本实用新型专利技术提供了一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置，在底座上表面两侧安装有管道支架和支撑调整装置，管道支架顶部安装有直管连接管，支撑调整装置顶部安装有外套管；直管连接管通过径向补偿器连接靠近外套管的一端密封滑动连接有一内管；径向补偿器由连接管以及两端的波纹管组成，在径向补偿器两端法兰之间连接有至少两组万向节调节器。本实用新型专利技术管道支架为固定端支撑，基于4‑PSS并联机构的支撑调整装置为移动端支撑，可带动外套管相对于内管沿轴向移动和绕周向旋转，同时借助径向补偿器的灵活性还可带动外套管和内管做径向的移动，最终实现外套管及接头装置轴向、径向移动和周向旋转，方便外套管与外部相对不同位置的接头对接相连。
【技术实现步骤摘要】
一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置
本技术属于管道连接接头领域，具体涉及一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置。
技术介绍
管道是运输流体介质的主要载体，在某些工程管路中，由于外界因素导致的管道端部位移，或者是在某些测试管路中，需要更换不同的管道元件，要求对于不同的管道元件，也能快捷地实现管道元件之间的首尾相接，这就需要在管路中设置必要的管道补偿接头。管道补偿器是在管道连接中补偿由于热胀冷缩等原因造成的管道端部位移的连接件。现有的管道补偿器均为被动地调整，且补偿量有限。管道补偿器最常用的有两种，一种是橡胶管道补偿器，另一种是金属管道补偿器。橡胶管道补偿器重量轻、弹性好、可减振降噪，但是其补偿量较小、承压能力较差。金属管道补偿器主要有波纹管式和套筒式。波纹管式补偿器为柔性结构，可以弯折，但是其轴向补偿量相对自身尺寸较小，轴向尺寸很长的波纹管式补偿器也只能补偿一个相对较小的位移。套筒式补偿器靠内管和外套管的相对运动来进行补偿，可以实现较大的轴向补偿量，但是当管道稍有径向位移时，易造成套筒被卡住的现象。现有的管道补偿器都有各自应用的局限性，存在安装、施工等方面的诸多不便。
技术实现思路
本技术针对现有的管道补偿器存在的不足，提出了一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置，其特点是可以通过基于4-PSS并联机构的支撑调整装置来主动实现主动多自由度调整，轴向伸缩量大，同时可以进行径向和周向的微调，还具有较强的承载能力，能快捷、可靠的实现各种情况下管道的对接。为了实现以上目的，本技术采用的技术方案为：一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置，包括：底座；管道支架，竖立在底座上，在管道支架顶部安装有一直管连接管；支撑调整装置，安装在底座上并且位于直管连接管的一侧，支撑调整装置为基于4-PSS并联机构的多轴驱动装置，支撑调整装置配置有4个连杆，所述4个连杆顶端均与外套管相连，在外套管靠近直管连接管的一端密封滑动连接有一内管，由支撑调整装置带动外套管做轴向位移、径向位移和/或旋转运动；径向补偿器，安装在直管连接管和内管之间，径向补偿器中间设置有第一连接管，第一连接管轴向的两端连接有波纹管，两端的波纹管分别通过法兰与直管连接管和内管固定连接，在两个法兰之间连接有至少两组万向节调节器，各万向节调节器呈轴向连接在两个法兰之间，各所述万向节调节器设置有至少两个万向节，相邻万向节之间通过第一拉杆相连，且靠近直管连接管和内管的两个万向节通过第二拉杆和连接管和内管相连。进一步的，在两个法兰之间连接有三组万向节调节器，每组万向节调节器之间绕轴向呈120°间隔布置，每个万向节调节器均设置有两个十字轴万向节。进一步的，所述支撑调整装置由4组运动支链组成，每组4组运动支链均包括有丝杆导轨、驱动电机、滑块和连杆，丝杆导轨的长度方向与外套管轴向方向相一致，驱动电机与丝杆导轨一端转动连接，滑块通过螺纹配置在丝杆导轨上，连杆的上下两端通过万向球座分别与外套管和滑块相连。进一步的，4个丝杆导轨之间相互平行等间距设置，4根连杆的长度相同，外套管底部设置有4个呈矩形分布的球座底座以与4组运动支链的连杆相连。进一步的，连杆的上下两端通过球座铰链与外套管和滑块相连。进一步的，所述的内管的一端焊接有法兰盘用于和径向补偿器的波纹管密封固定连接，另一端外径上设置有多个环状凹槽，用于安装防尘圈和密封圈。进一步的，外套管与内管之间通过密封圈紧密贴合，且外套管相对于内管可以沿轴向移动和沿周向旋转；密封圈的数量为至少两个。与现有技术相比，本技术提供的一种可实现多自由度调整的管道接头的有益效果如下：(1)本技术中的管道支架作为固定端支撑，同时基于4-PSS并联机构的支撑调整装置作为移动端支撑，借助并联机构优点使得该多自由度管道接头具有刚度大、抗倾覆能力强、较强承载力、运动精度高、结构稳定等特点。(2)本技术中的4-PSS并联机构可以实现对外套管的多自由度主动调整，即外套管沿轴向/径向位移和沿周向的旋转，能够快捷、可靠地实现管道的对接，提高了工作效率，节约了时间和材料。(3)本技术中的径向补偿器可以通过两个波纹管的同时弯折来实现径向平面上的位移，并且通过万向节调节器防止其超出轴向补偿量。然后本技术将径向补偿器和金属套管结构串联起来，能够同时实现较大的径向、周向和轴向的补偿量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的总体示意图；图2为径向补偿器的结构示意图；图3为内管、外套管的结构示意图；图4为4-PSS并联机构中一条运动支链的结构示意图；图5a-5c为实施例一中，本技术装置带动外套管沿轴向位移的示意图；图6a-6c为实施例二中，本技术装置带动外套管沿径向(垂直)位移的示意图；图7a-7c为实施例三中，本技术装置带动外套管沿径向(水平)位移的示意图；图8a-8c为实施例四中，本技术装置带动外套管绕周向旋转的示意图；图9a-9c为实施例五中，本技术装置带动外套管竖直方向位移、水平方向位移、轴向伸缩、旋转的示意图；图10a-10e为实施例六中，将本技术装置应用于阀门测试系统中被测阀的安装示意图。附图标记说明：1-底座；2-管道支架；3-直管段；4-径向补偿器；5-内管；6-外套管；7-支撑调整装置；8-万向节调节器；8a-第一连杆；8b-第二连杆；8c-十字轴万向节；9-波纹管；10-防尘圈；11-密封圈；12-驱动电机；13-上球铰；14-连杆；15-下球铰；16-滑块；17-光轴导向杆；18-丝杆；19-测试管路上游管道；20-测试管路下游管道；21-过滤器；22-闸阀；23-蝶阀。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本技术的技术方案。本技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本技术还可以具有其他实施方式。参照图1所示，本技术提供了一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置，包括：底座1；管道支架2，竖立在底座1的上表面一侧，在管道支架2顶部安装有一直管连接管3；支撑调整装置7，安装在管道支架2另一侧的底座1上表面，支撑调整装置7为基于4-PS本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置，其特征在于，包括：/n底座(1)；/n管道支架(2)，竖立在底座(1)上，在管道支架(2)顶部安装有一直管连接管(3)；/n支撑调整装置(7)，安装在底座(1)上并且位于直管连接管(3)的一侧，支撑调整装置(7)为基于4-PSS并联机构的多轴驱动装置，支撑调整装置(7)配置有4个连杆(14)，所述4个连杆(14)顶端均与外套管(6)相连，在外套管(6)靠近直管连接管(3)的一端密封滑动连接有一内管(5)，由支撑调整装置(7)带动外套管(6)做轴向位移、径向位移和/或旋转运动；/n径向补偿器(4)，安装在直管连接管(3)和内管(5)之间，径向补偿器(4)中间设置有第一连接管(4a)，第一连接管(4a)轴向的两端连接有波纹管(9)，两端的波纹管(9)分别通过法兰与直管连接管(3)和内管(5)固定连接，在两个法兰之间连接有至少两组万向节调节器(8)，各万向节调节器(8)呈轴向连接在两个法兰之间，各所述万向节调节器(8)设置有至少两个万向节，相邻万向节之间通过第一拉杆(8a)相连，且靠近直管连接管(3)和内管(5)的两个万向节通过第二拉杆(8b)和连接管(3)和内管(5)相连。/n...
【技术特征摘要】
1.一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置，其特征在于，包括：
底座(1)；
管道支架(2)，竖立在底座(1)上，在管道支架(2)顶部安装有一直管连接管(3)；
支撑调整装置(7)，安装在底座(1)上并且位于直管连接管(3)的一侧，支撑调整装置(7)为基于4-PSS并联机构的多轴驱动装置，支撑调整装置(7)配置有4个连杆(14)，所述4个连杆(14)顶端均与外套管(6)相连，在外套管(6)靠近直管连接管(3)的一端密封滑动连接有一内管(5)，由支撑调整装置(7)带动外套管(6)做轴向位移、径向位移和/或旋转运动；
径向补偿器(4)，安装在直管连接管(3)和内管(5)之间，径向补偿器(4)中间设置有第一连接管(4a)，第一连接管(4a)轴向的两端连接有波纹管(9)，两端的波纹管(9)分别通过法兰与直管连接管(3)和内管(5)固定连接，在两个法兰之间连接有至少两组万向节调节器(8)，各万向节调节器(8)呈轴向连接在两个法兰之间，各所述万向节调节器(8)设置有至少两个万向节，相邻万向节之间通过第一拉杆(8a)相连，且靠近直管连接管(3)和内管(5)的两个万向节通过第二拉杆(8b)和连接管(3)和内管(5)相连。
2.如权利要求1所述的一种可实现多自由度主动调整对接的管道接头装置，其特征在于，在两个法兰之间连接有三组万向节调节器(8)，每组万向节调节器(8)之间绕轴向呈120°间隔布置，各所述万向节调节器(8)均设置有两个十字轴万向节(8c)。
3.如权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王启明，张汉祖，蒋江月，胡涛，翁硕，宗高强，胥津铭，何梓林，毛作龙，王泽铭，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海;31
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