本發(fā)明涉及一種在接合期間用于在管道內(nèi)部定位管道的管道定位裝置。

背景技術(shù)：

用于遞送液體或氣體的管道被制造出來(lái)以供長(zhǎng)期使用，其使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 59年或更多，但是毀損和劣化是不可避免的。舉例來(lái)說(shuō)，由于使用聚乙烯 (PE)或聚丙烯(PP)制造的管道具有抗腐蝕性，因此其正在日益普及。其缺點(diǎn)在于強(qiáng)度或易受損性，其維修往往需要更換有缺陷的管道或管道區(qū)段。

電熔接合提供了一種相對(duì)快速可靠的接合PE或PP管道或管件的方式，無(wú)論是維修還是全新安裝。在該過(guò)程中，所要接合的兩根管道的相鄰端首先必須保持固定以及軸向?qū)R，這對(duì)幾乎所有的接合方法而言都是必需的。通常，這一點(diǎn)是通過(guò)使用一對(duì)夾鉗或者是支撐架或結(jié)構(gòu)來(lái)完成的。有很多原因會(huì)導(dǎo)致難以或者不便于使用此類保持裝置，例如夾持強(qiáng)度不足或者接合位置周圍缺乏空間。

本發(fā)明試圖通過(guò)提供全新或是另有改進(jìn)的接合期間的管道定位裝置來(lái)減輕或者至少緩解此類問題和缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，所提供的是在接合期間用于在管道內(nèi)部定位管道的管道定位裝置，包括：具有中心軸的中心體，以及在中心體周圍的等角位置上圍繞中心軸與中心體相連的多個(gè)加壓?jiǎn)卧?。每一個(gè)加壓?jiǎn)卧纪ㄟ^(guò)一個(gè)連接機(jī)構(gòu)連接到中心體，并具有與中心體相連的致動(dòng)器。該連接機(jī)構(gòu)可以展開，以便通過(guò)沿著離開中心體的方向向外移動(dòng)加壓?jiǎn)卧獊?lái)壓迫所述管道中的至少一個(gè)的內(nèi)表面，由此將所述管道中的所述至少一個(gè)定位成與中心軸同軸，以及該連接機(jī)構(gòu)可以收縮，以便朝著中心體向內(nèi)移動(dòng)加壓?jiǎn)卧纱酸尫潘龉艿乐械乃鲋辽僖粋€(gè)。致動(dòng)器被適配成展開或收縮連接機(jī)構(gòu)，以便從中心體向外移動(dòng)加壓?jiǎn)卧虺行捏w向內(nèi)移動(dòng)加壓?jiǎn)卧?/p>

優(yōu)選地，該中心體包括一個(gè)基座和一個(gè)可以由致動(dòng)器相對(duì)于基座移動(dòng)的基座構(gòu)件，以及至少一個(gè)連接機(jī)構(gòu)，該連接機(jī)構(gòu)具有第一部分，所述第一部分與基座構(gòu)件相連，以便在所述至少一個(gè)連接機(jī)構(gòu)展開的外部位置與所述至少一個(gè)連接機(jī)構(gòu)收縮的內(nèi)部位置之間由致動(dòng)器執(zhí)行相對(duì)于基座的移動(dòng)。

更優(yōu)選的是，所述至少一個(gè)連接機(jī)構(gòu)包括第二部分，所述第二部分與第一部分相連，以便通過(guò)同時(shí)移動(dòng)以展開或收縮，所述第二部分與基座相連。

更優(yōu)選的是，所述至少一個(gè)連接機(jī)構(gòu)的第一部分和第二部分相互連接，以便進(jìn)行相對(duì)的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。

優(yōu)選地，第一部分具有分別與基座構(gòu)件以及相關(guān)聯(lián)的加壓?jiǎn)卧噙B的對(duì)端，并且第二部分具有與分別與基座和相同的加壓?jiǎn)卧噙B的對(duì)端。

更優(yōu)選的是，與加壓?jiǎn)卧噙B的第二部分的末端是借助滑動(dòng)鉸鏈連接來(lái)連接的。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述至少一個(gè)連接機(jī)構(gòu)包括由兩個(gè)連桿形成的剪刀式作用聯(lián)動(dòng)裝置，所述連桿是由第一部分和第二部分提供的。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少一個(gè)加壓?jiǎn)卧哂谢颈馄降闹黧w，該主體具有與相關(guān)聯(lián)的連接機(jī)構(gòu)相連的內(nèi)部部分，以及用于壓在所述管道中的所述至少一個(gè)的內(nèi)表面的外部部分。

更優(yōu)選的是，該主體的外部部分具有用于壓在所述管道中的所述至少一個(gè)的凹入內(nèi)表面上的輕微凸起的外部輪廓。

優(yōu)選地，該主體的外部部分是一個(gè)不同的部分，并且其可拆卸地與內(nèi)部部分相連。

更優(yōu)選的是，該主體的外部部分的內(nèi)側(cè)具有在與中心軸基本平行的方向上延伸的T形通道，以及該內(nèi)部部分具有沿著該通道的長(zhǎng)度的方向插入該通道的T形部分。

非常有利的是，該主體的外部部分是用聚甲醛材料制成的。

非常有利的是，所有連接機(jī)構(gòu)都具有基本相同的配置，其中包括相應(yīng)的第一部分，所述第一部分單獨(dú)連接到基座構(gòu)件，以便由致動(dòng)器相對(duì)于基座同時(shí)移動(dòng)。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，致動(dòng)器具有與基座固定在一起的致動(dòng)件，以及與基座構(gòu)件嚙合的柱塞，所述柱塞由致動(dòng)件驅(qū)動(dòng)，以便在相反的方向相對(duì)于基座移動(dòng)，由此至少展開和收縮所述至少一個(gè)連接機(jī)構(gòu)。

更優(yōu)選的是，該致動(dòng)器包括一個(gè)筒內(nèi)活塞式系統(tǒng)，其中致動(dòng)件包括筒體，并且柱塞包括活塞。

更優(yōu)選的是，該柱塞沿著中心軸從致動(dòng)件延伸。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，基座具有頭部部分和尾部部分，其以間隔配置的方式通過(guò)在與中心軸平行的水平方向上延伸至頭部部分和尾部部分的多個(gè)軸件相互連接，其中基座構(gòu)件位于頭部部分與尾部部分之間，并且由所述軸件引導(dǎo)而在相反的方向上相對(duì)于基座滑動(dòng)。

優(yōu)選地，該定位裝置包括至少兩個(gè)具有基本相同的結(jié)構(gòu)的所述連接機(jī)構(gòu)。

更優(yōu)選的是，該定位裝置包括四個(gè)結(jié)構(gòu)基本相同的所述連接機(jī)構(gòu)。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，定位裝置包括被頭對(duì)頭接合成沿著相同的中心軸展開的兩個(gè)所述中心體，與這兩個(gè)中心體中的每一個(gè)相連并且可以按照規(guī)定分別在所述管道上操作的相應(yīng)的多個(gè)所述加壓?jiǎn)卧约胺謩e與兩個(gè)中心體相連并且可以依照規(guī)定操作的兩個(gè)所述致動(dòng)器。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，定位裝置包括被端對(duì)端接合成沿著相同的中心軸展開的兩個(gè)所述中心體，與這兩個(gè)中心體中的每一個(gè)相連并且可以按照規(guī)定分別在所述管道上操作的相應(yīng)的多個(gè)所述加壓?jiǎn)卧?，以及分別與兩個(gè)中心體相連并且可以依照規(guī)定操作的兩個(gè)所述致動(dòng)器。

在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，定位裝置包括兩個(gè)所述加壓?jiǎn)卧@些加壓?jiǎn)卧B接到中心體的相應(yīng)對(duì)端，并且可以在按照規(guī)定分別在所述管道上操作。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在將參考附圖并借助示例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的描述，其中：

圖1是由被布置熔接耦合器接合的兩根管道的示意性剖面?zhèn)纫晥D；

圖2是用于圖1的接合期間的管道的定位裝置的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，該定位裝置用于在管道內(nèi)部定位該管道；

圖3是圖2中的定位裝置的側(cè)視圖；

圖4是圖3中的定位裝置的端視圖；

圖5是圖2中的定位裝置的分解透視圖，并且其顯示了該定位裝置的所有組件；

圖6是帶有圖5中的定位裝置的相應(yīng)連接機(jī)構(gòu)的加壓?jiǎn)卧姆糯笸敢晥D；

圖7是與圖2相似的透視圖，其顯示的是第一末端部分相對(duì)于對(duì)端的第二末端部分而被徑向展開至更大程度的定位裝置；

圖8是在用熔接耦合器接合兩根管道的時(shí)候使用的圖7中的定位裝置的剖面?zhèn)纫晥D，其中第一末端位置展開并夾住相應(yīng)的管道；

圖9是圖8中的定位裝置、管道以及熔接耦合器的端視圖；

圖10是與圖8對(duì)應(yīng)的剖面?zhèn)纫晥D，其顯示的是同樣展開并夾住另一根管道的定位裝置的第二末端；以及

圖11是圖10中的定位裝置、管道和熔接耦合器的端視圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖，其中顯示的是用于實(shí)施本發(fā)明的接合期間的管道20的定位裝置10，作為示例，所述接合是電熔接合，所述裝置用于在管道20的內(nèi)部定位管道20，尤其是將管道20安置成固定并且彼此同軸對(duì)齊。對(duì)于電熔接合來(lái)說(shuō)，在兩個(gè)對(duì)齊端22周圍放置了具有嵌入的加熱線圈32的柱形熔接耦合器30。然后，通過(guò)施加電能來(lái)為加熱線圈32提供能量，可以軟化熔接耦合器30與管道末端22間的接口上的PE/PP材料并使其充分熔化，由此熔合在一起。

定位裝置10包括具有水平延伸的中心軸X的中心體(hub)100，以及通過(guò)處于對(duì)稱地環(huán)繞中心體100且圍繞中心軸X的等角位置上的相應(yīng)連接機(jī)構(gòu)連接到中心體100的多個(gè)壓片(presser)單元200。此外，中心體100 還與一個(gè)致動(dòng)器400相連，該致動(dòng)器被適配成操作該連接機(jī)構(gòu)300，也就是將其展開和收縮。

每一個(gè)連接機(jī)構(gòu)300都是可展開的，由此會(huì)通過(guò)從中心體100徑向向外地移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的加壓?jiǎn)卧?00來(lái)壓迫至少一個(gè)管道20的內(nèi)表面，從而夾住和定位與中心軸X同軸的所述至少一個(gè)管道20。在后續(xù)階段，該連接機(jī)構(gòu) 300是可收縮的，由此朝著中心體100向內(nèi)移動(dòng)加壓?jiǎn)卧?00，從而釋放所述至少一個(gè)管道20。致動(dòng)器400用于展開和收縮連接機(jī)構(gòu)300，以便以一致的方式從中心體100向外徑向移動(dòng)加壓?jiǎn)卧?00，或者朝著中心體100向內(nèi)移動(dòng)加壓?jiǎn)卧?00。

為了將一個(gè)或多個(gè)管道20保持在穩(wěn)定的位置，在這里應(yīng)該使用具有相應(yīng)連接機(jī)構(gòu)300并且優(yōu)選具有基本相同的結(jié)構(gòu)的至少三個(gè)這樣的加壓?jiǎn)卧?200。考慮到穩(wěn)定性、夾持強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，較為優(yōu)選的是使用位于中心體 100周圍且以直角間隔的四組相同的加壓?jiǎn)卧?00和連接機(jī)構(gòu)300。

在本具體實(shí)施例中，定位裝置10包括兩個(gè)所述中心體100，并且所述中心體100以頭對(duì)頭或端對(duì)端的方式接合，由此以同軸的方式沿著相同的中心軸X延伸。這兩個(gè)中心體100中的每一個(gè)都會(huì)通過(guò)相應(yīng)的連接機(jī)構(gòu)300 與一組四個(gè)的加壓?jiǎn)卧?00相連，并且如上所述，所述中心體還與一個(gè)相關(guān)聯(lián)的致動(dòng)器400相連，以便作用于兩根官道20中的一根相應(yīng)的官道20。這兩個(gè)中心體100在墊片101的對(duì)端借助三個(gè)連接銷103接合在一起，其中所述連接銷垂直穿過(guò)墊片101并與中心體100的相鄰端固定。

這兩個(gè)中心體100相互連接并充當(dāng)單個(gè)中心體(具有至少雙倍長(zhǎng)度)，其中所述單個(gè)中心體的相對(duì)的左側(cè)和右側(cè)分別與兩組加壓?jiǎn)卧?00相連，以便由在相同末端或者在相同的中心體100上提供的相同致動(dòng)器400操作。每一組的四個(gè)加壓?jiǎn)卧?00負(fù)責(zé)獨(dú)立壓緊和定位這兩根管道20中的相應(yīng)管道，以使可以相繼操作這兩根管道20，由此可以方便操作。

在操作上，當(dāng)一根管道20處于恰當(dāng)位置(例如第一或前一根管道)時(shí)，這時(shí)會(huì)使用處于定位裝置10的第一末端位置(即第一中心體100)的一組加壓?jiǎn)卧?00來(lái)將定位裝置10應(yīng)用于該管道20的自由端，并且第二末端位置或中心體100會(huì)保持暴露于外部。然后，在管道20的自由端將會(huì)布置熔接耦合器30。隨后，另一根管道20會(huì)被帶到靠近的位置并被定位成與第一管道20同軸對(duì)齊，其近端22會(huì)被插入熔接耦合器30并布置在被暴露的定位裝置10的第二末端(參見圖8)。剩下的一組加壓?jiǎn)卧?00最終將被展開，以便壓迫并且由此夾緊和保持第二管道20(參見圖10)牢固地處于與第一管道10對(duì)齊的位置，從而預(yù)備由熔接耦合器30進(jìn)行接合。

一旦將熔接耦合器30與這兩根管道20的鄰接端熔接，則可以通過(guò)徑向收縮來(lái)釋放所有的加壓?jiǎn)卧?00，并且隨后可以通過(guò)第二管道20移除這些加壓?jiǎn)卧?。然后，第三管道可以采用相同的方式接合至第二管?0。

現(xiàn)在將參考兩個(gè)中心體100中的任一中心體來(lái)進(jìn)一步描述定位裝置10 的結(jié)構(gòu)。

中心體100優(yōu)選是用諸如不銹鋼之類的金屬制成的。其包括基座100和可被致動(dòng)器400以與基座110相對(duì)的方式移動(dòng)的基座構(gòu)件120?；?10具有一個(gè)頭部部分111和一個(gè)尾部部分112，這兩個(gè)部分都是大致扁平且垂直延伸的，并且全都采用的是大體上方形的板片的形式，因此在下文中將其稱為頂板111和尾板112?；鶚?gòu)件120同樣是大致扁平的，但是其厚度更大，并且具有與大致方形相對(duì)的大致為十字形的剖面。

頂板111和尾板112是通過(guò)多個(gè)或四個(gè)在與中心軸X平行的水平方向上延伸到頂板111和尾板112的軸件130以間隔配置的方式相互連接的?；鶚?gòu)件120位于頂板111與尾板112之間并由軸件130引導(dǎo)，以便在相反的方向上以與基座110相對(duì)的方式滑動(dòng)。所述軸件130貫穿基座構(gòu)件120 中的相應(yīng)孔洞。

致動(dòng)器400具有與基座110固定在一起的致動(dòng)件410以及從中伸出的柱塞420，并且這二者優(yōu)選都是使用不銹鋼之類的金屬制成的。致動(dòng)器以同軸的方式附著于基座110的尾板112，而柱塞420則沿著中心軸X在水平方向上延伸并與基座構(gòu)件120嚙合。致動(dòng)器400是一個(gè)筒內(nèi)活塞式液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)，其中致動(dòng)件410包括或提供了筒體，而柱塞420則包括活塞或與之相連。所述筒體具有用于吸入加壓空氣或油以向前驅(qū)動(dòng)柱塞420的第一端口411，以及用于在活塞對(duì)端吸入加壓空氣或油以向后驅(qū)動(dòng)柱塞520的第二端口412。

在操作中，柱塞420由致動(dòng)件410驅(qū)動(dòng)，以便在相反的方向上使得基座構(gòu)件420相對(duì)于基座110滑動(dòng)，其通過(guò)向前滑動(dòng)來(lái)展開連接機(jī)構(gòu)300以及通過(guò)向后滑動(dòng)來(lái)收縮連接機(jī)構(gòu)300，或者，在不同的實(shí)施例中，如果僅僅在前向方向上以液壓或氣動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)致動(dòng)件410，那么將允許其進(jìn)行收縮。

參考連接機(jī)構(gòu)300，其中每一個(gè)連接機(jī)構(gòu)都是由兩個(gè)部分形成的剪刀式作用聯(lián)動(dòng)裝置，其中所述的兩個(gè)部分采用的是第一和第二連桿310和320 的形式，并且優(yōu)選是用不銹鋼之類的金屬制成的。連桿310和320在其大約中間長(zhǎng)度的位置借助鉸鏈連接相互連接，以便進(jìn)行相對(duì)的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)，由此，連桿310和320可以同時(shí)樞轉(zhuǎn)，以便在與基座110或中心體100相對(duì)的反方向上展開和收縮。

第二連桿320具有相對(duì)的第一和第二末端321和322，其中第一末端321 鉸接到基座的頂板111，并且第二末端322借助一個(gè)滑動(dòng)鉸接連接而被鉸接到加壓?jiǎn)卧?00的背面。由于頂板111是固定的(因?yàn)樗腔?10的一部分)，因此，第二連桿320智能圍繞其第一末端321來(lái)進(jìn)行相對(duì)于基座110 的樞轉(zhuǎn)。

第一連桿310具有相對(duì)的第一和第二末端311和312，其中第一末端311 鉸接到基座構(gòu)件120，并且第二末端312鉸接到相同加壓?jiǎn)卧?00的背面。一旦由致動(dòng)器400相對(duì)于基座110向前滑動(dòng)，則基座構(gòu)件120會(huì)從基座110 向外樞轉(zhuǎn)第一連桿310，而這將會(huì)轉(zhuǎn)而同時(shí)向外樞轉(zhuǎn)第二連桿320，由此，連接機(jī)構(gòu)300將會(huì)展開。一旦由致動(dòng)器400相對(duì)于基座110向后滑動(dòng)，則基座構(gòu)件120會(huì)朝著基座110向內(nèi)樞轉(zhuǎn)第一連桿310，而這轉(zhuǎn)而會(huì)同時(shí)向內(nèi)樞轉(zhuǎn)第二連桿320，由此，連接機(jī)構(gòu)300將會(huì)收縮。

通常，第一連桿310可以在連接機(jī)構(gòu)300展開的外部位置與連接機(jī)構(gòu) 300收縮的內(nèi)部位置之間由致動(dòng)器400相對(duì)于基座110滑動(dòng)。為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和平衡受力，所有連接機(jī)構(gòu)300的配置都是大致相同的，但這并不是必需的，所述配置包含了相應(yīng)的第一連桿310，所述第一連桿單獨(dú)連接到基座 120，以便由致動(dòng)器400相對(duì)于基座110同時(shí)移動(dòng)。

最后參考加壓?jiǎn)卧?00，其中每一個(gè)加壓?jiǎn)卧季哂写篌w上扁平的主體 201，其中該主體包括與相關(guān)聯(lián)的連接機(jī)構(gòu)300相連的內(nèi)部部分220，以及采用掌狀件210的形式的外部部分，以便壓迫管道20的內(nèi)表面。所述掌狀件210具有與管道20的內(nèi)表面的凹入形狀大致匹配的輕微凸起的輪廓。雖然內(nèi)部部分220優(yōu)選是用不銹鋼之類的金屬制成的，但是掌狀件210是優(yōu)選用聚甲醛材料制成的不同部件，其中該部分具有足夠的強(qiáng)度，但是不如鋼材堅(jiān)硬，由此將其對(duì)管道20的內(nèi)表面的損傷降至最低。

掌狀件(外部部分)210可拆卸地與內(nèi)部部分220相連，由此可以在其磨損的時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行更換。更具體地說(shuō)，掌狀件210具有與在基本垂直于中心軸X的方向上延伸的T形通道一起形成的內(nèi)側(cè)。內(nèi)部部分220具有一個(gè)沿著通道211的長(zhǎng)度的方向插入通道211的T形部分221，其中該部分是作為摩擦配合插入的，或者是通過(guò)所顯示的螺釘222固定在通道211中的。

應(yīng)該指出的是，由于所要接合的管道的特性通常與如何對(duì)其定位以進(jìn)行接合是無(wú)關(guān)的，因此，對(duì)于任何類型的管道來(lái)說(shuō)，無(wú)論該管道是用金屬、混凝土或其他任何材料制成的，還是用于遞送水、蒸汽、氣體或油等等，本發(fā)明的定位裝置都是適用的。出于相同的原因，雖然使用本定位裝置尤其有利于在管道外部執(zhí)行的管道接合方法，例如所描述的電熔接合，但是為了接合由本定位裝置定位的管道而執(zhí)行的接合方法的類型并不與之相關(guān)。

本發(fā)明僅僅是作為示例給出的，在不脫離附加權(quán)利要求限定的發(fā)明范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)所描述的實(shí)施例執(zhí)行其他不同的修改和/或變更。