大直径钢管对接辅助连接工具

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN111112933B(45)授权公告日2021.11.19(21)申请号201911399749.7(56)对比文件CN20(22)申请日2019.12.303484846U,2014.03.19CN109079418A,2018.12.25(65)同一申请的已公布的文献号CN107052692A,2017.08.18申请公布号CN111112933ACN209551017U,2019.10.29(43)申请公布日2020.05.08CN201244717Y,2009.05.27(73)专利权人郑州宏拓电子技术有限公司JP70025165B,1970.08.21地址450000河南省郑州市高新技术产业NL6804620A,1968.10.04开发区长椿路11号大学科技园西区2审查员安江丽号楼A座16层1603号(72)发明人詹龙龙　何超军　(74)专利代理机构郑州明华专利代理事务所(普通合伙)41162代理人高丽华(51)Int.Cl.B23K37/053(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称大直径钢管对接辅助连接工具(57)摘要本发明提供一种大直径钢管对接辅助连接工具，包括固定锁件、活动锁件和锁紧装置。固定锁件的固定链条环绕在固定圆柱钢管的端部，并通过锁紧装置将固定链条的两端锁紧形成环状的固定链条，活动锁件环套固定在一个圆柱状滑套的圆周面中部，每个活动连轴板与对应的一对链条轴固定连接在一起，每个活动连轴板的外端还垂直固定有活动立板，活动立板上设置穿孔并与所述螺栓套装在一起，通过拉紧所述螺栓及相应丝母后使固定锁件与活动锁件相互靠近直至不能再拉近位置。本发明调节方式简单，压紧牢固可靠，为实现对固定锁件和活动锁件的快速固定提供可靠保障，能够提高现场施工效率。CN111112933BCN111112933B权　利　要　求　书1/1页1.一种大直径钢管对接辅助连接工具，包括固定锁件、活动锁件和锁紧装置，其特征在于，所述的固定锁件环套固定在固定圆柱钢管的端部，固定锁件包括固定链条、固定连轴板、固定立板和螺栓，固定链条环绕在固定圆柱钢管的端部，并通过锁紧装置将固定链条的两端锁紧形成环状的固定链条，在环状的固定链条圆周均布有至少三个固定连轴板，每个固定连轴板与对应的一对链条轴固定连接在一起，每个固定连轴板的外端还垂直固定有固定立板，固定立板上设置穿孔并套装有螺栓；所述的活动锁件环套固定在一个圆柱状滑套的圆周面中部，活动锁件包括活动链条、活动连轴板和活动立板，活动链条环绕在滑套的外圆周面，并通过锁紧装置将活动链条的两端锁紧形成环状的活动链条，在环状的活动链条圆周均布有至少三个活动连轴板，每个活动连轴板与对应的一对链条轴固定连接在一起，每个活动连轴板的外端还垂直固定有活动立板，活动立板上设置穿孔并与所述螺栓套装在一起；同时在所述活动连轴板的外端还固定有跨接立板，跨接立板的上端横向固定有跨接支撑板，各跨接支撑板上设置有丝孔并匹配安装有顶丝；所述滑套套装在固定圆柱钢管的端部，所述顶丝均布支撑在自由圆柱钢管的端部，通过拉紧所述螺栓及相应丝母后使固定锁件与活动锁件相互靠近直至不能再拉近位置；所述的锁紧装置包括横杆、弧形弹杆、日字形锁件、螺杆、旋钮、顶头、卡头和中丝母，该中丝母固定在所述横杆的中部，所述螺杆套件在中丝母内，两者螺纹连接，在横杆的两端分别向下固定有弧形弹杆，两侧弧形弹杆组成“八”字形状，两侧弧形弹杆的下端分别有向内弯折的卡头，在两侧弧形弹杆的外侧套装有日字形锁件，螺杆的下端固定有顶头，顶头支撑在日字形锁件的上侧，螺杆的上端固定有旋钮；所采用的滑套是直径略大于所述固定圆柱钢管直径的一个封闭的圆柱形管段，该封闭的圆柱形管段是一个独立的部件。2.根据权利要求1所述的大直径钢管对接辅助连接工具，其特征在于，所述固定链条或活动链条的部分或全部链节的底面固定有弧形垫片，各弧形垫片与圆柱管侧壁弧度一致。3.根据权利要求1所述的大直径钢管对接辅助连接工具，其特征在于，滑套为封闭的圆柱体滑套，或者为圆周侧面上开有裂缝的半封闭滑套。4.根据权利要求3所述的大直径钢管对接辅助连接工具，其特征在于，采用半封闭滑套时，在裂缝的两端边缘分别设置有向上凸起的翻边，翻边上各设置有连接孔，连接孔内贯穿连接螺栓。5.根据权利要求1所述的大直径钢管对接辅助连接工具，其特征在于，在滑套的圆周侧壁均布有至少三个螺孔并分别安装有沿径向的调节螺栓，对各调节螺栓进行调节实现滑套与固定圆柱管同轴心。6.根据权利要求5所述的大直径钢管对接辅助连接工具，其特征在于，在对应的调节螺栓附近滑套侧壁沿径向固定有标度尺，通过标度尺对应刻度与调节螺栓的螺帽平面作为调节参考基准，用以实现对不同直径固定圆柱钢管套件的快速和标准化调节。7.根据权利要求1所述的大直径钢管对接辅助连接工具，其特征在于，在各跨接支撑板上位于丝孔和顶丝侧面固定有沿径向固定有标度尺，通过标度尺对应刻度与顶丝的螺帽平面作为调节参考基准。2CN111112933B说　明　书1/4页大直径钢管对接辅助连接工具技术领域[0001]本发明属于钢结构机械施工辅助工具技术领域，具体涉及一种能够将大直径钢管通过可调实现精准对接的辅助连接工具。背景技术[0002] 钢管对接在建筑工程中是一种常见的施工工艺，常规的管口焊接的对接工艺为在对接口一侧的管壁上设置限位板，吊起另一侧对接钢管靠紧限位板，然后焊接管口对接缝。例如公开号为CN 209551017 U的一种钢管对接调直机构，包括管径相同的第一钢管与第二钢管、至少一组辅助调直组件以及一个钢衬垫；钢衬垫呈短管状，外径与第一钢管的内径相适配，一端焊接于第一钢管的内壁上，与第一钢管同轴，另一端露出，作为第一钢管与第二钢管的对接端；第一钢管的外壁上、临近对接端位置处沿周向以等间距间隔设置至少一组辅助调直组件，辅助调直组件由码板、螺帽与螺栓构成，码板一端连接在第一钢管的外壁上，另一端悬伸于钢衬垫露出端的前方，与第一钢管的外壁之间沿径向留有间距，并在末端固装螺帽，螺栓以螺杆端朝向第一钢管、沿第一钢管的径向螺纹穿设于螺帽中。该技术文献宫濑了一种需要在对接端口套装内套套管的方式，用于使被连接的两钢管筒轴向，并具有支撑作用，这种钢管连接方式只适用于标准件之间的对接，不具有通用性，不适用于任何直径钢管对接。[0003]另一方面钢管桁架结构在现场施工安装时，往往存在高空对接焊缝作业。目前是利用电葫芦或千斤顶将钢管吊高后，由人工现场高空施焊。这种方式存在诸多弊端，钢管对接时，在高空调直操作难度大，精度难以保障；焊缝质量差，并且存在较大安全隐患。在吊装作业下对两钢管进行对接操作，需要占用大量吊装时间，存在安全隐患，而且吊装资源占用时间长，吊装成本高，降低了施工效率。而且这种工艺不仅操作麻烦、不能快速松除吊钩、施工速度慢，而且对接精度不高、存在对接口错边等质量缺陷。特别是在钢管构件空间倾斜或所处施工条件复杂等情况时，对该类工艺提出了更高的要求，不仅要保证对接施工质量和精度，还要保证快速松钩、作业方便。[0004]在钢结构加工领域中，钢管在使用过程中，由于尺寸需求需要对钢管进行截断处理，截断后的钢管需要进行对接，例如基于设计需求，超长，异径，小口径等特殊埋弧焊钢管也被越来越多的客户所需求。但受制于钢管加工设备的局限，这类钢管必须通过对接的方式交货。如果需要焊接钢管，则需要先采用点焊将钢管拼接好，然后再进行整体焊接。现有的连接方式是首先需要利用连接器将两节钢管连接时，则需要利用木楔或铁楔固定钢管，其对接精度要求较高。目前对圆柱钢管焊接过程中，由于其拼接精度不够，导致钢管焊接不直，影响正常使用，而固定连接的方式则精度较难控制，容易造成钢管损坏。发明内容[0005]针对目前大直径钢管在整体焊接前存在对接方式不合理或精度不高，以及所采用的对接工具不具有通用性的问题，本发明提供一种大直径钢管对接辅助连接工具，能够提3CN111112933B说　明　书2/4页前将对接工具套装在需要连接的钢管端部，对接时不占用太多吊装时间和转运时间，而且适用于不同直径钢管，通用性强，对接操作简便且精度高。[0006]本发明解决其技术问题所采用的 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是：一种大直径钢管对接辅助连接工具，包括固定锁件、活动锁件和锁紧装置。其中，所述的固定锁件环套固定在固定圆柱钢管的端部，固定锁件包括固定链条、固定连轴板、固定立板和螺栓，固定链条环绕在固定圆柱钢管的端部，并通过锁紧装置将固定链条的两端锁紧形成环状的固定链条，在环状的固定链条圆周均布有至少三个固定连轴板，每个固定连轴板与对应的一对链条轴固定连接在一起，每个固定连轴板的外端还垂直固定有固定立板，固定立板上设置穿孔并套装有螺栓；所述的活动锁件环套固定在一个圆柱状滑套的圆周面中部，活动锁件包括活动链条、活动连轴板和活动立板，活动链条环绕在滑套的外圆周面，并通过锁紧装置将活动链条的两端锁紧形成环状的活动链条，在环状的活动链条圆周均布有至少三个活动连轴板，每个活动连轴板与对应的一对链条轴固定连接在一起，每个活动连轴板的外端还垂直固定有活动立板，活动立板上设置穿孔并与所述螺栓套装在一起；同时在所述活动连轴板的外端还固定有跨接立板，跨接立板的上端横向固定有跨接支撑板，各跨接支撑板上设置有丝孔并匹配安装有顶丝；所述滑套套装在固定圆柱钢管的端部，所述各顶丝均布支撑在自由圆柱钢管的端部，通过拉紧所述螺栓及相应丝母后使固定锁件与活动锁件相互靠近直至不能再拉近位置。[0007]所述的锁紧装置包括横杆、弧形弹杆、日字形锁件、螺杆、旋钮、顶头、卡头和中丝母，该中丝母固定在所述横杆的中部，所述螺杆套件在中丝母内，两者螺纹连接，在横杆的两端分别向下固定有弧形弹杆，两侧弧形弹杆组成“八”字形状，两侧弧形弹杆的下端分别有向内弯折的卡头，在两侧弧形弹杆的外侧套装有日字形锁件，螺杆的下端固定有顶头，顶头支撑在日字形锁件的上侧，螺杆的上端固定有旋钮；所采用的滑套是直径略大于所述固定圆柱钢管直径的一个封闭的圆柱形管段，该封闭的圆柱形管段是一个独立的部件。[0008]所述固定链条或活动链条的部分或全部链节的底面固定有弧形垫片，各弧形垫片与圆柱管侧壁弧度近似一致。[0009]所述滑套为封闭的圆柱体滑套，或者为圆周侧面上开有裂缝的半封闭滑套。采用半封闭滑套时，在裂缝的两端边缘分别设置有向上凸起的翻边，翻边上各设置有连接孔，连接孔内贯穿连接螺栓。[0010]在滑套的圆周侧壁均布有至少三个螺孔并分别安装有沿径向的调节螺栓，对各调节螺栓进行调节实现滑套与固定圆柱管同轴心。在对应的调节螺栓附近滑套侧壁沿径向固定有标度尺，通过标度尺对应刻度与调节螺栓的螺帽平面作为调节参考基准，用以实现对不同直径固定圆柱钢管套件的快速和标准化调节。[0011]将活动立板或固定立板上的通孔设计较大的直径，螺栓贯穿于两侧落时，通过增设垫片。[0012]在各跨接支撑板上位于丝孔和顶丝侧面固定有沿径向固定有标度尺，通过标度尺对应刻度与顶丝的螺帽平面作为调节参考基准。[0013]本发明的有益效果：本发明将固定锁件首先与固定圆柱钢管的端部固定，该固定为随意固定不脱落为准，通过锁紧装置能够实现快速固定的特点。然后将滑套套装在固定圆柱钢管端部，通过活动锁件对滑套进行固定，该固定为随意固定不脱落为准，通过锁紧装4CN111112933B说　明　书3/4页置能够实现快速固定的特点。调整滑套，使活动连轴板与固定连轴板位置对应后通过螺栓串联固定，使固定锁件与活动锁件之间连接并存在拉力关系。以上的固定和连接关系都发生在固定锁件的端部，所以安装和调节以上工序时，并不需要提前移动或吊装自由圆柱钢管，仅在需要实现自由圆柱钢管和固定圆柱钢管对接定位时，才通过辅助机械将自由圆柱钢管移动至固定圆柱钢管端部实施对接，所以大部分工作能够通过辅助人员进行操作而无需直接采用吊装机械，从而简化了对接工序，降低了吊装机械使用成本，提高了施工效率。在将自由圆柱钢管与固定圆柱钢管对接过程中，仅需要调节多个顶丝即可，操作简单且高效，在吊装机械配合作用下，自由圆柱钢管与固定圆柱钢管对接精准且稳固，以利于焊接等作业高质量进行。本发明结构简单，操作简单方便，生产成本低，便于批量化工业加工制造，适合推广应用，市场前景广阔，具有很好的实用价值和经济效益。[0014]本发明中采用的一种锁紧装置能够通过调节旋钮就能实现卡头的向内侧压紧作用，调节方式简单，压紧牢固可靠，为实现对固定锁件和活动锁件的快速固定提供可靠保障，能够提高现场施工效率。附图说明[0015]图1是本发明的使用状态示意图。[0016]图2是图1中A‑A剖面结构示意图。[0017]图3是图2中锁紧装置的放大结构示意图。[0018]图4是图3的侧面结构示意图。[0019]图中标号： 1为固定锁件，11为固定链条，12为固定连轴板，13为固定立板，14为螺栓，2为活动锁件，21为活动链条，22为活动连轴板，23为活动立板，24为滑套，25为跨接支撑板，26为跨接立板，27为顶丝，28为链条轴，3为锁紧装置，31为横杆，32为弧形弹杆，33为日字形锁件，34为螺杆，35为旋钮，36为顶头，37为卡头，38为中丝母，4为固定圆柱钢管，5为自由圆柱钢管。具体实施方式[0020]实施例1：如图1所示将连接工具应用于大直径钢管对接时，首先只需要将该工具装配在固定圆柱钢管，待需要焊接作业时，再将自由圆柱钢管与固定圆柱钢管对接固定。主要是应用于大直径钢管端部精准对接后进行焊接或套件施工的辅助工具。以及可以应用于一些抢险领域，例如管道破裂后的对准焊接作业。将该工具应用于车间实施两等径或异径钢管对接时，也能够实现快速且精准对接的效果。该工具主要包括固定锁件、活动锁件和两个锁紧装置共四个主要组成部分。固定锁件、活动锁件和锁紧装置分别是独立装配的组件，具体参见图1‑图4所示。[0021]从图1和图2中可以看出，固定锁件首先环套固定在固定圆柱钢管的端部，固定锁件包括固定链条、固定连轴板、固定立板和螺栓，固定链条环绕在固定圆柱钢管的端部，并通过锁紧装置将固定链条的两端锁紧形成环状的固定链条。在环状的固定链条圆周均布有至少三个固定连轴板，通常设置5‑6个固定连轴板，也可以更多。每个固定连轴板与对应的一对链条轴固定连接在一起，每个固定连轴板的外端还垂直固定有固定立板，固定立板上设置穿孔并套装有螺栓。5CN111112933B说　明　书4/4页[0022]从图1和图2中可以看出，活动锁件环套固定在一个圆柱状滑套的圆周面中部，在本实施例中，所采用的滑套时直径略大于固定圆柱钢管的一个封闭的圆柱形管段，该封闭的圆柱形管段是一个独立的部件，可以随时更换以适应不同直径管件套件。当滑套套接在固定圆柱钢管端部时，由于滑套的直径大于固定圆柱钢管，从而两者存在间隙，为确保滑套与固定圆柱钢管同轴心（同心圆），所以在滑套的圆周侧壁均布有至少三个螺孔并分别安装有沿径向的调节螺栓，对各调节螺栓进行调节实现滑套与固定圆柱管同轴心。通常为了快速调节到位，提前将各调节螺栓同时向外调节等距离位置，滑套与固定圆柱钢管套件后再分别向内调节等距离位置。也可以在对应的调节螺栓附近滑套侧壁沿径向固定有标度尺，通过标度尺对应刻度与调节螺栓的螺帽平面作为调节参考基准，用以实现对不同直径固定圆柱钢管套件的快速和标准化调节。[0023]活动锁件与固定锁紧近似，也包括活动链条、活动连轴板和活动立板。在将活动链条环绕在滑套的外圆周面后，并通过锁紧装置将活动链条的两端锁紧形成环状的活动链条。其中，在环状的活动链条圆周均布有至少三个活动连轴板，通常活动连轴板的数量与所述固定连轴板的数量相同。每个活动连轴板与对应的一对链条轴固定连接在一起，每个活动连轴板的外端还垂直固定有活动立板，活动立板上设置穿孔并与所述螺栓套装在一起。活动连轴板与固定连轴板上都设置有通孔并贯穿安装有螺栓，通过螺栓连接活动锁件和固定锁件，同时螺栓能够提供拉紧力。为了确保固定连轴板与活动连轴板能够顺利对接，往往将活动立板或固定立板上的通孔设计较大的直径，螺栓贯穿于两侧落时，通过增设垫片。[0024]同时，在所述活动连轴板的外端还固定有跨接立板，跨接立板的上端横向固定有跨接支撑板，各跨接支撑板上设置有丝孔并匹配安装有顶丝。所述滑套套装在固定圆柱钢管的端部，各顶丝均布支撑在自由圆柱钢管的端部，各顶丝分别调节后，能够实现固定圆柱钢管与自由圆柱钢管之间同轴连和固定，进一步再通过拉紧所述螺栓及相应丝母后使固定锁件与活动锁件相互靠近直至不能再拉近位置，即完成固定圆柱钢管与自由圆柱钢管的精准对接固定，然后进行焊接等工序。[0025]锁紧装置的方式多样，本实施例以一种较为理想的调节方式实现该调节功能，本实施例所采用的锁紧装置如图3和图4所示的锁紧装置包括横杆、弧形弹杆、日字形锁件、螺杆、旋钮、顶头、卡头和中丝母，该中丝母固定在所述横杆的中部，所述螺杆套件在中丝母内，两者螺纹连接，在横杆的两端分别向下固定有弧形弹杆，两侧弧形弹杆组成“八”字形状，两侧弧形弹杆的下端分别有向内弯折的卡头，在两侧弧形弹杆的外侧套装有日字形锁件，螺杆的下端固定有顶头，顶头支撑在日字形锁件的上侧，螺杆的上端固定有旋钮。[0026]实施例2：在实施例1基础上，可以对滑套的形式进行变换。实施例1所采用的滑套为封闭的圆柱体滑套，而本实施例所采用的滑套时在圆周侧面上开有裂缝的半封闭滑套。采用半封闭滑套时，在裂缝的两端边缘分别设置有向上凸起的翻边，翻边上各设置有连接孔，连接孔内贯穿连接螺栓。[0027]实施例3：在实施例1基础上，在固定链条或活动链条的部分或全部链节的底面固定有弧形垫片，各弧形垫片与圆柱管侧壁弧度近似一致。6CN111112933B说　明　书　附　图1/4页图17CN111112933B说　明　书　附　图2/4页图28CN111112933B说　明　书　附　图3/4页图39CN111112933B说　明　书　附　图4/4页图410