CN105114751A - 异形管道非开挖修复跟随式缠绕机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，包括导轨支撑架机构、传动链机构和牵引机构，所述传动链机构设于所述导轨支撑架机构外围，所述牵引机构连接所述传动链机构，并为所述传动链机构提供动力；能够在非开挖情况下对管道进行长距离修复，能够在带水管道中进行作业。缠绕机可拆分和组装，便于设备下井，可根据需求调整新管道的形状和大小，绕制大口径管道，满足不同形状、不同口径管道的修复要求。本发明在管道修复工程中，具有施工效率高、施工工期短、工程造价低、对交通和环境影响极小等优势。

Description

异形管道非开挖修复跟随式缠绕机

技术领域

本发明涉及管道修复技术领域，更具体地说，涉及一种异形管道非开挖修复跟随式缠绕机。

背景技术

城市排水管道被称为城市的“地下生命线”，肩负着城市排污、排涝的重要任务。我国城市建设规模不断扩大，排水管道的维护和修复工程越发受到重视。传统的管道修复方法是采用开挖方式更换新管道，这造成工程量巨大，耗费也较大，且无法在短期完成工程，更会导致交通堵塞、环境污染等，这些都是现代城市建设难以承受的。

非开挖修复技术是一种利用非开挖或者微开挖技术，对损坏的地下管道进行局部或整体修复的工程技术。其相对于传统的开挖换新管的技术，具有不影响交通，减少环境污染，施工时间短，施工人员少，安全性高，综合成本低等巨大优势。非开挖修复技术的引用，大大提高了城市地下管线更新换代的可能性。

国内现在较为成熟的非开挖修复方法主要有软衬法、穿插法、碎管法、缩径内衬法、螺旋缠绕法、管片拼装法及一些局部修复方法。对于螺旋缠绕法，目前我国在圆形管道上有自主研发的缠绕装置以及注浆装置，在其它异形管道的设备研究上，特别是跟随式移动缠绕机，仍然在探索的阶段。

因此，由于现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，能够在非开挖情况下对管道进行长距离修复，能够在带水管道中进行作业。缠绕机可拆分和组装，便于设备下井，也便于根据异形管道调整新管的形状和大小。缠绕机实现跟随运动，在作业时设备可以伴随新管前进，并在行进中实现塑带缠绕，完成新管的绕制。缠绕机能够满足不同形状和大小的大口径管道的修复要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，包括导轨支撑架机构、传动链机构和牵引机构，所述传动链机构设于所述导轨支撑架机构外围，所述牵引机构连接所述传动链机构，并为所述传动链机构提供动力；

所述导轨支撑架机构由弯曲钢轨、竖直钢轨和水平钢轨拼接组装而成，所述水平钢轨和所述竖直钢轨通过弯曲钢轨连接，所述水平钢轨和弯曲钢轨之间通过螺栓固定，所述竖直钢轨和弯曲钢轨之间通过螺栓固定，所述弯曲钢轨、竖直钢轨和水平钢轨外设有凹槽型轨道；

所述传动链机构由若干链轮组件组装而成，链轮组件间通过螺栓连接，链轮组件由轴轮组件、滚筒、保护壳和支撑板组成，所述轴轮组件设于所述凹槽型轨道内，所述轴轮组件外连接两块支撑板，两个所述支撑板端部连接保护壳，所述滚筒设于两个所述保护壳围成的空间内，两个所述保护壳通过所述滚筒的中心轴连接，两个所述支撑板可活动；

所述牵引机构包括联轴器、长套筒、轨迹轮、动力输出轴、中箱体、下箱体、液压泵、弹簧、链条、箱盖和驱动齿轮，所述中箱体上端设有箱盖，所述箱盖与所述中箱体通过套有弹簧的螺栓拧紧，所述中箱体下端设有下箱体，所述下箱体内设有液压泵，所述中箱体内设有减速器，减速器输出动力到动力输出轴，所述动力输出轴一端和所述滚筒的中心轴之间设有联轴器，所述动力输出轴另一端通过链条与驱动齿轮动力连接，所述驱动齿轮中部连接长套筒，所述长套筒上设有轨迹轮。

优选的，所述轴轮组件包括滚轮组、转轴和套筒，所述滚轮组由端盖、轴承套、垫片、滚轮和轴承依次通过螺栓固定，所述转轴两端分别设有滚轮组，所述滚轮组通过顶头螺丝固定，所述转轴中部外套有套筒，所述套筒与所述支撑板连接。

优选的，还包括安装板、送带橡胶轮和引导轴，所述安装板固定设于所述中箱体上，所述送带橡胶轮和引导轴分别连接所述滚筒的中心轴，所述送带橡胶轮和引导轴设于所述牵引机构的旁侧。

本发明的有益之处在于：本发明基于螺旋缠绕法，是一种异形管道的非开挖修复跟随式缠绕机，可根据需求调整新管道的形状和大小，绕制大口径管道，满足不同形状、不同口径管道的修复要求。本发明在管道修复工程中，具有施工效率高、施工工期短、工程造价低、对交通和环境影响极小等优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的总装结构示意图；

图2为本发明的导轨支撑架机构装配示意图；

图3为本发明的链轮组件转配图；

图4为本发明的滚轮组爆炸视图；

图5为本发明的轴轮组件的结构示意图；

图6为本发明的牵引机构的装配示意图；

图7为本发明的牵引机构的动力箱的结构示意图；

图8为本发明的使用过程图；

图中：1为弯曲钢轨；2为竖直钢轨；3为水平钢轨；4为凹槽型轨道；5为端盖；6为轴承套；7为垫片；8为滚轮；9为轴承；10为转轴；11为套筒；12为滚筒；13为保护壳；14为支撑板；15为联轴器；16为长套筒；17为轨迹轮；18为动力输出轴；19为中箱体；20为下箱体；21为液压泵；22为弹簧；23为链条；24为箱盖；25为驱动齿轮；26为安装板；27为送带橡胶轮；28为引导轴。

具体实施方式

本发明提供了异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，本发明在管道修复工程中，具有施工效率高、施工工期短、工程造价低、对交通和环境影响极小等优势。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示的一种异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，包括导轨支撑架机构、传动链机构和牵引机构，所述传动链机构设于所述导轨支撑架机构外围，所述牵引机构连接所述传动链机构，并为所述传动链机构提供动力；

如图2所示，所述导轨支撑架机构由弯曲钢轨1、竖直钢轨2和水平钢轨3拼接组装而成，所述水平钢轨3和所述竖直钢轨2通过弯曲钢轨1连接，所述水平钢轨3和弯曲钢轨1之间通过螺栓固定，所述竖直钢轨2和弯曲钢轨1之间通过螺栓固定，所述弯曲钢轨1、竖直钢轨2和水平钢轨3外设有凹槽型轨道4；导轨支撑架机构由弯曲钢轨1、竖直钢轨2和水平钢轨3拼接组装而成，其大小和形状可以改变，调节各钢轨的长度可以适应不同管道的修复要求。由于导轨支撑架机构的各钢轨外侧设有凹槽型轨道4，拼接后钢架的四周就有了一个回转轨道。传动链机构的下侧轴轮可在凹槽型轨道4中运动，在牵引机构的驱动下，传动链机构完成回转运动。伴随塑带的螺旋运动，牵引机构可以带动钢架向前移动，则整个设备可实现跟随运动。为保证设备可进出井口，钢架可在进出井口前拆分，在工作管道中进行组装。

如图3所示，所述传动链机构由若干链轮组件组装而成，链轮组件间通过螺栓连接，链轮组件由轴轮组件、滚筒12、保护壳13和支撑板14组成，所述轴轮组件设于所述凹槽型轨道4内，所述轴轮组件外连接两块支撑板14，两个所述支撑板14端部连接保护壳13，所述滚筒12设于两个所述保护壳13围成的空间内，两个所述保护壳13通过所述滚筒12的中心轴连接，两个所述支撑板14可活动；滚筒12可转动，便于设备随着塑带缠绕方向转动。两块支撑板14可摆动，可以使传动链机构与不同的导轨支撑架机构配合使用，适用于不同的异形管道，特别在支撑架拐角处避免发生卡死的情况。

如图6和7所示，所述牵引机构包括联轴器15、长套筒16、轨迹轮17、动力输出轴18、中箱体19、下箱体20、液压泵21、弹簧22、链条23、箱盖24和驱动齿轮25，所述中箱体19上端设有箱盖24，所述箱盖24与所述中箱体19通过套有弹簧22的螺栓拧紧，所述中箱体19下端设有下箱体20，所述下箱体20内设有液压泵21，所述中箱体19内设有减速器，减速器输出动力到动力输出轴18，所述动力输出轴18一端和所述滚筒12的中心轴之间设有联轴器15，所述动力输出轴18另一端通过链条23与驱动齿轮25动力连接，所述驱动齿轮25中部连接长套筒16，所述长套筒16上设有轨迹轮17。动力箱的动力输出轴18与滚筒12的中心轴通过联轴器15连接，动力驱动滚筒12转动。

缠绕机的动力供给选择液压泵21，能满足设备运转所需的动力，适于管道的带水作业，保证了作业工人的安全。中箱体19中设计为减速箱，动力由液压泵21提供，经过减速箱输出到动力输出轴18，由联轴器15传递给滚筒12，足够的摩擦力和动力保证了塑带不断的送入，使动力箱和传动链机构能相对塑带运动起来。动力输出轴18的另一端用链条23带动驱动齿轮25，传动比为1:1。驱动齿轮25与管道壁接触，保证了新管与旧管之间有足够的间隙，供后续的水泥注浆作业，同时也为设备的前进动作提供了助力。驱动齿轮25安装轴的另一侧安装有长套筒16，长套筒16上设有两个轨迹轮17，轨迹轮17与下方的滚筒12间隙适中，恰好满足塑带的压紧要求，保证塑带的缠绕动作。同时，两个轨迹轮17与塑带上的凹槽配合，运动过程中轨迹轮17沿着塑带的凹槽运动，带动整个缠绕机跟随塑带的缠绕运动缓慢向前运动。两个轨迹轮17之间用长套筒16支撑。箱盖24与中箱体19之间用套有弹簧22的螺栓拧紧。弹簧22起到弹力补偿作用，使链条23张紧，保证驱动齿轮25的正常运动。牵引机构采用两个或两个以上动力箱串联组成，既能提供足够的驱动动力，又能保证塑带的压紧动作。

如图4和5所示，更进一步的，所述轴轮组件包括滚轮组、转轴10和套筒11，所述滚轮组由端盖5、轴承套6、垫片7、滚轮8和轴承9依次通过螺栓固定，所述转轴10两端分别设有滚轮组，所述滚轮组通过顶头螺丝固定，所述转轴10中部外套有套筒11，所述套筒11与所述支撑板14连接。轴轮组件主要由转轴10和两个滚轮8组成。轴轮组件中各装有一个轴承9，可以转动。安装传动链机构时，轴轮组件与导轨支撑架机构的外侧导轨配合，安装完成后，整个传动链机构通过滚轮8的滚动实现沿支撑架轨道的运动。

作业时，传动链机构除了带动牵引机构转动之外，其局部结构还起到压紧塑带的作用。牵引机构与传动链连接处的链轮组件，其滚筒12还起到压紧塑带的作用，此滚筒12的长度应该至少大于两个塑带的宽度，且此连接链轮组件的结构与其他的组件一样。

如图6所示，更进一步的，还包括安装板26、送带橡胶轮27和引导轴28，所述安装板26固定设于所述中箱体19上，所述送带橡胶轮27和引导轴28分别连接所述滚筒12的中心轴，所述送带橡胶轮27和引导轴28设于所述牵引机构的旁侧。安装板26是链轮组件的一部分，用于安装动力箱，提供支撑。

如图8所示，本发明在使用时，首先将拆分的设备送入管道；再依次组装导轨支撑架机构、传动链机构和牵引机构；最后启动液压泵21，开始修复作业。在安装设备后，先人为地在设备上缠绕一圈塑带，保证牵引机构的轨迹轮17卡在塑带的凹槽内，并在压紧位置放置好塑带的位置和距离，随后启动缠绕机I，液压泵21驱动传动链和驱动齿轮25转动，轨迹轮17对塑带进行压紧并使缠绕机跟随塑带向前缓慢移动，选用两个或两个以上的动力箱能更加高效地完成修复作业，新管II绕制完成后，将设备拆分并运出井口，最后在旧管III和新管II的间隙进行水泥注浆，完成管道修复。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，其特征在于：包括导轨支撑架机构、传动链机构和牵引机构，所述传动链机构设于所述导轨支撑架机构外围，所述牵引机构连接所述传动链机构，并为所述传动链机构提供动力；

所述导轨支撑架机构由弯曲钢轨、竖直钢轨和水平钢轨拼接组装而成，所述水平钢轨和所述竖直钢轨通过弯曲钢轨连接，所述水平钢轨和弯曲钢轨之间通过螺栓固定，所述竖直钢轨和弯曲钢轨之间通过螺栓固定，所述弯曲钢轨、竖直钢轨和水平钢轨外设有凹槽型轨道；

所述传动链机构由若干链轮组件组装而成，链轮组件间通过螺栓连接，链轮组件由轴轮组件、滚筒、保护壳和支撑板组成，所述轴轮组件设于所述凹槽型轨道内，所述轴轮组件外连接两块支撑板，两个所述支撑板端部连接保护壳，所述滚筒设于两个所述保护壳围成的空间内，两个所述保护壳通过所述滚筒的中心轴连接，两个所述支撑板可活动；

所述牵引机构包括联轴器、长套筒、轨迹轮、动力输出轴、中箱体、下箱体、液压泵、弹簧、链条、箱盖和驱动齿轮，所述中箱体上端设有箱盖，所述箱盖与所述中箱体通过套有弹簧的螺栓拧紧，所述中箱体下端设有下箱体，所述下箱体内设有液压泵，所述中箱体内设有减速器，减速器输出动力到动力输出轴，所述动力输出轴一端和所述滚筒的中心轴之间设有联轴器，所述动力输出轴另一端通过链条与驱动齿轮动力连接，所述驱动齿轮中部连接长套筒，所述长套筒上设有轨迹轮。

2.如权利要求1所述的异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，其特征在于：所述轴轮组件包括滚轮组、转轴和套筒，所述滚轮组由端盖、轴承套、垫片、滚轮和轴承依次通过螺栓固定，所述转轴两端分别设有滚轮组，所述滚轮组通过顶头螺丝固定，所述转轴中部外套有套筒，所述套筒与所述支撑板连接。

3.如权利要求1或2所述的异形管道非开挖修复跟随式缠绕机，其特征在于：还包括安装板、送带橡胶轮和引导轴，所述安装板固定设于所述中箱体上，所述送带橡胶轮和引导轴分别连接所述滚筒的中心轴，所述送带橡胶轮和引导轴设于所述牵引机构的旁侧。