管道内部充氩气的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种管道内部充氩气的装置和方法，对设备之间的管道的最后一道焊口进行充氩气保护。该管道内部充氩气的装置包括氩气室装置，该氩气室装置包括两个封堵元件，所述两个封堵元件为可收缩元件且由连接件连接，用于与管道的内壁配合形成对应焊口的氩气室；动力装置，该动力装置包括：装置机体，与所述氩气室装置可拆卸地连接；行走机构，设置于所述装置机体，用于驱动所述动力装置在所述管道内移动；定位机构，设置于所述装置机体，包括可伸缩定位件，用于在伸出状态与所述管道的内壁相顶，以将所述动力装置固定在所述管道内；以及控制模块，与所述行走机构、所述定位机构信号连接，用于控制所述行走机构和所述定位机构分别进行动作。

【技术实现步骤摘要】
管道内部充氩气的装置和方法
本专利技术属于焊接辅助设备
，具体涉及一种管道内部充氩气的装置和方法。
技术介绍
对不锈钢等高合金钢管道或铝、钛等有色金属管道进行焊接时，需要在管道内部充氩气，以对焊缝背面进行保护，防止焊缝背面被空气氧化而导致的焊接缺陷。目前对于管道焊接时内部充氩气的方法主要有整体充氩法和局部充氩法：1)整体充氩法：对于小直径管道或短管，可采用整体充氩法，该方法比较简单，首先将管道组对，然后将两端的管口封堵，在其中一端的封口上留出排气孔，并在焊口处的管道外壁粘贴胶带，可以在胶带上留有空隙以供氩气输气管插入，也可以将焊口用胶带完全封闭，而在管道另一端的封口上留出进气孔以供氩气输气管插入，通过输气管向管道内部充入氩气，排尽管道内的空气，当管道内的氩气浓度达到焊接要求的浓度时，撕开胶带，快速进行焊接，或者仅将胶带撕开焊工一次连续焊接的长度，焊完这段后，再撕开相同长度的胶带，继续施焊，以此类推，直至完成焊接。2)局部充氩法：当管径较大或管道较长时，若采用整体充氩法，则由于管道内体积较大，造成氩气用量较大，焊接成本较高，且不利于环保，此外，充氩气的范围空间越大，氩气的浓度越难控制，会对焊接质量造成一定的负面影响，因此常采用局部充氩的方法，用泡沫海绵等封堵件将焊口两侧的局部管道封堵，并在焊口处的管道外壁粘贴胶带，形成密闭的氩气室，通过焊口位置或封堵件上留出的进气孔向氩气室内充氩气，焊接完成后再将封堵件取出。例如权利人为中国核工业第五建设有限公司、公告号为CN207930135U的专利文献记载了一种充氩保护罩，该充氩保护罩为氩气室装置，可与管道配合在焊口两侧的管道内部形成氩气室。该保护罩包括第一封堵板、第二封堵板、第一拉环、第二拉环和第三拉环；其中，第一拉环和第二拉环分别位于第一封堵板的两个端面上，并且第一拉环和第二拉环采用偏心设置；第三拉环位于第二封堵板的端面上，并且与第二拉环相对设置；第一拉环上设有拉绳，第二拉环和第三拉环之间设有连接件，焊接完成后，拉拽拉绳即可将该保护罩拆除。在另一些技术中，第一封堵板、第二封堵板被替换为其它封堵元件，例如气囊。对于设备之间的管道的最后一道焊口，由于其两侧的管道较长，且结构复杂，常存在弯曲和/或变径等情况，若采用整体充氩法，则造成氩气的大量浪费，且氩气浓度难以控制，焊接质量难以保证，若采用局部充氩法，则普通的封堵件在焊接完成后难以取出，因此常采用水溶纸封堵焊口两侧的管道，形成氩气室，在焊接完成后，通过管道冲洗将水溶纸排出管道，但此种方法仅适用于采用水冲洗的管道，采用其它方式冲洗或吹扫的管路则不能采用(尤其是油管路不能使用水溶纸)，并且容易在管道内残留有水溶纸残渣，影响管道的清洁度，甚至可能导致小管阀门被水溶纸残渣堵塞。传统的充氩气方法在对设备之间的管道的最后一道焊口进行充氩保护时具有局限性，因此如何解决最后一道焊口充氩气的问题以及提高氩气利用率、保证管道焊接时的氩气浓度显得尤为重要，尤其是在重要及精密设备中不锈钢管道、长输管道等领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种管道内部充氩气的装置，其可有效地对设备之间的管道的最后一道焊口进行充氩气保护。为实现所述目的的管道内部充氩气的装置，包括氩气室装置，所述氩气室装置包括两个封堵元件，所述两个封堵元件为可收缩元件且由连接件连接，用于与管道的内壁配合形成对应焊口的氩气室；所述管道内部充氩气的装置还包括动力装置，所述动力装置包括：装置机体，与所述氩气室装置可拆卸地连接；行走机构，设置于所述装置机体，用于驱动所述动力装置在所述管道内移动；定位机构，设置于所述装置机体，包括可伸缩定位件，所述可伸缩定位件在伸出状态用于与所述管道的内壁相顶，以将所述动力装置固定在所述管道内；以及控制模块，与所述行走机构、所述定位机构信号连接，用于控制所述行走机构和所述定位机构分别进行动作。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述氩气室装置的所述封堵元件包括伞面、滑套、辐条和拉杆；所述伞面由可折叠的柔性材料制成，展开时呈圆形，所述伞面的径向内侧与所述滑套相连接；所述滑套可滑动地套在所述连接件上；所述辐条沿着所述伞面的径向延伸，所述辐条的一端与所述滑套铰接，所述辐条的另一端在靠近所述伞面的径向外侧处与所述伞面相连接，多个所述辐条在所述伞面的周向上均匀分布；所述拉杆与所述辐条的数量相等，所述拉杆的一端铰接在所述连接件上，所述拉杆的另一端铰接在对应的所述辐条上；所述氩气室装置还包括拉绳，所述拉绳与所述滑套相连接，用于带动所述滑套在所述连接件上滑动，进而带动所述辐条转动，使所述伞面展开，将所述管道封堵。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述连接件上设置有弹性元件，用于保持所述滑套的位置，进而将所述伞面保持在收缩位置。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述氩气室装置的所述封堵元件为气囊，所述连接件为连接管，所述连接管与所述两个封堵元件相连通，所述氩气室装置还包括充气管，用于对所述封堵元件充气。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述定位机构包括在所述装置机体的底侧和顶侧分别设置的所述可伸缩定位件以及驱动所述可伸缩定位件进行伸缩运动的定位电机。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述动力装置还包括吸附装置，所述吸附装置包括在所述装置机体内设置的风机和在所述装置机体的底侧设置的吸附腔；所述风机用于将所述动力装置的底部与所述管道的内壁之间的空气抽取到所述吸附腔，再从所述动力装置的顶部将空气排出，使所述动力装置的底部的气压与所述动力装置的顶部的环境大气压之间产生压力差，从而使所述动力装置被吸附在所述管道的内壁上；所述风机与所述控制模块信号连接，可以在所述控制模块的控制下调整所述压力差，从而使所述动力装置被容许在所述管道的内壁的360°范围内定位，并被容许由所述行走机构驱动进行移动。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述吸附腔的底端具有形状调整部，所述形状调整部为弹性材料制成，可以随着不同管径的所述管道的内壁调整形状。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述氩气室装置还包括气体输送管,所述气体输送管与所述氩气室装置可拆卸地连接，并与所述氩气室连通，用于向所述氩气室输入氩气。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述气体输送管为可伸缩和/或可弯曲的弹性软管。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述行走机构包括位于所述装置机体底部的滚轮以及位于所述装置机体上的行走电机，所述行走电机与所述滚轮可传动连接。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，所述行走机构还包括测量模块，用于测量所述动力装置移动的距离、当前的角度和/或速度等信息，并将测量结果反馈到所述控制模块。在所述的管道内部充氩气的装置的一个或多个实施方式中，还包括远程控制装置，所述远程控制装置设置在所述管道的外部，与所述动力装置信号连接，用于接收所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.管道内部充氩气的装置，包括氩气室装置，所述氩气室装置包括两个封堵元件，所述两个封堵元件为可收缩元件且由连接件连接，用于与管道的内壁配合形成对应焊口的氩气室，其特征在于，所述管道内部充氩气的装置还包括动力装置，所述动力装置包括：/n装置机体，与所述氩气室装置可拆卸地连接；/n行走机构，设置于所述装置机体，用于驱动所述动力装置在所述管道内移动；/n定位机构，设置于所述装置机体，包括可伸缩定位件，所述可伸缩定位件在伸出状态用于与所述管道的内壁相顶，以将所述动力装置固定在所述管道内；以及/n控制模块，与所述行走机构、所述定位机构信号连接，用于控制所述行走机构和所述定位机构分别进行动作。/n

【技术特征摘要】
1.管道内部充氩气的装置，包括氩气室装置，所述氩气室装置包括两个封堵元件，所述两个封堵元件为可收缩元件且由连接件连接，用于与管道的内壁配合形成对应焊口的氩气室，其特征在于，所述管道内部充氩气的装置还包括动力装置，所述动力装置包括：
装置机体，与所述氩气室装置可拆卸地连接；
行走机构，设置于所述装置机体，用于驱动所述动力装置在所述管道内移动；
定位机构，设置于所述装置机体，包括可伸缩定位件，所述可伸缩定位件在伸出状态用于与所述管道的内壁相顶，以将所述动力装置固定在所述管道内；以及
控制模块，与所述行走机构、所述定位机构信号连接，用于控制所述行走机构和所述定位机构分别进行动作。


2.如权利要求1所述的管道内部充氩气的装置，其特征在于，所述氩气室装置的所述封堵元件包括伞面、滑套、辐条和拉杆；
所述伞面由可折叠的柔性材料制成，展开时呈圆形，所述伞面的径向内侧与所述滑套相连接；
所述滑套可滑动地套在所述连接件上；
所述辐条沿着所述伞面的径向延伸，所述辐条的一端与所述滑套铰接，所述辐条的另一端在靠近所述伞面的径向外侧处与所述伞面相连接，多个所述辐条在所述伞面的周向上均匀分布；
所述拉杆与所述辐条的数量相等，所述拉杆的一端铰接在所述连接件上，所述拉杆的另一端铰接在对应的所述辐条上；
所述氩气室装置还包括拉绳，所述拉绳与所述滑套相连接，用于带动所述滑套在所述连接件上滑动，进而带动所述辐条转动，使所述伞面展开，将所述管道封堵。


3.如权利要求2所述的管道内部充氩气的装置，其特征在于，所述连接件上设置有弹性元件，用于保持所述滑套的位置，进而将所述伞面保持在收缩位置。


4.如权利要求1所述的管道内部充氩气的装置，其特征在于，所述氩气室装置的所述封堵元件为气囊，所述连接件为连接管，所述连接管与所述两个封堵元件相连通，所述氩气室装置还包括充气管，用于对所述封堵元件充气。


5.如权利要求1所述的管道内部充氩气的装置，其特征在于，所述定位机构包括在所述装置机体的底侧和顶侧分别设置的所述可伸缩定位件以及驱动所述可伸缩定位件进行伸缩运动的定位电机。


6.如权利要求1所述的管道内部充氩气的装置，其特征在于，所述动力装置还包括吸附装置，所述吸附装置包括在所述装置机体内设置的风机和在所述装置机体的底侧设置的吸附腔；
所述风机用于将所述动力装置的底部与所述管道的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆民，马振，许培培，周斌，燕晓明，何昌恒，王思宇，柏云浩，
申请(专利权)人：中国核工业第五建设有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31