CN110080793B - 一种顶管施工作业装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种顶管施工作业装置，涉及水利施工设备领域，技术方案为，包括设置在顶管一侧的轨道，轨道上设置底座，底座上固定设置主机，主机朝向顶管的一端设置有钻机；主机朝向顶管的一侧设置前挡板，前挡板与主机的机体转动连接，前挡板上偏心开设连接孔，钻机通过该连接孔与前挡板转动连接。本发明的有益效果是：通过本装置可以简化传统顶管施工工艺中的顶管除土步骤，取代人工除土作业，因为顶管内径有限，因此不易于使用大型设备，而作为小型设备的本装置，通过独特的钻机结构，去除的泥土不会过多的堆积在钻杆外围，对于小功率的掘进机构，该设计可以减轻泥土堆积对钻杆的影响。
Description
技术领域
本发明涉及水利施工设备领域，特别涉及一种顶管施工作业装置。
背景技术
顶管施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。
顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。顶管施工借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力，把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起。与此同时，也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间，以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。
在顶管施工作业中，当完成顶管埋设后，需要将顶管内的土挖出，该环节目前基本还以人工作业为主，既耗费了人力，又需要占用较大的工时。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种顶管施工作业装置。
其技术方案为，包括设置在顶管一侧的轨道，轨道上设置底座，底座上固定设置主机，主机朝向所述顶管的一端设置有钻机；
所述主机朝向所述顶管的一侧设置前挡板，前挡板与主机的机体转动连接，所述前挡板上偏心开设连接孔，所述钻机通过该连接孔与所述前挡板转动连接。
优选为，所述钻机由前部和后部组成，靠近所述主机的一侧为后部，远离所述主机的一侧为前部；后部包括设置在壳体内的驱动组件，前部包括由后部驱动的旋转组件；
所述旋转组件包括位于中部的钻杆，环绕钻杆的杆体设置有螺旋形的叶片，钻杆远离所述后部的一侧固定设置钻头，所述钻头为伞形，沿其圆周面开设有若干沟槽，所述钻杆由设置所述后部内的驱动组件驱动。
优选为，所述钻头与后部之间设置有破碎机构，所述破碎机构包括设置在所述钻杆外围的环形架，所述环形架的前端与所述钻头的后端面之间留有间隙，所述间隙中设置有若干破碎盘，所述破碎盘沿环形架圆周分布；
所述环形架由前后两个平行的圆环形的架体组成，两个圆环形的架体之间通过若干水平的连杆固定连接，连杆沿架体的圆周面环形分布，位于后侧的圆环形架体由所述后部内的驱动组件驱动；
所述破碎盘朝向所述钻头的一侧分布设置若干凸点，破碎盘另一侧偏心设置转杆，转杆穿过位于前部的所述架体，且与架体转动连接，所述转杆与设置在前后两个架体之间的破碎盘电机的电机轴连接。
优选为，所述环形架位于所述后部的一端固定设置环形架齿圈，所述钻杆位于所述后部的一端固定设置钻杆齿圈；环形架齿圈为内齿圈，钻杆齿圈为外齿圈。
所述后部内设置有钻机电机，钻机电机的电机轴连接钻机主动轮，钻机主动轮外侧啮合大从动轮；大从动轮同轴固定连接环形架驱动轮，环形架驱动轮与所述环形架齿圈啮合；
所述环形架齿圈内侧还啮合有钻杆驱动轮，钻杆驱动轮与所述钻杆齿圈啮合。该联动组合的优点在于仅由一个电机驱动，使钻杆的转向与环形架的转向相反，相反转向的环形架和钻杆可以更好的起到防止钻杆周边泥土堆积的问题，且具有更好的掘进破碎效果。
优选为，所述钻机朝向所述前挡板的一侧偏心设置钻机连杆，钻机连杆延伸至所述主机内部，钻机连杆位于所述主机内部的部分设置外齿圈；所述前挡板内侧固定设置钻机调整电机，钻机调整电机的电机轴连接调整齿轮，调整齿轮与所述钻机连杆的外齿圈啮合。
优选为，所述钻机连杆后部还固定设置锁死杆，所述锁死杆为圆柱体，沿其柱身轴向圆周分布若干沟槽，所述锁死杆轴向截面外侧设置有电磁销，电磁销的活动端朝向所述锁死杆设置。电磁销的活动端为对应所述锁死杆沟槽的板体。
优选为，所述锁死杆远离所述前挡板的一侧设置有摩擦盘，所述摩擦盘一侧靠近所述锁死杆的端部，另一侧固定连接顶杆。顶杆可选用电动推杆或者气压、液压形式驱动的顶杆。
优选为，所述锁死杆外侧固定跨设有门形架，所述电磁销及摩擦盘均设置在门形架上。
优选为，所述前挡板远离所述钻头的一侧通过若干支杆固定连接齿盘，齿盘与前挡板驱动轮啮合，前挡板驱动轮与固定设置在所述主机内的前挡板电机的电机轴连接。
所述顶管和轨道之间设置导流槽，通过导流槽将顶管内去除的土引走。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过本装置可以简化传统顶管施工工艺中的顶管除土步骤，取代人工除土作业，因为顶管内径有限，因此不易于使用大型设备，而作为小型设备的本装置，通过独特的钻机结构，去除的泥土不会过多的堆积在钻杆外围，对于小功率的掘进机构，该设计可以减轻泥土堆积对钻杆的影响。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图一。
图2为本发明实施例的钻机结构示意图。
图3为图2的隐藏壳体状态图。
图4为图3的B局部放大图。
图5为本发明实施例的整体结构示意图二。
图6为图5的隐藏壳体状态图。
图7为图6的C局部放大图。
其中，附图标记为：1、轨道；2、底座；3、主机；31、前挡板；32、齿盘；33、前挡板驱动轮；4、钻机；41、钻杆；411、钻杆齿圈；42、叶片；43、钻头；44、环形架；441、环形架齿圈；45、破碎盘；46、破碎盘电机；47、钻机连杆；471、锁死杆；472、电磁销；473、摩擦盘；474、顶杆；5、钻机电机；51、钻机主动轮；52、大从动轮；53、环形架驱动轮；54、钻杆驱动轮；6、钻机调整电机；7、前挡板电机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1
参见图1至图7，本发明提供一种顶管施工作业装置，包括设置在顶管一侧的轨道1，轨道1上设置底座2，底座2上固定设置主机3，主机3朝向顶管的一端设置有钻机4；
主机3朝向顶管的一侧设置前挡板31，前挡板31与主机3的机体转动连接，前挡板31上偏心开设连接孔，钻机4通过该连接孔与前挡板31转动连接。
钻机4由前部和后部组成，靠近主机3的一侧为后部，远离主机3的一侧为前部；后部包括设置在壳体内的驱动组件，前部包括由后部驱动的旋转组件；
旋转组件包括位于中部的钻杆41，环绕钻杆41的杆体设置有螺旋形的叶片42，钻杆41远离后部的一侧固定设置钻头43，钻头43为伞形，沿其圆周面开设有若干沟槽，钻杆41由设置后部内的驱动组件驱动。
钻头43与后部之间设置有破碎机构，破碎机构包括设置在钻杆41外围的环形架44，环形架44的前端与钻头43的后端面之间留有间隙，间隙中设置有若干破碎盘45，破碎盘45沿环形架44圆周分布；
环形架44由前后两个平行的圆环形的架体组成，两个圆环形的架体之间通过若干水平的连杆固定连接，连杆沿架体的圆周面环形分布，位于后侧的圆环形架体由后部内的驱动组件驱动；
破碎盘45朝向钻头43的一侧分布设置若干凸点，破碎盘45另一侧偏心设置转杆，转杆穿过位于前部的架体，且与架体转动连接，转杆与设置在前后两个架体之间的破碎盘电机46的电机轴连接。
环形架44位于后部的一端固定设置环形架齿圈441，钻杆41位于后部的一端固定设置钻杆齿圈411；环形架齿圈441为内齿圈，钻杆齿圈411为外齿圈。
后部内设置有钻机电机5，钻机电机的电机轴连接钻机主动轮51，钻机主动轮51外侧啮合大从动轮52；大从动轮52同轴固定连接环形架驱动轮53，环形架驱动轮53与环形架齿圈441啮合；
环形架齿圈441内侧还啮合有钻杆驱动轮54，钻杆驱动轮54与钻杆齿圈411啮合。该联动组合的优点在于仅由一个电机驱动，使钻杆41的转向与环形架44的转向相反，相反转向的环形架44和钻杆41可以更好的起到防止钻杆41周边泥土堆积的问题，且具有更好的掘进破碎效果。
钻机4朝向前挡板31的一侧偏心设置钻机连杆47，钻机连杆47延伸至主机3内部，钻机连杆47位于主机3内部的部分设置外齿圈；前挡板31内侧固定设置钻机调整电机6，钻机调整电机6的电机轴连接调整齿轮61，调整齿轮61与钻机连杆47的外齿圈啮合。
钻机连杆47后部还固定设置锁死杆471，锁死杆471为圆柱体，沿其柱身轴向圆周分布若干沟槽，锁死杆471轴向截面外侧设置有电磁销472，电磁销472的活动端朝向锁死杆471设置。电磁销472的活动端为对应锁死杆471沟槽的板体。
锁死杆471远离前挡板31的一侧设置有摩擦盘473，摩擦盘473一侧靠近锁死杆471的端部，另一侧固定连接顶杆474。顶杆474可选用电动推杆或者气压、液压形式驱动的顶杆。
锁死杆471外侧固定跨设有门形架，电磁销472及摩擦盘473均设置在门形架上。
前挡板31远离钻头43的一侧通过若干支杆固定连接齿盘32，齿盘32与前挡板驱动轮33啮合，前挡板驱动轮33与固定设置在主机3内的前挡板电机7的电机轴连接。
顶管和轨道1之间设置导流槽，通过导流槽将顶管内去除的土引走。
上述各个电机的控制采用现有技术便可实现，此方面不是本申请的重点，在此不再赘述。
底座2和主机3采用插接的组合形式，根据不同管径的顶管，设置多个尺寸的底座2，使主机3的高度大致匹配顶管轴线位置即可。底座2可以采用人工推动的形式，或者电动驱动的形式，此方面内容可以借用现有技术的成熟技术手段，在此不再赘述。
本发明使用时，可以通过钻机调整电机6调整钻机4相对于前挡板31的圆周位置，启动钻机4，在钻机电机5的作用下，钻杆41和环形架44转动，且破碎盘5也转动。随着钻机4运动，底座2前进，从而实现顶管内除土。
在上述过程中，也可以启动前挡板电机7，前挡板电机7带动前挡板31转动，从而使钻机4围绕前挡板31的轴线做圆周运动。扩大除土范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种顶管施工作业装置，其特征在于，包括设置在顶管一侧的轨道（1），轨道（1）上设置底座（2），底座（2）上固定设置主机（3），主机（3）朝向所述顶管的一端设置有钻机（4）；
所述主机（3）朝向所述顶管的一侧设置前挡板（31），前挡板（31）与主机（3）的机体转动连接，所述前挡板（31）上偏心开设连接孔，所述钻机（4）通过该连接孔与所述前挡板（31）转动连接；
所述钻机（4）由前部和后部组成，靠近所述主机（3）的一侧为后部，远离所述主机（3）的一侧为前部；后部包括设置在壳体内的驱动组件，前部包括由后部驱动的旋转组件；
所述旋转组件包括位于中部的钻杆（41），环绕钻杆（41）的杆体设置有螺旋形的叶片（42），钻杆（41）远离所述后部的一侧固定设置钻头（43），所述钻头（43）为伞形，沿其圆周面开设有若干沟槽，所述钻杆（41）由设置所述后部内的驱动组件驱动；
所述钻头（43）与后部之间设置有破碎机构，所述破碎机构包括设置在所述钻杆（41）外围的环形架（44），所述环形架（44）的前端与所述钻头（43）的后端面之间留有间隙，所述间隙中设置有若干破碎盘（45），所述破碎盘（45）沿环形架（44）圆周分布；
所述环形架（44）由前后两个平行的圆环形的架体组成，两个圆环形的架体之间通过若干水平的连杆固定连接，连杆沿架体的圆周面环形分布，位于后侧的圆环形架体由所述后部内的驱动组件驱动；
所述破碎盘（45）朝向所述钻头（43）的一侧分布设置若干凸点，破碎盘（45）另一侧偏心设置转杆，转杆穿过位于前部的所述架体，且与架体转动连接，所述转杆与设置在前后两个架体之间的破碎盘电机（46）的电机轴连接。
2.根据权利要求1所述的顶管施工作业装置，其特征在于，所述环形架（44）位于所述后部的一端固定设置环形架齿圈（441），所述钻杆（41）位于所述后部的一端固定设置钻杆齿圈（411）；
所述后部内设置有钻机电机（5），钻机电机的电机轴连接钻机主动轮（51），钻机主动轮（51）外侧啮合大从动轮（52）；大从动轮（52）同轴固定连接环形架驱动轮（53），环形架驱动轮（53）与所述环形架齿圈（441）啮合；
所述环形架齿圈（441）内侧还啮合有钻杆驱动轮（54），钻杆驱动轮（54）与所述钻杆齿圈（411）啮合。
3.根据权利要求2所述的顶管施工作业装置，其特征在于，所述钻机（4）朝向所述前挡板（31）的一侧偏心设置钻机连杆（47），钻机连杆（47）延伸至所述主机（3）内部，钻机连杆（47）位于所述主机（3）内部的部分设置外齿圈；所述前挡板（31）内侧固定设置钻机调整电机（6），钻机调整电机（6）的电机轴连接调整齿轮（61），调整齿轮（61）与所述钻机连杆（47）的外齿圈啮合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20210803 Address after: 102200 423, 4 / F, block a, Xinhua future city building, 175 Litang Road, Changping District, Beijing Patentee after: Li Qiannan Address before: 255000 6-2-602, Guihua garden, Lilium garden, Lvcheng, 77 Beijing Road, Zhangdian District, Zibo City, Shandong Province Patentee before: Wang Jinfeng |
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Effective date of registration: 20211118 Address after: No. 73, Xinguang village, Julin Township, Minqing County, Fuzhou City, Fujian 350800 Patentee after: FUZHOU KAIDA ECOLOGICAL AGRICULTURE Co.,Ltd. Address before: 102200 423, 4 / F, block a, Xinhua future city building, 175 Litang Road, Changping District, Beijing Patentee before: Li Qiannan |
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Effective date of registration: 20220112 Address after: 102200 423, 4 / F, block a, Xinhua future city building, 175 Litang Road, Changping District, Beijing Patentee after: Li Gang Address before: No. 73, Xinguang village, Julin Township, Minqing County, Fuzhou City, Fujian 350800 Patentee before: FUZHOU KAIDA ECOLOGICAL AGRICULTURE Co.,Ltd. |
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Effective date of registration: 20221208 Address after: 276000 101, East first floor, Pingyi County Economic Development Zone Management Committee, Linyi City, Shandong Province Patentee after: Pingyi Modern Chinese Medicine Industrial Park Co.,Ltd. Address before: 102200 423, 4 / F, block a, Xinhua future city building, 175 Litang Road, Changping District, Beijing Patentee before: Li Gang |
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