一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及管道塌陷变形工况下的非开挖修复设备技术领域，具体是涉及一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置及方法，包括推进圆筒、两个外圆盘、内轴、钻头、撑开机构、换向传动机构、同步传动机构和驱动机构，撑开机构包括若干个第一弧形板与第二弧形板以及若干根第一传动杆与第二传动杆；换向传动机构包括环形电磁铁、双向齿盘、内齿轮和第一齿盘，内齿盘一侧成型有第二齿盘。本发明专利技术通过将若干个内外交错设置的第二弧形板和第一弧形板同步向外撑开，并在撑开至极限位置时，使位于内侧的第二弧形板逐渐与外侧的第一弧形板相齐平，从而实现全方位的将完全塌陷管段撑开，不存在撑开后完全塌陷管段内的局部位置没有支撑，撑开效果更佳。更佳。更佳。

【技术实现步骤摘要】
一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置及方法


[0001]本专利技术涉及管道塌陷变形工况下的非开挖修复设备
，具体是涉及一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置及方法。

技术介绍

[0002]岩溶塌陷是岩溶洞穴、上覆沉积物及地下水，构成固体、液体及气体三相力学平衡体系，地下水位变动达到一定幅度，平衡破坏，上覆松散沉积物突然塌落，形成上大下小的圆锥形塌陷坑。我国公开号为CN212298127U的专利，其公开了双壁波纹管局部完全塌陷的非开挖修复装置，包括管道修复锁圈支撑装置、修复锁圈和塌陷撑开装置；管道修复锁圈支撑装置包括左端盖、右端盖、修复驱动装置和推开机构，推开机构包括至少两块呈圆周分布的支撑弧板。该装置通过若干个沿圆周方向同步向外撑开的支撑弧板将完全塌陷管段撑开，再通过修复锁圈支撑装置将修复锁圈定位于塌陷管段，再配合非开挖的牵引设备，便可实现小管径双壁波纹管在非开挖情况下的管道局部修复作业。
[0003]该非开挖修复装置存在以下不足：其通过同步驱动若干个沿圆周方向向外撑开的支撑弧板将完全塌陷管段撑开，随着若干个支撑弧板向外撑开，相邻两个支撑弧板之间必然会产生越来越大的缝隙，如此修复锁圈位于相连两个支撑弧板之间的部分外部受塌陷物挤压，内部却没有任何支撑，随着支撑弧板越向外撑开，修复锁圈内部没有支撑的部分也会越来越多，便难以彻底将完全塌陷管段撑开。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置及方法。
[0005]为解决现有技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置，包括：推进圆筒，其两端均同轴固连有外圆盘；内轴，轴向限位的同轴轴接设置于两个外圆盘上；钻头，轴接设置于内轴上且位于其中一个外圆盘的外侧；撑开机构，其包括若干个沿圆周方向均匀分布的第一弧形板和第二弧形板，所述第一弧形板和第二弧形板均沿外圆盘径向滑动设置于两个外圆盘上，每个所述第一弧形板和第二弧形板的内侧分别弹性连接和固定连接有若干根沿轴向间隔分布的第一传动杆和第二传动杆；换向传动机构，包括同轴固连于内轴上的环形电磁铁、滑动设置于内轴上且跟随内轴旋转而旋转的双向齿盘以及轴接设置于内轴上且位于双向齿盘两侧的内齿轮与第一齿盘，内齿盘靠近双向齿盘的一侧成型有第二齿盘，第一齿盘与钻头同轴固连，所述双向齿盘靠近环形电磁铁的一侧具有磁性；设置于推进圆筒内的同步传动机构，其用于将若干个所述第一传动杆和第二传动
杆与内齿轮传动相连；连接推进圆筒和内轴的驱动机构，其用于在同步驱动推进圆筒和内轴向内推进的同时，驱动内轴在推进圆筒内同轴旋转。
[0006]优选的，每个所述外圆盘上均开设有环形通槽，每个所述第一弧形板和第二弧形板的内侧分别成型有两个滑动设置于两个环形通槽内的第一延伸板和第二延伸板，若干个第一弧形板和若干个第二弧形板交错设置且沿圆周方向均匀分布，每个所述外圆盘外侧还成型有若干个第一径向滑槽和第二径向滑槽，若干个第一径向滑槽和第二径向滑槽分别一一对应于若干个第一延伸板和第二延伸板，每个第一径向滑槽和第二径向滑槽内分别滑动设置有两个第一滑轮和两个第二滑轮，每个第一滑轮和第二滑轮内圈分别固定连接有第一连接轴和第二连接轴，每个第一延伸板和第二延伸板分别与对应两个第一连接轴和对应两个第二连接轴固连。
[0007]优选的，每个第一弧形板和第二弧形板分别连接有两个第一传动杆和两个第二传动杆，每个所述第一弧形板的内侧均成型有两个一一对应于对应两根第一传动杆的内圆筒，所述第一传动杆靠近内圆筒的一端均成型有位于内圆筒内的圆环部，每个所述内圆筒内均同轴固连有限位内筒，限位内筒内还同轴设置有两端分别抵触内圆筒和对应圆环部的弹簧，每个内圆筒上还同轴固连有用于防止圆环部脱出的内限位帽。
[0008]优选的，所述同步传动机构包括若干个一一对应于若干个第一弧形板的第一传动机构和若干个一一对应于若干个第二弧形板的第二传动机构，每个第一传动机构均包括平行于推进圆筒轴向的第一外轴与第一轴向限位板、同轴固连于第一外轴靠近钻头一端且与内齿轮相啮合的第一外齿轮以及一一对应于两根第一传动杆的两个第一径向套筒和两个第一传动齿，第一外轴的两端分别轴接设置于两个外圆盘上，第一轴向限位板的两端分别与两个外圆盘固连，每个所述第一径向套筒的内端均轴向限位的轴接设置于对应第一轴向限位板上，每个所述第一径向套筒的外端均轴向限位的轴接设置于推进圆筒上，每根第一传动杆的内端均与对应第一径向套筒螺纹连接，每个所述第二传动机构均包括第二外轴、第二轴向限位板、第二外齿轮、两个一一对应于对应两根第二传动杆的第二径向套筒以及两个第二传动齿，每根所述第二传动杆的内端均与对应第二径向套筒螺纹连接。
[0009]优选的，每个所述第一弧形板的两端均成型有第一斜面部，每个第二弧形板的两端均成型有与相邻第一斜面部斜面配合的第二斜面部。
[0010]优选的，相连第一延伸板和第二延伸板之间均设置有位于环形通槽内的弹性密封条，每个所述弹性密封条均与外圆盘固定连接，弹性密封条的两端弹性抵紧对应第一延伸板和第二延伸板，每个所述第一径向滑槽和第二径向滑槽外均固连有密封封板。
[0011]优选的，所述双向齿盘包括两个第三齿盘和固定设置于两个第三齿盘之间的磁环。
[0012]优选的，所述钻头靠近对应外圆盘的一端同轴成型有凸轴，凸轴上同轴套设有平面轴承和抵紧环，抵紧环的一端与对应外圆盘同轴固连，平面轴承的两端分别抵触抵紧环和钻头，凸轴的远端轴接设置于内轴上。
[0013]优选的，内轴的两端与两个外圆盘之间以及内轴与凸轴之间均采用密封轴承轴接。
[0014]一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置的使用方法，该使用方法包括以下步
骤：S1，调整环形电磁铁的电流方向使得环形电磁铁将磁环排斥向第一齿盘方向运动，并使得第一齿盘与对应第三齿盘相啮合，通过驱动机构驱动推进圆筒和内轴同步向完全塌陷管段钻进，内轴在旋转的同时通过第三齿盘和第一齿盘带动钻头旋转推进；S2，推进至目标位置后，改变环形电磁铁内的电流方向使得环形电磁铁吸引磁环向着内齿轮移动，从而使得对应第三齿盘与第二齿盘相啮合，进而通过内轴带动内齿轮旋转，内齿轮旋转后通过同步传动机构带动若干个第一弧形板和若干个第二弧形板同步撑开，一定时间后，若干个第一弧形板和若干个第二弧形板完全撑开且内轴停止旋转，继而进行修复工作；S3，完成管道修复后，反向旋转内轴，使得若干个第一弧形板和若干个第二弧形板向内收缩，一定时间后，第一弧形板和第二弧形板完全收缩，内轴停止旋转，再通过驱动机构将装置退出管道内。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：本专利技术通过将若干个内外交错设置的第二弧形板和第一弧形板同步向外撑开，并在撑开至极限位置时，使位于内侧的第二弧形板逐渐与外侧的第一弧形板相齐平，从而实现全方位的将完全塌陷管段撑开，不存在撑开后完全塌陷管段内的局部位置没有支撑，撑开效果更佳。
附图说明
[0016]图1是实施例的第一弧形板和第二弧形板未撑开状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置，其特征在于，包括：推进圆筒（1），其两端均同轴固连有外圆盘（2）；内轴（3），轴向限位的同轴轴接设置于两个外圆盘（2）上；钻头（4），轴接设置于内轴（3）上且位于其中一个外圆盘（2）的外侧；撑开机构，其包括若干个沿圆周方向均匀分布的第一弧形板（5）和第二弧形板（6），所述第一弧形板（5）和第二弧形板（6）均沿外圆盘（2）径向滑动设置于两个外圆盘（2）上，每个所述第一弧形板（5）和第二弧形板（6）的内侧分别弹性连接和固定连接有若干根沿轴向间隔分布的第一传动杆（7）和第二传动杆（8）；换向传动机构，包括同轴固连于内轴（3）上的环形电磁铁（9）、滑动设置于内轴（3）上且跟随内轴（3）旋转而旋转的双向齿盘以及轴接设置于内轴（3）上且位于双向齿盘两侧的内齿轮（10）与第一齿盘（11），内齿盘靠近双向齿盘的一侧成型有第二齿盘（12），第一齿盘（11）与钻头（4）同轴固连，所述双向齿盘靠近环形电磁铁（9）的一侧具有磁性；设置于推进圆筒（1）内的同步传动机构，其用于将若干个所述第一传动杆（7）和第二传动杆（8）与内齿轮（10）传动相连；连接推进圆筒（1）和内轴（3）的驱动机构，其用于在同步驱动推进圆筒（1）和内轴（3）向内推进的同时，驱动内轴（3）在推进圆筒（1）内同轴旋转。2.根据权利要求1所述的一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置，其特征在于，每个所述外圆盘（2）上均开设有环形通槽（13），每个所述第一弧形板（5）和第二弧形板（6）的内侧分别成型有两个滑动设置于两个环形通槽（13）内的第一延伸板（14）和第二延伸板（15），若干个第一弧形板（5）和若干个第二弧形板（6）交错设置且沿圆周方向均匀分布，每个所述外圆盘（2）外侧还成型有若干个第一径向滑槽（16）和第二径向滑槽，若干个第一径向滑槽（16）和第二径向滑槽分别一一对应于若干个第一延伸板（14）和第二延伸板（15），每个第一径向滑槽（16）和第二径向滑槽内分别滑动设置有两个第一滑轮（17）和两个第二滑轮，每个第一滑轮（17）和第二滑轮内圈分别固定连接有第一连接轴（18）和第二连接轴，每个第一延伸板（14）和第二延伸板（15）分别与对应两个第一连接轴（18）和对应两个第二连接轴固连。3.根据权利要求1所述的一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置，其特征在于，每个第一弧形板（5）和第二弧形板（6）分别连接有两个第一传动杆（7）和两个第二传动杆（8），每个所述第一弧形板（5）的内侧均成型有两个一一对应于对应两根第一传动杆（7）的内圆筒（19），所述第一传动杆（7）靠近内圆筒（19）的一端均成型有位于内圆筒（19）内的圆环部（20），每个所述内圆筒（19）内均同轴固连有限位内筒（21），限位内筒（21）内还同轴设置有两端分别抵触内圆筒（19）和对应圆环部（20）的弹簧（22），每个内圆筒（19）上还同轴固连有用于防止圆环部（20）脱出的内限位帽（23）。4.根据权利要求3所述的一种原位非开挖处置岩溶塌陷风险点的装置，其特征在于，所述同步传动机构包括若干个一一对应于若干个第一弧形板（5）的第一传动机构（24）和若干个一一对应于若干个第二弧形板（6）的第二传动机构（25），每个第一传动机构（24）均包括平行于推进圆筒（1）轴向的第一外轴（26）与第一轴向限位板（27）、同轴固连于第一外轴（26）靠近钻头（4）一端且与内齿轮（10）相啮合的第一外齿轮（28）以及一一对应于两根第一传动杆（7）的两个第一径向套筒（29）和两个第一传动齿（30...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云峰，刘文，赵志强，李传磊，李常锁，卢茜茜，柳浩然，李海翔，李甫，郗鸿峰，
申请(专利权)人：山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队山东省地矿工程勘察院，
类型：发明
国别省市：