本發(fā)明涉及管道設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于帶壓輸送管道安裝支管的組合裝置。

背景技術(shù)：

管道是大規(guī)模輸送的重要工具。輸送管道投入使用后，由于生產(chǎn)發(fā)展或用戶的增多，經(jīng)常需要進行干線管道延伸或在干線管道上安裝新的分支管道。由于許多企業(yè)是連續(xù)生產(chǎn) 輸送管道一旦運行就不能停止，如城市自來水輸送管道、長距離石油輸送管道、煤氣管道等，分支管道的安裝與相貫部分焊割必須在帶壓運行下進行。大部分輸送的物質(zhì)易燃易爆、易污染環(huán)境或有毒，帶壓操作容易發(fā)生安全事故。目前大多采用管道封堵機械和工藝來完成不停輸帶壓開孔封堵作業(yè)。因此，研制一種安全、密封、切割效率高、工人勞動條件好且能切割各種管徑、厚度并能方便安裝支管的裝置是非常必要的。

機械切割方法切割質(zhì)量好、精度高，但切割過程產(chǎn)生大量熱量，必須進行冷卻；普通電弧切割的電極損耗大，切割過程中需要換電極，造成燃氣泄漏，且不安全；等離子切割質(zhì)量好、無污染，使用惰性氣體及高壓水流可以隔離空氣，起到阻燃作用，但帶保護的等離子切割機價格較高，且切割時產(chǎn)生的高溫對周邊混有空氣的煤氣的安全性能仍存在隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安全可靠的用于帶壓輸送管道安裝支管的組合裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種用于帶壓輸送管道安裝支管的組合裝置，包括定位機構(gòu)、支流控制機構(gòu)和開孔加工機構(gòu)，所述定位機構(gòu)包括套筒組件，套筒組件與待開孔的主管道相適配，套筒組件密封包覆在待開孔的主管道外壁；所述套筒組件上設(shè)有外伸的筒型接口，筒型接口的一端與主管道的外壁連通，筒型接口的另一端與支流控制機構(gòu)的一端密封連接，支流控制機構(gòu)的另一端與開孔加工機構(gòu)相連。

按上述方案，所述套筒組件包括上弧形蓋板和下弧形蓋板，上弧形蓋板與下弧形蓋板可連接為一個筒體；上弧形蓋板與下弧形蓋板分別壓緊主管道外壁面的上部和下部，所述筒型接口設(shè)于上弧形蓋板。

按上述方案，所述支流控制機構(gòu)包括閥門法蘭、閥板和閥軸，閥門法蘭的一端與筒型接口相連，閥門法蘭的另一端通過連接件與開孔加工機構(gòu)相連；所述閥板安設(shè)于閥門法蘭的內(nèi)部，閥板的外緣面可完全與閥門法蘭的內(nèi)壁貼合；閥板與閥軸相連，閥軸的一端穿出閥門法蘭的外壁。

按上述方案，所述閥板上開設(shè)有與閥軸相適配的插孔，插孔內(nèi)開設(shè)有定位槽；所述閥軸的伸出端與設(shè)于閥門法蘭外壁的閥軸套相適配，閥軸套上設(shè)有定位孔；所述閥軸上至少設(shè)有兩個定位機構(gòu)，其中一個定位機構(gòu)與定位槽適配，另一個定位機構(gòu)與定位孔相適配。

按上述方案，所述定位機構(gòu)包括彈簧、滑塊，以及開設(shè)于閥軸上的盲孔，所述彈簧的一端固接于盲孔內(nèi)，彈簧的另一端與滑塊相連，滑塊可在彈簧的彈力作用下沿盲孔向外滑動并部分伸出盲孔，與定位槽或定位孔相適配。

按上述方案，所述閥軸伸出端固接有轉(zhuǎn)動手柄。

按上述方案，所述開孔加工機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動外筒和與外部設(shè)備相連的水射流切割頭，轉(zhuǎn)動外筒的一端閉合，所述水射流切割頭密封安設(shè)于轉(zhuǎn)動外筒的閉合端面上。

按上述方案，沿轉(zhuǎn)動外筒閉合端面的徑向開設(shè)有滑槽，所述水射流切割頭可沿滑槽滑動。

按上述方案，水射流切割頭的尾部設(shè)有凸輪，凸輪的輪面完全覆蓋滑槽，且與轉(zhuǎn)動外筒的閉合端面貼合。

按上述方案，所述轉(zhuǎn)動外筒上設(shè)有輔助轉(zhuǎn)動的加力桿。

本發(fā)明的有益效果為：

1、采用定位機構(gòu)對待加工管道的定位，采用支流控制機構(gòu)對主管道的密封控制，采用開孔加工機構(gòu)開孔加工，三種機構(gòu)組合，可實現(xiàn)帶壓輸送管道的開孔，不會引起主管道內(nèi)運輸?shù)奈锪闲孤?，保證了操作的安全性和運輸?shù)姆€(wěn)定性；

2、采用水射流切割法對管道進行開孔，高壓水噴頭具有很強的整流功能，噴射的切割水流具有良好的收束性，切割過程無污染；若待開孔的主管道運輸物質(zhì)不是飲用水，切割水流在切割頭的混砂腔內(nèi)與磨料混合形成磨料射流，再通過“砂噴管”后噴射而出，提高了切割動能；

3、轉(zhuǎn)動圓筒的閉合端面上設(shè)有滑槽，水射流可沿設(shè)定的路徑對主管道進行切割，切割的管道碎片可經(jīng)支流控制組件排出；水射流切割頭的尾部設(shè)有凸輪，凸輪完全覆蓋滑槽，可使水射流切割頭切割時噴射的水流不會發(fā)生泄漏；

4、開孔后定位機構(gòu)和支流控制機構(gòu)保留在主管道上，成為開孔后主管道的一部分，后續(xù)支管道直接與主管道相連即可，提高了支管道安裝的靈活性；

5、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作安全，穩(wěn)定性好，適用范圍廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為上弧形蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為下弧形蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為閥門法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為閥軸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為閥板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為加力桿的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為彈簧的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為連接件的外觀圖。

圖11為連接件的剖面圖A-A。

圖12為轉(zhuǎn)動外筒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為圖12的左視圖。

圖14為水射流切割頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為水射流切割頭與轉(zhuǎn)動圓筒的連接示意圖。

圖16為圖15的左視圖。

圖17為支流控制機構(gòu)的裝配圖。

圖18為水射流切割頭的切割路徑示意圖。

其中：1、主管道；2、下弧形蓋板；3、上弧形蓋板；3.1、筒型接口；4、轉(zhuǎn)動外筒；4.1、滑槽；5、加力桿；6、連接件；7、閥門法蘭；7.1、閥軸套；7.2、定位孔；8、閥軸；8.1、彈簧；8.2、滑塊；8.3、盲孔；8.4、端板；9、轉(zhuǎn)動手柄；10、閥板；10.1、插孔；10.2、定位槽；11、水射流切割頭；11.1、進水孔。

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步地描述。

如圖1所示的一種用于帶壓輸送管道安裝支管的組合裝置，包括定位機構(gòu)、支流控制機構(gòu)和開孔加工機構(gòu)，所述定位機構(gòu)包括套筒組件，套筒組件與待開孔的主管道1相適配，套筒組件密封包覆在待開孔的主管道1外壁；所述套筒組件上設(shè)有外伸的筒型接口3.1，筒型接口3.1的一端與主管道1的外壁連通（筒型接口3.1位于主管道1的開孔處），筒型接口3.1的另一端與支流控制機構(gòu)的一端密封連接，支流控制機構(gòu)的另一端與開孔加工機構(gòu)相連。

套筒組件包括上弧形蓋板3和下弧形蓋板2，上弧形蓋板3與下弧形蓋板2可連接為一個筒體；上弧形蓋板3與下弧形蓋板2分別壓緊主管道1外壁面的上部和下部，并通過螺栓連接；所述筒型接口3.1設(shè)于上弧形蓋板3。

支流控制機構(gòu)包括閥門法蘭7、閥板10和閥軸8，閥門法蘭7的一端通過螺栓與筒型接口3.1相連，閥門法蘭7的另一端通過連接件6與開孔加工機構(gòu)相連，連接件6為上下貫通的筒型結(jié)構(gòu)；閥板10安設(shè)在閥門法蘭7的內(nèi)部，閥板10的外緣面可完全與閥門法蘭7的內(nèi)壁貼合（閥板10可完全封閉閥門法蘭7的內(nèi)部通道）；閥板10與閥軸8相連，閥軸8的一端穿出閥門法蘭7的外壁，閥軸8伸出端設(shè)有端板8.4，端板8.4固接有轉(zhuǎn)動手柄9，撥動轉(zhuǎn)動手柄9時，閥軸8轉(zhuǎn)動并帶動閥板10翻轉(zhuǎn)，實現(xiàn)閥門法蘭7的開啟或關(guān)閉；閥板10的板面中心線可與閥門法蘭7的中心線重合，閥軸8的軸線與閥門法蘭7的中心線垂直。優(yōu)選地，閥板10上開設(shè)有與閥軸8相適配的插孔10.1，插孔10.1內(nèi)開設(shè)有定位槽10.2，定位槽10.2與設(shè)于閥軸8上的定位機構(gòu)相適配。優(yōu)選地，所述定位機構(gòu)包括彈簧8.1、滑塊8.2，以及開設(shè)于閥軸8上的盲孔8.3，所述彈簧8.1的一端固接于盲孔8.3內(nèi)，彈簧8.1的另一端與滑塊8.2相連，滑塊8.2可在彈簧8.1的彈力作用下沿盲孔8.3向外滑動并部分伸出盲孔8.3，與定位槽10.2相適配。本實施例中，閥軸8的伸出端與設(shè)于閥門法蘭外壁的閥軸套7.1相適配，閥軸套7.1上設(shè)有定位孔7.2；所述閥軸8上至少設(shè)有兩個定位機構(gòu)，其中一個定位機構(gòu)的滑塊8.2與定位槽10.2適配，另一個定位機構(gòu)的滑塊8.2與定位孔7.2相適配。

本發(fā)明中，開孔加工機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動外筒4和與外部設(shè)備相連的水射流切割頭11（水射流切割頭11的進水孔11.1與外部設(shè)備相連），轉(zhuǎn)動外筒4的一端閉合，所述水射流切割頭11密封安設(shè)于轉(zhuǎn)動外筒4的閉合端面上；沿轉(zhuǎn)動外筒4閉合端面的徑向開設(shè)有滑槽4.1，所述水射流切割頭11可沿滑槽4.1滑動；為了保證切割時所述組合裝置的密封性能，在水射流切割頭11的端部設(shè)有凸輪，凸輪的輪面與轉(zhuǎn)動外筒4的閉合端面貼合；凸輪的輪面尺寸由滑槽4.1決定，保證水射流切割頭11在滑槽4.1中移動至任何位置，凸輪的輪面均可完全覆蓋轉(zhuǎn)動外筒4的滑槽4.1；使凸輪與轉(zhuǎn)動外筒4形成密封結(jié)構(gòu)，可以保證管道切割過程中，水射流切割頭11噴射的水流不會發(fā)生泄露。所述轉(zhuǎn)動外筒4的外壁與連接件6的內(nèi)壁螺紋連接，所述螺紋為矩形螺紋（實現(xiàn)密封，防止在切割過程中內(nèi)部水流從連接件6與轉(zhuǎn)動外筒4的連接處泄露）。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)動外筒4上設(shè)有輔助轉(zhuǎn)動的加力桿5。

為了保證所述組合裝置的密封性能，在每個組件的邊緣部分均設(shè)置密封膠圈。

本發(fā)明采用水射流切割法對管道進行開孔，該方法采用超高壓發(fā)生器將水增壓至500～600MPa，再通過直徑約0.2 mm的噴嘴（也即水射流切割頭11）射出，可產(chǎn)生一股流速達800～1000 m／s的超音速切割水流，實現(xiàn)管道切割。高壓水噴頭具有很強的整流功能，噴射的切割水流具有良好的收束性，切割過程無污染。若待開孔的主管道運輸物質(zhì)不是飲用水，切割水流在切割頭的混砂腔內(nèi)與磨料混合形成磨料射流，再通過“砂噴管”后噴射而出；因混入了磨料，可增加數(shù)倍的切割動能，此時的磨料水射流幾乎可切割任何物質(zhì)。

本實施例中主管道1的直徑為500mm~1400mm之間，待安裝的支管直徑為300mm~1000mm之間。利用本發(fā)明進行管道開孔的具體過程為：

1、根據(jù)待開孔的主管道1的規(guī)格及開孔尺寸制作所述組合裝置的各結(jié)構(gòu)組件；

2、分別組合安裝定位機構(gòu)、支流控制機構(gòu)和開孔加工機構(gòu)，并將水泵增壓器和水泵連接水射流切割頭11的尾部；

3、轉(zhuǎn)動閥軸8，使閥板10翻轉(zhuǎn)至使水流可通過閥門法蘭7的空間最大；

4、開啟水射流切割頭11，在加力桿5的作用下使水射流切割頭11按圖17所示1→2→3→4→2→5→1→4→3→5的路徑進行切割，保證切割下來的管壁在水流的沖擊下可以順利地運動到連接件6的空腔中，以便取出，防止堵塞管道；

5、開孔結(jié)束后，手動關(guān)閉閥板10，取下開孔加工機構(gòu)，保留開孔定位機構(gòu)和支流控制機構(gòu)；后續(xù)的支流管道直接連接在閥門法蘭7的尾部。

組合裝置中各部分均通過閥門法蘭7連接，通過調(diào)節(jié)閥門法蘭7的尺寸，可以滿足不同尺寸支管的安裝要求。本裝置設(shè)計參考的工況是城市自來水輸送管道，設(shè)計的主干管道的直徑在500mm到1400mm之間，需安裝支管的直徑在300mm到1000mm之間；管道內(nèi)輸送的介質(zhì)可以是油氣等。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。