CN104963642B - 割管器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种割管器，用于对非开挖钻机因施工失败，致使部件和被拖管道卡在地下无法取出的问题，以回收利用被拖管道等部件。本发明的割管器包括主轴套、芯轴、复位弹簧、切削刀和连接轴，所述芯轴和连接轴由轴承连接在同一轴线上，并套装在主轴套内，芯轴另一端安装有复位弹簧，主轴套的中部设有三~六个均分的出刀槽，每个出刀槽内设有一把切削刀，每把刀的切削端设在出刀槽内，另一端对应的铰接在芯轴上，芯轴可在主轴套内滑移并随套转动，主轴套一端设有安装孔用于与钻杆连接，另一端由端盖密封，连接轴另一端伸出端盖。

Description

割管器

技术领域：

本发明涉及一种割管器，用于切断卡在地下钻孔内的塑料管道，以便于回用。适用于天然气、煤气、热力、电力、通讯、给排水以及有限电视等地下管线工程施工领域。

背景技术：

非开挖水平定向钻机采用于不开挖方式进行地下布管，水平定向钻孔的施工原理是在一种方向受控，并且不开挖地表的条件下，进行地下管线铺设、更换或修复的一项新型施工方法。

现有的非开挖施工中，会因施工失败，被拖管道和部件无法取出而废弃在地下，造成管道浪费，目前尚无很好的办法处理施工中被卡住的管道。

发明内容：

本发明针对现有非开挖钻机因施工失败，致使部件和被拖管道卡在地下无法取出的问题，设计一种割管器，用于从废弃管道内孔伸入到管道最顶端，割断管道，以回收并重新利用被拖管道等部件。

本发明的技术方案如下：

一种割管器，包括主轴套、芯轴、复位弹簧、切削刀和连接轴，所述芯轴和连接轴由轴承连接在同一轴线上，并套装在主轴套内，芯轴另一端安装有复位弹簧，主轴套的中部设有三~六个均分的出刀槽，每个出刀槽内设有一把切削刀，每把刀的切削端在设在出刀槽内，另一端对应的铰接在芯轴上，芯轴可在主轴套内滑移，并由主轴套出刀槽内的切削刀带动芯轴随套转动，主轴套一端设有安装孔用于与钻杆连接，另一端由端盖密封，连接轴另一端伸出端盖。

本发明进一步设计在于：

所述切削刀设有三把，均布在同一径向截面上，并经销轴连接于芯轴上，芯轴上对应每把切削刀还设有让刀槽。

所述主轴套上的出刀槽由主轴套上的槽口和挡块围成，该出刀槽与切削刀配合处采用弧面配合。

所述主轴套与端盖之间还设有端套，所述轴承安装在主轴套内的芯轴与连接轴之间，所述轴承采用单向推力球轴承。

所述主轴套和端套内还设有三个滑套，第一滑套设置主轴套安装孔和复位弹簧之间，第二滑套设在主轴套另一端；第三滑套设于端套内。

所述复位弹簧套在芯轴上，并由主轴套内的台阶孔和芯轴的轴肩定位，芯轴伸出复位弹簧的一端插在第一滑套内，且留有活动余量。

所述芯轴为变径轴，切削刀安装在芯轴最大直径上。

所述连接轴端部还装有机械探头，机械探头直径大于连接轴直径。

在整个设计过程中，主轴套是主动件，芯轴和刀体是被动件。

本发明具有如下优点：

1、本发明的割管器是为割断深埋在地下的塑料管道而设计的，割管器是从塑料管道内孔伸入到管道最顶端，由内部割断管道，再从入口处拔回遗弃的管道，以回收和重新使用。

2、本发明适用于非开挖钻机因施工失败，致使部件和被拖管道无法取出的情况，利于回收和重新利用即将遗弃的管道，避免较大的材料损失和浪费。

3、本发明的割管器具有结构简单，设计巧妙，使用方便的特点。割管器可根据不同的管径设计成系列产品。

附图说明:

图1为本发明收刀状态的结构示意图。

图2为本发明出刀状态的结构示意图。

图3图1的A-A收刀剖视图。

图4为图2的B-B出刀剖视图。

图中：1-主轴套；2-第一滑套；3-芯轴；4-复位弹簧；5-切削刀；6-销轴；7-挡块；8-第二滑套；9-端套；10-第三滑套；11-端盖；12-连接轴；13-机械探头；14-出刀槽；15-让刀槽；16-被卡管道；17-管底障碍物（指管内分动器、管帽或其他不转动的物体）。B1-内六角螺钉；B2-弹垫；B3-单向推力球轴承；B4-内六角螺钉；B5-弹垫；B6-内六角螺钉；B7-弹垫。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明作进一步的描述：

实施例一：

如图1、图2所示，本发明的割管器包括主轴套1、芯轴3、复位弹簧4、切削刀5、连接轴12、机械探头13、端套9和端盖11，其中切削刀5设有三把。

主轴套1一端设有与钻杆连接的安装孔，另一端连接端套9，端套9外端由端盖11密封。芯轴3设于主轴套1内，连接轴12设于端套9内，连接轴12端部伸出端盖11并连接机械探头13，芯轴3和连接轴12由推力球轴承同轴连接。

如图3、图4所示，三把切削刀5安装在主轴套1的中部，并均布在同一径向截面上，同时通过销轴6连接于芯轴3上。芯轴3上对应每把切削刀5还设有让刀槽15，主轴套1上对应每把切削刀设有出刀槽14，出刀槽14由主轴套上的槽口和挡块7围成，挡块7经内六角螺钉B1和弹垫B2连接在主轴套1上，出刀槽与切削刀配合处采用弧面配合。

芯轴3可在主轴套1内滑移，一边压缩复位弹簧，一边将切削刀5慢慢伸出，随套转动时进行切削。切削后，割管器由钻杆从管内回拖，离开切削位置，复位弹簧4开始复位，芯轴3在主轴套1内反向滑动，切削刀5收回出刀槽14内。该出刀槽14与切削刀5配合处采用弧面配合，以便出刀和收刀自如。让刀槽15便于收刀时容纳刀具。

芯轴3采用变径轴，小口径段上套装复位弹簧4，大口径段安装切削刀5。主轴套1内设置三个滑套，第一滑套2设置在主轴套1的安装孔和复位弹簧4之间，与芯轴的小口径段匹配，第二滑套8设置在主轴套1的另一端，与芯轴大口径处匹配，端套9内设置第三滑套10与连接轴匹配。各滑套的设置为芯轴3和连接轴12的同轴度提供了保证，有利于它们定轴滑动和转动。

复位弹簧4由主轴套内的台阶孔(主轴套设有小口径段)和芯轴3的轴肩定位，芯轴3一端伸出复位弹簧4并插在第一滑套2内，且留有芯轴的活动余量，便于芯轴3沿套滑动。连接轴12端部的机械探头13直径大于连接轴12直径，便于触碰管底障碍物17。

本发明的工作原理如下：

在芯轴3与主轴套1相对滑移中，切削刀5会从出刀槽14伸出。连接轴12不随主轴套1转动，其伸出端盖的机械探头13碰到管底障碍物17会停止前进，同时通过芯轴3和主轴套间的压缩弹簧4，当钻杆回退时，切削刀5在复位弹簧力4的作用下，自行收回主轴套1内。

利用本发明的割管器从地下被卡管道16内部伸入至顶部，割断深埋的管道，割断后再将管道拉回，以便回用。目前设计的割管器是系列产品中的一个，其切削刀5展开后能切割内径尺寸为Ø150左右，管壁厚度小于40mm左右的塑料管道。

割管器的工作原理：

使用时，割管器连接在非开挖钻机钻杆的头部，割管器的外径尺寸应小于管道的内径10mm，通过钻杆的推动，能轻松地伸入被卡管道16内部，一直达到管道内部的最深处，（最深处的距离一般是了解的，可通过钻杆的数量计算出来）。在快要达到最深处时，钻杆将开始慢慢转动，割管器的主轴套1以及套内的所有元件也跟着钻杆一道前进和转动，这时切削刀5不伸出不展开。当割管器前端连接轴上的机械探头13碰到障碍物时，它将不再前进，与它同轴相连的芯轴也停止前进，由于推力球轴承的作用，连接轴和机械探头13不再转动，而芯轴照常转动。但此时主轴套还在钻杆的带动下继续旋转和前进，它们在这一段旋转和前进的过程中有两个结果：一个是主轴套和套内的芯轴在旋转的同时它们之间还会相对运动，其结果使芯轴一端的复位弹簧在它们相对运动的情况下被逐渐地压缩；另一个是在前进的过程中，留在主轴套刀槽内的切削刀5受到主轴套刀槽口的推动，切削刀会移动，但切削刀刀头是安装在主轴套的刀槽内，另一端是铰接在芯轴的销轴上，芯轴相对于主轴套是不运动的，切削刀在主轴套的推动下只能以销轴为轴心进行转动，结果是，切削刀的刀头在刀槽和主轴套内挡块7的约束下，从刀槽口慢慢的伸出展开。展开后的切削刀的刀头将在旋转的过程中从管道内开始一点一点的切削塑料管，直到将整个塑料管割穿割断为止。当割管器随着钻杆退回时，被压缩的复位弹簧4会释放它的能量，迫使主轴套和芯轴相对移动，而切削刀5受主轴套挡块7的回拉下，会以芯轴上的销轴为轴心旋转，从而将刀头快速收回到主轴套1内，然后随着一节一节钻杆退出塑料管。待割管器移出后，再用设备将可以回收的塑料管道从钻孔中整根拔出。

实施例二：

本发明的割管器还可以设计为以下结构，包括主轴套1直接与端盖11连接，相应省去一个滑套；连接轴和芯轴设计成一根整轴，推力球轴承可设计在连接轴12的端部和机械探头13之间；切削刀设置三把以上；复位弹簧可采用碟簧等等。其它同实施例一。

Claims (5)

1.一种割管器，其特征是：包括主轴套、芯轴、复位弹簧、切削刀和连接轴，所述芯轴和连接轴由轴承连接在同一轴线上，并套装在主轴套内，芯轴另一端安装有复位弹簧；主轴套的中部设有三~六个均分的出刀槽，每个出刀槽内设有一把切削刀，每把刀的切削端设在出刀槽内，另一端对应的铰接在芯轴上，芯轴上对应每把切削刀还设有让刀槽，芯轴可在主轴套内滑移，并由主轴套出刀槽内的切削刀带动芯轴随套转动，主轴套一端设有安装孔用于与钻杆连接，另一端由端盖密封，连接轴另一端伸出端盖；主轴套和端套内还设有三个滑套，第一滑套设置主轴套安装孔和复位弹簧之间，第二滑套设在主轴套另一端；第三滑套设于端套内；所述复位弹簧套在芯轴上，由主轴套内的台阶孔和芯轴的轴肩定位，芯轴伸出复位弹簧的一端插在第一滑套内，且留有活动余量；连接轴端部还装有机械探头，机械探头直径大于连接轴直径。

2.根据权利要求1所述割管器，其特征是：所述切削刀设有三把，均布在同一径向截面上，并经销轴连接于芯轴上。

3.根据权利要求2所述割管器，其特征是：所述主轴套上的出刀槽由主轴套上的槽口和挡块围成，该出刀槽与切削刀配合处采用弧面配合。

4.根据权利要求3所述割管器，其特征是：所述主轴套与端盖之间还设有端套，所述轴承安装在主轴套内的芯轴与连接轴之间，所述轴承采用单向推力球轴承。

5.根据权利要求1所述割管器，其特征是：所述芯轴为变径轴，切削刀安装在芯轴最大直径上。