CN114474435A - 一种水下切割装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下切割装备，包括：绞车总成、液压动力源、拼装轨道、切割平台和提升平台；所述拼装轨道固定在坡面上，其上设有U型槽，切割平台或提升平台设置在拼装轨道的U型槽内，并与拼装轨道滑动配合；绞车总成用于牵引切割平台或提升平台沿拼装轨道纵向移动，切割平台用于对坡面上铺设的衬砌板进行切割作业，提升平台用于对切割后的衬砌板进行提升作业，液压动力源为切割平台和提升平台作业提供动力；其中，切割平台和提升平台之间的切换通过外部设备实现。

Description

一种水下切割装备

技术领域

本发明涉及河道堤坡维修技术领域，具体涉及一种水下切割装备。

背景技术

南水北调中线总干渠工程多元衬砌结构中，存在小范围的混凝土衬砌板损坏(破损、裂缝、隆起变形)问题；目前，深水区多使用人工潜水、手动切割、运输的方式，浅水区多使用挖掘机或人工破碎、运输的方式进行切割和维修。

人工操作或潜水员操作劳动强度大，维修周期长，一般单次维修需要20天以上，对供水造成影响较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水下切割装备，能够实现轨道快速铺设、装备快速入水、破损衬砌板快速切割及提升，缩短了施工工期、降低了人工劳动强度。

本发明的技术方案为：一种水下切割装备，包括：绞车总成、液压动力源、拼装轨道、切割平台和提升平台；所述拼装轨道固定在坡面上，其上设有U型槽，切割平台或提升平台设置在拼装轨道的U型槽内，并与拼装轨道滑动配合；绞车总成用于牵引切割平台或提升平台沿拼装轨道纵向移动，切割平台用于对坡面上铺设的衬砌板进行切割作业，提升平台用于对切割后的衬砌板进行提升作业，液压动力源为切割平台和提升平台作业提供动力；其中，切割平台和提升平台之间的切换通过外部设备实现。

优选地，所述绞车总成包括：人力绞车、绞车底座、钢丝绳和夹绳器；绞车底座放置或固定在地面上，人力绞车安装在绞车底座上，夹绳器固定于衬砌板的棱角处，钢丝绳一端缠绕在人力绞车上，另一端穿过夹绳器固定在切割平台或提升平台上。

优选地，所述切割平台包括：行走轮组、切割平台本体、横移平台、液压切割机、液压冲击钻、链轮驱动系统、牵引耳Ⅰ和移动马达；

所述切割平台本体为双层框架结构，下层框架用于承载，上层框架作为滑道；下层框架的纵向两端的横向两侧均安装有行走轮组，其与拼装轨道滑动配合；下层框架的纵向一端的横向两侧均设有牵引耳Ⅰ，其与钢丝绳连接；横移平台安装在切割平台本体的上层框架中，并与之滑动配合；横移平台上设置有液压切割机和液压冲击钻，移动马达安装在切割平台本体上；链轮驱动系统的链轮安装在切割平台本体上，链条一端安装在横移平台上、另一端与移动马达的输出轴配合，中部与链轮啮合；移动马达驱动链轮驱动系统时，横移平台随之沿切割平台结构4.2的上层框架滑动，通过人力绞车拉动钢丝绳，实现液压切割机和液压冲击钻沿拼装轨道纵向移动，通过链轮驱动系统的拉动作用，实现液压切割机和液压冲击钻相对拼装轨道的横向移动，从而带动液压切割机切割衬砌板，带动液压冲击钻选择不同位置打孔；其中，液压切割机、液压冲击钻和移动马达通过管路并联在液压动力源中控制阀的油口上。

优选地，所述液压动力源还包括：电动机、液压泵和油箱，油箱放置在地面上，电动机、液压泵和控制阀均集成在油箱上，且液压泵的吸油口与油箱相连、出油口与控制阀的进油口连接，控制阀有四路相互并联的工作油口，分别与液压切割机、液压冲击钻、移动马达和提升平台中的提升油缸连接；液压泵安装在电动机的输出轴上，电动机驱动液压泵，液压泵输出高压油，驱动液压切割机、液压冲击钻、移动马达和提升平台中的提升油缸动作；其中，控制阀的回油口与通过管路与油箱连接。

优选地，所述提升平台还包括：提升平台本体、行走轮和牵引耳Ⅱ；提升平台本体为矩形框架结构，其纵向两端的横向两侧均设有行走轮和牵引耳Ⅱ，且行走轮均位于横向两侧、牵引耳Ⅱ均位于纵向两端；提升油缸的缸筒连接在提升平台本体上，提升油缸的活塞杆耳环与切下的衬砌板相连，在液压动力源的驱动下带动提升油缸收缩，将切割后的衬砌板提升以离开地面，从而与未切割的衬砌板形成一定间隙。

优选地，所述拼装轨道包括：轨道Ⅰ和轨道Ⅱ，两节以上轨道Ⅰ串联为轨道本体，轨道本体固定在坡面上；轨道Ⅱ安装在轨道本体的下端端部，并固定在坡面上，且轨道Ⅱ的下端封闭，用于对切割平台和提升平台限位；其中，拼装轨道为横向对称结构，其对称轴与绞车总成的出绳方向重合。

有益效果：

1、本发明的水下切割装备可提供一种新的施工方法，能够实现轨道快速铺设、装备快速入水、破损衬砌板快速切割及提升，可有效缩短施工工期、降低人工劳动强度；同时，该水下切割装备的电气部分不接触水，无触电风险，纯液压驱动，入水工作，不影响供水。

2、本发明中绞车总成的具体设计，便于操作切割平台和提升平台沿拼装轨道移动，且由于可人工控制牵引速度，有利于保证切割平台和提升平台的速度稳定，同时，较慢的牵引速度有利于改善切割平台中液压切割机的工况，从而延长液压切割机的使用寿命。

3、本发明中设计的切割平台，既能够在绞车总成的驱动下实现液压切割机和液压冲击钻沿拼装轨道纵向移动，又能够通过链轮驱动系统的拉动作用，实现液压切割机和液压冲击钻相对拼装轨道的横向移动，从而带动液压切割机切割衬砌板，带动液压冲击钻选择不同位置打孔，以较好地完成切割平台对衬砌板的切割作业。

4、本发明中设计的提升平台，能够在绞车总成的配合下准确地对切割平台切割后的衬砌板进行提升。

5、本发明中设计的拼装轨道可根据实际需要调整其纵向长度，从而可适应不同工况下水下坡面衬砌板的切割和提升。

附图说明

图1为本发明水下切割装备的总体结构示意图。

图2为本发明中绞车总成的结构示意图。

图3为本发明中液压动力源的结构示意图。

图4为本发明中拼装轨道的结构示意图。

图5为本发明中切割平台的结构示意图。

图6为本发明中提升平台的结构示意图。

其中，1-绞车总成，1.1-人力绞车，1.2-绞车底座，1.3-螺栓Ⅰ，1.4-钢丝绳，1.5-夹绳器，2-液压动力源，2.1-电动机，2.2-液压泵，2.3-控制阀，2.4-油箱，3-拼装轨道，3.1-轨道Ⅰ，3.2-轨道Ⅱ，4-切割平台，4.1-行走轮组，4.2-切割平台本体，4.3-横移平台，4.4-液压切割机，4.5-液压冲击钻，4.6-链轮驱动系统，4.7-牵引耳Ⅰ，4.8-移动马达，5-提升平台，5.1-提升平台本体，5.2-提升油缸，5.3-行走轮，5.4-牵引耳Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种水下切割装备，能够实现轨道快速铺设、装备快速入水、破损衬砌板快速切割及提升，缩短了施工工期、降低了人工劳动强度。

如图1所示，该水下切割装备包括：绞车总成1、液压动力源2、拼装轨道3、切割平台4和提升平台5；其中，如图2所示，绞车总成1包括：人力绞车1.1、绞车底座1.2、钢丝绳1.4和夹绳器1.5；

绞车总成1的绞车底座1.2放置或通过螺栓Ⅰ1.3固定在地面上，人力绞车1.1通过螺栓Ⅰ1.3安装在绞车底座1.2上，夹绳器1.5使用螺栓Ⅰ1.3固定于坡面上铺设的衬砌板的棱角处，钢丝绳1.4一端缠绕在人力绞车1.1上，另一端穿过夹绳器1.5固定在切割平台4或提升平台5上；其中，夹绳器1.5利于排绳，且能够提高钢丝绳1.4的离地间隙，防止高钢丝绳1.4与衬砌板接触；

拼装轨道3固定在坡面上，其上设有U型槽，切割平台4或提升平台5设置在拼装轨道3的U型槽内，并与拼装轨道3滑动配合，从而拼装轨道3为切割平台4和提升平台5提供行走支撑，并将切割平台4或提升平台5的重力分散传递至坡面；其中，拼装轨道3起承载与导向的作用，切割平台4用于切割破损的衬砌板，提升平台5用于提升切割后的衬砌板；切割平台4和提升平台5之间在外部起重机等设备的作用下进行切换，例如，当切割平台4完成切割衬砌板后，切换为提升平台5对切割后的衬砌板进行提升；

人力绞车1.1牵引切割平台4或提升平台5在拼装轨道3上纵向移动，由于人工控制牵引速度，可保证切割平台4和提升平台5的速度稳定，同时，较慢的牵引速度有利于改善切割平台4中液压切割机4.4的工况，从而延长液压切割机4.4的使用寿命。

本实施例中，如图5所示，切割平台4还包括：行走轮组4.1、切割平台本体4.2、横移平台4.3、液压冲击钻4.5、链轮驱动系统4.6、牵引耳Ⅰ4.7和移动马达4.8；

切割平台本体4.2为双层框架结构，下层框架用于承载，上层框架作为滑道；下层框架的纵向两端的横向两侧均安装有行走轮组4.1，便于与拼装轨道3滑动配合；下层框架的纵向一端的横向两侧均设有牵引耳Ⅰ4.7，便于与钢丝绳1.4连接；横移平台4.3安装在切割平台本体4.2的上层框架中，并与之滑动配合；横移平台4.3上通过安装支架设置有液压切割机4.4和液压冲击钻4.5；移动马达4.8安装在切割平台本体4.2上；链轮驱动系统4.6的链轮安装在切割平台本体4.2上(上下层框架上均有)，链轮驱动系统4.6的链条一端安装在横移平台4.3上，另一端与移动马达4.8的输出轴配合，中部与链轮啮合；移动马达4.8驱动链轮驱动系统4.6时，横移平台4.3可在链轮驱动系统4.6的带动下沿切割平台结构4.2的上层框架滑动，通过人力绞车1.1拉动钢丝绳1.4，切割平台4可实现液压切割机4.4和液压冲击钻4.5沿拼装轨道3纵向移动(即沿坡面上下移动)，通过链轮驱动系统4.6的拉动作用，可实现液压切割机4.4和液压冲击钻4.5相对拼装轨道3的横向移动(即沿坡面左右移动)，从而带动液压切割机4.4切割衬砌板，带动液压冲击钻4.5选择不同位置打孔；其中，液压切割机4.4、液压冲击钻4.5和移动马达4.8通过管路并联在液压动力源2中控制阀2.3的油口上。

本实施例中，如图3所示，液压动力源2放置在地面空旷处(不影响其他设备工作)，其还包括：电动机2.1、液压泵2.2和油箱2.4，油箱2.4放置在地面上，电动机2.1、液压泵2.2和控制阀2.3均集成在油箱2.4上，且液压泵2.2的吸油口通过管路与油箱2.4相连、出油口通过管路与控制阀2.3的进油口连接，控制阀2.3有四路相互并联的工作油口，分别通过管路与液压切割机4.4、液压冲击钻4.5、移动马达4.8和提升平台5中的提升油缸5.2连接；液压泵2.2安装在电动机2.1的输出轴上，电动机2.1驱动液压泵2.2，将电能转化为液压泵2.2的压力能，液压泵2.2输出高压油，驱动液压切割机4.4、液压冲击钻4.5、移动马达4.8和提升平台5中的提升油缸5.2动作；其中，控制阀2.3的回油口与通过管路与油箱2.4连接。

如图6所示，提升平台5还包括：提升平台本体5.1、行走轮5.3和牵引耳Ⅱ5.4；提升平台本体5.1为矩形框架结构，其纵向两端的横向两侧均设有行走轮5.3和牵引耳Ⅱ5.4，且行走轮5.3均位于横向两侧、牵引耳Ⅱ5.4均位于纵向两端；提升油缸5.2的缸筒通过螺栓Ⅱ连接在提升平台本体5.1上，提升油缸5.2的活塞杆耳环与切下的衬砌板相连，在液压动力源2的驱动下带动提升油缸5.2收缩，可将切割完毕的衬砌板提升以离开地面，从而与未切割的衬砌板形成一定间隙以防止干涉，操作人力绞车1.1，将提升平台5及衬砌板运至岸坡。

本实施例中，如图4所示，拼装轨道3包括：轨道Ⅰ3.1和轨道Ⅱ3.2，轨道Ⅰ3.1采用标准轨道，两节以上轨道Ⅰ3.1串联为轨道本体，轨道本体通过螺栓Ⅲ固定在坡面上；轨道Ⅱ3.2安装在轨道本体的下端端部，并通过螺栓Ⅲ固定在坡面上，且轨道Ⅱ3.2的下端封闭，用于对切割平台4和提升平台5限位，防止切割平台4和提升平台5滑出拼装轨道3；其中，拼装轨道3为横向对称结构，其对称轴与绞车总成1的出绳方向重合。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (6)

1.一种水下切割装备，其特征在于，包括：绞车总成(1)、液压动力源(2)、拼装轨道(3)、切割平台(4)和提升平台(5)；所述拼装轨道(3)固定在坡面上，其上设有U型槽，切割平台(4)或提升平台(5)设置在拼装轨道(3)的U型槽内，并与拼装轨道(3)滑动配合；绞车总成(1)用于牵引切割平台(4)或提升平台(5)沿拼装轨道(3)纵向移动，切割平台(4)用于对坡面上铺设的衬砌板进行切割作业，提升平台(5)用于对切割后的衬砌板进行提升作业，液压动力源(2)为切割平台(4)和提升平台(5)作业提供动力；其中，切割平台(4)和提升平台(5)之间的切换通过外部设备实现。

2.如权利要求1所述的水下切割装备，其特征在于，所述绞车总成(1)包括：人力绞车(1.1)、绞车底座(1.2)、钢丝绳(1.4)和夹绳器(1.5)；绞车底座(1.2)放置或固定在地面上，人力绞车(1.1)安装在绞车底座(1.2)上，夹绳器(1.5)固定于衬砌板的棱角处，钢丝绳(1.4)一端缠绕在人力绞车(1.1)上，另一端穿过夹绳器(1.5)固定在切割平台(4)或提升平台(5)上。

3.如权利要求2所述的水下切割装备，其特征在于，所述切割平台(4)包括：行走轮组(4.1)、切割平台本体(4.2)、横移平台(4.3)、液压切割机(4.4)、液压冲击钻(4.5)、链轮驱动系统(4.6)、牵引耳Ⅰ(4.7)和移动马达(4.8)；

所述切割平台本体(4.2)为双层框架结构，下层框架用于承载，上层框架作为滑道；下层框架的纵向两端的横向两侧均安装有行走轮组(4.1)，其与拼装轨道(3)滑动配合；下层框架的纵向一端的横向两侧均设有牵引耳Ⅰ(4.7)，其与钢丝绳(1.4)连接；横移平台(4.3)安装在切割平台本体(4.2)的上层框架中，并与之滑动配合；横移平台(4.3)上设置有液压切割机(4.4)和液压冲击钻(4.5)，移动马达(4.8)安装在切割平台本体(4.2)上；链轮驱动系统(4.6)的链轮安装在切割平台本体(4.2)上，链条一端安装在横移平台(4.3)上、另一端与移动马达(4.8)的输出轴配合，中部与链轮啮合；移动马达(4.8)驱动链轮驱动系统(4.6)时，横移平台(4.3)随之沿切割平台结构4.2的上层框架滑动，通过人力绞车(1.1)拉动钢丝绳(1.4)，实现液压切割机(4.4)和液压冲击钻(4.5)沿拼装轨道(3)纵向移动，通过链轮驱动系统(4.6)的拉动作用，实现液压切割机(4.4)和液压冲击钻(4.5)相对拼装轨道(3)的横向移动，从而带动液压切割机(4.4)切割衬砌板，带动液压冲击钻(4.5)选择不同位置打孔；其中，液压切割机(4.4)、液压冲击钻(4.5)和移动马达(4.8)通过管路并联在液压动力源(2)中控制阀(2.3)的油口上。

4.如权利要求3所述的水下切割装备，其特征在于，所述液压动力源(2)还包括：电动机(2.1)、液压泵(2.2)和油箱(2.4)，油箱(2.4)放置在地面上，电动机(2.1)、液压泵(2.2)和控制阀(2.3)均集成在油箱(2.4)上，且液压泵(2.2)的吸油口与油箱(2.4)相连、出油口与控制阀(2.3)的进油口连接，控制阀(2.3)有四路相互并联的工作油口，分别与液压切割机(4.4)、液压冲击钻(4.5)、移动马达(4.8)和提升平台(5)中的提升油缸(5.2)连接；液压泵(2.2)安装在电动机(2.1)的输出轴上，电动机(2.1)驱动液压泵(2.2)，液压泵(2.2)输出高压油，驱动液压切割机(4.4)、液压冲击钻(4.5)、移动马达(4.8)和提升平台(5)中的提升油缸(5.2)动作；其中，控制阀(2.3)的回油口与通过管路与油箱(2.4)连接。

5.如权利要求4所述的水下切割装备，其特征在于，所述提升平台(5)还包括：提升平台本体(5.1)、行走轮(5.3)和牵引耳Ⅱ(5.4)；提升平台本体(5.1)为矩形框架结构，其纵向两端的横向两侧均设有行走轮(5.3)和牵引耳Ⅱ(5.4)，且行走轮(5.3)均位于横向两侧、牵引耳Ⅱ(5.4)均位于纵向两端；提升油缸(5.2)的缸筒连接在提升平台本体(5.1)上，提升油缸(5.2)的活塞杆耳环与切下的衬砌板相连，在液压动力源(2)的驱动下带动提升油缸(5.2)收缩，将切割后的衬砌板提升以离开地面，从而与未切割的衬砌板形成一定间隙。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的水下切割装备，其特征在于，所述拼装轨道(3)包括：轨道Ⅰ(3.1)和轨道Ⅱ(3.2)，两节以上轨道Ⅰ(3.1)串联为轨道本体，轨道本体固定在坡面上；轨道Ⅱ(3.2)安装在轨道本体的下端端部，并固定在坡面上，且轨道Ⅱ(3.2)的下端封闭，用于对切割平台(4)和提升平台(5)限位；其中，拼装轨道(3)为横向对称结构，其对称轴与绞车总成(1)的出绳方向重合。

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