CN218935484U - 一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置。该辅助装置用于将钢质管道中的待安装管道与基准管道进行连接，包括：支撑本体和导向机构；支撑本体有多个，多个支撑本体沿基准管道的延伸方向并列布置，且至少一个支撑本体位于基准管道的尾部下方，至少两个支撑本体均位于待安装管道下方；相邻两个支撑本体之间通过导向机构连接，以使多个支撑本体同轴。利用该辅助装置可以有效的克服矿井管道安装过程中长时间的肩扛手抬的弊端，实现矿井管道的法兰连接的机械化作业，极大的降低了工人的劳动强度，保障了工人的施工安全；且该辅助装置无电力等复杂元件，各机构之间通过机械方式连接，结构简单，极易拆卸组装，占地面积小，制作成本低。

Description

一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置

技术领域

本申请涉及矿井管道安装技术领域，特别涉及一种井下钢质管道快速安装的辅助装置。

背景技术

为满足地下矿山开采时各类媒介的实时输送需要，通常在井巷中铺设不同钢质管道将采场或者掘进工作面与地表进行连通。因此，巷道帮壁上往往吊挂大量的用于压风、供水、排水、充填、灌浆和瓦斯抽采的圆形钢管等。随着采矿或掘进工程的进行，上述各类管道需要频繁的进行逐节安装和拆卸，管道拆装成为一项极其重要的工作，且管道拆装的效率和质量已经成为影响矿山安全高效开采的重要因素。

目前，矿山井下管道普遍为无缝钢管，单节长度约为10米，相邻管道之间采用法兰进行连接，每节管道两端均焊接有法兰，法兰之间放置密封垫并采用螺栓螺母借助手持电钻进行紧固。现场进行管道安装时，多由人工肩扛手抬或手拉葫芦亦或铁丝吊挂的人工方式进行法兰孔对准，安装过程中很难将两法兰的螺丝孔进行快速精准对接，特别是在斜巷中，因而作业人员需要反复摇摆或旋转待安装的管道，安装作业时间往往较长且劳动强度非常大。此外，人工手动操作还极易造成人员碰伤，安全风险很大。

因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请提供一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，用于将钢质管道中的待安装管道与基准管道进行连接；包括：支撑本体和导向机构；所述支撑本体有多个，多个所述支撑本体沿所述基准管道的延伸方向并列布置，且至少一个所述支撑本体位于所述基准管道的尾部下方，至少两个所述支撑本体均位于所述待安装管道下方；相邻两个所述支撑本体之间通过所述导向机构连接，以使多个所述支撑本体同轴；所述支撑本体包括：支撑机构、升降机构、调斜机构、滑动机构；所述支撑机构布置于所述钢质管道下方靠近巷帮的底板上；所述升降机构包括：液压千斤顶和销接耳，所述液压千斤顶的下端连接于所述支撑机构的上端，所述液压千斤顶的侧壁上安装所述销接耳；所述销接耳与所述导向机构的端部连接；所述调斜机构包括：滑动盘和基座，所述滑动盘固定连接于所述液压千斤顶的上端，所述滑动盘上设有环形滑槽；所述基座滑动安装于所述环形滑槽中，能够沿所述环形滑槽移动，所述基座的上端设有定位凸台；所述滑动机构包括：变曲率弧形板和定位板，所述定位板的底面设有与所述定位凸台适配连接的定位凹槽，所述定位板的顶面连接所述变曲率弧形板，所述变曲率弧形板的弧形面支撑所述钢质管道的外表面。

优选的，所述支撑机构包括：三脚架、支撑底盘、螺纹柱和水准仪，所述三脚架安装于所述支撑底盘的下表面，所述螺纹柱安装于所述支撑底盘的上表面；所述水准仪安装于所述支撑底盘的上表面的边缘，用于调整所述支撑底盘的端面水平。

优选的，所述液压千斤顶的底部沿轴线方向设有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔与所述螺纹柱相适配。

优选的，每个所述液压千斤顶的外侧壁安装有两个所述销接耳，两个所述销接耳对称布置。

优选的，所述滑动盘的横截面为半圆形，所述滑动盘的底面固定连接于所述液压千斤顶的上端；所述滑动盘的两端对称设有环形滑槽；对应的，所述基座的下端设有与所述环形滑槽相适配的环形滑轨，以使所述基座能够沿所述环形滑槽进行环向滑动。

优选的，所述基座的环向滑动的范围为[-90°，90°]。

优选的，所述液压千斤顶对所述钢质管道进行上下移动调节的范围为[0.01，0.3]米。

优选的，所述定位凸台上设有第一销接孔，所述第一销接孔的轴线方向与所述定位凸台634的延伸方向垂直；对应的，所述定位板上设有与所述第一销接孔相适配的第二销接孔，所述第二销接孔贯穿所述定位凹槽的两侧。

优选的，所述变曲率弧形板包括：内弧形板和外弧形板，所述内弧形板和所述外弧形板上均设有相配合的凹孔，所述凹孔内安装有滚珠；所述滚珠凸出所述内弧形板的弧形面。

优选的，所述导向机构包括：导向杆、内丝管和销环，所述导向杆有两根，两根所述导向杆分别螺纹连接于所述内丝管的两端，所述导向杆上远离所述内丝管的一端安装所述销环，所述销环与所述销接耳适配连接。

有益效果：

本申请提供的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，用于将钢质管道中的待安装管道与基准管道进行连接；该辅助装置中，支撑本体有多个，多个支撑本体沿基准管道的延伸方向并列布置；且至少一个支撑本体位于基准管道的尾部下方，至少两个支撑本体位于待安装管道下方；相邻两个支撑本体之间通过导向机构连接，以使多个支撑本体同轴。

在该辅助装置中，支撑本体包括：支撑机构、升降机构、调斜机构和滑动机构；支撑机构不至于钢质管道下方靠近巷帮的底板上；升降机构包括：液压千斤顶和销接耳，液压千斤顶的下端连接于支撑机构的上端，液压千斤顶的侧壁上安装销接耳；销接耳与导向机构的端部连接；调斜机构包括：滑动盘和基座，滑动盘固定连接于液压千斤顶的上端，滑动盘上设有环形滑槽，基座滑动安装于环形滑槽中，能够沿环形滑槽移动，基座的上端设有定位凸台；滑动机构包括：变曲率弧形板和定位板，定位板的底面设有与定位凸台适配连接的定位凹槽，定位板的顶面连接变曲率弧形板，变曲率弧形板的弧形面支撑钢质管道的外表面。

利用该辅助装置可以有效的克服矿井管道安装过程中长时间的肩扛手抬的弊端，实现矿井管道的法兰连接的机械化作业，极大的降低了工人的劳动强度，保障了工人的施工安全；且该辅助装置无电力等复杂元件，各机构之间通过机械方式连接，结构简单，极易拆卸组装，占地面积小，制作成本低。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：

图1为根据本申请的一些实施例提供的一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置的结构示意图；

图2为根据本申请的一些实施例提供的支撑机构的结构示意图；

图3为根据本申请的一些实施例提供的升降机构的结构示意图；

图4为根据本申请的一些实施例提供的调斜机构的结构示意图；

图5为根据本申请的一些实施例提供的调斜机构的装配示意图；

图6为根据本申请的一些实施例提供的基座的结构示意图；

图7为根据本申请的一些实施例提供的滑动盘的结构示意图；

图8为根据本申请的一些实施例提供的滑动机构的结构示意图；

图9为根据本申请的一些实施例提供的变曲率弧形板的结构示意图；

图10为根据本申请的一些实施例提供的导向机构的结构示意图。

附图标记说明：

1、待安装管道1；2、法兰；3、法兰连接孔；4、基准管道；5、螺栓螺母；6、辅助装置；61、支撑机构；611、三脚架；612、支撑底盘；613、螺纹柱；614、水准仪；62、升降机构；621、液压千斤顶；622、销接耳；623、螺纹盲孔；63、调斜机构；631、基座；632、滑动盘；6321、角度刻度线；6322、环形滑槽；633、锁定孔；634、定位凸台；635、第一销接孔；64、滑动机构；641、变曲率弧形板；642、滚珠；643、定位凹槽；644、第二销接孔；65、导向机构；651、导向杆；652、内丝管；653、销环。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。各个示例通过本申请的解释的方式提供而非限制本申请。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本申请的范围或精神的情况下，可在本申请中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本申请包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

申请人研究发现，目前，在对井下管道进行安装时，有的通过将管道两端的法兰盘设计为活动结构，来方便管道的旋转、对接安装，但是很难保证管道的密封性，且仍然需要肩扛手抬等高强度的人工作业；还有针对巷道顶板安装管路的升降平台或装置进行安装，但这种平台或装置需要基于滚轮或无轨胶轮设备的行走平台，不仅占地面积大，而且对底部不平整的巷道和斜巷的适应性很差，对普遍挂在巷帮墙位置管道的安装并不适用；还有通过煤矿井下安装机器人，依靠机械手及作业平台进行管路的夹持、举升、对接等，来代替人工进行井下管路安装作业，实现减人高效和安全作业，但是煤矿井下安装机器人的投入和体积较大，难以被矿山推广应用。

基于此，针对现有技术难以安全、高效、经济和低劳动强度地对井下法兰管道进行快速安装，申请人提供了一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，该辅助装置能够适应并支撑不同倾角、尺寸及安装高度的矿井管道，能够实现待安装管道的自由旋转和上下左右移动，轻松调节待安装管道1的空间位置，达到矿井管道的法兰口的快速、安全对接的目的，极大的减轻了作业人员的劳动强度，而且该用于井下钢质管道快速安装的辅助装置结构简单、拆装方便、成本低廉、作业安全、能够为井下管道的安全高效拆装提供保障。

该用于井下钢质管道快速安装的辅助装置用于将钢质管道中的待安装管道1与基准管道进行连接；该辅助装置包括：支撑本体和导向机构；所述支撑本体有多个，多个所述支撑本体沿所述基准管道的延伸方向并列布置，且至少一个所述支撑本体位于所述基准管道的尾部，至少两个所述支撑本体均位于所述待安装管道1下；相邻两个所述支撑本体之间通过所述导向机构连接，以使多个所述支撑本体同轴。

如图1至图10所示，该用于井下钢质管道快速安装的辅助装置6包括：支撑机构61、升降机构62、调斜机构63和滑动机构64；支撑机构61布置于钢质管道下方靠近巷帮的底板上；升降机构62包括：液压千斤顶621和销接耳622，液压千斤顶621的下端连接于支撑机构61的上端，液压千斤顶621的侧壁上安装销接耳622；销接耳622与导向机构65的端部连接；调斜机构63包括：滑动盘632和基座631，滑动盘632固定连接于液压千斤顶621的上端，滑动盘632上设有环形滑槽6322；基座631滑动安装于环形滑槽6322中，能够沿环形滑槽6322移动，基座631的上端设有定位凸台634；滑动机构64包括：变曲率弧形板641和定位板，定位板的底面设有与定位凸台634适配连接的定位凹槽643，定位板的顶面连接变曲率弧形板641，变曲率弧形板641的弧形面支撑钢质管道的外表面。

本申请中，定义钢质管道的延伸方向为长度方向，水平面内与钢质管道的延伸方向垂直的方向定义为深度方向。也就是说，多个支撑本体沿长度方向并列布置，导向杆651沿长度方向具有一定的移动行程，使得能够实现待安装管道1与水平管道之间长度方向的间隙调节以及轴向同轴；环形滑槽6322位于垂直平面内，使得基座631可以在垂直平面内进行环向滑动，调整待安装管道1与基准管道4之间的相对倾角。

进一步的，支撑机构61包括：三脚架611、支撑底盘612、螺纹柱613和水准仪614，三脚架611安装于支撑底盘612的下表面，螺纹柱613安装于支撑底盘612的上表面；水准仪614安装于支撑底盘612的上表面的边缘，用于调整支撑底盘612的端面水平。本申请中，螺纹柱613沿支撑底盘612的轴线方向布置，可以通过固定连接(焊接、铆接)方式与支撑底盘612连接，也可以通过可拆卸连接(螺纹连接、卡接)方式与支撑底盘612连接。

水准仪614固定安装在支撑底盘612的上表面的边缘，在操作过程中，通过水准仪614观测支撑底盘612是否安装水平，如果未水平，则通过调节三脚架611的伸缩，对支撑底盘612的上端面进行调平，以减小待安装管道1与基准管道4的安装误差。

本申请中，支撑底盘612为圆形板状结构，水准仪614为圆形，直径为[1，3]厘米。水准仪614在支撑底盘612上安装时，可在支撑底盘612的上表面开设圆形盲孔，将水准仪614嵌入在圆形盲孔中，极大的提高水准仪614的安装拆卸便利性。

通过水准仪614来判断三脚架611放置过程中，支撑底盘612是否平整，在本申请中，三脚架611的高度调节范围为[0.4，1.5]米，采用金属材质，三脚架611的每一根架腿均可进行收缩、固定，以适应巷道不同的底板条件。

进一步的，液压千斤顶621的底部沿轴线方向设有螺纹盲孔623，螺纹盲孔623与螺纹柱613相适配。在此，螺纹柱613的直径为[3，5]厘米，高度为[5，8]厘米。在此，螺纹柱613的高度指螺纹柱613伸出支撑底盘612的上端面的长度，以保证螺纹柱613与液压千斤顶621的连接可靠。

本申请中，液压千斤顶621底部的螺纹盲孔623的深度为[8，10]厘米，通过液压千斤顶621沿上下方向对钢质管道的高度进行调节，其中，高度调节幅度的范围为[0.01，0.3]米；通过多组支撑主体中液压千斤顶621实现基准管道4与待安装管道的法兰2在竖直方向上对齐。

在一些可选实施例中，每个液压千斤顶621的外侧壁安装有两个销接耳622，两个销接耳622对称布置，利用销接耳622连接导向机构65，使多个支撑主体沿长度方向形成一个整体；利用导向机构65沿长度方向的调整,实现待安装管道1与基准管道4的法兰2之间的间隙(长度方向)调整。

本申请中，如图4至图7所示，滑动盘632的横截面为半圆形，滑动盘632的底面固定连接于液压千斤顶621的上端；滑动盘632的两端对称设有环形滑槽6322；对应的，基座631的下端设有与环形滑槽6322相适配的环形滑轨，以使基座631能够沿环形滑槽6322进行环向滑动。进一步的，基座631的环向滑动的范围为[-90°，90°]。

通过环形滑轨嵌接在滑动盘632的环形滑槽6322中，基座631可以在环形滑槽6322上沿环向滑动，以实现对待安装管道1与基准管道4之间的相对倾角的调整。在滑动盘632上，沿环形滑槽6322还刻有角度刻度线6321，对基座631环向滑动的角度进行确定。在基座631上，沿深度方向设有锁定孔633，锁定孔633贯通至环向滑槽，当基座631环向滑动到适当位置后，通过锁定孔633中的紧固螺钉拧紧，顶紧环向滑槽的侧面，将基座631固定，锁死在滑动盘632上。

本申请中，基座631的顶面沿深度方向设有定位凸台634，定位凸台634的横截面为矩形；对应的，定位板上沿深度方向延伸的定位凹槽643为冖字形。其中，矩形的定位凸台634的长(深度方向)、宽(长度方向)、高尺寸分别为[10，20]厘米、[5，15]厘米、[8，10]厘米。

在定位凸台634上设有第一销接孔635，其中，第一销接孔635的轴线方向与定位凸台634的延伸方向垂直；对应的，定位板上设有与第一销接孔635相适配的第二销接孔644，第二销接孔贯穿定位凹槽643的两侧。也就是说，第一销接孔635、第二销接孔644沿长度方向设置，且第一销接孔635贯通矩形的定位凸台634的两侧面；第二销接孔644贯通水平滑槽的两外侧面。在待安装管道1沿深度方向的调节到位后，利用固定销穿过第一销接孔635、第二销接孔644实现将基座631与定位板的固定。在此，需要说明的是，第一销接孔635、第二销接孔644均为为圆孔，以此通过固定销对定位凸台634与定位板的固定连接，实现部件之间的快速拆装。

在一些可选实施例中，如图8、图9所示，变曲率弧形板641包括：内弧形板和外弧形板，内弧形板和外弧形板上均设有相配合的凹孔，凹孔内安装有滚珠；所述滚珠凸出所述内弧形板的弧形面。具体的，外弧形板的外表面焊接在定位板的上表面，内弧形板与外弧形板的两端分别设有相配合的螺栓孔，滚珠安装后，通过紧固件将内弧形板与外弧形板进行连接。

本申请中，变曲率弧形板641的厚度范围为[3，5]厘米，内表面(弧形面)镶嵌滚珠642，滚珠642的直径为[5，20]毫米,滚珠642间距为[2，5]厘米，以此实现不同直径的钢质管路的自由滚动和转动。

本申请中，导向机构65包括：导向杆651、内丝管652和销环653，导向杆651有两根，两根导向杆651分别螺纹连接于内丝管652的两端，导向杆651上远离内丝管652的一端安装销环653，销环653与销接耳622适配连接。具体的，导向杆651的直径为[5，8]厘米，在导向杆651的端部外表面设有外螺纹，其中，两根导向杆651上的螺纹旋转方向相反，分别通过顺时针和逆时针旋转连接内丝管652，实现导向机构65的伸长和缩短。导向杆651端部的销环653通过销轴连接于销接耳622上，保证三个支撑主体同轴，籍而，保证了基准管道4与待安装管道1的法兰2在水平方向上的对齐。

本申请的辅助装置6在使用时，首先，将各个支撑主体进行组装，组装完成后，采用角度仪测量基准管道4的倾角，并基于该倾角调节固定各支撑主体中基座631的位置，满足滑动机构64中的变曲率弧形板641以垂直角度支撑钢质管道；其次，将一支撑主体置于基准管道4尾部正下方巷道底板上，借助其上的水准仪614调节三角支架并调整液压千斤顶621使其接触支撑基准管道4尾部；然后，以同样的方法将另外两个支撑主体置于待安装管道1的巷道底板预定位置，在各支撑主体之间通过导向机构65连接，并调整三脚架611使导向机构65倾角与基准管道4倾角一致；最后，将待安装管道1架设在后两个支撑主体上并同步调整液压千斤顶621，使待安装管道1和基准管道4在同一轴线上，移动和转动坐落在带滚珠642的变曲率弧形板641上的待安装管道1，对待安装管道1和基准管道4的法兰连接孔3对齐，在两法兰2之间放入密封垫后，采用紧固组件(螺栓螺母5)进行拧紧固定。

本申请的三脚架611和液压千斤顶621可以对辅助装置6的高度进行调整，调斜机构63可以匹配不同安装倾角的钢质管道，变曲率弧形板641可以适应不同直径的管道，对平巷和斜巷中不同位置、不同类型管道的安装均具有较强的适用性。

利用本申请的辅助装置6可以有效的克服矿井管道安装过程中长时间的肩扛手抬的弊端，实现矿井管道的法兰2连接的机械化作业，极大的降低了工人的劳动强度，保障了工人的施工安全；且该辅助装置6无电力等复杂元件，各机构之间通过机械方式连接，结构简单，极易拆卸组装，占地面积小，制作成本低。

以上所述仅为本申请的优选实施例，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)

1.一种用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，用于将钢质管道中的待安装管道与基准管道进行连接；其特征在于，包括：支撑本体和导向机构；所述支撑本体有多个，多个所述支撑本体沿所述基准管道的延伸方向并列布置，且至少一个所述支撑本体位于所述基准管道的尾部下方，至少两个所述支撑本体均位于所述待安装管道下方；相邻两个所述支撑本体之间通过所述导向机构连接，以使多个所述支撑本体同轴；

所述支撑本体包括：支撑机构、升降机构、调斜机构、滑动机构；

所述支撑机构布置于所述钢质管道下方靠近巷帮的底板上；

所述升降机构包括：液压千斤顶和销接耳，所述液压千斤顶的下端连接于所述支撑机构的上端，所述液压千斤顶的侧壁上安装所述销接耳；所述销接耳与所述导向机构的端部连接；

所述调斜机构包括：滑动盘和基座，所述滑动盘固定连接于所述液压千斤顶的上端，所述滑动盘上设有环形滑槽；所述基座滑动安装于所述环形滑槽中，能够沿所述环形滑槽移动，所述基座的上端设有定位凸台；

所述滑动机构包括：变曲率弧形板和定位板，所述定位板的底面设有与所述定位凸台适配连接的定位凹槽，所述定位板的顶面连接所述变曲率弧形板，所述变曲率弧形板的弧形面支撑所述钢质管道的外表面。

2.根据权利要求1所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述支撑机构包括：三脚架、支撑底盘、螺纹柱和水准仪，所述三脚架安装于所述支撑底盘的下表面，所述螺纹柱安装于所述支撑底盘的上表面；所述水准仪安装于所述支撑底盘的上表面的边缘，用于调整所述支撑底盘的端面水平。

3.根据权利要求2所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述液压千斤顶的底部沿轴线方向设有螺纹盲孔，所述螺纹盲孔与所述螺纹柱相适配。

4.根据权利要求1所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，每个所述液压千斤顶的外侧壁安装有两个所述销接耳，两个所述销接耳对称布置。

5.根据权利要求1所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述滑动盘的横截面为半圆形，所述滑动盘的底面固定连接于所述液压千斤顶的上端；所述滑动盘的两端对称设有环形滑槽；

对应的，

所述基座的下端设有与所述环形滑槽相适配的环形滑轨，以使所述基座能够沿所述环形滑槽进行环向滑动。

6.根据权利要求5所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述基座的环向滑动的范围为[-90°，90°]。

7.根据权利要求1所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述液压千斤顶对所述钢质管道进行上下移动调节的范围为[0.01，0.3]米。

8.根据权利要求1所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述定位凸台上设有第一销接孔，所述第一销接孔的轴线方向与所述定位凸台的延伸方向垂直；

对应的，

所述定位板上设有与所述第一销接孔相适配的第二销接孔，所述第二销接孔贯穿所述定位凹槽的两侧。

9.根据权利要求1所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述变曲率弧形板包括：内弧形板和外弧形板，所述内弧形板和所述外弧形板上均设有相配合的凹孔，所述凹孔内安装有滚珠；所述滚珠凸出所述内弧形板的弧形面。

10.根据权利要求1-9任一所述的用于井下钢质管道快速安装的辅助装置，其特征在于，所述导向机构包括：导向杆、内丝管和销环，所述导向杆有两根，两根所述导向杆分别螺纹连接于所述内丝管的两端，所述导向杆上远离所述内丝管的一端安装所述销环，所述销环与所述销接耳适配连接。

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