气液增压装置及管道内撑管设备的制作方法

1.本实用新型属于大型管道施工技术领域，涉及管道内撑管设备技术领域，具体是一种气液增压装置及管道内撑管设备。


背景技术：

2.管道内对口器属于一种内撑管设备，应用在管道施工中，是将两个管口进行组对的设备。其主要作用是将有一定椭圆度的两个管口进行校圆，并进行组对。
3.随着管道施工自动化程度的提升，在管口组对时，对管口椭圆度要求也越来越高，所以对管道内对口器的校圆能力也有了更高的要求。传统管道内对口器涨紧管口主要方式为气缸驱动，但最大问题是驱动力不足；随后出现液压管道内对口器，将涨紧管口的驱动方式改为液压缸驱动，虽然能得到较大涨紧力，获得较好管口椭圆度，但液压反应速度较慢，效率低，且液压油容易出现泄漏，有环境污染风险等问题，这些都给现场施工带来不便。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中的不足，发明人研究发现，管道内对口器是由活塞缸驱动连杆机构带动圆周分布的压块顶支管道的内壁，从而将两个管道端口的形状组对校正。其中，压块伸出分为两个阶段，第一，自由行程阶段，该阶段压块还没有接触管道内壁，几乎没有受到阻力，所需的驱动力也较小，故而该阶段所需的行程大、动力小；第二，加压阶段，该阶段压块已经与管道内壁接触，需要较大的驱动力方能起到校正管口外形的作用，于是所需的行程小、动力大。
5.基于管道内对口器压块不同阶段的工作特点，本实用新型提供一种气液增压装置，可用于管道内撑管设备，所述管道内撑管设备例如为管道内对口器、或为管道坡口机。所述气液增压装置目的在于，包括两个行程，第一行程利用气压动力驱使压块快速伸出，以提高工作效率；而后第二行程通过气液增压结构，以为压块提供更大的驱动力。从而该气液增压装置既满足动作快，效率高，又能够提供较高的压力，满足驱动力大的效果。于是，该气液增压装置适用于管道对接时的管道内对口器。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种气液增压装置，包括沿第一方向依次连接的增压缸端盖、增压缸缸筒、增压缸缸盖、储油缸缸筒、储油缸缸盖、预压缸缸筒、预压缸端盖，用于组成沿所述第一方向依次连接的增压缸、储油缸和预压缸；
8.所述增压缸、储油缸和预压缸内分别设有增压缸活塞、储油缸活塞和预压缸活塞；
9.所述增压缸缸盖、储油缸活塞和储油缸缸盖中心均开设有通孔；所述增压缸活塞的一侧中心固连增压杆；所述增压杆插入在增压缸缸盖和所述储油缸活塞的所述通孔中，用于在所述预压缸活塞和所述储油缸活塞之间形成密闭的油压腔；
10.所述预压缸活塞远离所述油压腔的另一侧固连伸缩端，用于当所述预压缸活塞向第一方向滑动时，所述伸缩端伸出所述预压缸端盖而对外施加推力；
11.所述增压缸、储油缸、预压缸上分别开设有通气口，分别用于气压推动所述增压缸活塞、储油缸活塞和预压缸活塞滑动；其中，所述增压缸活塞沿所述第一方向滑动至极限位置时，所述增压杆的末端可插入所述储油缸缸盖的所述通孔中，用于当所述增压杆末端插入所述预压缸中时，驱使所述预压缸内增压。
12.作为进一步优化，所述增压缸上的通气口包括所述增压缸端盖上开设的第一通气孔；所述储油缸上的通气口为开设在储油缸缸筒上靠近增压缸缸盖处的第三通气孔。
13.作为进一步优化，所述增压缸上的通气口还包括所述增压缸的缸筒上靠近增压缸缸盖处开设的第二通气孔。
14.作为进一步优化，所述预压缸上的通气口为开设在预压缸缸筒上靠近预压缸端盖处的第四通气孔。
15.本实用新型还提供一种管道内撑管设备，包括如上述的气液增压装置。
16.进一步地，所述管道内撑管设备为管道内对口器或管道坡口机。
17.进一步地，所述管道内对口器包括两个所述气液增压装置，对称分布在导向套的左右两侧；所述导向套包括左右对称的两个导向管，每个所述气液增压装置的所述伸缩端为活塞套杆；所述活塞套杆可滑动的套装在所述导向管上；所述活塞套杆的末端铰接连杆机构；所述连杆机构的末端铰接压块，用于当所述活塞套杆向第一方向移动时，通过连杆机构驱使所述压块沿垂直于所述第一方向的方向伸出而顶支管道内壁。
18.本实用新型的有益效果在于：
19.(1)在压块的自由行程阶段，可以快速到位，动作快、效率高；而在压块加压阶段，又可以大幅度增加输出压力；
20.(2)所述油压腔是密闭的，没有外接管路接头和外接油压源，大大降低了液压油泄露的风险。
21.(3)整体系统利用气压作为动力，即使泄露也没有环境污染风险，安全环保；并且由于可大幅增加输出压力，解决气动电磁阀耐压上限问题。
22.总之，本实用新型基于管道内对口器压块不同阶段的工作特点，既满足压块动作快，能提高效率，又能够提供较高的压力，满足驱动力大的效果；并且安全环保，便于使用。
附图说明
23.图1为本实用新型的实施例1的管道内对口器的结构示意图；
24.图2为本实用新型的实施例1的气液增压装置的结构示意图；
25.图3为本实用新型的实施例1的气液增压装置增压伸出时的结构示意图；
26.图4为本实用新型的实施例1的气液增压装置泄压收回时的结构示意图。
27.图中：1.增压缸，2.储油缸，3.预压缸，4.活塞套杆，5.连杆机构，6.压块，7.钢管，8.增压缸端盖，9.增压缸活塞，91.增压杆，10.增压缸缸筒，11.增压缸缸盖，12.储油缸活塞，13.储油缸缸筒，14.储油缸缸盖，15.预压缸活塞，16.预压缸缸筒，17.预压缸端盖，18.第四通气孔，19.密封圈，20.密封圈，21.第三通气孔，22.第二通气孔，23.第一通气孔，30.导向套。
具体实施方式
28.下面结合本实用新型的附图，对本实用新型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实用新型一部分优选实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.实施例1：请参阅图1-4；
30.本实用新型提供如下技术方案：一种带有气液增压装置的管道内撑管设备；所述管道内撑管设备可以是管道内对口器或管道坡口机，均通过所述气液增压装置驱使压块顶支管道的内壁。其所述气液增压装置的工作原理相同，本实施例以管道内对口器为示例说明。
31.对于管道内对口器，所述气液增压装置有两个，对称分布在导向套30的左右两侧；所述导向套30包括左右对称的两个导向管，每个所述气液增压装置的伸缩端为活塞套杆4，所述活塞套杆4可滑动的套装在所述导向管上；所述活塞套杆4的末端铰接连杆机构5；所述连杆机构5的末端铰接压块6，用于当所述活塞套杆4伸出移动时，通过连杆机构5驱使所述压块6向垂直于第一方向的方向伸出而顶支管道7内壁。可见，所述第一方向为图1的从右到左的方向。
32.其中，所述气液增压装置，包括沿第一方向依次连接的增压缸端盖8、增压缸缸筒10、增压缸缸盖11、储油缸缸筒13、储油缸缸盖14、预压缸缸筒16、预压缸端盖17，用于组成沿所述第一方向依次串联的增压缸1、储油缸2和预压缸3；
33.所述增压缸1、储油缸2和预压缸3内分别设有增压缸活塞9、储油缸活塞12和预压缸活塞15；
34.所述增压缸缸盖11、储油缸活塞12和储油缸缸盖14中心均开设有通孔；所述增压缸活塞9的一侧中心固连增压杆91；所述增压杆91插入在增压缸缸盖11和所述储油缸活塞12的所述通孔中，用于在所述预压缸活塞15和所述储油缸活塞12之间形成密闭的油压腔；
35.所述预压缸活塞15远离所述油压腔的另一侧固连伸缩端，用于当所述预压缸活塞15向第一方向滑动时，所述伸缩端伸出所述预压缸端盖17而对外施加推力；
36.所述增压缸1、储油缸2、预压缸3上分别开设有通气口，分别用于气压推动所述增压缸活塞9、储油缸活塞12和预压缸活塞15滑动；其中，所述增压缸活塞9沿所述第一方向滑动至极限位置时，所述增压杆91的末端可插入所述储油缸缸盖14的所述通孔中，用于当所述增压杆91末端插入所述预压缸3中时，驱使所述预压缸3内增压。
37.示例性的，所述增压缸1上的通气口包括所述增压缸端盖8上开设的第一通气孔23；所述储油缸2上的通气口为开设在储油缸缸筒13上靠近增压缸缸盖11处的第三通气孔21。
38.其中，所述增压缸1上的通气口还包括所述增压缸1的缸筒上靠近增压缸缸盖11处
开设的第二通气孔22。
39.而所述预压缸3上的通气口为开设在预压缸缸筒16上靠近预压缸端盖17处的第四通气孔18。当然对于预压缸3的通气口也可以开设在预压缸端盖17上，以驱使预压缸活塞15移动。
40.此时，所述气液增压装置的工作原理为，第一步，向所述第三通气孔21通入高压空气，同时所述第四通气孔18排气，驱使储油缸活塞12向左移动，而所述油压腔是密闭的，油压推动预压缸活塞15向左移动，而带动活塞套杆4伸出，继而驱使压块6向管道7内壁移动；此时由于压块6没有负载，故而可通过储油缸活塞12的快速移动驱使压块6快速伸出而顶触管道7内壁，提高效率。可见，此时的储油缸活塞12移动到极限位置时，所述增压杆91仍然插入在储油缸活塞12的通孔中，以保持所述油压腔的密封。第二步，向所述第一通气孔23通入高压空气，驱使增压缸活塞9向左移动，带动增压杆91插入所述储油缸缸盖14的通孔中；此时，预压缸3内径为d2，增压杆91的外径为d，而增压缸活塞9的气压推动面的直径为d1，利用帕斯卡守衡原理：p1
×
d12＝p2
×
d2实现增压，例如，当d1：d＝5:1时，增压25倍。从而使得活塞套杆4输出压力大幅度增加，以满足校正管口外形的作用。
41.其中，p1表示通入气液增压装置的气压压强；
42.p2表示油压腔的油压压强；
43.d1表示增压缸1的气压推动面的直径；
44.d2表示预压缸3内径；
45.d表示增压杆91的外径。
46.反之，当压块6收回时，首先，通过第一通气孔23排气而使所述增压缸1泄压，而此时所述油压腔仍为高压，驱使增压缸活塞9向右移动至增压缸端盖8，从而压块8降低对管道7内壁的压力；然后，通过第三通气孔21排气，并通过所述第四通气孔18通入高压空气，驱使预压缸活塞15向右移动，而带动活塞套杆4缩回，继而驱使压块6收回；此时第三通气孔21排气，和第四通气孔18共同作用，并且压块6没有负载，可以快速收回而提高效率。
47.示例性的，为了保证密封性，所述储油缸缸盖14和储油缸活塞12中心的通孔侧壁均设有密封圈。其中，所述密封圈可设为多道，以增加密封性。
48.进一步的优化可以是，所述增压缸1的缸筒上靠近所述增压缸缸盖11处开设有第二通气孔22。于是，当第一通气孔23通入高压空气时，所述第二通气孔22排气；而当第一通气孔23排气时，所述第二通气孔22进气；两个气孔共同作用，能够更加快速的驱使增压缸活塞9左右移动。
49.本实施例优点在于：
50.(1)在压块6的自由行程阶段，可以快速到位，动作快、效率高；而在压块加压阶段，又可以大幅度增加输出压力；
51.(2)所述油压腔是密闭的，没有外接管路接头和外接油压源，大大降低了液压油泄露的风险。
52.(3)整体系统利用气压作为动力，即使泄露也没有环境污染风险，安全环保；并且由于可大幅增加输出压力，解决气动电磁阀耐压上限问题。
53.总之，本实施例基于管道内对口器压块不同阶段的工作特点，既满足压块动作快，能提高效率，又能够提供较高的压力，满足驱动力大的效果；并且安全环保，便于使用。
54.本实用新型未详述部分为现有技术；对于本领域的普通技术人员而言，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。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。