專利名稱：海底管道法蘭自動(dòng)連接機(jī)具專用定位夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種自動(dòng)化工作機(jī)具上的定位夾緊裝置，特別是應(yīng)用于深海 石油管道法蘭的螺栓自動(dòng)化連接的機(jī)械設(shè)備。
(二)
背景技術(shù)：
深海海底管道法蘭的連接有多種方式，其中螺栓連接是成本最低廉，連接可 靠性最高的方式。深海作業(yè)不能利用潛水員，只能采用各種自動(dòng)化機(jī)具。深海管 道法蘭螺栓連接的簡(jiǎn)單過(guò)程是，先由遙控潛水器ROV(Remotely Operated Vehicle ) 控制H架，把海床上需要對(duì)接的管道支撐起來(lái)，再由對(duì)準(zhǔn)機(jī)具實(shí)現(xiàn)管道軸向位 置和徑向位置的對(duì)齊，之后ROV操縱法蘭自動(dòng)連接機(jī)具完成管道法蘭的螺栓連 接。為了保障法蘭連接過(guò)程的正常進(jìn)行，需要將法蘭自動(dòng)連接機(jī)具固定在管道上， 這個(gè)功能是由定位夾緊裝置實(shí)現(xiàn)的。
STOLT OFFSHORE LIMITED的專利PCT/WO 03/040602 Al提出了一種定 位夾緊裝置，該裝置采用卡爪方式，該裝置的最大特點(diǎn)是其與機(jī)具的連接方式， 該裝置通過(guò)鉸鏈連接在液壓缸上，再通過(guò)液壓缸鉸接在機(jī)具上，所以其定位夾緊 裝置是浮動(dòng)的，有一定的空間調(diào)整能力，但其定位夾緊的可靠性和準(zhǔn)確性不高。
(三)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位夾緊可靠，能夠滿足深海法蘭自 動(dòng)連接機(jī)具在作業(yè)過(guò)程中對(duì)定位夾緊的要求的海底管道法蘭自動(dòng)連接機(jī)具專用 定位夾緊裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
它包括卡爪座l、鉸接式液壓缸2、卡爪5、液壓缸安裝耳片6、卡爪安裝耳 片8，液壓缸安裝耳片6固定在卡爪座1上，鉸接式液壓缸2通過(guò)液壓缸安裝耳 片6與卡爪座1連接在一起，鉸接式液壓缸2又通過(guò)銷軸3與卡爪5連接，卡爪 5通過(guò)轉(zhuǎn)軸4與卡爪座1連接，卡爪安裝耳片8共有兩片，分別焊接在卡爪座l 兩側(cè)。
本發(fā)明還可以包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征-1、 所述的卡爪座i由卡爪座基體9、卡爪安裝耳片nio和液壓缸安裝耳片
II12組成，卡爪安裝耳片II10和液壓缸安裝耳片II12焊接在卡爪座基體9上； 鉸接式液壓缸2通過(guò)液壓缸安裝耳片II12上的孔I 13與卡爪座1相連，液壓缸 安裝耳片6通過(guò)卡爪座基體9上的螺栓孔14與卡爪座基體9相連，卡爪5通過(guò) 卡爪安裝耳片II10與卡爪座1相連。
2、 所述的卡爪5由卡爪片15、長(zhǎng)卡爪定位片16、卡爪定位片安裝軸19和 短卡爪定位片20組成；長(zhǎng)卡爪定位片16有兩片與短卡爪定位片20通過(guò)孔I121 與卡爪定位片安裝軸19安裝在一起，并焊接在卡爪定位片安裝軸19上，卡爪片 15焊接在長(zhǎng)卡爪定位片16和短卡爪定位片20上，卡爪5通過(guò)孔I1117與卡爪座 l相連，通過(guò)孔W18與鉸接式液壓缸2相連。
3、 本發(fā)明的卡爪座1和卡爪5裝配方式，使定位夾緊裝置具有體積小、重 量輕的特點(diǎn)。釆用卡爪座基體9底部的圓弧面與管道外徑接觸，增加了接觸面積， 使定位更為準(zhǔn)確和可靠?？ㄗζ?5也是圓弧面，采用弧面接觸增加了與管道的 接觸面積，從而在相同的夾緊力下可以減小對(duì)管道的壓強(qiáng)，防止管道被壓潰，卡 爪片15表面的齒形可增加與管道間的摩擦系數(shù)，可用較小的夾緊力提供所需的 摩擦力。
本發(fā)明是一種供深水自動(dòng)法蘭連接機(jī)具使用的定位夾緊裝置，它能適應(yīng)深海 環(huán)境，可以滿足深水自動(dòng)法蘭連接機(jī)具作業(yè)對(duì)定位夾緊的要求。該自動(dòng)化工作機(jī) 具是應(yīng)用于深海石油管道法蘭的螺栓自動(dòng)化連接的機(jī)械設(shè)備，定位夾緊裝置具是 自動(dòng)化工作機(jī)具的重要組成部分。
(四)
圖l是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2是卡爪座結(jié)構(gòu)圖3是卡爪結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
結(jié)合圖1，本發(fā)明的海底管道法蘭自動(dòng)連接機(jī)具專用定位夾緊裝置的主要組 成包括卡爪座1、鉸接式液壓缸2、卡爪5、液壓缸安裝耳片6、卡爪安裝耳片8， 鉸接式液壓缸2通過(guò)液壓缸安裝耳片6與卡爪座1連接在一起，液壓缸安裝耳片6通過(guò)螺栓7與卡爪座1固定在一起。鉸接式液壓缸2又通過(guò)銷軸3與卡爪5連 接，卡爪5通過(guò)轉(zhuǎn)軸4與卡爪座1連接?？ㄗΠ惭b耳片8共有兩片，分別焊接在 卡爪座1兩側(cè)。
該裝置通過(guò)兩側(cè)的卡爪安裝耳片8用螺栓安裝在深水自動(dòng)法蘭連接機(jī)具上， 在機(jī)具的兩端各安裝一個(gè)。通過(guò)這種剛性連接可以保證機(jī)具不受洋流和意外沖擊 影響?？ㄗ?在液壓缸2的作用下繞銷軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)開合動(dòng)作，液壓缸2提供 足夠的推力使卡爪5抱緊管道，將機(jī)具緊緊的定位在管道上。
結(jié)合圖2，卡爪座主要包括卡爪座基體9、卡爪安裝耳片IO和液壓缸安裝 耳片12。定位夾緊裝置的主要運(yùn)動(dòng)部件都安裝在卡爪座上?？ㄗψw9上的 圓弧面用于在管道上定位，通過(guò)圓弧面是機(jī)具定位在管道上。卡爪安裝耳片10 和液壓缸安裝耳片12焊接在卡爪座基體9上，分別安裝卡爪5和液壓缸2，定 位它們?cè)诙ㄎ粖A緊裝置上的位置。
結(jié)合圖3，卡爪主要包括卡爪片15、長(zhǎng)卡爪定位片16、卡爪定位片安裝 軸19和短卡爪定位片20，它們之間通過(guò)焊接的方式連接在一起。定位夾緊裝置 上有兩個(gè)卡爪，在液壓缸2的作用下卡爪夾緊管道?？ㄗζ?5上有齒，在壓力 作用下可以增加摩擦力，防止機(jī)具繞管道軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)。
該定位夾緊裝置工作過(guò)程如下
1. 卡爪5打開，液壓缸2收縮，卡爪5繞銷軸4旋轉(zhuǎn)張開一定角度，使 管道能夠通過(guò)。
2. 機(jī)具就位，機(jī)具在ROV的作用下運(yùn)動(dòng)到管道上方，機(jī)具下降使卡爪 座基體9的弧面與管道接觸，使機(jī)具定位在管道上。
3. 卡爪5閉合，當(dāng)機(jī)具就位后，液壓缸2伸長(zhǎng)，卡爪5繞銷軸4旋轉(zhuǎn)一 定角度使卡爪片15與管道接觸，繼續(xù)加力使卡爪抱緊管道。
4. 機(jī)具撤離，法蘭連接完成后，液壓缸2收縮，卡爪5繞銷軸4旋轉(zhuǎn)張 開一定角度，使管道能夠通過(guò)。機(jī)具在RO V的作用下離開管道。
權(quán)利要求
1、一種海底管道法蘭自動(dòng)連接機(jī)具專用定位夾緊裝置，它包括卡爪座[1]、鉸接式液壓缸[2]、卡爪[5]、液壓缸安裝耳片[6]、卡爪安裝耳片[8]，其特征是液壓缸安裝耳片[6]固定在卡爪座[1]上，鉸接式液壓缸[2]通過(guò)液壓缸安裝耳片[6]與卡爪座[1]連接在一起，鉸接式液壓缸[2]又通過(guò)銷軸[3]與卡爪[5]連接，卡爪[5]通過(guò)轉(zhuǎn)軸[4]與卡爪座[1]連接，卡爪安裝耳片[8]共有兩片，分別焊接在卡爪座[1]兩側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道法蘭自動(dòng)連接機(jī)具專用定位夾緊裝置， 其特征是所述的卡爪座[1]由卡爪座基體[9]、卡爪安裝耳片II[10]和液壓缸安 裝耳片II [12]組成，卡爪安裝耳片II [IO]和液壓缸安裝耳片II [12]焊接在卡爪座 基體[9]上；鉸接式液壓缸[2]通過(guò)液壓缸安裝耳片II[12]上的孔I [13]與卡爪座 [l]相連，液壓缸安裝耳片[6]通過(guò)卡爪座基體[9]上的螺栓孔[14]與卡爪座基體[9〗 相連，卡爪[5]通過(guò)卡爪安裝耳片I1 [10]與卡爪座[1]相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海底管道法蘭自動(dòng)連接機(jī)具專用定位夾緊裝 置，其特征是所述的卡爪[5]由卡爪片[15]、長(zhǎng)卡爪定位片[16]、卡爪定位片安 裝軸[19]和短卡爪定位片[20]組成；長(zhǎng)卡爪定位片[16]有兩片與短卡爪定位片[20] 通過(guò)孔II [21]與卡爪定位片安裝軸[19]安裝在一起，并焊接在卡爪定位片安裝軸 [19]上，卡爪片[15]焊接在長(zhǎng)卡爪定位片[16]和短卡爪定位片[20]上，卡爪[5]通 過(guò)孔m[17]與卡爪座[l]相連，通過(guò)孔IV[18]與鉸接式液壓缸[2]相連。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種海底管道法蘭自動(dòng)連接機(jī)具專用定位夾緊裝置。它包括卡爪座1、鉸接式液壓缸2、卡爪5、液壓缸安裝耳片6、卡爪安裝耳片8，液壓缸安裝耳片6固定在卡爪座1上，鉸接式液壓缸2通過(guò)液壓缸安裝耳片6與卡爪座1連接在一起，鉸接式液壓缸2又通過(guò)銷軸3與卡爪5連接，卡爪5通過(guò)轉(zhuǎn)軸4與卡爪座1連接，卡爪安裝耳片8共有兩片，分別焊接在卡爪座1兩側(cè)。本發(fā)明是一種供深水自動(dòng)法蘭連接機(jī)具使用的定位夾緊裝置，它能適應(yīng)深海環(huán)境，可以滿足深水自動(dòng)法蘭連接機(jī)具作業(yè)對(duì)定位夾緊的要求。
文檔編號(hào)F16L1/26GK101418875SQ20081020960
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者劉明珠, 嵐 張, 偉 李, 林秋紅, 潘鐘鍵, 王建秋, 王文明, 王春波, 王立權(quán) 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)