CN117722533A - 一种用于铺设热力管道的辅助设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道校准领域，具体是一种用于铺设热力管道的辅助设备，包括定位机构、传动机构和牵引机构。本发明通过设置定位机构和牵引机构，利用两平面确定轴线和杠杆原理，对管材进行校准，解决了间隔管材的轴线无法校准的技术问题；设置传动机构，利用差速传动系统，实现对定位机构和牵引机构的自动配速的技术效果，实现自动校准的技术效果，解决需要人工校准的技术问题。

Description

一种用于铺设热力管道的辅助设备

技术领域

本发明属于管道校准技术领域，具体是指一种用于铺设热力管道的辅助设备。

背景技术

热力管道又称热力管网，是市政工程的重要组成部分之一，从锅炉房、直燃机房、供热中心等出发，从热源通往建筑物热力入口的供热管道，通过多个供热管道形成管网，属于公用事业设施，主要用于供热、供冷、供气等方面，是城市集中供热系统的基础设施之一，通过管道将热能从供热站点输送到用户的建筑物，以满足居民、企事业单位的供热和热水需求。热力管道铺设需要遵循市政工程的总体布局、交通规划、地下管网规划等要求，同时与城市管理部门、交通部门、公用事业部门等各方进行合作与协调，确保热力管道的建设与城市的整体发展相适应，提高城市的热力供应水平和公共服务水平。

热力管道铺设过程中，由于温度的变化会导致管道的长度发生变化，需要在管道的连接处安装膨胀节（也称为补偿节），用于吸收热膨胀或收缩引起的管道长度变化，现有的辅助设备，连接时只能对相邻的管道进行近距离对齐找平，无法做到在预留膨胀节的位置同时做到管道对齐找平，使用环境存在局限性，需要额外花费人力进行辅助校准。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于铺设热力管道的辅助设备，设置定位机构和牵引机构，利用两平面确定轴线和杠杆原理，对管材进行校准，解决了有间隔距离管材之间的轴线无法校准的技术问题；设置传动机构，利用差速传动系统，实现对定位机构和牵引机构的自动配速的技术效果，实现自动校准，解决需要人工校准的技术问题。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供一种用于铺设热力管道的辅助设备，包括定位机构、传动机构和牵引机构，所述定位机构设于传动机构一侧，所述定位机构同时与传动机构传动连接，所述牵引机构设于传动机构另一侧，所述牵引机构同时与传动机构传动连接，通过传动机构驱动，带动定位机构和牵引机构对管材进行中心轴线的校准。

其中，所述传动机构包括传动搭载舱，所述传动搭载舱上设有驱动电机，所述传动搭载舱两侧设有调距伸缩臂，所述调距伸缩臂的固定端与传动搭载舱固定连接，所述传动搭载舱上设有控制模块，调距伸缩臂用于调整定位机构和牵引机构的间距，由于现场实际使用的膨胀节型号不同，定位机构和牵引机构之间预留的间距也不同，通过调距伸缩臂收缩和伸长，便于应用不同的校准环境。

作为本发明进一步优选地，所述传动搭载舱内设有差速传动系统，所述差速传动系统包括输出蜗杆、传动蜗轮、蜗轮转轴、右侧半轴、右侧输出齿轮、齿轮搭载座、行星齿轮、左侧半轴和左侧输出齿轮，所述输出蜗杆转动设于传动搭载舱上，所述蜗轮转轴设于传动搭载舱上，所述传动蜗轮转动设于蜗轮转轴上，所述传动蜗轮与输出蜗杆啮合连接，所述右侧半轴转动设于传动搭载舱上，所述右侧半轴同时转动设于蜗轮转轴上，所述右侧输出齿轮设于右侧半轴的端部，所述齿轮搭载座设于传动蜗轮上，所述行星齿轮转动设于齿轮搭载座上，所述左侧半轴转动设于传动搭载舱上，所述左侧输出齿轮设于左侧半轴的端部，所述左侧输出齿轮与行星齿轮啮合连接，所述右侧输出齿轮与行星齿轮啮合连接，所述输出蜗杆与驱动电机的输出端传动连接，通过驱动电机带动输出蜗杆转动，之后依次带动传动蜗轮、齿轮搭载座、行星齿轮、右侧输出齿轮和左侧输出齿轮转动，当右侧输出齿轮和左侧输出齿轮可以转动时，行星齿轮随传动蜗轮同轴旋转且不自旋，利用行星齿轮带动右侧输出齿轮和左侧输出齿轮同轴转动，当右侧输出齿轮无法转动时，行星齿轮随传动蜗轮同轴旋转时同时自旋，此时则会带动左侧输出齿轮旋转，反之，当左侧输出齿轮无法转动时，行星齿轮带动右侧输出齿轮旋转，通过差速传动系统，实现对右侧半轴和左侧半轴的自动调速，当定位机构和牵引机构对管道进行校准时，当其中一个机构无法传动时，可以将全部动能传递到另一个机构，直到定位机构与牵引机构校准极限（即管道完成校准）。

作为本发明进一步优选地，所述定位机构和牵引机构传动方式相同，所述定位机构和牵引机构左右对称设于传动机构两侧，所述定位机构和牵引机构同时与传动机构传动连接。

进一步地，所述定位机构包括受力框架、牵引框架、牵引转臂、受力转臂、顶部管材转轴、调距丝杆、受力滑臂和底部管材转轴，所述受力框架与调距伸缩臂的伸缩端固定连接，所述受力滑臂与受力框架滑动连接，所述牵引框架与受力滑臂滑动连接，所述牵引转臂的一端转动设于牵引框架上，所述底部管材转轴转动设于牵引转臂的一端上，所述受力转臂的一端转动设于受力框架上，所述受力转臂的另一端同时与底部管材转轴转动连接，所述顶部管材转轴共有两组，所述一组顶部管材转轴转动设于受力框架上，所述另一组顶部管材转轴转动设于牵引框架上，由于顶部管材转轴和底部管材转轴与管材接触面只有一个点，通过3个点可以将管材轴线限定在该竖直平面内，而通过两组顶部管材转轴可让管材的侧边紧贴顶部管材转轴，此时管材的轴线位于与两组顶部管材转轴最低点所在水平平面的平行面上，两个相交平面可以确定一条直线，而该直线就是管材最终完成校准后的轴线；此外，由于调距丝杆转动产生的推力，受力框架与牵引框架的间距增加，导致牵引转臂和受力转臂之间的夹角增大，顶部管材转轴和底部管材转轴之间的水平间距减小，此时校准管材的阻力作用于底部管材转轴，此时受力框架与受力转臂、牵引框架和牵引转臂之间组成杠杆，以受力框架与受力转臂为例，支点为顶部管材转轴，阻力力臂为受力转臂作用到与受力框架的连接点位置到支点位置，而受力框架克服阻力的力臂为位于调距丝杆的位置到支点位置，由于杠杆原理（要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩大小必须相等），推力的力臂大于阻力的力臂，因此，可以在校准时推力可以克服更大的阻力，提高校准时的精度。

作为本发明进一步优选地，所述顶部管材转轴和底部管材转轴工作原理相同，传动方式相同，所述顶部管材转轴包括卡座连接臂、连接转轴、滑动搭载轮、气囊轮、限位转轴、定位螺栓和调整转轮，所述卡座连接臂转动设于受力框架上，所述连接转轴设于卡座连接臂上，所述滑动搭载轮滑动设于连接转轴上，所述气囊轮设于滑动搭载轮上，所述限位转轴转动设于卡座连接臂上，所述定位螺栓与限位转轴的一端啮合连接，所述调整转轮设于限位转轴的另一端，所述卡座连接臂与定位螺栓之间设有推力轴承，通过旋转调整转轮，改变滑动搭载轮的距离，利用气囊轮将管材与连接转轴接触点限制在连接转轴的中点位置，保证让管材与顶部管材转轴和底部管材转轴的接触点位于同一竖直面。

作为本发明进一步优选地，所述调距丝杆与左侧半轴之间设有传动花键轴。

作为本发明进一步优选地，所述控制模块与驱动电机和调距伸缩臂电性连接，所述控制模块控制驱动电机和调距伸缩臂的工作状态。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案提供的一种用于铺设热力管道的辅助设备的有益效果如下：

（1）设置差速传动系统，利用差速器的传动原理，对定位机构与牵引机构的自动配速，实现自动校准的技术效果，解决了需要人工校准的技术难题，校准更加精确，无需人工操作，更加安全；

（2）设置定位机构与牵引机构，利用杠杆原理，提高校准管材时的推力，提高校准时的稳定性和精确性；

（3）调距伸缩臂的设置可以调节定位机构与牵引机构的间距，便于匹配不同规格的膨胀节，提高设备的适用范围。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于铺设热力管道的辅助设备的结构示意图；

图2为传动机构的结构示意图；

图3为传动机构的部分结构剖视图；

图4为差速传动系统的前视图；

图5为差速传动系统的后视图；

图6为传动机构的剖面侧视图；

图7为定位机构的结构示意图；

图8为定位机构的部分结构剖视图；

图9为顶部管材转轴的剖视爆炸图；

图10为本发明提出的一种用于铺设热力管道的辅助设备在工作状态时的结构示意图。

其中，1、定位机构，2、传动机构，3、牵引机构，4、主管道，5、待校准管道，6、传动花键轴，101、受力框架，102、牵引框架，103、牵引转臂，104、受力转臂，105、顶部管材转轴，106、调距丝杆，107、受力滑臂，108、底部管材转轴，109、卡座连接臂，110、连接转轴，111、滑动搭载轮，112、气囊轮，113、限位转轴，114、推力轴承，115、定位螺栓，116、调整转轮，201、驱动电机，202、传动搭载舱，203、控制模块，204、调距伸缩臂，205、差速传动系统，206、输出蜗杆，207、传动蜗轮，208、蜗轮转轴，209、右侧半轴，210、右侧输出齿轮，211、齿轮搭载座，212、行星齿轮，213、左侧半轴，214、左侧输出齿轮。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施方式中的附图，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和图10所示，本发明提供一种用于铺设热力管道的辅助设备，包括定位机构1、传动机构2和牵引机构3，定位机构1设于传动机构2一侧，定位机构1通过传动花键轴6与传动机构2传动连接，牵引机构3设于传动机构2另一侧，牵引机构3同时通过传动花键轴6与传动机构2传动连接，定位机构1安装于主管道4上，牵引机构3安装于待校准管道5上。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，传动机构2包括传动搭载舱202，传动搭载舱202上设有驱动电机201，传动搭载舱202两侧设有调距伸缩臂204，调距伸缩臂204的固定端与传动搭载舱202固定连接，传动搭载舱202上设有控制模块203；传动搭载舱202内设有差速传动系统205，差速传动系统205包括输出蜗杆206、传动蜗轮207、蜗轮转轴208、右侧半轴209、右侧输出齿轮210、齿轮搭载座211、行星齿轮212、左侧半轴213和左侧输出齿轮214，输出蜗杆206转动设于传动搭载舱202上，蜗轮转轴208设于传动搭载舱202上，传动蜗轮207转动设于蜗轮转轴208上，传动蜗轮207与输出蜗杆206啮合连接，右侧半轴209转动设于传动搭载舱202上，右侧半轴209同时转动设于蜗轮转轴208上，右侧输出齿轮210设于右侧半轴209的端部，齿轮搭载座211设于传动蜗轮207上，行星齿轮212转动设于齿轮搭载座211上，左侧半轴213转动设于传动搭载舱202上，左侧输出齿轮214设于左侧半轴213的端部，左侧输出齿轮214与行星齿轮212啮合连接，右侧输出齿轮210与行星齿轮212啮合连接，输出蜗杆206与驱动电机201的输出端传动连接。

如图1、图7、图8、图9和图10所示，定位机构1包括受力框架101、牵引框架102、牵引转臂103、受力转臂104、顶部管材转轴105、调距丝杆106、受力滑臂107和底部管材转轴108，受力框架101与调距伸缩臂204的伸缩端固定连接，受力滑臂107与受力框架101滑动连接，牵引框架102与受力滑臂107滑动连接，牵引转臂103的一端转动设于牵引框架102上，底部管材转轴108转动设于牵引转臂103的一端上，受力转臂104的一端转动设于受力框架101上，受力转臂104的另一端同时与底部管材转轴108转动连接，顶部管材转轴105共有两组，一组顶部管材转轴105转动设于受力框架101上，另一组顶部管材转轴105转动设于牵引框架102上，调距丝杆106转动设于受力框架101上，调距丝杆106同时与牵引框架102传动连接，调距丝杆106与左侧半轴213之间设有传动花键轴6；顶部管材转轴105和底部管材转轴108工作原理相同，传动方式相同，顶部管材转轴105包括卡座连接臂109、连接转轴110、滑动搭载轮111、气囊轮112、限位转轴113、定位螺栓115和调整转轮116，卡座连接臂109转动设于受力框架101上，连接转轴110设于卡座连接臂109上，滑动搭载轮111滑动设于连接转轴110上，气囊轮112设于滑动搭载轮111上，限位转轴113转动设于卡座连接臂109上，定位螺栓115与限位转轴113的一端啮合连接，调整转轮116设于限位转轴113的另一端，卡座连接臂109与定位螺栓115之间设有推力轴承114。

具体使用时，首先，将定位机构1和牵引机构3分别安装在主管道4和待校准管道5上，安装时，控制模块203启动驱动电机201，驱动电机201启动带动输出蜗杆206转动，输出蜗杆206转动带动传动蜗轮207转动，传动蜗轮207转动带动行星齿轮212转动，由于左侧半轴213和右侧半轴209此时不受力，行星齿轮212自身不会转动，行星齿轮212转动带动右侧输出齿轮210和左侧输出齿轮214转动，右侧输出齿轮210和左侧输出齿轮214转动分别带动左侧半轴213和右侧半轴209转动，左侧半轴213转动带动传动花键轴6转动，传动花键轴6转动带动调距丝杆106转动，调距丝杆106转动带动受力框架101和牵引框架102相互靠近，受力框架101和牵引框架102相互靠近带动牵引转臂103和受力转臂104之间夹角减小，此时，底部管材转轴108和顶部管材转轴105在竖直方向的间距增大，调距伸缩臂204伸长，将定位机构1和牵引机构3分别推送到主管道4和待校准管道5上，之后可以开始对管道的校准；控制模块203启动驱动电机201，此时驱动方向与安装时的驱动方向相反，驱动电机201启动带动输出蜗杆206转动，输出蜗杆206转动带动传动蜗轮207转动，传动蜗轮207转动带动右侧输出齿轮210和左侧输出齿轮214转动，行星齿轮212转动带动右侧输出齿轮210和左侧输出齿轮214转动，右侧输出齿轮210和左侧输出齿轮214转动分别带动左侧半轴213和右侧半轴209转动，左侧半轴213转动带动传动花键轴6转动，传动花键轴6转动带动调距丝杆106转动，调距丝杆106转动带动受力框架101和牵引框架102相互远离，受力框架101和牵引框架102相互远离带动牵引转臂103和受力转臂104之间夹角增大，牵引机构3与定位机构1以相同的传动方式工作；由于待校准管道5存在一定的角度偏移，牵引机构3会首先卡住停止传动，此时右侧半轴209停止转动，右侧半轴209停止转动带动右侧输出齿轮210停止转动，导致行星齿轮212开始自转，此时，由驱动电机201输出的动能全部传递到左侧输出齿轮214，左侧输出齿轮214的传动比增加，左侧输出齿轮214转动带动左侧半轴213转动，左侧半轴213带动定位机构1开始传动，定位机构1上牵引转臂103和受力转臂104之间夹角增大，顶部管材转轴105和底部管材转轴108完全与主管道4的侧壁贴合，此时调距丝杆106无法再转动，即左侧半轴213无法再转动，此时左侧半轴213提供给的阻力远大于右侧半轴209提供的阻力，驱动电机201输出的动能全部传递到右侧输出齿轮210，右侧输出齿轮210转动带动右侧半轴209转动，此时右侧半轴209带动牵引机构3开始传动，由于牵引机构3与定位机构1传动方式相同，只有当牵引机构3的顶部管材转轴105和底部管材转轴108与待校准管道5的侧壁完全贴后，牵引机构3才会停止传动，此时左侧半轴213和右侧半轴209都无法再继续转动，驱动电机201受到保护机制停止工作并向控制模块203反馈信号，完成校准；之后由工作人员将顶部管材转轴105和底部管材转轴108进行辅助限位操作，旋转调整转轮116带动限位转轴113转动，限位转轴113转动带动滑动搭载轮111滑动，通过两个滑动搭载轮111相互靠近，利用气囊轮112完成对主管道4的限位，牵引机构3与定位机构1的操作方式相同，之后，在牵引机构3与定位机构1的限位下，主管道4和待校准管道5可以在同一轴线上滑动，调整彼此的间距。

以上便是本发明具体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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，可以理解为在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于铺设热力管道的辅助设备，其特征在于：包括定位机构（1）、传动机构（2）和牵引机构（3），所述定位机构（1）设于传动机构（2）一侧，所述牵引机构（3）设于传动机构（2）另一侧，所述定位机构（1）通过传动花键轴（6）与传动机构（2）传动连接，所述牵引机构（3）通过传动花键轴（6）与传动机构（2）传动连接，所述定位机构（1）与牵引机构（3）传动方式相同，左右对称设于传动机构（2）两侧；所述传动机构（2）包括传动搭载舱（202），所述传动搭载舱（202）上设有驱动电机（201），所述传动搭载舱（202）两侧设有调距伸缩臂（204），所述调距伸缩臂（204）的固定端与传动搭载舱（202）固定连接，所述传动搭载舱（202）上设有控制模块（203）。

2.根据权利要求1所述的一种用于铺设热力管道的辅助设备，其特征在于：所述传动搭载舱（202）内设有差速传动系统（205），所述差速传动系统（205）包括输出蜗杆（206）、传动蜗轮（207）、蜗轮转轴（208）、右侧半轴（209）、右侧输出齿轮（210）、齿轮搭载座（211）、行星齿轮（212）、左侧半轴（213）和左侧输出齿轮（214），所述输出蜗杆（206）转动设于传动搭载舱（202）上，所述输出蜗杆（206）与驱动电机（201）的输出端传动连接，所述蜗轮转轴（208）设于传动搭载舱（202）上，所述传动蜗轮（207）转动设于蜗轮转轴（208）上，所述传动蜗轮（207）与输出蜗杆（206）啮合连接，所述右侧半轴（209）转动设于传动搭载舱（202）上，所述右侧半轴（209）同时转动设于蜗轮转轴（208）上，所述右侧输出齿轮（210）设于右侧半轴（209）的端部，所述齿轮搭载座（211）设于传动蜗轮（207）上，所述行星齿轮（212）转动设于齿轮搭载座（211）上，所述左侧半轴（213）转动设于传动搭载舱（202）上，所述左侧输出齿轮（214）设于左侧半轴（213）的端部，所述左侧输出齿轮（214）与行星齿轮（212）啮合连接，所述右侧输出齿轮（210）与行星齿轮（212）啮合连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于铺设热力管道的辅助设备，其特征在于：所述定位机构（1）包括受力框架（101）、牵引框架（102）、牵引转臂（103）、受力转臂（104）、顶部管材转轴（105）、调距丝杆（106）、受力滑臂（107）和底部管材转轴（108），所述受力框架（101）与调距伸缩臂（204）的伸缩端固定连接，所述受力滑臂（107）与受力框架（101）滑动连接，所述牵引框架（102）与受力滑臂（107）滑动连接，所述牵引转臂（103）的一端转动设于牵引框架（102）上，所述底部管材转轴（108）转动设于牵引转臂（103）的一端上，所述受力转臂（104）的一端转动设于受力框架（101）上，所述受力转臂（104）的另一端同时与底部管材转轴（108）转动连接，所述顶部管材转轴（105）共有两组，所述一组顶部管材转轴（105）转动设于受力框架（101）上，所述另一组顶部管材转轴（105）转动设于牵引框架（102）上，所述调距丝杆（106）转动设于受力框架（101）上，所述调距丝杆（106）同时与牵引框架（102）传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于铺设热力管道的辅助设备，其特征在于：所述顶部管材转轴（105）和底部管材转轴（108）工作原理相同，传动方式相同，所述顶部管材转轴（105）包括卡座连接臂（109）、连接转轴（110）、滑动搭载轮（111）、气囊轮（112）、限位转轴（113）、定位螺栓（115）和调整转轮（116），

所述卡座连接臂（109）转动设于受力框架（101）上，所述连接转轴（110）设于卡座连接臂（109）上，所述滑动搭载轮（111）滑动设于连接转轴（110）上，所述气囊轮（112）设于滑动搭载轮（111）上，所述限位转轴（113）转动设于卡座连接臂（109）上，所述定位螺栓（115）与限位转轴（113）的一端啮合连接，所述调整转轮（116）设于限位转轴（113）的另一端，所述卡座连接臂（109）与定位螺栓（115）之间设有推力轴承（114）；所述调距丝杆（106）与左侧半轴（213）之间设有传动花键轴（6）。

5.根据权利要求4所述的一种用于铺设热力管道的辅助设备，其特征在于：所述驱动电机（201）和调距伸缩臂（204）与控制模块（203）电性连接。