CN210087244U - 一种扩孔装置 - Google Patents

Abstract

一种扩孔装置，属于工程机械领域。扩孔装置包括扩孔器、旋转器、防护器。其中，扩孔器由扩张部至进攻部收缩延伸而呈锥形。旋转器包括相互转动连接的连接部和旋转部，且连接部结合于扩孔器的扩张部。防护器包括相互固定配合的覆盖件和拖拽件。其中，覆盖件以与扩孔器相对自由转动的方式被构造。拖拽件被构造来与施工件配合。拖拽件连接于旋转部并与旋转器一并包裹于覆盖件内，覆盖件的端部闭合于扩孔器的扩张部且能够相对于扩孔器转动。利用扩孔器可以方便地在扩孔时引导待施工设备，使施工周期缩短。

Description

一种扩孔装置

技术领域

本申请涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种扩孔装置。

背景技术

进行地下管线等铺设、更换或修复是钻探作业的重要应用之一，如何更好地在减少工程量的情况下施工是一个难题。因此，目前广泛采用扩孔技术进行地下设施的建设。然而，现有的扩孔技术中所使用设备普遍存在不便于扩孔的持续进行，地下设备的建设往往需要等待扩孔完毕才能进行。

实用新型内容

为改善、甚至解决上述的至少一个问题，本申请提出了一种扩孔装置。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种扩孔装置。

本申请示例中的扩孔装置用于扩张给定孔并引导施工件(如地下污水管)穿过扩张形成的孔。

扩孔装置包括扩孔器、旋转器以及防护器。扩孔器由扩张部至进攻部收缩延伸而呈锥形。旋转器包括相互转动连接的连接部和旋转部，且连接部结合于扩孔器的扩张部。防护器包括相互固定配合的覆盖件和拖拽件。其中，覆盖件以与扩孔器相对自由转动的方式被构造；拖拽件被构造来与施工件配合。拖拽件连接于旋转部并与旋转器一并包裹于覆盖件内。覆盖件的端部闭合于扩孔器的扩张部且能够相对于扩孔器转动。

由于扩孔器通过旋转器与和防护器连接，而防护器中的拖拽件能够与施工件连接。因此，扩孔器与施工件能够相互独立运动。即扩孔器转动和施工件能够同步转动；或扩孔器转动，施工件未转动；或施工件转动，扩孔器未转动。因此，在进行施工操作时，扩孔器转动以扩孔掘进，而施工件在可以不与扩孔器一同转动的情况下被拖拽件拉扯而向孔洞运动。同时，防护器的覆盖件还能够对扩孔器和施工件的连接部位进行防护，有效的阻止了泥土或者小石块掉落在扩孔器和污水管道之间的间隙处。

因此，基于该扩孔装置，扩孔和施工件能够同时进行，且施工件不会旋转而方便穿孔布置(放置旋转而打结或扭曲)，同时扩孔器和施工件之间形成一个相对封闭的空间，从而避免泥土、砂石等的干扰。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式中，拖拽件具有摩擦齿。可选地，摩擦齿呈环形布置以形成摩擦环。

拖拽件与施工件配合表面设置摩擦齿将有利于两者牢固和稳定连接。如果拖拽件的外表面(与施工件配合的表面相对的另一个表面)设置摩擦齿，则该摩擦齿与孔洞的壁之间具有一定的阻力，从而也能阻止施工件被拖拽运动的过程中发生意外的大幅度转动或扭转。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方中，拖拽件设有内螺纹。

拖拽件的内螺纹能够与施工件进行螺纹连接。这对于具有外螺纹的管件的施工件示例是有益的。由此，拖拽件与施工件可以通过螺纹连接，而具有可拆卸连接的功能，方便针对不同的施工件进行操作。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的实施方式中，覆盖件为管型结构，覆盖件包括可选地相互分离和配合的第一盖板和第二盖板。

覆盖件为管型且为两个部件—第一盖板和第二盖板—从而有利于覆盖件的施工设置。对于施工件不便移动和操作的情况，这样的覆盖件使用方便，对操作者的要求相对更低，有利于各种程度的操作者使用。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第四种可能的实施方式中，扩张部具有凹槽，覆盖件的端部结合于凹槽内。

扩张部设置的凹槽能够用于接纳覆盖件的端部。由此，扩孔器和施工件之间的间隙能够更好地被遮蔽和覆盖，从而在确保两者能够相对独立地运动(如转动)的同时还有效减小两者间的孔隙，以避免杂物干扰。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第五种可能的实施方中，凹槽内设置有滚珠，覆盖件与滚珠接触。

滚珠作为滚动结构，能够起到润滑作用。由此覆盖件与扩孔器之间的转动配合更稳定。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第六种可能的实施方式中，扩孔器设置流道和喷流口，流道穿过进攻部，流道与喷流口连通。

扩孔器设置流道和喷流口从而能够通过外部注入高压流体，而利用喷射的液体冲刷孔壁，起到清理、软化孔壁的作用，从而有利于扩孔器的顺利掘进和施工件的顺畅穿过。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第七种可能的实施方中，扩孔器的扩孔齿以凸棱和/或凸柱的方式构造。

扩孔齿以不同结构实施，从而具有不同类型的扩孔装置。由此，扩孔装置能够根据孔洞性质而对应被选择，从而有利于提高扩孔效率。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第八种可能的实施方中，凸柱设有喷孔，喷孔与流道连通。

凸柱的喷孔能够作为流道的流体输出通道，从而允许扩孔器转动掘进时对孔壁进行射流冲击，更利于扩孔装置的掘进。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第九种可能的实施方式中，扩孔装置包括环形件，拖拽件和旋转部分别活动连接于环形件。

环形件通过活动连接方式与拖拽件和旋转部相配合，由此，施工件与扩孔器之间具有相对灵活的活动空间，从而可以避免扩孔装置内部构件之间的局部应力过大，进而避免不同构件间的机械疲劳或损毁。

在以上实现过程中，本申请实施例提供的扩孔装置能够将施工件的布置和扩孔两个作业单元集成，从而通过一个作业单元完成需要分布完成的工作，有利于缩短作业周期。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中的扩孔装置的简化结构示意图；

图2示出了图1的扩孔装置中的扩孔器的结构示意图；

图3示出了图1中扩孔装置的覆盖件在第一视角的局部剖切的结构示意图；

图4示出了图1中扩孔装置的覆盖件在第二视角的局部剖切的结构示意图。

图标：100-扩孔装置；101-扩孔器；102-防护器；1021-拖拽件；1022-覆盖件；103-旋转器；1011-进攻部；1012-扩张部；1013-扩孔齿；1023-筒形部；1024-锥形部。

具体实施方式

在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

通过不开挖或少开挖地表的方式进行铺装(更换或修复)地下管线的施工新技术又称为非开挖技术。通常地，在进行管道的水平穿越障碍物时，往往需要多次扩孔以使孔径达到管道外径或更大的尺寸。但是，过大的孔径容易造成孔壁坍缩，从而导致管道的穿越难以实施。由此，施工难以顺利进行，浪费时间又增加施工成本。

有鉴于此，发明人提出了一种扩孔用设备，能够较好地避免以上问题的出现。

示例中，该设备以扩孔装置的形式被提出。该扩孔装置在使用过程中，扩孔时的孔洞上方掉落的泥土或者小石块被阻止在扩孔器和污水管道连接的间隙处，以便污水管道正常跟随扩孔器一起运动(例如，扩孔器转动，污水管道平动)而穿孔。

大体上而言，示例中的扩孔装置主要包括三部分，分别为扩孔器、旋转器以及防护器。其中，扩孔器主要用于通过转动和掘进而进行扩孔操作。旋转器主要提供分动作用(例如作为分动器使用)，以允许不同的部件分别运动。例如，旋转器允许扩孔器和地下污水管道相对独立。由此，扩孔器能够回转运动，地下污水管道可以沿轴向线性运动。防护器则可以对扩孔器和地下污水管道之间的连接部位或结构起到防护作用。换言之，扩孔装置的外形从整体结构上而言，类似于一个柱状结构，且具有分动的不同部分。由此，扩孔器被拖拽和旋转的同时，还可以牵引地下污水管道穿越扩张形成的孔道。即扩孔装置用于扩张给定孔并引导施工件穿过扩张形成的孔。

以下将结合附图(图1至图4)对是示例中的具有扩孔器101、旋转器103以及防护器102的扩孔装置100进行详细的说明。扩孔装置100的整体结构由图1示出。

其中，扩孔器101可以采用发明人已知的设备。

参阅图2，扩孔器101大体上呈锥形结构，因此扩孔器101由扩张部1012至进攻部1011收缩延伸而成。进攻部1011用于预先钻进待扩径的孔，并且随着转动和拖拽作用力而使已有孔扩径。例如，在一些示例中，扩孔器101旋转和掘进的动力由钻机提供。钻机通过钻杆与扩孔器101连接。例如，钻杆与扩孔器101的进攻部1011连接(如螺纹连接、铁箍绑定连接、夹板连接等等)。扩孔器101在转动和拖拽力的作用下，使孔壁被挤压和剥落而达到扩大孔径的效果。

为了使孔壁的扩张和扩孔器101的掘进更顺利地进行扩孔器101设置流道和喷流口(图未绘示)，且流道与喷流口连通。由此，流道和喷流口构成流体通路。因此，通过流体通道输送高压液体流可以对孔壁进行冲刷、软化，从而利于扩孔器101掘进、扩孔。本申请示例中，流道穿过进攻部1011。因此，钻机的钻杆连接于进攻部1011的情况下，通过钻杆即可完成流体输送。

另外，作为一种辅助性的结构，扩孔器101具有如图2所示的扩孔齿1013，从而在转动时起到剖切、刮铲、挤压孔壁。基于不同的需求，扩孔齿1013具有不同的表现形式。例如，扩孔齿1013为凸棱、凸柱的方式构造；或者两者的组合。其中，凸棱例如是直线型结构(三棱柱、四棱柱、圆柱棱等等)或曲线型结构(如S形棱、V形棱，或弧形等)。凸柱例如是为球形、半球形、三角锥，或者具有斜面(作为切屑刃)的圆柱、棱柱等等。

基于上述的扩孔齿1013结构，示例中还可以根据功能布置其它构件。例如，凸柱设有喷孔，且喷孔与流道连通。扩孔齿1013作为扩孔装置100扩孔的主要构件之一，通过其喷发射流而冲刷孔壁能够起到更好的剥离和软化孔壁泥土的作用，或使孔壁更加光滑。

进一步地，作为扩孔器101与防护器102(如图3和图4所示)配合的结构，扩孔器101的扩张部1012具有凹槽，而覆盖件1022的端部结合于凹槽内。例如，覆盖件1022的端部插入到凹槽内。且凹槽的宽度例如略大于该端部的厚度。由此，覆盖件1022的端部能够在凹槽内运动而不至于发生卡顿等情况。更进一步地，凹槽内设置有滚珠，覆盖件1022与滚珠接触。滚珠通过滚动起到润滑作用，利于覆盖件1022转动。滚珠可以是通过将球体嵌入到扩孔器101表面并露出部分而实现。或者滚珠是有滚珠轴承提供。

旋转器103用于提供分动的效果，换言之，通过旋转器103扩孔器101和地下污水管道能够相对独立地运动。因此，旋转器103例如可以采用分动器。一些可选的具体方案中，旋转器103包括平面板、轴承以及转动杆，参阅图1和图2。平面板设置通孔且通孔内安装上述轴承，平面板通过螺栓或铆钉等连接于扩孔器101的扩张部1012(或其端面)。转动杆的一端过盈配合于轴承孔，而转动杆的另一端形成U型的叉状结构或棒状结构，以便与后续提起的防滑器的拖拽件1021连接。或者，旋转器103为以万向节或球头轴承等等。

从功能化的结构上区分旋转器103，其包括相互转动连接的连接部和旋转部。根据前述的旋转器103的实现方式，连接部和旋转部在一些示例中以枢转连接(具有一个固定的回转/旋转轴线)的方式配合，例如前述的具有平面板、轴承以及转动杆的示例。在另一些示例中，连接部和旋转部以自由活动的方式配合，例如万向节、球头轴承等。在这样的示例中，连接部和旋转部具有多个转动轴线。对于万向节的示例而言，万向节的两个连接臂分别为连接部和旋转部。在平面板、轴承以及转动杆构成的旋转器103示例中，平面板被认为是连接部，转动杆被认为是旋转部。因此，旋转器103连接于扩孔器101的方式例如是通过作为连接部的平面板螺栓连接等方式固定在扩孔器101的扩张部1012(端面，且以面面贴合的方式)。

如前述旋转器103以各种适当的方式与扩孔器101连接，即通过连接部与扩孔器101连接。同时，旋转器103还以旋转部与待设置的施工件(如线缆、管道/地下污水管道等)连接。另一些示例中，旋转器103的旋转部通过中间件与施工件连接。该中间件例如是包含于防护器102的拖拽件1021。应当理解的是，当旋转器103通过中间件与地下污水管连接时，中间件(如拖拽件1021)的两端分别旋转器103的旋转部和地下污水管连接。

此外，基于额外的功能需要，扩孔装置100包括环形件，拖拽件1021和旋转部分别活动连接于环形件。换言之，环形件作为拖拽件1021和旋转器103之间的转接部件。环形件例如是圆钢(如直径18毫米)或钢条等弯曲焊接构成的圆环。在利用环形件时，其可以通过卸扣与旋转器103的旋转部、拖拽件1021连接。通过卸扣和环形件的使用，旋转器103与拖拽件1021的连接部位相对灵活，能够在一定的范围内相对灵活地运动，从而对于扩展出的孔与待安装的地下污水管的相对位置存在一定的偏差或偏移时也能够进行施工，而不至使管道被斜向(偏离轴向)拖拽损坏。

基于上述结构，扩孔器101和旋转器103配合连接。由于扩孔器101和地下污水管需要穿过扩展构成的孔，因此，两者的外边缘轮廓相对一致。而相对于孔径的尺寸，旋转器103通常是相对更小的。那么，旋转器103部分则可能被扩孔过程中被泥土、砂石、瓦砾等杂物所阻碍、干扰。由此，扩孔装置100通过防护器102使旋转器103被隔离，从而对旋转器103起到保护作用。

示例中，防护器102包括相互固定配合的覆盖件1022和拖拽件1021。覆盖件1022与拖拽件1021例如通过焊接、螺栓连接或者铆接等方式相互固定连接。其中，覆盖件1022以与扩孔器101相对自由转动的方式被构造；拖拽件1021被构造来与施工件配合。拖拽件1021的两端分别与前述的旋转器103(或环形件)、地下污水管道连接，且如前述与旋转器103一并包裹于覆盖件1022内。覆盖件1022的端部闭合于扩孔器101的扩张部1012且能够相对于扩孔器101转动。基于此，覆盖件1022构成扩孔器101和地下污水管之间的中间部件，覆盖件1022的内部的相对独立空间囊括拖拽件1021、环形件、旋转器103及其涉及的连接部分等。

位于内部的拖拽件1021根据要求可以不同的方式呈现。例如圆柱筒或锥形筒等等。示例中，拖拽件1021包括一体成型的锥形部1024和筒形部1023。其中，筒形部1023与地下污水管道连接，锥形部1024与环形件连接。筒形部1023与管道连接例如通过螺纹、焊接等方式实施；锥形部1024设置通孔并通过卸扣与环形件连接。进一步地，筒形结构的拖拽件1021设置摩擦齿，以增强与管道连接稳定性或与孔壁的相对位置的稳定。根据不同场景，拖拽件1021具有的摩擦齿可以成散列或行列等形式布置，或者也可以呈环形布置以形成摩擦环。在摩擦齿之外，拖拽件1021也可设内螺纹以便与管道连接。

位于外部的覆盖件1022也根据要求可以不同的方式呈现。例如，覆盖件1022为筒形、管型结构等等结构。示例中，覆盖件1022包括可选地相互分离和配合的第一盖板和第二盖板。第一盖板和第二盖板例如是通过卡箍捆绑固定或者通过设置通孔并用螺栓配合连接。

为了便于本领域技术人员理解和实施本申请示例中的扩孔装置100，以下结合功能和结构对装置进行简述。

扩孔该装置包括：扩孔器101、拖管头(示例中的拖拽件1021)、盖板(示例中的覆盖件1022)、分动器(如旋转器103)、连接环。其中托管头与盖板共同组合构成防护器102，分动器构成旋转器103。扩孔装置100与地下污水管、钻机的钻杆配合。各部件的配合方式如下：

扩孔器101的前端(进攻部1011)与钻杆连接，钻杆与钻机传动连接，被钻机驱动的钻杆带动扩孔器101旋转。钻杆为中空，液体物质(清水或者泥水)通过中空的钻杆进入到扩孔器101中。扩孔器101上设置有多个喷口，液体物质通过喷口排出。其作用是湿润扩孔器101周围的泥土，从而减少扩孔器101前进的阻力。

扩孔器101的尾端与分动器的一部分(连接部)固定，分动器的另一部分(旋转部)不随扩孔器101旋转。

连接环连接分动器(示例中为旋转部)和拖管头(示例中为拖拽件1021)。

污水管道固定设置在拖管头。

盖板由两个半圆形的金属板组成，或者盖板也可以是圆环形，其覆盖在扩孔器101和拖管头之间的间隙上，盖板通过螺丝可拆卸式的连接在扩孔器101上。

大体上而言，扩孔装置100结构简单，在扩孔的过程中，孔洞上方容易掉落泥土或者小石块不会填充到扩孔器101和污水管道连接的间隙处(有效地阻止泥土或者小石块掉落在扩孔器101和污水管道之间的间隙处)，从而确保污水管道能正常地跟随扩孔器101一起运动。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩孔装置，用于扩张给定孔并引导施工件穿过扩张形成的孔，其特征在于，所述扩孔装置包括：

扩孔器，所述扩孔器由扩张部至进攻部收缩延伸而呈锥形；

旋转器，包括相互转动连接的连接部和旋转部，所述连接部结合于所述扩孔器的扩张部；

防护器，包括相互固定配合的覆盖件和拖拽件，所述覆盖件以与所述扩孔器相对自由转动的方式被构造，所述拖拽件被构造来与所述施工件配合；

所述拖拽件连接于所述旋转部并与所述旋转器一并包裹于所述覆盖件内，所述覆盖件的端部闭合于所述扩孔器的扩张部且能够相对于所述扩孔器转动。

2.根据权利要求1所述的扩孔装置，其特征在于，所述拖拽件具有摩擦齿；或者，所述摩擦齿呈环形布置以形成摩擦环。

3.根据权利要求1或2所述的扩孔装置，其特征在于，所述拖拽件设有内螺纹。

4.根据权利要求1所述的扩孔装置，其特征在于，所述覆盖件为管型结构，所述覆盖件包括可选地相互分离和配合的第一盖板和第二盖板。

5.根据权利要求1所述的扩孔装置，其特征在于，所述扩张部具有凹槽，所述覆盖件的端部结合于所述凹槽内。

6.根据权利要求5所述的扩孔装置，其特征在于，所述凹槽内设置有滚珠，所述覆盖件与所述滚珠接触。

7.根据权利要求1所述的扩孔装置，其特征在于，所述扩孔器设置流道和喷流口，所述流道穿过所述进攻部，所述流道与所述喷流口连通。

8.根据权利要求7所述的扩孔装置，其特征在于，所述扩孔器的扩孔齿以凸棱和/或凸柱的方式构造。

9.根据权利要求8所述的扩孔装置，其特征在于，所述凸柱设有喷孔，所述喷孔与所述流道连通。

10.根据权利要求1所述的扩孔装置，其特征在于，所述扩孔装置包括环形件，所述拖拽件和所述旋转部分别活动连接于所述环形件。

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