圆管对接装置及对接方法

技术领域

本发明涉及建筑施工领域，特别涉及一种圆管对接装置及对接方法。

背景技术

圆管是指两端开口并具有中空同心圆断面的构件，常用于建筑施工、管道、热工设备、机械工业、石油地质钻探、容器、化学工业和特殊用途。在建筑施工过程中，往往需要通过对相同或不同直径的圆管进行对接焊接，圆管连接与整个构件的承载、变形能力息息相关，圆管对接头容易弯曲变形，引起单管或者双管的对接头不标准，影响构件质量，因此需要一种便于将两个圆管准确对接的装置。现有装置主要是装载托架，原理是托架与圆管对中后将托架位置进行固定，实现托架快速重复对中使用，但此方法要求“一架一管”配置，整体占用空间大，外部夹紧装置夹紧稳定性差，托架不能通用其他管径圆管，且无法连接两个不同管径圆管，给使用带来不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种圆管对接装置及对接方法，解决了现有对接装置稳定性差、占用空间大、定位不准确、连接管径通用性差、无法多角度对接等技术问题。

本发明通过如下方案来实现：一种圆管对接装置，包括：

第一夹持机构和第二夹持机构，所述第一夹持机构和第二夹持机构均包括底盘以及呈放射状外接于所述底盘的至少两个伸缩爪；

通过相对转动带动所述第一夹持机构上所有伸缩爪进行伸缩的第一旋转盘、以及通过相对转动带动所述第二夹持机构上所有伸缩爪进行伸缩的第二旋转盘，所述第一旋转盘转动连接于所述第一夹持机构，所述第二旋转盘转动连接于所述第二夹持机构；

用于驱动所述第一旋转盘相对于所述第一夹持机构转动以及驱动所述第二旋转盘相对于所述第二夹持机构转动的转动机构，所述转动机构包括支撑杆、套设于所述支撑杆且长度小于所述支撑杆的第一套管、以及套接于所述第一套管且长度小于所述第一套管的第二套管，所述第一夹持机构的底盘同轴固定于所述支撑杆的第一端，所述第一旋转盘同轴套接于所述第一套管的第一端，所述第二夹持机构的底盘同轴套接于所述第一套管的中部，所述第二旋转盘同轴套接于所述第二套管的第一端。

本发明圆管对接装置的进一步改进在于：

所述伸缩爪包括固接于所述底盘的延伸块、滑动装设于所述延伸块的延伸杆，所述延伸块上开设有供所述延伸杆滑动的延伸槽，所述延伸杆靠近所述底盘的一端垂直向上固定有一限位柱，所述延伸杆远离所述底盘的一端延伸出所述延伸槽并固定有用于抵顶圆管内壁的抵顶块，所述抵顶块拦挡于所述延伸槽的槽口外；

所述第一旋转盘和所述第二旋转盘上均开设有分别供所述第一夹持机构的至少两个所述限位柱和所述第二夹持机构的至少两个所述限位柱一一对应插入的至少两个弧形限位槽，至少两个所述弧形限位槽呈向外发散状分布。

本发明圆管对接装置的进一步改进在于，所述底盘上呈等圆心角外接有三个所述伸缩爪。

本发明圆管对接装置的进一步改进在于，抵顶块的相对外侧设有竖向防滑凹槽纹。

本发明圆管对接装置的进一步改进在于：

所述支撑杆上距离第一端为所述第一套管长度的位置处设有一段第一外螺纹，所述第一套管的第二端设有与所述第一外螺纹相适配的一段第一内螺纹；

所述第一套管上距离第一端为所述第二套管长度的位置处设有一段第二外螺纹，所述第二套管的第二端设有与所述第二外螺纹相适配的一段第二内螺纹。

本发明圆管对接装置的进一步改进在于，所述支撑杆的第二端固定有圆形手柄，所述第一套管的第二端以及所述第二套管的第二端均套接有环形手柄。

本发明圆管对接装置的进一步改进在于，所述圆形手柄和所述环形手柄外均设有竖向防滑凹槽纹。

本发明还提供了一种圆管对接方法，包括步骤：

提供待对接的第一圆管和第二圆管以及所述的任意一种圆管对接装置；

将所述第一圆管套设于第一夹持机构外，将第一套管套设于支撑杆，并使第一旋转盘转动连接于所述第一夹持机构；

握住所述支撑杆并相对转动所述第一套管，使所述第一旋转盘相对于所述第一夹持机构转动并带动所述第一夹持机构上所有伸缩爪相对向外延伸，直至抵顶所述第一圆管的内壁，停止转动所述第一套管；

将所述第二圆管套设于第二夹持机构外，将第二套管套设于所述第一套管，并使第二旋转盘转动连接于所述第二夹持机构；

握住所述第一套管并相对转动所述第二套管，使所述第二旋转盘相对于所述第二夹持机构转动并带动所述第二夹持机构上所有伸缩爪相对向外延伸，直至抵顶所述第二圆管的内壁，停止转动所述第二套管；

对接所述第一圆管和所述第二圆管，对接完毕后，反向相对转动所述第一套管并使所述第一夹持机构上所有伸缩爪相对向内收缩，同时反向相对转动所述第二套管并使所述第二夹持机构上所有伸缩爪相对向内收缩，取出所述圆管对接装置。

本发明通过采用内嵌式夹持机构对圆管进行夹持固定，使得整体结构占用空间小；由于夹持机构可整体自由转动，能够实现多角度对接，便于提高对接、尤其是焊接的质量；通过伸缩爪的可伸缩特征，配合限位柱与弧形限位槽的设定，使旋转盘的转动转换成伸缩爪的平动，实现动态增加夹持外径的效果，满足对不同管径圆管的夹持对准；另外，通过采用一套转动机构将两套夹持机构和旋转盘结合在一起，实现一架两管的配置，进一步减小了整体结构的占用空间，且操作方便。

附图说明

图1示出了本发明圆管对接装置整体结构示意图。

图2示出了本发明第一夹持机构与支撑杆的连接示意图。

图3示出了本发明第一套管套设于支撑杆的状态下第一夹持机构、第二夹持机构以及第一旋转盘的连接示意图。

图4示出了本发明第二旋转盘与第二套管的连接示意图。

图5示出了本发明转动机构的断面结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有对接装置稳定性差、占用空间大、定位不准确、连接管径通用性差、无法多角度对接等技术问题，本发明提供了一种圆管对接装置及对接方法。

下面以具体实施例结合附图对该圆管对接装置及对接方法作进一步说明。

参阅图1至图5所示，一种圆管对接装置，包括：第一夹持机构和第二夹持机构，该第一夹持机构包括第一底盘12以及呈放射状外接于该底盘12的至少两个第一伸缩爪，该第二夹持机构包括第二底盘22以及呈放射状外接于该第二底盘22的至少两个第二伸缩爪；通过相对转动带动该第一夹持机构上所有伸缩爪进行伸缩的第一旋转盘17、以及通过相对转动带动该第二夹持机构上所有伸缩爪进行伸缩的第二旋转盘27，该第一旋转盘17转动连接于该第一夹持机构，该第二旋转盘27转动连接于该第二夹持机构；用于驱动该第一旋转盘17相对于该第一夹持机构转动以及驱动该第二旋转盘27相对于该第二夹持机构转动的转动机构，该转动机构包括支撑杆121、套设于该支撑杆121且长度小于该支撑杆121的第一套管171、以及套接于该第一套管171且长度小于该第一套管171的第二套管271，该第一底盘12同轴固定于该支撑杆121的第一端，该第一旋转盘17同轴套接于该第一套管171的第一端，该第二底盘22同轴套接于该第一套管171的中部，该第二旋转盘27同轴套接于该第二套管271的第一端。

具体来说：如图2所示，该第一伸缩爪包括固接于该第一底盘12的第一延伸块13、滑动装设于该第一延伸块13的第一延伸杆11，该第一延伸块13上开设有供该第一延伸杆11滑动的第一延伸槽14，该第一延伸杆11靠近该第一底盘12的一端垂直向上固定有一第一限位柱15，该第一延伸杆11远离该第一底盘12的一端延伸出该第一延伸槽14并固定有用于抵顶圆管内壁的第一抵顶块，该第一抵顶块拦挡于该第一延伸槽14的槽口外；如图3所示，该第二伸缩爪包括固接于该第二底盘22的第二延伸块23、滑动装设于该第二延伸块23的第二延伸杆21，该第二延伸块23上开设有供该第二延伸杆21滑动的第二延伸槽24，该第二延伸杆21靠近该第二底盘22的一端垂直向上固定有一第二限位柱25，该第二延伸杆21远离该第二底盘22的一端延伸出该第二延伸槽24并固定有用于抵顶圆管内壁的第二抵顶块，该第二抵顶块拦挡于该第二延伸槽24的槽口外；通过第一抵顶块和第二抵顶块的设置，一方面可以增大第一伸缩爪和第二伸缩爪与圆管的抵顶面积，增大夹持的稳定性，另一方面可以防止第一延伸杆11和第二延伸杆21沿轴向脱出第一延伸槽14和第二延伸槽24，另外，为了防止第一延伸杆11和第二延伸杆21沿径向脱出第一延伸槽14和第二延伸槽24，本实施方式中，该第一延伸槽14和该第二延伸槽24均设置为截面呈T型的结构；

该第一旋转盘17上开设有供该第一夹持机构的至少两个该第一限位柱15一一对应插入的至少两个第一弧形限位槽16，至少两个该第一弧形限位槽16呈向外发散状分布；如图4所示，该第二旋转盘27上开设有供该第二夹持机构的至少两个该第二限位柱25一一对应插入的至少两个第二弧形限位槽26，至少两个该第二弧形限位槽26呈向外发散状分布。

在本实施方式中，该第一夹持机构和该第二夹持机构的结构相同，区别仅在于该第二夹持机构的第二底盘22上开设有供第一套管171插设连接的孔。该第一旋转盘17和该第二旋转盘27的结构相同，区别仅在于该第一旋转盘17上开设有与该第一套管171直径相适配的孔，该第二旋转盘27上开设有与该第二套管271直径相适配的孔。其中，该第一底盘12、该第一延伸块13以及该第一伸缩杆11的厚度一致，以便于形成供该第一旋转盘17放置的平面，所述第一限位柱15的长度大于第一旋转盘17的厚度，以便于贯穿相应第一弧形限位槽16。同理，第二底盘22、第二延伸块23以及第二伸缩杆21的厚度一致，所述第二限位柱25的长度大于第二旋转盘27的厚度。在该第一旋转盘17连接于该第一夹持机构的状态下，该第一延伸块13延伸出该第一旋转盘17，以保证该第一旋转盘17可以置于圆管内，且不影响该第一伸缩爪抵顶至圆管的内壁。

该对接装置通过采用内嵌式夹持机构对圆管进行夹持固定，使得整体结构占用空间小；由于夹持机构可整体自由转动，能够实现多角度对接，便于提高对接、尤其是焊接的质量；通过伸缩爪的可伸缩特征，配合限位柱与弧形限位槽的设定，使旋转盘的转动转换成伸缩爪的平动，实现动态增加夹持外径的效果，满足对不同管径圆管的夹持对准；另外，通过采用一套转动机构将两套夹持机构和旋转盘结合在一起，实现一架两管的配置，进一步减小了整体结构的占用空间，且操作方便。

作为一较佳实施方式，该第一底盘12上呈等圆心角外接有三个该第一伸缩爪，同样的，该第二底盘22上呈等圆心角外接有三个该第二伸缩爪。通过上述改进，使得夹持机构可以更加平稳可靠的夹持圆管。

作为一较佳实施方式，第一抵顶块的相对外侧和第二抵顶块的相对外侧均设有竖向防滑凹槽纹，一方面可以防止圆管相对于夹持机构转动，另一方面不影响圆管相对于夹持机构轴向移动。

作为一较佳实施方式：该支撑杆121上距离第一端为该第一套管171长度的位置处设有一段第一外螺纹173，该第一套管171的第二端设有与该第一外螺纹173相适配的一段第一内螺纹(图中未示出)；该第一套管171上距离第一端为该第二套管271长度的位置处设有一段第二外螺纹273，该第二套管271的第二端设有与该第二外螺纹273相适配的一段第二内螺纹(图中未示出)。通过上述改进，使得在第一限位柱15沿第一弧形限位槽16滑动时，该第一内螺纹刚好与第一外螺纹173彼此咬合，以便于随时锁定该第一限位柱15在第一弧形限位槽16的位置，进而锁定第一夹持机构的夹持半径。同理，在第二限位柱25沿第二弧形限位槽26滑动时，该第二内螺纹刚好与第二外螺纹273彼此咬合，以便于锁定第二夹持机构的夹持半径。

作为一较佳实施方式，该支撑杆121的第二端固定有圆形手柄122，该第一套管171的第二端套接有第一环形手柄172，该第二套管271的第二端套接有第二环形手柄272。通过圆形手柄122的设置，便于握住支撑杆121，通过第一环形手柄172的设置，一方面便于转动第一套管171，另一方面不影响第一套管171套设支撑杆121，第二环形手柄272同理。进一步地，该圆形手柄122、该第一环形手柄172和该第二环形手柄272的外缘均设有竖向防滑凹槽纹。

一种圆管对接方法，配合图1至图5所示，包括步骤：

步骤1、提供待对接的第一圆管和第二圆管以及上述任意一种圆管对接装置。

步骤2、将该第一圆管套设于第一夹持机构外，将第一套管171套设于支撑杆121，并使第一旋转盘17转动连接于该第一夹持机构；

步骤3、握住该支撑杆121并相对转动该第一套管171，使该第一旋转盘17相对于该第一夹持机构转动并带动该第一夹持机构上所有第一伸缩爪相对向外延伸，直至抵顶该第一圆管的内壁，停止转动该第一套管171。

步骤4、将该第二圆管套设于第二夹持机构外，将第二套管271套设于该第一套管171，并使第二旋转盘27转动连接于该第二夹持机构。

步骤5、握住该第一套管171并相对转动该第二套管271，使该第二旋转盘27相对于该第二夹持机构转动并带动该第二夹持机构上所有第二伸缩爪相对向外延伸，直至抵顶该第二圆管的内壁，停止转动该第二套管271。

步骤6、焊接该第一圆管和该第二圆管，焊接的过程中可以沿轴向相对移动第一圆管和第二圆管，也可以通过整体转动该对接装置，实现多角度焊接。待焊接完毕后，反向相对转动该第一套管171并使该第一夹持机构上所有第一伸缩爪相对向内收缩，同时反向相对转动该第二套管271并使该第二夹持机构上所有第二伸缩爪相对向内收缩，一次性取出该圆管对接装置。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。