[发明专利]一种液压冲击胀管器及地下管道非开挖更换系统

说明书

本发明公开了一种液压冲击胀管器及地下管道非开挖更换系统。本发明利用胀管法原理来完成对地下管道中的旧管的替换，可将可将濒临于失效的内直径为300～500mm旧铸铁、塑料、混凝土或其他脆性材料管道，替换为相同或者略大一些内径的可靠性更高、寿命更久的新管道。该系统具有更好的效率、平稳性、精确性和工作可靠性。

技术领域

本发明属于非开挖施工领域，具体涉及一种液压冲击胀管器及地下管道非开挖更换系统。

背景技术

现代非开挖工程学开始于上世纪七十年代，在20世纪80年代中期逐渐被发达国家认可。日本、英国和美国分别结合自身国情开发了小口径顶管法、软衬法和内衬法，定向钻进和导向钻进法。目前在西方发达国家中，非开挖管道工程施工量占全部地下管线工程施工总量的十分之一，非开挖技术将继续在全球范围内发展。

非开挖施工技术和非开挖设备的研发在我国起步较晚。我国在非开挖施工的工程应用方面已经起步同时也取得了不小的发展，但仍然面临着以下几个问题：(1)品种少、能力弱、难以满足施工需要；(2)液压化程度不高，仅有控制系统以及部分压力机构使用液压传动，导致结构不紧凑，操作不灵活，工程适应性差；(3)方向识别系统产品稀缺，地下管道施工方向易引偏，不易达到初始精度设计要求。

目前，我国非开挖技术在顶管、扩管、定向钻和内衬技术等方面均有所研究，顶管直径和顶进长度近年来也均有所突破。但国产非开挖设备仍存在问题，难以满足施工要求，尤其是基于胀管法的地下管道非开挖更换装备基本上依赖进口，导致成本偏高，难以大规模应用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种液压冲击胀管器及地下管道非开挖更换系统。本发明利用胀管法原理来完成对地下管道中的旧管的替换，可将可将濒临于失效的内直径为300～500mm旧铸铁、塑料、混凝土或其他脆性材料管道，替换为相同或者略大一些内径的可靠性更高、寿命更久的新管道。该系统具有更好的效率、平稳性、精确性和工作可靠性。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种液压冲击胀管器，包括液压冲击器和膨胀头，所述膨胀头包括后支架、侧壁和前椎体，所述侧壁整体围成椎体结构，包括前段和后段，侧壁的后段为双层结构，其内层由若干个第一内层胀片围成，外层由若干个第一外层胀片围成，使处于膨胀状态时，第一内层胀片和第一外层胀片交替排列；侧壁的前段侧壁为双层结构，其内层由若干个第二内层胀片围成，外层由若干个第二外层胀片围成，使处于膨胀状态时，第二内层胀片和第二外层胀片交替排列；第一内层胀片、第一外层胀片、第二内层胀片和第二外层胀片的数量相同，且均为弧形弹性胀片；

第一内层胀片的一端与后支架铰接，另一端与第二内层胀片的一端铰接，第二内层胀片的另一端与活动件铰接，所述活动件与前锥体之间连接有弹簧；

第一外层胀片的一端与后支架铰接，另一端与第二外层胀片的一端铰接，第二外层胀片的另一端与所述前椎体铰接；

所述液压冲击器通过固定件与所述后支架固定连接，液压冲击器与膨胀连杆连接，膨胀连杆对膨胀头的侧壁施加作用力，使膨胀头膨胀或收缩。

由于旧管道中含有大量的砂石、水，且旧管道在破碎过程中会产生大量的碎片，膨胀头在膨胀过程中若密封效果不好，会有大量的砂石、碎片进入膨胀头内，会严重损害膨胀头，使膨胀头的难以继续进行。

所以，设计了本发明的膨胀头密封结构，该密封结构为双层胀片弹力贴合结构，膨胀头膨胀时，膨胀头的曲率半径增大，第一内层胀片和第二内层胀片之间产生缝隙，第一外层胀片和第二外层胀片可以将内层胀片之间的缝隙密封盖合，实现膨胀头侧壁的密封。