Buried plastic pipeline replacing device and using method

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1－8所示的埋地塑料管道更换装置一种具体实施方式，包括：间隔设置的始发井7和接收井8，设于二者间且埋于地下的待更换埋地管3、以及自始发井7出发的埋地塑料管道更换装置1。其中，埋地塑料管道更换装置1依次设有切削刀盘10、前盾体组件和后盾体组件。

如图1、图2和图3所示，切削刀盘10为环状，包括固定于切削刀盘10内壁上的刀盘盘体104、以及设于切削刀盘10前端的环形切削刃101，其中，切削刀盘10适于沿埋地管的长度方向前进，环形切削刃101适于朝向待更换埋地管3设置，环形切削刃101的内径大于埋地管的外径、且切削刀盘10套设于待更换埋地管3的外周。

如图5、图6所示，为破碎待更换埋地管3，切削刀盘10内还设有切吸管组件，切吸管组件包括刀盘盘体104、设于刀盘盘体104上的三个切削刀头102、以及设于切削刀盘10内的三根螺旋通道103，刀盘盘体104的固定于切削刀盘10的内壁上，螺旋通道103贯通刀盘盘体104设置。如图5所示，切削刀头102等角度间隔设于刀盘盘体104上，每一螺旋通道103对应设置有一个切削刀头102。

如图1、图3和图4所示，为牵引切削刀盘10向前运动，还包括设于切削刀盘10内的牵拉轴13，牵拉轴13与切削刀盘10间设有轴承，牵拉轴13朝向待更换埋地管3的方向设有牵拉端131。同时，在接收井8上方设有卷扬机5，接收井8的下方设有导向架，导向架上设有滑轮4，卷扬机5与牵拉端131间设有钢丝绳2，且钢丝绳2穿过滑轮4设置，滑轮4为钢丝绳2提供导向。如图1、图2所示，还包括注浆组件16，注浆组件16包括注浆泵163、泥浆存储箱、套设于牵拉端131外周的注浆导管162，注浆导管162朝向切削刀头102设有注浆喷嘴161，注浆泵163与注浆导管162间连接有注浆软管164，注浆喷嘴沿牵拉端131环向均匀分布有3个。

如图1、图2和图3所示，前盾体组件背离切削刀盘10设置，前盾体组件包括前盾体11、以及设于前盾体11内的旋转动力件14，其中，旋转动力件14的驱动端设于切削刀盘10内，即，驱动端与切削刀盘10固定连接以带动切削刀盘10进行转动。如图3所示，前盾体11包括内壳111和外壳112，内壳111和外壳112通过连接件113连接，内壳111与外壳112间形成有环形通道116，环形通道116的入口与螺旋通道103的出屑口对应设置，其中，环形通道116在出口处汇聚。内壳111设有固定室114，固定室114内容纳有旋转动力件14和微惯性测量器115。如图3、图7所示，外壳112背离切削刀盘10的一端设有捆扎组件17，其中，捆扎组件17设于环形通道116的出口的外周。

如图7所示，捆扎组件17包括捆扎带171，捆扎导轨172，设于捆扎导轨172一侧打捆器173，设于打捆器173下方的剪切手175和机械夹手176，捆扎导轨172下方的退送带件174，退送带件174一侧的储带箱177。通过退送带件174正传将捆扎带171穿过剪切手175和打捆器173送入捆扎导轨172上，当捆扎带171绕捆扎导轨172一圈后，机械夹手176伸长，穿过剪切手175和打捆器173，夹住捆扎带171带头，然后收缩到原位，退送带件174反转，拉紧捆扎带171，将多余的捆扎带送至储带箱177，当捆扎带171拉紧后，设于捆扎导轨172的内的弹性挡板在捆扎带171压力的作用下自动打开，捆扎带171套在切割后的管片上，退送带件174继续反转拉紧捆扎带171以进行捆扎，打捆器173将预制好的扎扣套在捆扎带171上，然后打捆器173下方的剪切手175将捆扎带剪断，完成一次捆扎；重复上述打捆动作，完成下一次捆扎。

如图图1、图2和图3所示，还包括后盾体组件，后盾体组件包括后盾体12、设于后盾体12与前盾体11间的三个等间隔设置的纠偏千斤顶15、以及背离前盾体11设置的管道连接器18，其中，后盾体12背离前盾体11设置，与前盾体11之间采用纠偏千斤顶15连接，管道连接器18适于固定新管道6。如图8所示，管道连接器18采用开口的不锈钢套环182和不锈钢外环183的配合，将新管道6放入管道连接器18内后，通过紧固件181带动不锈钢外环183收缩，从而带动不锈钢套环182收缩，夹紧新管道6，其中，垫圈184一方面可以增加新管道6与管道连接器18之间的摩擦力，一方面可以保护新管道6。

还包括控制器和显示器，其中，控制器分别与旋转动力件14、纠偏千斤顶15、捆扎组件17、微惯性测量器115通讯连接，显示器实时显示控制器的各项参数。

一种埋地塑料管道更换装置1的使用方法，当采用牵拉的方式更换埋地管时，如图1所示，包括以下步骤：

1)在管道原有检查井的基础上，对检查井进行修整后成为始发井7、接收井8；

2)将卷扬机5和注浆泵163安装于接收井8上方的地面上，导向架和定滑轮4安装在接收井8内，注浆泵163的入浆口与泥浆存储箱连接，注浆泵163的出浆口与注浆软管164连接，同时，卷扬机5的钢丝绳2穿过滑轮4，然后将注浆软管164和钢丝绳2穿过待更换埋地管3，进入始发井7内；

3)根据待更换埋地管3的尺寸、材质和变形情况，选择合适的更换装置1，在始发井7待更换埋地管3的端部和土层之间开挖一环状间隙，使切削刀盘10的环形切削刃101套设于待更换埋地管3的外周，同时，将钢丝绳2与牵拉端131固定连接、注浆软管164与注浆导管162连接，通过管道连接器18将新管道6与后盾体12连接，新管道6的整体长度与待更换埋地管3的长度一致；

4)控制器发出指令使注浆泵163、旋转动力件14和卷扬机5启动，注浆泵163抽取泥浆存储箱内的浆料，使浆料经注浆软管164和注浆导管162到达注浆喷嘴161，旋转动力件14驱动切削刀盘10进行转动，切削刀盘10上的切削刀头102对待更换管道进行切削、环形切削刃101对待更换管道周围的岩土体进行切割，卷扬机5带动牵拉轴13朝向待更换管道方向进行运动；

5)在牵拉过程中，切割后的条状管屑经螺旋通道103和环形通道116后由捆扎组件17进行自动捆扎进入新管道6内；

6)待切削完待更换埋地管3后，将更换装置1进行回收，利用卷扬机5的钢丝绳2将捆扎好的条状管屑从新管道6内拉出，恢复始发井7和接收井8。

实施例2

一种埋地塑料管道更换装置1的使用方法，当采用顶推的方式更换埋地管3时，如图2所示，包括以下步骤：

1)在管道原有检查井的基础上，对检查井进行修整后成为始发井7、接收井8；

2)将注浆泵163安装于接收井8上方的地面上，注浆泵163的入浆口与泥浆存储箱连接，注浆泵163的出浆口与注浆软管164连接，注浆软管164穿过待更换埋地管3进入始发井7内；

3)根据待更换埋地管3的尺寸、材质和变形情况，选择合适的更换装置1，在始发井7待更换埋地管3的端部和土层之间开挖一环状间隙，使切削刀盘10的环形切削刃101套设于待更换埋地管3的外周，同时，注浆软管164与注浆导管162连接，同时在始发井7内安装顶进器9；

4)控制器发出指令使注浆泵163、旋转动力件14、顶进器9启动，注浆泵163抽取泥浆存储箱内的浆料，使浆料经注浆软管164和注浆导管162到达注浆喷嘴161，旋转动力件14带动切削刀盘10进行转动，切削刀盘10上的切削刀头102对待更换管道进行切削、环形切削刃101对待更换管道周围的岩土体进行切割，顶进器9推动后盾体12朝向待更换管道方向进行运动；

5)在顶进过程中，切割后的条状管屑经螺旋通道103和环形通道116后由捆扎组件17进行自动捆扎进入新管道6内；

6)待推进器顶进器9推动后盾体12朝向待更换埋地管3前进一段距离后，待后盾体12的管道连接器18到达始发井7待更换管的端口处时(即更换装置1即将全部进入土层时)，顶进器9缩回，将第一节新管道6下入始发井7内顶进器9的导轨上，通过管道连接器18一端固定在后盾体12中，一端与顶进器9固定，开始顶进，待第一节新管道6完全进入土层后，下入第二节新管，重复顶进，直至更换装置1到达接收井8内；

7)待切削完待更换埋地管3后，将更换装置1进行回收，将捆扎好的条状管屑从新管道6内拉出，恢复始发井7和接收井8。

作为一种替代的实施方式，切削刀头102和螺旋通道103的数量还可为2个、4个甚至更多个。

作为一种替代的实施方式，注浆喷嘴161的数量还可为4个、5个、6个甚至更多个。

作为一种替代的实施方式，纠偏千斤顶15的数量还可为4个、5个、6个甚至更多个。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。