(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107398676 A(43)申请公布日 2017.11.28
(21)申请号 201610341311.3(22)申请日 2016.05.19
(71)申请人 中集海洋工程研究院有限公司
地址 264670 山东省烟台市高新区科技大
道33号
申请人 烟台中集来福士海洋工程有限公司
中国国际海运集装箱（集团）股份有限公司(72)发明人 夏广印 滕瑶 王寿军
(74)专利代理机构 深圳市隆天联鼎知识产权代
理有限公司 44232
代理人 刘抗美 刘耿(51)Int.Cl.
B23K 37/053(2006.01)
(54)发明名称
管路装配对中装置及管路对接装配方法(57)摘要
本发明提供了一种管路装配对中装置，包括两呈圆弧状的装置部件以及将两装置部件可拆卸地连接的连接件；两装置部件拼接为呈环状的装置主体包括整体呈环状的壳体和两组或三组对中组件；对中组件包括：可活动地设置于壳体内的致动件、整体呈环状的传动件、包含至少三个卡爪的作动件。使用时，借助常用的手动工具带动致动件绕其自身轴线转动时，即可使传动件沿壳体的中心轴线转动，进而带动作动件的径向运动，从而实现管路的对中装配。该管路装配对中装置避免了采用螺栓夹紧管路的设置，适用管路的范围较大，工作精度高，也不会出现螺栓易损坏、易卡死、夹不紧的现象，同时操作简便，节约了工作时间。
权利要求书2页 说明书6页 附图4页
CN 107398676 ACN 107398676 A
权 利 要 求 书
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1.一种管路装配对中装置，其特征在于，包括两呈圆弧状的装置部件以及用于将两装置部件可拆卸地连接固定的连接件；
两装置部件拼接为整体呈环状的装置主体，所述装置主体包括整体呈环状的壳体和两组或三组对中组件；
所述对中组件包括：致动件，可活动地设置于所述壳体内，所述致动件的内端设有第一驱动部，外端于所述壳体的表面处设有操作部；
传动件，整体呈环状，设置于所述壳体内并可绕所述壳体中心轴线转动；传动件上分别设有第一传动部和第二传动部，所述第一传动部与所述致动件的第一驱动部相配合，且可由该致动件驱动转动；
作动件，包括沿所述壳体周向分布的至少三个卡爪，各卡爪径向可活动地穿设于所述壳体上，所述卡爪上设有与所述传动件的第二传动部相配合的第二驱动部。
2.根据权利要求1所述的管路装配对中装置，其特征在于，两所述装置部件的两端向外凸设有耳板，两装置部件对应位置的耳板相对，并通过所述连接件可拆卸地连接固定。
3.根据权利要求2所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述连接件卡设于相对的两所述耳板外侧，将两所述装置部件连接固定。
4.根据权利要求3所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述耳板呈楔形，所述连接件呈C形，其内部设有与所述耳板相配合的楔形卡槽。
5.根据权利要求1所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述卡爪靠近所述壳体中心轴线的端部设有沿该轴线延伸的用于夹持管路的夹持端。
6.根据权利要求1所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述装置主体包括两组对中组件，所述两组对中组件沿所述壳体的中心轴线间隔布置。
7.根据权利要求6所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述两组对中组件的卡爪在所述壳体上沿周向交错布置。
8.根据权利要求6所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述壳体包括圆筒状的外板、分列于外板两端的两端板以及设置于两端板之间的隔板；
所述端板呈台阶状，其台阶面与所述外板、隔板之间形成供所述传动件安装的安装部；所述端板与所述隔板之间还形成用于支撑所述致动件内端端部的支撑部；所述外板上开设有用于支撑所述致动件外端端部的安装孔；
所述外板和所述端板上对应开设有用于安装所述卡爪的导向槽。9.根据权利要求8所述的管路装配对中装置，其特征在于，两所述端板与所述隔板以及所述外板固定连接。
10.根据权利要求1所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述壳体上设置T形导向槽，所述卡爪的截面呈工字形，与所述壳体上的T形导向槽相配合。
11.根据权利要求1所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述致动件沿所述壳体径向设置，并可绕其自身轴线转动；所述致动件的第一驱动部上设有第一锥形齿，所述传动件的第一传动部上设有与所述第一锥形齿相配合的第二锥形齿。
12.根据权利要求11所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述致动件的操作部上设有内六角或内四角的开孔。
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13.根据权利要求1所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述传动件的第二传动部上设有第一螺纹，所述卡爪的第二驱动部上设有与所述第一螺纹相配合的第二螺纹。
14.根据权利要求1所述的管路装配对中装置，其特征在于，所述管路装配对中装置的材料为铝合金。
15.一种管路对接装配方法，其特征在于，利用权利要求1-14任一权利要求所述的管路装配对中装置使待对接的两管路对中，而后对两管路实施焊接，所述方法为：
将所述管路装配对中装置的两装置部件连接固定，使各所述卡爪所限定的范围大于所述管路的截面积；将待对接的两管路的连接端置于所述卡爪所限定的范围内，驱动所述致动件使所述卡爪向垂直于所述管路轴线的方向移动至夹紧管路；焊接两管路的对接缝，将所述管路装配对中装置的两装置部件解除连接并从管路上取下。
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说 明 书
管路装配对中装置及管路对接装配方法
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技术领域
[0001]本发明涉及海洋工程及船舶建造领域，尤其涉及一种管路装配对中装置及管路对接装配方法。
背景技术
[0002]在现代海洋工程及船舶建设过程中，管路对中的需求量非常庞大，焊接的质量好坏与管道是否装配对中有着很大的关系，如装配对中偏差较大会造成各种各样的焊接缺陷，因此必须重视管路的装配对中工作，探究如何更高效更高质量的完成管路装配对中，达到对接标准。[0003]目前，在船厂的管路装配对中时，为了达到管道水平和垂直的要求，通常需要使用
同时也浪费了大量的人力、材多个电动葫芦调节焊口。这样不仅需要很长的时间进行调节，
料等，有时候还保证不了装配的精度，影响焊接质量。[0004]有些船厂采用简易工装进行管路对中，虽然管路装配对中工作效率有所提高，质量有所提升。但是这种简易工装太过粗糙，操作也不够方便：一是这种焊接工装精度太差，很难达到比较高的精度要求；二是这种简易工装由钢管切割而成，夹持力有限，长时间使用以后，容易损坏，影响装配精度；三是靠多个螺栓调节，比较费时；四是受管路尺寸和螺栓长度限制，适用的管路直径范围比较有限。
[0005]中国发明专利申请201410270833.X公开了一种管路焊接对口调整装置，虽然制造的精度和强度上有所增加，但仍然存在多个螺栓调节不方便、精度不高、适用范围有限、容易损坏的缺点。
发明内容
[0006]本发明的一个目的在于解决现有技术中的管路装配对中装置精度差、适用范围有限、易损坏、操作步骤繁琐的问题；
本发明的另一个目的在于解决现有技术中管路对接装配方法适用范围有限、步骤繁琐的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种管路装配对中装置，包括两呈圆弧状的装置部件以及用于将两装置部件可拆卸地连接固定的连接件；两装置部件拼接为整体呈环状的装置主体，所述装置主体包括整体呈环状的壳体和两组或三组对中组件；所述对中组件包括致动件、传动件和作动件；致动件可活动地设置于所述壳体内，所述致动件的内端设有第一驱动部，外端于所述壳体的表面处设有操作部；传动件整体呈环状，设置于所述壳体内并可绕所述壳体中心轴线转动；传动件上分别设有第一传动部和第二传动部，所述第一传动部与所述致动件的第一驱动部相配合，且可由该致动件驱动转动；作动件包括沿所述壳体周向分布的至少三个卡爪，各卡爪径向可活动地穿设于所述壳体上，所述卡爪上设有与所述传动件的第二传动部相配合的第二驱动部。[0008]优选地，两所述装置部件的两端向外凸设有耳板，两装置部件对应位置的耳板相
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说 明 书
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对，并通过所述连接件可拆卸地连接固定。[0009]优选地，所述连接件卡设于相对的两所述耳板外侧，进而将两所述装置部件连接固定。
[0010]优选地，所述耳板呈楔形，所述连接件呈C形，其内部设有与所述耳板相配合的楔形卡槽。
[0011]优选地，所述卡爪靠近所述壳体中心轴线的端部设有沿该轴线延伸的用于夹持管路的夹持端。
[0012]优选地，所述装置主体包括两组对中组件，所述两组对中组件沿所述壳体的中心轴线间隔布置。[0013]优选地，所述两组对中组件的卡爪在所述壳体上沿周向交错布置。[0014]优选地，所述壳体包括圆筒状的外板、分列于外板两端的两端板以及设置于两端板之间的隔板；所述端板呈台阶状，其台阶面与所述外板、隔板之间形成供所述传动件安装的安装部；所述端板与所述隔板之间还形成用于支撑所述致动件内端端部的支撑部；所述外板上开设有用于支撑所述致动件外端端部的安装孔；所述外板和所述端板上对应开设有用于安装所述卡爪的导向槽。[0015]优选地，两所述端板与所述隔板以及所述外板固定连接。[0016]优选地，所述壳体上设置T形导向槽，所述卡爪的截面呈工字形，与所述壳体上的T形导向槽相配合。[0017]优选地，所述致动件沿所述壳体径向设置，并可绕其自身轴线转动；所述致动件的第一驱动部上设有第一锥形齿，所述传动件的第一传动部上设有与所述第一锥形齿相配合的第二锥形齿。[0018]优选地，所述致动件的操作部上设有内六角或内四角的开孔。[0019]优选地，所述传动件的第二传动部上设有第一螺纹，所述卡爪的第二驱动部上设有与所述第一螺纹相配合的第二螺纹。[0020]优选地，所述管路装配对中装置的材料为铝合金。[0021]本发明还提供一种管路对接装配方法，利用如上所述的管路装配对中装置使待对
而后对两管路实施焊接，所述方法为：将所述管路装配对中装置的两装置接的两管路对中，
部件连接固定，使各所述卡爪所限定的范围大于所述管路的截面积；将待对接的两管路的连接端置于所述卡爪所限定的范围内，驱动所述致动件使所述卡爪向垂直于所述管路轴线的方向移动至夹紧管路；焊接两管路的对接缝，将所述管路装配对中装置的两装置部件解除连接并从管路上取下。[0022]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明的管路装配对中装置，只需操作对中组件中的致动件，即可带动该对中组件中的卡爪运动，即可夹紧或松开管路，操作简便，节约工作时间；
2、本发明的管路装配对中装置避免了采用螺栓夹紧管路的设置，整个装置使用起来更加简便，同时适用管路的范围较大，也不会出现螺栓易损坏、易卡死、夹不紧的现象；
3、本发明装置通过致动件的运动从而带动各卡爪同步径向运动，进而夹紧管路，提高了装置整体的工作精度；
4、本发明装置在管路对中焊接完成后，可分成两部分从焊接后的管路上取下，避免出
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现焊接较长的管路后装置难取下的情况。
附图说明
[0023]图1是本发明管路装配对中装置实施例1的结构示意图。[0024]图2是本发明管路装配对中装置实施例1的使用状态示意图。[0025]图3是本发明管路装配对中装置实施例1的剖面图。[0026]图4是本发明图3中A处局部放大示意图。[0027]附图标记说明如下：1、管路装配对中装置；1a、第一装置部件；1b、第二装置部件；1c、连接件；1e、耳板；13、壳体；131、外板；132、端板；133、隔板；134、紧固件；135、安装孔；136、安装部；137、支撑部；14、对中组件；14a、第一对中组件；14b、第二对中组件；141、致动件；1411、第一驱动部；1412、操作部；142、传动件；1421、第一传动部；1422、第二传动部；143、卡爪；1431、第二驱动部；1432、夹持端；2、管路；3、管路；4、对接缝。具体实施方式
[0028]体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说
而非用以限制本发明。明及图示在本质上是当作说明之用，
[0029]为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
[0030]本发明提供一种管路装配对中装置，可实现待对接的两管路的对中，提高管路装配的精度和装配效率。[0031]参阅图1，在本发明的一优选实施例中，管路装配对中装置1包括均呈半圆形的第一装置部件1a和第二装置部件1b以及将两装置部件可拆卸地连接固定的连接件1c，第一装置部件1a和第二装置部件1b拼接为呈环状的装置主体，以实现对两待对接管路的对中。[0032]本实施例中，第一装置部件1a和第二装置部件1b的两端分别向外凸设有耳板1e。两装置部件需拼接为整体时，对应位置的耳板1e相对，再通过连接件1c卡设于相对的两耳板1e的外侧形成可拆卸式的连接固定。两装置部件需分开时，取下连接件1c即可实现分离。[0033]较优地，耳板1e呈楔形，连接件1c呈C形，且连接件1c的内部设有与耳板1e相配合的楔形卡槽，管路装配对中装置1可以被快速夹紧形成一个整体，也可以迅速分成两部分，此种结构的设置比采用螺栓固定更加便捷，同时不会受螺纹易损坏的影响，延长了装置的使用寿命。
[0034]本实施例中，第一装置部件1a和第二装置部件1b均呈半圆形。在其他一些实施例中，管路装配对中装置1的两个装置部件也可以是其他的圆弧状结构，且二者能拼接成环状即可。
[0035]第一装置部件1a和第二装置部件1b拼接为整体呈环状的装置主体后，即可运用于实现管路对中的操作。一并参阅附图2至附图4，装置主体包括整体呈环状的壳体13和两组对中组件14，两组对中组件14沿壳体13的中心轴线间隔布置。[0036]以图2的视图方向为参照，将位于壳体13左端的对中组件14称为第一对中组件14a，位于右端的对中组件14称为第二对中组件14b。
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在使用时，将环状的壳体13套设于待对接的两管路2、3的外围，使第一对中组件
14a位于左侧管路2的外围，第二对中组件14b位于右侧管路3的外围，待两组对中组件14的中心轴线与两管路的轴线重合时，即可实现两管路2、3的对中。[0038]两组对中组件14的结构相同，均包括致动件141、传动件142和作动件。[0039]致动件141可活动地设置于壳体13内，致动件141的内端设有第一驱动部1411，用以驱动传动件142。致动件141的外端于壳体13的表面处设有操作部1412，操作部1412上设有内六角或内四角的开孔，借助常用的手动工具即可带动致动件141转动。[0040]本实施例中，致动件141沿壳体13的径向布置，并可绕其自身轴线转动，其第一驱动部1411上设有第一锥形齿。[0041]本实施例中，每组对中组件14均沿壳体13周向布置有多个致动件141。当其中一个
均可以驱动传动件142沿壳体13的中心轴线转动，进而带致动件141绕其自身轴线转动时，
动作动件径向运动。只需操作每组对中组件14中的任一致动件141即可运作整个装置，在同样装配一对管路的情况下，与现有的管路对接装置相比，本实施例的管路装配对中装置1可以节约2/3以上的时间。
[0042]整体呈环状的传动件142设置于壳体13内，并可绕壳体13的中心轴线转动。传动件142上设有第一传动部1421和第二传动部1422，第一传动部1421上设有与致动件141的第一锥形齿相配合的第二锥形齿，第二锥形齿与第一锥形齿的模数、锥度、压力角等参数相同，使传动件142可由致动件141驱动转动；第二传动部1422上设有第一螺纹，第一螺纹在其端面上呈“螺旋形”分布，为了使传动力矩大且传动平稳，本实施例中的第一螺纹为矩形螺纹。[0043]本实施例中的作动件包括沿壳体13周向分布的三个卡爪143，各卡爪143径向可活动地穿设于壳体13上，卡爪143本身具有刚度好、精度高的特点，整个装置采用卡爪143夹紧管路，可以提高管路对中的精度。卡爪143上设有与传动件142的第二传动部1422相配合的第二驱动部1431，对应于第二传动部1422的第一螺纹，第二驱动部1431上设有与第一螺纹相配合的第二螺纹，第二螺纹的螺距与第一螺纹的螺距相同。[0044]使用时，通过手动工具带动致动件141转动，通过其上第一锥形齿与传动件142的第二锥形齿相配合，可以带动传动件142绕壳体13的中心轴线转动，再经由传动件142的第一螺纹与各卡爪143的第二螺纹的配合，带动各卡爪143沿壳体13径向同步运动。当各卡爪143同步向管路处移动至夹紧管路时，即可使管路的轴线与壳体13的中心轴线重合。因此两组对中组件14各夹紧一管路时，即可使被夹紧的两管路2、3的中心轴线重合，最终实现两管路2、3的对中。[0045]较优地，两组对中组件14的各卡爪143在壳体13上沿周向交错布置，可以避开致动件141的干涉，也便于对两管路的对接缝4进行后续的焊接操作。[0046]需要说明的是，依前文所述，本发明的管路装配对中装置1可被分离为两装置部件。实际上，以上所说的壳体13和对中组件14的传动件142均可被分离为两部分，分别构成
当两装置部件拼接在一起时，壳体13以及传动件142即可形成整体呈两装置部件的一部分。
环状的结构。致动件141和卡爪143可根据实际需要分布于壳体13的两部分上，如本实施例中的一组对中组件14具有三个卡爪143，则可将其中的一个设置在一装置部件中，另两个可以设置在另一装置部件中。本发明的管路装配对中装置1可拆分为两部分，便于管路焊接完成后装置的取下，不会受管路长度的限制。
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参阅图3和图4，本实施例中的壳体13包括圆筒状的外板131、分列于外板131两端
的两端板132，以及设置于两端板132之间的隔板133。[0048]外板131与端板132形成一个整体，可对装置的其余部件起到基本的支撑作用。[0049]端板132呈台阶状，其台阶面与外板131、隔板133之间形成供传动件142安装的安装部136，安装部136与传动件142的接触面相配合，可以作为传动件142的转动轴，为了保证装置操作时的灵活性和精确性，可以用油脂润滑该接触面。[0050]隔板133将两组对中组件14隔离，同时，隔板133还与端板132之间形成用于支撑致动件141的内端端部的支撑部137，外板131上开设有用于支撑致动件141外端端部的安装孔135。
[0051]两端板132与隔板133、外板131均固定连接。在本实施例中，两端板132与隔板133的对应位置上设有螺栓孔，通过紧固件134连接固定后，可以限制传动件142的轴向滑动；紧固件134可以由内六角或内四角螺钉和垫片组成，方便端板132和隔板133的组装以及其他部件的安装；外板131与端板132焊接固定，使装置有了更好的连接强度。[0052]外板131和端板132上对应开设用于安装卡爪143的导向槽，保证了各卡爪143按规定路线做径向的直线运动。较优地，壳体13上的导向槽呈T形，可以适应卡爪143较长的尺寸，各卡爪143的截面呈工字形，且与壳体13上的T形导向槽相配合。[0053]卡爪143整体呈L形，包括延伸端和位于延伸端端部的夹持端1432，卡爪143延伸端的截面呈工字形，且与壳体13上的T形导向槽相配合；夹持端1432沿壳体13的中心轴线延
提高装置的夹持稳定性。伸，使其在夹持管路时可以与管路具有更大的接触面积，
[0054]本发明的上述管路装配对中装置1，较优地，其材质为铝合金。铝合金可以使装置整体达到比较小的重量，其强度与钢材相当，但重量只约有钢材的1/3，便于整个装置的运输携带和单人的操作使用。通过对本发明管路装配对中装置1的壳体13内径和各卡爪143限定范围等尺寸设定，可以使本发明的装置适用于90%以上的海洋工程和船舶制造中管路的对中。
[0055]根据本发明的管路装配对中装置1，本发明还提供一种管路对接装配方法。[0056]运用上述的管路装配对中装置1使待对接的两管路2、3对中，而后对两管路2、3实施焊接。
[0057]具体地，大致步骤如下：
S1、将管路装配对中装置1的第一装置部件1a和第二装置部件1b连接固定，使各卡爪143所限定的范围大于管路2、3的截面积，即各卡爪143的夹持端1432限定的圆的直径要大于管路2、3的外径；
S2、将待对接的两管路的连接端置于卡爪143所限定的范围内，驱动致动件141使卡爪143向垂直于管路轴线的方向移动至夹紧管路；
S3、焊接两管路的对接缝4，将管路装配对中装置1的第一装置部1a和第二装置部1b解除连接并从管路上取下。[0058]其中，参照图2，在管路装配对中装置1具有两组对中组件14时，在步骤S2中，具体地，将管路装配对中装置1套设在管路2的一端的外围，使管路2的端部在左边对中组件14的卡爪143大约中间位置，可以方便焊接；通过手动工具带动左边对中组件14中的其中一个致动件141转动，使第一对中组件14a中的各卡爪143夹紧左侧的管路2；再将管路3置于管路装
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配对中装置1中，使其端部靠在管路2的待对接端面上；通过手动工具带动右边对中组件14中的其中一个致动件141转动，使第二对中组件14b中的各卡爪143夹紧右侧的管路3，实现管路2、3的对中。
[0059]需要说明的是，管路2和3对接的先后顺序不影响本装置的使用，可以根据实际需要调整顺序。同样，夹紧的位置可以偏向管路2，也可以偏向管路3，均不影响本装置的使用效果。
[0060]本发明的方法在保证管路对接精度的同时，操作起来更加快捷，两管路对接装配完成后，即可将装置分成两部分从管路上取下，不会受管路长度的限制，节约了工作时间。[0061]虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
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说 明 书 附 图
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图1
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图2
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说 明 书 附 图
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说 明 书 附 图
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图4
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