CN112344092B - 地埋管自动下管装置及埋管方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种地埋管自动下管装置及埋管方法，该自动下管装置，一方面能够通过两夹送装置内的弧形夹板对U形地埋管的供水管和回水管进行固定，使供水管和回水管处于平行状态，便于在两夹送装置之间的地埋管上安装管夹或管卡，另一方面在安装完管卡或管夹后，两夹送装置通过其内部的夹送机构能够交替的做出拉拽下管动作，不断的将地埋管送入到钻井内；夹送装置内通过滑柱、连杆、L形夹杆等部件形成了相对柔性的夹送机构，该夹送机构保证了对地埋管两支管夹紧的同时，不会损伤地埋管；因此，该自动下管装置能够替代人工进行自动化的下管操作，并且效率更高高、下管的过程更加稳定，缩短了施工周期，适合全面推广。
Description
技术领域
本发明涉及下管设备技术领域，尤其涉及一种地埋管自动下管装置及埋管方法。
背景技术
目前，地源热泵是利用地下土壤、岩石、地下水或其它的介质中存储的大量低温热能为建筑空间提供暖气、空调和热水。夏季时空调排除的废热能被输送到地下，冬季时土壤中的热能被提取，给空调供暖。地源热泵是迄今为止最舒适、高效、环保、节能的技术，是目前国际上最新、最高档次的空调和暖气系统，得到了广泛的应用。下管是地埋管地源热泵系统施工工程的关键之一，因为下管的深度决定采取热量总量的多少，所以必须保证下管的深度，因此，地埋管地源热泵系统，尤其是垂直式地埋管地源热泵系统，钻井深度可达100米以上。
现有地埋管下管多采用人力对U形地埋管进行施力将地埋管植入钻井内，由于井下的水会对U形地埋管产生较大的浮力，采用人力施力的方式会耗费施工人大量的体力，并且效率不高；另外，为了避免U形地埋管的供水管和回水管距离过近造成热量回流（供水管和回水管的温差较大，贴靠在一起会产生热量回流，也叫“热短路”），目前，市场大多采用管夹或管卡等支撑物将供水管和回水管支撑开保持一定距离，由于PE材质的地埋管具有一定的弹性，因此安装管夹或管卡时需要人工控制进水管和回水管处于平行状态，然后在进水管和回水管上安装管夹或管卡，这种安装方式需要多人操作、安装不便、效率不高，因此有必要设计一种地埋管自动下管装置来辅助进行下管和安装管夹或管卡。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种地埋管自动下管装置及埋管方法。
本发明的技术方案是：一种地埋管自动下管装置，其特征在于：该装置包括下管底架、相同且对称的滑动安装在下管底架两端的夹送装置甲、夹送装置乙，夹送装置甲的内侧中间铰接有电动推杆甲，夹送装置乙的内侧中间铰接有电动推杆乙，电动推杆甲和电动推杆乙的伸缩杆端部均铰接在下管底架的中间；
夹送装置甲包括滑动支撑板、两个对称安装在滑动支撑板两端的夹送支架，滑动支撑板内沿长度方向设有T形滑槽，夹送支架的下端设有滑动连接在T形滑槽内的滑板，滑板的外端设有向上伸出T形滑槽的短竖板，滑板的内端设有向上伸出T形滑槽的长竖板，长竖板的内侧设有夹送机构；
夹送机构包括方形框架、滑柱、尺寸相同的上L形夹杆和下L形夹杆，上L形夹杆包括竖杆部和横杆部，横杆部的外端向下设有凸台，该凸台的底面设有中心线和下管底架的长度方向相同的弧形夹板，长竖板的中间设有长圆孔，方形框架通过其外边框竖向的固定连接在长竖板的内侧面中间，外边框的中间设有与长圆孔位置对应的滑孔，滑柱竖向的设置在方形框架内靠近外边框的一侧，滑柱的中间设有滑动杆插入到滑孔内形成滑动副并从长圆孔伸出，滑柱的上端和下端均套有活动滑套，方形框架的内边框中间设有容纳L形夹杆的缺口，该缺口的上、下端对称的设有两固定滑套，上L形夹杆和下L形夹杆分别通过竖杆部对称的与两固定滑套滑动连接，上方的弧形夹板和下方的弧形夹板也呈对称状态，上端活动滑套的一侧和方形框架的上边框内端之间设有连杆甲，上端活动滑套的另一侧和上L形夹杆竖杆部的中间之间设有连杆乙，下端活动滑套的一侧和方形框架的下边框内端之间设有连杆甲，下端活动滑套的另一侧和下L形夹杆竖杆部的中间之间设有连杆乙；
所述短竖板的中部铰接有电动推杆丙，电动推杆丙的伸缩杆和滑动杆的外端铰接。
优选的，所述下管底架的两侧设有两截面呈L形的轨道，滑动支撑板的底面中间设有方形滑台，方形滑台位于两截面呈L形的轨道之间成滑动副。
优选的，所述滑板的外端设有向上的限位挡板。
优选的，所述的滑柱设为方形滑柱或圆形滑柱，活动滑套内的滑孔对应的设为方形或圆形。
优选的，所述上L形夹杆的竖杆部设为方形杆，固定滑套内的滑孔对应的设为方形。
一种地埋管自动下管装置进行埋管的方法，其步骤为：
a.引管和管的定位
将缠绕有U形地埋管的绞盘放置到下管装置的前端并和夹送装置甲的中间对应，从绞盘内拉出地埋管的U形头依次穿过夹送装置甲和夹送装置乙，再将地埋管的供水管和回水管分别放入到两夹送装置中间的弧形夹板内，然后通过两侧的电动推杆丙驱动夹送装置甲、夹送装置乙内的夹送机构，使上下对称的弧形夹板相向移动将供水管和回水管夹紧，此时两夹送装置之间的供水管和回水管处于平行状态；
b.安装管夹
在两个夹送装置之间的供水管和回水管中间安装管夹或管卡，将供水管和回水管之间的距离固定；
C.送管和下管
通过电动推杆丙驱动夹送装置甲内的夹送机构，使上下对称的弧形夹板反向移动来松开被夹紧的供水管和回水管，然后，启动电动推杆乙推动夹送装置乙沿着下管底架向井口方向滑动以拉拽地埋管向钻井内移动，夹送装置乙的拉拽动作完成后通过电动推杆丙驱动夹送装置甲内的两弧形夹板重新夹紧地埋管，并通过电动推杆甲推动夹送装置甲沿着下管底架向井口方向滑动以拉拽地埋管向钻井内移动，完成一个完整的下管动作；
d.连续的送管和下管
驱动电动推杆丙再次将夹送装置甲内的两弧形夹板松开地埋管，电动推杆甲驱动夹送装置甲复位、电动推杆乙驱动夹送装置乙复位，然后参照所述的步骤b、c继续进行安装管夹、送管和下管的操作，直到完成整个地埋管的安装
本发明的有益技术效果是：
该自动下管装置，一方面能够通过两夹送装置内的弧形夹板对U形地埋管的供水管和回水管进行固定，使供水管和回水管处于平行状态，便于在两夹送装置之间的地埋管上安装管夹或管卡，另一方面在安装完管卡或管夹后，两夹送装置通过其内部的夹送机构能够交替的做出拉拽下管动作，不断的将地埋管送入到钻井内；夹送装置内通过滑柱、连杆、L形夹杆等部件形成了相对柔性的夹送机构，该夹送机构保证了对地埋管两支管夹紧的同时，不会损伤地埋管；因此，该自动下管装置能够替代人工进行自动化的下管操作，并且效率更高高、下管的过程更加稳定，缩短了施工周期，适合全面推广。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明夹送装置的立体结构示意图；
图3是本发明夹送装置内的弧形夹板松开后的主视结构示意图；
图4是本发明夹送装置内的弧形夹板夹紧后的主视结构示意图；
图5是本发明夹送装置内夹送机构的立体结构示意图之一；
图6是本发明夹送装置内夹送机构的立体结构示意图之二；
图7是本发明的俯视结构示意图；
图8是图7的A-A向剖视图；
图9是图8中夹送机构的放大图；
图10是图7的B-B向剖视图；
图11是本发明的工作状态立体图；
图12是地埋管下入到钻井内的结构示意图。
图中，01.下管底架、11.轨道、02.夹送装置甲、21.电动推杆甲、22.滑动支撑板、221. T形滑槽、222.方形滑台、23.夹送支架、231.滑板、232.长竖板、233.短竖板、234.长圆孔、24.滑动杆、03.夹送机构、31.方形框架、311.外边框、312.上边框、313.下边框、314.滑孔、32.滑柱、33.上L形夹杆、331.竖杆部、332.横杆部、333.弧形夹板、34.下L形夹杆、35.活动滑套、36.固定滑套、37.连杆甲、38.连杆乙、04.夹送装置乙、41.电动推杆乙、42.限位挡板、43.定位孔、431.锁紧螺栓、44.电动推杆丙、51.地埋管、511.供水管、512.回水管、61.钻井、71.管夹或管卡。
具体实施方式
实施例一，参见说明书附图 1- 11，一种地埋管自动下管装置，该装置包括下管底架、相同且对称的滑动安装在下管底架两端的夹送装置甲、夹送装置乙，夹送装置甲的内侧中间铰接有电动推杆甲，电动推杆甲能够拉动夹送装置甲在下管底架上来回滑动，夹送装置乙的内侧中间铰接有电动推杆乙，电动推杆乙能够拉动夹送装置乙在下管底架上来回滑动，电动推杆甲和电动推杆乙的伸缩杆端部均铰接在下管底架的中间；
夹送装置甲包括滑动支撑板、两个对称安装在滑动支撑板两端的夹送支架，滑动支撑板内沿长度方向设有T形滑槽，夹送支架的下端设有滑动连接在T形滑槽内的滑板，滑板的外端设有向上伸出T形滑槽的短竖板，滑板的内端设有向上伸出T形滑槽的长竖板，长竖板的内侧设有夹送机构，两个夹送机构能够通过夹送支架在滑动支撑板内左右滑动来调整间距，以适应不同尺寸的地埋管安装，所述滑板的中间设有竖向的定位孔，定位孔内插入锁紧螺栓可将夹送机构固定；
夹送机构包括方形框架、滑柱、尺寸相同的上L形夹杆和下L形夹杆，上L形夹杆包括竖杆部和横杆部，横杆部的外端向下设有凸台，该凸台的底面设有中心线和下管底架的长度方向相同的弧形夹板，长竖板的中间设有长圆孔，方形框架通过其外边框竖向的固定连接在长竖板的内侧面中间，外边框的中间设有与长圆孔位置对应的滑孔，滑柱竖向的设置在方形框架内靠近外边框的一侧，滑柱的中间设有滑动杆插入到滑孔内形成滑动副并从长圆孔伸出，推拉滑动杆的外端，滑动杆会在滑孔内轴向移动，因此会带动滑柱向内或向外平移，滑柱的上端和下端均套有活动滑套，方形框架的内边框中间设有容纳L形夹杆的缺口，该缺口的上、下端对称的设有两固定滑套，上L形夹杆和下L形夹杆分别通过竖杆部对称的与两固定滑套滑动连接，上方的弧形夹板和下方的弧形夹板也呈对称状态，两个弧形的夹板闭合来夹紧U形地埋管的支管，并且不易产生松动，为了保证弧形夹板的夹紧效果，可在弧形夹板的内侧面设置防滑层，上端活动滑套的一侧和方形框架的上边框内端之间设有连杆甲，上端活动滑套的另一侧和上L形夹杆竖杆部的中间之间设有连杆乙，下端活动滑套的一侧和方形框架的下边框内端之间设有连杆甲，下端活动滑套的另一侧和下L形夹杆竖杆部的中间之间设有连杆乙；
所述短竖板的中部铰接有电动推杆丙，电动推杆丙的伸缩杆和滑动杆的外端铰接，通过电动推杆丙的伸缩来驱动夹送机构作出夹紧或松开的动作。
所述下管底架的两侧设有两截面呈L形的轨道，滑动支撑板的底面中间设有方形滑台，方形滑台位于两截面呈L形的轨道之间成滑动副，这种滑动副在滑动的过程中结构稳固，不易产生晃动。
所述滑板的外端设有向上的限位挡板，该限位挡板限制了夹送支架向内的滑动距离，避免操作不当导致两侧的夹送机构产生碰撞。
所述的滑柱设为方形滑柱或圆形滑柱，活动滑套内的滑孔对应的设为方形或圆形。
所述上L形夹杆的竖杆部设为方形杆，固定滑套内的滑孔对应的设为方形，该设置使L形夹杆不会相对固定滑套产生转动，保证了两L形夹杆的弧形夹板能够上下对应。
实施例二，参见说明书附图1 -12，一种根据实施例一所述的一种地埋管自动下管装置进行埋管的方法，其步骤为：
a.引管和管的定位
将缠绕有U形地埋管的绞盘放置到下管装置的前端并和夹送装置甲的中间对应，从绞盘内拉出地埋管的U形头依次穿过夹送装置甲和夹送装置乙，再将地埋管的供水管和回水管分别放入到两夹送装置中间的弧形夹板内，然后通过两侧的电动推杆丙驱动夹送装置甲、夹送装置乙内的夹送机构，使上下对称的弧形夹板相向移动将供水管和回水管夹紧，此时两夹送装置之间的供水管和回水管处于平行状态，若供水管和回水管出现弯曲变形，可通过两电动推杆乙推动夹送装置甲或乙移动将供水管或回水管拉直；
电动推杆丙驱动夹送装置内的夹送机构工作的过程为：电动推杆丙向外推滑动杆使其在滑孔内沿轴向滑动，滑动杆滑动推动滑柱向内平移，滑柱的向内平移的同时能够通过两连杆甲驱动两活动滑套沿着滑柱相向滑动，两活动滑套相向滑动会通过两连杆乙推动上、下L形夹杆沿着固定滑套相向滑动，此时，上下对称的弧形夹板做出夹紧动作将地埋管的供水管和回水管夹紧；
b.安装管夹
在两个夹送装置之间的供水管和回水管中间安装管夹或管卡，将供水管和回水管之间的距离固定，管夹或管卡的具体结构和安装方式可参照申请号为CN2018102018915的发明专利，申请号为CN201620354074X的实用新型专利；
C.送管和下管
通过电动推杆丙驱动夹送装置甲内的夹送机构，使上下对称的弧形夹板反向移动来松开被夹紧的供水管和回水管，然后，启动电动推杆乙推动夹送装置乙沿着下管底架向井口方向滑动以拉拽地埋管向钻井内移动，夹送装置乙的拉拽动作完成后通过电动推杆丙驱动夹送装置甲内的两弧形夹板重新夹紧地埋管，并通过电动推杆甲推动夹送装置甲沿着下管底架向井口方向滑动以拉拽地埋管向钻井内移动，完成一个完整的下管动作；当然，根据该装置的结构特点还通过其他的操作方法完成送管和下管的动作；
d.连续的送管和下管
驱动电动推杆丙再次将夹送装置甲内的两弧形夹板松开地埋管，电动推杆甲驱动夹送装置甲复位、电动推杆乙驱动夹送装置乙复位，然后参照所述的步骤b、c继续进行安装管夹、送管和下管的操作，直到完成整个地埋管的安装。
上述实施例提供了单U管的下管方法，通过下管装置位置的调整，也可进行双U形管的下管作业。
Claims (6)
1.一种地埋管自动下管装置，其特征在于：该装置包括下管底架、相同且对称的滑动安装在下管底架两端的夹送装置甲、夹送装置乙，夹送装置甲的内侧中间铰接有电动推杆甲，夹送装置乙的内侧中间铰接有电动推杆乙，电动推杆甲和电动推杆乙的伸缩杆端部均铰接在下管底架的中间；
夹送装置甲包括滑动支撑板、两个对称安装在滑动支撑板两端的夹送支架，滑动支撑板内沿长度方向设有T形滑槽，夹送支架的下端设有滑动连接在T形滑槽内的滑板，滑板的外端设有向上伸出T形滑槽的短竖板，滑板的内端设有向上伸出T形滑槽的长竖板，长竖板的内侧设有夹送机构；
夹送机构包括方形框架、滑柱、尺寸相同的上L形夹杆和下L形夹杆，上L形夹杆包括竖杆部和横杆部，横杆部的外端向下设有凸台，该凸台的底面设有中心线和下管底架的长度方向相同的弧形夹板，长竖板的中间设有长圆孔，方形框架通过其外边框竖向的固定连接在长竖板的内侧面中间，外边框的中间设有与长圆孔位置对应的滑孔，滑柱竖向的设置在方形框架内靠近外边框的一侧，滑柱的中间设有滑动杆插入到滑孔内形成滑动副并从长圆孔伸出，滑柱的上端和下端均套有活动滑套，方形框架的内边框中间设有容纳L形夹杆的缺口，该缺口的上、下端对称的设有两固定滑套，上L形夹杆和下L形夹杆分别通过竖杆部对称的与两固定滑套滑动连接，上方的弧形夹板和下方的弧形夹板也呈对称状态，上端活动滑套的一侧和方形框架的上边框内端之间设有连杆甲，上端活动滑套的另一侧和上L形夹杆竖杆部的中间之间设有连杆乙，下端活动滑套的一侧和方形框架的下边框内端之间设有连杆甲，下端活动滑套的另一侧和下L形夹杆竖杆部的中间之间设有连杆乙；
所述短竖板的中部铰接有电动推杆丙，电动推杆丙的伸缩杆和滑动杆的外端铰接。
2.根据权利要求1所述的一种地埋管自动下管装置，其特征在于：所述下管底架的两侧设有两截面呈L形的轨道，滑动支撑板的底面中间设有方形滑台，方形滑台位于两截面呈L形的轨道之间成滑动副。
3.根据权利要求1所述的一种地埋管自动下管装置，其特征在于：所述滑板的外端设有向上的限位挡板。
4.根据权利要求1所述的一种地埋管自动下管装置，其特征在于：所述的滑柱设为方形滑柱或圆形滑柱，活动滑套内的滑孔对应的设为方形或圆形。
5.根据权利要求1所述的一种地埋管自动下管装置，其特征在于：所述上L形夹杆的竖杆部设为方形杆，固定滑套内的滑孔对应的设为方形。
6.根据权利要求1所述的一种地埋管自动下管装置进行埋管的方法，其步骤为：
a引管和管的定位
将缠绕有U形地埋管的绞盘放置到下管装置的前端并和夹送装置甲的中间对应，从绞盘内拉出地埋管的U形头依次穿过夹送装置甲和夹送装置乙，再将地埋管的供水管和回水管分别放入到两夹送装置中间的弧形夹板内，然后通过两侧的电动推杆丙驱动夹送装置甲、夹送装置乙内的夹送机构，使上下对称的弧形夹板相向移动将供水管和回水管夹紧，此时两夹送装置之间的供水管和回水管处于平行状态；
b安装管夹
在两个夹送装置之间的供水管和回水管中间安装管夹或管卡，将供水管和回水管之间的距离固定；
c送管和下管
通过电动推杆丙驱动夹送装置甲内的夹送机构，使上下对称的弧形夹板反向移动来松开被夹紧的供水管和回水管，然后，启动电动推杆乙推动夹送装置乙沿着下管底架向井口方向滑动以拉拽地埋管向钻井内移动，夹送装置乙的拉拽动作完成后通过电动推杆丙驱动夹送装置甲内的两弧形夹板重新夹紧地埋管，并通过电动推杆甲推动夹送装置甲沿着下管底架向井口方向滑动以拉拽地埋管向钻井内移动，完成一个完整的下管动作；
d连续的送管和下管
驱动电动推杆丙再次将夹送装置甲内的两弧形夹板松开地埋管，电动推杆甲驱动夹送装置甲复位、电动推杆乙驱动夹送装置乙复位，然后参照所述的步骤b、c继续进行安装管夹、送管和下管的操作，直到完成整个地埋管的安装。
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