一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置的制作方法

本发明属于管道支撑，具体涉及一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置。

背景技术：

1、水电站用的压力钢管采用钢板卷制而成，在施工运输过程中，钢管需要设置内支撑进行加固，防止管口变形，常见的内支撑结构形式为十字型或米字型支撑架结构。比如授权公告号为cn 205996399 u的专利公开了一种大口径钢管管端的支撑装置，其包括水平支杆和竖直支杆，竖直支杆由两段等长的分杆组成，水平支杆和两侧的分杆形成“十”字形形状。又比如授权公告号为cn 210050388u的专利所公布的一种便于拆装且简单、实用的压力钢管米字撑装置。又比如说申请公布号为cn 105253460 a的专利所公开的大型筒体用可调式多米字工装，包括筒体接触板、米字支撑结构及连接杆；连接杆将多个米字支撑结构连接成多米字结构，米字支撑结构与筒体之间装垫有筒体接触板。

2、依据相关检索发现上述的十字型结构或者米字型结构形式，有的不具备伸缩调节功能，只能定尺寸使用；有的具备伸缩调节功能，能够适合不同直径的管道；就以申请公布号为cn 105253460 a的专利中的米字支撑结构为例来说，米字支撑结构包括支撑杆ⅰ、螺栓扣、支撑杆ⅱ及芯盘；支撑杆ⅰ与支撑杆ⅱ通过螺栓扣连接成可调伸缩杆；其在使用时，通过调节螺栓扣将可调伸缩杆伸展开，实现筒体内壁的顶撑。上述的调节方式存在如下技术问题：

3、其一，由于米字支撑结构具有六根支撑杆，其在调节时，需要一一旋拧，导致调整时间过长，在拆卸时亦如此，拆装都比较费时费力；

4、其二，由于需要旋拧多个螺栓扣，支撑杆的调节长度很难保证伸缩量完全相同，这样就会使得米字工装与钢管不容易对心；若有的长，有的短，即米字工装与钢管轴线不同线设置，那么可能会导致支撑力度不同，就容易导致对钢管的圆度造成损伤。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置。本发明的目的之一是采用“旋转式自定心”思路，实现压力钢管管口的支撑；本发明的目的之二是在上述思路的基础上，如何方便的实现整个装置的收纳、拆装，以减少占用空间，达到便携、易操作的目的。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、本技术方案提出了一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，包括自定心内支撑组件，其中：

4、自定心内支撑组件包括基座，所述基座上可旋转地连接有中心轴杆，所述中心轴杆的一端连接有中心齿轮；沿所述中心齿轮的周向等间隔设置有三组带有齿牙的支撑臂，所述基座上设置有与所述支撑臂相对应的转轴，所述支撑臂与所述转轴可旋转连接；三组所述支撑臂通过所述齿牙能够与所述中心齿轮啮合；当旋转中心轴杆时，所述中心齿轮能够同时驱动三组支撑臂绕各自对应的转轴旋转，使得三组支撑臂收纳或打开。

5、优选的，还包括用于驱动中心轴杆旋转的驱动组件，该驱动组件包括驱动齿轮，所述驱动齿轮套设连接于中心轴杆上；所述驱动齿轮的上方啮合有齿条；所述基座的一侧固定连接有支撑座，所述齿条与所述支撑座滑动连接；所述支撑座侧壁螺纹连接有高强螺栓，所述高强螺栓与所述齿条可旋转连接；当旋拧高强螺栓时，所述高强螺栓能够带动所述齿条移动。

6、优选的，还包括与所述支撑座可拆卸连接的辅助挂设组件，所述辅助挂设组件包括底板，所述底板能够与所述支撑座可拆卸连接；所述底板的一侧固定连接有侧板，所述侧板的顶部连接有顶板，所述顶板与所述底板之间可旋转地连接有丝杠，所述丝杠上连接有丝母，所述丝母固定连接有移动板，所述顶板与所述底板之间还连接有导向杆，所述移动板与所述导向杆滑动连接；所述移动板的一端底部连接有弹簧，所述弹簧的底端连接有定位板。

7、优选的，所述支撑座的顶部开设有滑槽，所述底板的底部固定连接有底导轨；所述侧板的侧壁固定连接有侧导轨；所述侧导轨以及所述底导轨分别能够与所述滑槽适配滑动插接。

8、优选的，所述滑槽为燕尾槽或者“t”型槽。

9、优选的，所述支撑臂包括第一弧形体以及与第一弧形体相连的第二弧形体，所述第一弧形体沿周向设置有若干所述的齿牙；所述转轴与所述第一弧形体相连；所述第一弧形体呈半圆状；所述第二弧形体呈月牙状；所述第二弧形体弯折处形成有向内凹陷的容纳腔；当三组支撑臂呈收纳状态时，第一弧形体能够容纳设置在相邻支撑臂的容纳腔中。

10、优选的，所述支撑臂上开设有若干组减重孔。

11、优选的，所述齿条的侧壁固定连接有连接块，所述高强螺栓的一端与所述连接块可旋转连接。

12、优选的，所述丝杠靠近底段的位置套设连接有手轮。

13、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

14、1.本发明中采用的自定心内支撑组件，其采用“旋转式自定心”思路，通过一个中心齿轮可同时驱动三组支撑臂绕各自的转轴旋转，从而实现打开或收纳，这样的设计方式，保证了三组支撑臂的同步调整，伸缩量保证一致，这样，当支撑臂顶靠在压力钢管内壁时，中心齿轮的轴线必定与压力钢管的轴线共线，达到同轴线自定心目的；本设计思路，结构简单，操作方便，可有效解决现有技术中存在的调整费时费力且不容易对心的难题。

15、2.支撑臂采用第一弧形体与第二弧形体的结构形式，第一弧形与第二弧形体均为弧状结构体，并且形成有向内凹陷的容纳腔；在容纳腔的对立侧形成有较长的弧度，这样，支撑臂在展开时，具有较大的变径空间，适用范围更广；支撑臂在收纳时，由于容纳腔的设置，使得三组支撑臂之间能够环环压合，缩至更小的范围，收纳后占用的空间会很小，达到可收纳、便携的目的。

16、3.驱动组件采用“驱动齿轮+齿条+高强螺栓”的结构形式，只需要采用工具（手枪钻或者扳手）旋拧高强螺栓即可实现齿条的移动，进而实现驱动齿轮的旋转，结构简单、操作方便，可快速实现支撑臂的收纳和展开。

17、4.辅助挂设组件采用可拆卸连接的方式，使其具备快速拆装功能；辅助挂设组件与支撑座的连接形式具有两种，一种是“竖连”，在刚开始要顶撑时，使得整个装置具备临时挂设的功能，无需人工一直双手举托，减轻劳动强度；另一种是“横连”，“横连”为收纳时的状态，可以减小整个装置的高度，无需占用过多高程空间，为实现便携目的而服务。

18、5.辅助挂设组件中移动板、弹簧、定位板形成的可调式伸缩结构，可以保证在支撑臂展开自定心支撑压力钢管内壁时，辅助挂设组件能够进行高程的微调整，预留出操作空间，防止二者相互负面干涉。

技术特征：

1.一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，包括自定心内支撑组件，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，还包括用于驱动中心轴杆（2）旋转的驱动组件，该驱动组件包括驱动齿轮（7），所述驱动齿轮（7）套设连接于中心轴杆（2）上；所述驱动齿轮（7）的上方啮合有齿条（8）；所述基座（1）的一侧固定连接有支撑座（6），所述齿条（8）与所述支撑座（6）滑动连接；所述支撑座（6）侧壁螺纹连接有高强螺栓（9），所述高强螺栓（9）与所述齿条（8）可旋转连接；当旋拧高强螺栓（9）时，所述高强螺栓（9）能够带动所述齿条（8）移动。

3.根据权利要求2所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，还包括与所述支撑座（6）可拆卸连接的辅助挂设组件，所述辅助挂设组件包括底板（11），所述底板（11）能够与所述支撑座（6）可拆卸连接；所述底板（11）的一侧固定连接有侧板（18），所述侧板（18）的顶部连接有顶板（19），所述顶板（19）与所述底板（11）之间可旋转地连接有丝杠（12），所述丝杠（12）上连接有丝母，所述丝母固定连接有移动板（14），所述顶板（19）与所述底板（11）之间还连接有导向杆（17），所述移动板（14）与所述导向杆（17）滑动连接；所述移动板（14）的一端底部连接有弹簧（16），所述弹簧（16）的底端连接有定位板（15）。

4.根据权利要求3所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，所述支撑座（6）的顶部开设有滑槽（21），所述底板（11）的底部固定连接有底导轨；所述侧板（18）的侧壁固定连接有侧导轨；所述侧导轨以及所述底导轨分别能够与所述滑槽（21）适配滑动插接。

5.根据权利要求4所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，所述滑槽（21）为燕尾槽或者“t”型槽。

6.根据权利要求1所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，所述支撑臂（4）包括第一弧形体（41）以及与第一弧形体（41）相连的第二弧形体（42），所述第一弧形体（41）沿周向设置有若干所述的齿牙；所述转轴（5）与所述第一弧形体（41）相连；所述第一弧形体（41）呈半圆状；所述第二弧形体（42）呈月牙状；所述第二弧形体（42）弯折处形成有向内凹陷的容纳腔（43）；当三组支撑臂（4）呈收纳状态时，第一弧形体（41）能够容纳设置在相邻支撑臂（4）的容纳腔（43）中。

7.根据权利要求6所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，所述支撑臂（4）上开设有若干组减重孔（44）。

8.根据权利要求2所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，所述齿条（8）的侧壁固定连接有连接块（91），所述高强螺栓（9）的一端与所述连接块（91）可旋转连接。

9.根据权利要求3所述的一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，其特征在于，所述丝杠（12）靠近底段的位置套设连接有手轮（13）。

技术总结
本发明提出了一种水电站压力钢管管口内支撑防变形装置，属于管道支撑技术领域，包括自定心内支撑组件、驱动组件、辅助挂设组件；其中，自定心内支撑组件包括基座，基座上可旋转地连接有中心轴杆，中心轴杆的一端连接有中心齿轮；沿中心齿轮的周向等间隔设置有三组带有齿牙的支撑臂，基座上设置有与支撑臂相对应的转轴，支撑臂与转轴可旋转连接；三组支撑臂通过齿牙能够与中心齿轮啮合；驱动组件用于驱动中心轴杆旋转；辅助挂设组件包括底板、侧板、顶板、丝杠、移动板等结构，用于辅助挂设，提高易操作性。本发明采用“旋转式自定心”思路，可实现压力钢管管口的支撑；同时还具有易于收纳、拆装、便携、易操作的优点。

技术研发人员：贺芳丁,方肖晨,郭广军,董延朋,路光旭,郭磊,崔春梅
受保护的技术使用者：山东省水利科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15