CN114260847A - 卧式真空隧道检测模型的组装系统及组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高铁隧道检测设备领域，具体涉及一种卧式真空隧道检测模型的组装系统及组装方法。旨在解决现有技术中卧式真空隧道检测设备中管片安装工步难度高的问题。本发明包括正多边形的管片安装支架，其中每个边长形成独立的管片限位单元，各边长间设有连接原件，所述管片限位单元包括支架结构钢，所述支架结构钢上安装的液压支撑机构，所述液压支撑机构的另一端设有与管片外壁尺寸形位一致的贴片；所述安装支架底部还设有支撑架和安装支撑桌的滑轨，所述支撑桌上设有适配顶部管片的托举机构。优点在于：可以实现将管片模拟真空隧道的快速准确的安装，成形的模拟管道密封性能好。

Description

卧式真空隧道检测模型的组装系统及组装方法

技术领域

本发明涉及高铁隧道检测设备领域，具体涉及一种卧式真空隧道检测模型的组装系统及组装方法。

背景技术

在地表稠密大气中运行的高速交通工具，最高经济速度不宜超过400 km/h。真空管道系统的基本原理是建立密闭管道，利用抽气设备降低管道内压强，创造出低介质密度的运行环境，减小了列车的气动阻力，因此列车运行速度有了大幅度的提升，现阶段的目标时速保守估计可达到600~1000km/h，后期目标速度将超过4000km/h。借助于已有的轨道交通系统进行真空管道运输系统的建设，可节约稀有的地面土地资源，高效利用地下空间，而隧道结构在强度、密封性能等各方面能否满足低真空运输的复杂工况要求都亟待实验探索。而在该类的试验中，现阶段的技术往往是建立一个实验平台，利用抽真空实现对真空环境的模拟，同时利用测量元器件测量管片的抗压程度，气密程度。

申请人之前也在类似领域做过相关研究，研发出针对单片管片的密封测试技术和针对多片管片的密封测试技术，尤其是多管片模拟隧道,但是申请人发现，依靠重力和支撑块的连接，往往检测设备会因为受力不均匀导致测量结果不准确，同时管片安装工步难度高，安装精度差，这些问题急需解决。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中卧式真空隧道检测设备中管片安装工步难度高的问题。

本发明的具体方案是：包括正多边形的管片安装支架，其中每个边长形成独立的管片限位单元，各边长间设有连接原件，所述管片限位单元包括支架结构钢，所述支架结构钢上安装的液压支撑机构，所述液压支撑机构的另一端设有与管片外壁尺寸形位一致的贴片；所述安装支架底部还设有支撑架和安装支撑桌的滑轨，所述支撑桌上设有适配顶部管片的托举机构。

具体实施中，所述托举机构包括与所述支撑桌上表面形成移动副连接的滑块，所述滑块上设有带有动力源的转轴，托举液压缸的底部固定在所述转轴上，托举液压缸的顶部设有与管片内壁尺寸形位一致的贴片。具体实施中，所述转轴上套装角度指示刻度。具体实施中，所述支撑桌的同侧两个支脚为折叠式支脚，所述折叠式支脚包括两根带有铰支连接（13）的连杆，所述铰支连接的主轴上设有复位弹簧。具体实施中，所述管片外部还设有抱箍以实现限位，对应的所述管片安装支架上还设有延长机构以安装抱箍，所述延长机构包括平行于水平面、同时与所述管片限位单元垂直连接的若干连杆，所述连杆上设有挂链，所述挂链的另一端绕装在抱箍上以实现对抱箍的吊装，所述支架结构钢上沿圆周均布阵列若干盲孔以安装所述连杆。具体实施中， 在所述贴片上设有压力感应机构。具体实施中，所述管片形成隧道模型，所述隧道模型的两端安装盖板，所述盖板间设有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓上设有拉力检测元件。

一种卧式真空隧道检测模型的组装方法，使用卧式真空隧道检测模型的组装系统，包括如下步骤：

（1）拼装：首先以各个管片限位单元为单位，实现独立的拼装并接入液压系统，以底部支撑为起始点一次向上方摞装所述管片限位单元，逐步形成与管片对应的正多边形形状，形成支架A；

（2）安装托举机构：首先在所述支架A的两侧安装滑轨，其次在所述滑轨上安装支撑桌，之后调节转轴，形成适当的托举角，托举顶部的管片，在之后调节转轴所在滑块的位置，以调节管片水平位移至合理位置，最后安装抱箍实现管片间的紧密连接；

（4）安装测量元件：在管片接缝处、所模拟的隧道的两端安装压力感应元件，拉压感应元件，实现抽真空条件下管片密封状态的测量。

所述抱箍经由吊装移动实现移动，经由固定在管片安装支架上的水平限位的连接杆实现与模拟隧道轴线的垂直位置的对齐。

本发明的有益效果在于：

形成了一个安装支架，完成对圆柱形隧道的模拟安装，在该支架内，管片压力均衡，避免了重力对管道受力不同带来的影响；

所模拟的隧道处于悬空状态，各角度的受压力状况可以根据不同角度的液压缸的情况进行调节，处于真空后的密封模拟外，还可以模拟多种场合下的外部压力情况，适应面更宽，应用范围更广；

支撑桌的设计便于快速的装配。进入工位和实施的调节，灵活程度高，对拼装功能模拟的适配程度高；

本发明中，一圈管片搭配一层安装支架，安装桌上的丝杠可以带动其上液压支撑机构的平稳的水平位移，进行位置的调节。

附图说明

图1是本发明结构的立体图；

图2是本发明结构的主视图；

图3是本发明结构的俯视图；

图4是本发明结构的左视图；

图5是本发明结构的后视图；

图6是本发明另一实施例的右视图；

图中各部件名称：1. 支架结构钢；2. 贴片；3.管片；4. 支撑架；5. 支撑桌；6. 液压支撑机构；7. 滑块；8. 托举液压缸；9.动力源；10.转轴；11. 连杆；12. 移动副连接的中的丝杠；13.铰支连接；14.抱箍。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种卧式真空隧道检测模型的组装系统，参见图1至图6，包括正多边形的管片3安装支架，其中每个边长形成独立的管片3限位单元，各边长间设有连接原件，所述管片3限位单元包括支架结构钢1，所述支架结构钢1上安装的液压支撑机构6，所述液压支撑机构6的另一端设有与管片3外壁尺寸形位一致的贴片2；所述安装支架底部还设有支撑架4和安装支撑桌5的滑轨，所述支撑桌5上设有适配顶部管片3的托举机构。工作过程中，可以逐个实现对管片3的托举和加压，压力可以按实际情况进行独立话的调节，进一步在周向上形成平均的压力，便于绕开重力对设备的影响，实现准确的测量结果。

所述托举机构包括与所述支撑桌5上表面形成移动副连接的滑块7，所述滑块7上设有带有动力源9的转轴10，托举液压缸8的底部固定在所述转轴10上，托举液压缸8的顶部设有与管片3内壁尺寸形位一致的贴片2。贴片2与管片3内壁形位一致，一则吸附力更强，二则接触面积大，弧面接触也可以有效防止滑脱的现象发生所述转轴10上套装角度指示刻度。便于根据数据计算调节角度。所述支撑桌5的同侧两个支脚为折叠式支脚，所述折叠式支脚包括两根带有铰支连接13的连杆11，所述铰支连接13的主轴上设有复位弹簧。本设计中，支撑桌5由于是后安装在隧道洞内，折叠式支脚可以在安装时以折叠状态进入工位，之后在弹性力作用下复位。该工步的操作可以极大程度的节省安装工人的数量。所述管片3外部还设有抱箍14以实现限位，对应的所述管片3安装支架上还设有延长机构以安装抱箍14，所述延长机构包括平行于水平面、同时与所述管片3限位单元垂直连接的若干连杆11，所述连杆11上设有挂链，所述挂链的另一端绕装在抱箍14上以实现对抱箍14的吊装，所述支架结构钢1上沿圆周均布阵列若干盲孔以安装所述连杆11。抱箍又多个弧形片组成，弧形片间设有螺栓连接，同时螺栓连接上设有拉压力感应装置以提供实验数据。在所述贴片2上设有压力感应机构。可以随时监测管片3内陷或外顶的拉压力，完成检测模型的力学检测任务。所述管片3形成隧道模型，所述隧道模型的两端安装盖板，所述盖板间设有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓上设有拉力检测元件。

本发明还涉及一种卧式真空隧道检测模型的组装方法，使用卧式真空隧道检测模型的组装系统，包括如下步骤：

（1）拼装：首先以各个管片3限位单元为单位，实现独立的拼装并接入液压系统，以底部支撑为起始点一次向上方摞装所述管片3限位单元，逐步形成与管片3对应的正多边形形状，形成支架A；

（2）安装托举机构：首先在所述支架A的两侧安装滑轨，其次在所述滑轨上安装支撑桌5，之后调节转轴10，形成适当的托举角，托举顶部的管片3，在之后调节转轴10所在滑块7的位置，以调节管片3水平位移至合理位置，最后安装抱箍14实现管片3间的紧密连接；

（4）安装测量元件：在管片3接缝处、所模拟的隧道的两端安装压力感应元件，拉压感应元件，实现抽真空条件下管片3密封状态的测量。

所述抱箍14经由吊装移动实现移动，经由固定在管片3安装支架上的水平限位的连接杆实现与模拟隧道轴线的垂直位置的对齐。该设计中防止传统吊装到接近工位时与安装支架发生工位干涉难以固定，直接利用安装支架实现吊装辅助约束，之后在完全进入定位位置前再解放约束，即实现了抱箍14相对于隧道柱的准确的垂直安装，也降低了设备吊装的难度。而垂直安装的好处就在于可以极大提高测量精度。

本设备安装好后，内部抽真空，各个拉压测量的力学原件实时测量，反馈数据给工作台，可以测量出管片在模拟高铁隧道的真空条件下的力学性能，密封性能。测量结果准确。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)

1.一种卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于：包括正多边形的管片（3）安装支架，其中每个边长形成独立的管片（3）限位单元，各边长间设有连接原件，所述管片（3）限位单元包括支架结构钢（1），所述支架结构钢（1）上安装的液压支撑机构（6），所述液压支撑机构（6）的另一端设有与管片（3）外壁尺寸形位一致的贴片（2）；所述安装支架底部还设有支撑架（4）和安装支撑桌（5）的滑轨，所述支撑桌（5）上设有适配顶部管片（3）的托举机构。

2.如权利要求1所述的卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于：所述托举机构包括与所述支撑桌（5）上表面形成移动副连接的滑块（7），所述滑块（7）上设有带有动力源（9）的转轴（10），托举液压缸（8）的底部固定在所述转轴（10）上，托举液压缸（8）的顶部设有与管片（3）内壁尺寸形位一致的贴片（2）。

3.如权利要求1所述的卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于：所述转轴（10）上套装角度指示刻度。

4.如权利要求1所述的卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于：所述支撑桌（5）的同侧两个支脚为折叠式支脚，所述折叠式支脚包括两根带有铰支连接（13）的连杆（11），所述铰支连接（13）的主轴上设有复位弹簧。

5.如权利要求4所述的卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于：所述管片（3）外部还设有抱箍（14）以实现限位，对应的所述管片（3）安装支架上还设有延长机构以安装抱箍（14），所述延长机构包括平行于水平面、同时与所述管片（3）限位单元垂直连接的若干连杆（11），所述连杆（11）上设有挂链，所述挂链的另一端绕装在抱箍（14）上以实现对抱箍（14）的吊装，所述支架结构钢（1）上沿圆周均布阵列若干盲孔以安装所述连杆（11）。

6.如权利要求4所述的卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于：在所述贴片（2）上设有压力感应机构。

7.如权利要求1所述的卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于：所述管片（3）形成隧道模型，所述隧道模型的两端安装盖板，所述盖板间设有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓上设有拉力检测元件。

8.一种卧式真空隧道检测模型的组装方法，使用如权利要求1所述的卧式真空隧道检测模型的组装系统，其特征在于，包括如下步骤：

（1）拼装：首先以各个管片（3）限位单元为单位，实现独立的拼装并接入液压系统，以底部支撑为起始点一次向上方摞装所述管片（3）限位单元，逐步形成与管片（3）对应的正多边形形状，形成支架A；

（2）安装托举机构：首先在所述支架A的两侧安装滑轨，其次在所述滑轨上安装支撑桌（5），之后调节转轴（10），形成适当的托举角，托举顶部的管片（3），在之后调节转轴（10）所在滑块（7）的位置，以调节管片（3）水平位移至合理位置，最后安装抱箍（14）实现管片（3）间的紧密连接；

（4）安装测量元件：在管片（3）接缝处、所模拟的隧道的两端安装压力感应元件，拉压感应元件，实现抽真空条件下管片（3）密封状态的测量。

9.如权利要求8所述的卧式真空隧道检测模型的组装方法，其特征在于：所述抱箍（14）经由吊装移动实现移动，经由固定在管片（3）安装支架上的水平限位的连接杆实现与模拟隧道轴线的垂直位置的对齐。

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