[发明专利]一种薄壁金属管道内侧撑圆装置

说明书

本发明公开了一种薄壁金属管道内侧撑圆装置，包括能够转动的凸轮轴体和沿凸轮轴体进行伸缩的多个顶杆组件且凸轮轴体与顶杆组件的外部罩有外壳,所述凸轮轴体包括中间设置的转动轴，所述转动轴的两侧分别设置有一个环向均布多个扇叶的“风车”状凸轮且两侧的两个凸轮呈一定角度错位设置，所述每个顶杆组件上套设有弹簧且外壳上设置有复位弹簧卡槽，所述复位弹簧卡槽使得弹簧始终处于压缩状态继而带动每个顶杆组件的一端始终抵在相应的扇叶上，所述外壳的外侧设置有为凸轮轴体的转动提供动力的液压缸，本发明设计巧妙、使用简便、精确度高，可应用于多种路径内侧不可达区域金属管道外侧焊接时内侧防变形支撑，保证了管路的内径和圆度。

技术领域

本发明涉及金属薄壁管道焊接领域，尤其是一种薄壁金属管道内侧撑圆装置，用于石化容器及核电设备承压管道内侧不可达区域外侧焊接变形控制。

背景技术

金属管道作为承载流体的外壳广泛应用于石油化工以及核电制造领域。核电站核岛压力容器设备的换热管道在高温、高压以及内部介质高速流动的环境下运行，其圆度和直径对承压寿命和流量起着重要的影响。但是在管道连接过程中管道对接焊接以及管外壁零件焊接会产生热收缩变形导致管道变椭、直径变小等问题，并影响管壁焊接零件的定位尺寸。通常对于直径较大能够进人的管道对接焊接可以通过管道内、外双侧交替焊接来平衡焊接变形量，并且焊接前人员可在其内侧利用工具进行撑顶来控制管道圆度；对于内径较小的管道焊接时其自身刚性可以防止焊接收缩变形；而当内径在100～400mm左右的薄壁管道焊接时，管道直径无法满足人员进入，对接后只能外侧焊接，并且管道刚性低，焊接时自身强度无法抵抗外侧焊接带来的收缩变形，焊缝在焊接高温冷却过程中会向内侧不均匀塌陷导致圆度便椭，直径变小。对于上述问题以现有技术没有良好的控制薄壁管道焊接变形的办法。因此，目前亟需解决的问题是设计一种能够在管道内侧人员不可达位置可实现管道焊接防变形支撑，并能够轻松取出的内侧撑圆装置。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种薄壁金属管道内侧撑圆装置，对于内径在100～400mm的多种路径的薄壁管道内侧不可达位置进行撑圆外侧焊接防止变形。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种薄壁金属管道内侧撑圆装置，包括能够转动的凸轮轴体和沿凸轮轴体进行伸缩的多个顶杆组件且凸轮轴体与顶杆组件的外部罩有外壳,所述凸轮轴体包括中间设置的转动轴，所述转动轴的两侧分别设置有一个环向均布多个扇叶的“风车”状凸轮且两侧的两个凸轮呈一定角度错位设置，所述每个顶杆组件上套设有弹簧且外壳上设置有复位弹簧卡槽，所述复位弹簧卡槽使得弹簧始终处于压缩状态继而带动每个顶杆组件的一端始终抵在相应的扇叶上，所述外壳的外侧设置有为凸轮轴体的转动提供动力的液压缸，随着凸轮轴体的转动带动顶杆组件伸缩。

本发明技术方案的进一步改进在于：两个所述凸轮的错位角度为45°且每个所述凸轮设置有4个环向均布且相等的扇叶。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述顶杆组件包括撑顶管道内壁的顶头和与顶头可拆卸连接的支杆，所述支杆的端部通过滚轮轴连接滚轮且滚轮与凸轮轴体滚动接触。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述顶头的顶端设置为球面弧度为SR、高度为L的球面。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述顶杆组件设置为8个。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述外壳设置为两个且中心设置有与转动轴安装配合的轴孔且外壳上设置有顶杆组件伸缩的导向孔。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述液压缸设置为两个且通过设置于外壳外壁上的连接轴固定，每个所述液压缸的伸缩杆端部与凸轮相对应的两个扇叶连接且伸缩杆通过扇叶上的凸轮连接轴连接，外壳的外壁上设置有与凸轮连接轴运动轨迹相同且成弧形的滑动槽。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述薄壁金属管道内径为100～400mm。