一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置及调圆方法与流程

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1.本发明属于管道施工技术领域，尤其涉及一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置及调圆方法。

背景技术：

2.抽蓄工程施工过程中，输水管道一般采用大直径压力钢管，对于抽蓄工程输水通道大直径压力钢管施工，目前通常采用外部瓦片分块，洞内完成组装的形式开展工作，通过人工完成内部支撑架及调圆工装搭建，这样做不但需要大量的人力物力投入，而且标准性、质量、安全、进度都难以得到保障。在大直径压力钢管有限的空间内，内部支撑工装还存在拆装困难、操作空间小、操作繁琐的问题，尚待解决。

技术实现要素：

3.本发明的目的是克服背景技术中的不足，提供一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置及调圆方法，具有结构简单、支撑效率高、智能化程度高、操作空间大等特点。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置，包含行走装置、支撑调圆装置和控制装置；所述行走装置设置在支撑调圆装置的下侧，包括车架以及安装在车架上并且由动力源驱动的至少两组行走轮、以及连接车架与中心支架的至少一个伸缩折叠支撑杆；所述支撑调圆装置包括中心支架、环绕中心支架周向布置的若干个径向液压伸缩杆、安装在每个径向液压伸缩杆外端的弧度可调支撑面；所述控制装置包括安装在所述中心支架内的油泵、工控机以及蓄电池，工控机配备有遥控器，油泵通过液压分配器以及管道与伸缩折叠支撑杆、径向液压伸缩杆以及弧度可调支撑面连接，所述油泵、液压分配器以及动力源均与工控机电性连接
6.作为优选，所述弧度可调支撑面包括液压动作筒以及对称铰接在其外端的左杆和右杆，左杆和右杆在铰接处保持间距并且均向着液压动作筒弯折，液压动作筒的顶杆与左杆和右杆的弯折段末端铰接。
7.作为优选，所述左杆和右杆的外侧均制有弧面。
8.作为优选，所述伸缩折叠支撑杆包括依次连接的上连杆、折叠臂、下连杆，所述折叠臂由液缸驱动，上连杆通过螺纹与中心支架连接，下连杆与车架连接。
9.一种调圆方法，其特征是，包含如下步骤：
10.s1，将行走装置布置在大直径压力钢管内部的底部；
11.s2，将支撑调圆装置运输至大直径压力钢管内部，并与行走装置连接；
12.s3，将控制装置与行走装置、支撑调圆装置配套绑定，调整伸缩折叠支撑杆长度，使支撑调圆装置的中心支架以大直径压力钢管轴线为中心；
13.s4，控制装置根据大直径压力钢管的内径设置支撑调圆装置的径向液压伸缩杆的长度以及弧度可调支撑面的弧度；
14.s5，弧度可调支撑面在接触到钢管内壁时，行走装置的伸缩折叠支撑杆开始收缩；
15.s6，检查弧度可调支撑面与钢管内壁贴合度，直至调整到误差允许范围内之后，停止支撑调圆装置的调圆工作，此时完成大直径压力钢管内壁的支撑及调圆工作；
16.s6，控制装置控制伸缩折叠支撑杆开始伸长，当行走轮接触到管壁时，径向液压伸缩杆和支撑调圆装置开始收缩；
17.s7，控制装置控制行走装置向前移动至下一环，开始下一轮的支撑调圆作业。
18.本发明具有的有益效果是：本发明能够在控制装置的控制下，通过行走装置移动到不同的位置进行支撑和调圆，径向液压伸缩杆和弧度可调支撑面的组合可以适应不同直径的钢管，结构简单，结构整体属于拼接装配结构，拆装方便；智能化程度高，工人无需在支撑装置内进行人工操作，操作空间较大且方便，有效降低劳动强度。
附图说明
19.图1为本发明提供的自动调圆内支撑装置的整体结构图。
20.图2为支撑调圆装置的结构示意图。
21.图3为行走装置的结构示意图。
22.图4为伸缩折叠支撑杆的结构示意图，图中液缸予以省略。
23.图5是弧度可调支撑面的局部结构示意图。
24.图中有：行走装置1、车架11、行走轮12、动力源13、伸缩折叠支撑杆14、上连杆141、折叠臂142、下连杆143、支撑调圆装置2、中心支架21、径向液压伸缩杆22、弧度可调支撑面23、左杆231、右杆232、弯折段233、液压动作筒 234、顶杆235、遥控器31、蓄电池32、工控机33、油泵34、液压分配器35、管道36、大直径压力钢管4。
具体实施方式
25.为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述，但本发明并不局限于以下实施例。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.如图1所示，本发明提供的一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置，包含行走装置1、支撑调圆装置2和控制装置。
28.如图3所示，所述行走装置1设置在支撑调圆装置2的下侧，包括车架11以及安装在车架11上并且由动力源13驱动的两组行走轮12、以及连接车架11与中心支架21的一到两个伸缩折叠支撑杆14。所述车架11是由立杆和横杆组成的框架式，结构类似于扣件脚手架，立杆和纵横杆可拆卸，车架11的操作高度可调整。所述动力源13通常可采用电机。如图4所示，所述伸缩折叠支撑杆14包括依次连接的上连杆141、折叠臂142、下连杆143以及由油泵34驱动的液缸，所述折叠臂142由液缸驱动可以实现伸缩，上连杆141制有螺纹，下连杆143与车架11连接。
29.如图2所示，所述支撑调圆装置2包括六边形的中心支架21、环绕中心支架21 周向布置的五个径向液压伸缩杆22、安装在每个径向液压伸缩杆22外端的弧度可调支撑面23。中心车架11的底部通过螺孔与上连杆141的螺纹连接。各径向液压伸缩杆22均沿中心支架21的外接圆的半径方向布置。所述控制装置包括安装在所述中心支架21内的油泵34(由电机驱动)、工控机33、蓄电池32以及液压分配器 35。工控机33并且配备有遥控器31，遥控器31与控制机之间无线连接。所述油泵 34通过液压分配器35以及管道36与伸缩折叠支撑杆14、径向液压伸缩杆22以及弧度可调支撑面23连接，为伸缩折叠支撑杆14、径向液压伸缩杆22以及弧度可调支撑面23提供液压。所述油泵34的电机、液压分配器35以及动力源13的电机均与工控机33电性连接，受到工控机33的统一控制。油泵的电机由外接电缆供电，液压分配器35、工控机33以及动力源13由蓄电池32供电。
30.如图5所示，所述弧度可调支撑面23包括液压动作筒234以及对称铰接在其外端的左杆231和右杆232。液压动作筒234的内端固定在所述径向液压伸缩杆22的外端，通过管道36与所述液压分配器35连接，受油泵34驱动。所述左杆231和右杆232的外侧均制有弧面。左杆231和右杆232在铰接处保持间距并且均向着液压动作筒234弯折，液压动作筒234的顶杆235与左杆231和右杆232的弯折段233末端铰接。当液压动作筒234的顶杆235伸缩时，左杆231和右杆232绕铰接点摆动，可以实现一定范围内的弧度调节。
31.本发明还提供一种基于上述自动调圆内支撑装置的调圆方法，包含如下步骤：
32.s1，将行走装置1布置在大直径压力钢管4内部的底部；
33.s2，将支撑调圆装置2运输至大直径压力钢管4内部，并与行走装置1连接；
34.s3，将控制装置与行走装置1、支撑调圆装置2配套绑定，调整伸缩折叠支撑杆14长度，使支撑调圆装置2的中心支架21以大直径压力钢管4轴线为中心；
35.s4，控制装置根据大直径压力钢管4的内径设置支撑调圆装置2的径向液压伸缩杆22的长度以及弧度可调支撑面23的弧度；
36.s5，弧度可调支撑面23在接触到钢管内壁时，行走装置1的伸缩折叠支撑杆 14开始收缩，收起行走装置1；
37.s6，检查弧度可调支撑面23与钢管内壁贴合度，直至调整到误差允许范围内之后，停止支撑调圆装置2的调圆工作，此时完成大直径压力钢管4内壁的支撑及调圆工作；
38.s6，控制装置控制伸缩折叠支撑杆14开始伸长，当行走轮12接触到管壁时，径向液压伸缩杆22和支撑调圆装置2开始收缩；
39.s7，控制装置控制行走装置1向前移动至下一环，开始下一轮的支撑调圆作业。
40.以上所述仅为本发明的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置，其特征在于：包含行走装置(1)、支撑调圆装置(2)和控制装置；所述行走装置(1)设置在支撑调圆装置(2)的下侧，包括车架(11)以及安装在车架(11)上并且由动力源(13)驱动的至少两组行走轮(12)、以及连接车架(11)与中心支架(21)的至少一个伸缩折叠支撑杆(14)；所述支撑调圆装置(2)包括中心支架(21)、环绕中心支架(21)周向布置的若干个径向液压伸缩杆(22)、安装在每个径向液压伸缩杆(22)外端的弧度可调支撑面(23)；所述控制装置包括安装在所述中心支架(21)内的油泵(34)、工控机(33)以及蓄电池(32)，工控机(33)配备有遥控器(31)，油泵(34)通过液压分配器(35)以及管道(36)与伸缩折叠支撑杆(14)、径向液压伸缩杆(22)以及弧度可调支撑面(23)连接，所述油泵(34)、液压分配器(35)以及动力源(13)均与工控机(33)电性连接。2.根据权利要求1所述一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置，其特征在于：所述弧度可调支撑面(23)包括液压动作筒(234)以及对称铰接在其外端的左杆(231)和右杆(232)，左杆(231)和右杆(232)在铰接处保持间距并且均向着液压动作筒(234)弯折，液压动作筒(234)的顶杆(235)与左杆(231)和右杆(232)的弯折段(233)末端铰接。3.根据权利要求2所述一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置，其特征在于：所述左杆(231)和右杆(232)的外侧均制有弧面。4.根据权利要求3所述一种大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置，其特征在于：所述伸缩折叠支撑杆(14)包括依次连接的上连杆(141)、折叠臂(142)、下连杆(143)，所述折叠臂(142)由液缸驱动，上连杆(141)通过螺纹与中心支架(21)连接，下连杆(143)与车架(11)连接。5.一种基于根据权利要求1～4任一项所述大直径压力钢管的自动调圆内支撑装置的调圆方法，其特征是，包含如下步骤：s1，将行走装置(1)布置在大直径压力钢管(4)内部的底部；s2，将支撑调圆装置(2)运输至大直径压力钢管(4)内部，并与行走装置(1)连接；s3，将控制装置与行走装置(1)、支撑调圆装置(2)配套绑定，调整伸缩折叠支撑杆(14)长度，使支撑调圆装置(2)的中心支架(21)以大直径压力钢管(4)轴线为中心；s4，控制装置根据大直径压力钢管(4)的内径设置支撑调圆装置(2)的径向液压伸缩杆(22)的长度以及弧度可调支撑面(23)的弧度；s5，弧度可调支撑面(23)在接触到钢管内壁时，行走装置(1)的伸缩折叠支撑杆(14)开始收缩；s6，检查弧度可调支撑面(23)与钢管内壁贴合度，直至调整到误差允许范围内之后，停止支撑调圆装置(2)的调圆工作，此时完成大直径压力钢管(4)内壁的支撑及调圆工作；s6，控制装置控制伸缩折叠支撑杆(14)开始伸长，当行走轮(12)接触到管壁时，径向液压伸缩杆(22)和支撑调圆装置(2)开始收缩；s7，控制装置控制行走装置(1)向前移动至下一环，开始下一轮的支撑调圆作业。

技术总结

本发明涉及管道施工技术领域，尤其是一种大直径压力钢管内支撑及自动调圆装置，它包含行走装置、支撑调圆装置、控制装置组成。通过行走装置在钢管内部前后方向移动；通过支撑调圆装置的径向伸展和接触面的弧度变化完成钢管内部支撑和调圆；通过控制装置设定管径后，控制支撑装置完成内支撑和调圆工装；通过控制装置控制行走装置带动整个系统的前后移动。本发明克服了有限空间内大直径压力钢管的内部支撑工装拆装困难，内部操作空间小、操作困难、工装移动难、操作繁琐等问题。具有结构简单、支撑效率高、智能化程度高、操作空间大等特点。操作空间大等特点。操作空间大等特点。