CN121007266B - 一种用于管道非开挖修复的抚平装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道修复技术领域，尤其涉及一种用于管道非开挖修复的抚平装置。包括有固定架，所述固定架转动连接有转套，所述转套固接有对称分布的连接架，对称分布所述连接架共同设置有滑动杆，所述滑动杆滑动连接有滑动板，所述滑动杆和所述滑动板之间固接有螺旋簧，所述滑动板固接有用于抚平管道的抚平板，所述转套设置有密封套，所述密封套滑动连接有滑杆，所述滑杆固接有支撑架。本发明在抚平板移至管道内壁凸起部之前滚筒与管道内壁接触并发生转动，在滚筒与管道内壁凸起部接触后靠近转套，并使得压力传感器所检测的压力增大，从而对管道内壁凸起部进行精确定位，且在能见度低的情况下也能使用，提高对管道的抚平效率。

Description

一种用于管道非开挖修复的抚平装置

技术领域

本发明涉及管道修复技术领域，尤其涉及一种用于管道非开挖修复的抚平装置。

背景技术

地下管道作为城市基础设施的重要组成部分，承担着排水、供水、燃气、电力通信等重要功能，然而，由于管道长期埋设于地下，受到土壤压力、地面荷载、地质变动等外部因素的影响，管道容易出现变形、破裂等损坏，其中，管道受外部不均匀压力时，管壁局部会发生塑性变形，形成向管道内部凸起的凸起部，这种凸起会显著减小管道的有效流通截面，影响流体输送效率，甚至导致堵塞或结构失效，传统的管道修复方法通常需要开挖地面，更换或修复损坏管段，开挖修复不仅工程量大、成本高，还会对周边环境、交通以及地下其他管线造成干扰，因此，非开挖修复技术凭借其施工周期短、对地面破坏小、社会影响低、综合成本效益高等优势，已成为现代管道修复的主流方式之一。

在非开挖修复技术中，针对管道内部凸起部的修复通常采用机械挤压平整的方法，现有技术中多采用液压推杆装置，将其送入管道内部利用液压推杆端部安装的弧形板对凸起部位施加径向压力，将凸起部压回原状，在管道修复之前，需要提前确定管道凸起部的位置，一般利用摄像头等图像传输设备观察管道内壁凸起部的位置，但是对于视野条件差的管道，能见度低，即使提供额外的光照条件，仍无法精确获取管道凸起部的位置，会出现需多次使用液压推杆装置挤压的情况，操作繁琐。

发明内容

为了克服现有采用液压推杆修复时，液压推杆的端部挤压管道内壁凸起部时引起局部不平整的缺点，本发明提供了一种精确定位用于管道非开挖修复的抚平装置。

技术方案为：一种用于管道非开挖修复的抚平装置，包括有固定架，所述固定架安装有电动轮，所述固定架转动连接有转套，所述固定架设置有用于带动所述转套转动的第一动力模块，所述转套固接有对称分布的连接架，对称分布所述连接架共同设置有滑动杆，所述滑动杆滑动连接有滑动板，所述滑动杆和所述滑动板之间固接有螺旋簧，所述滑动板固接有用于抚平管道的抚平板，所述转套设置有密封套，所述密封套滑动连接有滑杆，所述滑杆固接有支撑架，所述支撑架转动连接有滚筒，所述滑杆远离所述支撑架的一端固接有与所述密封套内密封滑动连接的密封塞，所述密封套内远离所述密封塞的一侧设置有压力传感器，所述密封套内填充有可压缩流体。

作为上述方案的改进，所述转套花键连接有与所述密封套固接的转筒，所述转筒设置有等间距分布的倾斜槽，所述滑动板固接有等间距分布且于相邻所述倾斜槽内滑动的限位杆，所述倾斜槽到所述转套轴线的距离由一侧到另一侧逐渐增大，所述转套设置有用于带动所述转筒移动的第二动力模块。

作为上述方案的改进，所述转套固接有对称分布的转动架，所述抚平板中心点、所述滚筒中心点和所述转动架中心点分别到所述转套轴线之间的连线互呈120°夹角。

作为上述方案的改进，所述密封套内设置有位于所述密封塞和所述压力传感器之间的隔膜，所述密封套内所述密封塞与所述隔膜之间填充有液压油。

作为上述方案的改进，所述密封套内固接有位于所述密封塞和所述隔膜之间的固定环，所述固定环设置有通孔，所述固定环的通孔内设置有电磁阀。

作为上述方案的改进，所述转动架设置有弧形部，所述转动架的弧形部滑动连接有等间距分布的插杆，所述插杆固接有卡块，所述卡块设置有用于固定纤维布的卡板，所述卡块与相邻的所述转动架之间固接有弹簧。

作为上述方案的改进，所述卡板为可形变材质，用于固定所述纤维布。

作为上述方案的改进，所述转筒设置有等间距分布且分别与其上相邻倾斜槽连通的螺旋槽，所述连接架设置有弧形槽，所述滑动杆滑动于对称分布所述连接架的弧形槽内。

作为上述方案的改进，所述抚平板设置有用于挤压所述纤维布的导向部。

作为上述方案的改进，所述卡块和所述卡板均设置有倾斜面，所述抚平板用于挤压所述卡块和所述卡板。

本发明的有益效果如下：在抚平板移至管道内壁凸起部之前滚筒与管道内壁接触并发生转动，在滚筒与管道内壁凸起部接触后靠近转套，并使得压力传感器所检测的压力增大，从而对管道内壁凸起部进行精确定位，无需提前检测管道内壁凸起处相对于管道轴线偏转的位置，随后配合抚平板挤压管道内壁的凸起部从而实现自动抚平的效果，且在能见度低的情况下也能使用，提高对管道的抚平效率，本装置利用自身的检测功能首先对管道内壁凸起部的裂缝进行检测，再通过卡块和卡板将纤维布夹持并精确移动至所需修补的管道裂缝附近，并利用抚平板的挤压力将纤维布逐渐贴合在管道内壁上，从而简化了现有修补过程中纤维布的定位和受压过程，简化了操作流程，便于管道内壁的修补。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明转套和连接架的立体结构示意图；

图3为本发明滑动杆和滑动板的立体结构示意图；

图4为本发明倾斜槽和限位杆的立体结构示意图；

图5为本发明密封套和压力传感器的立体结构示意图；

图6为本发明转套和纤维布的立体结构示意图；

图7为本发明抚平板和纤维布的立体结构示意图；

图8为本发明卡块和卡板夹持纤维布的立体结构示意图。

图中标号名称：1、固定架，111、纤维布，2、转套，3、连接架，4、滑动杆，5、滑动板，6、抚平板，601、导向部，7、转筒，701、倾斜槽，702、螺旋槽，8、限位杆，9、密封套，91、隔膜，10、滑杆，11、支撑架，12、滚筒，13、密封塞，14、压力传感器，15、固定环，16、转动架，17、插杆，18、卡块，181、卡板，19、弹簧。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件，下述实施例中的转动方向均参考图1所示右视图方向。

实施例1

管道受外部压力时，会形成向管道内部凸起的凸起部，而一般通过液压推杆挤压的方式从管道内部将凸起部挤压变平，在管道修复之前，需要提前确定管道凸起部的位置，一般利用摄像头等图像传输设备观察管道内壁凸起部的位置，但是对于视野条件差的管道，能见度低，即使提供额外的光照条件，仍无法精确获取管道凸起部的位置，会出现需多次使用液压推杆装置挤压的情况，操作繁琐。

一种用于管道非开挖修复的抚平装置，如图1-图6所示，包括有固定架1，固定架1安装有六个用于本装置在管道内移动的电动轮，固定架1的中部转动连接有转套2，固定架1设置有用于带动转套2转动的第一动力模块，第一动力模块为安装在固定架1右侧的电机，电机的输出轴与转套2之间通过带轮和皮带传动，转套2固接有左右对称分布的两个连接架3，两个连接架3共同设置有滑动杆4（本实施例中滑动杆4与两个连接架3之间视为固接），滑动杆4滑动连接有滑动板5（滑动板5靠近转套2的一侧设置有矩形槽，滑动杆4于滑动板5的矩形槽内滑动），滑动杆4和滑动板5之间固接有位于滑动板5矩形槽内的螺旋簧，滑动板5远离转套2的一侧固接有用于抚平管道的抚平板6，抚平板6设置有与管道内壁同心的弧形面，抚平板6会将管道内壁的凸起部逐渐抚平，并使得管道内壁变得平整，转套2花键连接有转筒7，转筒7只能相当于转套2横向移动，无法相对于转套2转动，转筒7设置有左右分布的两个倾斜槽701，滑动板5固接有两个且于相邻倾斜槽701内滑动的限位杆8，倾斜槽701到转套2轴线的距离由右侧到左侧逐渐增大，转筒7向右移动通过其上的倾斜槽701使得相邻限位杆8远离转套2，转套2设置有用于带动转筒7移动的第二动力模块，第二动力模块为安装在转套2上的液压推杆（图中未展示），液压推杆的伸缩端与转筒7固接，转筒7固接有密封套9（密封套9与抚平板6相对于转套2的轴线偏转了120°），第二动力模块可为安装在转套2上的电动滑轨，电动滑轨滑动有与转筒7固接的电动滑块（图中未展示），密封套9滑动连接有滑杆10，滑杆10远离密封套9的一端固接有支撑架11，支撑架11转动连接有滚筒12，滑杆10靠近转套2的一端固接有与密封套9内密封滑动连接的密封塞13，密封套9内远离密封塞13的一侧设置有压力传感器14，密封套9内填充有可压缩流体。

当需要使用本装置将管道凸起部抚平时，操作人员首先将本装置放入管道内，并启动固定架1上的六个电动轮将本装置移至管道凸起部附近，随后对管道凸起部的位置进行检测，检测过程完成后再将管道的凸起部抚平，检测过程如下：初始状态下，抚平板6并未与管道内壁接触，滚筒12与管道内壁接触，操作人员启动第一动力模块带动转套2转动，转套2带动转筒7转动，转筒7通过两个倾斜槽701对两个限位杆8限位并带动两个限位杆8转动，两个限位杆8带动滑动杆4和滑动板5转动，滑动板5带动抚平板6转动，同时转套2带动两个连接架3转动，连接架3和滑动杆4同步转动，在转套2转动的过程中，转套2通过密封套9带动滑杆10、支撑架11和滚筒12转动，滚筒12紧贴管道内壁滚动，当滚筒12与管道内壁的凸起部接触时，滚筒12受管道内壁凸起处的挤压靠近转套2，滚筒12通过支撑架11和滑杆10带动密封塞13靠近转套2，密封塞13推动密封套9内的液压油使得隔膜91发生形变，压力传感器14所处的密闭空腔压力增大使得其所检测的压力增大，检测过程完成。

在检测过程完成后，进行抚平过程，具体操作如下：第一动力模块继续带动转套2转动120°（该120°为滚筒12到转套2轴线的连线和抚平板6到转套2轴线的连线的夹角，该120°在本实施例中仅用于举例），在转套2继续转动的过程中，滚筒12不再与管道内壁的凸起部接触，压力传感器14所处的密闭空腔内压力恢复，隔膜91的形变恢复，使得密封塞13通过滑杆10和支撑架11带动滚筒12继续紧贴管道内壁，而当转套2转动120°后，抚平板6转至管道内壁凸起部的附近并与其凸起部对齐，随后操作人员将第一动力模块和电动轮停止，并启动第二动力模块带动转筒7向右移动（图2所示正视图方向），转筒7的倾斜槽701使得相邻限位杆8远离转套2，两个限位杆8带动滑动板5和抚平板6逐渐远离转套2，滑动板5向上移动使得其上的螺旋簧被压缩，当抚平板6的弧形面与管道内壁的凸起部接触时，抚平板6继续远离转套2并挤压管道内壁的凸起部，管道内壁的凸起部逐渐被抚平板6挤压变平。

当管道内壁的凸起部变平后，限位杆8位于相邻倾斜槽701的左侧，随后操作人员将第二动力模块停止，抚平板6不再移动，由于抚平板6的弧形面与管道内壁同心，因此，抚平板6会将管道内壁的凸起部逐渐抚平，并使得管道内壁变得平整，当管道内壁的凸起部被抚平后，操作人员启动第二动力模块带动转筒7向左移动，滑动杆4上的螺旋簧复位带动滑动板5靠近转套2，滑动板5带动抚平板6和两个限位杆8靠近转套2，当限位杆8位于相邻倾斜槽701的右侧时，操作人员将第二动力模块停止，随后操作人员启动电动轮使得本装置从管道中移出，本装置使用完成，由于管道中环境昏暗不易观察其上凸起部的位置，因此通过滚筒12与管道内壁接触并发生转动，在滚筒12与管道内壁凸起部接触后靠近转套2，并使得压力传感器14所检测的压力增大，从而对管道内壁凸起部进行精确定位，再将抚平板6转至管道内壁凸起部附近并对齐，随后通过抚平板6对管道内壁凸起部挤压并抚平，无需提前检测管道内壁凸起处相对于管道轴线偏转的位置，从而实现自动抚平的效果。

实施例2

在实施例1的基础上，一种用于管道非开挖修复的抚平装置，如图1-图8所示，转套2固接有左右对称分布的两个转动架16，抚平板6中心点、滚筒12中心点和转动架16中心点分别到转套2轴线之间的连线互呈120°夹角，在抚平板6靠近管道内壁凸起部的过程中，滚筒12和转动架16共同为整个装置提供支撑力，从而抵消抚平板6挤压管道内壁凸起部所产生的反向推力，便于抚平板6抚平管道，密封套9内固接有位于密封塞13和隔膜91之间的固定环15，固定环15设置有通孔，固定环15的通孔内设置有电磁阀，在滚筒12对管道内壁的凸起部的位置检测时，固定环15通孔内的电磁阀处于打开状态，密封套9内设置有隔膜91，密封套9内密封塞13与隔膜91之间填充有液压油，密封套9和隔膜91配合形成靠近压力传感器14一侧的密闭空腔，密闭空腔内填充有可压缩流体（隔膜91用于避免液压油与压力传感器14接触，从而保证压力传感器14数据的准确性），转动架16远离转套2的一侧设置有弧形部，转动架16的弧形部滑动连接有等间距分布的插杆17，每个转动架16上的插杆17为一组，插杆17固接有卡块18，卡块18设置有用于固定纤维布111的卡板181，卡板181为可形变材质，用于固定纤维布111，卡块18与相邻的转动架16之间固接有弹簧19，转筒7设置有左右分布且分别与其上相邻倾斜槽701连通的两个螺旋槽702，螺旋槽702相对于转筒7轴线的偏转角度为120°，连接架3远离转套2的一侧设置有弧形槽，滑动杆4滑动于两个连接架3的弧形槽内，抚平板6设置有用于挤压纤维布111的导向部601，卡块18和卡板181均设置有倾斜面，当抚平板6的导向部601与后侧的两个卡块18的倾斜面接触时，以后侧的两个卡块18为例，抚平板6的导向部601挤压两个卡块18的倾斜面使得两个卡块18相互远离。

现有管道在受到外力挤压时会出现向管道内壁凸起的凸起部，但是管道外壁所受压力超过其承受压力时，管道内壁的凸起部还会出现裂缝，此时仅通过将管道抚平不足以将管道修复，因此，现有在管道内壁出现裂缝后一般将涂有胶的纤维布贴附在该裂缝处的附近，从而将管道封堵，而现有将管道抚平装置并不具备裂缝修补功能，从而导致整个修补过程繁琐，而本装置利用实施例1上的检测功能，将纤维布111精确移动至所需修补的管道裂缝附近，并通过实施例1中的抚平板6将纤维布111逐渐贴合在管道内壁上，从而简化了现有修补过程中纤维布111的定位和受压过程，简化了操作流程，便于管道内壁的修补。

具体操作如下：操作人员首先将纤维布111按照图6所示状态固定在两组卡块18之间并利用卡板181将纤维布111锁紧，随后本实施例紧接实施例1中抚平板6将管道内壁的凸起部抚平后，继续进行额外的操作，当抚平板6将管道内壁的凸起部抚平后，限位杆8位于相邻倾斜槽701的左侧，以管道内壁凸起部位于管道上侧为例，此时，抚平板6位于转套2的上方，随后操作人员启动第一动力模块带动转套2顺时针转动，抚平板6绕固定架1顺时针转动，转套2带动两个转动架16顺时针转动，两个转动架16通过其上的插杆17、卡块18和卡板181带动纤维布111顺时针转动，当转套2顺时针转动120°时，状态如图6所示，纤维布111位于转套2的上方、管道内壁裂缝的下方，随后操作人员将第一动力模块停止，并启动第二动力模块带动转筒7向右移动，转筒7向右移动使得限位杆8由倾斜槽701进入螺旋槽702，限位杆8受相邻螺旋槽的限位开始绕转套2逆时针转动，两个限位杆8带动滑动杆4、滑动板5和抚平板6逆时针转动，滑动杆4在两个连接架3上滑动，同时抚平板6绕转套2逆时针转动并逐渐靠近纤维布111。

当抚平板6和纤维布111的位置关系如图7所示时，随着抚平板6继续绕转套2逆时针转动，抚平板6的导向部601先与纤维布111的后侧接触并挤压其后侧使得纤维布111贴向管道内壁，当抚平板6的导向部601与后侧的两个卡块18的倾斜面接触时，以后侧的两个卡块18为例，抚平板6的导向部601挤压两个卡块18的倾斜面使得两个卡块18相互远离，两个卡块18带动两个卡板181和两个插杆17相互远离，两个弹簧19被压缩，最终两个卡块18解除对纤维布111的夹持并分别位于抚平板6的两侧受其限位无法靠近，随着抚平板6不断地绕转套2逆时针转动，抚平板6使得纤维布111由后向前逐渐贴紧管道内壁，且由后至前的卡块18和卡板181逐渐解除对纤维布111的夹持，通过将卡块18和卡板181移至抚平板6的两侧，避免卡板181位于纤维布111和管道内壁之间，导致后续卡板181难以从粘合后的纤维布111和管道内壁之间取下，当限位杆8移至相邻倾螺旋槽的前侧时，抚平板6将纤维布111全部贴合在管道内壁上，操作人员将第二动力模块停止，纤维布111将管道内壁的裂缝修补，纤维布111的贴合过程完成，随后操作人员保持该状态启动电动轮使得本装置从管道中移出，本装置从管道中移出后，操作人员启动第二动力模块带动转筒7向左移动，螺旋槽使得限位杆8绕转套2顺时针转动，同时抚平板6绕转套2顺时针转动逐渐从两组卡块18之间移出，而弹簧19弹力释放带动卡块18移动并复位，最终状态如图1所示，操作人员将第二动力模块停止，本装置使用完成，需对管道其他位置进行继续修补，则需重新安装纤维布111至两组卡块18之间。

在滚筒12对管道内壁的凸起部的位置检测时，固定环15通孔内的电磁阀处于打开状态，密封套9内液压油自由穿过固定环15的通孔，抚平板6靠近管道内壁凸起部并对其挤压之前，操作人员将固定环15通孔内的电磁阀关闭，此时，滚筒12与管道内壁贴合并无法靠近转套2，同时，两个转动架16与管道内壁接触，在抚平板6靠近管道内壁凸起部的过程中，为整个装置提供支撑力，从而抵消抚平板6挤压管道内壁凸起部所产生的反向推力，便于抚平板6抚平管道。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围。

Claims (7)

1.一种用于管道非开挖修复的抚平装置，包括有固定架（1），所述固定架（1）安装有电动轮，所述固定架（1）转动连接有转套（2），所述固定架（1）设置有用于带动所述转套（2）转动的第一动力模块，所述转套（2）固接有对称分布的连接架（3），对称分布所述连接架（3）共同设置有滑动杆（4），所述滑动杆（4）滑动连接有滑动板（5），所述滑动杆（4）和所述滑动板（5）之间固接有螺旋簧，所述滑动板（5）固接有用于抚平管道的抚平板（6），其特征是，所述转套（2）设置有密封套（9），所述密封套（9）滑动连接有滑杆（10），所述滑杆（10）固接有支撑架（11），所述支撑架（11）转动连接有滚筒（12），所述滑杆（10）远离所述支撑架（11）的一端固接有与所述密封套（9）内密封滑动连接的密封塞（13），所述密封套（9）内远离所述密封塞（13）的一侧设置有压力传感器（14），所述密封套（9）内填充有可压缩流体；

所述转套（2）花键连接有与所述密封套（9）固接的转筒（7），所述转筒（7）设置有等间距分布的倾斜槽（701），所述滑动板（5）固接有等间距分布且于相邻所述倾斜槽（701）内滑动的限位杆（8），所述倾斜槽（701）到所述转套（2）轴线的距离由一侧到另一侧逐渐增大，所述转套（2）设置有用于带动所述转筒（7）移动的第二动力模块；

所述转套（2）固接有对称分布的转动架（16），所述抚平板（6）中心点、所述滚筒（12）中心点和所述转动架（16）中心点分别到所述转套（2）轴线之间的连线互呈120°夹角；

所述转筒（7）设置有等间距分布且分别与其上相邻倾斜槽（701）连通的螺旋槽（702），所述连接架（3）设置有弧形槽，所述滑动杆（4）滑动于对称分布所述连接架（3）的弧形槽内。

2.根据权利要求1所述的一种用于管道非开挖修复的抚平装置，其特征是，所述密封套（9）内设置有位于所述密封塞（13）和所述压力传感器（14）之间的隔膜（91），所述密封套（9）内所述密封塞（13）与所述隔膜（91）之间填充有液压油。

3.根据权利要求2所述的一种用于管道非开挖修复的抚平装置，其特征是，所述密封套（9）内固接有位于所述密封塞（13）和所述隔膜（91）之间的固定环（15），所述固定环（15）设置有通孔，所述固定环（15）的通孔内设置有电磁阀。

4.根据权利要求3所述的一种用于管道非开挖修复的抚平装置，其特征是，所述转动架（16）设置有弧形部，所述转动架（16）的弧形部滑动连接有等间距分布的插杆（17），所述插杆（17）固接有卡块（18），所述卡块（18）设置有用于固定纤维布（111）的卡板（181），所述卡块（18）与相邻的所述转动架（16）之间固接有弹簧（19）。

5.根据权利要求4所述的一种用于管道非开挖修复的抚平装置，其特征是，所述卡板（181）为可形变材质，用于固定所述纤维布（111）。

6.根据权利要求5所述的一种用于管道非开挖修复的抚平装置，其特征是，所述抚平板（6）设置有用于挤压所述纤维布（111）的导向部（601）。

7.根据权利要求6所述的一种用于管道非开挖修复的抚平装置，其特征是，所述卡块（18）和所述卡板（181）均设置有倾斜面，所述抚平板（6）用于挤压所述卡块（18）和所述卡板（181）。