

图1为本发明的基于线圈加热的钢管快速安装设备的示意图；

图2为图1的结构图；

图3为图2的剖视图；

图4为图2的局部视图；

图5为图3的第一爬行机构的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至5所示，本发明的这种基于线圈加热的钢管快速安装设备可以用于大口径钢管的拼接组装。大口径钢管由多个钢管段组成，可以根据工程需要拼接成几百米至几百公里的流体输送结构。针对其中一个的拼接处，钢管10可以包括第一子管道11、第二子管道12以及套筒13，第一子管道11与第二子管道12至少部分的位于套筒13内。套筒13与第一子管道11、第二子管道12的接触面保持密封。本发明的钢管快速安装设备采用温差法安装，取消了焊接、铆接工序，安装速度快。

钢管快速安装设备包括框架20、三个第一爬行机构30、三个第二爬行机构40以及线圈加热机构50。框架20可以安装在滑台60上，滑台60在底板61上移动，更换拼接位置。框架20采用钢材组装而成，例如圆形笼状。框架20由第一框体21和第二框体22组成，第一框体21与第二框体22均为半圆形，其两端采用销钉23固定在一起。

三个第一爬行机构30对称的安装在框架20内侧，该第一爬行结构可沿第一子管道11外侧面移动。三个第二爬行机构40对称的安装在框架20内侧，该第二爬行机构40可沿第二子管道12外侧面移动。第一爬行机构30与第二爬行机构40左右对称布置。该第二爬行机构40限定第二子管道12与第一子管道11同轴。具体的，第一爬行机构30包括气缸31、驱动器32、伸缩组件33、履带组件34以及两组连杆35。连杆35的一端铰接在框架20上，另一端铰接在履带组件34上。连杆35、履带组件34、框架20（框架20的其中一个纵梁25）组成平面四杆机构，履带组件34移动中始终与纵梁25平行。气缸31经伸缩组件33连接履带组件34，伸缩组件33由第一杆36、第二杆37以及压簧38组成，气缸31将履带组件34压在第一子管道11外侧壁时，伸缩组件33受压缩短，履带组件34被紧紧压在第一子管道11外侧壁。相邻的履带组件34在气缸31的作用下相向运动。多个第一爬行机构30的气缸31同时作用，履带组件34等距的相向移动或反向移动，保证第一子管道11位于框架20的中心。驱动器32带动履带组件34的滚轮70转动。此外，气缸31的输出轴39可移动地安装在纵梁25上，输出轴39经移动块26铰接伸缩组件33，移动块26沿滑槽27移动。在该结构中，气缸31运动时输出轴39横向移动且不会向内摆动，避免干涉线圈加热机构50。第二爬行机构40也可以具有类似的结构，在此不做累述。

线圈加热机构50位于第一爬行机构30与第二爬行机构40之间，该线圈加热机构50由可沿该框架20径向移动的第一弧形部51和第二弧形部52组成，套筒13位于第一弧形部51和第二弧形部52之间。第一弧形部51和第二弧形部52的内侧设置中频电加热线圈53。打开框架20时连同打开第二弧形部52，可将套筒13安装在线圈加热机构50中。闭合框架20后，套筒13固定在线圈加热机构50内。第一弧形部51可移动地固定在框架20的侧壁。其中，第一弧形部51具有导向部分54，框架20具有导向槽28，该导向部分54可沿导向槽28滑动。框架20具有螺纹槽29，一弹簧55设置在螺纹槽29内，该弹簧55的下端连接至第一弧形部51，上端连接至一螺杆56。由于弹簧55的作用，第一弧形部51和第二弧形部52趋近于相互靠拢地压在套筒13外侧。螺杆56可调节第一弧形部51在套筒13外的压制作用，并可保持套筒13位于框架20中心。线圈加热机构50工作时，套筒13受热后（约）与第一子管道11和第二子管道12形成间隙配合，线圈加热机构50不工作时，套筒13冷却后与等于第一子管道11和第二子管道12形成过盈配合。本领域技术人员可以理解，间隙配合的套筒13内径的公差带在第一子管道11和第二子管道12外径的公差带之上，其差值所得的代数差为正。过盈配合的套筒13内径的公差带在第一子管道11和第二子管道12外径的公差带之下，其差值所得的代数差为负。本发明不限制配合Ymin与Ymax的具体数值。

本发明公开了基于线圈加热的钢管快速安装方法，包括如下步骤：套筒13安装在线圈加热机构50内，线圈加热机构50加热套筒13，使得套筒13内径增大。过高的温度可能导致钢管回火变性，导致刚度降低。本发明的加热温度约为80至100℃，时间约为5至10分钟。第一爬行机构30沿第一子管道11外侧壁移动并将第一子管道11推入套筒13，第二爬行机构40沿第二子管道12外侧壁移动并将第二子管道12推入套筒13。同轴的第一爬行机构30与第二爬行机构40保证第一子管道11与第二子管道12同轴。第一爬行机构30和第二爬行机构40同轴布置，使得第一子管道11与第二子管道12同轴地相向进入套筒13。线圈加热机构50冷却，套筒13内径减小，第一子管道11与第二子管道12被固定在套筒13中。这种结构减少了焊接步骤，降低了成本。由于温差配装法全称可自动化操作，减少了人工对齐拼接的工作，提高了大型管道的安装速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于线圈加热的钢管快速安装设备，钢管包括第一子管道、第二子管道以及套筒，第一子管道与第二子管道至少部分的位于套筒内，其特征在于，钢管快速安装设备包括：

一框架，

多个第一爬行机构，第一爬行机构安装在框架内侧，该第一爬行结构可沿第一子管道外侧面移动，其中，第一爬行机构包括气缸、驱动器、伸缩组件、履带组件以及两组连杆，连杆的一端铰接在框架上，另一端铰接在履带组件上，气缸经伸缩组件连接履带组件，相邻的履带组件在气缸的作用下相向运动；

多个第二爬行机构，第二爬行机构安装在框架内侧，该第二爬行结构可沿第二子管道外侧面移动，该第二爬行结构限定第二子管道与第一子管道同轴；

线圈加热机构，线圈加热机构位于第一爬行机构与第二爬行机构之间，该线圈加热机构由可沿该框架径向移动的第一弧形部和第二弧形部组成，套筒位于第一弧形部和第二弧形部之间，第一弧形部具有导向部分，该导向部分可滑动地安装在框架内，所述框架还具有螺纹槽，一弹簧设置在螺纹槽内，该弹簧的下端连接至第一弧形部，上端连接至一螺杆，所述弹簧的作用第一弧形部和第二弧形部趋近于相互靠拢地压在套筒外侧，其中，

所述线圈加热机构工作时，套筒受热后与第一子管道和第二子管道形成间隙配合，线圈加热机构不工作时，套筒冷却后与第一子管道和第二子管道形成过盈配合。

2.根据权利要求1所述的钢管快速安装设备，其特征在于，框架由第一框体和第二框体组成，第一框体与第二框体均为半圆形。

3.根据权利要求1所述的钢管快速安装设备，其特征在于，该框架的两侧还设有弧形引导面，该弧形引导面将第一子管道、第二子管道引入框架内。

4.一种根据权利要求1快速安装设备的安装方法，用于将第一子管道与第二子管道至少部分的安装在套筒内，其特征在于，

套筒安装在线圈加热机构内，线圈加热机构加热套筒，使得套筒内径增大；

第一爬行机构沿第一子管道外侧壁移动并将第一子管道推入套筒，第二爬行机构沿第二子管道外侧壁移动并将第二子管道推入套筒；

同轴的第一爬行机构与第二爬行机构保证第一子管道与第二子管道同轴；

线圈加热机构冷却，套筒内径减小，第一子管道与第二子管道被固定在套筒中。

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