一种非开挖管道内衬焊接设备

技术领域

本申请涉及非开挖管道修复的技术领域，尤其涉及一种非开挖管道内衬焊接设备。

背景技术

随着我国经济的快速发展，现有各类管道的总长度已非常大，由于许多地下管道铺设时间较长，长时间暴露在带有腐蚀性的使用环境下，管道金属内壁腐蚀变薄老化不足以支持管道继续承担运输气体液体责任，反倒因为管道的不堪使用运输的气体液体外泄带来对环境的污染。此时采取开挖式更换焊接管道的方式或非开挖式的焊接金属内衬管道的方式修复被腐蚀管道。

现有的专业焊接管道的设备主要采用外部焊接的焊接手段，而非开挖式的修复手段靠人工进入井道，从内部焊接金属内衬管道。外部焊接设备无法用于非开挖式管道内衬焊接修复工程。人工进入情况复杂的地下管道内完成焊接工作，工作量大危险性高，因此研制一种管道内部焊接设备，用于非开挖管道金属内衬焊接。

发明内容

针对以上的实际问题和现有技术的不足，本发明所要解决的主要技术问题是提供一种非开挖管道内衬焊接设备，可以代替人工完成管道内衬的焊接及管道内衬下发至地下管道的修复工程。

为了解决上述的技术问题，本申请提供一种非开挖管道内衬焊接设备，采用如下的技术方案：

一种非开挖管道内衬焊接设备，包括焊接装置、进给装置及夹持装置；所述夹持装置用于夹持管道内衬配合焊接装置进行焊接工序，所述进给装置用于将已焊接的管道内衬推进至需要修复的管道内；

所述夹持装置包括第一夹持区及第二夹持区，在所述第一夹持区及第二夹持区各放置一管道内衬，且两管道内衬相对的端面相抵接形成焊缝；

所述焊接装置包括一焊枪及一驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述焊缝处进行焊接；

所述进给装置包括第一进给位及第二进给位，所述进给装置由第一进给位至第二进给位，完成第一夹持区上的管道内衬推进至第二夹持区、第二夹持区上的管道内衬推进至需要修复的管道内。

在一较佳实施例中，还包括整体框架，所述夹持装置水平设置在所述整体框架上，所述进给装置设置在所述夹持装置下方，所述焊接装置与需要修复的管道相对设置在所述夹持装置的一侧；

所述整体框架设置具备高度调节的支撑脚，以高度调节至所述夹持装置上的管道内衬与需要修复的管道位置相对应。

在一较佳实施例中，所述驱动装置包括一焊枪进给装置及一焊枪升降装置，所述焊枪进给装置沿水平方向推进所述焊枪至所述焊缝处，所述焊枪升降装置沿竖直方向调整所述焊枪高度位置。

在一较佳实施例中，所述焊枪进给装置固定在所述焊枪升降装置上，所述焊枪进给装置包括一可旋转的焊接平台；

以所述焊接平台连接焊枪，并驱动所述焊枪在垂直地面的平面上以定点360°转动。

在一较佳实施例中，所述焊接平台设置一径向伸缩件，所述焊枪固定在所述径向伸缩件的伸缩端；

当所述焊接平台对应在所述管道内衬的中心处时，以所述径向伸缩件驱动所述焊枪适配所述管道内衬的半径，直至所述焊枪的焊接点抵触在所述管道内衬的焊缝处。

在一较佳实施例中，所述第一夹持区及第二夹持区均包括两个半弧形限位件及设置在其中之一限位件上的夹具；

所述夹具具有开合，在闭合状态下所述夹具以夹持管道内衬固定在所述限位件上；在打开状态下用于管道内衬的上料及推进。

在一较佳实施例中，所述第一夹持区及第二夹持区的夹具相邻设置，在所述夹具的两侧设置有力臂装置，用于控制夹具进行开合；两夹具为同步开合。

在一较佳实施例中，所述夹具对应其两侧的力臂装置设置有两夹臂，所述力臂装置包括伸缩电机及固定在伸缩电机伸缩端的连接杆；

所述连接杆用于连接同侧所述第一夹持区及第二夹持区对应的夹臂，以形成同步开合。

在一较佳实施例中，所述夹臂与其对应的所述半弧形限位件形成环形夹具。

在一较佳实施例中，所述进给装置包括液压油缸及设置在液压油缸输出端的推挡板；以液压油缸驱动推挡板沿水平前后移动至第一进给位或第二进给位；

当所述进给装置位于第一进给位，所述推挡板抵住位于第一夹持区上的管道内衬端面上，该端面为管道内衬远离焊缝的一端端面。

综上所述，本申请包括以下有益效果：

本发明提供一种可形成流水线的焊接修复受损管道的焊接设备，满足一定长度的管道修复需求，由本设备代替人工进入地下管道内完成管道焊接工作，施工人员只需要负责操作设备就可以，人身安全得到了有效保障。

附图说明

图1是本实施例的管道内衬焊接设备的整体结构示意图；

图2是本实施例的管道内衬焊接设备中夹持装置的结构示意图；

图3是本实施例的管道内衬焊接设备中夹具的结构示意图；

图4是本实施例的管道内衬焊接设备中进给装置在第一进给位示意图；

图5是本实施例的管道内衬焊接设备中进给装置在第二进给位示意图；

图6是本实施例的管道内衬焊接设备中焊接装置的结构示意图；

图7是本实施例的管道内衬焊接设备中径向伸缩件的结构示意图。

附图标记说明：1、焊接装置；11、焊枪；12、焊枪进给装置；121、进给液压油缸；13、焊枪升降装置；131、焊接升降电机；14、焊接平台；15、转动件；16、径向伸缩件；2、夹持装置；21、第一夹持区；22、第二夹持区；23、限位件；24、夹臂；25、力臂装置；26、伸缩电机；27、连接杆；3、进给装置；31、第一进给位；32、第二进给位；33、液压油缸；34、推挡板；4、整体框架；41、支撑腿。

具体实施方式

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；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1－7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种非开挖管道内衬焊接设备，主要由整体框架4及设置在整体框架4上的焊接装置1、进给装置3及夹持装置2。夹持装置2水平设置在整体框架4上，进给装置3设置在夹持装置2下方，焊接装置1与需要修复的管道相对设置在夹持装置2的一侧；其中：

所述整体框架4设置具备高度调节的支撑脚，以高度调节至夹持装置2上的管道内衬与需要修复的管道位置相对应。

所述夹持装置2包括第一夹持区21及第二夹持区22，该夹持装置2所设置的夹持区对应用于分别夹持两个管道内衬，并夹持固定该两个管道内衬配合焊接装置1进行焊接工序。具体的，在第一夹持区21及第二夹持区22各放置一管道内衬，且两管道内衬相对的端面相抵接形成焊缝，并在焊缝处进行焊接工序。

所述焊接装置1包括一焊枪11及一驱动装置，驱动装置用于驱动焊缝处进行焊接，焊枪11用于焊接金属管道内衬。

所述进给装置3用于将已焊接的管道内衬推进至需要修复的管道内；该进给装置3设置第一进给位31及第二进给位32，该进给装置3由第一进给位31至第二进给位32，完成第一夹持区21上的管道内衬推进至第二夹持区22、第二夹持区22上的管道内衬推进至需要修复的管道内。

在本实施例中，所提供的具备高度调节的支撑脚，在每个支撑脚上设置大件螺栓调节件。为应对不同作业环境中待修复管道与本设备自动焊接后推出的金属管道内衬间的水平高度差，和施工时地面不平整的情况，故配置了可调节高度的支撑脚，使用配置的专用大扳手调整螺栓调节件即可每个支撑脚高度，从而设备整体的水平高度，以适应不同地形作业环境。

在本实施例中，所提供的夹持装置2在对应的第一夹持区21及第二夹持区22上均设置包括两个半弧形限位件23及设置在其中之一限位件23上的夹具；夹具用于进行管道内衬在进行焊接时的固定，故在设置时，第一夹持区21及第二夹持区22的夹具相邻设置，且该夹具对应设置在靠近焊缝处的两侧。

进一步的，该夹具在设置上具有开合功能，在打开状态下进行管道内衬的上料及推进，在闭合状态下对管道内衬进行夹持固定，并在夹持固定的状态下进行焊接工序。在夹具的两侧设置有力臂装置25，用于控制夹具进行开合；两夹具为同步开合，力臂装置25用于辅助夹具压紧固定待焊接金属管道内衬。

所述夹具的具体结构设置为：第一夹持区21或第二夹持区22上两个半弧形限位件23，在其中靠近焊缝处的一个限位件23上设置夹具，夹具对应其两侧的力臂装置25设置有两夹臂24，以两夹臂24进行开合运动。该两夹臂24分别铰接在半弧形限位件23的两端，以铰接端形成开合，且两个夹臂24与其对应的半弧形限位件23形成环形夹持，用于夹持待焊接金属管道内衬。

夹具的开合驱动为：该力臂装置25包括伸缩电机26及固定在伸缩电机26伸缩端的连接杆27；为了实现两夹具的同步开合，第一夹持区21及第二夹持区22同侧对应的夹臂24以连接杆27连接，该伸缩电机26的伸缩端固定在连接杆27的中部，两侧的力臂装置25同步驱动，并以伸缩电机26带动夹闭实现开合运动。

在本实施例中，所提供的驱动装置包括一焊枪进给装置12及一焊枪升降装置13，焊枪进给装置12沿水平方向推进焊枪11至两个管道内衬抵住的焊缝处，该焊枪升降装置13沿竖直方向调整焊枪11高度位置，使得焊枪11可以的中线对准在管道内衬的中线上，便于焊枪进给装置12沿水平方向推进焊枪11。

进一步的，该焊枪进给装置12固定在焊枪升降装置13上，该焊枪进给装置12包括一可旋转的焊接平台14；以焊接平台14上设置的可旋转转动件15连接焊枪11，并驱动焊枪11在垂直地面的平面上以定点360°转动，以实现沿着管道内衬圆形内侧壁对焊缝处完成管道内衬的环形焊接。

其中，焊枪进给装置12包括推动焊枪11和焊接平台14横向水平伸缩平移的进给液压油缸121，焊枪升降装置13包括为焊枪进给装置12、焊接平台14、焊枪11提供竖直方向移动的动力的焊接升降电机131。

进一步的，该焊接平台14设置一径向伸缩件16，焊枪11固定在径向伸缩件16的伸缩端，径向伸缩件16包括提供横向水平伸缩的伸缩电机，当焊接平台14对应在管道内衬的中心处时，以径向伸缩件16驱动焊枪11适配管道内衬的半径，直至焊枪11的焊接点抵触在管道内衬的焊缝处。本实施例中以径向伸缩件16满足不同口径大小的管道内衬的焊接工序。

在本实施例中，所提供的进给装置3包括液压油缸33及设置在液压油缸33输出端的推挡板34；以液压油缸33驱动推挡板34沿水平前后移动至第一进给位或第二进给位；当进给装置3位于第一进给位31，推挡板34抵住位于第一夹持区21上的管道内衬端面上，该端面为管道内衬远离焊缝的一端端面。

本实施例所提供的一种非开挖管道内衬焊接设备，实施方式如下：

启动管道内衬焊接设备，金属管道内衬放置到夹具上固定夹紧，夹具环形部分以夹臂24可实现从中间向设备左右两边翻开，方便放置待焊接金属管道内衬及推进已焊接金属管道至需要修复的管道内，弧形夹臂24两侧固定在整体框架4上的力臂装置25辅助压紧固定待焊接金属内衬。

焊枪升降装置13启动，通过驱动将焊接平台14调整至与待焊接金属管道内衬内径相应高度。焊枪进给装置12伸出，将焊接平台14和焊枪11水平送到待焊接金属管道内衬对接的焊缝处，焊枪11在焊接平台14作用下垂直地面做弧形运动焊接金属管道内衬对接处缝隙。

结束焊接后，回收焊枪11，以力臂组件对夹臂24进行卸力，打开环形夹具，下方进给装置3的电推缸沿水平移动驱动推挡板34推出焊接好的金属管道内衬，其中，第一夹持区21的金属管道内衬推至第二夹持区22，第二夹持区22的金属管道内衬推进至需要修复的管道内，此时可在第一夹持区21的夹具上放置新的待焊接金属管道内衬，再次开始两个区域的金属管道内衬的焊接。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。