CN104534168A - 一种深埋管机 - Google Patents

Abstract

一种深埋管机，包括后置悬挂架、动力分配器、掘进铺管机构、液压提升架、管线输送机构、高压水泵、水箱。动力分配器动力输入轴与动力源相连，其驱动链轮通过链条与掘进铺管机构相连，水平输出轴与高压水泵相连；掘进铺管机构通过限位导轮、提升导轨装在液压提升架内，其提升钢丝绳与液压提升架的绞盘轴相连，高压水管接头与高压水泵管连接；液压提升架的液压马达由载具液压输出驱动；管线输送机构通过光电开关控制管盘主动放卷；高压水泵与水箱、掘进铺管机构的高压水管接头管连接。本发明利用砂质土壤流体化结合机挖掘械剥离的方法，实现砂质土层的大深度铺管，其结构简单可靠功耗小，机动性高转移工地灵活，并能利用地质特性实现管线自然掩埋。

Description

一种深埋管机

技术领域

本发明涉一种管线铺设设备，具体是一种应用于加固吹填砂质土的大深度埋管机。

背景技术

在填海造陆工程中，吹填土地基加固过程中排水十分重要，现有技术中垂直排水系统主要是利用排水板实现，水平排水系统主要为垫砂层及盲沟。利用现有的方法加固砂质土层为主的吹填土施工周期长，造价高，排水效率低。为了实现吹填砂质土层快速大量排水，可将透水管深层埋入砂质土层中，透水管连接到抽水机，通过抽水机抽出管内渗水可以提高排水速度加快吹填土层的排水固结，其关键在于透水管的铺设。

由于砂质土层具有含水率大、强度低扰动、易液化的地质特点，埋管深度较大达到4m～6m时，现有技术不能实现。现有管线铺设设备均为开沟机与铺管线机的结合，其工艺过程为开沟机先开出沟渠铺管线机同步铺设，或者先开沟后铺设。

先开沟后铺设方案中开沟机为链式开沟机，不能应用于含水砂质土壤大深度埋管，其缺点为：

1.链式开沟工艺原理不能在这种工况中应用，链式开沟机不能实现4m～6m深度的开沟，因为开沟机的原理是将土壤破开后提升并排出沟外，挖掘的土方较多。大深度埋管提升土壤较多消耗功率大，传动复杂，可靠度较低。

2.含水较多的砂质土壤粘性较低，无法挖出成型的沟渠，挖出的沟渠会很快被砂质土层回落填埋，因此先开沟后铺管的工艺无法实现。

若用同步铺设方案亦不能实现埋管要求，原因如下：

1.链式结构机构较为复杂，机构横向尺寸较长，在转向时需要抬升，在管线的转弯处会造成不能连续铺设，容易造成透水管管线不一致性，且易于造成地基的不均匀沉降。

2.链式开沟的刀具链条为一闭链，设备前进的方向链条刀具向上运动为紧边，另一侧为松边，沙土回落后松边埋入沙土也会进行切削松边受力张紧，会造成脱链，且会产生提升力，不利于保证均匀深度埋管。

3.现有技术中，链式开沟的挖掘深度不超过2m，对于深度4m～6m的链式开沟，其结构复杂，可靠性会大大降低。且砂质土层会迅速回落，功耗大大增加，对动力机动力要求增大，整机重量增大，施工设备可能会在铺设过程中下沉。

因此，设计一种能在砂质土层实现大深度连续铺设管线的设备具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种深埋管机。该设备利用一种砂质土壤流体化结合挖掘机械剥离的方法，可以实现砂质土层的管线大深度铺设(4m～6m)，其结构简单、可靠，无需开掘沟渠，功耗小，机动性高，转移工地灵活，自动化程度高，转弯无需抬升，可以连续作业，铺管一致性好，并且能够利用砂质土壤特性实现管线的自然掩埋。该深埋管线机动力源为大型履带式拖拉机。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种深埋管机，其特征在于，后置悬挂架、动力分配器、掘进铺管机构、液压提升架、管线输送机构、高压水泵、水箱；

所述的动力分配器、液压提升架、高压水泵、水箱固定安装在后置悬挂架上，掘进铺管机构安装在液压提升架内，管线输送机构固定安装在液压提升架上；所述的动力分配器其动力输入轴与动力源的动力输出轴相连，其垂直输出轴上设置有驱动链轮，通过链条与掘进铺管机构的从动链轮相连，其水平输出轴通过联轴器与高压水泵相连；所述的掘进铺管机构通过限位导轮和提升导轨安装在液压提升架内，并与动力分配器通过链传动连接，其上设置有提升钢丝绳，提升钢丝绳一端与下支架固定连接，另一端穿过提升导轨经钢丝绳导轮与液压提升架的绞盘轴相连，掘进铺管机构可通过绞盘轴的转动在液压提升架内提升和下降，其高压水管接头与高压水泵管连接；所述的液压提升架固定安装在后置悬挂架上，其绞盘轴与掘进铺管机构的提升钢丝绳连接，通过液压马达驱动绞盘轴转动可以对安装在其架体内部的掘进铺管机构进行提升和下降，液压马达与载具的液压输出由液压管路相连；所述的管线输送机构其管盘支座与液压提升架固连，管线卷绕在管盘上，经由入管导杆和掘进铺管机构的入管导轮进入掘进铺管机构的管线输送管；所述高压水泵与动力分配器水平输出轴相连，进水口与水箱管连接，出水口与掘进铺管机构的高压水管接头管连接。

所述后置悬挂架包括侧边腹板、下支撑杆、悬挂接头，所述后置悬挂架的两个侧面墙板每个均由双层腹板焊接而成，其承载面由多个下支撑杆组成，下支撑杆与两侧墙板通过焊接连接；所述后置悬挂架与载具通过悬挂接头连接。

所述动力分配器包括动力输入轴、输入轴小锥齿轮、输入轴大锥齿轮、中间轴、从动小锥齿轮、主动直齿轮、垂直输出轴、从动直齿轮、驱动链轮、水平输出轴、从动大锥齿轮，所述动力输入轴与动力源的动力输出轴相连，其上通过键连接同轴安装有输入轴小锥齿轮、输入轴大锥齿轮，所述从动小锥齿轮、主动直齿轮通过键连接同轴安装在中间轴上，且从动小锥齿轮与输入轴小锥齿轮啮合，所述垂直输出轴上设置有从动直齿轮、驱动链轮，从动直齿轮与中间轴上的主动直齿轮啮合，驱动链轮通过链条与掘进铺管机构的从动链轮相连，所述水平输出轴通过联轴器与高压水泵相连，轴上设置有从动大锥齿轮，从动大齿轮与动力输 入轴上的输入轴大锥齿轮啮合。

所述掘进铺管机构包括上支架、限位导轮、同步齿轮、从动链轮、承重轴承座、上支架透盖、上支架轴、滚刀轴、滚刀、支撑板、支撑板轴承座、支撑板上透盖、支撑板下透盖、滚刀轴堵头、下支架、导向板、出管导轮、出管导管、密封盘、密封盘密封圈、下固定法兰、管线输送管、高压水管、喷水嘴、提升导轨、提升钢丝绳、钢丝绳导轮、加粗螺纹段、上固定法兰、固定法兰锁紧螺母、密封堵头、密封填料、密封填料压紧螺母、高压水管接头、入管导轮，其特征在于所述上支架的每条棱边上设置有2～4个限位导轮，其转轴轴线与该角点处的对角线垂直，限位导轮上设置有直角槽，直角槽的直角边深度为液压提升架立柱宽度的0.2-0.4倍，限位导轮的直角槽与液压提升架的立柱的直角棱边出两侧面配合，通过每条棱边上设置的限位导轮掘进铺管机构可在液压提升架内上下滑动，并可从上方滑出提升架；

所述上支架轴其下部设置有承重轴环，通过轴承与轴承座安装在上支架内，承重轴承座安装在上支架底板上侧，在承重轴承座内上支架轴上同轴装有设计数量的推力轴承和径向轴承，推力轴承与承重轴环配合；上支架透盖与上支架轴同轴，安装上支架底板下面，并带密封圈；所述同步齿轮通过键连接安装在上支架轴上；所述从动链轮安装在靠近动力分配器垂直输出轴的上支架轴上，并与动力分配器的驱动链轮用链条连接构成链传动；所述滚刀轴是空心轴，固定安装在上支架轴的末端，其下端封有滚刀轴堵头；所述的滚刀为圆形，外侧均布有设计数量的刀齿，相邻刀齿交错开15°～30°，滚刀在滚刀轴上等间距设置，其间距100mm～350mm，两滚刀轴上的滚刀交错分布；所述的高压水管上端与上支架顶板和底板固连下端与下支架固连，其正对两个滚刀轴的外壁上开有设计数量的喷水嘴，喷水嘴设置在正对滚刀处以及两滚刀轴之间与滚刀不相对处，其上端侧面开有安装高压水管接头的孔洞，下端固连有下固定法兰；其与上支架连接的两处设置有加粗螺纹段，加粗螺纹段壁厚加厚并设有外螺纹；所述上固定法兰内壁设有内螺纹外壁设有外螺纹，其穿过上支架上的安装孔，内壁通过螺纹连接与高压水管的加粗螺纹段连接，固定法兰锁紧螺母通过螺纹连接安装在上固定法兰上。

所述管线输送管同轴安装在高压水管内与高压水管内壁间距20mm～35mm，高度高于上支架上面80mm～150mm，末端设有外螺纹；入管导轮固定安装在上支架顶板上，且入管导轮轴线高于管线输送管上端面30mm～60mm；所述的密封盘为环形，上端面上开有环形槽槽内装有密封盘密封圈，中心孔处设有内螺纹，与管线输送管末端螺纹连接，其周向均布有螺栓孔，其上端面与下固定法兰配合且通过螺栓连接将下固定法兰、密封盘固定安装在下支架上；所述密封堵头中心设置有阶梯孔，上孔设有内螺纹，密封堵头固定安装在高压水管上端，管线输送管穿过其中心孔，在阶梯孔内设有环形的密封填料，密封填料压紧螺母为环形通过螺 纹连接安装在密封堵头内压紧密封填料；所述支撑板固定安装在高压水管外壁上且与高压水管连接处接触宽度所对应的高压水管圆心角小于120°，其上设置有两个通孔两滚刀轴穿过其中，支撑板上端固定安装有支撑板轴承座，轴承座内安装有向心轴承，轴承内孔与滚刀轴配合，支撑板上、下透盖均带有密封圈且分别固定安装在支撑板轴承座和支撑板下侧面上，在上支架与下支架之间可设置1～4组支撑板。

所述下支架通过下固定法兰和密封盘固定安装在高压水管末端，其顶板上开有通孔两滚刀轴穿过其中，顶板上设置有吊耳提升钢丝绳与吊耳固连，下支架内在管线输送管末端设有设计数量的导向板和设计数量的出管导轮，在出管导轮后端设有出管导管；所述出管导轮在外侧圆柱面上开有弧形槽，弧形槽与管线配合，在出管导管前设置有至少1组上下对装的出管导轮；所述提升导轨的导轨面为圆柱形，并在正对支撑板的一侧开有缺口且缺口所对圆心角小于120°，高压水管安装在导轨内且其外壁与导轨面配合；提升导轨上设置有安装板，安装板固定安装在液压提升架下横梁上，且在正对绞盘轴一侧的安装板上设有通孔，通孔上方设有钢丝绳导轮。

所述液压提升架包括绞盘支座、绞盘轴、液压马达、立柱、上横梁、下横梁、联轴器、限位横梁，其特征在于所述液压提升架架体由立柱和上、下横梁固连搭成，高度1m～2m，通过下横梁固定安装在后置悬挂架承载面上，所述上横梁宽度小于立柱宽度，与立柱的宽度比为0.5-0.7，所述限位横梁固定安装在立柱下部距离后置悬挂架承载面高度120mm～200mm，正常工作中限位横梁顶面与掘进铺管机构的上支架底面配合，所述绞盘支座通过螺栓连接固定安装在下横梁上，在液压马达一侧的绞盘支座两端开放，绞盘轴安装在绞盘支座上并穿过液压马达一侧的绞盘支座，所述液压马达固定安装在液压提升架立柱上与载具的液压输出接头通过液压管路连接，并带有涡轮蜗杆减速器，其输出轴穿过立柱与绞盘轴通过联轴器相连。

所述管线输送机构包括管盘支座、管盘、管盘驱动电机、入管导杆、上光电开关、下光电开关，所述管线输送机构安装在液压提升架后侧的立柱上，所述管盘支座通过螺栓连接与液压提升架后侧立柱固连，所述管盘安装在管盘支座上并可以转动，所述管盘驱动电机固定安装在管盘支座上并与上、下光电开关电连接，其电机轴与管盘相连，所述入管导杆固定安装在管盘支座上，所述上、下光电开关安装在液压提升架的立柱上并与管盘驱动电机电连接，上、下光电开关分别在入管导杆的上下两侧，并且高度可调。

本发明可以实现砂质土层的大深度管线铺设(4m～6m)，其结构简单可靠无需开掘沟渠功耗小，机动性高转移工地灵活，自动化程度高，转弯无需抬升，可以连续作业，铺管一致性好地基固结快速沉降均匀，并且能够利用砂质土壤特性实现管线的自然填回埋。

附图说明

图1为本发明的结构示意主视图；

图2为本发明的结构示意右视图；

图3为本发明的结构示意俯视图；

图4为本发明的后置悬挂架结构示意图；

图5为本发明的掘进铺管机构与动力分配器相连的俯视图；

图6为图5中的A-A剖视图；

图7为图6中的I局部放大图；

图8为图6中的II局部放大图；

图9为图6中的III局部放大图；

图10为图6中的IV局部放大图；

图11为图6中的B-B剖视图；

图12为本发明的液压提升架的结构示意轴测图。

图中标号说明：

1后置悬挂架、11侧边腹板、12下支撑杆、13悬挂接头； 

2动力分配器、21动力输入轴、22输入轴小锥齿轮、23输入轴大锥齿轮、24中间轴、25从动小锥齿轮、26主动直齿轮、27垂直输出轴、28从动直齿轮、29驱动链轮、210水平输出轴、211从动大锥齿轮；

3掘进铺管机构、31上支架、32限位导轮、33同步齿轮、34从动链轮、35承重轴承座、36上支架透盖、37上支架轴、38滚刀轴、39滚刀、310支撑板、311支撑板轴承座、312支撑板上透盖、313支撑板下透盖、314滚刀轴堵头315、下支架、316导向板、317出管导轮、318出管导管、319密封盘、320密封盘密封圈、321下固定法兰、322管线输送管、323高压水管、324喷水嘴、325提升导轨、326提升钢丝绳、327钢丝绳导轮、328加粗螺纹段、329上固定法兰、330固定法兰锁紧螺母、331密封堵头、332密封填料、333密封填料压紧螺母、高压水管接头334、335入管导轮；

4液压提升架、41绞盘支座、42绞盘轴、43液压马达、44立柱、45上横梁、46下横梁、47联轴器、48限位横梁； 

5管线输送机构、51管盘支座、52管盘、53管盘驱动电机、54入管导杆、55上光电开关、56下光电开关； 

6高压水泵； 

7水箱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细叙述本发明。

本发明一种深埋管机(参见图1-12)，包括后置悬挂架1、动力分配器2、掘进铺管机构3、液压提升架4、管线输送机构5、高压水泵6、水箱7，其特征在于，所述的动力分配器2、液压提升架4、高压水泵6、水箱7固定安装在后置悬挂架1上，掘进铺管机构3安装在液压提升架4内，管线输送机构5固定安装在液压提升架4上；所述的动力分配器2其动力输入轴21与动力源的动力输出轴相连，其垂直输出轴27上设置有驱动链轮29，通过链条与掘进铺管机构3的从动链轮34相连，其水平输出轴210通过联轴器与高压水泵6相连；所述的掘进铺管机构3通过限位导轮32和提升导轨325安装在液压提升架4内，并与动力分配器2通过链传动连接，其上设置有提升钢丝绳326，提升钢丝绳326一端与下支架315固定连接，另一端穿过提升导轨325经钢丝绳导轮327与液压提升架4的绞盘轴42相连，掘进铺管机构3可通过绞盘轴42的转动提升和下降，其高压水管接头334与高压水泵6管连接；所述的液压提升架4固定安装在后置悬挂架1上，其绞盘轴42与掘进铺管机构3的提升钢丝绳326连接，通过液压马达43驱动绞盘轴42转动可以对安装在其架体内部的掘进铺管机构3进行提升和下降，液压马达43与载具的液压输出由液压管路相连；所述的管线输送机构5其管盘支座51与液压提升架4固连，管线卷绕在管盘52上，经由入管导杆54和掘进铺管机构3的入管导轮335进入掘进铺管机构3的管线输送管322；所述高压水泵6与动力分配器2水平输出轴210相连，进水口与水箱7管连接，出水口与掘进铺管机构3的高压水管接头334管连接。

所述后置悬挂架1(参见图1-4)包括侧边腹板11、下支撑杆12、悬挂接头13，所述后置悬挂架1的两个侧面墙板每个均由双层腹板11焊接而成，其承载面由多个下支撑杆12组成，下支撑杆12与两侧墙板通过焊接连接；所述后置悬挂架1与载具通过悬挂接头连接。

所述动力分配器2(参见图1、3、5、6、7)包括动力输入轴21、输入轴小锥齿轮22、输入轴大锥齿轮23、中间轴24、从动小锥齿轮25、主动直齿轮26、垂直输出轴27、从动直齿轮28、驱动链轮29、水平输出轴210、从动大锥齿轮211，所述动力输入轴21与动力源的动力输出轴相连，其上通过键连接同轴安装有输入轴小锥齿轮22、输入轴大锥齿轮23，所述从动小锥齿轮25、主动直齿轮26通过键连接同轴安装在中间轴24上，且从动小锥齿轮25与输入轴小锥齿轮23啮合，所述垂直输出轴27上设置有从动直齿轮28、驱动链轮29，从动直齿轮28与中间轴24上的主动直齿轮26啮合，驱动链轮29通过链条与掘进铺管机构3的从动链轮34相连；所述水平输出轴210通过联轴器与高压水泵6相连，其上设置有从动大锥 齿轮211，从动大锥齿轮211与动力输入轴21上的输入轴大锥齿轮23啮合。

所述掘进铺管机构3(参见图1-3、5-12)包括上支架31、限位导轮32、同步齿轮33、从动链轮34、承重轴承座35、上支架透盖36、上支架轴37、滚刀轴38、滚刀39、支撑板310、支撑板轴承座311、支撑板上透盖312、支撑板下透盖313、滚刀轴堵头314、下支架315、导向板316、出管导轮317、出管导管318、密封盘319、密封盘密封圈320、下固定法兰321、管线输送管322、高压水管323、喷水嘴324、提升导轨325、提升钢丝绳326、钢丝绳导轮327、加粗螺纹段328、上固定法兰329、固定法兰锁紧螺母330、密封堵头331、密封填料332、密封填料压紧螺母333、高压水管接头334、入管导轮335，其特征在于所述上支架31的每条棱边上设置有2-4个限位导轮32，其转轴轴线与该角点处的对角线垂直，限位导轮32上设置有直角槽，直角槽的直角边深度为液压提升架4立柱44宽度的0.2-0.4倍，限位导轮32的直角槽与液压提升架4的立柱44的直角棱边出两侧面配合，通过每条棱边上设置的限位导轮32掘进铺管机构3可在液压提升架4内上下滑动，并可从上方滑出提升架4。

所述上支架轴37其下部设置有承重轴环，通过轴承与轴承座安装在上支架内，承重轴承座35安装在上支架31底板上侧，在承重轴承座35内上支架轴37上同轴装有设计数量的推力轴承和径向轴承，推力轴承与承重轴环配合；上支架透盖36与上支架轴37同轴，安装上支架31底板下面，并带有密封圈；所述同步齿轮33通过键连接安装在上支架轴37上；所述从动链轮34安装在靠近动力分配器2垂直输出轴27的上支架轴37上，并与动力分配器2的驱动链轮29用链条连接构成链传动；所述滚刀轴38是空心轴，固定安装在上支架轴37的末端，其下端封有滚刀轴堵头314；所述的滚刀38为圆形，外侧均布有设计数量的刀齿，相邻刀齿交错开15°-30°，滚刀38在滚刀轴38上等间距设置，其间距100-350mm，两滚刀轴38上的滚刀39交错分布；所述的高压水管323上端与上支架31顶板和底板固连下端与下支架315固连，其正对两个滚刀轴38的外壁上开有设计数量的喷水嘴324，喷水嘴324设置在正对滚刀39处以及两滚刀轴38之间与滚刀39不相对处，其上端侧面开有安装高压水管接头334的孔洞，下端固连有下固定法兰321；其与上支架31连接的两处设置有加粗螺纹段328，加粗螺纹段328壁厚加厚并设有外螺纹；所述上固定法兰329内壁设有内螺纹外壁设有外螺纹，其穿过上支架31上的安装孔，内壁通过螺纹连接与高压水管323的加粗螺纹段328连接，固定法兰锁紧螺母330通过螺纹连接安装在上固定法兰329上。

所述管线输送管322同轴安装在高压水管323内与高压水管323内壁间距20-35mm，高度高于上支架31上表面80-150mm，末端设有外螺纹；入管导轮335固定安装在上支架31顶板上，且入管导轮335轴线高于管线输送管322上端面30-60mm；所述密封盘319为环形，上端面上开有环形槽槽内装有密封盘密封圈320，中心孔处设有内螺纹，与管线输送管322 末端螺纹连接，其周向均布有螺栓孔，其上端面与下固定法兰321配合且通过螺栓连接将下固定法兰321、密封盘319固定安装在下支架315上；所述密封堵头331中心设置有阶梯孔，上孔设有内螺纹，密封堵头331固定安装在高压水管323上端，管线输送管322穿过其中心孔，在阶梯孔内设有环形的密封填料332，密封填料压紧螺母333为环形，通过螺纹连接安装在密封堵头331内压紧密封填料332；所述支撑板310固定安装在高压水管323外壁上且与高压水管323连接处的接触宽度所对应的高压水管323圆心角小于120°，其上设置有两个通孔两滚刀轴38穿过其中，支撑板310上端固定安装有支撑板轴承座311，支撑板轴承座311内安装有向心轴承，轴承内孔与滚刀轴38配合，支撑板上透盖312、支撑板下透盖313均带有密封圈且分别固定安装在支撑板轴承座311和支撑板310下侧面上，在上支架31与下支架315之间可设置1-4组支撑板310。

所述下支架315通过下固定法兰321和密封盘319固定安装在高压水管323末端，其顶板上开有通孔两滚刀轴38穿过其中，顶板上设置有吊耳，提升钢丝绳326与吊耳固连，下支架315内在管线输送管322末端设有设计数量的导向板316和设计数量的出管导轮317，在出管导轮317之后设有出管导管318；所述出管导轮317在外侧圆柱面上开有弧形槽，弧形槽与管线配合，在出管导管318前设置有至少1组上下对装的出管导轮317；所述提升导轨325的导轨面为圆柱形，并在正对支撑板310的一侧开有缺口且缺口所对圆心角小于120°，高压水管323安装在导轨内且其外壁与导轨面配合；提升导轨325上设置有安装板，安装板固定安装在液压提升架4的下横梁46上，且在正对绞盘轴42一侧的安装板上设有通孔，通孔上方设有钢丝绳导轮327。

所述液压提升架4(参见图1-3、5、6、8、12)包括绞盘支座41、绞盘轴42、液压马达43、立柱44、上横梁45、下横梁46、联轴器47、限位横梁48，其特征在于所述液压提升架4架体由立柱44和上横梁45、下横梁46固连搭成，高度1-2m，通过下横梁46固定安装在后置悬挂架1承载面上，所述上横梁46宽度小于立柱44宽度，与立柱44的宽度比为0.5-0.7，所述限位横梁48固定安装在立柱44下部，距离后置悬挂架1承载面高度120-200mm，正常工作中限位横梁48顶面与掘进铺管机构3的上支架31底面配合，所述绞盘支座41通过螺栓连接固定安装在下横梁46上，在液压马达43一侧的绞盘支座41两端开放，绞盘轴42安装在绞盘支座41上并穿过液压马达43一侧的绞盘支座41，所述液压马达43固定安装在液压提升架4立柱44上与载具的液压输出接头通过液压管路连接，并带有涡轮蜗杆减速器，其输出轴穿过立柱44与绞盘轴42通过联轴器47相连。

所述管线输送机构5(参见图3、12)包括管盘支座51、管盘52、管盘驱动电机53、入管导杆54、上光电开关55、下光电开关56，所述管线输送机构5安装在液压提升架4后侧 的立柱44上，所述管盘支座51通过螺栓连接与液压提升架4后侧立柱44固连，所述管盘52安装在管盘支座51上并可以转动，所述管盘驱动电机53固定安装在管盘支座51上并与上光电开关55、下光电开关56电连接，其电机轴与管盘52相连；所述入管导杆固定安装在管盘支座上；所述上、下光电开关安装在液压提升架的立柱上并与管盘驱动电机电连接，上光电开关55、下光电开关56分别在入管导杆54的上下两侧，并且高度可调。

本发明的工作原理是：设计一种砂质土壤流体化结合机挖掘械剥离的埋管设备，用高压水柱冲击沙土，从而减小土壤的密度使砂质土颗粒间结合力减小，呈流动状态靠自重剥落，随着滚刀的旋转，刀具将流体化的砂质剥离，露出新的土壤，通过滚刀和水柱的配合动作使砂质剥离。这种方法的优点是，砂质流体化后回落，利用砂质土壤特性实现管线的自然掩埋，管线得到了及时的保护和定位。

工作中，首先在需要埋管的砂质地基上挖出深坑，深度大于埋管深度直径要能容纳掘进铺管机构3。后置悬挂架1通过销连接固定在载具上，动力分配器2与动力源动力输出轴连接，液压提升架4将掘进铺管机构3完全提起，调整位置使下支架315正对深坑；载具液压输出打开，驱动液压提升架4上的液压马达43，液压马达43反转缓慢释放提升钢丝绳326，掘进铺管机构3在提升导轨325内缓慢下降，当达到一定深度时，限位导轮32从液压提升架4上横梁45出进入液压提升架4并与立柱44配合，继续下降直至达到铺管深度，由于液压马达43上设有蜗轮蜗杆传动带有自锁特性，所以可以避免掘进铺管机构3的坠落，此时液压提升架4的限位横梁48与上支架31的底板配合限位；此时将高压水泵7与高压水管接头334连接，将驱动链轮29与从动链轮34用链条连接，将管线通过入管导杆54、上光电开关55、下光电开关56、入管导轮335进入管线输送管322，经导向板316、出管导轮317伸出出管导管318。

动力分配器2的水平输出轴25带动高压水泵7产生高压水，通过高压水管接头334进入高压水管323，从喷水嘴324喷出冲击砂质土层使沙土流体化，同时将水柱喷射在滚刀39上清除沙土；同时动力分配器2垂直输出轴27通过链传动带动从动链轮34转动，动力经上支架轴37传递至同步齿轮33，驱动两滚刀轴38转动，滚刀39随着滚刀轴38转动，在载具前进的过程中滚刀39刀齿作用于砂质土壤，交错的刀齿易于将沙土剥离；沙土流体化在重力和滚刀39的共同作用下从土层流下，随即将管线掩埋；在载具前进过程中已被掩埋的管线对管线输送管322中的管线有拉力，拉动管线放卷，为了避免管线中张力过大伸长量过大造成破裂，管盘驱动电机53通过主动放卷始终保持入管导轮335和入管导杆54之间的管线处于松弛状态，当松弛段被拉紧时管线挡住上光电开关55，此时管盘驱动电机53运转，持续放卷直到松边下垂阻挡到下光电开关56时管盘驱动电机53断电停止放卷；载具携带该深埋管线 机在需要铺设管线的地基上移动，当管线铺设完毕时，断开高压水泵7与高压水管接头334的管连接，断开驱动链轮29和从动链轮34的链条；液压马达43启动，将掘进铺管机构3提升将整机提起。

Claims (9)

1.一种深埋管机，其特征在于：有后置悬挂架(1)、动力分配器(2)、掘进铺管机构(3)、液压提升架(4)、管线输送机构(5)、高压水泵(6)、水箱(7)组成；

所述的动力分配器、液压提升架、高压水泵、水箱固定安装在后置悬挂架上，掘进铺管机构安装在液压提升架内，管线输送机构固定安装在液压提升架上；所述的动力分配器其动力输入轴与动力源的动力输出轴相连，其垂直输出轴上设置有驱动链轮，通过链条与掘进铺管机构的从动链轮相连，其水平输出轴通过联轴器与高压水泵相连；所述的掘进铺管机构通过限位导轮和提升导轨安装在液压提升架内，并与动力分配器通过链传动连接，其上设置有提升钢丝绳，提升钢丝绳一端与下支架固定连接，另一端穿过提升导轨经钢丝绳导轮与液压提升架的绞盘轴相连，掘进铺管机构可通过绞盘轴的转动在液压提升架内提升和下降，其高压水管接头与高压水泵管连接；所述的液压提升架固定安装在后置悬挂架上，其绞盘轴与掘进铺管机构的提升钢丝绳连接，通过液压马达驱动绞盘轴转动可以对安装在其架体内部的掘进铺管机构进行提升和下降，液压马达与载具的液压输出由液压管路相连；所述的管线输送机构其管盘支座与液压提升架固连，管线卷绕在管盘上，经由入管导杆和掘进铺管机构的入管导轮进入掘进铺管机构的管线输送管；所述高压水泵与动力分配器水平输出轴相连，进水口与水箱管连接，出水口与掘进铺管机构的高压水管接头管连接。

2.根据权利要求1所述的深埋管机，其特征在于：所述后置悬挂架包括侧边腹板、下支撑杆、悬挂接头，所述后置悬挂架的两个侧面墙板每个均由双层腹板焊接而成，其承载面由多个下支撑杆组成，下支撑杆与两侧墙板通过焊接连接；所述后置悬挂架与载具通过悬挂接头连接。

3.根据权利要求1所述的深埋管机，其特征在于：所述动力分配器包括动力输入轴、输入轴小锥齿轮、输入轴大锥齿轮、中间轴、从动小锥齿轮、主动直齿轮、垂直输出轴、从动直齿轮、驱动链轮、水平输出轴、从动大锥齿轮；所述动力输入轴与动力源的动力输出轴相连，其上通过键连接同轴安装有输入轴小锥齿轮、输入轴大锥齿轮；所述从动小锥齿轮、主动直齿轮通过键连接同轴安装在中间轴上，且从动小锥齿轮与输入轴小锥齿轮啮合；所述垂直输出轴上设置有从动直齿轮、驱动链轮，从动直齿轮与中间轴上的主动直齿轮啮合，驱动链轮通过链条与掘进铺管机构的从动链轮相连；所述水平输出轴通过联轴器与高压水泵相连，其上设置有从动大锥齿轮，从动大锥齿轮与动力输入轴上的输入轴大锥齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的深埋管机，其特征在于：所述掘进铺管机构包括上支架、限位导轮、同步齿轮、从动链轮、承重轴承座、上支架透盖、上支架轴、滚刀轴、滚刀、支撑板、支撑板轴承座、支撑板上透盖、支撑板下透盖、滚刀轴堵头、下支架、导向板、出管导轮、出管导管、密封盘、密封盘密封圈、下固定法兰、管线输送管、高压水管、喷水嘴、提升导轨、提升钢丝绳、钢丝绳导轮、加粗螺纹段、上固定法兰、固定法兰锁紧螺母、密封堵头、密封填料、密封填料压紧螺母、高压水管接头、入管导轮，其特征在于所述上支架的每条棱边上设置有2-4个限位导轮，其转轴轴线与该角点处的对角线垂直，限位导轮上设置有直角槽，直角槽的直角边深度为液压提升架立柱宽度的0.2-0.4倍，限位导轮的直角槽与液压提升架的立柱的直角棱边出两侧面配合，通过每条棱边上设置的限位导轮掘进铺管机构可在液压提升架内上下滑动，并可从上方滑出提升架。

5.根据权利要求2所述的深埋管机，其特征在于：所述上支架轴其下部设置有承重轴环，通过轴承与轴承座安装在上支架内，承重轴承座安装在上支架底板上侧，在承重轴承座内上支架轴上同轴装有设计数量的推力轴承和径向轴承，推力轴承与承重轴环配合；上支架透盖与上支架轴同轴，安装上支架底板下面，并带有密封圈；所述同步齿轮通过键连接安装在上支架轴上；所述从动链轮安装在靠近动力分配器垂直输出轴的上支架轴上，并与动力分配器的驱动链轮用链条连接构成链传动；所述滚刀轴是空心轴，固定安装在上支架轴的末端，其下端封有滚刀轴堵头；所述的滚刀为圆形，外侧均布有设计数量的刀齿，相邻刀齿交错开15°-30°，滚刀在滚刀轴上等间距设置，其间距100-350mm，两滚刀轴上的滚刀交错分布；所述的高压水管上端与上支架顶板和底板固连下端与下支架固连，其正对两个滚刀轴的外壁上开有设计数量的喷水嘴，喷水嘴设置在正对滚刀处以及两滚刀轴之间与滚刀不相对处，其上端侧面开有安装高压水管接头的孔洞，下端固连有下固定法兰；其与上支架连接的两处设置有加粗螺纹段，加粗螺纹段壁厚加厚并设有外螺纹；所述上固定法兰内壁设有内螺纹外壁设有外螺纹，其穿过上支架上的安装孔，内壁通过螺纹连接与高压水管的加粗螺纹段连接，固定法兰锁紧螺母通过螺纹连接安装在上固定法兰上。

6.根据权利要求2所述的深埋管机，其特征在于：所述管线输送管同轴安装在高压水管内与高压水管内壁间距20-35mm，高度高于上支架上表面80-150mm，末端设有外螺纹；入管导轮固定安装在上支架顶板上，且入管导轮轴线高于管线输送管上端面30-60mm；所述密封盘为环形，上端面上开有环形槽槽内装有密封盘密封圈，中心孔处设有内螺纹，与管线输送管末端螺纹连接，其周向均布有螺栓孔，其上端面与下固定法兰配合且通过螺栓连接将下固定法兰、密封盘固定安装在下支架上；所述密封堵头中心设置有阶梯孔，上孔设有内螺纹，密封堵头固定安装在高压水管上端，管线输送管穿过其中心孔，在阶梯孔内设有环形的密封填料，密封填料压紧螺母为环形，通过螺纹连接安装在密封堵头内压紧密封填料；所述支撑板固定安装在高压水管外壁上且与高压水管连接处的接触宽度所对应的高压水管圆心角小于120°，其上设置有两个通孔两滚刀轴穿过其中，支撑板上端固定安装有支撑板轴承座，支撑板轴承座内安装有向心轴承，轴承内孔与滚刀轴配合，支撑板上、下透盖均带有密封圈且分别固定安装在支撑板轴承座和支撑板下侧面上，在上支架与下支架之间可设置1-4组支撑板。

7.根据权利要求2所述的深埋管机，其特征在于：所述下支架通过下固定法兰和密封盘固定安装在高压水管末端，其顶板上开有通孔两滚刀轴穿过其中，顶板上设置有吊耳，提升钢丝绳与吊耳固连，下支架内在管线输送管末端设有设计数量的导向板和设计数量的出管导轮，在出管导轮之后设有出管导管；所述出管导轮在外侧圆柱面上开有弧形槽，弧形槽与管线配合，在出管导管前设置有至少1组上下对装的出管导轮；所述提升导轨的导轨面为圆柱形，并在正对支撑板的一侧开有缺口且缺口所对圆心角小于120°，高压水管安装在导轨内且其外壁与导轨面配合；提升导轨上设置有安装板，安装板固定安装在液压提升架下横梁上，且在正对绞盘轴一侧的安装板上设有通孔，通孔上方设有钢丝绳导轮。

8.根据权利要求1所述的深埋管机，其特征在于：所述液压提升架包括绞盘支座、绞盘轴、液压马达、立柱、上横梁、下横梁、联轴器、限位横梁，其特征在于所述液压提升架架体由立柱和上、下横梁固连搭成，高度1-2m，通过下横梁固定安装在后置悬挂架承载面上，所述上横梁宽度小于立柱宽度，与立柱的宽度比为0.5-0.7，所述限位横梁固定安装在立柱下部，距离后置悬挂架承载面高度120-200mm，正常工作中限位横梁顶面与掘进铺管机构的上支架底面配合，所述绞盘支座通过螺栓连接固定安装在下横梁上，在液压马达一侧的绞盘支座两端开放，绞盘轴安装在绞盘支座上并穿过液压马达一侧的绞盘支座，所述液压马达固定安装在液压提升架立柱上与载具的液压输出接头通过液压管路连接，并带有涡轮蜗杆减速器，其输出轴穿过立柱与绞盘轴通过联轴器相连。

9.根据权利要求1所述的深埋管机，其特征在于：所述管线输送机构包括管盘支座、管盘、管盘驱动电机、入管导杆、上光电开关、下光电开关，所述管线输送机构安装在液压提升架后侧的立柱上，所述管盘支座通过螺栓连接与液压提升架后侧立柱固连，所述管盘安装在管盘支座上并可以转动；所述管盘驱动电机固定安装在管盘支座上并与上、下光电开关电连接，其电机轴与管盘相连，所述入管导杆固定安装在管盘支座上；所述上、下光电开关安装在液压提升架的立柱上并与管盘驱动电机电连接，上、下光电开关分别在入管导杆的上下两侧，并且高度可调。