專利名稱：帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種焊接工作艙，尤其是能對水下管道實現(xiàn)水下無人參與的帶密
封艙的水下管道干式焊接工作艙。
背景技術(shù)：
目前水下焊接重要結(jié)構(gòu)一般分為兩種方式干法焊接和濕法焊接。所謂干法焊接， 就是在待焊部位建造一個密封艙，將里面的水用氣體排開，讓焊工和電弧均處在"干"的環(huán) 境下。干法焊縫的質(zhì)量高，但目前的常用結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價較高，并且一般需要潛水員或 焊工的參與，準(zhǔn)備工作較為繁瑣，且限制了深水焊接的進(jìn)行。所謂濕法焊接，就是使用電焊 條直接在水中施焊，電弧在水下環(huán)境中燃燒。濕法焊接雖然較干法焊接設(shè)備簡單，操作方 便，但電弧不穩(wěn)定，焊縫成型不好，焊接接頭的性能較差，因此濕法焊接不能用于水下重要 結(jié)構(gòu)的焊接。

發(fā)明內(nèi)容根據(jù)背景技術(shù)所述，本實用新型的目的在于克服目前干法焊接和濕法焊接的不 足，提供一種帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，這種工作艙主要由外艙體系統(tǒng)和密封 艙系統(tǒng)組成，密封艙系統(tǒng)可以在下水之前將焊接小車和其他焊接設(shè)備密閉在無水的環(huán)境 下，待整個焊接工作艙抱緊待焊管道后，用高壓氣體將整個外艙體內(nèi)的水排出，焊接小車即 可沿軌道開出進(jìn)行水下無人參與的自動干式焊接。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的 —種帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、下艙體(2)、密閉 艙體(3)、艙體功能孔(31)、外氣缸(9)、左導(dǎo)桿(5)、右導(dǎo)桿(14)和基座(10)組成，其中: 上艙體(1)和下艙體(2)分別為半圓柱形殼體，其端部分別設(shè)置有半圓形通管孔(25) ，二 者重疊組成完整的兩端具有通管孔(25)的圓柱形殼體，在上艙體(1)的頂部設(shè)置由活動 板(17)、固定板(18)、活動板的導(dǎo)向桿(19、20)、密閉艙推拉氣缸(21、22)組成的密閉艙體 (3)，活動板(17)和固定板(18)的徑向安裝位置高于上艙體(1)兩側(cè)端面上通管孔(25) 半圓的頂點；焊接小車(24)的軌道(23)通過若干個固定塊(26)與上艙體內(nèi)表面固聯(lián)，在 軌道(23)下表面和上艙體(1)內(nèi)表面之間，軸向兩側(cè)各安裝一根導(dǎo)向桿(19、20)，導(dǎo)向桿 (19、20)的兩頭分別固定在上艙體(1)的兩個端面上，在每根導(dǎo)向桿(19、20)上嵌有幾個滑 塊，滑塊與活動板的內(nèi)表面固聯(lián)，在活動板(17)和固定板(18)之上，安裝兩個與艙體軸向 平行的氣缸(21、22)，氣缸(21、22)的一端安裝在活動板(17)的外表面上，另一端固定在 固定板(18)所在一側(cè)的上艙體(1)端面上，活動板(17)從固定板(18)的下面伸出直到活 動板(17)頂在上艙體(1)的端面上，并且活動板(17)與固定板(18)的結(jié)合處相互重疊， 并設(shè)置密封件，當(dāng)氣缸(21、22)縮回時，活動板(17)沿著兩側(cè)的導(dǎo)向桿(19、20)滑動，最終 藏在固定板(18)之下；外氣缸(9)上端的作動桿(20)與固聯(lián)于上艙體(1)的氣缸座(16) 相連接，其下端與基座(1)固聯(lián)，在外氣缸(9)的左右兩側(cè)分別設(shè)置導(dǎo)桿(5)和導(dǎo)桿(14)，并分別套裝有導(dǎo)桿套(6)和導(dǎo)桿套(13)，導(dǎo)桿套(6)和導(dǎo)桿套(13)又分別與固聯(lián)在下艙 體(2)上的導(dǎo)桿套基座(8)和導(dǎo)桿套基座(12)相連接，左導(dǎo)桿(5)和右導(dǎo)桿(14)的外緣 安裝有加強板(7)和加強板(ll)，加強板(7、11)通過其底面的背板與固聯(lián)在上艙體(1)上 加強板基座(4、15)相連，上艙體(1)和下艙體(2)稱為一完整自如啟閉的結(jié)構(gòu)整體，在上 艙體(1)和下艙體(2)上留有一系列艙體功能孔(31)。 所述上艙體(1)與下艙體(2)結(jié)合的表面上，嵌有密封條，并且在密封艙體(3)系 統(tǒng)中所有活動部位和可能接觸水的部位安裝密封條。 所述上艙體(1)固定板(18)下面的隔離空間(27)安裝焊接小車(24)的控制設(shè) 備。 所述焊接小車(24)背負(fù)焊接用的送絲機(jī)。 由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下優(yōu)點和效果 1、本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于推廣； 2、本實用新型因為采用雙層密封的結(jié)構(gòu)，焊接小車在整個焊接過程中不接觸水， 因此毋須采用防水電機(jī)等防水器件，因此極大的節(jié)約了設(shè)備成本； 3、本實用新型可利用上艙體上固定板面下的隔離空間安裝焊接小車控制設(shè)備，從 而避免了傳統(tǒng)水下干式過程中焊接控制設(shè)備與焊接小車分離，必須通過防水電纜連接水下 焊接小車和水上控制設(shè)備的情況，不僅節(jié)約了設(shè)備成本，而且更加易于實現(xiàn)深水干式管道 焊接； 4、本實用新型將送絲機(jī)背負(fù)在焊接小車上，毋須另外由潛水員將送絲機(jī)送至水下 待焊結(jié)構(gòu)處； 5、本實用新型可在水下無人條件下實現(xiàn)海底干式管道焊接； 6、本實用新型不僅能夠在高壓氣體的作骼下實現(xiàn)水下管道干式高壓焊接，而且在 焊接開始前，也可將工作艙內(nèi)的高壓氣體通過單向閥泄為常壓，這樣就可使這種工作艙既 可完成水下高壓焊接亦可完成水下常壓焊接。

圖1為本實用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本實用新型下水后騎跨管道時結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本實用新型下水后到抱緊管道時結(jié)構(gòu)示意圖 圖4為本實用新型密封艙系統(tǒng)閉合示意圖 圖5為本實用新型密封艙系統(tǒng)打開示意圖
具體實施方式由圖1至圖5示出， 一種帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、 下艙體(2)、密閉艙體(3)、艙體功能孔(3)、外氣缸(9)、左導(dǎo)桿(5)、右導(dǎo)桿(14)和基座 (10)組成，其中上艙體(1)和下艙體(2)分別為半圓柱形殼體，其端部分別設(shè)置有半圓形 通管孔(25)，二者重疊組成完整的兩端具有通管孔(25)的圓柱形殼體，在上艙體(1)的頂 部設(shè)置由活動板(17)、固定板(18)、活動板的導(dǎo)向桿(19、20)、密閉艙推拉氣缸(21、22)組 成的密閉艙體(3)，活動板(17)和固定板(18)的徑向安裝位置高于上艙體(1)兩側(cè)端面上通管孔(25)半圓的頂點；焊接小車(24)的軌道(23)通過若干個固定塊(26)與上艙體內(nèi)表面固聯(lián)，在軌道(23)下表面和上艙體(1)內(nèi)表面之間，軸向兩側(cè)各安裝一根導(dǎo)向桿(19、20)，導(dǎo)向桿(19、20)的兩頭分別固定在上艙體(1)的兩個端面上，在每根導(dǎo)向桿(19、20)上嵌有幾個滑塊，滑塊與活動板的內(nèi)表面固聯(lián)，在活動板(17)和固定板(18)之上，安裝兩個與艙體軸向平行的氣缸(21、22)，氣缸(21、22)的一端安裝在活動板(17)的外表面上，另一端固定在固定板(18)所在一側(cè)的上艙體(1)端面上，活動板(17)從固定板(18)的下面伸出直到活動板(17)頂在上艙體(1)的端面上，并且活動板(17)與固定板(18)的結(jié)合處相互重疊，并設(shè)置密封件，當(dāng)氣缸(21、22)縮回時，活動板(17)沿著兩側(cè)的導(dǎo)向桿(19、20)滑動，最終藏在固定板(18)之下；外氣缸(9)上端的作動桿(20)與固聯(lián)于上艙體(1)的氣缸座(16)相連接，其下端與基座(1)固聯(lián)，在外氣缸(9)的左右兩側(cè)分別設(shè)置導(dǎo)桿(5)和導(dǎo)桿(14)，并分別套裝有導(dǎo)桿套(6)和導(dǎo)桿套(13)，導(dǎo)桿套(6)和導(dǎo)桿套(13)又分別與固聯(lián)在下艙體(2)上的導(dǎo)桿套基座(8)和導(dǎo)桿套基座(12)相連接，左導(dǎo)桿(5)和右導(dǎo)桿(14)的外緣安裝有加強板(7)和加強板(ll)，加強板(7、11)通過其底面的背板與固聯(lián)在上艙體(1)上加強板基座(4、 15)相連，上艙體(1)和下艙體(2)稱為一完整自如啟閉的結(jié)構(gòu)整體，在上艙體(1)和下艙體(2)上留有一系列艙體功能孔(31)。 另外，為了保證整個干式焊接工作艙的密封效果，在上艙體1與下艙體2結(jié)合的表面上，嵌有密封條，并且在外艙體系統(tǒng)和密封艙系統(tǒng)中所有活動部位和可能接觸水的部位都安裝有密封條，以加強密封效果。因活動板17在推出時要部分穿過焊接軌道23，因此在活動板17與焊接軌道17接觸的一側(cè)開一長條口，在長條口的尾部安裝斜面密封片進(jìn)行密封，防止海水進(jìn)入。 本實用新型的焊接小車24上背負(fù)安裝著焊接用的送絲機(jī)。 具體實施過程如下當(dāng)工作艙未入水之前，外氣缸9收回，使上艙體1與下艙體2閉合，且活動板推拉氣缸21、22伸長，使活動板17推出，活動板17推出后與固定板18以及上艙體1圍成一個密閉的空間，然后將工作艙放入水中，在到達(dá)水下待焊接管道28時，外氣缸9伸長，將上艙體1托起，當(dāng)上下艙體1、2接觸面之間的距離大于待焊管道28的直徑時，艙體整體移動，使艙體整體跨騎在管道28上，然后外氣缸9縮回，使艙體抱緊管道9。此時，通過功能孔31中的氣孔向工作艙內(nèi)注入高壓氣體，使工作艙內(nèi)的氣體壓力大于工作艙外部的水壓，通過單向閥的作用將艙內(nèi)的水排出艙外，當(dāng)艙內(nèi)的濕度傳感器檢測到艙內(nèi)的濕度滿足焊接條件后，活動板推拉氣缸21、22縮回，使活動板17沿著兩側(cè)的導(dǎo)向桿19、20滑動，最終藏在固定板18之下，此時藏在活動板17下的焊接小車24即可沿焊接軌道23開出并對管道28進(jìn)行干式焊接。焊接進(jìn)行過程中可通過各種功能孔對焊接過程進(jìn)行控制和監(jiān)測。待焊接完成后，焊接小車24回到上艙體1的最頂點位置，活動板推拉氣缸21、22伸長，使活動板17推出，將焊接小車24密封在活動板17之下，然后外氣缸9伸長，將艙體托起，當(dāng)上下艙體1、2接觸面之間的距離大于待焊管道28的直徑時，艙體整體移動，使工作艙和待焊管道完全脫離，然后利用吊裝設(shè)備將工作艙拖出水面，整個焊接過程完成。[0025] 另知，在焊接開始前，也可將工作艙內(nèi)的高壓氣體通過單向閥泄為常壓，這樣就可使這種工作艙既可完成完成水下高壓焊接亦可完成水下常壓焊接，提高焊接質(zhì)量。
權(quán)利要求一種帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、下艙體(2)、密閉艙體(3)、艙體功能孔(31)、外氣缸(9)、左導(dǎo)桿(5)、右導(dǎo)桿(14)和基座(10)組成，其特征在于上艙體(1)和下艙體(2)分別為半圓柱形殼體，其端部分別設(shè)置有半圓形通管孔(25)，二者重疊組成完整的兩端具有通管孔(25)的圓柱形殼體，在上艙體(1)的頂部設(shè)置由活動板(17)、固定板(18)、活動板的導(dǎo)向桿(19、20)、密閉艙推拉氣缸(21、22)組成的密閉艙體(3)，活動板(17)和固定板(18)的徑向安裝位置高于上艙體(1)兩側(cè)端面上通管孔(25)半圓的頂點；焊接小車(24)的軌道(23)通過若干個固定塊(26)與上艙體內(nèi)表面固聯(lián)，在軌道(23)下表面和上艙體(1)內(nèi)表面之間，軸向兩側(cè)各安裝一根導(dǎo)向桿(19、20)，導(dǎo)向桿(19、20)的兩頭分別固定在上艙體(1)的兩個端面上，在每根導(dǎo)向桿(19、20)上嵌有幾個滑塊，滑塊與活動板的內(nèi)表面固聯(lián)，在活動板(17)和固定板(18)之上，安裝兩個與艙體軸向平行的氣缸(21、22)，氣缸(21、22)的一端安裝在活動板(17)的外表面上，另一端固定在固定板(18)所在一側(cè)的上艙體(1)端面上，活動板(17)從固定板(18)的下面伸出直到活動板(17)頂在上艙體(1)的端面上，并且活動板(17)與固定板(18)的結(jié)合處相互重疊，并設(shè)置密封件，當(dāng)氣缸(21、22)縮回時，活動板(17)沿著兩側(cè)的導(dǎo)向桿(19、20)滑動，最終藏在固定板(18)之下；外氣缸(9)上端的作動桿(20)與固聯(lián)于上艙體(1)的氣缸座(16)相連接，其下端與基座(1)固聯(lián)，在外氣缸(9)的左右兩側(cè)分別設(shè)置導(dǎo)桿(5)和導(dǎo)桿(14)，并分別套裝有導(dǎo)桿套(6)和導(dǎo)桿套(13)，導(dǎo)桿套(6)和導(dǎo)桿套(13)又分別與固聯(lián)在下艙體(2)上的導(dǎo)桿套基座(8)和導(dǎo)桿套基座(12)相連接，左導(dǎo)桿(5)和右導(dǎo)桿(14)的外緣安裝有加強板(7)和加強板(11)，加強板(7、11)通過其底面的背板與固聯(lián)在上艙體(1)上加強板基座(4、15)相連，上艙體(1)和下艙體(2)稱為一完整自如啟閉的結(jié)構(gòu)整體，在上艙體(1)和下艙體(2)上留有一系列艙體功能孔(31)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，其特征在于所述上 艙體(1)與下艙體(2)結(jié)合的表面上，嵌有密封條，并且在密封艙體(3)系統(tǒng)中所有活動部 位和可能接觸水的部位安裝密封條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，其特征在于所述上 艙體(1)固定板(18)下面的隔離空間(27)安裝焊接小車(24)的控制設(shè)備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，其特征在于所述焊 接小車(24)背負(fù)焊接用的送絲機(jī)。
專利摘要一種帶密封艙的水下管道干式焊接工作艙，主要由上艙體(1)、下艙體(2)、密閉艙體(3)、艙體功能孔(31)、外氣缸(9)、左導(dǎo)桿(5)、右導(dǎo)桿(14)和基座(10)組成，其中，上艙體(1)和下艙體(2)分別為半圓柱形殼體，在上艙體(1)的頂部由可推拉的活動板(17)和固定板(18)隔成密閉艙體(3)，與上、下艙體連接的有導(dǎo)桿(5、6)和外氣缸(9)，在密閉艙體(3)內(nèi)安裝有與活動板(17)和固定板(18)相關(guān)的導(dǎo)向桿(19，20)和氣缸(21，22)。本實用新型設(shè)置的密閉艙體(3)可方便地使焊接設(shè)備和焊接控制設(shè)備處于不浸水的狀態(tài)，提高了焊接質(zhì)量和效率，并降低了設(shè)備的成本；本實用新型不僅能夠在高壓氣體的作用下實現(xiàn)水下管道干式高壓焊接，而且在焊接開始前，也可將工作艙內(nèi)的高壓氣體通過單向閥泄為常壓，這樣就可使這種工作艙既可完成水下高壓焊接亦可完成水下常壓焊接，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于推廣。
文檔編號B23K9/00GK201519843SQ20092021830
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者呂濤, 曹瑩瑜, 薛龍, 趙杰 申請人:北京石油化工學(xué)院