一种非开挖柔性管管道更换破裂刀具的制作方法

本发明涉及非开挖技术领域，具体涉及一种非开挖柔性管管道更换破裂刀具。

背景技术：

上世纪80年代后，柔性排水管道由于具有重量轻、耐腐蚀、易安装、水流阻力小等明显优点，在国内给排水管道中得以广泛应用。近年来发现，在地质条件不良地区、软弱地层及沿海地区，该类管道埋设后不久便发生变形、塌陷等严重结构性缺陷。由于地下管道长期埋设在地下，当管道本身出现问题时按传统方法需要开挖后才能进行检修、维护和更换。这就导致地下管道相对露天管道的维护成本增加很多。

为了克服地下管道更换困难的问题，人们提出了非开挖管道更换的方式。传统的非开挖管道更换多用于刚性管道中，并且此类非开挖技术除外部牵引装置外，破裂刀具也配套动力装置，这就导致破裂刀具较为庞大。然而，目前尚未有专门服务于柔性管道的破裂刀具。

技术实现要素：

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非开挖柔性管道更换破裂刀具。为此，本发明采用以下技术方案：

一种非开挖柔性管道更换破裂刀具，其特征在于：包括刀具主体，刀片和牵引端；

所述刀具主体具有渐变截面的空心圆柱体形状；

所述刀片和刀具主体可拆式连接；所述牵引端为可拆卸部件，其一端与刀具主体可拆卸连接，另一端具有与新管道可拆卸连接的结构；所述刀具主体的空心部位供连接钢缆穿入，所述刀具主体上设置用于和钢缆连接部位连接的结构。

进一步地：刀具主体上预留一个，两个或三个刀片安装槽；当设置两个或三个刀片安装槽时，刀片安装槽在刀具主体的圆周方向上均匀布置；每个刀片安装槽的槽壁设置刀片安装固定孔，所述刀片刀身侧面开设有相应的固定孔，刀具主体和刀片采用连接件通过所述刀片安装固定孔、固定孔而可拆式连接。

进一步地：所述刀具主体在空心部位设置钢缆固定孔，用于和钢缆连接部位可拆卸连接。

进一步地：所述刀具主体的尾部设置牵引端连接孔，用于和牵引端可拆式连接。

进一步地：所述牵引端与刀具主体使用插销进行连接，与新管道的连接结构采用外螺纹结构或内螺纹结构。

本发明提出一种非开挖柔性管道更换破裂刀具，针对目前使用的较柔性的管道进行更换。破裂刀具由刀具主体、刀片以及牵引端组成，其中刀具主体呈截面渐变的柱状，考虑了刀片的安装以及破管后对原有管道的撑开作用，以便新管的拉入；刀片作为易损部件设计为可更换，并且刀片的布置方式可以根据管道切割的难易程度进行选择；牵引端考虑了新管道与刀具主体的连接问题，设计为可拆螺纹连接。当本发明与卷扬机等牵引装置一同使用时，即可实现较小管道的原位更换，省去开挖带来的成本较高、破坏地表环境等问题。

本发明的有益效果为：

1、相比开挖后管道更换，非开挖管道更换省去了土体开挖的工序，避免了交通管制、安全隐患等问题，节约了成本。

2、相比传统的盾构机具开挖，非开挖管道更换破裂刀具可以用于柔性的管道，且刀具本身无需额外的动力装置。

3、刀具主体具有渐变截面的空心圆柱体形状。渐变圆柱体形状使得刀具在破开原有管道的同时将破开的管道进行撑张，以便新管道的拉入。空心的特性使得用于牵引刀具的钢缆可以伸入并进行插销固定，同时也使得刀具牵引端可以伸入并进行插销连接。

4、刀片为可更换刀片，在刀片变钝或者损坏时可以随时更换，无需更换刀具整体，方便快捷。同时刀片可以布置为单刀式，双刀式或者三刀式，根据管道的直径、材质等特征进行选择。

5、牵引端为可拆卸部件，与刀具主体通过插销进行连接。这种连接方式便于牵引端的拆卸，牵引端拆卸后与新管道通过螺纹连接，再将连接好新管道的牵引端与刀具主体进行连接。此种连接设计方便快捷，可重复使用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为单刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具三维示意图；

图2为单刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具正视图；

图3为刀片示意图；

图4为牵引端示意图；

图5为牵引端与新管道螺纹连接示意图；

图6为配套钢缆与刀具连接端示意图；

图7为双刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具三维示意图；

图8为双刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具正视图；

图9为三刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具三维示意图；

图10为三刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具正视图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1：单刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具

如图1-2所示，单刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具由刀具主体1、刀片2和牵引端3组成，同时在刀具主体1上预留一个刀片安装槽，开设有两个刀片固定孔11、12，两个钢缆固定孔13、14以及一个牵引端连接孔15。其中，刀具主体1具有渐变截面的空心圆柱体形状。渐变圆柱体形状使得刀具在破开原有管道4的同时将破开的管道进行撑张，以便新管道的拉入。空心的特性使得用于牵引刀具的钢缆6可以伸入并进行插销固定，同时也使得刀具牵引端可以伸入并进行插销连接。刀片2的布置采用单刀式布置且为可更换刀片，在刀片2变钝或者损坏时可以随时更换，无需更换刀具整体，方便快捷。牵引端3为可拆卸部件，在与新管道5使用螺纹拧紧后再使用插销与刀具主体1进行连接，此种设计方式避免了对新管道5进行拧动。新管道5可采用柔性管或分段可接刚性管。

上述的刀具主体1一次铸成，直接形成刀具主体1上的槽、孔和空心部位。

如图3所示，刀片2的刀身侧面开设有两个预留固定孔21、22，用于与刀具主体上的孔11、12进行对应固定，同时也便于刀片的拆卸和更换。刀片2安装在刀片安装槽中，可用插销或螺钉与固定孔11、12、21、22连接而锁定刀片2。

如图4所示，牵引端3为连接新管道5与刀具主体1的中间部件，其不但在一端具有与刀具主体1的牵引端连接孔15连接的连接孔31，而且在另一端有与新管道5连接用的外螺纹32。

如图5所示，牵引端的外螺纹32与新管道的内螺纹相配套，其优势为连接简单，可重复使用且连接强度高。与所述牵引端相连接的新管在更换前需对其一端进行内螺纹车丝处理，内螺纹与牵引端外螺纹相配套。

如图6所示，与非开挖柔性管道更换破裂刀具相匹配的钢缆6在其连接端有加强措施，比如设置钢制的连接头61，在连接头有两个钢缆固定孔62、63，用于连接刀具主体1。可以保证刀具主体1在卷扬机的牵引下顺利前进，不发生刀具与钢缆滑脱的情形。采用插销、螺钉等连接件通过钢缆固定孔13、14与固定孔62、63将刀具主体1与钢缆6连接。

实施例2：双刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具

如图7-8所示，双刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具由刀具主体1、刀片2和牵引端3组成，同时在刀具主体1上预留两个刀片安装槽、2对刀片固定孔，每对刀片固定孔包括2个刀片固定孔11、12，两个刀片安装槽设置在刀片主体1的两侧，其夹角为180°；刀具主体1上还设置两个钢缆固定孔13、14以及一个牵引端连接孔15。其中，刀具主体具有渐变截面的空心圆柱体形状。渐变圆柱体形状使得刀具在破开原有管道4的同时将破开的管道进行撑张，以便新管道的拉入。空心的特性使得用于牵引刀具的钢缆可以伸入并进行插销固定，同时也使得刀具牵引端可以伸入并进行插销连接。刀片的布置采用双刀式布置且为可更换刀片，在刀片变钝或者损坏时可以随时更换，无需更换刀具整体，方便快捷。相比单刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具，双刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具的不同体现在其刀片的数量和布置方式的不同。牵引端3为可拆卸部件，与刀具主体1使用插销进行连接。这种连接方式便于牵引端的拆卸，牵引端3拆卸后与新管道5使用螺纹拧紧后再使用插销与刀具主体1进行连接，此种设计方式避免了对新管道进行拧动。

实施例3：三刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具

如图9-10所示，三刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具由刀具主体1、刀片2和牵引端3组成，同时在刀具主体上预留三个刀片安装槽，3对刀片固定孔，每对刀片固定孔包括2个刀片固定孔11、12，三个刀片安装槽沿周向均布在刀片主体1上，其夹角为120°；刀具主体1上还两个钢缆固定孔13、14以及一个牵引端连接孔15。其中，刀具主体1具有渐变截面的空心圆柱体形状。渐变圆柱体形状使得刀具在破开原有管道4的同时将破开的管道进行撑张，以便新管道5的拉入。空心的特性使得用于牵引刀具的钢缆可以伸入并进行插销固定，同时也使得刀具牵引端可以伸入并进行插销连接。刀片的布置采用三刀式布置且为可更换刀片，在刀片变钝或者损坏时可以随时更换，无需更换刀具整体，方便快捷。相比单刀式和双刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具，三刀式非开挖柔性管道更换破裂刀具的不同体现在其刀片的数量和布置方式的不同。牵引端为可拆卸部件，与刀具主体使用插销进行连接。这种连接方式便于牵引端的拆卸，牵引端拆卸后与新管道使用螺纹拧紧后再使用插销与刀具主体进行连接，此种设计方式避免了对新管道进行拧动。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。