CN114589452B - 一种焊接用管道夹持设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焊接用管道夹持设备，涉及管道焊接工装技术领域，为解决采用现有方式对管道固定时会造成管道与夹持设备出现相对滑动，从而导致后续的焊接作业无法顺利进行的问题而设计。包括沿管道的轴向间隔设置的两组夹持装置，每组夹持装置均包括第一夹持组件和第二夹持组件；两组夹持装置中的第一夹持组件沿轴向相对，且两个第一夹持组件之间连接有第一拉杆，两组夹持装置中的第二夹持组件沿轴向相对，且两个第二夹持组件之间连接有第二拉杆；两组夹持装置的夹持空间中均设置有限位组件，限位组件被配置为阻止管道沿设定方向滑移。本发明能够避免管道与夹持设备之间的相对滑动，从而保证后续焊接作业的顺利进行。

Description

一种焊接用管道夹持设备

技术领域

本发明涉及管道焊接工装技术领域，具体而言，涉及一种焊接用管道夹持设备。

背景技术

在电厂的长期运行使用以及长距离的天然气、石油输送过程中，各类管道系统中各材质的管道及其焊缝有可能发生性能的恶化，从而导致安全事故的发生，严重影响天然气、石油管道的安全性和电厂运行的稳定性，所以，往往需要对性能劣化的管道进行更换。

当需要对管道进行更换时，通常需要将已经发生性能劣化的管道切割下来，再将新的管道放置于该位置，并将该新管道与原管道进行焊接，才可达到更换管道的目的。然而，现有对管道进行切割作业时，在原管道切割分离瞬间产生的应力，容易使原管道出现沿轴向的滑移，使得原管道与夹持设备之间出现相对滑动，导致后续的焊接作业无法顺利进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接用管道夹持设备，以解决采用现有方式对管道固定时会造成管道与夹持设备出现相对滑动，从而导致后续的焊接作业无法顺利进行的技术问题。

本发明提供的焊接用管道夹持设备，包括沿管道的轴向间隔设置的两组夹持装置，每组所述夹持装置均包括第一夹持组件和第二夹持组件，所述第一夹持组件与对应的所述第二夹持组件之间形成用于夹持所述管道的夹持空间；两组所述夹持装置中的所述第一夹持组件沿所述轴向相对，且两个所述第一夹持组件之间连接有第一拉杆，两组所述夹持装置中的所述第二夹持组件沿所述轴向相对，且两个所述第二夹持组件之间连接有第二拉杆；两组所述夹持装置的所述夹持空间中均设置有限位组件，所述限位组件被配置为阻止所述管道沿设定方向滑移，其中，所述设定方向为两组所述夹持装置中的一者沿管道的轴向背离另一者的方向。

进一步地，所述限位组件包括沿所述夹持空间的周向间隔排布的多个摩擦块，多个所述摩擦块被配置为与所述管道的外周面接触；所述第一夹持组件包括第一夹持座，所述第二夹持组件包括第二夹持座，所述第一夹持座和所述第二夹持座均设置有所述摩擦块，其中，所述摩擦块可移动地设置于相应的夹持座，且沿所述设定方向，所述摩擦块移动后能够逐渐靠近所述管道的轴线。

进一步地，所述摩擦块通过安装座安装于相应的夹持座，所述安装座开设有安装腔，所述安装腔内固定设置有导向杆，沿所述设定方向，所述导向杆朝向靠近所述管道的轴线的方向延伸倾斜；所述摩擦块开设有导向孔，所述导向杆穿设于所述导向孔，所述导向杆被配置为引导所述摩擦块移动。

进一步地，所述限位组件还包括复位元件，所述复位元件连接于所述摩擦块与所述安装座之间，所述复位元件被配置为在所述摩擦块与所述管道的外周面分离时，使所述摩擦块复位。

进一步地，所述安装座可转动地安装于相应的夹持座，所述安装座的转动轴线与所述设定方向平行。

进一步地，所述摩擦块朝向所述夹持空间的一面为弧形凹面，所述弧形凹面被配置为与所述管道的外周面贴合接触。

进一步地，所述第一拉杆的两端分别与两个所述第一夹持组件滑动连接，所述第二拉杆的两端分别与两个所述第二夹持组件滑动连接，所述第一拉杆和所述第二拉杆的运动轨迹均沿所述管道的周向且二者同步运动；沿所述管道的径向，所述第一拉杆和所述第二拉杆均与所述管道的外周面相间隔。

进一步地，所述焊接用管道夹持设备还包括支撑装置，所述支撑装置设置在两组所述夹持装置之间，所述支撑装置被配置为支撑所述管道；所述支撑装置连接所述第一拉杆和所述第二拉杆，所述支撑装置还被配置为使所述第一拉杆和所述第二拉杆同步运动。

进一步地，所述支撑装置包括支撑座、弧形滑杆和托板，其中，所述支撑座开设有弧形通道，所述弧形滑杆可滑动地设置于所述弧形通道，且所述弧形滑杆的第一端与所述第一拉杆挂接，所述弧形滑杆的第二端与所述第二拉杆挂接；所述托板可升降地安装于所述支撑座，所述托板被配置为支撑所述管道。

进一步地，所述焊接用管道夹持设备还包括自定位装置，所述自定位装置被配置为在所述第一拉杆和所述第二拉杆运动至设定位置时对所述第一拉杆和所述第二拉杆固定。

本发明焊接用管道夹持设备带来的有益效果是：

在需要将破损的管道更换为新的管道时，可以先利用该焊接用管道夹持设备对原管道进行固定，具体为：将两组夹持装置沿管道的轴向间隔布置，利用第一夹持组件和第二夹持组件两者形成的夹持空间对原管道进行夹持，并使出现破损、需要被更换的管道位于两组夹持装置之间，完成对原管道的固定；之后，可以对这部分需要被更换的管道进行切割作业，将出现破损的管道切下，以便后续将新的管道更换至该位置。

在对管道进行切割时，一方面，能够利用第一拉杆和第二拉杆对管道被切割分离瞬间所产生的应力进行有效抵抗，防止管道整体出现轴向位置移动，实现了对管道的有效固定，另一方面，通过在夹持空间中设置限位组件，能够进一步对原本连接在被切下管道两端的管道进行限位，阻止这两部分管道出现方向相背的滑移，从而避免因管道切割分离瞬间产生的应力导致的管道滑移现象，使得即使在破旧管道被切下后，剩余管道仍能被焊接用管道夹持设备固定在原位置，以便后续焊接作业的顺利进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的焊接用管道夹持设备的结构主视图；

图2为本发明实施例提供的焊接用管道夹持设备的主视结构剖视图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为图3中B处的局部结构放大图；

图5为图4中的C-C剖视图；

图6为图3中的D-D剖视图；

图7为图3中焊接用管道夹持设备在自定位装置处的局部结构放大图；

图8为图7中的E-E剖视图。

附图标记说明：

100-夹持装置；200-第一拉杆；210-第一杆体；220-第一法兰结构；300-第二拉杆；310-第二杆体；320-第二法兰结构；400-支撑装置；500-自定位装置；600-限位组件；

110-第一夹持组件；111-第一夹持座；112-第一导轨；113-转动腔；120-第二夹持组件；121-第二夹持座；122-第二导轨；130-滑动腔；140-滑块；150-滚珠；160-连接螺栓；170-锁紧螺母；180-夹持空间；

410-支撑座；411-弧形通道；420-弧形滑杆；421-条形孔；430-托板；440-调节丝杆；450-第一挂钩；451-第一钩部；452-第一杆部；453-第一螺旋弹簧；460-第二挂钩；461-第二钩部；462-第二杆部；463-第二螺旋弹簧；

510-齿轮；520-弧形齿条；530-复位杆；540-限位弹簧；550-单向轴承；560-第一复位弹簧；570-第二复位弹簧；580-第二转轴；

610-摩擦块；611-导向孔；620-安装座；621-安装腔；630-导向杆；640-复位元件；650-第一转轴。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本实施例提供的焊接用管道夹持设备的结构主视图，图2为本实施例提供的焊接用管道夹持设备的主视结构剖视图，图3为图2中的A-A剖视图。如图1至图3所示，本实施例提供了一种焊接用管道夹持设备，包括沿管道的轴向间隔设置的两组夹持装置100，每组夹持装置100均包括第一夹持组件110和第二夹持组件120，第一夹持组件110与对应的第二夹持组件120之间形成用于夹持管道的夹持空间180；两组夹持装置100中的第一夹持组件110沿轴向相对，且两个第一夹持组件110之间连接有第一拉杆200，两组夹持装置100中的第二夹持组件120沿轴向相对，且两个第二夹持组件120之间连接有第二拉杆300；两组夹持装置100的夹持空间180中均设置有限位组件600，限位组件600被配置为阻止管道沿设定方向滑移，其中，设定方向为两组夹持装置100中的一者沿管道的轴向背离另一者的方向。

以图3中视角进行说明，对于上方的夹持装置100，设定方向指的是图中箭头a所指的方向；对于下方的夹持装置100，设定方向指的是图中箭头b所指的方向。

在需要将破损的管道更换为新的管道时，可以先利用该焊接用管道夹持设备对原管道进行固定，具体为：将两组夹持装置100沿管道的轴向间隔布置，利用第一夹持组件110和第二夹持组件120两者形成的夹持空间180对原管道进行夹持，并使出现破损、需要被更换的管道位于两组夹持装置100之间，完成对原管道的固定；之后，可以对这部分需要被更换的管道进行切割作业，将出现破损的管道切下，以便后续将新的管道更换至该位置。

在对管道进行切割时，一方面，能够利用第一拉杆200和第二拉杆300对管道被切割分离瞬间所产生的应力进行有效抵抗，防止管道整体出现轴向位置移动，实现了对管道的有效固定，另一方面，通过在夹持空间180中设置限位组件600，能够进一步对原本连接在被切下管道两端的管道进行限位，阻止这两部分管道出现方向相背的滑移，从而避免因管道切割分离瞬间产生的应力导致的管道滑移现象，使得即使在破旧管道被切下后，剩余管道仍能被焊接用管道夹持设备固定在原位置，以便后续焊接作业的顺利进行。

请继续参照图1和图2，本实施例中，限位组件600包括沿夹持空间180的周向间隔排布的多个摩擦块610，多个摩擦块610被配置为与管道的外周面接触。请继续参照图3，第一夹持组件110包括第一夹持座111，第二夹持组件120包括第二夹持座121，第一夹持座111和第二夹持座121均设置有摩擦块610，具体地，摩擦块610可移动地设置于相应的夹持座，且沿设定方向，摩擦块610移动后能够逐渐靠近管道的轴线。其中，点划线z表示的即为管道的轴线。

以图3中视角进行说明。该焊接用管道夹持设备在使用过程中，当利用切割机对管道进行切割后，切割分离瞬间产生的应力会使得上方的管道出现向上的窜动趋势，以及，使得下方的管道出现向下的窜动趋势。对于上方的管道，当管道出现向上的窜动趋势时，这种趋势将会带动与管道表面相接触的摩擦块610也产生向上的运动趋势，通过将摩擦块610设置为移动后能够逐渐靠近管道的轴线的形式，使得当上方的摩擦块610产生向上的运动趋势后，将产生靠近管道轴线的移动分量，使得上方的夹持装置100的夹持空间180缩小，以将上方的管道夹紧，从而有效避免了上方的管道向上滑移，起到了对上方的管道固定的作用。类似地，对于下方的管道，当管道出现向下的窜动趋势时，这种趋势将会带动与管道表面相接触的摩擦块610也产生向下的运动趋势，通过将摩擦块610设置为移动后能够逐渐靠近管道的轴线的形式，使得当下方的摩擦块610产生向下的运动趋势后，也将产生靠近管道轴线的移动分量，使得下方的夹持装置100的夹持空间180缩小，以将下方的管道夹紧，从而有效避免了下方的管道向下滑移，起到了对下方的管道固定的作用。

这种限位组件600的设置形式，能够在管道切割分离瞬间增加其与管道外周面的摩擦力，以达到阻止管道滑移的目的，保证了管道的固定质量，而且，不会对管道造成刚性碰撞损伤，对管道起到了一定的保护作用。

请继续参照图2，本实施例中，各组夹持装置100中，限位组件600共包括十个摩擦块610，具体地，第一夹持座111安装有五个摩擦块610，五个摩擦块610沿夹持空间180的弧形走向等间隔排布；第二夹持座121也安装有五个摩擦块610，五个摩擦块610沿夹持空间180的弧形走向等间隔排布。如此设置，使得管道所受到的夹持力较为均衡，避免管道局部应力集中。

图4为图3中B处的局部结构放大图。请继续参照图3，并结合图4，本实施例中，摩擦块610通过安装座620安装于相应的夹持座，具体地，安装座620开设有安装腔621，安装腔621内固定设置有导向杆630，沿设定方向，导向杆630朝向靠近管道的轴线的方向延伸倾斜；摩擦块610开设有导向孔611，导向杆630穿设于导向孔611，导向杆630被配置为引导摩擦块610移动。

以图4中示出的摩擦块610为例进行说明。当图4中示出的摩擦块610跟随管道产生向下的运动趋势时，该摩擦块610将通过导向孔611在导向杆630上向下滑动，使得摩擦块610逐渐靠近管道的轴线，以达到增加摩擦块610与管道之间摩擦力、从而将管道进一步夹紧的目的。

摩擦块610的这种安装形式，结构简单，而且，通过将导向杆630设置于安装腔621内，使得摩擦块610在装配后，也有一部分嵌入安装腔621内，对摩擦块610起到了一定的限位作用，有效防止了摩擦块610沿管道的轴向脱离相应的夹持座。

需要说明的是，“相应的夹持座”指的是第一夹持座111或者第二夹持座121，由于摩擦块610在第一夹持座111和第二夹持座121具有相同的安装结构，故本实施例对此进行合并说明。

请继续参照图4，本实施例中，限位组件600还包括复位元件640，复位元件640连接于摩擦块610与安装座620之间，复位元件640被配置为在摩擦块610与管道的外周面分离时，使摩擦块610复位。其中，摩擦块610复位指的是使摩擦块610沿与设定方向相反的方向运动。

通过设置复位元件640，使得在摩擦块610与管道表面分离后，摩擦块610能够自动复位，一方面，保证了限位组件600在下一次作业中对管道的可靠限位，另一方面，无需作业人员人工复位，降低了劳动强度，而且，也避免了因作业人员遗忘而导致的焊接用管道夹持设备无法正常工作的情形。

请继续参照图4，本实施例中，复位元件640包括螺旋弹簧，复位元件640设置在安装腔621内，且复位元件640套设在导向杆630上，复位元件640的一端与安装座620抵接，另一端与摩擦块610抵接。对于图4中示出的摩擦块610，当其产生向下的运动趋势时，将压缩复位元件640，使得复位元件640产生弹性回复力，这种弹性回复力使得摩擦块610与管道外周面分离后，能够驱动摩擦块610向上移动。

图5为图4中的C-C剖视图。请继续参照图4，并结合图5，本实施例中，安装座620可转动地安装于相应的夹持座，安装座620的转动轴线与设定方向平行。具体地，安装座620通过第一转轴650转动安装于相应的夹持座。

安装座620的这种设置形式，使得在夹紧不同管径的管道时，摩擦块610能够最大程度地紧贴管道表面，以增加摩擦块610与管道外周面的摩擦力，从而保证对管道夹持的可靠性。

请继续参照图4和图5，具体地，夹持座开设有转动腔113，安装座620通过第一转轴650转动设置在转动腔113中。需要说明的是，图4和图5中仅以限位组件600在第一夹持座111上的安装为例进行说明，限位组件600在第二夹持座121上的安装结构与其在第一夹持座111上的安装结构相同，仅是镜像对称关系，故本实施例不再附图赘述。

请继续参照图5，本实施例中，摩擦块610朝向夹持空间180的一面为弧形凹面，弧形凹面被配置为与管道的外周面贴合接触。通过将摩擦块610朝向夹持空间180的一面设置为弧形凹面，能够进一步增加摩擦块610与管道外周面的接触面积，从而进一步提高本实施例焊接用管道夹持设备夹持管道时的可靠性。

请继续参照图2，本实施例中，第一拉杆200的两端分别与两个第一夹持组件110滑动连接，第二拉杆300的两端分别与两个第二夹持组件120滑动连接，第一拉杆200和第二拉杆300的运动轨迹均沿管道的周向且二者同步运动；沿管道的径向，第一拉杆200和第二拉杆300均与管道的外周面相间隔。

在对管道进行焊接作业时，通过将第一拉杆200和第二拉杆300设置为可沿管道的周向运动，使得作业人员能够根据焊接作业需要随意变换第一拉杆200和第二拉杆300沿管道周向的位置，以便焊接作业的顺利施展，提高管道焊接质量。另外，第一拉杆200和第二拉杆300同步运动的设置形式，还能够利用第一拉杆200和第二拉杆300共同作为切割机和焊接机的安装基础，以保证切割机和焊接机的安装稳定性，从而保证切割机和焊接机的稳定作业，进而达到提高切割及焊接质量的目的。

请继续参照图3，本实施例中，该焊接用管道夹持设备还包括支撑装置400，具体地，支撑装置400设置在两组夹持装置100之间，支撑装置400被配置为支撑管道；支撑装置400连接第一拉杆200和第二拉杆300，支撑装置400还被配置为使第一拉杆200和第二拉杆300同步运动。

在利用夹持装置100对管道进行夹持固定时，可以利用支撑装置400对两组夹持装置100之间的破损管道进行支撑，从而完成对原管道的固定；之后，对这部分需要被更换管道进行切割作业，将出现破损的管道切下，并将待进行更换的新管道放入两组夹持装置100之间，同样由支撑装置400进行支撑，在完成该管道与剩余管道边缘的对接后，对接缝处进行焊接。在焊接作业过程中，作业人员可根据作业需要随时推动第一拉杆200或第二拉杆300，在支撑装置400的作用下，第一拉杆200和第二拉杆300将同步运动，使其处于不影响焊接的位置，从而便于焊接作业的施展。

支撑装置400的设置，不仅能够实现对管道的支撑，防止被切下的管道意外坠落，而且，还能够实现第一拉杆200和第二拉杆300之间的动力传递，使得第一拉杆200和第二拉杆300能够同步运动。

请继续参照图3，本实施例中，该焊接用管道夹持设备包括两组支撑装置400，两组支撑装置400沿管道的轴向间隔设置。如此设置，能够增加对管道的支撑点数量，实现对管道的可靠支撑。

图6为图3中的D-D剖视图。请继续参照图3，并结合图6，本实施例中，支撑装置400包括支撑座410、弧形滑杆420和托板430，具体地，支撑座410开设有弧形通道411，弧形滑杆420可滑动地设置于弧形通道411，且弧形滑杆420的第一端与第一拉杆200挂接，弧形滑杆420的第二端与第二拉杆300挂接；托板430可升降地安装于支撑座410，托板430被配置为支撑管道。

在利用该焊接用管道夹持设备对管道进行固定时，可以将管道放置于托板430，利用托板430对管道进行支撑；在焊接作业过程中，当作业人员推动第一拉杆200或第二拉杆300时，弧形滑杆420将在支撑座410的弧形通道411中滑动，对第一拉杆200和第二拉杆300的运动起到引导作用，实现对焊接作业的有效避让。而且，上述过程中，弧形滑杆420起到连接第一拉杆200和第二拉杆300的作用，使得第一拉杆200和第二拉杆300能够同步运动，并且，支撑座410将始终保持固定状态，仅利用弧形通道411对弧形滑杆420的滑动过程进行引导，不会随弧形滑杆420运动，也即：托板430将始终保持在支撑位置（管道的下方），对管道进行有效支撑。

这种支撑装置400的设置形式，不仅能够实现第一拉杆200和第二拉杆300的同步运动，而且，还使得第一拉杆200和第二拉杆300两者的滑动过程与托板430对管道的支撑过程相互独立，使得作业人员在推动第一拉杆200或第二拉杆300时，并不会带来管道的移位，进一步提高了焊接质量。而且，通过将托板430设置为可升降的形式，便于管道之间的对接。另外，通过将弧形滑杆420设置为与第一拉杆200和第二拉杆300挂接的形式，还便于支撑装置400与第一拉杆200和第二拉杆300的连接。

需要说明的是，本实施例中，支撑座410固定设置的形式，可以为，支撑座410直接放置于地面且固定不动。

请继续参照图6，本实施例中，托板430为弧形板，且弧形板的凹陷部朝向管道，弧形板的母线方向沿管道的径向。这种托板430的设置形式，能够在管道放置于托板430后，对管道起到对中定位的作用，保证了切割质量和焊接质量。

请继续参照图1、图2和图6，本实施例中，支撑装置400还包括调节丝杆440，具体地，调节丝杆440螺纹连接于支撑座410，且可沿管道的径向远离或靠近管道，托板430与调节丝杆440朝向管道的一端转动配合。

在将新的管道放置于托板430后，作业人员可以通过转动调节丝杆440，利用调节丝杆440向管道的靠近或远离动作，实现对管道支撑高度的调节，使得新的管道能够与剩余管道的边缘可靠对接，以保证管道的顺利焊接。

请继续参照图3和图6，本实施例中，弧形滑杆420开设有沿其走向延伸的条形孔421，调节丝杆440穿设于条形孔421。

通过在弧形滑杆420开设使调节丝杆440穿过的条形孔421，一方面，使得托板430和支撑座410两者沿管道的径向分布，缩短了支撑装置400沿管道轴向的尺寸，使得支撑装置400的结构较为紧凑，节省空间，另一方面，还使得弧形滑杆420在支撑座410的弧形通道411滑动的过程中，能够对调节丝杆440进行有效避让，使得第一拉杆200和第二拉杆300两者的滑动过程与调节丝杆440的调节过程相互独立，不会发生干涉。

请继续参照图6，本实施例中，弧形滑杆420的第一端连接有第一挂钩450，弧形滑杆420的第二端连接有第二挂钩460，其中，第一挂钩450用于与第一拉杆200挂接，第二挂钩460用于与第二拉杆300挂接。

通过在弧形滑杆420的两端分别设置第一挂钩450和第二挂钩460，实现了与第一拉杆200和第二拉杆300两者的挂接，连接方式简单，且便于支撑装置400的安装和拆卸。而且，在实际使用过程中，作业人员还可以根据需要进行支撑的管道的长度，使支撑装置400通过第一挂钩450在第一拉杆200上的滑移以及第二挂钩460在第二拉杆300上的滑移，改变支撑装置400沿管道轴向的位置，以实现对支撑长度的调节，该调节过程无需将支撑装置400拆下再重新安装，方便快捷。

请继续参照图6，本实施例中，第一挂钩450包括第一钩部451、第一杆部452和第一螺旋弹簧453，弧形滑杆420的第一端开设有第一插孔，第一杆部452插设于第一插孔，第一钩部451与第一杆部452固定连接，且第一钩部451用于与第一拉杆200连接，第一螺旋弹簧453套设于第一杆部452，且第一螺旋弹簧453的一端与第一钩部451抵接，第一螺旋弹簧453的另一端与弧形滑杆420的第一端抵接。

这种第一钩部451的设置形式，不仅能够实现弧形滑杆420第一端与第一拉杆200的挂接，而且，在第一螺旋弹簧453的作用下，第一钩部451能够牢牢地挂在第一拉杆200上，不会在第一拉杆200滑动过程中脱离第一拉杆200。

请继续参照图6，类似地，第二挂钩460包括第二钩部461、第二杆部462和第二螺旋弹簧463，弧形滑杆420的第二端开设有第二插孔，第二杆部462插设于第二插孔，第二钩部461与第二杆部462固定连接，且第二钩部461用于与第二拉杆300挂接，第二螺旋弹簧463套设于第二杆部462，且第二螺旋弹簧463的一端与第二钩部461连接，第二螺旋弹簧463的另一端与弧形滑杆420的第二端连接。

这种第二钩部461的设置形式，不仅能够实现弧形滑杆420第二端与第二拉杆300的挂接，而且，在第二螺旋弹簧463的作用下，第二钩部461能够牢牢地挂在第二拉杆300上，不会在第二拉杆300滑动过程中脱离第二拉杆300。

请继续参照图3，本实施例中，第一拉杆200包括多个第一杆体210，多个第一杆体210沿管道的轴向分布，且任意相邻的两个第一杆体210可拆卸固定连接。同样地，第二拉杆300包括多个第二杆体310，多个第二杆体310也沿管道的轴向分布，且任意相邻的两个第二杆体310可拆卸固定连接。

通过将第一拉杆200设置为主要由多根第一杆体210组成的结构、将第二拉杆300设置为主要由多根第二杆体310组成的结构，使得该焊接用管道夹持设备在使用时，作业人员可以根据管道的长度自行选择第一杆体210和第二杆体310的数量，以达到增加或减小焊接用管道夹持设备轴向长度的目的，使得焊接用管道夹持设备能够适用于多种长度规格管道的固定，提高了本实施例焊接用管道夹持设备的通用性。

具体地，本实施例中，任意相邻的两个第一杆体210通过第一法兰结构220可拆卸固定连接，任意相邻的两个第二杆体310通过第二法兰结构320可拆卸固定连接。这种对多个第一杆体210以及多个第二杆体310进行连接的形式，不仅连接可靠，而且结构简单，易于实施。

请继续参照图3，本实施例中，该焊接用管道夹持设备还包括自定位装置500，其中，自定位装置500被配置为在第一拉杆200和第二拉杆300运动至设定位置时对第一拉杆200和第二拉杆300固定。自定位装置500的设置，使得作业人员推动第一拉杆200和第二拉杆300运动至不影响焊接作业的位置之后，第一拉杆200和第二拉杆300能够固定在该位置保持静止，无需作业人员额外对其进行固定，从而进一步降低了对焊接作业的干扰。

图7为图3中焊接用管道夹持设备在自定位装置500处的局部结构放大图，图8为图7中的E-E剖视图。请继续参照图2和图3，并结合图7和图8，本实施例中，各第一夹持组件110和各第二夹持组件120均开设有滑动腔130，滑动腔130的走向沿管道的周向，第一拉杆200的两端以及第二拉杆300的两端分别伸入对应的滑动腔130，各滑动腔130设置上述自定位装置500。具体地，自定位装置500包括齿轮510、弧形齿条520、复位杆530和限位弹簧540，齿轮510仅可单向转动地安装于相应拉杆的端部，弧形齿条520可移动地安装于滑动腔130，且弧形齿条520的移动方向沿管道的径向，弧形齿条520的凹陷部朝向管道，弧形齿条520的齿形设置于其凹陷部，齿轮510与弧形齿条520啮合传动；复位杆530固定连接于弧形齿条520的凸出部，且复位杆530由相应的滑动腔130伸出，限位弹簧540套设于复位杆530，限位弹簧540被配置为使弧形齿条520始终具有与齿轮510抵接啮合的运动趋势。

以第一拉杆200的滑动过程及自定位原理为例进行说明。当作业人员向第一拉杆200施加推力时，第一拉杆200将在滑动腔130中顺着滑动腔130的走向滑动，即：滑动轨迹沿管道的周向；在第一拉杆200滑动的过程中，安装于其端部的齿轮510将与相应的弧形齿条520啮合，在齿轮510与弧形齿条520啮合传动的过程中，实现第一拉杆200位置的改变；由于齿轮510仅可单向转动地安装于第一拉杆200的端部，故在作业人员不再向第一拉杆200施加推力时，齿轮510将在弧形齿条520的啮合作用下限位，从而使第一拉杆200保持在当前位置。当完成焊接作业需要对第一拉杆200进行复位时，则可以通过拉动复位杆530，使弧形齿条520沿管道的径向移动，远离管道，以解除弧形齿条520对齿轮510的啮合限位，使得第一拉杆200复位，其中，在第一拉杆200运动的过程中，第二拉杆300同步运动。

这种自定位装置500的设置形式，使得作业人员在焊接作业过程中，推动第一拉杆200至设定位置后能够使第一拉杆200自动固定位置，在不向第一拉杆200施加其他作用力使保持第一拉杆200的静止，而且，限位弹簧540的设置，还使得弧形齿条520始终具有与齿轮510抵接啮合的运动趋势，从而实现了对第一拉杆200的可靠限位，避免因第一拉杆200突然坠落而影响焊接过程。

需要说明的是，本实施例中，当作业人员推动第二拉杆300时，第二拉杆300的滑动过程及自定位原理与上述第一拉杆200的滑动过程及自定位原理类似，故本实施例不再对这部分内容进行详细阐述。其中，在第二拉杆300运动的过程中，第一拉杆200也同步运动。

请继续参照图2和图3，本实施例中，第一夹持组件110还包括与第一夹持座111固定连接的第一导轨112，其中，设置于第一夹持组件110的滑动腔130开设于第一导轨112；类似地，第二夹持组件120还包括与第二夹持座121固定连接的第二导轨122，其中，设置于第二夹持组件120的滑动腔130开设于第二导轨122。

请继续参照图3和图7，本实施例中，第一拉杆200的两端以及第二拉杆300的两端均固定连接有滑块140，第一拉杆200及第二拉杆300均通过滑块140与相应的滑动腔130配合，且滑块140的滑动面安装有滚珠150；齿轮510通过单向轴承550安装于滑块140。

通过在第一拉杆200及第二拉杆300的端部设置滑块140，便于第一拉杆200及第二拉杆300与相应滑动腔130的滑动连接，而且，通过在滑块140的滑动面设置滚珠150，能够将滑块140与滑动腔130之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，缩小了滑块140滑动过程中的摩擦力，从而保证了第一拉杆200及第二拉杆300运动的顺畅性。

请继续参照图7，具体地，本实施例中，齿轮510通过第二转轴580与单向轴承550装配连接。

需要说明的是，本实施例中，滑动腔130的端部可以为开口设计，以实现自定位装置500在滑动腔130的安装。

请继续参照图2，本实施例中，自定位装置500还包括第一复位弹簧560和第二复位弹簧570，第一拉杆200的两端均设置有第一复位弹簧560，第一复位弹簧560的一端用于与第一夹持组件110连接，第一复位弹簧560的另一端用于连接第一拉杆200，当与第一拉杆200对应设置的自定位装置500的齿轮510与弧形齿条520分离时，第一复位弹簧560被配置为使第一拉杆200复位；第二拉杆300的两端均设置有第二复位弹簧570，第二复位弹簧570的一端用于与第二夹持组件120连接，第二复位弹簧570的另一端用于连接第二拉杆300，当与第二拉杆300对应设置的自定位装置500的齿轮510与弧形齿条520分离时，第二复位弹簧570被配置为使第二拉杆300复位。

以焊接作业过程中需要将第一拉杆200及第二拉杆300沿图2中逆时针方向运动为例进行说明，其中，第一拉杆200位于夹持空间180的左侧，第二拉杆300位于夹持空间180的右侧。当第一拉杆200及第二拉杆300逆时针运动至设定位置并保持静止时，如：第一拉杆200和第二拉杆300保持在图2中这一位置，此时，在第一复位弹簧560的作用下，与第一拉杆200连接的滑块（左侧的滑块140）将产生向上运动的趋势，与第二拉杆300连接的滑块（右侧的滑块140）将产生向下运动的趋势，而两侧的滑块140均无法在滑动腔130中转动，从而使得两侧的齿轮510无法反转，进而使得左侧的第一拉杆200和右侧的第二拉杆300能够保持在静止状态；当解除弧形齿条520对齿轮510的啮合限位作用后，在第一复位弹簧560的作用下，与第一拉杆200相连的滑块140将向上运动复位，在第二复位弹簧570的作用下，与第二拉杆300相连的滑块140将向下运动复位。

通过设置第一复位弹簧560和第二复位弹簧570，能够实现弧形齿条520与齿轮510分离后第一拉杆200及第二拉杆300的自动复位，方便快捷。而且，通过将第一复位弹簧560和第二复位弹簧570设置为沿夹持空间180的中线（即：管道的轴线）中心对称，还能够保证第一拉杆200和第二拉杆300受力的平衡性。

需要说明的是，图2中所示的滑块140的位置，为滑块140运动过程中的中间位置，也即第一拉杆200和第二拉杆300的中间位置。当解除弧形齿条520对齿轮510的限位后，左侧的滑块140将向上运动至与滑动腔130的顶壁相贴合的位置，实现复位，而右侧的滑块140将向下运动至与滑动腔130的底壁相贴合的位置，实现复位。

请继续参照图1和图2，本实施例中，在每组夹持装置100中，第一夹持组件110固定设置有连接螺栓160，第二夹持组件120与连接螺栓160相对应的位置开设有连接通孔。当需要对管道进行夹持时，第一夹持组件110和第二夹持组件120分设于管道的两侧，第一夹持组件110的连接螺栓160由第二夹持组件120的连接通孔穿过，并由锁紧螺母170紧固，从而实现第一夹持组件110与第二夹持组件120的对接。

具体地，本实施例中，第一夹持组件110固定设置有两个连接螺栓160，两个连接螺栓160沿第一夹持组件110的径向间隔设置，分别位于管道的上方和下方，相应地，第二夹持组件120开设有两个与之一一对应的连接通孔。当需要对管道进行夹持时，第一夹持组件110的两个连接螺栓160分别一一对应地穿过第二夹持组件120的两个连接通孔，并均由锁紧螺母170紧固。如此设置，保证了对管道夹持的可靠性。

该焊接用管道夹持设备的使用方法如下：

在焊接用管道夹持设备的初始状态下，第一复位弹簧560和第二复位弹簧570处于放松状态，以图2中视角，左侧的滑块140将与滑动腔130的顶壁抵接，右侧的滑块140将与滑动腔130的底壁抵接；复位元件640处于放松状态，摩擦块610与安装腔621背离复位元件640的腔壁抵接；限位弹簧540处于压缩状态，弧形齿条520与齿轮510啮合；第一螺旋弹簧453和第二螺旋弹簧463处于放松状态。

将一组夹持装置100的第一夹持组件110和第二夹持组件120夹持在所需更换的管道的一端，将另一组夹持装置100的第一夹持组件110和第二夹持组件120夹持在上述所需更换的管道的另一端；该过程中，可以通过改变第一杆体210和第二杆体310的数量，来实现第一拉杆200和第二拉杆300的延长或缩短，从而使其适应当前长度管道的固定需求。

将两组支撑装置400放置在管道的下方，利用各组支撑装置400的第一挂钩450和第二挂钩460与第一拉杆200及第二拉杆300进行连接，转动调节丝杆440，使调节丝杆440向靠近管道的方向运动，从而带动托板430向上运动，直至托板430的承托面与管道抵接。

转动夹持装置100中的锁紧螺母170，利用锁紧螺母170与连接螺栓160的螺旋传动，使得第一夹持组件110与第二夹持组件120相互靠近，直至锁紧螺母170无法继续转动，从而实现夹持装置100对管道的可靠夹持与固定。该过程中，第一拉杆200与第二拉杆300沿管道的径向相互靠近，第一螺旋弹簧453和第二螺旋弹簧463两者被压缩。与此同时，由于安装座620能够绕第一转轴650小范围转动，从而使得摩擦块610能够最大程度地紧贴在管道的外周面，以利用摩擦块610与管道外周面之间的摩擦力对管道进行固定。

利用切割机对管道进行切割，将需要更换的管道切割下来，具体地，管道的切割位置为两处，第一处为图3中上方夹持装置100与上方支撑装置400之间的位置，第二处为图3中下方夹持装置100与下方支撑装置400之间的位置，当完成对这部分管道的切割后，被切割下的管道由两组支撑装置400的托板430进行承托，避免管道掉落砸伤地面作业人员。

在旧管道被切下的瞬间，位于该旧管道两侧的原管道将产生沿设定方向的应力，使得图3视角下位于上方的管道产生向上的运动趋势，而位于下方的管道则产生向下的运动趋势，从而使得上方的摩擦块610产生向上的运动趋势以及使得下方的摩擦块610产生向下的运动趋势。由于摩擦块610的移动方向逐渐靠近管道的轴线，故在上述运动趋势下，摩擦块610将不断地夹紧管道，从而不断地增加摩擦块610与管道之间的摩擦力，进而达到避免摩擦块610与管道外周面产生相对滑移的目的，确保管道夹持质量。

将切割下来的管道取下，通过坡口机对原管道进行坡口处理，由于第一拉杆200及第二拉杆300两者与管道之间的距离足够大，故不会影响坡口机的正常作业。

将新的管道放置于两组支撑装置400的托板430，转动与各托板430相对应的调节丝杆440，利用托板430沿上下方向（靠近或远离管道的方向）的运动，对新的管道的位置进行调整，使其与原管道对齐，以保证该新管道与原管道的顺利对接。

作业人员通过焊接作业将新管道焊接至原管道，在焊接过程中，由于管道两侧的第一拉杆200和第二拉杆300均能够沿管道的周向滑动，故作业人员可以根据需求推动第一拉杆200或第二拉杆300，使其运动至不影响焊接作业的位置，以便焊接作业的顺利施展。在第一拉杆200和第二拉杆300运动的过程中，带动对应侧的滑块140沿滑动腔130滑动，使得第一复位弹簧560和第二复位弹簧570被压缩，图2中的第一复位弹簧560和第二复位弹簧570即处于被压缩的状态，与此同时，带动对应侧的齿轮510沿与之相应的弧形齿条520啮合滚动，使得对应侧的齿轮510转动。具体为，当图2视角中左侧的齿轮510沿左侧的弧形齿条520向下滚动时，左侧的齿轮510带动左侧的转轴转动，左侧的转轴与左侧的滑块140之间发生相对转动，此时，右侧的齿轮510沿右侧的弧形齿条520向上滚动，右侧的齿轮510带动右侧的转轴转动，右侧的转轴与右侧的滑块140之间发生相对转动。

仍以图2中视角进行说明，当左右两侧的滑块140停止滑动时，在第一复位弹簧560和第二复位弹簧570的作用下，左侧的滑块140产生向上的运动趋势，右侧的滑块140产生向下的运动趋势，由于转轴反转时会带动单向轴承550产生反转的趋势，而滑块140无法在滑动腔130内转动，从而使得转轴无法带动滑块140反转，故使得左右两侧的齿轮510无法反转，则左右两侧的齿轮510保持静止状态，即：左右两侧的滑块140保持静止状态，第一拉杆200和第二拉杆300保持在静止状态，从而避免了第一拉杆200和第二拉杆300位置随意变动而影响焊接过程。

待管道焊接完成后，反转调节丝杆440，使得支撑装置400的托板430远离管道，之后，将支撑装置400从第一拉杆200和第二拉杆300上取下，反转各连接螺栓160上的锁紧螺母170，使得各夹持装置100中的第一夹持组件110与第二夹持组件120相互远离，以将夹持装置100从管道上取下。与此同时，拉动自定位装置500的复位杆530，使得弧形齿条520沿远离管道的方向移动，使弧形齿条520与齿轮510脱离啮合，以解除弧形齿条520对齿轮510的限位，从而使得两侧的滑块140能够分别在第一复位弹簧560和第二复位弹簧570的作用下返回至初始位置，实现第一拉杆200和第二拉杆300的复位。

该焊接用管道夹持设备结构简单，体积和重量较小，不仅降低了运输成本以及施工成本，而且，在施工现场也不会因为管道所处位置较高而失去其使用价值，便于推广应用。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述实施例中，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“逆时针”等方位的描述，均基于附图所示。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种焊接用管道夹持设备，其特征在于，包括沿管道的轴向间隔设置的两组夹持装置（100），每组所述夹持装置（100）均包括第一夹持组件（110）和第二夹持组件（120），所述第一夹持组件（110）与对应的所述第二夹持组件（120）之间形成用于夹持所述管道的夹持空间（180）；两组所述夹持装置（100）中的所述第一夹持组件（110）沿所述轴向相对，且两个所述第一夹持组件（110）之间连接有第一拉杆（200），两组所述夹持装置（100）中的所述第二夹持组件（120）沿所述轴向相对，且两个所述第二夹持组件（120）之间连接有第二拉杆（300）；两组所述夹持装置（100）的所述夹持空间（180）中均设置有限位组件（600），所述限位组件（600）被配置为阻止所述管道沿设定方向滑移，其中，所述设定方向为两组所述夹持装置（100）中的一者沿所述管道的轴向背离另一者的方向；所述第一拉杆（200）的两端分别与两个所述第一夹持组件（110）滑动连接，所述第二拉杆（300）的两端分别与两个所述第二夹持组件（120）滑动连接，所述第一拉杆（200）和所述第二拉杆（300）的运动轨迹均沿所述管道的周向且二者同步运动；沿所述管道的径向，所述第一拉杆（200）和所述第二拉杆（300）均与所述管道的外周面相间隔；所述焊接用管道夹持设备还包括自定位装置（500），所述自定位装置（500）被配置为在所述第一拉杆（200）和所述第二拉杆（300）运动至设定位置时对所述第一拉杆（200）和所述第二拉杆（300）固定；

各所述第一夹持组件（110）和各所述第二夹持组件（120）均开设有滑动腔（130），所述滑动腔（130）的走向沿所述管道的周向，所述第一拉杆（200）的两端以及所述第二拉杆（300）的两端分别伸入对应的所述滑动腔（130），各所述滑动腔（130）设置所述自定位装置（500）；所述自定位装置（500）包括齿轮（510）、弧形齿条（520）、复位杆（530）和限位弹簧（540），所述齿轮（510）仅可单向转动地安装于相应拉杆的端部，所述弧形齿条（520）可移动地安装于所述滑动腔（130），且所述弧形齿条（520）的移动方向沿所述管道的径向，所述弧形齿条（520）的凹陷部朝向所述管道，所述弧形齿条（520）的齿形设置于其凹陷部，所述齿轮（510）与所述弧形齿条（520）啮合传动；所述复位杆（530）固定连接于所述弧形齿条（520）的凸出部，且所述复位杆（530）由相应的所述滑动腔（130）伸出，所述限位弹簧（540）套设于所述复位杆（530），所述限位弹簧（540）被配置为使所述弧形齿条（520）始终具有与所述齿轮（510）抵接啮合的运动趋势；所述自定位装置（500）还包括第一复位弹簧（560）和第二复位弹簧（570），所述第一拉杆（200）的两端均设置有所述第一复位弹簧（560），所述第一复位弹簧（560）的一端用于与所述第一夹持组件（110）连接，所述第一复位弹簧（560）的另一端用于连接所述第一拉杆（200），当与所述第一拉杆（200）对应设置的所述自定位装置（500）的所述齿轮（510）与所述弧形齿条（520）分离时，所述第一复位弹簧（560）被配置为使所述第一拉杆（200）复位；所述第二拉杆（300）的两端均设置有所述第二复位弹簧（570），所述第二复位弹簧（570）的一端用于与所述第二夹持组件（120）连接，所述第二复位弹簧（570）的另一端用于连接所述第二拉杆（300），当与所述第二拉杆（300）对应设置的所述自定位装置（500）的所述齿轮（510）与所述弧形齿条（520）分离时，所述第二复位弹簧（570）被配置为使所述第二拉杆（300）复位。

2.根据权利要求1所述的焊接用管道夹持设备，其特征在于，所述限位组件（600）包括沿所述夹持空间（180）的周向间隔排布的多个摩擦块（610），多个所述摩擦块（610）被配置为与所述管道的外周面接触；所述第一夹持组件（110）包括第一夹持座（111），所述第二夹持组件（120）包括第二夹持座（121），所述第一夹持座（111）和所述第二夹持座（121）均设置有所述摩擦块（610），其中，所述摩擦块（610）可移动地设置于相应的夹持座，且沿所述设定方向，所述摩擦块（610）移动后能够逐渐靠近所述管道的轴线。

3.根据权利要求2所述的焊接用管道夹持设备，其特征在于，所述摩擦块（610）通过安装座（620）安装于相应的夹持座，所述安装座（620）开设有安装腔（621），所述安装腔（621）内固定设置有导向杆（630），沿所述设定方向，所述导向杆（630）朝向靠近所述管道的轴线的方向延伸倾斜；所述摩擦块（610）开设有导向孔（611），所述导向杆（630）穿设于所述导向孔（611），所述导向杆（630）被配置为引导所述摩擦块（610）移动。

4.根据权利要求3所述的焊接用管道夹持设备，其特征在于，所述限位组件（600）还包括复位元件（640），所述复位元件（640）连接于所述摩擦块（610）与所述安装座（620）之间，所述复位元件（640）被配置为在所述摩擦块（610）与所述管道的外周面分离时，使所述摩擦块（610）复位。

5.根据权利要求3所述的焊接用管道夹持设备，其特征在于，所述安装座（620）可转动地安装于相应的夹持座，所述安装座（620）的转动轴线与所述设定方向平行。

6.根据权利要求2所述的焊接用管道夹持设备，其特征在于，所述摩擦块（610）朝向所述夹持空间（180）的一面为弧形凹面，所述弧形凹面被配置为与所述管道的外周面贴合接触。

7.根据权利要求1-6任一项所述的焊接用管道夹持设备，其特征在于，所述焊接用管道夹持设备还包括支撑装置（400），所述支撑装置（400）设置在两组所述夹持装置（100）之间，所述支撑装置（400）被配置为支撑所述管道；所述支撑装置（400）连接所述第一拉杆（200）和所述第二拉杆（300），所述支撑装置（400）还被配置为使所述第一拉杆（200）和所述第二拉杆（300）同步运动。

8.根据权利要求7所述的焊接用管道夹持设备，其特征在于，所述支撑装置（400）包括支撑座（410）、弧形滑杆（420）和托板（430），其中，所述支撑座（410）开设有弧形通道（411），所述弧形滑杆（420）可滑动地设置于所述弧形通道（411），且所述弧形滑杆（420）的第一端与所述第一拉杆（200）挂接，所述弧形滑杆（420）的第二端与所述第二拉杆（300）挂接；所述托板（430）可升降地安装于所述支撑座（410），所述托板（430）被配置为支撑所述管道。

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