一种竖井内风管的吊装系统及其操作方法与流程

本发明涉及建筑工程领域，具体涉及一种竖井内风管的吊装系统及其操作方法。

背景技术：

1、风管作为输送冷热气流的重要媒介，是通风、采暖与空气调节系统中不可缺少的重要部分，也是防烟、排烟、除尘等工程的重要部分。而目前建筑中追求空间的充分利用，使得机电安装的管线空间正被愈发压缩，从而造成管道安装难度的提升，因此有必要在安装工具、工装或工艺等领域进行创新，以保证安装质量。

2、在传统技术中在立管井内一般是先安装吊装支架后再分批将风管段往立管井内下吊，先安装最底层的吊装支架，然后下吊最下一段风管段，这样依次在管井中先安装吊装支架再安装风管段的形式完成风管的安装。

3、但是这种方式具备以下缺点：

4、1、在三面环墙的立管井内安装的风管，无法解决风管背面和其两侧与狭小管井之间因空间限制而导致螺栓紧固和焊接作业无法操作的问题；在背面有墙，三面开阔的管井中，三侧(面向施工人员侧+两侧)可以安装螺栓，但是背面始终无法让螺栓紧固，导致风管内大量的漏风引起能源的浪费，进而可能会导致结露和结霜的现象发生，影响了风管板材的耐腐性和使用寿命；

5、2、另外如果使用自动伸缩机械可以紧固连接螺栓，但由于立管井的操作空间狭小导致了电机不能太大，所以影响了拧螺栓的力矩，导致力矩无法保证。

6、3、在立管井内安装时经常会因为碰撞而发生零件脱落或者松动，导致风管段的损伤，影响使用效果，或者风管段突然从高处坠落，引发安全事故。

7、4、传统依次在管井中先安装支吊架再安装风管段的形式，为了节约工期采用边安装下方支架，同步实施风管吊装，同时可能有法兰的紧固作业班组，导致管井内分布大量劳动力，在立管井内的工人工作量大，施工时间长，工人效率低下；同时管井纵深大，安全绳缺乏固定点导致安全事故频发。

技术实现思路

1、本发明的目的是设计小型的半自动化平台进行管井内的风管段边连接，边吊装的形式，尽量将风管连接口由传统的井道内转移至楼顶或其他开阔的安全可操作区域(本发明主要以楼顶为例)，实施优化的风管安装方法来保证单根风管的严密性，同时依托本发明所述的装置，可增加施工安全性和缩短工期，故提供一种竖井内风管的吊装系统及其操作方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种竖井内风管的吊装系统，适用于在立管井内安装风管，包括吊装平台，所述吊装平台包括矩形的吊装底座，所述吊装底座的底部通过升降机构连接矩形的升降底座，所述吊装底座顶部的中心设有矩形结构的平台框架，所述平台框架内放置有若干节相互叠加连接的普通风管段形成的小整段，所述平台框架的四周内壁上均匀分别有若干组伸缩螺杆一，所述伸缩螺杆一支撑并紧密抵靠在平台框架内小整段的外壁上；所述平台框架的四周均匀设有固定在吊装底座上的若干组吊钩一和固定在升降底座底部上的若干组吊钩二，所述平台框架通过吊钩一、吊钩二和钢丝绳与同步电动卷扬机构连接。

4、优选地，所述矩形的升降底座的四周侧面均设有至少三组可伸缩的伸缩螺杆二，所述伸缩螺杆二伸缩后用于将升降底座在立管井内临时架设在停靠楼层的洞口上沿。

5、优选地，所述升降底座的左右两侧面对应的伸缩螺杆二上设有y型支撑架，所述y型支撑架通过可伸缩的伸缩螺杆二抵靠在三面环墙的立管井的井壁上，使悬空的升降底座得到临时支撑，从而将悬空的吊装平台临时停靠在立管井中。

6、优选地，所述y型支撑架的一端与伸缩螺杆二连接，另一端采用y型叉口，y型叉口上设有橡胶垫，通过y型叉口展开后用橡胶垫与该段立管井的内壁接触，增加摩擦力以实现防滑效果。

7、优选地，所述升降底座左右两侧面和背侧面的伸缩螺杆二上设有导向滚轮，所述导向滚轮与y型支撑架呈并列交替设置；所述导向滚轮用于辅助平台框架在立管井内下降，提高吊装平台的稳定性，避免吊装平台直接与立管井的井壁发生碰撞。

8、优选地，所述升降机构包括设置在升降底座和吊装底座之间液压升降机构或气缸升降机构或丝杆升降机构。

9、优选地，所述立管井的上方设有龙门吊架，所述龙门吊架的两侧通过支撑架安装在楼顶面竖井洞口上，所述龙门吊架上设有两组同步控制的起吊装置，所述起吊装置位于立管井的正上方，通过起吊装置将待安装的普通风管段逐一与平台框架内的小整段对接，采用边叠加拼接边下放平台框架的方式在平台框架内逐渐叠加拼接形成大整段。

10、优选地，所述平台框架上设有重量感应装置、重力限位器、水平度监测模块、运行速度检测模块和承重感应模块；所述重量感应装置能够将卷扬机构在吊装平台框架过程中钢丝绳附带的拉力信号转换成电信号并发送至控制器，正常情况下，重量感应装置所感应到的钢丝绳的拉力与卷扬机构收回的钢丝绳长度成正比例关系，一旦吊装过程中钢丝绳碰到支吊架或因井道结构尺寸改变导致钢丝绳下放受阻时，在卷扬机构的驱动下，重量感应装置感应到的拉力信号不断减小而钢丝绳收回长度信号不变，当超过一定比例范围时，控制器发送指令控制重力限位器切断卷扬机构的电源，暂停吊装作业，待障碍消除后再继续吊装作业，从而避免吊装过程中钢丝绳发生断裂或对井内支架和楼板的破坏，进一步保障吊装系统在垂直吊装时的安全性；所述水平度监测模块、运行速度检测模块和承重感应模块，并统一通过信号连接至控制端，实现紧急制停；水平监测模块在平台框架倾斜度超过10°时反馈给控制端，控制端发送指令至卷扬机系统停止吊装；运行速度检测模块可以识别平台框架在立管井内的下降速度，当运行速度检测模块检测到平台框架的下降速度超过1m/min时，反馈给控制端，控制端发送指令至卷扬机系统停止吊装；承重感应模块则是位于平台框架的底部，用于检测平台框架内大整段的重量，当大整段的重量超过2吨时则自动发出报警声并反馈给控制端，控制端发送指令至卷扬机系统停止吊装。

11、优选地，所述平台框架外设有刻度，所述刻度可以便于工人从平台框架上观察大整段底部被夹持在平台框架内的深度，从而预设吊装平台在该段立管井内可压缩撤离的高度。

12、一种竖井内风管的吊装系统的操作方法，步骤如下：

13、定义散装的风管段为普通风管段，采用0.5至1m的管段；多个普通风管段拼接为2至3m的小整段，多个小整段连接后形成20至30m的大整段，大整段为平台框架在立管井内可以一次下放的规格；

14、s0:吊装平台在使用前需要进行试载实验，试载实验中在最大限速下进行满载试跑，并测试和维护，其中测试和维护内容包括螺栓紧固、伸缩件测试、控制端测试、各模块信号反馈是否正常；

15、s1：先在楼顶面竖井洞口上将两至三节普通风管段通过法兰和螺栓连接成小整段后放入吊装平台的平台框架内；

16、s2：通过调节平台框架内壁上伸缩螺杆一伸缩的长度，使其与平台框架内小整段上的普通风管段的外壁紧密贴合，使小整段在平台框架内不会晃动；

17、s3：将楼顶面竖井洞口上对称设置的同步的两组电动卷扬机构分别通过钢丝绳与吊装平台上的吊装底座和升降底座上的吊钩一和吊钩二连接，通过同步电动卷扬机构同步控制钢丝绳下放将位于吊装底座和升降底座上的平台框架放入立管井中；

18、s4：平台框架在立管井内下降前，预先调整平台框架下升降底座背侧面上的伸缩螺杆二伸缩长度，使升降底座背侧面上伸缩螺杆二连接的导向滚轮与立管井的井壁紧贴，实现辅助平台框架在立管井内顺利下降目的；同时调整平台框架下升降底座左右两侧面上的伸缩螺杆二伸缩长度，使升降底座左右两侧面上伸缩螺杆二连接的导向滚轮的总宽度与立管井的宽度保持1cm的间隙，可以避免立管井内异物造成的堵塞；

19、s5：工人可以在楼顶开阔区域，同时结合自身条件选择合理的法兰螺栓固定平面组装普通风管段根据实际需要进行长度组装，通过龙门吊架上两组同步控制的起吊机构将待叠加的普通风管段或已经组装完毕的小整段悬吊起来，与平台框架上最顶层的小整段分别套上法兰后通过螺栓连接；

20、s6：然后采用边安装边下降的方式将若干小整段或若干普通风管段与平台框架上最顶层的小整段逐步拼接安装后形成大整段，再通过楼顶面竖井洞口的同步电动卷扬机构将夹持大整段底部(初始夹持的小整段已经变成为大整段底部，下述均以“大整段底部”进行描述)的平台框架往立管井下吊装；

21、s7：当平台框架需要在三面环墙的立管井内进行临时停靠时，吊装平台伸展，即通过液压升降机构伸展吊装底座与升降底座之间的距离；然后调节升降底座左右两侧面上伸缩螺杆二的伸缩长度，使升降底座左右两侧面上伸缩螺杆二连接的y型支撑架与该段立管井的内壁接触从而撑开y型支撑架的y型叉口，并通过y型叉口上的橡胶垫与该段立管井的内壁接触实现防滑，这样就实现了平台框架通过升降底座左右两侧面上多个撑开的y型支撑架在立管井内临时停靠；

22、同时，在s7中的另一种工况中，当平台框架需要在背面有墙，其余三面开阔的立管井内进行临时停靠时，吊装平台伸展，即通过液压升降机构伸展吊装底座与升降底座之间的距离；然后调节升降底座四周侧面上伸缩螺杆二的伸缩长度，使伸缩螺杆二的长度可以架设在该段立管井的楼层洞口的边缘楼板或立管井的楼底面上，从而起到更加稳固的作用；

23、s8：两组对称设置的同步电动卷扬机构通过钢丝绳将夹持大整段底部的平台框架逐步下降到立管井内需要安装的位置；

24、s9：吊装平台伸展，即通过液压升降机构伸展吊装底座与升降底座之间的距离；然后调节升降底座四周侧面上伸缩螺杆二的伸缩长度，通过s7的方法使得升降底座上伸缩螺杆二的长度到达该段立管井的地面或架设支撑在的该段立管井的洞口上，使夹持大整段底部的平台框架在该段立管井内形成稳定的停靠；

25、需注意的是：该段立管井的地面与夹持大整段底部的平台框架之间间距需大于吊装平台通过液压升降机构压缩后的整体高度+0.5米，为吊装平台提供了移除条件；

26、s10：将露出部分的大整段固定在立管井内；

27、s11：然后拆除吊装平台，具体为平台框架内的伸缩螺杆一向内旋转，松开其夹持的大整段底部，控制液压升降机构收缩使得平台框架连接的吊装底座逐渐靠近升降底座，从而缩小吊装平台整体的高度，该过程需要控制液压速度不大于0.2m/s；此时平台框架内被夹持部分的大整段底部露出，随后将露出的大整段底部固定在立管井内；

28、由于该段立管井的地面与夹持大整段底部的平台框架之间间距大于吊装平台压缩后的整体高度+0.5米，所以当立管井内的大整段都被固定后，压缩后的吊装平台整体可以从大整段下方移除。

29、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

30、1、本发明通过设置同步控制的电动卷扬机，导向滚轮可以辅助平台框架在立管井内平稳下降，避免平台吊装中发生晃动碰撞管井壁，平台框架通过伸缩螺杆一对风管段的四周采用紧密贴合的方式稳定夹持，使得风管段在平台内固定不会摇晃，也实现了平台吊装时在管井内不摇晃，加大安全性。

31、2、本发明通过设置伸缩螺杆二和其端部的y型支撑架实现了在立管井内临时停靠，便于临时操作因此更适用于现场施工。

32、3、本发明通过在立管井的上方设置龙门吊架可以节省风管拼接中的人工和便于施工操作。同时连接点由传统的井道内的狭小空间转变成便于操作同时安全开阔的地带，提高了作业效率的同时，也可以避免传统的管井内作业模式导致的各类事故。

33、4、本发明通过升降机构可以实现吊装底座和升降底座之间的升降，从而在风管安装完毕后，方便吊装平台通过升降机构进行压缩实现撤除和周转，加大了利用率，节能工期。

34、5、本发明通过采用龙门吊架和吊装平台配合将拼接完成的风管段运输至立管井内，可以避免在立管井内难以螺栓紧固或焊接的问题，将传统作业中因空间限制而无法固定的螺栓数量降低至7％左右，因此可将漏风量减少至传统的10％，提高了建设质量和风管系统的严密性。

35、6、本发明所述的方法不但适合角钢法兰螺栓连接，同时适合薄钢板法兰、焊接、插条连接的各类金属、非金属或复合风管，适用性广泛。