CN111946900B - 管节安装装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管节安装装置及方法，属于管道施工技术领域。本发明通过滑道、管节扣件、牵引绳和动力机构等部件的配合，可以将管节运输至坡顶开阔的位置，利用管节扣件将管节固定后，利用动力机构和牵引绳通过滑道将管节逐渐下放至预设位置进行安装，整个安装过程无需使用龙门吊，也无需在山坡上布设吊车，有利于方便地将管节安装就位，提高安装效率；而且利用管节扣件反向安装在待安装管节和已安装管节之间，通过顶压组件直接将待安装管节压紧在已安装管节上，完成待安装管节的安装，操作起来简单方便，不再需要额外的其他设备，有利于提高施工效率。
Description
技术领域
本发明属于管道施工技术领域，更具体地说，是涉及一种管节安装装置及方法。
背景技术
在一些输水工程中，遇到高低起伏较大的地形时，如上山或下坡，通常会铺设管道作为输水线路。管道通常采用大直径的铸管首尾相连的形式，每一个铸管为一个管节。这种铸管一端为承口端，另一端为插口端，承口端设有用于设置密封圈的密封槽。在安装时通常采用小型龙门吊或吊车将待安装的管节缓慢下放至已安装的前一管节处，并两个管节的承插口对准，由于密封圈内径小于插口外径，因此需要通过龙门吊或吊车辅助顶压待安装的管节，将待安装的管节压入已安装的管节。
在管节的整个安装过程中，一些山坡处难以布设吊车，而采用龙门吊需要在每节安装时都对龙门吊进行拆装移动，造成施工过程比较麻烦，影响施工效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管节安装装置及方法，以解决现有技术中存在的山坡处管节安装困难、效率低下的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种管节安装装置，包括滑道、管节扣件、牵引绳和动力机构，滑道设在工作面上，用于承托管节滑行；管节扣件用于与管节可拆卸连接；牵引绳一端与管节扣件连接；动力机构设在滑道一端，且与牵引绳另一端连接，用于驱动管节在滑道上滑行至预设位置。
在本发明的一个实施例中，管节扣件包括导向支架、至少三个卡爪、至少三个磁性体和至少三个拉绳，导向支架用于支撑在管节的一端，且设有至少三个连接点，三个连接点分别沿管节的周向设置且与管节的轴线的距离均大于等于管节的内径；至少三个卡爪用于分别沿管节的周向从内侧卡接在管节的另一端；每个磁性体均设在一个卡爪的后部，用于吸附在管节另一端的内壁；每个拉绳均一端与一个磁性体和一个卡爪连接，另一端穿过一个连接点后用于与牵引装置连接。
在本发明的一个实施例中，管节扣件包括顶压组件，顶压组件一端与导向支架连接，另一端用于与三个拉绳连接，用于对三个拉绳形成牵拉，以将相邻的管节压紧。
在本发明的一个实施例中，磁性体包括永磁吸盘和设在永磁吸盘一侧用于夹紧拉绳的夹体，卡爪包括尾部与拉绳连接的平钩，连接点为设在导向支架上的通孔或卡槽；三个拉绳的尾端结于一处后用于与牵引装置连接；磁性体用于与管节内壁接触的部位为用于与管节内壁贴合的第一弧面结构；磁性体上设有接触片，接触片一侧与磁性体可拆卸连接，另一侧用于与已安装管节外壁接触且为与已安装管节外壁贴合的第二弧面结构；磁性体与卡爪固定连接；导向支架包括三角支架，三角支架的三个顶点用于支撑在管节的承口端，三个连接点分别设在三角支架的三个顶点上。
在本发明的一个实施例中，导向支架包括两个铰接杆、丝杆和三个摩擦片组件，两个铰接杆一端互相铰接，另一端均设有丝扣；丝杆两端分别与丝扣连接，用于调节两个铰接杆的张开角度，并与两个铰接杆形成能够撑在管节的承口端的三角结构；三个摩擦片组件分别设在两个铰接杆和丝杆形成的三角结构的顶点，用于与管节的承口端抵接。
在本发明的一个实施例中，每个连接点均包括托槽、扣件、第一导轮、外延支架和第二导轮，托槽向外开设在导向支架上，用于容纳拉绳；扣件设在导向支架上，且与托槽活动连接，用于将拉绳扣在托槽内；第一导轮转动设置在扣件上，用于拉绳绕过；外延支架一端与导向支架连接，另一端用于延伸至管节的承口端外侧；第二导轮设在外延支架外端，用于绕过第一导轮后的拉绳绕过，使拉绳绕至管节的外部。
在本发明的一个实施例中，卡爪上设有挂耳，管节扣件还包括安全绳、卡环和若干连杆，安全绳中部用于绕过管节外部后，两端分别与挂耳和导向支架连接；卡环用于可拆卸地围设在已安装管节外部，且与已安装管节的承口端抵接，并用于与三个卡爪卡接；每个连杆的两端均与一个磁性体或卡爪连接，用于固定不同的磁性体或卡爪之间的位置；连杆为伸缩式杆件；连杆为直杆或曲杆。
在本发明的一个实施例中，滑道用于设在倾斜的管道槽内，动力机构用于设在管道槽的高处一端，通过牵引绳释放管节；动力机构包括用于预设在工作面上的牵引桩和与牵引桩连接的卷扬机；滑道包括两排用于预设在工作面上的工字钢和用于插设在工作面上且与工字钢固定连接的插筋。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种管节安装方法，利用上述的管节安装装置进行管节安装，包括以下步骤：
将待安装管节吊运至滑道上，并将管节扣件的导向支架撑在待安装管节的承口端，将管节扣件的卡爪和磁性体沿周向安装在待安装管节的插口端，将拉绳与牵引绳连接后，利用动力机构将牵引绳拉紧；
利用动力机构逐步释放牵引绳，使待安装管节逐步下放至已安装管节处；
向已安装管节的承口端安装密封圈，将待安装管节的插口端对准已安装管节的承口端；
将管节扣件的卡爪和磁性体全部拆下后，从待安装管节外部绕过待安装管节，并将磁性体和卡爪固定安装在已安装管节上；
驱动顶压组件边顶压导向支架边牵拉拉绳，将待安装管节的插口端插入已安装管节的承口端；
将导向支架、卡爪和磁性体全部拆下，完成待安装管节的安装。
在本发明的一个实施例中，将磁性体和卡爪固定安装在已安装管节上的步骤还包括：
在已安装管节外部预设抵在已安装管节承口端并可拆卸的卡环，将卡爪卡在卡环上，将磁性体吸附在安装管节承口端上。
本发明提供的管节安装装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过滑道、管节扣件、牵引绳和动力机构的配合，可以将管节运输至坡顶开阔的位置，利用管节扣件将管节固定后，利用动力机构和牵引绳通过滑道将管节逐渐下放至预设位置进行安装，整个安装过程无需使用龙门吊，也无需在山坡上布设吊车，有利于方便地将管节安装就位，提高安装效率。
本发明提供的管节安装方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明可以将管节运输至坡顶开阔的位置，利用管节扣件将管节固定后，利用动力机构和牵引绳通过滑道将管节逐渐下放至预设位置进行安装，整个安装过程无需使用龙门吊，也无需在山坡上布设吊车，有利于方便地将管节安装就位，提高安装效率；而且利用管节扣件反向安装在待安装管节和已安装管节之间，通过顶压组件直接将待安装管节压紧在已安装管节上，完成待安装管节的安装，操作起来简单方便，不再需要额外的其他设备，有利于提高施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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为本发明实施例提供的管节安装装置在下放管节状态下的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的管节安装装置的管节扣件部位的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的管节安装装置的导向支架部位的结构示意图；
图4为图3中A处的放大结构示意图；
图5为本发明实施例提供的管节安装装置的外延支架部位的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的管节安装装置在拉紧管节状态的结构示意图；
图7为图6中B处的放大结构示意图。
其中，图中各附图标记：
10、导向支架；11、铰接杆；12、丝扣；13、丝杆；14、摩擦片组件；
15、托槽；16、扣件；17、第一导轮；18、外延支架；19、第二导轮；
21、卡爪；22、磁性体；23、拉绳；24、接触片；25、挂耳；
26、安全绳；27、顶压组件；28、顶压支座；29、连杆；
30、牵引绳；40、动力机构；50、滑道；60、卡环；
70、管节。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，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。
现对本发明提供的一种管节安装装置及方法进行说明。
请参阅图1，本发明提供的管节安装装置，包括滑道50、管节扣件、牵引绳30和动力机构40，滑道50设在工作面上，用于承托管节70滑行；管节扣件用于与管节70可拆卸连接；牵引绳30一端与管节扣件连接；动力机构40设在滑道50一端，且与牵引绳30另一端连接，用于驱动管节70在滑道50上滑行至预设位置。
本发明提供的管节安装装置，与现有技术相比，通过滑道50、管节扣件、牵引绳30和动力机构40的配合，可以将管节70运输至坡顶开阔的位置，利用管节扣件将管节70固定后，利用动力机构40和牵引绳30通过滑道50将管节70逐渐下放至预设位置进行安装，整个安装过程无需使用龙门吊，也无需在山坡上布设吊车，有利于方便地将管节安装就位，提高安装效率。
请一并参阅图2和图3，作为本发明提供的管节安装装置的一种具体实施方式，管节扣件包括导向支架10、至少三个卡爪21、至少三个磁性体22和至少三个拉绳23，导向支架10用于支撑在管节70的一端，且设有至少三个连接点，三个连接点分别沿管节70的周向设置且与管节70的轴线的距离均大于等于管节70的内径；至少三个卡爪21用于分别沿管节70的周向从内侧卡接在管节70的另一端；每个磁性体22均设在一个卡爪21的后部，用于吸附在管节70另一端的内壁；每个拉绳23均一端与一个磁性体22和一个卡爪21连接，另一端穿过一个连接点后用于与牵引装置连接。
在使用时将卡爪21卡在管节70的一端，并利用磁性体22吸附在管节70内壁上，能够避免卡爪21向内滑脱，并利用磁性体22和导向支架10的配合将拉绳23的位置限定在管节70内壁上，进一步避免卡爪21向内滑脱；同时，采用三组卡爪21、磁性体22和拉绳23能够均匀地沿周向布设在管节70上，保持管节70的受力平衡，进而保持管节70在下放过程中的稳定性；而在拆卸时，可以在待安装管节与已安装管节接触就位后，轻松地将卡爪21、磁性体22和导向支架10拆下，操作简单方便，有利于提高管节安装的安全性和效率。
请参阅图6，作为本发明提供的管节安装装置的一种具体实施方式，管节扣件包括顶压组件27，顶压组件27一端与导向支架10连接，另一端用于与三个拉绳23连接，用于对三个拉绳23形成牵拉，以将相邻的管节70压紧。
管节扣件还包括顶压支座28分别与两个铰接杆11和所述丝杆13连接，并位于所述三角结构的中部，用于与所述顶压组件27连接。
在使用时将卡爪21卡在已安装管节的承口端，并利用磁性体22吸附在已安装管节的承口端，避免卡爪21向外滑脱，利用磁性体22和导向支架10的配合将拉绳23的位置限定在管节70外部，进一步避免卡爪21向内滑脱；接着利用顶压组件27对拉绳23和导向支架10施力，使拉绳23上产生拉力，将待安装管节与已安装管节之间压紧；同时，采用三组卡爪21、磁性体22和拉绳23能够均匀地沿周向布设在管节70上，保持管节70的受力平衡，进而保持管节70在压紧过程中的稳定性和安全性，在不采用龙门吊或吊车配合的情况下，能够方便快捷地完成管节间的压紧，安装、拆卸及使用过程中的操作都比较简单方便，有利于提高管节安装的安全性和效率。
请一并参阅图2、图6和图7，作为本发明提供的管节安装装置的一种具体实施方式，磁性体22与卡爪21固定连接；导向支架10包括三角支架，三角支架的三个顶点用于支撑在管节70的承口端，三个连接点分别设在三角支架的三个顶点上。
磁性体22包括永磁吸盘和设在永磁吸盘一侧用于夹紧拉绳23的夹体，卡爪21包括尾部与拉绳23连接的平钩，连接点为设在导向支架10上的通孔或卡槽。
三个拉绳23的尾端结于一处后用于与牵引装置连接；磁性体22用于与管节70内壁接触的部位为用于与管节70内壁贴合的第一弧面结构，以便于增强摩擦和吸附效果。
磁性体22上设有接触片24接触片24一侧与磁性体22可拆卸连接，另一侧用于与已安装管节外壁接触且为与已安装管节外壁贴合的第二弧面结构，以便于在拉紧管节时更好地使磁性体22与管节接触，。
请一并参阅图3至图5，作为本发明提供的管节安装装置的一种具体实施方式，导向支架10包括两个铰接杆11、丝杆13和三个摩擦片组件14，两个铰接杆11一端互相铰接，另一端均设有丝扣12；丝杆13两端分别与丝扣12连接，用于调节两个铰接杆11的张开角度，并与两个铰接杆11形成能够撑在管节70的承口端的三角结构；三个摩擦片组件14分别设在两个铰接杆11和丝杆13形成的三角结构的顶点，用于与管节70的承口端抵接，防止导向支架10自身产生转动或滑移。
每个连接点均包括托槽15、扣件16、第一导轮17、外延支架18和第二导轮19，托槽15向外开设在导向支架10上，用于容纳拉绳23；扣件16设在导向支架10上，且与托槽15活动连接，用于将拉绳23扣在托槽15内；第一导轮17转动设置在扣件16上，用于拉绳23绕过；外延支架18一端与导向支架10连接，另一端用于延伸至管节70的承口端外侧；第二导轮19设在外延支架18外端，用于绕过第一导轮17后的拉绳23绕过，使拉绳23绕至管节70的外部，以便于相邻的管节70压紧。
请参阅图2和图7，作为本发明提供的管节安装装置的一种具体实施方式，卡爪21上设有挂耳25，管节扣件还包括安全绳26、卡环60和若干连杆29。
安全绳26中部用于绕过管节70外部后，两端分别与挂耳25和导向支架10连接，以进一步避免卡爪21滑脱后导致管节下落带来的危险。
卡环60用于可拆卸地围设在已安装管节外部，且与已安装管节的承口端抵接，并用于与三个卡爪21卡接，以便于卡爪21更好地与已安装管节卡接，避免滑脱。卡环60可以是两个或三个半环互相连接后形成的结构，以便于拆装。
每个连杆29的两端均与一个磁性体22或卡爪21连接，用于固定不同的磁性体22或卡爪21之间的位置，起到更好地平衡受力的作用。连杆29可以是伸缩式杆件，以便于安装拆卸和适应不同口径的管节。连杆29可以是直杆或曲杆。
请参阅图1，作为本发明提供的管节安装装置的一种具体实施方式，滑道50用于设在倾斜的管道槽内，动力机构40用于设在管道槽的高处一端，通过牵引绳30释放管节70；动力机构40包括用于预设在工作面上的牵引桩和与牵引桩连接的卷扬机；滑道50包括两排用于预设在工作面上的工字钢和用于插设在工作面上且与工字钢固定连接的插筋。
请参阅图1至图7，本发明提供的管节安装方法，利用上述的管节安装装置进行管节安装，包括以下步骤：
将待安装管节吊运至滑道50上，并将管节扣件的导向支架10撑在待安装管节的承口端，将管节扣件的卡爪21和磁性体22沿周向安装在待安装管节的插口端，将拉绳23与牵引绳30连接后，利用动力机构40将牵引绳30拉紧；
利用动力机构40逐步释放牵引绳30，使待安装管节逐步下放至已安装管节处；
向已安装管节的承口端安装密封圈，将待安装管节的插口端对准已安装管节的承口端；
将管节扣件的卡爪21和磁性体22全部拆下后，从待安装管节外部绕过待安装管节，并将磁性体22和卡爪21固定安装在已安装管节上；
驱动顶压组件27边顶压导向支架10边牵拉拉绳23，将待安装管节的插口端插入已安装管节的承口端；
将导向支架10、卡爪21和磁性体22全部拆下，完成待安装管节的安装。
本发明提供的管节安装装置，与现有技术相比，可以将管节70运输至坡顶开阔的位置，利用管节扣件将管节70固定后，利用动力机构40和牵引绳30通过滑道50将管节70逐渐下放至预设位置进行安装，整个安装过程无需使用龙门吊，也无需在山坡上布设吊车，有利于方便地将管节安装就位，提高安装效率；而且利用管节扣件反向安装在待安装管节和已安装管节之间，通过顶压组件27直接将待安装管节压紧在已安装管节上，完成待安装管节的安装，操作起来简单方便，不再需要额外的其他设备，有利于提高施工效率。
作为本发明提供的管节安装方法的一种具体实施方式，将磁性体22和卡爪21固定安装在已安装管节上的步骤还包括：
在已安装管节外部预设抵在已安装管节承口端并可拆卸的卡环60，将卡爪21卡在卡环60上，将磁性体22吸附在安装管节承口端上。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种管节安装装置，其特征在于，包括：
滑道(50)，设在工作面上，用于承托管节(70)滑行；
管节扣件，用于与管节(70)可拆卸连接；
牵引绳(30)，一端与所述管节扣件连接；以及
动力机构(40)，设在所述滑道(50)一端，且与所述牵引绳(30)另一端连接，用于驱动所述管节(70)在所述滑道(50)上滑行至预设位置，所述滑道(50)用于设在倾斜的管道槽内，所述动力机构(40)用于设在所述管道槽的高处一端，通过牵引绳(30)释放所述管节(70)；
所述管节扣件包括：
导向支架(10)，用于支撑在管节(70)的一端，且设有至少三个连接点，三个连接点分别沿所述管节(70)的周向设置且与所述管节(70)的轴线的距离均大于等于所述管节(70)的内径；
至少三个卡爪(21)，用于分别沿所述管节(70)的周向从内侧卡接在所述管节(70)的另一端；
至少三个磁性体(22)，每个所述磁性体(22)均设在一个所述卡爪(21)的后部，用于吸附在所述管节(70)另一端的内壁；以及
至少三个拉绳(23)，每个拉绳(23)均一端与一个磁性体(22)和一个卡爪(21)连接，另一端穿过一个所述连接点后用于与牵引装置连接。
2.如权利要求1所述的管节安装装置，其特征在于，所述管节扣件包括：
顶压组件(27)，一端与所述导向支架(10)连接，另一端用于与三个所述拉绳(23)连接，用于对三个所述拉绳(23)形成牵拉，以将相邻的管节(70)压紧。
3.如权利要求1所述的管节安装装置，其特征在于：所述磁性体(22)包括永磁吸盘和设在所述永磁吸盘一侧用于夹紧所述拉绳(23)的夹体，所述卡爪(21)包括尾部与所述拉绳(23)连接的平钩，所述连接点为设在所述导向支架(10)上的通孔或卡槽；三个所述拉绳(23)的尾端结于一处后用于与牵引装置连接；所述磁性体(22)用于与所述管节(70)内壁接触的部位为用于与所述管节(70)内壁贴合的第一弧面结构；所述磁性体(22)上设有接触片(24)，所述接触片(24)一侧与所述磁性体(22)可拆卸连接，另一侧用于与已安装管节外壁接触且为与所述已安装管节外壁贴合的第二弧面结构；所述磁性体(22)与所述卡爪(21)固定连接；所述导向支架(10)包括三角支架，三角支架的三个顶点用于支撑在所述管节(70)的承口端，三个所述连接点分别设在所述三角支架的三个顶点上。
4.如权利要求1所述的管节安装装置，其特征在于，所述导向支架(10)包括：
两个铰接杆(11)，一端互相铰接，另一端均设有丝扣(12)；
丝杆(13)，两端分别与所述丝扣(12)连接，用于调节两个所述铰接杆(11)的张开角度，并与两个所述铰接杆(11)形成能够撑在所述管节(70)的承口端的三角结构；
三个摩擦片组件(14)，分别设在两个所述铰接杆(11)和所述丝杆(13)形成的三角结构的顶点，用于与所述管节(70)的承口端抵接。
5.如权利要求1所述的管节安装装置，其特征在于，每个所述连接点均包括：
托槽(15)，向外开设在所述导向支架(10)上，用于容纳所述拉绳(23)；
扣件(16)，设在所述导向支架(10)上，且与所述托槽(15)活动连接，用于将所述拉绳(23)扣在所述托槽(15)内；
第一导轮(17)，转动设置在所述扣件(16)上，用于所述拉绳(23)绕过；
外延支架(18)，一端与所述导向支架(10)连接，另一端用于延伸至所述管节(70)的承口端外侧；
第二导轮(19)，设在所述外延支架(18)外端，用于绕过所述第一导轮(17)后的拉绳(23)绕过，使所述拉绳(23)绕至所述管节(70)的外部。
6.如权利要求1所述的管节安装装置，其特征在于，所述卡爪(21)上设有挂耳(25)，所述管节扣件还包括：
安全绳(26)，中部用于绕过所述管节(70)外部后，两端分别与所述挂耳(25)和所述导向支架(10)连接；
卡环(60)，用于可拆卸地围设在已安装管节外部，且与已安装管节的承口端抵接，并用于与三个所述卡爪(21)卡接；以及
若干连杆(29)，每个所述连杆(29)的两端均与一个所述磁性体(22)或所述卡爪(21)连接，用于固定不同的所述磁性体(22)或所述卡爪(21)之间的位置；所述连杆(29)为伸缩式杆件；所述连杆(29)为直杆或曲杆。
7.如权利要求1所述的管节安装装置，其特征在于，所述动力机构(40)包括用于预设在工作面上的牵引桩和与所述牵引桩连接的卷扬机；所述滑道(50)包括两排用于预设在所述工作面上的工字钢和用于插设在所述工作面上且与所述工字钢固定连接的插筋。
8.一种管节安装方法，其特征在于，利用如权利要求2所述的管节安装装置进行管节安装，包括以下步骤：
将待安装管节吊运至滑道(50)上，并将管节扣件的导向支架(10)撑在待安装管节的承口端，将管节扣件的卡爪(21)和磁性体(22)沿周向安装在待安装管节的插口端，将拉绳(23)与牵引绳(30)连接后，利用动力机构(40)将所述牵引绳(30)拉紧；
利用动力机构(40)逐步释放牵引绳(30)，使待安装管节逐步下放至已安装管节处；
向已安装管节的承口端安装密封圈，将待安装管节的插口端对准已安装管节的承口端；
将管节扣件的卡爪(21)和磁性体(22)全部拆下后，从待安装管节外部绕过待安装管节，并将磁性体(22)和卡爪(21)固定安装在已安装管节上；
驱动顶压组件(27)边顶压导向支架(10)边牵拉拉绳(23)，将待安装管节的插口端插入已安装管节的承口端；
将导向支架(10)、卡爪(21)和磁性体(22)全部拆下，完成待安装管节的安装。
9.如权利要求8所述的管节安装方法，其特征在于，将磁性体(22)和卡爪(21)固定安装在已安装管节上的步骤还包括：
在已安装管节外部预设抵在已安装管节承口端并可拆卸的卡环(60)，将卡爪(21)卡在卡环(60)上，将磁性体(22)吸附在安装管节承口端上。
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