一种管线模块化夹具及其吊装系统和方法

技术领域

本发明涉及机电系统管线装配领域，尤其涉及一种管线模块化夹具及其吊装系统和方法。

背景技术

机电现代建筑工程，特别是高层智能建筑，功能较多，系统复杂，如何在建筑内部有限的空间内合理布置机电管线显得尤为重要，采用模块化的机电系统安装方法，并结合较为成熟的BIM深化技术，能大大提升机电安装质量，提高机电安装效率。现有技术中提供的管线模块化夹具包括：两个承载梁形成的夹具主体；其中每一承载梁设置有用于固定管线的U型卡箍，承载梁上设置有吊耳。对应的装配系统包括葫芦吊，葫芦吊通过钢索连接夹具的吊耳。该装配方法是葫芦吊通过钢索连接夹具的吊耳，以对多根管线同时吊装。在吊装过程中因两边提升速度不一致，导致重力不平衡，则管线模块化夹具容易出现倾斜；在钢索吊装管线模块化夹具时，U型卡箍固定锁紧不牢固，导致管线松动而容易从夹具中滚动滑落，则滑落的管线容易引起安全事故的风险。并且葫芦吊没有设置紧急制动装置，夹具在吊装过程中若出现大幅度的倾斜，无法立即制动，容易引起重大安全事故。由于夹具中的管线位于承载梁的下方，导致管线在装配之后，很难对多根管线的其水平度和垂直度进行调试，从而影响了管线模块化装配的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种管线模块化夹具及其吊装系统和方法，以解决不便于调整水平度和垂直度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种管线模块化夹具包括：

承载组件，用于承载多根间隔排列管线，所述承载组件包括至少两根平行设置的承载梁，每个所述承载梁沿其长度方向设置有通槽；

吊耳，所述吊耳设置在所述承载梁的上表面或者端部；

管线锁紧件，用于固定管线，所述管线锁紧件为U型卡箍，所述U型卡箍包括U型双头螺杆及其上的螺母，所述螺母的外接圆直径大于所述通槽的宽度，所述U型双头螺杆将管线套接之后插入到所述通槽之内，所述螺母位于所述通槽的外侧且与所述承载梁的下表面接触；

可调节支撑脚，设置于所述承载梁的下表面或者端部，用于调整管线模块化夹具的水平度和垂直度。

进一步地，本发明提供的管线模块化夹具，还包括：

靠山防滑动模块，所述靠山防滑动模块插入连接到所述通槽之内并且位于所述U型卡箍的两侧。

进一步地，本发明提供的管线模块化夹具，所述承载梁包括以一定间隙平行设置且固定连接的第一槽钢和第二槽钢，所述间隙为所述通槽。

为了解决上述技术问题，本发明提供的另一种技术方案是：一种根据上述的管线模块化夹具的吊装系统，包括：

管线模块化夹具，用于装配多根管线；

钢索，用于连接在所述管线模块化夹具的吊耳上；

葫芦吊，用于通过所述钢索将所述管线模块化夹具吊装到指定位置；

水平测量仪，设置在管线模块化夹具的承载组件上；用于测量所述管线模块化夹具在吊装过程中的水平度，当水平度超过预设倾斜量程范围时，水平测量仪上的发射模块发出倾斜风险信号；

控制器，用于控制葫芦吊的启动运行或者停止运行；当接收到倾斜风险信号时，控制葫芦吊停止运行。

进一步地，本发明提供的吊装系统，还包括：

卷线器，用于收放钢索；当控制器接收到倾斜风险信号时，控制器控制卷线器停止运行。

进一步地，本发明提供的吊装系统，还包括：

激光对准装置，包括设置在承载组件上的滑轨，以及滑动配合设置在所述滑轨上的激光对准仪。

为了解决上述技术问题，本发明提供的又一种技术方案是：一种管线模块化夹具的吊装方法，采用上所述的吊装系统，包括：

将多根管线通过管线模块化夹具进行装配；

通过可调节支撑脚调整管线模块化夹具的水平度和垂直度；

将钢索连接在管线模块化夹具的吊耳上；

葫芦吊通过钢索将管线模块化夹具吊装到指定位置；

在吊装过程中，水平测量仪测量管线模块化夹具的水平度，当水平度超过预设倾斜量程范围时，水平测量仪上的发射模块发出倾斜风险信号给控制器，控制器对葫芦吊发出停车指令信号，葫芦吊收到停车指令信号时停止运行。

进一步地，本发明提供的吊装方法，还包括：

通过葫芦吊将卷线器吊装，以使卷线器与葫芦吊同步升降，以对管线模块化夹具同步升降；所述卷线器通过对钢索收放线，以对管线模块化夹具独立升降；当控制器收到倾斜风险信号时，控制器对卷线器发出停车指令信号，卷线器收到停车指令信号时停止运行。

进一步地，本发明提供的吊装方法，还包括：

管线后续装配对准方法；包括采用两组以上管线模块化夹具，称为上夹具和下夹具；将上夹具垂直吊装于下夹具的上方，打开上夹具上的激光对准仪，使激光对准仪发出的光线投射到下夹具上，以通过激光对准仪投射的光线确定下夹具上的管线的装配位置，实现管线的对准装配。

进一步地，本发明提供的吊装方法，还包括：

在吊装之前，通过靠山防滑动模块对U型卡箍及其上的管线进行挤压固定的方法。

与现有技术相比，本发明提供的上述技术方案的有益效果如下：

本发明提供的管线模块化夹具及其吊装系统及方法，在吊装之前，通过可调节支撑脚能够调整管线模块化夹具的水平度和垂直度，以在吊装过程中保证管线模块化夹具的处于水平状态，减小或者防止管线模块化夹具发生倾斜而导致管线产生滑落导致发生安全事故的风险。

本发明提供的管线模块化夹具的吊装系统及方法，当管线模块化夹具发生倾斜且当水平度倾斜超过预设倾斜量程范围时，控制器能够控制葫芦吊停止运行，从而降低或者消除由于管线模块化夹具整体发生倾斜造成其重心不稳而导致夹具整体滑落而发生安全事故的风险。

附图说明

图1是本发明实施例的管线模块化装配系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的管线模块化夹具的主视结构示意图；

图3是图2中A部的放大图；

图4是本发明实施例的管线模块化夹具的侧视结构示意图；

图5是本发明实施例的管线模块化夹具装配有管线的侧视结构示意图；

图6是本发明实施例的管线锁紧件的结构示意图；

图7是本发明实施例的承载梁的结构示意图；

图8至图9是本发明实施例的管线装配对准方式的结构示意图；

图中所示：

10、管线；

100、管线模块化夹具，110、承载梁，120、管线锁紧件，121、U型双头螺母，122、螺母，130、吊耳，140、靠山防滑动模块，150、支撑脚，160、肋板，170、刻度尺，200、葫芦吊，300、钢索，400、卷线器，500、水平测量仪，600、控制器，700、滑轨，800、激光对准仪。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图2至图7，本发明实施例提供一种管线模块化夹具100包括：

承载组件，用于承载多根间隔排列管线，所述承载组件包括至少两根平行设置的承载梁110，每个所述承载梁110沿其长度方向设置有通槽113；

吊耳130，所述吊耳130设置在所述承载梁110的上表面或者端部；

管线锁紧件120，用于固定管线10，所述管线锁紧件120为U型卡箍，所述U型卡箍包括U型双头螺杆121及其上的螺母122，所述螺母122的外接圆直径大于所述通槽113的宽度，所述U型双头螺杆121将管线10套接之后插入到所述通槽113之内，所述螺母122位于所述通槽113的外侧且与所述承载梁110的下表面接触；

可调节支撑脚150，设置于所述承载梁110的下表面或者端部，用于调整管线模块化夹具100的水平度和垂直度。其中所述可调节支撑脚150包括但不限于液压支撑脚，也可以是其它可调节支撑脚，例如螺纹配合关系的支撑脚，或者其它结构的支撑脚。液压支撑脚具有调节位置稳定的效果。

本发明实施例提供的管线模块化夹具100，在吊装之前，通过可调节支撑脚150能够调整管线模块化夹具100的水平度和垂直度，以在吊装过程中保证管线模块化夹具100的处于水平状态，减小或者防止管线模块化夹具100发生倾斜而导致管线10产生滑落导致发生安全事故的风险。

本发明实施例中的可调节支撑脚150还具有方便管线锁紧件120锁紧固定管线10的作用。由于可调节支撑脚150对承载梁110相对于安装平面提高了一段距离，则管线锁紧件120的U型双头螺杆121在装配螺母122时，通过承载梁110与地面之间的距离为螺母122的装配提供了较大的操作空间，从而提高了管线锁紧件120的拆装的便利性。可调节支撑脚150还具有方便了管线模块化夹具100在安装平面上的位置挪动，具有防止在挪动时夹具受到损害的效果。本发明实施例的可调节支撑脚150打破了传统管线模块化夹具100必需将管线10竖立装配及维护调节的缺陷。采用本发明实施例的管线模块化装配夹具100可以将管线10竖立装配，也可以水平装配；特别重要的话，由于可调节支撑脚150能够对承载组件支撑并露出一定的操作空间，因此特别方便地对管线锁紧件120的位置关系进行调节维护。

本发明实施例中的管线锁紧件120能够在通槽113之内进行连续改变位置调整，不受约束，以便于根据管线10之间的尺寸要求进行扩大或者缩小间距进行调节。其中吊耳130可以是一个中空的钢构件，通过10mm厚的块状钢板焊接于承载梁110上。

请参考图4至图5，本发明实施例提供的管线模块化夹具100，还可以包括：

靠山防滑动模块140，所述靠山防滑动模块140插入连接到所述通槽113之内并且位于所述U型卡箍的两侧。所述靠山防滑动模块140能够对U型卡箍及其上的管线10进行挤压固定，防止管线10产生松动，防止管线10受力不均匀而发生倾斜滚动。其是对管线锁紧件120用于固定管线10的补强。则管线模块化夹具100即使在吊装过程中发生倾斜也不会导致管线10松动而从管线模块化夹具100中脱落的风险。当然，还可以在管线10与管线锁紧件120之间的空隙内填充阻塞物，以防止管线10在吊装过程中产生滚动。还可以在管线锁紧件120的U型双头螺栓121与管线10之间的接触面设置柔性垫层，以进一步防止管线10在吊装过程中发生滚动或者滑落的风险。

请参考图4至图5，本发明实施例提供的管线模块化夹具100，还可以包括：

刻度尺，所述刻度尺170设置在所述承载梁110上。其中刻度尺170可以设置在承载梁110的侧面上，以便于观察。刻度尺170的主要作用是用于在管线10初始装配的对准；将多根管线10根据设计尺寸要求通过刻度尺170来精确定位对准。另外，刻度尺170在对管线10进行位置调节及维护时起到了关键的定位作用，无需外部测量尺的介入，不仅提高了安装效率，还提高了装配精度。

请参考图2至图7，本发明实施例提供的管线模块化夹具100，所述承载梁110包括以一定间隙平行设置且固定连接的第一槽钢111和第二槽钢112，所述间隙为所述通槽113。其中第一槽钢111与第二槽钢112之间可以通过焊接固定，也可以通过螺栓等其它方式固定。其中槽钢包括背板和两板侧板，第一槽钢111与第二槽钢112固定连接时，背板与背板之间留有间隙布置。当然承载梁110并不限于上述方式，还可以是具有通槽113的其它结构。例如承载梁110可以是长方体，在长方体的上下表面之间的沿长度方向设置有贯穿的通槽。其中槽钢的凹槽内可以设置有若干肋板160。肋板160用于提高承载梁110的承载力。

请参考图1，本发明实施例还提供一种管线模块化夹具100的吊装系统，包括：

管线模块化夹具100，用于装配多根管线10；

钢索300，用于连接在所述管线模块化夹具100的吊耳130上；

葫芦吊200，用于通过所述钢索300将所述管线模块化夹具100吊装到指定位置；

水平测量仪500，设置在管线模块化夹具100的承载组件上；用于测量所述管线模块化夹具100在吊装过程中的水平度，当水平度超过预设倾斜量程范围时，水平测量仪500上的发射模块发出倾斜风险信号；

控制器600，用于控制葫芦吊200的启动运行或者停止运行；当接收到倾斜风险信号时，控制葫芦吊200停止运行。

本发明实施例提供的吊装系统中的葫芦吊200为4组，每根承载梁110的吊耳130对应连接一组葫芦吊200。其中管线模块化夹具100不限于上述结构。可以是本领域公知的其它夹具。水平测量仪500的发射模块可以是公知技术的任意结构。只要满足在水平度超出预设倾斜量程范围(例如预设范围为-10°至+10°)时，发出倾斜风险信号给控制器600即可。当然控制器600可以直接接收发射模块的倾斜风险信号，也可以通过接收模块接收后传输给控制器600.其中倾斜风险信号可以是位置信号、距离信号、加速度信号等现有技术中已知的感应信号。其中控制器600可以是独立的控制系统，也可以是嵌入到葫芦吊200之内的嵌入式系统。

请参考图1，本发明实施例提供的吊装系统，还可以包括：

卷线器400，用于收放钢索300；当控制器600接收到倾斜风险信号时，控制器600控制卷线器400停止运行。其中卷线器400可以通过钢索300吊装在葫芦吊200之间，也可以独立设置。卷线器400吊装在葫芦吊200之间具有能够随着葫芦吊200同步升降的效果，以保证吊装过程中的平衡性和稳定性。另外，卷线器400还能够独立通过收放钢索300对管线模块化夹具100进行升降。此时，卷线器400和葫芦吊200同时停止运行，以便于施工作业人员对该吊装倾斜的管线模块化夹具的安全隐患进行紧急处理。其中同步升降，能有效保证提升速度的一致性，保证管线模块化夹具100升降的平衡性以及水平度，卷线器400可以同时具备自动升降和人工微调的功能。

请参考图1，本发明实施例提供的吊装系统，还可以包括：

激光对准装置，包括设置在承载组件上的滑轨700，以及滑动配合设置在所述滑轨700上的激光对准仪800。滑轨700在对管线10初始对准或者维护对准装配时提供定位的便利性，可以根据管线10的间距的变化调节激光对准仪800在滑轨700上的相对位置关系。

本发明实施例还提供一种管线模块化夹具100的吊装方法，采用上述的吊装系统，包括：

将多根管线10通过管线模块化夹具100进行装配；

通过可调节支撑脚150调整管线模块化夹具100的水平度和垂直度；

将钢索300连接在管线模块化夹具100的吊耳130上；

葫芦吊200通过钢索300将管线模块化夹具100吊装到指定位置；

在吊装过程中，水平测量仪500测量管线模块化夹具100的水平度，当水平度超过预设倾斜量程范围时，水平测量仪500上的发射模块发出倾斜风险信号给控制器600，控制器600对葫芦吊200发出停车指令信号，葫芦吊200收到停车指令信号时停止运行。

本发明实施例提供的吊装方法，还可以包括：

通过葫芦吊200将卷线器400吊装，以使卷线器400与葫芦吊200同步升降，以对管线模块化夹具100同步升降；所述卷线器400通过对钢索300收放线，以对管线模块化夹具100独立升降；当控制器600收到倾斜风险信号时，控制器600对卷线器400发出停车指令信号，卷线器400收到停车指令信号时停止运行。

请参考图8至图9，本发明实施例提供的吊装方法，还可以包括：

管线后续装配对准方法；包括采用两组以上管线模块化夹具100，称为上夹具和下夹具；将上夹具垂直吊装于下夹具的上方，打开上夹具上的激光对准仪800，使激光对准仪800发出的光线投射到下夹具上，以通过激光对准仪800投射的光线确定下夹具上的管线10的装配位置，实现管线10的对准装配。其中投射光线对准的前提是：上夹具与下夹具的管线间隔分布要求一致。

请参考图8，其中下夹具中的管线装配对准，可以在上夹具未吊装到指定位置之前进行光线投射对准。请参考图9，上夹具也可以在吊装到指定位置之后并且移除上夹具上的管线之后，与下夹具进行对准。图8至图9中箭头方向表示光线投射方向及投射位置。其优点在于，可以快速定位管线在夹具上的安装位置，提高了管线模块化夹具100的装配效率，从而提高了吊装系统的吊装效率。

本发明实施例提供的吊装方法，还包括：

在吊装之前，通过靠山防滑动模块140对U型卡箍及其上的管线10进行挤压固定的方法。以提高在吊装过程中的管线10及管线模块化夹具100的稳定性，防止滑落。

本发明实施例的管线模块化夹具的吊装系统及方法，在吊装之前，通过可调节支撑脚150能够调整管线模块化夹具100的水平度和垂直度，以在吊装过程中保证管线模块化夹具100的处于水平状态，减小或者防止管线模块化夹具100发生倾斜而导致管线10产生滑落导致发生安全事故的风险。

本发明实施例提供的管线模块化夹具100的吊装系统及方法，当管线模块化夹具100发生倾斜且当水平度倾斜超过预设倾斜量程范围时，控制器600能够控制葫芦吊200和卷线器400停止运行，从而降低或者消除由于管线模块化夹具100整体发生倾斜造成其重心不稳而导致夹具整体滑落而发生安全事故的风险。

在葫芦吊200和卷线器400停止运行之后，施工作业人员可以通过对其中一侧的葫芦吊200和/或卷线器400进行控制，以排除倾斜导致安全事故的安全隐患，使管线模块化夹具100保持水平状态。然后继续吊装施工。

本发明实施例不限于上述具体实施方式，凡在本发明的权利要求书和说明书之内所作出的各种变化和润饰，均在本发明的保护范围之内。