一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置及方法与流程

专利2026-02-26  6


本发明涉及管网施工,具体是一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置及方法。


背景技术:

1、水平定向钻机是在不开挖地表面的条件下,铺设多种地下公用设施(管道、电缆等)的一种施工机械,它广泛应用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等柔性管线铺设施工中,它适用于沙土、粘土、等地况。

2、在施工时,需利用水平定向钻扩张装置将管道推送至土壤中,一般根据施工要求,需保证管道以特定的角度被推送至土壤中,此时,在管道被推送的过程中,施工人员需对管道加以定位,以确保管道能够沿理想的路径被推入,然而,在土壤内的具体情况不明的情况下,推送过程中,管道容易发生偏移,进而可能会对施工人员造成伤害,存在安全隐患。

3、或现有的定位手段,通常采用固定式样的框架来限制管道的推送路径。然而,这种定位方式,为了避免管道在倾斜情况下发生滑落,影响施工进度,需保证对管道具有足够的限位力度,然而,当管道进行水平推送时,因限位力度较大,便会徒增推送机构的负载,此时,还需工作人员根据具体情况来对框架进行调试,操作过程较为麻烦,影响施工效率,难以达到理想中的使用效果。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,包括基座及活动设于所述基座上的承接轨道,还包括:夹持机构,在所述承接轨道的两侧各设有一组,所述夹持机构能够通过储备弹性势能来对位于所述承接轨道内的管道进行夹持限位,所述夹持机构连接有设于所述承接轨道侧部的施压机构;液压驱动机构,安装于所述基座上,与所述承接轨道连接,所述液压驱动机构用于驱使所述承接轨道在所述基座上偏转,以使管道的推送角度改变,当所述承接轨道由水平状态偏转至倾斜状态时,所述施压机构触发,能够增大所述夹持机构所储备的弹性势能,以使两组所述夹持机构对管道的夹持力度增大;其中,所述承接轨道上还安装有助推机构,所述助推机构能够沿所述承接轨道的长度方向活动,并对位于所述承接轨道内的管道执行推送动作。

3、作为本发明进一步的方案:所述夹持机构包括活动设于所述承接轨道内的夹持件,所述夹持件呈弧形状设置,且连接有两组安装在所述承接轨道侧部的弹性储能组件,所述弹性储能组件与所述施压机构连接。

4、作为本发明再进一步的方案:所述弹性储能组件包括活动设于所述承接轨道外壁上的装配筒以及与所述装配筒滑动套合的柱形杆件,所述柱形杆件贯穿所述承接轨道的侧部且与所述承接轨道滑动连接,还与所述夹持件固定连接;其中,所述装配筒连接所述施压机构,所述柱形杆件还与滑动设于所述装配筒中的圆形凸台固定,且所述装配筒中还设有柱形弹簧,所述柱形弹簧套设在所述柱形杆件的外周,一端连接所述圆形凸台,另一端连接所述装配筒的内壁。

5、作为本发明再进一步的方案:所述基座上固定有两个相对设置的支臂,两个所述支臂上均转动安装有一个轴销,所述承接轨道固定于两个所述轴销之间,所述液压驱动机构包括转动安装在所述基座上的两个液压缸,两个所述液压缸的活动端与所述承接轨道的底部铰接。

6、作为本发明再进一步的方案:所述施压机构包括设于所述承接轨道侧部的随动组件以及连接所述随动组件与所述装配筒的两组传动结构,所述随动组件包括固定安装于所述承接轨道侧部的导轨、与所述导轨滑动嵌合的活动座以及安装在所述活动座远离所述装配筒一端的滚轮,所述基座上还固定有活动引导板件,所述活动引导板件上设有与所述滚轮适配的限位槽,所述滚轮位于所述限位槽内且与所述活动引导板件滚动配合。

7、作为本发明再进一步的方案:所述限位槽为光滑圆弧槽,且由其一端向另一端走向的轨迹距离所述轴销的中心渐近或渐远。

8、作为本发明再进一步的方案:所述传动结构包括固定安装在所述承接轨道侧部的导向板、与所述导向板滑动套合且固定连接所述装配筒的随动板以及通过连接臂固定连接所述随动板的传动板件;其中,所述活动座远离所述滚轮的一端通过紧固板固定安装有驱动圆柱,所述传动板件上设有与所述驱动圆柱适配的倾斜通槽,所述驱动圆柱贯穿所述倾斜通槽并与所述传动板件滑动连接。

9、作为本发明再进一步的方案:所述承接轨道内设有承托部,且所述承托部上设有贯通所述承接轨道底部的导向槽,所述助推机构包括滑动嵌合在所述导向槽内的滑块以及与所述滑块固定且位于所述承接轨道内的助推件;所述助推件呈锥形状设置,所述承接轨道的底部转动安装有螺纹杆,所述螺纹杆贯穿所述滑块并与之螺纹连接,所述承接轨道的端部还安装有驱动电机,所述螺纹杆与所述驱动电机的输出端连接。

10、一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张方法,采用所述的水平定向钻扩张装置,包括以下步骤:

11、步骤一,将待施工管道置于承接轨道内,利用夹持机构储备的弹性势能,对管道进行夹持定位;

12、步骤二,根据施工要求,控制液压驱动机构驱使承接轨道倾斜,直至达到管道所需的推送角度,施压机构触发,增加夹持机构储备的弹性势能;

13、步骤三,助推机构工作,沿承接轨道的长度方向活动,对位于承接轨道内的管道执行推送操作。

14、与现有技术相比,本发明的有益效果是:在施工时,利用两组所述夹持机构储备的弹性势能来对管道进行夹持定位,由所述液压驱动机构驱使所述承接轨道倾斜,以改变管道的推送角度;管道的推送角度在增大的过程中,所述施压机构能够触发,增大所述夹持机构所储备的弹性势能,以提升管道在倾斜状态下,两组所述夹持机构对管道的定位强度;因此,在倾斜角度较小的情况下,夹持机构对管道的夹持力度也偏小,在能够保证对管道起定位作用,以确保管道推送过程稳定的同时,也能够规避助推机构负载过大的问题;故而,施工过程中,管道所受的限位力度能够随推送角度的增大而自动增强,无需工作人员根据具体情况来进行调试,省去了费时费力的操作流程,可在一定程度上提升施工效率此外,由于助推件呈锥形状设置,故而,在推送管道的过程中,助推件的锥形面能够与管道的端头贴合,确保管道所受推力的均匀性,提升管道推送过程的稳定。



技术特征:

1.一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,包括基座(1)及活动设于所述基座(1)上的承接轨道(3);其特征在于,还包括:夹持机构,在所述承接轨道(3)的两侧各设有一组,所述夹持机构能够通过储备弹性势能来对位于所述承接轨道(3)内的管道进行夹持限位,所述夹持机构连接有设于所述承接轨道(3)侧部的施压机构;液压驱动机构,安装于所述基座(1)上,与所述承接轨道(3)连接,所述液压驱动机构用于驱使所述承接轨道(3)在所述基座(1)上偏转,以使管道的推送角度改变,当所述承接轨道(3)由水平状态偏转至倾斜状态时,所述施压机构触发,能够增大所述夹持机构所储备的弹性势能,以使两组所述夹持机构对管道的夹持力度增大;其中,所述承接轨道(3)上还安装有助推机构,所述助推机构能够沿所述承接轨道(3)的长度方向活动,并对位于所述承接轨道(3)内的管道执行推送动作。

2.根据权利要求1所述的一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,其特征在于,所述夹持机构包括活动设于所述承接轨道(3)内的夹持件(5),所述夹持件(5)呈弧形状设置,且连接有两组安装在所述承接轨道(3)侧部的弹性储能组件,所述弹性储能组件与所述施压机构连接。

3.根据权利要求2所述的一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,其特征在于,所述弹性储能组件包括活动设于所述承接轨道(3)外壁上的装配筒(6)以及与所述装配筒(6)滑动套合的柱形杆件(7),所述柱形杆件(7)贯穿所述承接轨道(3)的侧部且与所述承接轨道(3)滑动连接,还与所述夹持件(5)固定连接;其中,所述装配筒(6)连接所述施压机构,所述柱形杆件(7)还与滑动设于所述装配筒(6)中的圆形凸台(8)固定,且所述装配筒(6)中还设有柱形弹簧(9),所述柱形弹簧(9)套设在所述柱形杆件(7)的外周,一端连接所述圆形凸台(8),另一端连接所述装配筒(6)的内壁。

4.根据权利要求3所述的一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,其特征在于,所述基座(1)上固定有两个相对设置的支臂(25),两个所述支臂(25)上均转动安装有一个轴销(2),所述承接轨道(3)固定于两个所述轴销(2)之间,所述液压驱动机构包括转动安装在所述基座(1)上的两个液压缸(22),两个所述液压缸(22)的活动端与所述承接轨道(3)的底部铰接。

5.根据权利要求4所述的一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,其特征在于,所述施压机构包括设于所述承接轨道(3)侧部的随动组件以及连接所述随动组件与所述装配筒(6)的两组传动结构,所述随动组件包括固定安装于所述承接轨道(3)侧部的导轨(14)、与所述导轨(14)滑动嵌合的活动座(15)以及安装在所述活动座(15)远离所述装配筒(6)一端的滚轮(16);所述基座(1)上还固定有活动引导板件(17),所述活动引导板件(17)上设有与所述滚轮(16)适配的限位槽(1701),所述滚轮(16)位于所述限位槽(1701)内且与所述活动引导板件(17)滚动配合。

6.根据权利要求5所述的一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,其特征在于,所述限位槽(1701)为光滑圆弧槽,且由其一端向另一端走向的轨迹距离所述轴销(2)的中心渐近或渐远。

7.根据权利要求5所述的一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,其特征在于,所述传动结构包括固定安装在所述承接轨道(3)侧部的导向板(11)、与所述导向板(11)滑动套合且固定连接所述装配筒(6)的随动板(12)以及通过连接臂(23)固定连接所述随动板(12)的传动板件(10);其中,所述活动座(15)远离所述滚轮(16)的一端通过紧固板(24)固定安装有驱动圆柱(13),所述传动板件(10)上设有与所述驱动圆柱(13)适配的倾斜通槽(1001),所述驱动圆柱(13)贯穿所述倾斜通槽(1001)并与所述传动板件(10)滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置,其特征在于,所述承接轨道(3)内设有承托部(4),且所述承托部(4)上设有贯通所述承接轨道(3)底部的导向槽(401),所述助推机构包括滑动嵌合在所述导向槽(401)内的滑块(20)以及与所述滑块(20)固定且位于所述承接轨道(3)内的助推件(21);所述助推件(21)呈锥形状设置,所述承接轨道(3)的底部转动安装有螺纹杆(19),所述螺纹杆(19)贯穿所述滑块(20)并与之螺纹连接,所述承接轨道(3)的端部还安装有驱动电机(18),所述螺纹杆(19)与所述驱动电机(18)的输出端连接。

9.一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张方法,采用如权利要求1所述的水平定向钻扩张装置,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明涉及管网施工技术领域,具体是一种供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置及方法,所述供水管网非开挖管道水平定向钻扩张装置包括基座及活动设于所述基座上的承接轨道,还包括:夹持机构,在承接轨道的两侧各设有一组,所述夹持机构能够通过储备弹性势能来对位于承接轨道内的管道进行夹持限位,所述夹持机构连接有设于所述承接轨道侧部的施压机构;液压驱动机构,安装于基座上,与承接轨道连接,所述液压驱动机构用于驱使承接轨道在基座上偏转,以使管道的推送角度改变;施工过程中,管道所受的限位力度能够随推送角度的增大而自动增强,无需工作人员根据具体情况来进行调试,省去了费时费力的操作流程,可在一定程度上提升施工效率。

技术研发人员:林娟娟,黄锐彬,袁秋平,郑俊枫,林灿伟,李纯燕,谢泳娜
受保护的技术使用者:广东大禹水利建设有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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