CN104813092A - 具有改进锁定装置的内封套 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来插入管道以密封所述管道中的泄漏点的内封环(1)，包括弯曲成环形并且优选钢板制成的可扩张的带(2)，所述带部分(3，4)沿圆周方向至少部分重叠，并且包括具有至少两排平行齿(21，22)的锁定装置，其中单独的夹紧小齿轮(31，32)啮合在至少两排齿(21，22)中。本发明的特征在于，单独的锁定小齿轮(41，42)，各与夹紧小齿轮(31，32)成对配合，所述夹紧小齿轮(31，32)至少两个，所述锁定小齿轮通过各自的弹簧元件(51，52)推对应的夹紧小齿轮(31，32)并且与所述的夹紧小齿轮啮合，而且每个锁定小齿轮(41，42)也另外与对应排的齿(21，22)啮合。

Description

具有改进锁定装置的内封套

技术领域

根据权利要求1前序部分的特征，本发明涉及用来插入管道的内封套，用于密封管道中的泄漏点。

背景技术

这种内封套已经为人所知很长一段时间，例如，在DE4401318C2中进行了描述。使用这种内封套，可以在，例如，由混凝土或者其他材料制成的地下管道内修理泄漏点，而不需要挖沟。为了这个目的，内封套被插入正在被修理的泄漏管道，直到泄漏的位置。在该过程中，内封套起初被螺旋压缩，这样它具有比正在被密封的管道更小的直径。一旦内封套已经进入到正在被修理管道中的泄漏位置，内封套通过机构安装装置扩张，直到其已经进入与管道内壁非常紧密接触的状态，压紧密封圈。内封套通过锁定装置保持在其扩张位置，所述锁定装置具有与齿杆咬合的夹紧小齿轮，以及与该齿杆啮合的弹簧加载锁定小齿轮。

EP0805932B1提出了一种对以上装置做出改进的锁定装置。该文件公开了一种具有锁定装置的内封套，所述锁定装置使得非常小的锁定步骤成为可能，并且因此随着内封套的扩张，确保了其与内管道强力、永久的接触，在密封机件上提供强压力。为了该目的，所改进的锁定装置包括，在内侧周向布置环绕带端的槽，其中在槽的两条相对的纵边缘的每一条上布置有齿杆。两个夹紧小齿轮杯被布置在槽中，这些小齿轮的每一个与两个齿杆中的一个啮合并且也由一个起到锁定机件作用的锁定小齿轮承载。锁定小齿轮被张紧弹簧压入两个夹紧小齿轮之间的中间空间。

具有这种锁定装置的内封套需要对于能被实现的力载荷进行改进。

发明内容

本发明的目的因此为，以这样一种方式改进内封套，那就是锁定装置能够接受更大的力，也就是说，比以前更难以解锁。

该问题能够通过具有权利要求1特征的内封套来解决。

本发明的各种实施方式为从属权利要求的内容。

本发明实质包括所提供的两排齿，其中伴随着相关锁定元件的不同夹紧小齿轮与这两排齿的每一排啮合。本实施方式中，与两个夹紧小齿轮关联的各锁定元件被设计成锁定小齿轮。由于使用了两排齿以及分配的夹紧小齿轮，锁定装置能够通过齿杆接受两倍的力；而且不仅两个夹紧小齿轮的每一个，而且与夹紧小齿轮咬合的锁定小齿轮的每一个也一样，啮合在相关的那排齿并且与这排齿咬合。

另外，有利的是，夹紧小齿轮的锁定力作用在齿杆上，因此确保了整个装置的高静态稳定性。由于与夹紧小齿轮相互作用的锁定小齿轮的使用，该配置实现了同其它锁定元件，举例来说，例如锁止销相比，一半的齿距。在该配置中，有利的是，如果扩张的内封套滑回，其行程可以仅仅为齿宽的一半。

附图说明

下面根据多个实施例，结合附图，对本发明的内封套进行说明，其中

图1示出了根据内封套的第一实施例的立体图，从外到内观察内封套中布置有锁定装置的部分，

图2示出了根据内封套的第二实施例，类似图1所示内容的视图，

图3示出了图1中的锁定装置，沿图1中的虚线切出部分，

图4示出了沿图3中剖面线I-I的剖视图，

图5示出了根据本发明内封套第三实施例的切出图，具有相对更宽的齿杆，以及附装到同个齿杆的两个压紧装置，

图6示出了与图3和4中的类似，但是是根据第四实施例的内封套的切出图，

图7示出了与图3和4中的类似，但是是根据第五实施例的内封套的切出图，

图8根据第六实施例的内封套的切出图，

图9根据第七实施例的内封套的切出图，

图10根据第八实施例的内封套的切出图

图11根据第九实施例的内封套的切出图

除非另有说明，下面的图中，相同的参考数字表明相同的部件并且具有相同的含义。

具体实施方式

图1显示了内封套1一部分的立体图。观察者看得到被压缩的带2的全景，所述被压缩带2优选由钢板或者类似的材料制成。在所示卷起的状态中，带2具有在内侧的带端和/或者带部3，以及在外侧的带端和/或者带部4。这样带2保持在所述卷起状态，而且它的直径不能变小，包括了一个专门的锁定装置10，其在下文进一步详细地描述。图1中图示的由虚线标记锁定装置10可以以放大示图方式并且以俯视图示于图3的区域中。

锁定装置10的一个必不可少的结构是具有第一排齿21和第二排齿22的齿杆20，所述第二排齿22与第一排齿21相对。齿杆20，正如能在图1中最清楚看到的，通过其两端，与在内侧的带部3成行为单一件，结果槽形第一凹部81被布置在第一排齿21的左侧，而相似的凹部82被布置在第二排齿22的右侧。然而图1中实施例中的第二凹部具有朝着卷绕带2的开口侧开口的设计。相比之下，图2中，凹部82实际上具有类似于凹部81的设计。这意味着，在图2中的实施例中，凹部82也被在开口端面侧的带2的壁部2A界定。

在图1和图2的两个实施例中，齿杆20，可以看到其沿卷绕带2的周向方向，为在内侧的带部3的整体部件。在本实施方式中，第一排齿21沿齿杆20的第一纵边缘24延展，而第二排齿22沿齿杆20的第二纵边缘25延展。两条纵边缘24，25，以及两排齿21，22，以互相平行的方向定向。

具有两排齿21，22的齿杆20可具有在约八分之一圆弧与半圆之间的长度，或者稍微再长一点。然而可以采用不同的长度。这取决于临界度，根据该临界度，内封套1的外直径需要必须能够密封对应的有缺陷的管道。

正如图1中所能看到的，在左侧的所示出的槽形凹部81在其右侧以第一纵边缘24为界，如上文所提到的，所述第一纵边缘24承载齿杆20的第一排齿21。在相反的一侧，凹部81以纵边缘81a为界，所述纵边缘81a不承载任何一排齿。该纵边缘81a在其上、下端，通过以直角角度延伸的横边缘81b和81c，与第一纵边缘24相连。

右凹部82包括齿杆20的第二纵边缘25，所述第二纵边缘25承载第二排齿22。与凹部81相反，图1中的凹部82在其右侧开口，其中具有第二排齿22的第二纵边缘25在其上端和下端，以直角角度转变为两条横边缘82b，82c。

正如上文所提到的，对于图2中的实施例，右凹部82具有类似于左凹部81的设计。这意味着，布置有第二排齿22的齿杆20的第二纵边缘25，位于与直的纵边缘82a相对的位置，所述直纵边缘82a没有排齿。结果，正如图2中所示，呈现了平行于带2的纵边缘82a延展的较窄带段和/或者柱部。该区域通过参考数字2A标记。

在两个凹部81和82的每一个中，两排齿以一种特别的方式被安置。具体地，与第一排齿21咬合的第一夹紧小齿轮31被布置在第一凹部81中。为了这个目的，第一夹紧小齿轮31被安装在轴销34上，所述轴销34固定于外侧的带部4。这种固定能够通过例如铆接或者焊接来实现。其他连接方式也同样可以。

在图1到3的实施例中，第一夹紧小齿轮具有，例如，9个齿，当第一夹紧小齿轮旋转时，所述9个齿能够与第一排齿21咬合。第一锁定小齿轮41，在功能上，为所述第一夹紧小齿轮31而配置。第一锁定小齿轮41具有悬臂式安装。这意味着锁定小齿轮41的轴线不固定。更确切地说，第一锁定小齿轮41被弹簧元件51压靠着第一夹紧小齿轮31，这就使得第一锁定小齿轮保持在与夹紧小齿轮31和第一排齿21两者都啮合的位置。本实施方式中的弹簧元件51为张紧弹簧，所述张紧弹簧呈U形绕着轴销34，并且以其一段接合在锁定小齿轮41的中央钻孔中。另一端被直接或间接附装在外侧带部4。

在本实施例中，弹簧元件51也就是张紧弹簧的该另一端通过形成在压紧板70中的钻孔71固定，其中以一角度弯曲的弹簧元件51的该另一端能够接合在钻孔中。该压紧板70具有例如矩形的设计，并且与第一排齿21，以及第一夹紧小齿轮31，第一锁定小齿轮41和弹簧元件51重叠。该压紧板70具有到外侧带部4的固定连接。本实施例中所示的这种连接通过以下实现的，即，附装到外侧带端4的轴销34也固定到压紧板70。这样，轴销34可永久铆接于外侧带端4和压紧板70。作为一种选择，压紧板70也可以螺栓固定到外侧带端。

正如图1到3中所能看到的，伴随着第二锁定小齿轮42以及以张紧弹簧形式的第二弹簧元件52的第二夹紧小齿轮32，以相似的方式布置在第二排齿22上。该第二弹簧元件52的两端还是被插入锁定元件42的钻孔和压紧板70上对应的钻孔72。本实施方式中的第二弹簧元件52绕轴销35约180°角，其中第二夹紧小齿轮32能够绕所述轴销35旋转。该轴销35也能被设计成铆钉或者螺栓。

压紧板70用于在张紧过程中将齿杆20下压的目的。为了这个目的，压紧元件74，例如以塑料块的形式，可附装在压紧板70面向齿杆20的那侧。齿杆20在内封套扩张的时候沿该压紧元件74滑行，并且被下压。这能够非常清楚地在图4中被看到，图4显示了图3的沿其剖视线I-I的剖视图。能够看到，压紧元件74坐落在齿杆20上。

在图1到3所展示的实施例中，每个夹紧小齿轮31，32具有比两个锁定小齿轮41，42更低的齿数。可以这样，但不是必须这样。

这种锁定装置10的功能如下。

在将内封套1安装在正在被密封的管道中时，内封套1最初以减小的直径——因此处于有点卷起来的状态——被引入到正在被密封的管道。装配台车被用于该目的，将内封套1带到正在被密封管道中的需要的点。一旦到达要被密封的点，装配台车使内封套扩张。为此目的，内侧带部3相对于外侧带部4沿箭头P1的方向被移动。对应箭头P1的移动方向是可行的，因为具有悬臂式安装的两个锁定小齿轮41，42，沿图3中所示的箭头P2的方向，向外屈服并且因此远离彼此，由此，使得两个夹紧小齿轮31，32因两排齿21，22被向上推而围绕它们的轴销34，35自由旋转。

相反，与箭头P1相反方向基本上不可移动，因为上文所描述的锁定装置10，在这种情况下是锁定的。两个张紧弹簧51，52朝着夹紧小齿轮31，32的方向牵引着两个锁定小齿轮41，42，并因此两个夹紧小齿轮31,32与两个锁定小齿轮41以及齿杆20的两排齿21，22啮合。内带部3与箭头P1方向相反的移动因此被有效地阻挡。

由于齿杆70上的两个独立的夹紧小齿轮31，32各自与自己的锁定小齿轮41，42啮合，比起传统的锁定装置可获得更大的锁定力。高锁定力是锁定装置具有4个齿轮——即两个夹紧小齿轮31，32和相关的锁定小齿轮41，42——带来的结果，它们都以锁定方向与齿杆20啮合。

由于夹紧小齿轮31和相关锁定小齿轮41的锁定力施加在齿杆20左侧，夹紧小齿轮32和相关锁定小齿轮42作用在右排齿22上，有利的是，这些齿轮的锁定力彼此相向，因此导致整个装置改善的静态稳定性。相比在背景技术部分引用介绍的EP0805932B1，其中内封套中两个夹紧小齿轮的锁定力远离彼此作用。

图5显示了内封套的第三个实施例的锁定装置10的区域。和上文的实施例相比，本实施方式中的齿杆20显著更宽，并且压紧板具有两部分设计。这意味着不是只有一块与整个齿杆20以及相关的夹紧小齿轮31，32和锁定小齿轮41，42重叠的压紧板。而是，每一个包括一块更小的压紧板70A，其仅仅覆盖齿杆20的部分，并且经螺栓78固定——通过例如铆接或者螺栓连接——到外侧带部4。如图4中所示，该螺栓78定位在凹部81，用于其中在左侧图示的压紧板70A。压紧板70B与齿杆20的左侧部重叠，且经螺栓78固定——通过例如铆接或者螺栓连接——到外侧带部4。如图4中所示，该螺栓78定位在凹部81，用于其中在左侧图示的压紧板70A。另外，与中间杆20重叠的压紧板70A，70B区域的每一个配置有朝着齿杆20向下延伸的向下凸纹70C，因此起到齿杆20压紧装置的作用。

相似的压紧板70B以相似的方式与一部分的第二排齿22以及可以在那里发现的第二夹紧小齿轮32和相关的第二锁定小齿轮42重叠。第二压紧板70B经螺栓79固定——即，铆接或者螺栓连接——到外侧带部4。图4中所示的这两块压紧板70A和70B，再通过轴销34，35附装到内封套的外侧带端4。

图6中所示的第三实施例类似于图1到3中的实施例。然而，在区域A和B，在本实施例中配置两个彼此平行布置的一样的锁定装置10。上文所使用的参考数字在图中再次被使用，但是出现两次。

图7中详细地显示了内封套更进一步的实施例。图示对应图6中的实施例，但有一处不同。不同之处在于两个齿杆20之间包括槽和/或者间隙100，其从两个齿杆20的一端延伸到所述齿杆的另一端，并且进一步突出至外侧带部3的端部。该间隙和/或槽100使得可以在内封套被张紧时补偿内封套的扭转。本实施方式中的槽和/或者间隙100具有这样的设计，其具有这样的宽度，那就是当内封套被扭转时，内侧带端3的对应部分不重叠。

最后，注意到，所示的齿轮——即，两个夹紧小齿轮31，32和相关的锁定小齿轮41，42——能够具有不同的齿数。另外，这些齿轮也能够具有这样的设计，其具有不同的高度和/或者不同的厚度。然而，其中这些齿轮在齿数和厚度上都一样的这种配置也在本发明的范围之内。

至少齿轮有利地由钢构成，优选V4A钢，或者钛。钛具有耐酸的优点。压紧板也可以由这些材料制成。

最后，注意到，内封套，在其外侧，可以被由橡胶-弹性材料制成的管子整个环绕。另外，这也是可能的，那就是，内封套1在外侧与橡胶弹性密封条连接。这增加了内封套1在其被放置在正在被密封的管道上时的密封效果。

通过图8中例子示出了根据本发明的内封套的第六个实施例的锁定装置的区域。上文所使用的参考数字继续表示相同的部分。本实施方式中的锁定装置包括两个沿中线X彼此镜像布置的齿杆，分别位于槽90，91的左侧和右侧——锁定装置左侧部分图8的俯视图中——槽91位于更接近带20左边缘的位置，同时槽90被布置更接近中线X，并且平行于该中线X延展。槽91具有朝着左带端的直线轮廓，并且在其面向中线X的一侧包括一排齿21。夹紧小齿轮31与锁定小齿轮41以上文所描述的方式与这排齿21啮合。锁定小齿轮41也与夹紧小齿轮31咬合。弹簧元件再次用参考数字51表示。右槽90具有朝着中线X的直线轮廓，并且包括面朝排齿21的一排齿23。螺栓92位于槽90中，其中齿轮和/或者小齿轮94以允许旋转的方式安装于其上。该齿轮94与排齿23咬合。压紧元件70A在夹紧小齿轮31，锁定小齿轮41以及齿轮所配置位置的区域里，以图8中所示的方式，与槽90，91重叠。压紧元件70A再次在螺栓78和带20之间建立固定连接。

以相似的方式，更进一步的锁定装置在中线X的右侧，位于镜像的位置。两个槽90，91包括互相面对面的两排齿22，24。图8中，螺栓92啮合在左槽，其中齿轮以允许旋转的方式安装于其上，并且与排齿24啮合。夹紧小齿轮32和锁定小齿轮42以上文所描述的同样方式被安装在槽91中，所述槽91图示在远右端，其中锁定小齿轮42通过弹簧元件52被压紧靠着夹紧小齿轮32。压紧元件70B在上文所提到的齿轮和/或者小齿轮的区域，以相对于压紧元件70A相似的方式与槽90，91重叠。压紧元件70B通过螺栓79被固定到带20。

图9中示出的实施例非常类似于图8中的实施例。然而，齿轮和小齿轮以彼此相对的配置被布置在槽90，91中。这意味着，图9中，在左侧示出的槽90中——也就是说，最接近左侧带端的槽——螺栓92突出进入到槽90中，其中齿轮94以允许旋转的方式被安装于其上。该齿轮94与排齿23咬合。槽91被定为到右侧，具有夹紧小齿轮31和锁定小齿轮41所啮合的排齿21。在图9中的中线X的右侧，夹紧小齿轮32，锁定小齿轮42，弹簧元件52和螺栓92的相似配置，以镜像放置。

图10和图11中的实施例类似于图8和图9中的实施例子。仅有的区别为本实施方式中槽90中没有构建排齿。相反，仅有一个螺栓92突出在这些槽中，其中能够旋转的圆盘93优选安装于其上。该旋转圆盘93被支撑在槽90的一边。

参考数字清单

1   内封套

2   带

2A  端面带

3   内侧带部，带端

4   外侧带部，带端

10  锁定装置

20  齿杆

21  第一排齿

22  第二排齿

24  第一纵边缘

25  第二纵边缘

31  第一夹紧小齿轮

32  第二夹紧小齿轮

41  第一锁定元件

42  第二锁定元件

43  钻孔

44  钻孔

34  轴销

35  轴销

51  第一弹簧元件

52  第二弹簧元件

70  压紧板

70A 压紧板

70B 压紧板

70C 向下凸纹

71  钻孔

72  钻孔

74  压紧元件

78  螺栓

79  螺栓

81  第一凹部

81a 直的纵边缘

82  第二凹部

82b 横边缘

82c 横边缘

90  槽

91  槽

92  螺栓

93  圆盘，旋转元件

94  齿轮

100 内侧带端3上的间隙

A   第一区域

B   第二区域

P1  箭头

P2  箭头

2A  边缘

I-I 剖面线

X   中线

Claims (19)

1.一种用于插入管道以密封管道中泄漏点的内封套，具有带(2)和锁定装置(10)，所述带(2)被环形压缩并能扩张，优选由钢板制成，其带部(3，4)优选沿周向方向至少部分重叠，所述锁定装置(10)包括彼此平行布置的至少两排齿(21，22)，其中所述至少两排齿(21，22)的每一排齿分配有与之啮合的一个夹紧小齿轮(31，32)，其特征在于：所述至少两个夹紧小齿轮(31，32)功能上各分配有一个锁定小齿轮(41，42)，各锁定小齿轮(41，42)通过各自的一个弹簧元件(51，52)压靠着相关的夹紧小齿轮(31，32)，并且与该夹紧小齿轮(31，32)啮合，并且其中各锁定小齿轮(41，42)还与相关排齿(21，22)啮合。

2.如权利要求1所述的内封套(1)，其特征在于：对于所述至少两排齿(21，22)的每一排齿，所述夹紧小齿轮(31，32)中的一个与之啮合。

3.如权利要求1或2所述的内封套(1)，其特征在于：所述两排齿(21，22)被布置在构建于内侧的带部(2)上的齿杆(20)相反的纵边缘(24，25)上。

4.如权利要求1到3中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：所述锁定小齿轮(41，42)各具有比相关夹紧小齿轮(31，32)更低的齿数。

5.如权利要求1到4中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：各所述弹簧元件(51，52)为张紧弹簧，所述张紧弹簧以其一端直接或间接地固定到外侧的带部(4)，而在其另一端插入相关锁定小齿轮(41，42)的轴区域。

6.如权利要求5所述的内封套(1)，其特征在于：两个所述夹紧小齿轮(31，32)各自通过它们自己的轴销(34，35)固定在外侧的带部(4)，并且相关的弹簧元件(51，52)至少部分卷绕这些轴销(34，35)的每一个。

7.如权利要求1到6中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：所述齿杆(20)相对的两排齿(21，22)分别各属于细长第一凹部(81)和细长第二凹部(82)，并且互相平行地延伸。

8.如权利要求7所述的内封套(1)，其特征在于：所述两个凹部(81，82)各被设计为槽。

9.如权利要求8所述的内封套(1)，其特征在于：至少一个所述凹部(82)，从所述齿杆(20)的一排齿(22)延伸到所述带(2)的端面端(2A)。

10.如权利要求1到9中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：所述锁定元件和/或者锁定小齿轮(41，42)的每一个具有悬臂式安装。

11.如权利要求1到10中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：包括压紧板(70)，所述压紧板(70)附装在所述外侧的带部(4)上，并且与具有相关的锁定小齿轮(31，32)和锁定元件(41，42)的两排齿(21，22)的至少一排重叠。

12.如权利要求11所述的内封套(1)，其特征在于：所述压紧板(70)，在其为了实现朝着所述外侧的带部(4)压着齿杆(20)的目的而功能上分配给齿杆(20)的那侧，包括压紧元件(74)，具体为压紧螺栓。

13.如权利要求1到12中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：所述两个夹紧小齿轮(31，32)的轴销(34，35)被设计成螺栓或者铆钉，每一个穿过所述压紧板(70)的对应的钻孔(76，77)突出。

14.如前述权利要求中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：所述压紧板(70)与所述两排齿(21，22)的至少部分、以及所述相关的夹紧小齿轮(31，32)和锁定元件(41，42)重叠。

15.如前述权利要求中的一个所述的内封套(1)，其特征在于：包括两块压紧板(70，70A；70B，70C)。

16.如权利要求16所述的内封套(1)，其特征在于：所述两块压紧板(70)还重叠于平行于各排齿(21，22)延伸的槽，其中被固定的螺栓位于所述槽中。

17.如权利要求1所述的内封套(1)，其特征在于：对于所述两排齿(21，22)中的每一排，功能上分配有定位成与之相对的一个槽，螺栓(92)突出进入所述槽(90)中。

18.如权利要求17所述的一种内封套(1)，其特征在于：在所述螺栓(92)上安装有能够旋转的元件(93)，具体为转盘。

19.如权利要求18所述的内封套(1)，其特征在于：带齿的传动装置(94)被安装在螺栓(92)上，并且与被布置在所述槽(90)中的又一排齿(23)咬合。