一种齿条式推管机的制作方法

专利2026-05-16  7


本技术涉及管道铺设设备,具体涉及一种齿条式推管机。


背景技术:

1、管道运输是现代三大运输方式之一,由于其效率高、成本低、占地少、不易受环境影响等优势,在能源供应、石油化工和居民生活系统中的应用越来越广泛,是现代城市的生命线。水平定向钻技术是当前国内外管道铺设运用最为广泛的技术,但是,在定向钻穿越回拖过程中,由于地质的复杂性及钻杆所能承受的额定拉力等因素的影响,仍然存在诸多限制,在大口径、长距离、复杂地质河流的水平定向穿越中,易发生堵卡钻、钻杆断脱等问题。针对以上现状,德国海瑞克结合微型隧道施工和水平定向钻两项技术的特点提出了直接铺管法,直接铺管法是目前比较先进的管道铺设方法,是一种新型的非开挖管道施工技术,具有施工占地少、速度快、可回退。直接铺管法可以将预制的管道铺设在单个连续的管道中在推力装置“推管机”的帮助下,进入地面工作。然而,以上推管机采用长行程、大推力的液压缸直接进行推管,这样的液压缸具有较大的制造难度和较高的制造成本,且在定向钻穿越过程中依然存在不足,例如推管机设备较大造成施工场地较大、地基开挖较深破坏环境且设备费用较高、管道直径有限(针对较大直径需配备较大的配套隧道掘进机从而造成高额费用)等问题;而较小的推管机却面临着穿越长度有限、推力不足、管道埋设不能太深等问题;特别是管道铺设的不连续性极大程度上影响了施工过程,使得推管机在始发、停止、再启动时需要较大的启动力,进而容易因轨迹弯曲或者落物等问题造成管道遇卡。

2、现有技术中,专利公告号cn110529658a公开一种齿条式推管机,包括基座,该基座上设有推进机构,该推进机构连接有抱管器;所述推进机构包括推进座、齿条,其中齿条设置在所述基座上,在所述推进座上安装有驱动轴,该驱动轴由动力源驱动旋转,该驱动轴上安装有推进齿轮,该推进齿轮与所述齿条相互啮合;所述抱管器设置在所述推进座上。采用本实用新型的显著效果是,制造难度和制造成本都较低,设备体积更小,能适应大小各种管径的推管,稳定性更好。

3、上述技术方案解决了现有技术直接采用液压缸推动不便的问题,但是上述技术方案在实际使用中,由于其工作原理限制,推进机构将管道向前推进一定的行程之后需要松开管道后向后运动到原位置进而进行下一次的退管,而反向的行程所需时间和向前推进所需的时间基本接近,因此造成了一半的时间处于非推管状态,导致推管效率降低;且现有技术在回复时管道处于静止状态或者受到管道插入位置的反向作用力作用向外运动,也在一定程度上导致推管效率降低,且管道向外反向运动时管道所受到的挤压应力消失,下一次再次推管时重新挤压可能导致管道的运动路径发生偏离。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种能提高推管效率的齿条式推管机。

2、本实用新型是这样实现的:

3、本实用新型提供一种齿条式推管机,包括基座,该基座上设有推进机构,所述推进机构连接有抱管器,其特征在于,所述推进机构包括沿基座长度方向设置的齿条,和分别与对应齿条相配合的第一推进机构和第二推进机构,所述第一推进机构包括第一驱动盒,在第一驱动盒内设有第一驱动机构以及第一齿轮传动机构,所述第一齿轮传动机构与基座上的齿条相配合,所述第二推进机构包括第二驱动盒,在第二驱动盒内设有第二驱动机构、第二齿轮传动机构以及第一单向轮和第二单向轮,第二驱动机构的输出端上套装有第一单向轮,所述第一单向轮与第二齿轮传动机构相配合,第二单向轮安设在第二齿轮传动机构的最后一级驱动齿轮轴上,其第二驱动机构输出轴离合配合,所述抱管器包括第一抱管器和第二抱管器,第一驱动盒和第二驱动盒分别带动第一抱管器和第二抱管器在基座上滑移。

4、按上述技术方案,所述第一抱管器和第二抱管器结构相同,均包括相对基座滑动连接的滑动座和与滑动座铰接设置的转动环,所述滑动座和转动环分别有半圆形空间,两者扣合用于夹装管道,在转动环和滑动座上分别设有夹持伸缩缸,所述伸缩缸的端头配置有用于与管道接触的柔性夹持块,多个夹持伸缩缸呈周向均匀布设。

5、按上述技术方案,所述柔性夹持块包括夹持块、与夹持伸缩缸伸缩杆外端头相连的球头铰接件,所述球头铰接件与夹持块相连,所述夹持块还通过弹簧与转动环内侧或滑动座内侧相连。

6、按上述技术方案,所述弹簧为多个,呈三角形分布或呈对称分别在夹持块的两侧。

7、按上述技术方案,所述夹持块与管道相接触的面为弧形设置。

8、按上述技术方案,在每个抱管器上配置有用于驱动转动环相对滑动座转动的转动环驱动机构。

9、按上述技术方案,所述转动环驱动机构包括转动液压马达、与转动液压马达输出轴相连的蜗杆、与蜗杆相配合的不完全涡轮,所述转动液压马达和不完全涡轮分别设置在转动环和滑动座上。

10、按上述技术方案,在转动环与滑动座的结合处设有夹持嘴和用于将夹持嘴锁紧的锁紧装置。

11、按上述技术方案,所述第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构包括一号齿轮、二号齿轮、三号齿轮、四号齿轮、五号齿轮、六号齿轮以及驱动齿轮,其中二号齿轮和三号齿轮同轴设置,四号齿轮和五号齿轮同轴设置,六号齿轮和驱动齿轮同轴设置,所示第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构的齿轮比构成减速传动机构。

12、按上述技术方案,第二齿轮传动机构的一号齿轮套装在第一单向轮上,第一相当轮安设在第二驱动机构输出轴上,第二单向轮套装在驱动齿轮轴上,其与第二驱动液压马达输出轴离合连接。

13、本实用新型的有益效果是:

14、1、本实用新型解决推进机构将管道向前推进一定的行程之后需要松开管道后向后运动到原位置进而进行下一次的退管,而反向的行程所需时间和向前推进所需的时间基本接近,因此造成了一半的时间处于非推管状态,导致推管效率降低的问题,即通过设置第一单向轮和第二单向轮,需要输送管道时,第一单向轮处于结合状态,二号单向轮处于分离状态,控制第二驱动机构通过第二齿轮传动机构实现抱管器的减速移动,需要该抱管器回位时,控制第一单向轮处于分离状态,第二单向轮与第二齿轮传动机构输出轴结合,使得第二驱动机构直接驱动驱动齿轮转动,进而实现第二抱管器向右复位的速度较快,减小了复位所需时间,增加效率。

15、2、当管道发生一定的角度偏离时,通过设置柔性夹持块,柔性夹持块可以相应在球头上发生转动,进而适应角度变化,避免刚性连接对管道造成损坏。



技术特征:

1.一种齿条式推管机,包括基座,该基座上设有推进机构,所述推进机构连接有抱管器,其特征在于,所述推进机构包括沿基座长度方向设置的齿条,和分别与对应齿条相配合的第一推进机构和第二推进机构,所述第一推进机构包括第一驱动盒,在第一驱动盒内设有第一驱动机构以及第一齿轮传动机构,所述第一齿轮传动机构与基座上的齿条相配合,所述第二推进机构包括第二驱动盒,在第二驱动盒内设有第二驱动机构、第二齿轮传动机构以及第一单向轮和第二单向轮,第二驱动机构的输出端上套装有第一单向轮,所述第一单向轮与第二齿轮传动机构相配合,第二单向轮安设在第二齿轮传动机构的最后一级驱动齿轮轴上,其与第二驱动机构输出轴离合配合,所述抱管器包括第一抱管器和第二抱管器,第一驱动盒和第二驱动盒分别带动第一抱管器和第二抱管器在基座上滑移。

2.根据权利要求1所述的齿条式推管机,其特征在于,所述第一抱管器和第二抱管器结构相同,均包括相对基座滑动连接的滑动座和与滑动座铰接设置的转动环,所述滑动座和转动环分别有半圆形空间,两者扣合用于夹装管道,在转动环和滑动座上分别设有夹持伸缩缸,所述伸缩缸的端头配置有用于与管道接触的柔性夹持块,多个夹持伸缩缸呈周向均匀布设。

3.根据权利要求2所述的齿条式推管机,其特征在于,所述柔性夹持块包括夹持块、与夹持伸缩缸伸缩杆外端头相连的球头铰接件,所述球头铰接件与夹持块相连,所述夹持块还通过弹簧与转动环内侧或滑动座内侧相连。

4.根据权利要求3所述的齿条式推管机,其特征在于,所述弹簧为多个,呈三角形分布或呈对称分别在夹持块的两侧。

5.根据权利要求3所述的齿条式推管机,其特征在于,所述夹持块与管道相接触的面为弧形设置。

6.根据权利要求2所述的齿条式推管机,其特征在于,在每个抱管器上配置有用于驱动转动环相对滑动座转动的转动环驱动机构。

7.根据权利要求6所述的齿条式推管机,其特征在于,所述转动环驱动机构包括转动液压马达、与转动液压马达输出轴相连的蜗杆、与蜗杆相配合的不完全涡轮,所述转动液压马达和不完全涡轮分别设置在转动环和滑动座上。

8.根据权利要求2所述的齿条式推管机,其特征在于,在转动环与滑动座的结合处设有夹持嘴和用于将夹持嘴锁紧的锁紧装置。

9.根据权利要求1或2所述的齿条式推管机,其特征在于,所述第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构包括一号齿轮、二号齿轮、三号齿轮、四号齿轮、五号齿轮、六号齿轮以及驱动齿轮,其中二号齿轮和三号齿轮同轴设置,四号齿轮和五号齿轮同轴设置,六号齿轮和驱动齿轮同轴设置,所示第一齿轮传动机构和第二齿轮传动机构的齿轮比构成减速传动机构。

10.根据权利要求9所述的齿条式推管机,其特征在于,第二齿轮传动机构的一号齿轮套装在第一单向轮上,第一相当轮安设在第二驱动机构输出轴上,第二单向轮套装在驱动齿轮轴上,其与第二驱动液压马达输出轴离合连接。


技术总结
本技术提供了一种齿条式推管机,包括基座,该基座上设有推进机构,所述推进机构连接有抱管器,所述推进机构包括第一推进机构和第二推进机构,所述第一推进机构包括第一驱动盒、第一齿轮传动机构,所述第二推进机构包括第二驱动盒、第二齿轮传动机构、第一单向轮和第二单向轮,所述抱管器包括第一抱管器和第二抱管器,第一驱动盒和第二驱动盒分别带动第一抱管器和第二抱管器在基座上滑移。需要输送管道时,控制第二驱动机构通过第二齿轮传动机构实现抱管器的减速移动,需要该抱管器回位时,使得第二驱动机构直接驱动驱动齿轮转动,进而实现第二抱管器向右复位的速度较快,减小了复位所需时间,增加效率。

技术研发人员:刘启华,隋睟,高蔚佳,赵斌,曾国威
受保护的技术使用者:中石化石油工程技术服务股份有限公司
技术研发日:20231129
技术公布日:2024/6/26
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