专利名称：带密封舱的水下管道干式焊接工作舱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接工作舱，尤其是能对水下管道实现水下无人参与的带密封舱 的水下管道干式焊接工作舱。
背景技术：
目前水下焊接重要结构一般分为两种方式干法焊接和湿法焊接。所谓干法焊接， 就是在待焊部位建造一个密封舱，将里面的水用气体排开，让焊工和电弧均处在“干”的环 境下。干法焊缝的质量高，但目前的常用结构比较复杂，造价较高，并且一般需要潜水员或 焊工的参与，准备工作较为繁琐，且限制了深水焊接的进行。所谓湿法焊接，就是使用电焊 条直接在水中施焊，电弧在水下环境中燃烧。湿法焊接虽然较干法焊接设备简单，操作方 便，但电弧不稳定，焊缝成型不好，焊接接头的性能较差，因此湿法焊接不能用于水下重要 结构的焊接。
发明内容
根据背景技术所述，本发明的目的在于克服目前干法焊接和湿法焊接的不足，提 供一种带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，这种工作舱主要由外舱体系统和密封舱系统 组成，密封舱系统可以在下水之前将焊接小车和其他焊接设备密闭在无水的环境下，待整 个焊接工作舱抱紧待焊管道后，用高压气体将整个外舱体内的水排出，焊接小车即可沿轨 道开出进行水下无人参与的自动干式焊接。为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的一种带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，主要由上舱体(1)、下舱体O)、密闭 舱体(3)、舱体功能孔(3)、外气缸(9)、左导杆(5)、右导杆(14)和基座(10)组成，其中 上舱体(1)和下舱体( 分别为半圆柱形壳体，其端部分别设置有半圆形通管孔(25)，二 者重叠组成完整的两端具有通管孔0 的圆柱形壳体，在上舱体(1)的顶部设置由活动 板(17)、固定板(18)、活动板的导向杆(19、20)、密闭舱推拉气缸(21、22)组成的密闭舱体 (3)，活动板(17)和固定板(18)的径向安装位置高于上舱体(1)两侧端面上通管孔05) 半圆的顶点；焊接小车04)的轨道通过若干个固定块06)与上舱体内表面固联，在 轨道下表面和上舱体(1)内表面之间，轴向两侧各安装一根导向杆(19、20)，导向杆 (19,20)的两头分别固定在上舱体(1)的两个端面上，在每根导向杆(19、20)上嵌有几个滑 块，滑块与活动板的内表面固联，在活动板(17)和固定板(18)之上，安装两个与舱体轴向 平行的气缸01、22)，气缸01、22)的一端安装在活动板(17)的外表面上，另一端固定在 固定板(18)所在一侧的上舱体(1)端面上，活动板(17)从固定板(18)的下面伸出直到活 动板(17)顶在上舱体(1)的端面上，并且活动板(17)与固定板(18)的结合处相互重叠， 并设置密封件，当气缸(21、22)缩回时，活动板(17)沿着两侧的导向杆(19、20)滑动，最终 藏在固定板(18)之下；外气缸(9)上端的作动杆OO)与固联于上舱体(1)的气缸座(16) 相连接，其下端与基座(1)固联，在外气缸(9)的左右两侧分别设置导杆( 和导杆(14)，并分别套装有导杆套(6)和导杆套(13)，导杆套(6)和导杆套(13)又分别与固联在下舱 体( 上的导杆套基座(8)和导杆套基座(12)相连接，左导杆( 和右导杆(14)的外缘 安装有加强板(7)和加强板(11)，加强板(7、11)通过其底面的背板与固联在上舱体(1)上 加强板基座G、15)相连，上舱体(1)和下舱体(2)称为一完整自如启闭的结构整体，在上 舱体⑴和下舱体⑵上留有一系列舱体功能孔(31)。所述上舱体(1)与下舱体( 结合的表面上，嵌有密封条，并且在密封舱体(3)系 统中所有活动部位和可能接触水的部位安装密封条。所述上舱体(1)固定板(18)下面的隔离空间(XT)安装焊接小车04)的控制设备。所述焊接小车04)背负焊接用的送丝机。由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和效果1、本发明结构简单，成本较低，易于推广；2、本发明因为采用双层密封的结构，焊接小车在整个焊接过程中不接触水，因此 毋须采用防水电机等防水器件，因此极大的节约了设备成本；3、本发明可利用上舱体上固定板面下的隔离空间安装焊接小车控制设备，从而避 免了传统水下干式过程中焊接控制设备与焊接小车分离，必须通过防水电缆连接水下焊 接小车和水上控制设备的情况，不仅节约了设备成本，而且更加易于实现深水干式管道焊 接；4、本发明将送丝机背负在焊接小车上，毋须另外由潜水员将送丝机送至水下待焊 结构处；5、本发明可在水下无人条件下实现海底干式管道焊接；6、本发明不仅能够在高压气体的作用下实现水下管道干式高压焊接，而且在焊接 开始前，也可将工作舱内的高压气体通过单向阀泄为常压，这样就可使这种工作舱既可完 成水下高压焊接亦可完成水下常压焊接。
图1为本发明总体结构示意2为本发明下水后骑跨管道时结构示意3为本发明下水后到抱紧管道时结构示意4为本发明密封舱系统闭合示意5为本发明密封舱系统打开示意图具体实施方式
由图1至图5示出，一种带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，主要由上舱体(1)、 下舱体(2)、密闭舱体(3)、舱体功能孔(3)、外气缸(9)、左导杆(5)、右导杆(14)和基座 (10)组成，其中上舱体(1)和下舱体( 分别为半圆柱形壳体，其端部分别设置有半圆形 通管孔(25)，二者重叠组成完整的两端具有通管孔0 的圆柱形壳体，在上舱体(1)的顶 部设置由活动板(17)、固定板(18)、活动板的导向杆(19、20)、密闭舱推拉气缸(21、22)组 成的密闭舱体(3)，活动板(17)和固定板(18)的径向安装位置高于上舱体(1)两侧端面上通管孔0 半圆的顶点；焊接小车04)的轨道通过若干个固定块06)与上舱体内 表面固联，在轨道03)下表面和上舱体(1)内表面之间，轴向两侧各安装一根导向杆(19、 20)，导向杆(19、20)的两头分别固定在上舱体⑴的两个端面上，在每根导向杆(19、20) 上嵌有几个滑块，滑块与活动板的内表面固联，在活动板(17)和固定板(18)之上，安装两 个与舱体轴向平行的气缸01、22)，气缸(21、2幻的一端安装在活动板(17)的外表面上，另 一端固定在固定板(18)所在一侧的上舱体(1)端面上，活动板(17)从固定板(18)的下面 伸出直到活动板(17)顶在上舱体(1)的端面上，并且活动板(17)与固定板(18)的结合处 相互重叠，并设置密封件，当气缸(21、22)缩回时，活动板(17)沿着两侧的导向杆(19、20) 滑动，最终藏在固定板(18)之下；外气缸(9)上端的作动杆OO)与固联于上舱体(1)的气 缸座(16)相连接，其下端与基座⑴固联，在外气缸(9)的左右两侧分别设置导杆(5)和 导杆(14)，并分别套装有导杆套(6)和导杆套(13)，导杆套(6)和导杆套(13)又分别与固 联在下舱体( 上的导杆套基座(8)和导杆套基座(1 相连接，左导杆( 和右导杆(14) 的外缘安装有加强板(7)和加强板(11)，加强板(7、11)通过其底面的背板与固联在上舱 体(1)上加强板基座G、15)相连，上舱体(1)和下舱体(2)称为一完整自如启闭的结构整 体，在上舱体(1)和下舱体(2)上留有一系列舱体功能孔(31)。另外，为了保证整个干式焊接工作舱的密封效果，在上舱体1与下舱体2结合的表 面上，嵌有密封条，并且在外舱体系统和密封舱系统中所有活动部位和可能接触水的部位 都安装有密封条，以加强密封效果。因活动板17在推出时要部分穿过焊接轨道23，因此在 活动板17与焊接轨道17接触的一侧开一长条口，在长条口的尾部安装斜面密封片进行密 封，防止海水进入。本发明的焊接小车M上背负安装着焊接用的送丝机。具体实施过程如下当工作舱未入水之前，外气缸9收回，使上舱体1与下舱体2 闭合，且活动板推拉气缸21、22伸长，使活动板17推出，活动板17推出后与固定板18以及 上舱体1围成一个密闭的空间，然后将工作舱放入水中，在到达水下待焊接管道观时，外气 缸9伸长，将上舱体1托起，当上下舱体1、2接触面之间的距离大于待焊管道观的直径时， 舱体整体移动，使舱体整体跨骑在管道观上，然后外气缸9缩回，使舱体抱紧管道9。此时， 通过功能孔31中的气孔向工作舱内注入高压气体，使工作舱内的气体压力大于工作舱外 部的水压，通过单向阀的作用将舱内的水排出舱外，当舱内的湿度传感器检测到舱内的湿 度满足焊接条件后，活动板推拉气缸21、22缩回，使活动板17沿着两侧的导向杆19、20滑 动，最终藏在固定板18之下，此时藏在活动板17下的焊接小车M即可沿焊接轨道23开出 并对管道观进行干式焊接。焊接进行过程中可通过各种功能孔对焊接过程进行控制和监 测。待焊接完成后，焊接小车M回到上舱体1的最顶点位置，活动板推拉气缸21、22伸长， 使活动板17推出，将焊接小车M密封在活动板17之下，然后外气缸9伸长，将舱体托起， 当上下舱体1、2接触面之间的距离大于待焊管道观的直径时，舱体整体移动，使工作舱和 待焊管道完全脱离，然后利用吊装设备将工作舱拖出水面，整个焊接过程完成。另知，在焊接开始前，也可将工作舱内的高压气体通过单向阀泄为常压，这样就可 使这种工作舱既可完成完成水下高压焊接亦可完成水下常压焊接，提高焊接质量。
权利要求
1.一种带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，主要由上舱体(1)、下舱体O)、密闭舱 体(3)、舱体功能孔(3)、外气缸(9)、左导杆(5)、右导杆(14)和基座(10)组成，其特征在 于上舱体(1)和下舱体( 分别为半圆柱形壳体，其端部分别设置有半圆形通管孔(25)， 二者重叠组成完整的两端具有通管孔0 的圆柱形壳体，在上舱体(1)的顶部设置由活动 板(17)、固定板(18)、活动板的导向杆(19、20)、密闭舱推拉气缸(21、22)组成的密闭舱体 (3)，活动板(17)和固定板(18)的径向安装位置高于上舱体(1)两侧端面上通管孔05) 半圆的顶点；焊接小车04)的轨道通过若干个固定块06)与上舱体内表面固联，在 轨道下表面和上舱体(1)内表面之间，轴向两侧各安装一根导向杆(19、20)，导向杆 (19,20)的两头分别固定在上舱体(1)的两个端面上，在每根导向杆(19、20)上嵌有几个滑 块，滑块与活动板的内表面固联，在活动板(17)和固定板(18)之上，安装两个与舱体轴向 平行的气缸01、22)，气缸01、22)的一端安装在活动板(17)的外表面上，另一端固定在 固定板(18)所在一侧的上舱体(1)端面上，活动板(17)从固定板(18)的下面伸出直到活 动板(17)顶在上舱体(1)的端面上，并且活动板(17)与固定板(18)的结合处相互重叠， 并设置密封件，当气缸(21、22)缩回时，活动板(17)沿着两侧的导向杆(19、20)滑动，最终 藏在固定板(18)之下；外气缸(9)上端的作动杆OO)与固联于上舱体(1)的气缸座(16) 相连接，其下端与基座(1)固联，在外气缸(9)的左右两侧分别设置导杆( 和导杆(14)， 并分别套装有导杆套(6)和导杆套(13)，导杆套(6)和导杆套(13)又分别与固联在下舱 体(2)上的导杆套基座(8)和导杆套基座(1 相连接，左导杆( 和右导杆(14)的外缘 安装有加强板(7)和加强板(11)，加强板(7、11)通过其底面的背板与固联在上舱体(1)上 加强板基座G、15)相连，上舱体(1)和下舱体(2)称为一完整自如启闭的结构整体，在上 舱体⑴和下舱体⑵上留有一系列舱体功能孔(31)。
2.根据权利要求1所述的带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，其特征在于所述上 舱体(1)与下舱体( 结合的表面上，嵌有密封条，并且在密封舱体C3)系统中所有活动部 位和可能接触水的部位安装密封条。
3.根据权利要求1所述的带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，其特征在于所述上 舱体(1)固定板(18)下面的隔离空间、2Τ)安装焊接小车04)的控制设备。
4.根据权利要求1所述的带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，其特征在于所述焊 接小车04)背负焊接用的送丝机。
全文摘要
一种带密封舱的水下管道干式焊接工作舱，主要由上舱体(1)、下舱体(2)、密闭舱体(3)、舱体功能孔(31)、外气缸(9)、左导杆(5)、右导杆(14)和基座(10)组成，其中，上舱体(1)和下舱体(2)分别为半圆柱形壳体，在上舱体(1)的顶部由可推拉的活动板(17)和固定板(18)隔成密闭舱体(3)，与上、下舱体连接的有导杆(5、6)和外气缸(9)，在密闭舱体(3)内安装有与活动板(17)和固定板(18)相关的导向杆(19，20)和气缸(21，22)。本发明设置的密闭舱体(3)可方便地使焊接设备和焊接控制设备处于不浸水的状态，提高了焊接质量和效率，并降低了设备的成本；本发明不仅能够在高压气体的作用下实现水下管道干式高压焊接，而且在焊接开始前，也可将工作舱内的高压气体通过单向阀泄为常压，这样就可使这种工作舱既可完成水下高压焊接亦可完成水下常压焊接，结构简单，成本较低，易于推广。
文档编号B23K37/00GK102039500SQ200910181149
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者吕涛, 曹莹瑜, 薛龙, 赵杰 申请人:北京石油化工学院