專利名稱：水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型及鉆孔鋪管機械，特別涉及在非開挖情況下使用的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置。
技術(shù)背景目前，城市公用設(shè)施中的供水、排污、天然氣、煤氣、電信、電力及工業(yè)管道的鋪設(shè)絕大多數(shù)采用明挖技術(shù)。明挖鋪管因施工方便，技術(shù)難度低，至今仍是一種可行的施工方法。但隨著城市現(xiàn)代化的加快和社會環(huán)保意識的增強，對明挖鋪管帶來的交通、環(huán)境、經(jīng)濟和社會問題，已成為人們普遍關(guān)注的焦點，于是，非開挖鉆孔和鋪設(shè)管道技術(shù)應(yīng)運而生。80年代初，日本首先對非開技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，隨后美國、英國、德國等國家也大力投入，在現(xiàn)代機械工程、自動控制、測控技術(shù)、斷裂力學(xué)、光學(xué)基礎(chǔ)理論及相關(guān)技術(shù)支撐下，以主要面向地下管線建設(shè)而逐步形成一門多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)，在城市供水、排污、天然氣輸送和通訊電纜等方面的地下管線建設(shè)工程應(yīng)用中收到了極大的社會經(jīng)濟效益。中國專利局1997年12月17日公開的專利號為96191394.0、公開號為CN1168165A、名稱為“鉆孔和管道鋪設(shè)裝置”的發(fā)明專利申請，就是一種用于地下鉆孔和管道鋪設(shè)作業(yè)的實用執(zhí)行機構(gòu)。該裝置包括一固定框架部分、一能在固定框架部分上進(jìn)行滑動的可動框架部分、位于固定框架部分和可動框架部分之間的液壓缸；在可動框架部分上安裝有旋轉(zhuǎn)傳動裝置、工具連接件、可拆卸連接的附件；使用時整個裝置安裝在地坑內(nèi)，兩端必須抵靠地坑壁，液壓缸控制屏安裝地坑之上；鉆頭是一種可從市場上買到的、具有一切割頭和跟蹤信標(biāo)的鉆頭；進(jìn)行鉆孔時，旋轉(zhuǎn)傳動裝置藉助液壓缸的回縮而緩慢推進(jìn)。使用該裝置進(jìn)行地下鉆孔和管道鋪設(shè)，鉆進(jìn)有效行程較短，整機安裝不方便；鉆頭切割產(chǎn)生的泥沙容易污染鉆機和環(huán)境。
本實用新型的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)后提供一種鉆進(jìn)有效行程較長、可以正反方向鉆孔和鋪設(shè)管道、安裝和維護(hù)方便、體積小、重量輕、工作無噪聲，對鉆機和工作占地較小的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置。
發(fā)明的內(nèi)容水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，包括液壓泵站部分和鉆進(jìn)鋪管部分，兩部分通過多根驅(qū)動油管連接；液壓泵站部分包括電動機、與電動機相連的減速器、與減速器相連的液壓泵、與液壓泵輸出端連接的操縱臺，其特征在于鉆進(jìn)鋪管部分的機架下面連接有定位枕木；動力頭的底座安裝在機架軌道上，底座的兩端與安裝在機架上的鏈輪機構(gòu)的鏈條連接；水平取芯鉆具安裝動力頭上，動力頭可以在底座上轉(zhuǎn)動并可改變轉(zhuǎn)動軸的方向。由于整機分為兩部分，安裝和運輸方便，液壓泵站部分在地面上，鉆進(jìn)鋪管部分在坑內(nèi)，工作環(huán)境良好、操作安全方便；由于采用了全液壓傳動，工作時無噪聲，適于城市鋪設(shè)管道；由于動力頭可以改變軸線轉(zhuǎn)動，鉆進(jìn)方向可以改變，適用于特殊施工。
所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于動力頭由與油馬達(dá)連接的減速器驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，油馬達(dá)通過兩根驅(qū)動油管與液壓泵站部分的操縱臺相連；動力頭上安裝有液壓卡盤，液壓卡盤通過一根驅(qū)動油管與液壓泵站部分的操縱臺相連。鉆桿采用液壓卡盤夾持，安裝和拆卸都很方便。
所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于鏈輪機構(gòu)由安裝在機架上的一端與油馬達(dá)連接減速器帶動旋轉(zhuǎn)，鏈條帶動動力頭前后移動，油馬達(dá)通過兩根驅(qū)動油管與液壓泵站部分的操縱臺相連。鉆進(jìn)鋪管部分的動力頭采用液壓傳動少齒差減速的鏈條進(jìn)給機構(gòu)和反拉機構(gòu)，體積小、效率高，鉆進(jìn)有效行程較長。
所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于在機架的另一端安裝有夾持器，夾持器的左右V形夾頭通過兩根驅(qū)動油管與液壓泵站部分的操縱臺相連。采用夾持器夾住鉆桿，通過液壓卡盤正向或反向旋轉(zhuǎn)即可連接鉆桿或拆卸鉆桿，操作非常方便。
所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于裝在鉆桿上的導(dǎo)向筒鉆頭的鉆柄連接有鉆筒和導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿位于鉆筒的中心并長于鉆筒，鉆筒的前端焊接有多個刀刃。由于鉆頭上有導(dǎo)向桿，鉆孔不會發(fā)生偏斜。
所述的平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于鉆桿上套有可與鉆桿相對轉(zhuǎn)動的扶正器；扶正器由外套筒、焊接在外套筒內(nèi)兩端的支撐架和焊接在支撐架中心的內(nèi)套筒組成，內(nèi)套筒套在鉆桿上，可以相對轉(zhuǎn)動，外套筒與孔壁有間隙。采用多個扶正器等距離地套在鉆桿上，使鉆桿不發(fā)生彎曲，特別是在鉆長距離的孔時，其作用非常明顯。
由于水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置采用了水平取芯鉆具，使鉆進(jìn)速度提高，巖土屑排放少，不僅節(jié)省能源，而且對環(huán)境污染小。


圖1為水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置的構(gòu)造示意圖。圖2為水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置的鉆進(jìn)部分的俯視示意圖。圖3為導(dǎo)向筒鉆頭構(gòu)造示意圖。圖4為扶正器構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
參見圖1和圖2。在測定鋪管路線的某一位置挖一機坑，并在機坑的底部挖一較小的淺坑。將水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置的鉆進(jìn)部分吊入機坑內(nèi)，連接在機架5下面的枕木6裝入淺坑，測量定位；將水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置的液壓泵站部分的電動機1、減速器2、液壓泵3和操縱臺4置于在機坑旁邊的地面上，由操縱臺4控制的7根驅(qū)動油管12中的兩根連接動力頭的油馬達(dá)10、一根連接液壓卡盤13、兩根連接驅(qū)動鏈輪機構(gòu)的油馬達(dá)14、兩根分別連接夾持器16的左右V形夾頭；將裝有導(dǎo)向鉆頭的鉆桿17裝在液壓卡盤13上夾緊，啟動液壓泵站的電動機1輸出高壓油液，扳動操縱臺4上的手柄驅(qū)動動力頭的油馬達(dá)10，經(jīng)減速器11使鉆桿17旋轉(zhuǎn)，同時扳動操縱臺4上的手柄驅(qū)動鏈輪機構(gòu)工作，連接在動力頭底座7兩端的鏈條9即帶動底座7沿機架軌道8作進(jìn)給運動，導(dǎo)向鉆頭即鉆入巖土層；需要加長鉆桿時，扳動操縱臺4上的手柄，停止油馬達(dá)10和14，導(dǎo)向鉆頭即停止鉆進(jìn)，其后，扳動操縱臺4上的手柄，驅(qū)動夾持器16的左右V形夾頭夾住鉆桿，再扳動操縱臺4上的手柄使液壓卡盤13松開鉆桿17，并扳動操縱臺4上的手柄使鏈輪機構(gòu)反轉(zhuǎn)，動力頭沿著機架軌道8后退至大于一節(jié)鉆桿的距離時停止，將一節(jié)鉆桿裝在液壓卡盤13上夾緊，扳動操縱臺4上的手柄使鏈輪機構(gòu)正轉(zhuǎn)，同時啟動油馬達(dá)10，將該節(jié)鉆桿連接在前面的鉆桿上，松開夾持器16的左右V形正頭，即可繼續(xù)鉆進(jìn)。
當(dāng)導(dǎo)向孔的深度達(dá)到預(yù)定深度時，扳動操縱臺4上的手柄逐節(jié)退出鉆桿，取下鉆桿前端的導(dǎo)向鉆頭，將導(dǎo)向筒鉆頭的鉆柄18裝在鉆桿17的前端，使導(dǎo)向桿20伸入導(dǎo)向孔，鉆筒19上的刀刃21接觸導(dǎo)向孔周圍的坑壁，啟動油馬達(dá)10和14，即可進(jìn)行取芯鉆進(jìn)擴孔。隨著取芯鉆進(jìn)深度的增加，需要在鉆桿17上等距離安裝扶正器22，以防止鉆桿彎曲而使擴孔產(chǎn)生偏斜。扶正器22的內(nèi)套筒23套在鉆桿17上，連接在支撐架24上的外套筒25與孔壁有較小的間隙，鉆桿17略有彎曲即使支撐架與孔壁接觸，故可保證擴孔不產(chǎn)生偏斜。在擴孔過程中，取芯和加長鉆桿的操作與鉆導(dǎo)向孔相同。當(dāng)鉆孔距離較短時，可將鉆具上的導(dǎo)向桿取下，不鉆導(dǎo)向孔，直接取芯成孔。
權(quán)利要求1.水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，包括液壓泵站部分和鉆進(jìn)鋪管部分，兩部分通過多根驅(qū)動油管連接；液壓泵站部分包括電動機(1)、與電動機相連的減速器(2)、與減速器相連的液壓泵(3)、與液壓泵輸出端連接的操縱臺(4)，其特征在于鉆進(jìn)鋪管部分的機架(5)下面連接有定位枕木(6)；動力頭的底座(7)安裝在機架軌道(8)上，底座(7)的兩端與安裝在機架上的鏈輪機構(gòu)的鏈條(9)連接；水平取芯鉆具安裝動力頭上，動力頭可以在底座上轉(zhuǎn)動改變方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于動力頭由與油馬達(dá)(10)連接的減速器(11)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，油馬達(dá)(10)通過兩根驅(qū)動油管(12)與液壓泵站部分的操縱臺(4)相連；動力頭上安裝有液壓卡盤(13)，液壓卡盤通過一根驅(qū)動油管(12)與液壓泵站部分的操縱臺(4)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于鏈輪機構(gòu)由安裝在機架上的一端與油馬達(dá)(14)連接減速器(15)帶動旋轉(zhuǎn)，鏈條(9)帶動動力頭前后移動，油馬達(dá)(14)通過兩根驅(qū)動油管(12)與液壓泵站部分的操縱臺(4)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于在機架的另一端安裝有夾持器(16)，夾持器(16)的左右V形夾頭通過兩根驅(qū)動油管(12)與液壓泵站部分的操縱臺(4)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于水平取鉆具的鉆桿(17)上連接有導(dǎo)向筒鉆頭；導(dǎo)向筒鉆頭的鉆柄(18)連接有鉆筒(19)和導(dǎo)向桿(20)，導(dǎo)向桿位于鉆筒(19)的中心并長于鉆筒，鉆筒(19)的前端焊接有多個刀刃(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置，其特征在于鉆桿(17)上套有可轉(zhuǎn)動的扶正器(22)；扶正器由外套筒(23)、焊接在外套筒內(nèi)兩端的支撐架(24)和焊接在支撐架中心的內(nèi)套筒(25)組成，內(nèi)套筒套在鉆桿(17)上，可以相對轉(zhuǎn)動。
專利摘要本實用新型涉及在非開挖情況下使用的水平鉆孔鋪管鉆進(jìn)裝置,包括液壓泵站部分和鉆進(jìn)鋪管部分,兩部分通過多根驅(qū)動油管連接;液壓泵站部分包括電動機(1)、與電動機相連的減速器(2)、與減速器相連的液壓泵(3)、與液壓泵輸出端連接的操縱臺(4),其特征在于鉆進(jìn)鋪管部分的機架(5)下面連接有定位枕木(6);動力頭的底座(7)安裝在機架軌道(8)上,底座(7)的兩端與安裝在機架上的鏈輪機構(gòu)的鏈條(9)連接;水平取芯鉆具安裝動力頭上,動力頭可以在底座上轉(zhuǎn)動改變方向。具有鉆進(jìn)有效行程較長、可以反方向鉆孔和鋪設(shè)管道、安裝和維護(hù)方便、體積小、重量輕、工作無噪聲,對鉆機和環(huán)境污染較小的優(yōu)點。
文檔編號E21B7/04GK2519009SQ0125683
公開日2002年10月30日 申請日期2001年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者吳德倫, 文賢象 申請人:重慶大學(xué), 重慶巖環(huán)非開挖技術(shù)工程有限責(zé)任公司