CN210548766U - 低温液体储罐环焊缝焊接时背面气体自动保护装置 - Google Patents

Abstract

低温液体储罐环焊缝焊接时背面气体自动保护装置涉及低温液体储罐焊接辅助装置领域。主要是为解决目前的背面气体保护装置无法折叠，不能完成气体保护的问题而设计的。它由罐体支撑和气罩支撑组成，罐体支撑包括支架连杆，连杆套筒焊接在支架连杆端部；连杆套筒上焊接有连杆铰支座，连杆铰支座连接有折叠支架，折叠支架经正反扣螺纹调节套连接有罐体支撑杆，罐体支撑杆另一端连接有球铰，球铰装在铰座内；气罩支撑包括背面气罩，气罩连杆下端连接有气罩调节正反扣内螺纹套，气罩调节正反扣内螺纹套下端连接有气罩支撑杆，气罩支撑杆下端连接在轴承盘座上，轴承盘座连接的配重杆下端有配重砝码。有益效果是可折叠，能完成气体保护。

Description

低温液体储罐环焊缝焊接时背面气体自动保护装置

技术领域：

本实用新型涉及低温液体储罐焊接辅助装置技术领域，尤其涉及一种低温液体储罐环焊缝焊接时背面气体自动保护装置。

背景技术：

低温液体储罐内筒体、及封头的材质均选用304不锈钢板材制成，其环焊缝焊接时都是采用PAW＋TIG 单面焊双面成形的自动焊工艺，在焊接工艺参数调整好以后，环缝的背面成形就主要取决于背面焊接气体保护状况。若背面气体保护不好，焊缝背面会出现断断续续的焊瘤、未熔合、焊缝发黑等焊接缺陷，严重影响着焊接质量和不锈钢的耐蚀性，直接导致返修工作量大、效率低下。中国专利授权公布号 CN 101456098 B、授权公告日2011年02月02日，发明名称：等离子焊焊接容器筒体环缝的方法，该发明公开了在焊缝背面设有下保护罩，放置在筒体内的一个可以自动对准焊接位置的工装上，达到自动连续完成容器筒体环焊缝焊接时气体保护的目的。但该发明在使用过程中仍然存在如下不足：1）该发明仅适用于筒体和一端封头未合拢封罐前的环焊缝背面气体自动保护，筒体和另一端封头合拢封罐后、该发明因3根支杆无法折叠不能进入到封闭后的筒体内，使其无法进行最后一道筒体和另一端封头环焊缝背面焊接时的气体保护，使其适用范围受到限制；2）该发明周向仅有一组3根支杆支撑安装有下保护罩的输气或输水管，虽然下保护罩通过其输气或输水管下端设置的配重重锤实施输气或输水管上下两端部保持竖直方向垂直的平衡状态，但输气或输水管安装在支撑轴上，使得该结构呈悬臂梁结构的状态，由于环焊缝背面焊接时焊枪不动固定在12点的位置，需要筒体在滚轮架上转动施焊，由此，3根支杆需要较大的拧紧力才能保持固定不动状态，因拧紧力较大容易导致筒体内表面缺陷，否则拧紧力过小容易导致该发明失去平衡稳定状态，达不到完成气体保护的目的；3）该发明下保护罩沿着筒体纵向轴线方向设置，输气或输水管接口设置在下保护罩沿着筒体纵向轴线方向一侧设置，保护气体进入下保护罩内部后、容易导致下保护罩内气体分布不均现象发生。因此，需要一种技术方案解决上述问题。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低温液体储罐环焊缝焊接时背面气体自动保护装置，解决现有低温液体储罐中环焊缝背面成形的上述不足问题，使背面焊缝的气体保护达到理想保护状态。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

它由罐体支撑和气罩支撑两部分组成，为避免对不锈钢罐体造成污染、生锈，本实用新型整个气体自动保护装置主体结构均采用不锈钢304材料制作。

所述罐体支撑包括支架连杆，所述支架连杆呈细长轴状设置、两端部分别设置有连杆阶梯轴和外螺纹，其两端部分别穿过呈圆盘状设置的两个连杆套筒的中心孔，两个连杆套筒分别固定焊接在支架连杆两端部，所述支架连杆两端的阶梯轴分别穿过轴承内圈、隔套后用锁紧圆螺母锁紧，使支架连杆两端紧配合安装在轴承内圈孔内，支架连杆两端的阶梯轴分别通过阶梯轴台肩、隔套和螺纹连接的锁紧圆螺母进行轴向定位，支架连杆轴向中心线与轴承回转中心、筒体回转中心重合；

位于前端的连杆套筒周向外侧面上呈周向三等分的分别焊接有三个连杆铰支座，位于后端的连杆套筒周向外侧面上与前端连杆铰支座相对应呈周向三等分的焊接有另三个连杆铰支座，每个连杆铰支座都通过铰销轴铰连接有折叠支架，其中：位于前端铰连接的折叠支架可向后折叠，位于后端铰连接的折叠支架可向前折叠，位于前端的折叠支架后侧的连杆铰支座端角部位设有定位螺栓，位于后端的折叠支架前侧的两个铰支座端角部位设有定位螺栓；

每个折叠支架的另一端都螺纹连接有正反扣螺纹调节套，每个正反扣螺纹调节套另一端都反向螺纹连接有罐体支撑杆，每个罐体支撑杆的另一端都螺纹连接有球铰，所述球铰通过螺栓封装在铰座、铰座盖板内，其中：铰座底面的形状设置为与筒体周向内侧横截面的形状一致的弧形截面；正反扣螺纹调节套为六边形；

所述气罩支撑包括背面气罩，所述背面气罩呈上部开口空腔长方体设置、并沿着环焊缝背面设置在筒体内侧中心的顶部，背面气罩沿着环焊缝的前后两侧边上部边沿的形状为与筒体周向内侧横截面的形状一致的弧形截面，背面气罩下侧面四个端角处呈竖直方向分别焊接有弹簧螺杆，所述背面气罩与环焊缝背面接触部位设置有高温耐火岩棉，每个弹簧螺杆上都套装有压缩弹簧，背面气罩下侧面的左右两侧中间部位呈竖直方向分别焊接有与背面气罩空腔内呈通透状的进气管；

所述进气管下端分别穿过水平设置的弹簧压板后与气管路连接，所述弹簧压板的四个端角处呈竖直方向分别加工有与弹簧螺杆相对应的通孔，弹簧螺杆下端分别穿过弹簧压板后通过弹簧螺母锁紧，将压缩弹簧封装在背面气罩下侧面与弹簧压板之间，并且弹簧压板在套装的进气管上呈上下可移动状态，所述弹簧压板下侧面中间部位呈竖直方向焊接有气罩连杆；

气罩连杆下端螺纹连接有气罩调节正反扣内螺纹套，气罩调节正反扣内螺纹套下端呈竖直方向反向螺纹连接有气罩支撑杆，气罩支撑杆下端呈竖直方向螺纹连接在轴承盘座周向侧面上端部，所述轴承盘座呈圆盘状竖直设置，其周向侧面下端部与上端部螺纹连接气罩支撑杆的对称部位呈竖直方向螺纹连接有配重杆，配重杆下端部设置有气罩配重砝码；气罩调节正反扣内螺纹套为六边形；

轴承盘座中心孔内紧配合安装有轴承，所述轴承回转中心与筒体回转中心重合，轴承外圈两侧面定位分别由其两侧压板及螺栓固定安装在轴承盘座上，所述轴承内圈孔内紧配合安装有罐体支撑的支架连杆前端部的连杆阶梯轴。

本实用新型的有益效果：本装置的罐体支撑共设有6个罐体支撑杆支撑在罐体内壁上，罐体支撑杆可通过正反扣调节内螺纹杆，使罐体支撑杆加长或缩短、并通过球铰与罐体紧贴，通过折叠支架来实现折叠；背面气罩下面对称设置的压缩弹簧顶紧背面气罩使之与罐体紧贴，并用正反旋的气罩调节正反扣内螺纹杆来调节其高度；气罩支撑杆通过轴承与连杆阶梯轴紧配合连接，并在配重杆下端设置气罩配重砝码,使背面气罩始终处于垂直向上状态和焊接位置；背面气罩保护罩内可用2根进气管同时供气，以便使背面气罩内气体分布均匀，罐体环焊缝背面呈银白色，焊道均匀且连续，焊接时完全不需要人工在罐内操作，同时该气体自动保护装置还可推广到其他单面焊双面成形的压力容器环焊缝上使用。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖面结构示意图；

图3是放大的图2中B处的结构示意图；

图4是本实用新型支架折叠时结构示意图；

图中：1-背面气罩、2-压缩弹簧、21-弹簧压板、22-弹簧螺母、23-弹簧螺杆、3-气罩连杆、4-气罩调节正反扣螺纹套、5-气罩支撑杆、6-轴承盘座、61-轴承、62-锁紧圆螺母、63-压板、64-隔套、7-气罩配重砝码、71-配重杆、8-罐体支撑杆、81-球铰、82-铰座、83-铰座盖板、9-正反扣螺纹调节套、10-折叠支架、11-支架连杆、111-连杆阶梯轴端、112-连杆套筒、113-连杆铰支座、114-定位螺栓、115-铰销轴、12-正面气罩、13-焊枪、14-进气管、15-电动滚轮架、16-筒体、17-环焊缝、18-封头、19-高温耐火岩棉。

具体实施方式：

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

需要注意的是，这里的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”只是为了便于描述本实用新型而定义的示例性方向，如图1所示，纸面上侧方向为“上”， 纸面下侧方向为“下” ，纸面左侧方向为“左”， 纸面右侧方向为“右”，纸面后侧方向为“后”， 纸面前侧方向为“前”。当然本领域技术人员在本实用新型的基础上理解，也可以其它方式定义“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方向，同样落入本实用新型的保护范围之内。

如图1-图4所示，低温液体储罐环焊缝焊接时背面气体自动保护装置，由罐体支撑和气罩支撑两部分组成，为避免对不锈钢罐体造成污染、生锈，本实用新型整个气体自动保护装置主体结构均采用不锈钢304材料制作。

所述罐体支撑包括支架连杆11，所述支架连杆11呈细长轴状设置、两端部分别设置有连杆阶梯轴111和外螺纹，其两端部分别穿过呈圆盘状设置的两个连杆套筒112的中心孔，两个连杆套筒112分别固定焊接在支架连杆11两端部，所述支架连杆两端的阶梯轴111分别穿过轴承61内圈、隔套64后用锁紧圆螺母62锁紧，使支架连杆两端紧配合安装在轴承61内圈孔内，支架连杆两端的阶梯轴分别通过阶梯轴111台肩、隔套64和螺纹连接的锁紧圆螺母62进行轴向定位，支架连杆轴向中心线与轴承61回转中心、筒体16回转中心重合；

位于前端的连杆套筒112周向外侧面上呈周向三等分的分别焊接有三个连杆铰支座113，位于后端的连杆套筒112周向外侧面上与前端连杆铰支座113相对应呈周向三等分的焊接有另三个连杆铰支座113，每个连杆铰支座113都通过铰销轴115铰连接有折叠支架10，其中：位于前端铰连接的折叠支架10可向后折叠，位于后端铰连接的折叠支架10可向前折叠，位于前端的折叠支架后侧的连杆铰支座端角部位设有定位螺栓114，位于后端的折叠支架前侧的两个铰支座端角部位设有定位螺栓；

每个折叠支架的另一端都螺纹连接有正反扣螺纹调节套9，每个正反扣螺纹调节套另一端都反向螺纹连接有罐体支撑杆8，每个罐体支撑杆的另一端都螺纹连接有球铰81，所述球铰81通过螺栓封装在铰座82、铰座盖板83内，其中：铰座82底面的形状设置为与筒体周向内侧横截面的形状一致的弧形截面；正反扣螺纹调节套为六边形；

所述气罩支撑包括背面气罩1，所述背面气罩1呈上部开口空腔长方体设置、并沿着环焊缝17背面设置在筒体16内侧中心的顶部，背面气罩沿着环焊缝17的前后两侧边上部边沿的形状为与筒体周向内侧横截面的形状一致的弧形截面，背面气罩下侧面四个端角处呈竖直方向分别焊接有弹簧螺杆23，所述背面气罩与环焊缝背面接触部位设置有高温耐火岩棉19，每个弹簧螺杆23上都套装有压缩弹簧2，背面气罩下侧面的左右两侧中间部位呈竖直方向分别焊接有与背面气罩空腔内呈通透状的进气管14；

所述进气管14下端分别穿过水平设置的弹簧压板21后与气管路连接，所述弹簧压板21的四个端角处呈竖直方向分别加工有与弹簧螺杆23相对应的通孔，弹簧螺杆23下端分别穿过弹簧压板21后通过弹簧螺母22锁紧，将压缩弹簧封装在背面气罩下侧面与弹簧压板21之间，并且弹簧压板在套装的进气管14上呈上下可移动状态，所述弹簧压板21下侧面中间部位呈竖直方向焊接有气罩连杆3；

气罩连杆3下端螺纹连接有气罩调节正反扣内螺纹套4，气罩调节正反扣内螺纹套下端呈竖直方向反向螺纹连接有气罩支撑杆5，气罩支撑杆5下端呈竖直方向螺纹连接在轴承盘座6周向侧面上端部，所述轴承盘座呈圆盘状竖直设置，其周向侧面下端部与上端部螺纹连接气罩支撑杆的对称部位呈竖直方向螺纹连接有配重杆71，配重杆71下端部设置有气罩配重砝码7；气罩调节正反扣内螺纹套为六边形；

轴承盘座中心孔内紧配合安装有轴承61，所述轴承61回转中心与筒体16回转中心重合，轴承61外圈两侧面定位分别由其两侧压板63及螺栓固定安装在轴承盘座上，所述轴承61内圈孔内紧配合安装有罐体支撑的支架连杆11前端部的连杆阶梯轴111。

进一步的，本实用新型在使用时，为保证背面气罩与筒体、封头始终处于顶紧状态，防止保护气溢出影响焊缝背面气体保护效果，背面气罩与筒体、封头接触部位采用高温耐火岩棉包扎密封，背面气罩下面采用只对称设置的压缩弹簧顶紧背面气罩使之与筒体、封头紧贴。为满足不同罐体筒体直径生产需要，气罩连杆与气罩支撑杆之间用正反旋的气罩调节正反扣内螺纹套来调节背面气罩的高度；

由于罐体筒体在电动滚轮架上匀速转动焊接过程中，为避免背面气罩受罐体筒体转动影响而产生偏移，从而降低背面环焊缝气体保护效果，气罩支撑杆通过轴承与支架连杆端部的连杆阶梯轴紧配合连接，并在气罩支撑杆下方的配重杆下端增加气罩配重砝码，使背面气罩始终处于垂直向上状态并处于最高处的焊接位置；

保护气体的进气管可通过工艺人孔进入罐体内，背面气罩保护罩内可用根进气管同时供气，以便使背面气罩内气体分布均匀。

进一步的，本实用新型在使用时，由于本实用新型只能通过工艺人孔搬到罐体内或搬出罐体，为此，本实用新型必须考虑可折叠且在罐体内安装方便、快捷的特点；本实用新型通过折叠支架来实现折叠，搬进罐体以前折叠支架通过连杆铰支座铰链翻转并平放在支架连杆上，搬进罐体后将折叠支架翻转到垂直于支架连杆，并将折叠支架用定位螺栓定位固定；另外，还有气罩支撑杆、配重杆可拆卸螺纹连接在轴承盘座上也是考虑通过工艺人孔搬到罐体内或搬出罐体外的原因；

罐体支撑共设有2组，每组有3个罐体支撑杆支撑在罐体内壁上，相邻罐体支撑杆之间的夹角为120°；为满足不同罐体筒体直径生产需要，3个罐体支撑杆可通过正反扣调节套使罐体支撑杆加长或缩短、并通过罐体支撑杆螺纹连接的球铰与罐体筒体紧贴。

本实用新型的安装使用说明：

首先将已经折叠平放的罐体支撑通过工艺人孔搬进已经点焊组对完毕的罐体内，根据环焊缝的位置分别折叠的折叠支架撑开并用定位螺栓定位固定，然后旋转正反扣螺纹调节套，使这6个罐体支撑杆顶紧罐体内壁；其次气罩支撑杆、配重杆螺纹连接在轴承盘座上，使环焊缝中心线处于背面气罩的气罩中心，然后将气罩配重砝码安装在配重杆下端，此时背面气罩处于垂直向上状态，正反旋气罩调节正反扣螺纹套，使背面气罩与罐体内壁紧贴；然后在环焊缝正面焊接时，通过根进气管同时供气、提前向背面气罩内通焊接保护气，安装人员撤出罐体后再开始环焊缝焊接。

Claims (1)

1.低温液体储罐环焊缝焊接时背面气体自动保护装置，其特征是：由罐体支撑和气罩支撑两部分组成；

所述罐体支撑包括支架连杆（11），所述支架连杆两端部分别设置有连杆阶梯轴（111）和外螺纹，其两端部分别穿过呈圆盘状设置的两个连杆套筒（112）的中心孔，两个连杆套筒分别固定焊接在支架连杆（11）两端部，支架连杆两端的阶梯轴分别穿过轴承（61）内圈、隔套（64）后用锁紧圆螺母（62）锁紧，使支架连杆两端紧配合安装在轴承内圈孔内，支架连杆两端的阶梯轴分别通过阶梯轴台肩、隔套和螺纹连接的锁紧圆螺母进行轴向定位，支架连杆轴向中心线与轴承回转中心、筒体回转中心重合；

位于前端的连杆套筒（112）周向外侧面上呈周向三等分的分别焊接有三个连杆铰支座（113），位于后端的连杆套筒周向外侧面上与前端连杆铰支座（113）相对应呈周向三等分的焊接有另三个连杆铰支座，每个连杆铰支座都通过铰销轴（115）铰连接有折叠支架（10），其中：位于前端的折叠支架后侧的连杆铰支座端角部位设有定位螺栓（114），位于后端的折叠支架前侧的两个铰支座端角部位设有定位螺栓；

每个折叠支架的另一端都螺纹连接有正反扣螺纹调节套，每个正反扣螺纹调节套另一端都反向螺纹连接有罐体支撑杆（8），每个罐体支撑杆的另一端都螺纹连接有球铰（81），所述球铰通过螺栓封装在铰座（82）、铰座盖板（83）内，其中：铰座底面的形状设置为与筒体周向内侧横截面的形状一致的弧形截面；

所述气罩支撑包括背面气罩（1），所述背面气罩呈上部开口空腔长方体设置、并沿着环焊缝背面设置在筒体内侧中心的顶部，背面气罩沿着环焊缝的前后两侧边上部边沿的形状为与筒体周向内侧横截面的形状一致的弧形截面，背面气罩下侧面四个端角处呈竖直方向分别焊接有弹簧螺杆（23），所述背面气罩与环焊缝背面接触部位设置有高温耐火岩棉（19），每个弹簧螺杆（23）上都套装有压缩弹簧（2），背面气罩下侧面的左右两侧中间部位呈竖直方向分别焊接有与背面气罩空腔内呈通透状的进气管（14）；

进气管下端分别穿过水平设置的弹簧压板（21）后与气管路连接，所述弹簧压板的四个端角处呈竖直方向分别加工有与弹簧螺杆（23）相对应的通孔，弹簧螺杆下端分别穿过弹簧压板后通过弹簧螺母（22）锁紧，将压缩弹簧封装在背面气罩下侧面与弹簧压板之间，并且弹簧压板在套装的进气管上呈上下可移动状态，所述弹簧压板下侧面中间部位呈竖直方向焊接有气罩连杆（3）；

气罩连杆下端螺纹连接有气罩调节正反扣内螺纹套（4），气罩调节正反扣内螺纹套下端呈竖直方向反向螺纹连接有气罩支撑杆（5），气罩支撑杆下端呈竖直方向螺纹连接在轴承盘座（6）周向侧面上端部，所述轴承盘座呈圆盘状竖直设置，其周向侧面下端部与上端部螺纹连接气罩支撑杆的对称部位呈竖直方向螺纹连接有配重杆（71），配重杆下端部设置有气罩配重砝码（7）；

轴承盘座中心孔内紧配合安装有轴承（61），所述轴承回转中心与筒体回转中心重合，轴承外圈两侧面定位分别由其两侧压板（63）及螺栓固定安装在轴承盘座上，所述轴承内圈孔内紧配合安装有罐体支撑的支架连杆前端部的连杆阶梯轴。

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