CN117381715A - 大口径管道安装对接定位装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大口径管道安装定位技术领域，尤其为大口径管道安装对接定位装置及方法，所述圆盘的四周能够向外延伸有弧形顶板，通过弧形顶板向管道内壁进行压紧实现圆盘与管道的固定连接，所述圆盘的数量为2个，分别放置在需要对接的两个管道内，右侧的所述圆盘朝向对接处的一面固定连接有四个均匀分布的条状的位置传感器，所述位置传感器上滑动连接有滑块，所述圆盘上固定连接有连接板，本发明使用时，需要将两个圆盘通过弧形顶板分别固定在需要对接的两个管道的内壁，然后将第一拉绳与滑块相连接，然后使第一拉绳绷紧，当两个管道保持对齐状态时，滑块在相对应位置传感器上的位置是相同的，可以依据此来判断两个管道是否处于对齐状态。

Description

大口径管道安装对接定位装置及其方法

技术领域

本发明涉及大口径管道安装定位技术领域，具体为大口径管道安装对接定位装置及其方法。

背景技术

当前，水利供水工程复杂程度逐渐提升，在这种情况下，出现了很多输水管道类型，与以往水利供水工程中应用的混凝土管道或钢材质管道相比，各类新型的输水管道有更强的优势。目前，其不仅可以在钢度上满足施工要求，而且性价比更高。尤其是一种横截面直径较大的 PCCP管道，作为近几年产生的新型输水管道性能最佳，受到人们的关注。在实际应用中，PCCP 管道的钢度极高，因此在施工和后期使用过程中不容易出现变形或折损。同时，其还具备更好的密封性、承载力及抗渗透性，正是因为其具有种种优势，使PCCP管道的应用范围不断扩大。

然而随着当前 PCCP 管道的横截面直径逐渐增加，对其尺寸的公差以及施工效果提出了更高的要求，PCCP 管道铺设完成后，需要对管道接口进行拼接处理。将需要对接的管道插口与管道承口端连接。在对接过程中，需要在管道周围设置一块木楔，以对其进行固定，避免由于施工失误产生晃动，破坏接口结构。

在对接的过程中，大管径PCCP管道对准测量难度较大，且对接时如下承面基夯实度不足时，会造成管道接口处的不均匀沉降，两个管道对接偏移度较小时，比较难以及时的发现，从而容易导致安装误差积累，管线整体偏移，后续返工纠偏困难较大，造成巨大的施工成本损失。

因此，针对上述问题提出大口径管道安装对接定位装置及其方法。

发明内容

本发明的目的在于提供大口径管道安装对接定位装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的“在对接的过程中，大管径PCCP管道对准测量难度较大，且对接时如下承面基夯实度不足时，会造成管道接口处的不均匀沉降，两个管道对接偏移度较小时，比较难以及时的发现，从而容易导致安装误差积累，管线整体偏移，后续返工纠偏困难较大，造成巨大的施工成本损失”的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

大口径管道安装对接定位装置，包括圆盘，所述圆盘的四周能够向外延伸有弧形顶板，通过弧形顶板向管道内壁进行压紧实现圆盘与管道的固定连接，所述圆盘的数量为2个，分别放置在需要对接的两个管道内；

右侧的所述圆盘朝向对接处的一面固定连接有四个均匀分布的条状的位置传感器，所述位置传感器上滑动连接有滑块，所述圆盘上固定连接有连接板，所述连接板上固定连接有限位杆，所述滑块同样滑动在限位杆上，所述限位杆上设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与内侧的所述连接板的一端和滑块的一端固定连接；

右侧的所述圆盘内缘位置上转动连接有第一滑轮，所述滑块靠近圆盘中心的一侧通过挂钩可拆卸连接有第一拉绳，所述第一拉绳的另一端经过第一滑轮转向后与左侧的所述圆盘的外缘相连接。

在上述设置下，将两个管道的接口和承口进行对接，橡胶垫为现有的构件，在此不做多余解释，本发明使用时，需要将两个圆盘通过弧形顶板分别固定在需要对接的两个管道的内壁，然后将第一拉绳与滑块相连接，然后使第一拉绳绷紧，当两个管道保持对齐状态时，滑块在相对应位置传感器上的位置是相同的，弹簧用于为滑块提供相反运动的弹性运动力，用于实现滑块的复位，可以依据此来判断两个管道是否处于对齐状态；

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：两个所述圆盘的中心位置均螺旋连接有螺杆，所述螺杆的一端转动连接有连接环，两个所述连接环之间通过挂钩可拆卸连接有第二拉绳，转动螺杆能够实现两个圆盘之间的拖拽。

在上述设置下，本发明可以通过拉紧第二拉绳实现管道之间的辅助定位，转动螺杆向远离圆盘的方向运动时，第二拉绳会处于绷直状态，在第二拉绳的牵引作用下，两个管道之间能够通过第二拉绳存在限位作用，配合外部的牵引，便于实现两个管道的完整对接；

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：左侧的所述圆盘上转动连接有转环，所述圆盘上固定连接有三个限位柱，所述限位柱的外侧与转环的内侧滑动连接。

在上述设置下，本发明在圆盘上转动连接有转环，转环通过限位柱转动在圆盘的一侧；

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：左侧的所述圆盘外缘上固定连接有滑轮箱，所述滑轮箱的内侧转动连接有第二滑轮和第三滑轮，所述第一拉绳的另一端穿过滑轮箱并经过第二滑轮和第三滑轮与转环的外侧固定连接。

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：左侧的所述圆盘上通过转轴转动连接有电机，所述电机的外侧呈齿环状设置，所述转环的内侧呈齿环状设置，所述电机的外侧与转环的内侧相啮合，通过所述电机的转动带动转环实现转动。

在上述设置下，第一拉绳绷紧的方式为，电机转动带动转环转动，转环的转动会牵引第一拉绳实现距离的补偿，在管道的对齐过程中，防止第一拉绳出现松垮的现象，维持滑块的“对齐监测”作用，滑轮箱设置在圆盘的外缘，第一滑轮设置在另一个圆盘的内缘，能够将管道的倾斜偏移角度以滑块的滑动距离进行展示，在管道发生倾斜时，这种倾斜的连接结构能够使倾斜方向上的两个滑块朝着相反的方向运动，然后计算倾斜方向上的两个滑块运动距离的叠加值，在一定程度上起到扩增的作用，避免微小的倾斜难以被发现和察觉，便于工作人员直观的获取管道的偏移数据；

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：所述位置传感器的中间位置为初始点，初始点朝向圆盘的外侧方向为正数值，初始点朝向圆盘的内侧方向为负数值。

在上述设置下，本发明可以再两个管道对接的过程中，使滑块维持在初始点上，便于对接过程中监测的作用；

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：所述圆盘上开设有第一油腔，所述第一油腔的内侧滑动连接有活塞，所述活塞的一端与弧形顶板的内侧固定连接。

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：所述圆盘上还开设有第二油腔和环形油道，所述第二油腔和第一油腔通过环形油道相连通。

作为本发明一种大口径管道安装对接定位装置优选的，其中：所述第二油腔的内侧螺旋连接有螺旋柱，所述螺旋柱的一端固定连接有推进把手，通过转动推进把手使第二油腔压缩从而使活塞带动弧形顶板向外侧运动。

在上述设置下，本发明中，弧形顶板抵进管道内壁的方式为，转动推进把手带动螺旋柱转动，螺旋柱转动深入到第二油腔内，第二油腔、环形油道和第一油腔内的油压升高，迫使活塞向远离圆盘的方向运动，实现弧形顶板向外侧的运动，实现圆盘在管道内的固定。

一种大口径管道安装对接定位方法，其步骤在于：

S1：转动推进把手，将两个圆盘分别固定在对接的两个管道的内侧；

S2：将第二拉绳与连接环进行连接，转动螺杆向远离对接处方向运动，能够在管道的中心起到牵引的作用，配合外部的牵引，便于实现两个管道的对接；

S3：在对接开始时，转动电机，使转环转动，转环转动的过程中会对第一拉绳进行牵引，滑块会向圆盘的内侧方向运动，通过判断四个滑块在位置传感器上的读数是否一致来判断两个管道是否对齐；

S4：根据滑块的位置，调整管道的方向使其对齐，并使四个滑块的位置停留在初始点上，在整个安装定位过程中，转动转环进行牵引，维持滑块初始点上，保证对接的准确性；

S5：在突发支撑面不均匀下沉造成管道微偏的过程中，在偏移倾斜方向，如上下倾斜，两个滑块会超相反的方向运动，此时则有偏移值x=|a-b|，其中，a和b分别为两个滑块在位置传感器上的读数，一个为正数，一个为负数；

S6：通过判断偏移值x的大小来判断两个管道之间的偏移量，直观的对偏移量进行读取，便于后续的修正调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该大口径管道安装对接定位装置，本发明使用时，需要将两个圆盘通过弧形顶板分别固定在需要对接的两个管道的内壁，然后将第一拉绳与滑块相连接，然后使第一拉绳绷紧，当两个管道保持对齐状态时，滑块在相对应位置传感器上的位置是相同的，弹簧用于为滑块提供相反运动的弹性运动力，用于实现滑块的复位，可以依据此来判断两个管道是否处于对齐状态。

2、该大口径管道安装对接定位装置，本发明可以通过拉紧第二拉绳实现管道之间的辅助定位，转动螺杆向远离圆盘的方向运动时，第二拉绳会处于绷直状态，在第二拉绳的牵引作用下，两个管道之间能够通过第二拉绳存在限位作用，配合外部的牵引，便于实现两个管道的完整对接。

3、该大口径管道安装对接定位装置，第一拉绳绷紧的方式为，电机转动带动转环转动，转环的转动会牵引第一拉绳实现距离的补偿，在管道的对齐过程中，防止第一拉绳出现松垮的现象，维持滑块的“对齐监测”作用，滑轮箱设置在圆盘的外缘，第一滑轮设置在另一个圆盘的内缘，能够将管道的倾斜偏移角度以滑块的滑动距离进行展示，在管道发生倾斜时，这种倾斜的连接结构能够使倾斜方向上的两个滑块朝着相反的方向运动，然后计算倾斜方向上的两个滑块运动距离的叠加值，在一定程度上起到扩增的作用，避免微小的倾斜难以被发现和察觉，便于工作人员直观的获取管道的偏移数据。

4、该大口径管道安装对接定位装置，本发明中，弧形顶板抵进管道内壁的方式为，转动推进把手带动螺旋柱转动，螺旋柱转动深入到第二油腔内，第二油腔、环形油道和第一油腔内的油压升高，迫使活塞向远离圆盘的方向运动，实现弧形顶板向外侧的运动，实现圆盘在管道内的固定。

附图说明

图1为现有技术中管道对接的安装结构示意图；

图2为本发明工作使用时的安装结构示意图；

图3为本发明工作使用时管道出现偏移时的结构示意图；

图4为本发明的整体安装结构示意图；

图5为本发明圆盘处的外观结构示意图；

图6为本发明滑块处的侧视安装结构示意图；

图7为本发明图6中的A处安装结构示意图；

图8为本发明位置传感器的侧视结构示意图；

图9为本发明滑轮箱的内部安装结构示意图；

图10为本发明圆盘内部的安装结构示意图；

图11为本发明转环内部的安装结构示意图。

图中：1、管道；2、接口；3、橡胶垫；4、弧形顶板；5、螺杆；6、连接环；7、第一拉绳；8、滑块；9、第一滑轮；10、第二拉绳；11、转环；12、圆盘；13、滑轮箱；131、第二滑轮；132、第三滑轮；14、连接板；15、限位杆；16、推进把手；17、电机；18、活塞；19、第一油腔；20、第二油腔；21、环形油道；22、限位柱；23、位置传感器；231、初始点；24、螺旋柱；25、弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-11，本发明提供一种技术方案：

大口径管道安装对接定位装置，包括圆盘12，圆盘12的四周能够向外延伸有弧形顶板4，通过弧形顶板4向管道1内壁进行压紧实现圆盘12与管道1的固定连接，圆盘12的数量为2个，分别放置在需要对接的两个管道1内；

右侧的圆盘12朝向对接处的一面固定连接有四个均匀分布的条状的位置传感器23，位置传感器23上滑动连接有滑块8，圆盘12上固定连接有连接板14，连接板14上固定连接有限位杆15，滑块8同样滑动在限位杆15上，限位杆15上设置有弹簧25，弹簧25的两端分别与内侧的连接板14的一端和滑块8的一端固定连接；

右侧的圆盘12内缘位置上转动连接有第一滑轮9，滑块8靠近圆盘12中心的一侧通过挂钩可拆卸连接有第一拉绳7，第一拉绳7的另一端经过第一滑轮9转向后与左侧的圆盘12的外缘相连接。

在上述设置下，将两个管道1的接口和承口进行对接，橡胶垫3为现有的构件，在此不做多余解释，本发明使用时，需要将两个圆盘12通过弧形顶板4分别固定在需要对接的两个管道1的内壁，然后将第一拉绳7与滑块8相连接，然后使第一拉绳7绷紧，当两个管道保持对齐状态时，滑块8在相对应位置传感器23上的位置是相同的，弹簧25用于为滑块8提供相反运动的弹性运动力，用于实现滑块8的复位，可以依据此来判断两个管道1是否处于对齐状态；

具体的，两个圆盘12的中心位置均螺旋连接有螺杆5，螺杆5的一端转动连接有连接环6，两个连接环6之间通过挂钩可拆卸连接有第二拉绳10，转动螺杆5能够实现两个圆盘12之间的拖拽。

在上述设置下，本发明可以通过拉紧第二拉绳10实现管道1之间的辅助定位，转动螺杆5向远离圆盘12的方向运动时，第二拉绳10会处于绷直状态，在第二拉绳10的牵引作用下，两个管道1之间能够通过第二拉绳10存在限位作用，配合外部的牵引，便于实现两个管道1的完整对接；

具体的，左侧的圆盘12上转动连接有转环11，圆盘12上固定连接有三个限位柱22，限位柱22的外侧与转环11的内侧滑动连接。

第一拉绳7绷紧的方式为，电机17转动带动转环11转动，转环11的转动会牵引第一拉绳7实现距离的补偿，在管道1的对齐过程中，防止第一拉绳7出现松垮的现象，维持滑块8的“对齐监测”作用，在上述设置下，本发明在圆盘12上转动连接有转环11，转环11通过限位柱22转动在圆盘12的一侧；

具体的，左侧的圆盘12外缘上固定连接有滑轮箱13，滑轮箱13的内侧转动连接有第二滑轮131和第三滑轮132，第一拉绳7的另一端穿过滑轮箱13并经过第二滑轮131和第三滑轮132与转环11的外侧固定连接，第二滑轮131和第三滑轮132用于起到第一拉绳7转向的作用。

具体的，左侧的圆盘12上通过转轴转动连接有电机17，电机17的外侧呈齿环状设置，转环11的内侧呈齿环状设置，电机17的外侧与转环11的内侧相啮合，通过电机17的转动带动转环11实现转动。

具体的，圆盘12上开设有第一油腔19，第一油腔19的内侧滑动连接有活塞18，活塞18的一端与弧形顶板4的内侧固定连接。

具体的，圆盘12上还开设有第二油腔20和环形油道21，第二油腔20和第一油腔19通过环形油道21相连通。

具体的，第二油腔20的内侧螺旋连接有螺旋柱24，螺旋柱24的一端固定连接有推进把手16，通过转动推进把手16使第二油腔20压缩从而使活塞18带动弧形顶板4向外侧运动。

在上述设置下，本发明中，弧形顶板4抵进管道1内壁的方式为，转动推进把手16带动螺旋柱24转动，螺旋柱24转动深入到第二油腔20内，第二油腔20、环形油道21和第一油腔19内的油压升高，迫使活塞18向远离圆盘12的方向运动，实现弧形顶板4向外侧的运动，实现圆盘12在管道1内的固定。

实施例2

本实施例为实施例1的进一步改进，请参阅图1-11，本实施例中与实施例1相同的部分不再赘述，不同之处在于；

在上述设置下，第一拉绳7绷紧的方式为，电机17转动带动转环11转动，转环11的转动会牵引第一拉绳7实现距离的补偿，在管道1的对齐过程中，防止第一拉绳7出现松垮的现象，维持滑块8的“对齐监测”作用，滑轮箱13设置在圆盘12的外缘，第一滑轮9设置在另一个圆盘12的内缘，能够将管道1的倾斜偏移角度以滑块8的滑动距离进行展示，在管道1发生倾斜时，这种倾斜的连接结构能够使倾斜方向上的两个滑块8朝着相反的方向运动，然后计算倾斜方向上的两个滑块8运动距离的叠加值，在一定程度上起到扩增的作用，避免微小的倾斜难以被发现和察觉，便于工作人员直观的获取管道1的偏移数据；

具体的，位置传感器23的中间位置为初始点231，初始点231朝向圆盘12的外侧方向为正数值，初始点231朝向圆盘12的内侧方向为负数值。

在上述设置下，本发明可以再两个管道1对接的过程中，使滑块8维持在初始点231上，便于对接过程中监测的作用。

本发明还公开了一种大口径管道安装对接定位方法，其步骤在于：

S1：转动推进把手16，将两个圆盘12分别固定在对接的两个管道1的内侧；

S2：将第二拉绳10与连接环6进行连接，转动螺杆5向远离对接处方向运动，能够在管道1的中心起到牵引的作用，配合外部的牵引，便于实现两个管道1的对接；

S3：在对接开始时，转动电机17，使转环11转动，转环11转动的过程中会对第一拉绳7进行牵引，滑块8会向圆盘12的内侧方向运动，通过判断四个滑块8在位置传感器23上的读数是否一致来判断两个管道1是否对齐；

S4：根据滑块8的位置，调整管道1的方向使其对齐，并使四个滑块8的位置停留在初始点231上，在整个安装定位过程中，转动转环11进行牵引，维持滑块8初始点231上，保证对接的准确性；

S5：在突发支撑面不均匀下沉造成管道1微偏的过程中，在偏移倾斜方向，如上下倾斜，两个滑块8会超相反的方向运动，此时则有偏移值x=|a-b|，其中，a和b分别为两个滑块8在位置传感器23上的读数，一个为正数，一个为负数；

S6：通过判断偏移值x的大小来判断两个管道1之间的偏移量，直观的对偏移量进行读取，便于后续的修正调整。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.大口径管道安装对接定位装置，包括圆盘（12），其特征在于：所述圆盘（12）的四周能够向外延伸有弧形顶板（4），通过弧形顶板（4）向管道（1）内壁进行压紧实现圆盘（12）与管道（1）的固定连接，所述圆盘（12）的数量为2个，分别放置在需要对接的两个管道（1）内；

右侧的所述圆盘（12）朝向对接处的一面固定连接有四个均匀分布的条状的位置传感器（23），所述位置传感器（23）上滑动连接有滑块（8），所述圆盘（12）上固定连接有连接板（14），所述连接板（14）上固定连接有限位杆（15），所述滑块（8）同样滑动在限位杆（15）上，所述限位杆（15）上设置有弹簧（25），所述弹簧（25）的两端分别与内侧的所述连接板（14）的一端和滑块（8）的一端固定连接；

右侧的所述圆盘（12）内缘位置上转动连接有第一滑轮（9），所述滑块（8）靠近圆盘（12）中心的一侧通过挂钩可拆卸连接有第一拉绳（7），所述第一拉绳（7）的另一端经过第一滑轮（9）转向后与左侧的所述圆盘（12）的外缘相连接。

2.根据权利要求1所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：两个所述圆盘（12）的中心位置均螺旋连接有螺杆（5），所述螺杆（5）的一端转动连接有连接环（6），两个所述连接环（6）之间通过挂钩可拆卸连接有第二拉绳（10），转动螺杆（5）能够实现两个圆盘（12）之间的拖拽。

3.根据权利要求2所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：左侧的所述圆盘（12）上转动连接有转环（11），所述圆盘（12）上固定连接有三个限位柱（22），所述限位柱（22）的外侧与转环（11）的内侧滑动连接。

4.根据权利要求3所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：左侧的所述圆盘（12）外缘上固定连接有滑轮箱（13），所述滑轮箱（13）的内侧转动连接有第二滑轮（131）和第三滑轮（132），所述第一拉绳（7）的另一端穿过滑轮箱（13）并经过第二滑轮（131）和第三滑轮（132）与转环（11）的外侧固定连接。

5.根据权利要求4所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：左侧的所述圆盘（12）上通过转轴转动连接有电机（17），所述电机（17）的外侧呈齿环状设置，所述转环（11）的内侧呈齿环状设置，所述电机（17）的外侧与转环（11）的内侧相啮合，通过所述电机（17）的转动带动转环（11）实现转动。

6.根据权利要求5所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：所述位置传感器（23）的中间位置为初始点（231），初始点（231）朝向圆盘（12）的外侧方向为正数值，初始点（231）朝向圆盘（12）的内侧方向为负数值。

7.根据权利要求6所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：所述圆盘（12）上开设有第一油腔（19），所述第一油腔（19）的内侧滑动连接有活塞（18），所述活塞（18）的一端与弧形顶板（4）的内侧固定连接。

8.根据权利要求7所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：所述圆盘（12）上还开设有第二油腔（20）和环形油道（21），所述第二油腔（20）和第一油腔（19）通过环形油道（21）相连通。

9.根据权利要求8所述的大口径管道安装对接定位装置，其特征在于：所述第二油腔（20）的内侧螺旋连接有螺旋柱（24），所述螺旋柱（24）的一端固定连接有推进把手（16），通过转动推进把手（16）使第二油腔（20）压缩从而使活塞（18）带动弧形顶板（4）向外侧运动。

10.一种大口径管道安装对接定位方法，其特征在于：使用如权利要求9所述的装置，其步骤在于：

S1：转动推进把手（16），将两个圆盘（12）分别固定在对接的两个管道（1）的内侧；

S2：将第二拉绳（10）与连接环（6）进行连接，转动螺杆（5）向远离对接处方向运动，能够在管道（1）的中心起到牵引的作用，配合外部的牵引，便于实现两个管道（1）的对接；

S3：在对接开始时，转动电机（17），使转环（11）转动，转环（11）转动的过程中会对第一拉绳（7）进行牵引，滑块（8）会向圆盘（12）的内侧方向运动，通过判断四个滑块（8）在位置传感器（23）上的读数是否一致来判断两个管道（1）是否对齐；

S4：根据滑块（8）的位置，调整管道（1）的方向使其对齐，并使四个滑块（8）的位置停留在初始点（231）上，在整个安装定位过程中，转动转环（11）进行牵引，维持滑块（8）初始点（231）上，保证对接的准确性；

S5：在突发支撑面不均匀下沉造成管道（1）微偏的过程中，在偏移倾斜方向，如上下倾斜，两个滑块（8）会超相反的方向运动，此时则有偏移值x=|a-b|，其中，a和b分别为两个滑块（8）在位置传感器（23）上的读数，一个为正数，一个为负数；

S6：通过判断偏移值x的大小来判断两个管道（1）之间的偏移量，直观的对偏移量进行读取，便于后续的修正调整。