顶管纠偏监测器.pdf

本实用新型是一种兼有压力转换功能的监测装置，主要用于中小口径（即φ1000毫米以下）水平顶管钻机，它与纠偏执行元件、操纵机构等组成一个纠偏装置，在顶管过程中，实现对顶管方向的控制（工程上称为纠偏）。
    城市下水道的顶管工程，对顶管精度的要求较高，大口径机械化顶管施工中，在顶管机头先导管内利用有效空间专门设置了液压纠偏装置，实现了纠偏。但目前国内可用来顶管的中小口径水平钻机，由于钻孔孔径小，先导管内空间位置有限，给设置纠偏装置带来了困难，尚未实现其纠偏，因而顶管精度得不到保证，机械化顶管施工难以推广，施工单位往往采用开槽的方法进行施工作业，其劳动强度大、效率低、工期长，经常造成交通中断，严重影响市容环境。

    本实用新型是为提高中小口径顶管精度，实现顶管纠偏而进行研制的，其任务是对纠偏执行元件的动作情况进行监测，并实现系统压力转换。顶管纠偏监测器由输入腔（1）、滑动杆芯（2）、显示标志（3）、观测窗（4）、输出腔（5）、排气阀（6）等零部件组成，其主要特征：滑动杆芯上嵌有以不同颜色区分的显示标志，这个标志与纠偏执行元件的动作位置相对应，并且滑动杆芯两端的承压面积不等，构成输入腔和输出腔互不相通的结构形式，当滑动杆芯受油压作用移动时，透过观测窗可向外显示出纠偏执行元件的动作情况，油液正向流动时起增压作用，即向纠偏执行元件提供超高压油液，反向流动时起减压作用，缓和外载对系统的冲击；顶管纠偏监测器（9）位于操纵机构（10）和纠偏执行元件（7）之间的油路上，分别用软管与二者连接，形成一个纠偏装置〔见图2所示〕，一台平水顶管钻机通常由四个纠偏装置构成一个纠偏系统。

    本实用新型为在中小口径顶管钻机空间位置有限的先导管内，设置体积小，顶力大的纠偏执行元件，并实现远距离控制和监测，提供了实用地技术手段，是一种结构简单，安全可靠，适应我国液压工业制造水平的顶管专用监测装置；采用这方案使中小口径顶管钻机理想地实现了纠偏，将改变顶管精度不高的局面，它的应用一定会显示出极大的社会效益和经济效益，并具有广阔的发展前景。〔图1〕顶管纠偏监测器各工作位置（A、B、C）示意图。〔图2〕纠偏装置示意图。

    以下结合顶管施工过程中将出现的几种情况，说明完成本实用新型任务之方式：

    顶管工程的准备工作一切就绪开始顶管时，首先将全部顶管纠偏监测器的输出腔（5）注满油液，使滑动杆芯（2）处于下限位置〔见图1中A的位置〕，此时，操作人员透过观测窗（4）可看到显示标志（8）的黄色段，即表示纠偏执行元件（7）处于非工作状态；在顶进过程中出现了偏斜，需进行纠偏时，油液经操纵机构（10）进入预定的纠偏监测器的输入腔（1），其滑动杆芯（2）受油压作用向上移动，输出腔（5）的油压迅速上升，使纠偏执行元件（7）获得超高压油液而启动〔见图1中B的位置〕，此时，操作人员透过观测窗（4）可看到显示标志（8）的绿色段，表示纠偏执行元件（7）已进入工作状态，在顶管施工过程中，操作人员根据四个纠偏监测器所显示不同颜色的标志，准确判断实际的纠偏方向并进行操作；在施工过程中，一旦超高压油路出现接管不当混入空气或管路被挤坏等原因造成油液外泄，此时滑动杆芯（2）失去平衡而向上移动，当移至上限位置时〔见图1中C的位置〕。输出腔（5）的压力迅速下降，操作人员透过观测窗（4）可看到显示标志（3）的红色段，即表示纠偏执行元件（7）失去工作能力，应停机检查并排除故障；在施工过程中，当钻机的先导管（8）遇到过载阻力，造成纠偏执行元件（7）超负荷工作时，由于纠偏监测器具有压力转换功能，输入腔（1）和操纵机构（10）的油压波动幅度很小，始终不会超出中压范围，因而保证钻机安全可靠工作。