管道加工設備及其操作方法
【專利說明】管道加工設備及其操作方法
[0001]相關申請
[0002]本申請主張于2013年I月14日提交的共同待審的美國臨時專利申請第61/752，163號的權益，該專利申請的全部內容通過引用的方式并入本申請中。
技術領域
[0003]本公開總體上涉及管道加工設備，并且更具體地講，涉及用于加工管道的拼合架管道加工設備。
【背景技術】
[0004]各種不同類型的管道加工設備用于對管道執(zhí)行各種加工工藝。這兩種工藝包括分開管道并且在管道上切槽。分開管道包括完全切穿管道從而將管道分成多個部分。在管道上切槽包括在管道端部的一定距離處穿過管道的厚度切割凹槽部分。需要兩個不同的管道加工設備來執(zhí)行這兩個工藝。也就是說，一個設備使管道分開，并且第二個設備在管道端部的一定距離處在管道上切槽。
[0005]此外，用于在管道上切槽的管道加工設備通常從管道的外徑向外伸出相當大的距離，從而限制了在管道的外徑與相鄰物體(例如，其他管道、壁等)之間的低間隙的環(huán)境中使用這種管道加工設備。

【發(fā)明內容】

[0006]一方面，提供了一種用于加工管道的設備。
[0007]另一方面，提供了一種用于加工管道的設備，并且所述管道加工設備包括被適配成支撐分開工具和凹槽工具的工具支架。
[0008]在另外的方面，提供了一種用于加工管道的設備，并且所述管道加工設備包括低的徑向間隙。
[0009]在又另一個方面，提供了一種用于管道加工設備的工具支架，所述工具支架包括基部、被適配成旋轉的進給構件以及與所述進給構件連接并且被適配成與所述進給構件一起旋轉的進給軸。所述進給軸包括螺紋部分。所述工具支架還包括:滾子外殼，可螺紋連接到所述進給軸上，并且隨著所述進給軸旋轉與所述進給軸一起活動；以及工具外殼，連接到所述滾子外殼上，并且與所述滾子外殼一起活動。所述工具外殼被適配成支撐分開工具和凹槽工具。所述工具外殼進一步包括:滾子，被適配成接合管道的外表面；以及止動構件，可與所述滾子外殼接合，并且被適配成在至少一個方向上阻止所述滾子外殼的運動。
[0010]所述工具支架可以進一步包括與所述滾子連接的滾子支撐構件。所述滾子支撐構件和所述滾子可以相對于所述基部、所述滾子外殼和所述工具外殼活動。
[0011]所述工具支架可以額外地包括與所述滾子支撐構件連接的螺紋緊固件，使得所述螺紋緊固件的旋轉使所述滾子支撐構件移動。
[0012]所述工具支架的凹槽工具可以是多個凹槽工具之一，并且所述多個凹槽工具被適配成在管道上加工多個不同構造的凹槽。
[0013]所述分開工具可以僅僅是所述工具支架的分開工具，并且所述分開工具可以結合所述多個凹槽工具的任何一個使用。
[0014]在又另外的方面，提供了一種管道加工設備，并且所述管道加工設備包括框架、與所述框架連接并且被適配成相對于所述框架移動的工具載體、以及連接到所述框架上并且可與所述工具載體一起相對于所述框架移動的工具支架。所述工具支架被適配成支撐分開工具和凹槽工具，并且所述分開工具被適配成分開管道并且所述凹槽工具被適配成在管道上加工凹槽。
[0015]在又另一個方面，提供了一種用管道加工設備加工管道的方法。所述方法包括:使所述管道加工設備的框架連接到管道上；使工具載體和連接到所述工具載體上的工具支架相對于所述框架旋轉；使所述管道加工設備的進給機構與所述工具支架的進給構件接合；并且由于所述進給機構與所述進給構件接合而使分開工具和凹槽工具朝著所述管道移動。所述分開工具和所述凹槽工具由所述工具支架支撐。
【附圖說明】
[0016]參照以下附圖和描述可以更好地理解本公開。附圖中的元件未必按比例繪制，而是將重點放在說明本公開的原理上面。
[0017]圖1是根據一個實施例的與示例性管道連接的示例性管道加工設備的軸測圖。
[0018]圖2是根據一個實施例的沿著圖1的線2-2截取的管道加工設備和管道的剖視圖。
[0019]圖3是根據一個實施例的一對示例性管道以及使這兩個管道連接起來的示例性連接機構的軸測圖。
[0020]圖4是根據一個實施例的圖1所示的管道加工設備的示例性工具支架的軸測圖，其中工具支架被圖示為在向前或前進位置。
[0021]圖5是根據一個實施例的圖4所示的工具支架的分解圖。
[0022]圖6是根據一個實施例的圖4所示的工具支架的一部分的軸測圖。
[0023]圖7是根據一個實施例的沿著圖4的線7-7截取的剖視圖。
[0024]圖8是根據一個實施例的沿著圖4的線8-8截取的剖視圖。
[0025]圖9是根據一個實施例的可與圖1所示的管道加工設備一起使用的多個示例性工具的多個前視圖。
[0026]圖10是根據一個實施例的圖1所示的管道加工設備的工具支架的軸測圖，其中工具支架被圖示為在縮回或設定位置。
[0027]圖11是根據一個實施例的沿著圖10的線11-11截取的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]參見圖1和圖2，圖示了被適配成加工各種直徑的管道的管道加工設備20的示例性實施例。圖1和圖2示出了示例性管道22。應當理解的是，管道加工設備20被適配成加工各種直徑的管道。在一些示例性實施例中，設備20被適配成加工6英寸與約14英寸之間的管道。在其他示例性實施例中，設備20被適配成加工3英寸與約30英寸之間的管道。設備20被適配成分開或完全切穿管道22，并且在管道22的外表面上加工凹槽或凹口23。通過用設備20分開管道22并且在管道22上加工凹槽23，設備20制備經由連接構件25與另一個管道連接的管道22。
[0029]圖3示出了示例性的連接構件25。在圖示的示例性實施例中，示出了兩個管道22、22A，每個管道均具有限定在其端部附近的凹槽23、23A，凹槽被適配成接收連接構件25的凸起26、26A。連接構件25還包括覆蓋兩個管道22、22A的對接端以及兩個管道22、22A之間可能存在的開口或間隙的襯墊或密封件27。一個或多個緊固構件29緊固以包圍兩個管道22、22A壓縮連接構件25和密封構件27并且密封兩個管道22、22A之間的開口。限定在兩個管道22、22A中的凹槽23、23A的定位和尺寸對于確保連接構件25能正確地連接到兩個管道22、22A上并且正確地密封兩個管道22、22A之間的開口是重要的。此外，凹槽23與管道22的端部之間的距離、凹槽23的寬度和凹槽23的深度是凹槽23的所有重要特征。
[0030]現在參見圖1和圖2，設備20是由兩個接合起來的分段24A、24B形成的，并且包括框架28和工具載體32。驅動機構與框架28的周邊35連接，并且包括與一個或多個合適的驅動馬達(例如，具有合適的齒輪減速裝置的氣動馬達)分別連接起來的一個或多個小齒輪。框架28被適配成連接管道22并且相對于管道固定，并且工具載體32可相對于固定框架28和管道22旋轉。馬達被適配成通過齒輪系使工具載體32相對于框架28旋轉。工具載體32具有圓形齒條，用于與連接到一個或多個馬達上的一個或多個小齒輪嚙合。因此，可以看到一個或多個驅動馬達被適配成通過由一個或多個小齒輪和工具載體32上的圓形齒條提供的齒輪系使工具載體32相對于框架28旋轉。
[0031]可旋轉的工具載體32包括工具支架48，該工具支架支撐用于分開或完全切割管道22的分開工具52以及凹槽工具56，該凹槽工具用于在工具52、56圍繞管道22周向旋轉時在管道22上切割或加工凹槽或凹口 23。工具支架48通過多個夾具60和緊固件64連接到工具載體32上。
[0032]設備20進一步包括多個連接構件，這些連接構件可與管道22的外部接合，并且具有合適的可調性以連接管道加工設備并且將設備20同心或同軸地放置在管道22的外部。
[0033]工具載體32可旋轉地安裝在框架28上，并且通過多個滾子軸承由框架支撐。滾子軸承在工具載體32內部的圓形軸承滾道76 (參見圖2)中滾動。
[0034]設備20還包括進給機構80，該進給機構可調整到與工具支架48連接的進給構件84的路徑中和路徑外，以使工具52、56朝著管道22前進。
[0035]繼續(xù)參見圖1和圖2并且進一步參見圖4-8，工具支架48包括基部88，該基部選擇性地連接到具有夾具60和緊固件64的工具載體32上。基部88包括內表面92，該內表面具有弧形形狀以適應并補充管道22的弧形外表面。工具載體48還包括一對內支撐構件96和彼此間隔開的外支撐構件100，并且相對于緊固件104全部連接到基部88上。一對支撐桿108與緊固件112連接，連接到并且位于內支撐構件96和外支撐構件100之間。內支撐構件96中還限定孔116，并且外支撐構件100中限定與限定在內支撐構件96中的孔116軸向對齊的孔120。限定在內支撐構件96和外支撐構件100中的孔116、120被適配成接收引導構件124并且允許在引導構件124與內、外支撐構件96，100之間移動。套管或其他低摩擦構件128設置在孔116、120中，