专利名称：管体内充气封隔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体保护焊接装置，尤其涉及一种在管道的气体保护焊 接作业中使用的管体内充气封隔装置。
背景技术：
在有色金属管道、不锈钢管道的焊接作业中，普遍采用钨极氩气保护的 埋弧焊工艺，这种工艺方法焊接过程中的温度非常高，虽然钨极具有可以耐 高温的特点，但是在高温和氧气同时存在的情况下，仍比较容易氧化，因此， 在施焊过程中需要将钨极与空气中的氧化性气体进行隔离，隔离的方法是在 焊枪上设有供喷出保护气体的气嘴，该气嘴处喷出惰性气体(如氩气)，以防 止钨极氧化，从而达到对钨极进行保护的效果，施焊过程中一般控制焊枪气
嘴喷出气体的流量是10至20L/min。当焊接不锈钢等合金材料的管道时，由 于合金材料也较容易氧化，所以除了通过焊枪喷出氩气保护钨极和正面的熔 敷金属外，还需要在待焊接件的背面充保护气体(如氩气)，防止不锈钢等合 金材料管道焊缝背面在高温下发生氧化。 ■
随着有色金属管道和不锈钢管道使用量的不断增加，以及有色金属管道 和不锈钢管道焊接存在的难度大、成本高、充气时间长的问题，本行业的从 业人员采用在管道内进行充气的方法，现有的管道内充气方法是封住待焊接 管体的两端，在管体一端进行充保护气体，另一端进行排气，以排除管体内 的空气，达到施焊条件的要求。现有技术的管体内充气的方式，如果遇到大 口径的不锈钢管体或者有色金属管体，操作将十分困难，不仅充气时间长并 且保护气体(氩气)的用量会很大，而且由于充气空间大，排除空气的效果 不会很理想，因此无法避免焊接过程中焊件背部氧化的现象。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种 管体内充气封隔装置，结构设计合理，操作方便，用于管道施焊作业中，能够有效降低管体内充气长度，减少保护气体的用量和充气时间，提高焊接质 量与效率，降低成本，使用安全可靠。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
本实用新型管体内充气封隔装置，其特征在于，主要包括两个封隔板、
压力弹簧3、钢链5、通气管8以及连接管12;该封隔板是在密封垫1内侧和 外侧分别设有内挡板2和外挡板4，螺栓11依次穿过内挡板2、密封垫1和 外*1板4后锁紧，使密封垫1被内挡板2和外挡板4夹住固定为一体而构成； 该压力弹簧3位于两个封隔板之间，压力弹簧3是一端固定在一个封隔板内 挡板2上，另一端固定在另一个封隔板内挡板2上；该通气管8贯通一个封 隔板，其两个管口分别位于该封隔板内挡板2和外挡板4的外侧，位于内挡 板2外侧的管口通过一个三通接头6而连接一个连接管12，该连接管12远离 三通接头6的一端与另一个封隔板内挡板2固定，位于外挡板4外侧的管口 通过连接丝扣7与软管一端连接，该软管另一端接保护气源；钢链5的两端 分别固定在两个封隔板的内挡板2上；两个封隔板的内挡板2和外挡板4上 分别设有数个滑轮9。
前述的管体内充气封隔装置，其中密封垫1为橡胶材料制成的与管体横 截面形状相同的片状体，该片状体的面积等于或者大于管体的横截面面积； 该密封垫1内侧和外侧分别设有的内挡板2和外挡板4为金属材料制成板体， 该内挡板2和外挡板4的面积小于片状体的面积。
前述的管体内充气封隔装置，其中封隔板外挡板4外侧上设有钢环10， 该钢环10为一个或者多个。
前述的管体内充气封隔装置，其中两个封隔板之间的距离400士10mm，连 接管12与两个封隔板之间的连接为同心连接，该连接管12为软性管体，其 一端与三通接头6插接，另一端与远离三通接头的另一个封隔板设有的插接 体插接固定。
前述的管体内充气封隔装置，其中封隔板设有的插接体为管状体，该管 状体贯通该封隔板且位于封隔板的中心位置，该管状体位于封隔板内挡板2 一侧管口供连接管12插接固定，位于封隔板外挡板4 一侧管口设有丝堵13。
前述的管体内充气封隔装置，其中压力弹簧3是一个，该压力弹簧3穿套在连接管12外部而两端分别与两个封隔板的内挡板2固定，该压力弹簧3 不受力的长度为400士10mm，压力弹簧3的弹力为管体公称直径的2倍或者2 倍以上。
前述的管体内充气封隔装置，其中压力弹簧3是多个，该多个压力弹簧3 对称设置在连接管12外部，且两端分别与两个封隔板的内挡板2固定；该压 力弹簧3不受力的长度为400士10mm，压力弹簧3的弹力为管体公称直径的 1.5倍或1.5倍以上。
前述的管体内充气封隔装置，其中钢链5为一个或者多个，该钢链5是 穿设在压力弹簧3内部而两端分别固定在两个封隔板的内挡板2上或者是对 称设置在压力弹簧3外部而两端分别固定在两个封隔板的内挡板2上；该钢 链5的长度略长于压力弹簧5不受力时的长度。
前述的管体内充气封隔装置，其中滑轮9通过滑轮组件而均匀对称设置 在两个封隔板的内挡板2和外挡板4的外缘处，当封隔装置放置于管体内时， 滑轮接触管体内壁，在绳索拉动下，封隔板可以借助滑轮的作用顺利进入管 体内，使封隔板位于焊口两侧。
本实用新型管体内充气封隔装置的有益效果，在管道施焊作业中使用， 能够有效降低管体内充气长度，减少保护气体的用量和充气时间，提高焊接 质量与效率，降低成本，结构设计合理，操作方便，使用安全可靠。
图1为本实用新型第一实施例结构示意图。 图2为本实用新型第二实施例结构示意图。 图3为本实用新型封隔板结构分解图。
图中主要标号说明l密封垫、2内挡板、3压力弹簧、4外挡板、5 钢链、6三通接头、7连接丝扣、8通气管、9滑轮、IO钢环、ll螺栓、 12连接软管、13、丝堵。
具体实施方式
参阅图l、图2所示，本实用新型管体内充气封隔装置，其主要包括两个 封隔板、压力弹簧3、钢链5、通气管8以及连接管12;该封隔板是在密封垫 1内侧和外侧分别设有内挡板2和外挡板4，螺栓11依次穿过内挡板2、密封垫1和外挡板3后锁紧，使密封垫1被内挡板2和外挡板4夹住固定为一体 而构成；该压力弹簧3位于两个封隔板之间，压力弹簧3是一端固定在一个 封隔板内挡板2上，另一端固定在另一个封隔板内挡板2上；该通气管8贯 通一个封隔板，其两个管口分别位于该封隔板内挡板2和外挡板4的外侧， 位于内挡板2外侧的管口通过一个三通接头6而连接一个连接管12，该连接 管12远离三通接头6的一端与另一个封隔板内挡板2固定，位于外挡板4外 侧的管口通过连接丝扣7与软管一端连接，该软管另一端接保护气源；钢链5 的两端分别固定在两个封隔板的内挡板2上；两个封隔板的内挡板2和外挡 板4上分别设有数个滑轮9。
本实用新型管体内充气封隔装置，其中密封垫1为橡胶材料制成的与 管体横截面形状相同的片状体，该片状体的面积等于或者大于管体的横截面 面积；该密封垫1内侧和外侧分别设有的内挡板2和外挡板4为金属材料制 成板体，该内挡板2和外挡板4的面积小于片状体的面积；封隔板外挡板4 外侧上设有钢环IO，该钢环10为一个或者多个；两个封隔板之间的距离400 士10mm，连接管12与两个封隔板之间的连接为同心连接，该连接管12为软 性管体，其一端与三通接头6插接，另"端与远离三通接头的另一个封隔板 设有的插接体插接固定；封隔板设有的插接体为管状体，该管状体贯通该封 隔板且位于封隔板的中心位置，该管状体位于封隔板内挡板2 —侧管口供连 接管12插接固定，位于封隔板外挡板4一侧管口设有丝堵13;压力弹簧3是 一个，该压力弹簧3穿套在连接管12外部而两端分别与两个封隔板的内挡板 2固定，该压力弹簧3不受力的长度为400士10mm，压力弹簧3的弹力为管体 公称直径的2倍或者2倍以上；压力弹簧3是多个，该多个压力弹簧3对称 设置在连接管12外部，且两端分别与两个封隔板的内挡板2固定；该压力弹 簧3不受力的长度为400士10mm，压力弹簧3的弹力为管体公称直径的1. 5倍 或1. 5倍以上；钢链5为一个或者多个，该钢链5是穿设在压力弹簧3内部 而两端分别固定在两个封隔板的内挡板2上或者是对称设置在压力弹簧3外 部而两端分别固定在两个封隔板的内挡板2上；该钢链5的长度略长于压力 弹簧5不受力时的长度；滑轮9通过滑轮组件而均匀对称设置在两个封隔板 的内挡板2和外挡板4的外缘处，当封隔装置放置于管体内时，滑轮接触管 体内壁，在绳索拉动下，封隔板可以借助滑轮的作用顺利进入管体内，使封隔板位于焊口两侧。
本实用新型管体内充气封隔装置的工作原理及优点1、对管体充气空间封隔效果好。由两个密封橡胶垫构成管体内的充气空间，橡胶垫本身具有弹性且边缘光滑，可以紧密封隔在焊缝两侧的管体内壁，保证充气空间的密封性，使充气空间内保护气体浓度能够满足施焊要求。2、密封橡胶垫内外两侧分别由内外挡板夹住，并通过螺栓固定，内外挡板的面积小于密封橡胶垫面积，使内外挡板不接触管内壁，避免造成金属污染。3、两个密封橡胶垫之间与连接管为同心连接，且连接管为软性管，使本封隔装置在管体内部可以随意弯曲。两个密封橡胶垫之间设置的压力弹簧和钢链为对称设置，两个密封橡胶垫内外挡板上焊接的滑轮为对称均匀设置，封隔装置放置于管体内，滑轮接触管体内壁，不但有利于本封隔装置在管体内部的移动，而且使本封隔装置整体结构稳固。4、两个密封橡胶垫内外挡板上焊接的滑轮易于在管体内
壁进行滑动，方便操作。5、压力弹簧与钢链共同连接在两个密封橡胶垫之间，
压力弹簧本身具有弹性，使封隔装置可以在管体内弯曲自如，便于伸縮调整充气空间的长度，钢链可以保护弹簧避免损坏，由于弹簧有一定的屈服强虔，为避免压力弹簧在装置的拉出时造成破坏，所以在两块内挡板之间连接钢链。
6、密封橡胶垫外挡板上设有的钢环供系绳索，便于焊接工作完成后及时把封隔装置从管体内拉出。7、本封隔装置可以根据施焊的实际需要调整两个密封橡胶垫之间的距离，从而确定管体内充气空间的长度，减少管道焊接时不必要的充气量，同时可以提高施焊区域保护气体的浓度，节省充气时间及保护气体的用量，有效降低成本，提高工作效率。8、本装置结构设计合理，加工制作方便，易于操作使用，工作性能安全可靠，为有色金属管道、不锈钢管道的焊接提供了理想的现场施工条件。9、焊接中断不再受限制，焊工休息吃饭时间得到保障；对于管线的焊接，如果遇到管线直径较大的焊口，焊接时间会很长，如果焊接作业中断，焊接作业再继续的话，还需要再次充气，采用本实用新型的管体内充气封隔装置，在焊接作业中断时，仍可保持焊口部位管体保护气体的浓度，继续施焊时不必再次进行充气，方便施焊过程中的焊接作业中断。10、本封隔装置配有通气硬管和通气软管，当进行充气作业时，通气软管和硬管之间借助连接丝扣进行，通气软管的另一端连接保护气源，打开保护气源阀门，保护气体经过软管和硬管，并通过三通接头中的通气口向封隔空间内填充保护气体，方便且节省充气量和充气时间。实施例一 (如附图l所示)
在4"至6"的有色金属管体和不锈钢管体的焊接作业中使用的管体内充气封隔装置的制备和使用。1、制备。
采用T=5mm\NE0PRENE的耐热橡胶材料制备面积为n D2/4 (D为管道外直径，单位为厘米)平方厘米的两个圆形片状体，作为密封垫l;采用PL3V316L的钢材制备面积为E (D—3) 74 (D为管道外直径，单位为厘米)平方厘米的四个圆形板体，作为内挡板2和外挡板4 (外挡板4也可做成环形板)；在每个圆形片状橡胶密封垫1的内侧和外侧分别放置内挡板2和外挡板4后通过六个螺栓11进行锁固，使橡胶密封垫1被内挡板2和外挡板4夹住而固定为一体，构成两个封隔板，封隔板的圆心处开设一个穿孔，该封隔板圆心处的穿孔内贯穿固定一个插接体(参阅图3所示)。
选用1/2"仪表管作为通气管8，该通气管8长度120mm,数量为2个；选用普通软管作为连接管12，该连接管12长度为350mm,数量为1个；选用小4 (钢丝直径，单位毫米)X40 (弹簧直径，单位毫米)X2D (弹簧弹力，D为管体公称直径，单位为英寸)的压力弹簧3，该压力弹簧3的长度为400ram，数量为1个；
选用线径4mm的不锈钢钢链，钢链5的长度为402mm，数量为2个；选用孔径为15mm，外径为20mra的钢环10 (亦可采用大小合适的螺母)，数量为4个；
选用材质为不锈钢(市售的316L)的滑轮9，(滑轮9的规格可以根据封隔板尺寸调整)，数量为16个；
选用1/2" X 1/2"三通(市售的仪表件)作为三通接头6，数量为1个；选用1/2"的丝扣7，本实施例采用市售的两通仪表件接头，数量为1个；将通气管8由一个封隔板的圆心处贯通，并将通气管8中心部位与封隔板的圆心处的内外挡板焊接而密封固定；通气管8位于内挡板2外侧的管口通过三通接头6与穿套压力弹簧3的连接管12连接，该连接管12远离三通接头6 —端与另一个封隔板内挡板2圆心处设有的插接体(如图3所示)插接固定，使两个封隔板与连接管12形成同心连接；该插接体为不锈钢的管状体，该管状体的管径与连接管管径相应，其位于封隔板内挡板一侧的管口与连接管12插接固定，位于封隔板外挡板一侧的管口设有丝堵13;该采用通气
管8位于外挡板4外侧的管口通过连接丝扣7与软管一端连接，该软管另一端接保护气气源；
将穿套在连接管12外部的压力弹簧3的两端分别与两个封隔板的内挡板2中心处对称焊接固定；然后将钢链5两端分别固定在两个封隔板的内挡板2上，并使2个钢链对称式位于压力弹簧3的外侧；
在两个封隔板的内挡板2和外挡板4上分别焊接4个滑轮9， 4个滑轮是沿内挡板2和外挡板4的外缘均匀等距设置；
在两个封隔板外挡板4外侧分别焊接2个钢环10， 4个钢环成相互对称式设置，该钢环10供绳索栓系。
2、使用。
将制备好的管体内充气封隔装置通过在钢环10上栓系的绳索拉入放置在待焊接的管道焊缝两侧的管体内。
将软管一端与保护气气源接通，另一端连接本封隔装置的连接丝扣7，打开保护气源阀门，保护气经过软管和通气管8，由三通接头6的通气口向封隔空间内填充保护气。
焊接作业完成后利用绳索将该充气封隔装置从管体内拉出，供下道焊缝施焊作业时使用。
实施例二 (如附图2所示)
在8"以及8"以上的有色金属管体和不锈钢杆体的焊接作业中使用的管体内充气封隔装置的制备和使用。1、制备。
采用T=5mm\NE0PRENE的耐热橡胶材料制备面积为:n D2/4 (D为管道外直径，单位厘米)平方厘米的两个圆形片状体，作为密封垫1;采用钢板PL3\Q235A，本实施例采用PL3\316L的钢材制备面积为n (D—3. 5) 74 (D为管道外直径，单位厘米)平方厘米的四个圆形板体，作为内外挡板(外挡板4也可做成环形板)；在每个圆形片状橡胶密封垫1的内侧和外侧分别放置内挡板2和外挡板4后通过六个螺栓11进行锁固，使橡胶密封垫1被内挡板2和外
挡板4夹住而固定为一体，构成两个封隔板；内封隔板的圆心处开设一个穿
孔，内封隔板圆心处贯穿固定一个插接体(如图3所示)；
选用1/2"仪表管作为通气管8，该通气管8长度120mm，数量为2个；选用普通软管作为连接管12，该连接管12的长度为350,数量为1个；选用4>4 (钢丝直径，单位毫米)X40 (弹簧直径，单位毫米)XI. 5D (弹
簧弹力，D为管体公称直径，单位为英寸)的压力弹簧3，该压力弹簧3的长
度为400mm，数量为2个；
选用线径4mm的不锈钢钢链5，钢链5的长度为405mm，数量为2个；选用孔径为15mm，外径为20mm的钢环10 (亦可采用大小合适的螺母)，
数量为4个；
选用材质为不锈钢(市售的316L)的滑轮9，(滑轮9的规格可以根据封隔板尺寸调整)，数量为16个；
选用1/2" X 1/2"三通(市售的仪表件)作为三通接头6，数量为1个；
选用l/2"的丝扣7，本实施例采用市售的仪表两通接头，数量为l个；
将通气管8由一个封隔板的圆心处贯通，并将通气管8中心部位与封隔板的圆心处的内外挡板焊接而密封固定；通气管8位于内挡板2外侧的管口通过三通接头6与连接管12连接，通气管8位于外挡板4外侧的管口通过连接丝扣7与软管一端连接，该软管另一端接保护气气源；该连接管12远离三通接头6 —端与另一个封隔板内挡板2圆心处的插接体插接固定，使两个封隔板与连接管12形成同心连接；该插接体为不锈钢的管状体，该管状体的管径与连接管管径相应，其位于封隔板内挡板一侧的管口与连接管12插接固定，位于封隔板外挡板一侧的管口设有丝堵13;
将穿套钢链5的压力弹簧3两端分别与两个封隔板的内挡板2对称焊接固定，使压力弹簧3对称位于连接管12的外部，然后将钢链5两端分别与两个封隔板内挡板2焊接；
在两个封隔板的内挡板2和外挡板4上分别焊接4个滑轮9， 4个滑轮9是沿内挡板2和外挡板4的外缘均匀等距设置；
在两个封隔板外挡板4上分别焊接2个钢环10， 4个钢环10成相互对称式设置，该钢环10供绳索栓系。2、使用。
将制备好的管体内充气封隔装置通过在钢环10上栓系的绳索拉入放置在待焊接的管道焊缝两侧的管体内。
将软管一端与保护气气源接通，另一端连接本封隔装置的连接丝扣7，打
开保护气源阀门，保护气体经过软管和通气管8，由三通接头6的通气口向封隔空间内填充保护气体。
焊接作业完成后利用绳索将该充气封隔装置从管体内拉出，供下道焊缝施焊作业时使用。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1、一种管体内充气封隔装置，其特征在于，主要包括两个封隔板、压力弹簧(3)、钢链(5)、通气管(8)以及连接管(12)；该封隔板是在密封垫(1)内侧和外侧分别设有内挡板(2)和外挡板(4)，螺栓(11)依次穿过内挡板(2)、密封垫(1)和外挡板(4)后锁紧，使密封垫(1)被内挡板(2)和外挡板(4)夹住固定为一体而构成；该压力弹簧(3)位于两个封隔板之间，压力弹簧(3)是一端固定在一个封隔板内挡板(2)上，另一端固定在另一个封隔板内挡板(2)上；该通气管(8)贯通一个封隔板，其两个管口分别位于该封隔板内挡板(2)和外挡板(4)的外侧，位于内挡板(2)外侧的管口通过一个三通接头(6)而连接一个连接管(12)，该连接管(12)远离三通接头(6)的一端与另一个封隔板内挡板(2)固定，位于外挡板(4)外侧的管口通过连接丝扣(7)与软管一端连接，该软管另一端接保护气源；钢链(5)的两端分别固定在两个封隔板的内挡板(2)上；两个封隔板的内挡板(2)和外挡板(4)上分别设有数个滑轮(9)。
2、 根据权利要求l所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述密封 垫(1)为橡胶材料制成的与管体横截面形状相同的片状体，该片状体的面积 等于或者大于管体的横截面面积；该密封垫(1)内侧和外侧分别设有的内挡 板(2)和外挡板(4)为金属材料制成板体，该内挡板(2)和外挡板(4) 的面积小于片状体的面积。
3、 根据权利要求1或2所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述 封隔板外挡板(4)外侧上设有钢环(10)，该钢环(10)为一个或者多个。
4、 根据权利要求l所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述两个 封隔板之间的距离400土10mm，连接管(12)与两个封隔板之间的连接为同心 连接，该连接管(12)为软性管体，其一端与三通接头(6)插接，另一端与 远离三通接头的另一个封隔板设有的插接体插接固定。
5、 根据权利要求4所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述封隔 板设有的插接体为管状体，该管状体贯通该封隔板且位于封隔板的中心位置， 该管状体位于封隔板内挡板(2) —侧的管口供连接管(12)插接固定，位于 封隔板外挡板(4) 一侧的管口设有丝堵(13)。
6、 根据权利要求l所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述压力 弹簧(3)是一个，该压力弹簧(3)穿套在连接管(12)外部而两端分别与 两个封隔板的内挡板(2)固定，该压力弹簧(3)不受力的长度为400土10mm， 压力弹簧(3)的弹力为管体公称直径的2倍或者2倍以上。
7、 根据权利要求l所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述压力 弹簧(3)是多个，该多个压力弹簧(3)对称设置在连接管(12)外部，且 两端分别与两个封隔板的内挡板(2)固定；该压力弹簧(3)不受力的长度 为400士10mm，压力弹簧(3)的弹力为管体公称直径的1. 5倍或1. 5倍以上。
8、 根据权利要求l所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述钢链 (5)为一个或者多个，该钢链(5)是穿设在压力弹簧(3)内部而两端分别固定在两个封隔板的内挡板(2)上或者是对称设置在压力弹簧(3)外部而 两端分别固定在两个封隔板的内挡板(2)上；该钢链(5)的长度略长于压 力弹簧(5)不受力时的长度。
9、 根据权利要求l所述的管体内充气封隔装置，其特征在于，所述滑轮 (9)通过滑轮组件而均匀对称设置在两个封隔板的内挡板(2)和外挡板(4)的外缘处。
专利摘要本实用新型提供一种管体内充气封隔装置，包括两个封隔板、压力弹簧、钢链、通气管及连接管；封隔板是密封垫内侧和外侧分设内挡板和外挡板，经螺栓锁紧而成；压力弹簧位于两个封隔板间；通气管贯通一个封隔板，其两个管口分别位于该封隔板内挡板和外挡板的外侧，位于内挡板外侧管口通过三通接头而连接连接管，连接管远离三通接头一端与另个封隔板内挡板固定，位于外挡板外侧管口通过连接丝扣与软管一端连接，软管另端接保护气源；钢链两端固定在两个封隔板内挡板上；封隔板内挡板和外挡板上设滑轮；用于管道施焊作业中，有效降低管体内充气长度，减少保护气体用量和充气时间，提高焊接质量与效率，降低成本，操作方便，使用安全可靠。
文档编号B23K9/32GK201275661SQ200820122698
公开日2009年7月22日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者孟和平, 李一乔, 李江海, 李许光, 胡得朋, 许国能 申请人:中国海洋石油总公司;海洋石油工程股份有限公司