机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装及装配方法

技术领域

本发明涉及一种机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装及装配方法，属于机电设备安装技术领域。

背景技术

暖通空调水管路系统中，机房内冷水机组、水泵、板式换热器等设备进出口都会有一段竖直管段，包括变径、软接头、若干法兰短管、不同阀门和过滤器等。传统的施工方法为在现场机房内一件一件地使用螺栓依次连接安装，效率较低，比较浪费人工。

发明内容

针对现有技术中机电设备进出口竖直管段采用人工安装存在安装精度差、效率低的问题，本发明提供了一种机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装及装配方法，用于解决上述技术问题。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装，包括移动小车、起重装置、龙门架装置、管托旋转装置和管卡装置；

所述起重装置、龙门架装置设置于移动小车上；

所述管卡装置为哈夫对开式，用于固定竖直管道模块单元，所述管卡装置上设置有用于与所述起重装置连接的吊耳；

所述移动小车包括底座主体，底座主体一端设置有两个水平间隔设置的前肢梁；

所述龙门架装置包括两个支撑架体和一个横梁，两个支撑架体底部分别通过液压伸缩装置固定在前肢梁上，横梁两端分别与两个支撑架体顶部连接；

所述管托旋转装置包括两个对开式的管托旋转装置单元模块，所述管托旋转装置单元模块包括底板和半环形板；所述半环形板固定在所述底板上，所述半环形板上沿圆周方向布设若干钢珠滚轮螺栓；所述底板底部与横梁之间滑动连接，底板同向滑动时能够使所述半环形板形成完整环形板，完整环形板能够套设在竖直管道模块单元上且管卡装置能够支撑在钢珠滚轮螺栓上。

进一步，所述管卡装置包括两个半圆环底板和两个半圆形管片，半圆形管片设置于半圆环底板的内缘处；两个半圆形管片一端通过销轴铰接，另一端通过紧固螺栓可拆卸连接；

在半圆形管片外壁与半圆环底板之间设置有吊耳。

进一步，所述紧固螺栓一端设置有连接环，另一端设置有紧固螺母，其中一个半圆环底板一端设置有连接轴，连接轴垂直于半圆环底板，紧固螺栓的连接环套设在连接轴上，并能绕连接轴转动，另一个半圆环底板端部设置有连接板，连接板上设置有卡口，当紧固螺栓转动至卡口中，通过旋转紧固螺母能够使两个半圆形管片拼接为整体的圆形管片，且圆形管片内径与竖直管道模块单元卡扣部位的外径相匹配。

进一步，所述半环形板上沿外缘圆周处设置有弧形挡板，在半环形板与弧形挡板之间设置有若干圆柱滚轮，圆柱滚轮倾斜设置，底端支撑在弧形挡板上，顶端支撑在弧形挡板的侧壁上。

进一步，所述横梁为几字形，包括弯折部和两个连接端部；

所述龙门架装置的支撑架体顶部设置有第一滑轨，横梁的连接端部底面设置有第一滑槽，横梁的第一滑槽套设在第一滑轨上，并能沿第一滑轨滑动。

进一步，所述支撑架体上设置有调节手柄，调节手柄连接丝杆，横梁底部设置有调节螺母，丝杆与调节螺母螺纹连接，转动调节手柄能够使丝杆转动，从而调整调节螺母在丝杆上的位置，进而调节横梁位置。

进一步，横梁的连接端部顶面设置有第二滑轨，所述管托旋转装置单元模块的底板下方设置有第二滑槽，所述底板的第二滑槽套设在第二滑轨上，并能沿第二滑轨滑动；

所述底板上设置有电动螺纹杆，通过电动螺纹杆能够调节底板在横梁上的位置。

进一步，在支撑架体与前肢梁之间还设置有承插结构，所述承插结构包括承插柱和承插套筒，承插柱的底部垂直固定在前肢梁顶面上，承插套筒顶部垂直固定在支撑架体底部，承插套筒套设在承插柱上，承插柱和承插套筒之间能够相对移动。

相应地，本发明还提供了一种机电设备进出口竖直管道模块单元装配方法，采用所述的机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装进行操作，包括如下步骤：

步骤一、组装竖直管道模块单元，并将管卡装置紧固于竖直管道模块单元上部的合适位置处；

步骤二、将起重装置的吊钩与管卡装置的吊耳连接，并将竖直管道模块单元起吊提升至两个管托旋转装置单元模块之间；

步骤三、调整两个管托旋转装置单元模块至闭合状态，完整环形板套设在竖直管道模块单元上，下落吊绳使管卡装置能够支撑在钢珠滚轮螺栓上，使吊钩与吊耳分离；

步骤四、通过移动小车将竖直管道模块单元移动至待安装位置处，通过液压伸缩装置调整竖直管道模块单元高度，通过移动小车调整竖直管道模块单元的水平位置，通过管卡装置与管托旋转装置之间相对转动调整竖直管道模块单元的平面角度，使法兰盘对齐并用螺栓连接；

步骤五、调整两个管托旋转装置单元模块至分开状态，使移动小车移开，将管卡装置从竖直管道模块单元上拆下。

进一步，所述支撑架体装置的支撑架体顶部设置有第一滑轨，横梁的连接端部底面设置有第一滑槽，横梁的第一滑槽套设在第一滑轨上，并能沿第一滑轨滑动；

所述支撑架体上设置有调节手柄，调节手柄连接丝杆，横梁底部设置有调节螺母，丝杆与调节螺母螺纹连接；

所述步骤五中，使法兰盘对齐并用螺栓连接之前，转动调节手柄使丝杆转动，调节横梁位置，从而精准调整竖直管道模块单元的横向位置。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明提供的装配工装，通过管卡装置固定竖直管道模块单元，通过起重装置起吊管卡装置能够将竖直管道模块单元吊装至两个管托旋转装置单元模块的半环形板之间，使两个管托旋转装置单元模块同向滑动，进而使所述半环形板形成完整环形板并套设在竖直管道模块单元上，将管卡装置搁置于钢珠滚轮螺栓的钢珠上，通过移动小车将竖直管道模块单元移动至机电设备进出口接管竖向接口正上方，转动竖直管道模块单元至合适角度，通过调整液压伸缩装置的高度，调整竖直管道模块单元的高度，实现竖直管道模块单元底部端头与机电设备进出口接管竖向接口拼接。该机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装具有较强的适用范围，能够适用于不同长度、不同直径的竖直管道模块单元，可满足工业和民用工程冷热源机房设备进出口竖直管道模块单元的现场安装需要。竖直管段模块单元能够通过移动小车移动至待安装位置，安装角度能够通过钢珠滚轮螺栓进行精准调整，安装高度可通过液压伸缩装置进行初调和毫米级精调，水平方位可通过横梁与支撑架体连接的燕尾槽滑台进行初调和毫米级精调，从而实现竖直管段模块单元与机电设备进出口之间精准拼接。

附图说明

图1为本发明一实施例中的机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装工作示意图；

图2为移动小车、起重装置、龙门架装置、管托旋转装置的主视图；

图3为移动小车、起重装置、龙门架装置、管托旋转装置的俯视图；

图4为本发明一实施例中的管卡装置固定在竖直管道模块单元上的示意图；

图5为本发明一实施例提供的管卡装置的俯视图；

图6为本发明一实施例提供的管卡装置的侧视图；

图7为本发明一实施例提供的移动小车的俯视图；

图8为本发明一实施例提供的移动小车、龙门架装置的示意图；

图9为本发明一实施例提供的移动小车、龙门架装置的侧视图；

图10为本发明一实施例提供的横梁的俯视图；

图11为图10中沿A-A的剖视图；

图12为本发明一实施例提供的横梁与管托旋转装置的示意图；

图13为本发明一实施例提供的横梁与管托旋转装置的俯视图；

图14为本发明一实施例提供的管托旋转装置单元模块的俯视图；

图15为本发明一实施例提供的管托旋转装置单元模块的侧视图；

图16为本发明一实施例提供的竖直管道模块单元通过管卡装置搁置于管托旋转装置单元模块上的示意图；

图17为本发明一实施例提供的通过移动小车将竖直管道模块单元靠近机电设备进出口的示意图；

图18为本发明一实施例提供的竖直管道模块单元与机电设备进出口拼接示意图。

图中标号如下：

1-竖直管道模块单元；1a-法兰短管一；1b-蝶阀；1c-法兰短管二；1d-止回阀；1e-法兰短管三；1f-软接头；1g-变径管；2-机电设备；3-水平管道；

10-移动小车；11-底座主体；12-滚轮；13-前肢梁；14-充电电池组；15-手柄装置；

20-起重装置；21-支撑座；22-伸缩式多节机械臂；23-转向滑轮；24-吊绳；25-吊钩；26-液压伸缩杆；27-手摇绞盘；28-液压泵装置；

30-龙门架装置；31-支撑架体；32-横梁；33-第一滑轨；34-第一滑槽；35-调节手柄；36-液压伸缩装置；37-承插柱；38-承插套筒；

40-管托旋转装置；41-管托旋转装置单元模块；42-底板；43-半环形板；44-第二滑轨；45-第二滑槽；46-钢珠滚轮螺栓；47-弧形挡板；48-圆柱滚轮；

50-管卡装置；51-半圆环底板；52-半圆形管片；53-销轴；54-紧固螺栓；55-吊耳。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装及装配方法作进一步详细说明。结合下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

结合图1至图3所示，本实施例提供了一种机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装，该装配工装包括移动小车10、起重装置20、龙门架装置30、管托旋转装置40和管卡装置50。

图4展示的竖直管道模块单元1包括法兰短管一1a、蝶阀1b、法兰短管二1c、止回阀1d、法兰短管三1e、软接头1f和变径管1g，通过法兰盘依次拼接，法兰短管一1a顶部、变径管1g底部也设置有用于对外拼接的法兰盘。管卡装置50卡扣在法兰短管一1a上。本实施例仅给出了一种竖直管道模块单元1的具体结构，当然还可能采用其它结构实现，对竖直管道模块单元的具体结构形式不做限定。

结合图1至图6所示，管卡装置50为哈夫对开式，管卡装置50包括两个半圆环底板51和两个半圆形管片52，半圆形管片52设置于半圆环底板51的内缘处。两个半圆形管片52一端通过销轴53铰接，另一端通过紧固螺栓54可拆卸连接。在半圆形管片52外壁与半圆环底板51之间设置有吊耳55，吊耳55的底部与半圆环底板51焊接，侧部与半圆形管片52外壁焊接，吊耳55用于与起重装置20连接，还能够作为加劲板提高管卡装置50的结构稳定性。两个半圆环底板51依靠销轴转动的开合角度不小于35°，以保证管卡装置50打开后开口尺寸大于竖直管道模块单元1外径，便于实现管卡装置50对竖直管道模块单元1的置进置出和夹紧。进一步，紧固螺栓54一端设置有连接环，另一端设置有紧固螺母，其中一个半圆环底板51一端设置有连接轴，连接轴垂直于半圆环底板51，紧固螺栓54的连接环套设在连接轴上，并能绕连接轴转动，另一个半圆环底板51用于拼接的一端设置有连接板，连接板上设置有卡口，当紧固螺栓54转动至卡口中，通过旋转紧固螺母能够使两个半圆形管片52拼接为整体的圆形管片，且内径与竖直管道模块单元1卡扣部位的外径相匹配。

结合图1至图7所示，移动小车10包括底座主体11，以及设置于底座主体11下方的滚轮12，底座主体11一端设置有两个间隔设置的前肢梁13，前肢梁13用于设置龙门架装置30，底座主体11上设置有支撑梁，所述支撑梁用于设置起重装置20。进一步，底座主体11上面固定充电电池组14、行走驱动系统和手柄装置15，滚轮12包括主动轮和从动轮，行走驱动系统用于控制主动轮转动，充电电池组14为行走驱动系统提供能量，手柄装置15用于控制移动小车10行走方向，使移动小车10具备电动行走功能。

结合图1至图11所示，龙门架装置30包括两个平行间隔设置的支撑架体31以及将两个支撑架体31顶部连接在一起的横梁32。所述横梁32为几字形结构，凹槽朝向前肢梁13的一端。所述支撑架体31底部设置于前肢梁13上，横梁32与支撑架体31顶部的连接方式为燕尾槽滑台形式，在支撑架体31顶部设置第一滑轨33，横梁32底部设置第一滑槽34，第一滑槽34套设于第一滑轨33上，使横梁32能够通过第一滑槽34沿第一滑轨33长度方向移动。进一步，所述支撑架体31上设置有调节手柄35，调节手柄35连接有丝杆，横梁32底部设置有调节螺母，丝杆与调节螺母螺纹连接，转动调节手柄35能够使丝杆转动，从而调整调节螺母在丝杆上的位置，进而调节横梁32在龙门架上的位置，作为举例，横梁32调节行程为±50mm，并可进行毫米级精调。进一步，支撑架体31通过液压伸缩装置36固定在前肢梁13上，通过液压伸缩装置36能够调整支撑架体31高度，在支撑架体31与前肢梁13之间还设置有承插结构，当液压伸缩装置36调整支撑架体31高度时，承插结构能够起到导向作用。作为举例，承插结构包括承插柱37和承插套筒38，承插套筒38套设在承插柱37上，承插柱37和承插套筒38之间能够相对移动。作为举例，液压伸缩装置36的最大行程为280mm。

结合图1至图15所示，所述管托旋转装置40包括两个对开式的管托旋转装置单元模块41，每一个管托旋转装置单元模块41均包括底板42和半环形板43。几字形横梁32的两端顶部设置有第二滑轨44，所述底板42下方设置有第二滑槽45，所述底板42与几字形横梁32之间滑动连接，所述底板42上设置有电动螺纹杆，通过电动螺纹杆能够调节底板在横梁32上的位置，电动螺纹杆可采用现有技术。所述半环形板43上沿圆周方向设置有若干钢珠滚轮螺栓46，钢珠滚轮螺栓46下部通过螺纹固定在管托旋转装置40的半环形板43上，上部为Φ20钢珠，可以平滑滚动。半环形板可通过普通螺栓固定在底板上，半环形板43的弧形槽口相对设置，当竖直管道模块单元1位于两个半环形板43之间时，在电动螺纹杆调节作用下，两个半环形板43能够闭合形成圆环板并套设在管卡装置50下方的竖直管道模块单元1上，通过起重装置20将管卡装置50的底板搁置在钢珠滚轮螺栓46的钢珠滚轮上，通过手动转动竖直管道模块单元1至合适角度。进一步，所述半环形板43上沿外缘圆周处设置有弧形挡板47，且沿半环形板43圆周上间隔设置有若干圆柱滚轮48，圆柱滚轮48倾斜设置，底端支撑在半环形板43上，顶端支撑在弧形挡板47的侧壁上，管卡装置的两个半圆环底板外缘圆周为坡面，坡面倾角与圆柱滚轮48倾角相匹配，圆柱滚轮48能够对管卡装置50进行限位，且不妨碍管卡装置50转动。通过更换不同内径的半环形板43，可以适应不同管径的竖直管道模块单元1。

结合图1至图3所示，所述起重装置20包括支撑座21、伸缩式多节机械臂22、转向滑轮23、吊绳24、吊钩25、液压伸缩杆26和手摇绞盘27。支撑座21设置于移动小车10的底座主体11上；伸缩式多节机械臂22的一端与支撑座21顶部铰接，另一端设置有转向滑轮23，吊绳24一端缠绕在手摇绞盘27上，另一端绕过转向滑轮23竖直设置且端部设置有吊钩25。通过调节机械臂的长度以及俯仰角度，能够使吊钩25位于几字形横梁32的凹槽处的正上方。所述起重装置20用于起吊竖直管道模块单元1，工作状态时，吊绳24和吊钩25放置于起重臂前端的定滑轮上面，非工作状态时，钢丝绳收紧置于手摇绞盘27上。进一步，移动小车上还设置有液压泵装置28，用以控制伸缩式多节机械臂22、液压伸缩杆26的伸缩，以及控制液压伸缩装置36的伸缩。

本实施例提供的机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装，通过管卡装置50固定竖直管道模块单元1，通过起重装置20起吊管卡装置50能够将竖直管道模块单元1吊装至两个管托旋转装置单元模块41的半环形板43之间，使底板42同向滑动，进而使所述半环形板43形成完整环形板并套设在竖直管道模块单元1上，将管卡装置50搁置于钢珠滚轮螺栓46的钢珠上，通过移动小车10将竖直管道模块单元1移动至机电设备2进出口正上方，转动竖直管道模块单元1至合适角度，通过调整液压伸缩装置36的高度，调整竖直管道模块单元1的高度，实现竖直管道模块单元1底部端头与机电设备2进出口拼接。该机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装具有较强的适用范围，能够适用于不同长度、不同直径的竖直管道模块单元1，可满足工业和民用工程冷热源机房设备进出口竖直管道模块单元1的现场安装需要。竖直管段模块单元能够通过移动小车10移动至待安装位置，安装角度能够通过钢珠滚轮螺栓46进行精准调整，安装高度可通过液压伸缩装置36进行初调和毫米级精调，水平方位可通过横梁32与支撑架体连接的燕尾槽滑台进行初调和毫米级精调，从而实现竖直管段模块单元与机电设备2进出口之间精准拼接。

实施例二

本实施例提供了一种机电设备2进出口竖直管道模块单元1装配方法，采用实施例一中的所述的机电设备进出口竖直管道模块单元装配工装进行操作，下面结合图1至图18对所述装配方法做进一步描述。所述装配方法包括如下步骤：

步骤一、组装竖直管道模块单元1，并将管卡装置50紧固于竖直管道模块单元1上部的合适位置处。

如图4所示，先将法兰短管一1a、蝶阀1b、法兰短管二1c、止回阀1d、法兰短管三1e、软接头1f、变径管1g依次拼接形成竖直管道模块单元1，然后将管卡装置50卡扣在法兰短管一1a上。

步骤二、将起重装置20的吊钩25与管卡装置50的吊耳55连接，并将竖直管道模块单元1起吊提升至两个管托旋转装置单元模块41之间。

如图13所示，开始时，使两个管托旋转装置单元模块41处于分开状态，管托旋转装置单元模块41的底板42上设置有电动螺纹杆，通过电动螺纹杆调整底板42在横梁32顶部上的位置，即第二滑槽45在第二滑轨44上的位置，同步调整两个管托旋转装置单元模块41的电动螺纹杆，即可实现管托旋转装置单元模块41处于分开状态或闭合状态。

步骤三、调整两个管托旋转装置单元模块41至闭合状态，完整环形板套设在竖直管道模块单元1上，下落吊绳24使管卡装置50能够支撑在钢珠滚轮螺栓46上，使吊钩25与吊耳55分离，如图16所示。

步骤四、通过移动小车10将竖直管道模块单元1移动至待安装位置处，通过液压伸缩装置36调整竖直管道模块单元1高度，通过移动小车10调整竖直管道模块单元1的水平位置，通过管卡装置50与管托旋转装置40之间相对转动调整竖直管道模块单元1的平面角度，使法兰盘对齐并用螺栓连接。

结合图17和图18所示，当竖直管道模块单元1下方需要与机电设备2进出口进行拼接，上方需要与水平管道3进出口进行拼接时，对竖直管道模块单元1的控制精度要求较高，需要先通过液压伸缩装置36精准调整竖直管道模块单元1的高度，然后调整竖直管道模块单元1的水平位置至机电设备2进出口与水平管道3进出口之间，然后调整竖直管道模块单元1在水平面内的角度。

步骤五、调整两个管托旋转装置单元模块41至分开状态，使移动小车10移开，将管卡装置50从竖直管道模块单元1上拆下。

在一个具体实施例中，所述龙门架装置30的支撑架体31顶部设置有第一滑轨33，横梁32的连接端部底面设置有第一滑槽34，横梁32的第一滑槽34套设在第一滑轨33上，并能沿第一滑轨33滑动；所述支撑架体31上设置有调节手柄35，调节手柄35连接丝杆，横梁32底部设置有调节螺母，丝杆与调节螺母螺纹连接；所述步骤四中，使法兰盘对齐并用螺栓连接之前，转动调节手柄35使丝杆转动，调节横梁32位置，从而精准调整竖直管道模块单元1的横向位置。

在一个具体实施例中，所述半环形板43上沿外缘圆周处设置有弧形挡板47，在半环形板43与弧形挡板47之间设置有若干圆柱滚轮48，圆柱滚轮48倾斜设置，底端支撑在半环形板43上，顶端支撑在弧形挡板47的侧壁上；所述管卡装置50的半圆环底板51底部外缘圆周为坡面，圆柱滚轮48可对管卡装置50的半圆环底板51进行限位，且不阻碍其转动。

在一个具体实施例中，拼装的某规格竖直管道模块单元的法兰数量为8副时，其与传统安装耗时的对比见下表，很明显，现场拼装的竖直管道模块单元的管径越大，一次拼装的同规格竖直管道模块单元的数量越多，工效提升的效果越显著。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。