CN117847340A - 非开挖螺旋缠绕装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种非开挖螺旋缠绕装置，包括毂架、若干支撑臂组、第一驱动机构和第二驱动机构，若干支撑臂组沿圆周方向依次连接于毂架的外侧，支撑臂组包括支架、与支架转动连接的至少两个支撑臂以及与每个支撑臂连接的驱动件，支架与毂架连接，支撑臂的外端设有辊轴，驱动件控制支撑臂绕支架转动，以调节辊轴与毂架的距离；第一驱动机构设于毂架的外端面；第二驱动机构连接于其中一个支撑臂，第一驱动机构配置为接收并传输型材至第二驱动机构，第二驱动机构配置为输出型材至辊轴，以在若干辊轴外缠绕形成修复管道。本发明结构简单、制作成本低且修复效果好。

Description

非开挖螺旋缠绕装置

技术领域

本发明涉及一种非开挖螺旋缠绕装置，属于管道修复技术领域。

背景技术

非开挖螺旋缠绕管道修复技术包括固定管修复，通过在井室安放螺旋缠绕管道修复装置，在原有的管道内缠绕一个口径小一些的新修复管，新的修复管上一般都缠有钢带增加管的刚度，然后在新修复管和老管之间灌浆，完成修复。由于修复过程中需要钢带和注浆，因而成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制作成本低、修复效果好的非开挖螺旋缠绕装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非开挖螺旋缠绕装置，包括

毂架；

若干支撑臂组，若干所述支撑臂组沿圆周方向依次连接于所述毂架的外侧，所述支撑臂组包括支架、与所述支架转动连接的至少两个支撑臂以及与每个所述支撑臂连接的驱动件，所述支架与所述毂架连接，

所述支撑臂的外端设有辊轴，所述驱动件控制所述支撑臂绕所述支架转动，以调节所述辊轴与所述毂架的距离；

第一驱动机构，所述第一驱动机构设于所述毂架的外端面；

第二驱动机构，所述第二驱动机构连接于其中一个所述支撑臂，所述第一驱动机构配置为接收并传输型材至所述第二驱动机构，所述第二驱动机构配置为输出所述型材至所述辊轴，以在若干所述辊轴外缠绕形成修复管道。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述驱动件采用油缸，所述油缸的驱动端与所述支撑臂连接，所述油缸的非驱动端与所述支架转动连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，同一个所述支撑臂组的至少两个所述支撑臂通过位于同一轴线的转轴连接于所述支架。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述支撑臂组包括第一支撑臂和第二支撑臂，所述第一支撑臂包括第一连接部和第二连接部，所述第二支撑臂包括第三连接部和第四连接部，所述转轴包括第一转轴和第二转轴，所述支架包括底板、第一支撑座和第二支撑座，所述第一支撑座和所述第二支撑座固定于所述底板，所述第一连接部、所述第三连接部通过所述第一转轴与所述第一支撑座转动连接，所述第二连接部、所述第四连接部通过所述第二转轴与所述第二支撑座转动连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述毂架包括第一环形板、第二环形板以及连接所述第一环形板和所述第二环形板的若干固定板，若干所述支撑臂组的所述底板对应连接于若干所述固定板，所述毂架的外端面为所述第一环形板或者所述第二环形板的表面。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述辊轴设有导向辊，若干所述导向辊的导向面沿所述毂架的圆周方向呈螺旋排布。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一驱动机构包括第一马达、与所述第一马达连接的第一压轮组件、第二压轮组件以及链条，所述链条套接于所述第一压轮组件和所述第二压轮组件，所述第一马达带动所述第一压轮组件转动，所述第一压轮组件通过所述链条带动所述第二压轮组件转动，所述第一压轮组件具有第一压轮槽，所述第二压轮组件具有第二压轮槽，所述第一压轮槽、所述第二压轮槽用于放置所述型材，

所述第一驱动机构还包括第一滚轮组件和第二滚轮组件，所述第一滚轮组件与所述第一压轮组件啮合，所述第二滚轮组件与所述第二压轮组件啮合，所述第一滚轮组件与所述第一压轮组件之间、所述第二滚轮组件与所述第二压轮组件之间均形成供所述型材穿过的通道。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一压轮组件包括第一轮轴、第一压轮、第二压轮以及第一齿轮，所述第一压轮、所述第二压轮以及所述第一齿轮均连接于第一轮轴，所述第一压轮槽包括所述第一压轮与所述第二压轮之间的空间和所述第二压轮与所述第一齿轮之间的空间，

所述第二压轮组件包括第二轮轴、第三压轮、第四压轮以及第二齿轮，所述第三压轮、所述第四压轮以及所述第二齿轮均连接于第二轮轴，所述第二压轮槽包括所述第三压轮与所述第四压轮之间的空间和所述第四压轮与所述第二齿轮之间的空间。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一驱动机构包括第一机壳，所述第一压轮组件和所述第二压轮组件均设于所述第一机壳内，所述第一机壳的两端分别设有进口导向结构和出口导向结构，所述进口导向结构设有第一进口，所述第一进口与所述型材的形状适配。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述第二驱动机构包括第二马达、与所述第二马达连接的第三压轮组件以及与所述第三压轮组件啮合的第三滚轮组件，所述第二马达带动所述第三压轮组件转动，所述第三压轮组件带动第三滚轮组件转动，所述第三滚轮组件与所述第三压轮组件之间均形成供所述型材穿过的通道。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

通过驱动件控制辊轴伸缩，以对修复管道直径进行调节，以适应待修复管道的内径变化，使修复管道紧密贴合于待修复管道的内壁；

通过第一驱动机构、第二驱动机构进给型材，使型材先在若干辊轴外形成第一个锁扣，继续输送型材，使整个缠绕装置在管道内旋转前进，完成整个修复过程，不需要设置单独的行进机构，结构简单，制作成本低。

附图说明

图1是本发明非开挖螺旋缠绕装置的立体示意图；

图2是图1中部分结构的立体示意图；

图3是图1中支撑臂组的立体示意图；

图4是图1中第一驱动机构的立体示意图；

图5是第一驱动机构的剖视图；

图6是第二驱动机构的剖视图；

图7是本发明修复管道成型于缠绕装置的状态示意图；

图8是本发明缠绕系统的立体示意图。

具体实施方式

下面将结合附图详细地对本发明示例性具体实施方式进行说明。如果存在若干具体实施方式，在不冲突的情况下，这些实施方式中的特征可以相互组合。当描述涉及附图时，除非另有说明，不同附图中相同的数字表示相同或相似的要素。以下示例性具体实施方式中所描述的内容并不代表与本发明相一致的所有实施方式；相反，它们仅是与本发明的权利要求书中所记载的、与本发明的一些方面相一致的装置、产品和/或方法的例子。

在本发明中使用的术语是仅仅出于描述具体实施方式的目的，而非旨在限制本发明的保护范围。在本发明的说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”或“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本发明的说明书以及权利要求书中所使用的，例如“第一”、“第二”以及类似的词语，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分特征的命名。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，本发明中出现的“前”、“后”、“上”、“下”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于某一特定位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语是一种开放式的表述方式，意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面的元件及其等同物，这并不排除出现在“包括”或者“包含”前面的元件还可以包含其他元件。本发明中如果出现“若干”，其含义是指两个以及两个以上。

请参照图1至图8所示，本发明揭示了一种非开挖螺旋缠绕装置，包括毂架1、若干支撑臂组2、第一驱动机构3以及第二驱动机构4，若干支撑臂组2沿圆周方向依次连接于毂架1的外侧，第一驱动机构3和第二驱动机构4均连接于毂架1。第一驱动机构3和第二驱动机构4用于进给型材。

毂架1整体近似圆柱形状，参见图1，毂架1包括第一环形板11、第二环形板12以及连接第一环形板11和第二环形板12的若干固定板13，若干固定板13周向均匀排布。

参见图1，支撑臂组2包括支架21、与支架21转动连接的至少两个支撑臂22以及与每个支撑臂22连接的驱动件23，支架21与毂架1连接。支撑臂22的外端设有辊轴24，驱动件23控制支撑臂22绕支架21转动，以调节辊轴24与毂架1的距离。由于同一直径的管道其内径存在变化，这就可以通过驱动件23控制辊轴24伸缩，以对修复管道直径进行调节，使修复管道紧密贴合于待修复管道的内壁。

为了使缠绕装置适用于不同直径范围的管道修复，可以制作小尺寸的毂架1，也可以在毂架1上增设垫板来改变毂架1的直径。

参见图2，支架21包括底板211、第一支撑座212和第二支撑座213，第一支撑座212和第二支撑座213均固定于底板211，若干支撑臂组2的底板211对应连接于毂架1的若干固定板13。

同一个支撑臂组2的至少两个支撑臂22通过位于同一轴线的转轴连接于支架21，使支架21受力均衡。

在一些实施方式中，参见图2，支撑臂组2包括两个支撑臂22，两个支撑臂22分别为第一支撑臂22a和第二支撑臂22b，第一支撑臂22a与第二支撑臂22b呈V字型排布。第一支撑臂22a包括第一连接部221和第二连接部222，第二支撑臂22b包括第三连接部223和第四连接部224，转轴包括第一转轴251和第二转轴252，第一连接部221、第三连接部223通过第一转轴251与第一支撑座212转动连接，第二连接部222、第四连接部224通过第二转轴252与第二支撑座213转动连接。第一转轴251的轴线与第二转轴252的轴线重合。

驱动件23采用油缸，油缸的驱动端与支撑臂22连接，油缸的非驱动端与支架21转动连接。本发明中，驱动件23设置两个，一个驱动件23的两端分别连接于第一支撑臂22a和支架21的底板211，另一个驱动件23的两端分别连接于第二支撑臂22b和支架21的底板211。

参见图2，支撑臂22包括辊支架225，辊轴24连接于辊支架225。参见图1，辊轴24设有导向辊26，若干导向辊26的导向面261沿毂架1的圆周方向呈螺旋排布。也就是说，沿毂架1的圆周方向，若干导向辊26的长度逐渐增大，从而使若干导向辊26的导向面261与辊轴24未设置导向辊26的一端的距离越来越小，有利于型材沿若干导向面261缠绕形成第一圈。

第一驱动机构3设于毂架1的外端面，毂架1的外端面为第一环形板11或者第二环形板12的表面。也就是说，第一驱动机构3固定于第一环形板11或者第二环形板12。本发明图示的实施方式中，第一驱动机构3固定于第一环形板11。

参见图4，第一驱动机构3包括第一马达31、与第一马达31连接的第一压轮组件32、第二压轮组件33以及链条34，链条34套接于第一压轮组件32和第二压轮组件33。第一马达31带动第一压轮组件32转动，第一压轮组件32通过链条34带动第二压轮组件33转动。第一压轮组件32具有第一压轮槽320，第二压轮组件33具有第二压轮槽330，第一压轮槽320、第二压轮槽330用于放置型材。

参见图4，第一驱动机构3还包括第一滚轮组件35和第二滚轮组件36，第一滚轮组件35与第一压轮组件32啮合，第二滚轮组件36与第二压轮组件33啮合，第一压轮组件32带动第一滚轮组件35转动，第二压轮组件33带动第二滚轮组件36转动。第一滚轮组件35与第一压轮组件32之间、第二滚轮组件36与第二压轮组件33之间均形成供型材穿过的通道。通过第一压轮组件32、第一滚轮组件35组成第一驱动组，第二压轮组件33、第二滚轮组件36组成第二驱动组，第一驱动组和第二驱动组向前输送型材。

第一压轮组件32包括第一轮轴321、第一压轮322、第二压轮323以及第一齿轮324，第一轮轴321与第一马达31驱动连接，第一压轮322、第二压轮323以及第一齿轮324均连接于第一轮轴321，第二压轮323位于第一压轮322与第一齿轮324之间。第一压轮槽320包括第一压轮322与第二压轮323之间的空间和第二压轮323与第一齿轮324之间的空间。

参见图4，第二压轮组件33包括第二轮轴331、第三压轮332、第四压轮333以及第二齿轮334，第三压轮332、第四压轮333以及第二齿轮334均连接于第二轮轴331，第四压轮333位于第三压轮332与第二齿轮334之间。第二压轮槽330包括第三压轮332与第四压轮333之间的空间和第四压轮333与第二齿轮334之间的空间。

继续参见图4，第一滚轮组件35包括第一滚轮351和第三齿轮352，第二滚轮组件36包括第二滚轮361和第四齿轮362，第三齿轮352与第一压轮组件32的第一齿轮324啮合，第四齿轮362与第二压轮组件33的第二齿轮334啮合。

参见图1和图4，第一驱动机构3包括第一机壳37，第一压轮组件32和第二压轮组件33均设于第一机壳37内。第一机壳37的两端分别设有进口导向结构371和出口导向结构372，进口导向结构371设有第一进口3711，第一进口3711用于输入型材，第一进口3711与型材的形状适配。出口导向结构372设有第一出口3721，第一出口3721用于输出型材。具体的，进口导向结构371为固定于第一机壳37的导向板，第一进口3711开设于导向板。

参见图4，第一机壳37还包括底座373，底座373与毂架1的第一环形板11固定连接。

第二驱动机构4连接于其中一个支撑臂22，第一驱动机构3配置为接收并传输型材至第二驱动机构4，第二驱动机构4配置为输出型材至辊轴24，以在若干辊轴24外缠绕形成修复管道。由于型材设有公扣和母扣，通过公扣和母扣相互扣合形成修复管道。

参见图6，第二驱动机构4包括第二马达41、与第二马达41连接的第三压轮组件42以及与第三压轮组件42啮合的第三滚轮组件43，第二马达41带动第三压轮组件42转动，第三压轮组件42带动第三滚轮组件43转动，第三滚轮组件43与第三压轮组件42之间均形成供型材穿过的通道。第三压轮组件42具有第三压轮槽420。

参图6，第三压轮组件42包括第三轮轴421、第五压轮422、第六压轮423以及第五齿轮424，第三轮轴421的一端固定有驱动齿轮425，驱动齿轮425与一换向齿轮44啮合，第二马达41的驱动端设有马达驱动齿轮411，换向齿轮44与马达驱动齿轮411啮合。

继续参见图6，第五压轮422、第六压轮423以及第五齿轮424均连接于第三轮轴421，第六压轮423位于第五压轮422与第五齿轮424之间。第三压轮槽420包括第五压轮422与第六压轮423之间的空间和第六压轮423与第五齿轮424之间的空间。

第三滚轮组件43包括第三滚轮431和第六齿轮432，第六齿轮432与第三压轮组件42的第五齿轮424啮合。

参见图2，第二驱动机构4包括第二机壳45，第三压轮组件42和第三滚轮组件43均设于第二机壳45，第二机壳45设有第二进口441和第二出口442，第二进口441用于输入型材，第二出口442用于输出型材。若干导向辊26中靠近第二出口442的导向辊26长度最短，沿圆周方向，依次导向辊26的长度依次增加。

参见图8，本发明还揭示了一种缠绕系统，包括缠绕装置、型材输送设备200、电缆卷架300、控制台400和泵站500，泵站500是第一驱动机构3、第二驱动机构4以及驱动件23的动力源。电缆卷架300上的电缆包含液压油管和信号线，用于连接泵站500、控制台400和缠绕装置。当缠绕装置旋进修复时，需要电缆卷架300来回收电缆，控制台400用于控制管道修复。

本发明中，缠绕装置上设有两个摄像头，两个摄像头分别设置在毂架1的两端。一个摄像头观测管道的前方，另一个摄像头观测型材的公扣和母扣的扣合，当前方管道直径变化时，通过控制台400控制驱动件23伸缩改变修复管直径。同时在控制台400上设有臂组油缸压力显示器和计米显示器，型材输送设备200用于装载型材，操作人员将卷架上的型材从内圈输送到缠绕装置，通过上述几个部分协调控制实现缠绕装置在原管道内不断缠绕紧贴旧管道的新修复管。

本发明的缠绕系统工作过程，将型材输送设备200上的型材送到缠绕装置的第一驱动机构3，型材从第一进口3711进入到第一机壳37内部；在第一马达31驱动下，第一压力组件32和第一滚轮组件35压着型材向前输送，第二压力组件33和第二滚轮组件36继续将型材向前输送，最终型材进入到第二驱动机构4中；在第二马达41驱动下，第三压轮组件42和第三滚轮组件43压着型材向辊轴24输送，型材沿若干导向面261缠绕形成第一圈螺旋，继续输送型材使第一圈与第二圈通过公扣和母扣扣合，此时，型材组成的修复管道开始成型，该修复管道紧贴原管道，如图7所示；

缠绕装置不断前进过程中通过控制台400上的监控视频监视管道内情况和型材扣合状况，通过控制台400上的压力显示器监视驱动件23撑开的张紧程度，确保新修复管贴紧旧管道同时又不会太紧压坏型材；通过控制台400上的计米显示器结合勘探报告来提前改变新缠绕管道直径，使新管道的直径渐进连续的通过原管道变小的部分，然后再渐进连续变大贴合旧管道，这样不断缠绕前进直至缠绕装置移动到结束端的井室处，完成整个管道的修复。

型材刚进入到缠绕装置时，缠绕装置不旋转，当型材形成第一个锁扣后，缠绕装置上的第一驱动机构3和第二驱动机构4在液压马达驱动下不断向前输送型材，型材和新的修复管道是一个整体不会转动，整个缠绕装置便在待修复管道内不断旋转向前移动。

以上实施方式仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本发明的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，尽管本说明书参照上述的实施方式对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，包括：

毂架(1)；

若干支撑臂组(2)，若干所述支撑臂组(2)沿圆周方向依次连接于所述毂架(1)的外侧，所述支撑臂组(2)包括支架(21)、与所述支架(21)转动连接的至少两个支撑臂(22)以及与每个所述支撑臂(22)连接的驱动件(23)，所述支架(21)与所述毂架(1)连接，

所述支撑臂(22)的外端设有辊轴(24)，所述驱动件(23)控制所述支撑臂(22)绕所述支架(21)转动，以调节所述辊轴(24)与所述毂架(1)的距离；

第一驱动机构(3)，所述第一驱动机构(3)设于所述毂架(1)的外端面；

第二驱动机构(4)，所述第二驱动机构(4)连接于其中一个所述支撑臂(22)，所述第一驱动机构(3)配置为接收并传输型材至所述第二驱动机构(4)，所述第二驱动机构(4)配置为输出所述型材至所述辊轴(24)，以在若干所述辊轴(24)外缠绕形成修复管道。

2.如权利要求1所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述驱动件(23)采用油缸，所述油缸的驱动端与所述支撑臂(22)连接，所述油缸的非驱动端与所述支架(21)转动连接。

3.如权利要求1所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，同一个所述支撑臂组(2)的至少两个所述支撑臂(22)通过位于同一轴线的转轴连接于所述支架(21)。

4.如权利要求3所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述支撑臂组(2)包括第一支撑臂(22a)和第二支撑臂(22b)，所述第一支撑臂(22a)包括第一连接部(221)和第二连接部(222)，所述第二支撑臂(22b)包括第三连接部(223)和第四连接部(224)，所述转轴包括第一转轴(251)和第二转轴(252)，所述支架(21)包括底板(211)、第一支撑座(212)和第二支撑座(213)，所述第一支撑座(212)和所述第二支撑座(213)固定于所述底板(211)，所述第一连接部(221)、所述第三连接部(223)通过所述第一转轴(251)与所述第一支撑座(212)转动连接，所述第二连接部(222)、所述第四连接部(224)通过所述第二转轴(252)与所述第二支撑座(213)转动连接。

5.如权利要求4所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述毂架(1)包括第一环形板(11)、第二环形板(12)以及连接所述第一环形板(11)和所述第二环形板(12)的若干固定板(13)，若干所述支撑臂组(2)的所述底板(211)对应连接于若干所述固定板(13)，所述毂架(1)的外端面为所述第一环形板(11)或者所述第二环形板(12)的表面。

6.如权利要求1所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述辊轴(24)设有导向辊(26)，若干所述导向辊(26)的导向面(261)沿所述毂架(1)的圆周方向呈螺旋排布。

7.如权利要求1所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述第一驱动机构(3)包括第一马达(31)、与所述第一马达(31)连接的第一压轮组件(32)、第二压轮组件(33)以及链条(34)，所述链条(34)套接于所述第一压轮组件(32)和所述第二压轮组件(33)，所述第一马达(31)带动所述第一压轮组件(32)转动，所述第一压轮组件(32)通过所述链条(34)带动所述第二压轮组件(33)转动，所述第一压轮组件(32)具有第一压轮槽(320)，所述第二压轮组件(33)具有第二压轮槽(330)，所述第一压轮槽(320)、所述第二压轮槽(330)用于放置所述型材，

所述第一驱动机构(3)还包括第一滚轮组件(35)和第二滚轮组件(36)，所述第一滚轮组件(35)与所述第一压轮组件(32)啮合，所述第二滚轮组件(36)与所述第二压轮组件(33)啮合，所述第一滚轮组件(35)与所述第一压轮组件(32)之间、所述第二滚轮组件(36)与所述第二压轮组件(33)之间均形成供所述型材穿过的通道。

8.如权利要求7所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述第一压轮组件(32)包括第一轮轴(321)、第一压轮(322)、第二压轮(323)以及第一齿轮(324)，所述第一压轮(322)、所述第二压轮(323)以及所述第一齿轮(324)均连接于第一轮轴(321)，所述第一压轮槽(320)包括所述第一压轮(322)与所述第二压轮(323)之间的空间和所述第二压轮(323)与所述第一齿轮(324)之间的空间，

所述第二压轮组件(33)包括第二轮轴(331)、第三压轮(332)、第四压轮(333)以及第二齿轮(334)，所述第三压轮(332)、所述第四压轮(333)以及所述第二齿轮(334)均连接于所述第二轮轴(331)，所述第二压轮槽(330)包括所述第三压轮(332)与所述第四压轮(333)之间的空间和所述第四压轮(333)与所述第二齿轮(334)之间的空间。

9.如权利要求7所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述第一驱动机构(3)包括第一机壳(37)，所述第一压轮组件(32)和所述第二压轮组件(33)均设于所述第一机壳(37)内，所述第一机壳(37)的两端分别设有进口导向结构(371)和出口导向结构(372)，所述进口导向结构(371)设有第一进口(3711)，所述第一进口(3711)与所述型材的形状适配。

10.如权利要求1所述的非开挖螺旋缠绕装置，其特征在于，所述第二驱动机构(4)包括第二马达(41)、与所述第二马达(41)连接的第三压轮组件(42)以及与所述第三压轮组件(42)啮合的第三滚轮组件(43)，所述第二马达(41)带动所述第三压轮组件(42)转动，所述第三压轮组件(42)带动所述第三滚轮组件(43)转动，所述第三滚轮组件(43)与所述第三压轮组件(42)之间均形成供所述型材穿过的通道。