CN108396854B - 一种免下井卷带式大管径封堵装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种免下井卷带式大管径封堵装置及其使用方法，包括载车和设置于载车上的柴油机、液压动力站、橡胶卷带组件；液压动力站与液压马达和液压缸驱动连接；液压马达设置于待修管道井底部上下游管口处的下部固定支撑板上；液压马达与橡胶卷带组件的一端驱动连接，通过液压马达转动带动橡胶卷带的一端旋转形成圆柱筒状，并放置于下部固定支撑板上；液压缸的一端与上部固定支撑板相连接，另一端与下部固定支撑板上的圆柱筒状橡胶卷带组件驱动连接用于将圆柱筒状橡胶卷带组件对待修管道的上下游管口进行封堵上游管道。其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、自动化智能化程度高、能够有效解决认为下井作业危险性难以保证等优点。

Description

一种免下井卷带式大管径封堵装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及排水地下管道设施维护技术领域，尤其涉及一种免下井卷带式大管径封堵装置及其使用方法。

背景技术

随着城市化水平的不断提升，市政管道作为城市发展的一个基础设施建设扮演的角色也越来越重要。排水地下管道设施广泛地密布于现代城市有限的地下空间里，地下设施专业众多，功能广泛而庞大，是整个城市诸如水、电、信、汽、热等诸多基础功能的主要承载者。地下设施建设、养护、管理难度大，人为下井作业危险性高，因此目前当1000mm管径及以上排水管道因管道破裂而采取抢险抢修措施时，对于管道的封堵极为困难，且常规气囊等封堵方式已不适用，人为井下砌堵操作较为困难和危险，迫切需要非人下检查井操作的大管径封堵设备。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中1000mm及以上管径在抢修施工作业时存在的上述不足，提供一种免下井卷带式大管径封堵装置及其使用方法，其具有结构设计合理、操作使用方便、维护成本低、自动化智能化程度高、能够有效解决认为下井作业危险性难以保证等优点。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种免下井卷带式大管径封堵装置，该装置包括载车和设置于载车上的柴油机、液压动力站、橡胶卷带组件；其中，柴油机用于对液压动力站提供动力；所述液压动力站与液压马达和液压缸驱动连接；所述液压马达设置于待修管道井底部上下游管口处的下部固定支撑板上；所述液压马达与橡胶卷带组件的一端驱动连接，通过液压马达转动带动橡胶卷带的一端旋转形成圆柱筒状，并放置于下部固定支撑板上；所述与待修管道井底部上下游管口处的上方还设置有上部固定支撑板，所述液压缸的一端与上部固定支撑板相连接，另一端与所述下部固定支撑板上的圆柱筒状橡胶卷带组件驱动连接用于将圆柱筒状橡胶卷带组件对待修管道的上下游管口进行封堵上游管道。

作为上述方案的进一步优化，所述液压动力站通过液压油管与液压马达和液压缸相连接；所述液压油管上还设置有液压控制阀；所述下部固定支撑板上还设置有支撑架；所述圆柱筒状橡胶卷带组件的外径略大于待修管道的上下游管口内径。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括自动控制组件，所述自动控制组件包括可编程控制器、安装于载车橡胶卷带组件上的速度控制组件，所述速度控制组件包括安装于在成橡胶卷带组件轴心处的第一转轮、布设于第一转轮上的第一速度传感器、与第一转轮驱动连接的电机、减速器组件及速度调节器；所述电机与减速器组件相连接，所述减速器的输出轴与第一转轮驱动连接；所述第一速度传感器用于检测第一转轮上的实时转速信号，并将实时转速转速信号发送至可编程控制器；所述可编程控制器将接收到的实时转速信号经过数据转换后转换为第一转轮实时转速值；所述自动控制组件还包括设置于液压马达上的第二速度传感器，所述第二速度传感器用于实时检测与液压马达一同旋转的橡胶卷带一端的实时旋转速度信号，并将实时旋转速度信号发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的实时旋转速度信号经过数据转换后转换为橡胶卷带一端的实时旋转速度；所述可编程控制器将第一转轮实时转速值与橡胶卷带一端的实时旋转速度进行比较，根据比较的结果控制速度调节器调节第一转轮的转速；当第一转轮实时转速值高于于橡胶卷带一端的实时旋转速度时，可编程控制器控制速度调节器降低第一转轮的转速；反之，则增加第一转轮的转速。

作为上述方案的进一步优化，该装置还包括设置于待修管道的上下游管口处的图像采集组件；所述图像采集组件包括用于采集圆柱筒状橡胶卷带组件封堵待修管道的上下游管口情况的高清摄像头和灯光补偿元件；所述高清摄像头将拍摄的实时封堵情况图像经过网络通信组件发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的实施封堵情况图像进行图像处理，并放大圆柱筒状橡胶卷带组件外圈与上下游管口内壁之间的图像，同时将放大后的图像存储于与可编程控制器相连接的存储器中。

作为上述方案的进一步优化，所述自动控制组件还包括远程通信组件，所述远程通信组件包括与存储器数据连接的无线收发器，所述无线收发器通过无线网络将存储器中的放大后图像发送至远程监控中心或者智能移动终端。

作为上述方案的进一步优化，所述自动控制组件与电源组件相连接；所述电源组件包括载车的蓄电池组件和设置于载车车顶的太阳能电池板组件；所述太阳能电池板组件包括太阳能接收器、太阳能转换器、太阳能蓄电池；所述太阳能接收器与太阳能转换器相连接，所述太阳能转换器与太阳能蓄电池相连接。

作为上述方案的进一步优化，所述第一转轮上还设置有用于拉伸橡胶卷带组件的电机正转控制开关和用于回收橡胶卷带组件的电机反转控制开关。

作为上述方案的进一步优化，所述载车内还设置有载车电脑；所述载车电脑与可编程控制器通过无线网络通信连接；所述载车电脑包括显示屏，所述显示屏为液晶显示屏，且显示屏上能够显示第一转轮的实施转速检测值、第二速度传感器检测的橡胶卷带实时旋转速度检测值、存储器中的放大后图像。

作为上述方案的进一步优化，所述液压缸上还设置有用于限制圆柱筒状橡胶卷带组件运动行程的行程限位开关。

本发明上述免下井卷带式大管径封堵装置的使用方法包括如下步骤：

1)将载车停靠在待修管道井口附近位置处；用起吊设备将液压马达、液压缸、上部固定支撑板、下部固定支撑板吊至待修管道上下游管口处，并安装好液压马达、液压缸；

2)将载车上的橡胶卷带组件的一端与液压马达相连接；启动载车上的柴油机为液压动力站提供动力；液压动力站为液压缸和液压马达提供动力；

3)液压马达的旋转带动与其连接的橡胶卷带组件一端一同旋转，并形成圆柱筒状橡胶卷带组件，并将形成的圆柱筒状橡胶卷带组件放置于下部固定支撑板上；当圆柱筒状橡胶卷带组件的外径略大于待修管道上下游管口内径时，液压缸将圆柱筒状橡胶卷带组件对待修管道的上下游管口进行封堵上游管道；

4)待封堵满足要求时，控制载车上的橡胶卷带组件反向旋转将橡胶卷带组件回收。

采用本发明的免下井卷带式大管径封堵装置及其使用方法具有如下有益效果：

(1)结构设计更加合理，通过载车运输柴油机、液压动力站、橡胶卷带组件等设备，以及现场吊装液压马达、液压缸等组件，整个运输及安装过程大大提高了作业效率，降低了工人的劳动强度。

(2)利用液压马达的旋转带动载车橡胶卷带组件的一端同步旋转，进而形成了圆筒状的橡胶卷带组件，利用液压缸的驱动实现圆筒状橡胶卷带组件能够有效封堵上游管道的关口，整个封堵过程不需要人工井下作业，因而安全性更高。

(3)利用传感器的检测手段、图像采集的图像监测手段、无线网络通信的手段等等自动化控制的方式，大大提高了整体装置的自动化程度，符合当前互联网时代的需求，还能有效了解待修管道上下游管口的封堵情况，效率大大提升。

(4)利用太阳能电池供电能够有效降低能耗，提高了能源利用率。

(5)利用正反转控制开关及行程限位开关可有效控制橡胶卷带组件的使用，以及封堵长度的控制，精准度大大提高。

附图说明

附图1为本发明免下井卷带式大管径封堵装置结构示意图。

附图2为本发明免下井卷带式大管径封堵装置图1示出的A-A截面示意图。

附图3为本发明免下井卷带式大管径封堵装置图1示出的B-B截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明免下井卷带式大管径封堵装置及其使用方法作以详细说明。

一种免下井卷带式大管径封堵装置，该装置包括载车1和设置于载车上的柴油机2、液压动力站3、橡胶卷带组件4；其中，柴油机用于对液压动力站提供动力；所述液压动力站与液压马达5和液压缸6驱动连接；所述液压马达设置于待修管道井底部上下游管口7、8处的下部固定支撑板上9；所述液压马达与橡胶卷带组件的一端驱动连接，通过液压马达转动带动橡胶卷带的一端旋转形成圆柱筒状，并放置于下部固定支撑板上；所述与待修管道井底部上下游管口处的上方还设置有上部固定支撑板10，所述液压缸的一端与上部固定支撑板相连接，另一端与所述下部固定支撑板上的圆柱筒状橡胶卷带组件驱动连接用于将圆柱筒状橡胶卷带组件11对待修管道的上下游管口进行封堵上游管道7。

所述液压动力站通过液压油管12与液压马达和液压缸相连接；所述液压油管上还设置有液压控制阀13；所述下部固定支撑板上还设置有支撑架14；所述圆柱筒状橡胶卷带组件的外径略大于待修管道的上下游管口内径。

该装置还包括自动控制组件，所述自动控制组件包括可编程控制器、安装于载车橡胶卷带组件上的速度控制组件，所述速度控制组件包括安装于在成橡胶卷带组件轴心处的第一转轮、布设于第一转轮上的第一速度传感器、与第一转轮驱动连接的电机、减速器组件15及速度调节器16；所述电机与减速器组件相连接，所述减速器的输出轴与第一转轮驱动连接；所述第一速度传感器用于检测第一转轮上的实时转速信号，并将实时转速转速信号发送至可编程控制器；所述可编程控制器将接收到的实时转速信号经过数据转换后转换为第一转轮实时转速值；所述自动控制组件还包括设置于液压马达上的第二速度传感器，所述第二速度传感器用于实时检测与液压马达一同旋转的橡胶卷带一端的实时旋转速度信号，并将实时旋转速度信号发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的实时旋转速度信号经过数据转换后转换为橡胶卷带一端的实时旋转速度；所述可编程控制器将第一转轮实时转速值与橡胶卷带一端的实时旋转速度进行比较，根据比较的结果控制速度调节器调节第一转轮的转速；当第一转轮实时转速值高于于橡胶卷带一端的实时旋转速度时，可编程控制器控制速度调节器降低第一转轮的转速；反之，则增加第一转轮的转速。

该装置还包括设置于待修管道的上下游管口处的图像采集组件；所述图像采集组件包括用于采集圆柱筒状橡胶卷带组件封堵待修管道的上下游管口情况的高清摄像头和灯光补偿元件；所述高清摄像头将拍摄的实时封堵情况图像经过网络通信组件发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的实施封堵情况图像进行图像处理，并放大圆柱筒状橡胶卷带组件外圈与上下游管口内壁之间的图像，同时将放大后的图像存储于与可编程控制器相连接的存储器中。

所述自动控制组件还包括远程通信组件，所述远程通信组件包括与存储器数据连接的无线收发器，所述无线收发器通过无线网络将存储器中的放大后图像发送至远程监控中心或者智能移动终端。

所述自动控制组件与电源组件相连接；所述电源组件包括载车的蓄电池组件和设置于载车车顶的太阳能电池板组件；所述太阳能电池板组件包括太阳能接收器、太阳能转换器、太阳能蓄电池；所述太阳能接收器与太阳能转换器相连接，所述太阳能转换器与太阳能蓄电池相连接。

所述第一转轮上还设置有用于拉伸橡胶卷带组件的电机正转控制开关和用于回收橡胶卷带组件的电机反转控制开关。

所述载车内还设置有载车电脑；所述载车电脑与可编程控制器通过无线网络通信连接；所述载车电脑包括显示屏，所述显示屏为液晶显示屏，且显示屏上能够显示第一转轮的实施转速检测值、第二速度传感器检测的橡胶卷带实时旋转速度检测值、存储器中的放大后图像。

所述液压缸上还设置有用于限制圆柱筒状橡胶卷带组件运动行程的行程限位开关。

本发明上述免下井卷带式大管径封堵装置的使用方法包括如下步骤：

1)将载车停靠在待修管道井口附近位置处；用起吊设备将液压马达、液压缸、上部固定支撑板、下部固定支撑板吊至待修管道上下游管口处，并安装好液压马达、液压缸；

2)将载车上的橡胶卷带组件的一端与液压马达相连接；启动载车上的柴油机为液压动力站提供动力；液压动力站为液压缸和液压马达提供动力；

3)液压马达的旋转带动与其连接的橡胶卷带组件一端一同旋转，并形成圆柱筒状橡胶卷带组件，并将形成的圆柱筒状橡胶卷带组件放置于下部固定支撑板上；当圆柱筒状橡胶卷带组件的外径略大于待修管道上下游管口内径时，液压缸将圆柱筒状橡胶卷带组件对待修管道的上下游管口进行封堵上游管道；

4)待封堵满足要求时，控制载车上的橡胶卷带组件反向旋转将橡胶卷带组件回收。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种免下井卷带式大管径封堵装置，其特征在于：该装置包括载车和设置于载车上的柴油机、液压动力站、橡胶卷带组件；其中，柴油机用于对液压动力站提供动力；所述液压动力站与液压马达和液压缸驱动连接；所述液压马达设置于待修管道井底部上下游管口处的下部固定支撑板上；所述液压马达与橡胶卷带组件的一端驱动连接，通过液压马达转动带动橡胶卷带的一端旋转形成圆柱筒状，并放置于下部固定支撑板上；于所述待修管道井底部上下游管口处的上方还设置有上部固定支撑板，所述液压缸的一端与上部固定支撑板相连接，另一端与所述下部固定支撑板上的圆柱筒状橡胶卷带组件驱动连接用于将圆柱筒状橡胶卷带组件对待修管道的上下游管口进行封堵上游管道；

所述液压动力站通过液压油管与液压马达和液压缸相连接；所述液压油管上还设置有液压控制阀；所述下部固定支撑板上还设置有支撑架；所述圆柱筒状橡胶卷带组件的外径略大于待修管道的上下游管口内径；

该装置还包括自动控制组件，所述自动控制组件包括可编程控制器、安装于载车橡胶卷带组件上的速度控制组件，所述速度控制组件包括安装于在成橡胶卷带组件轴心处的第一转轮、布设于第一转轮上的第一速度传感器、与第一转轮驱动连接的电机、减速器组件及速度调节器；所述电机与减速器组件相连接，所述减速器的输出轴与第一转轮驱动连接；所述第一速度传感器用于检测第一转轮上的实时转速信号，并将实时转速信号发送至可编程控制器；所述可编程控制器将接收到的实时转速信号经过数据转换后转换为第一转轮实时转速值；所述自动控制组件还包括设置于液压马达上的第二速度传感器，所述第二速度传感器用于实时检测与液压马达一同旋转的橡胶卷带一端的实时旋转速度信号，并将实时旋转速度信号发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的实时旋转速度信号经过数据转换后转换为橡胶卷带一端的实时旋转速度；所述可编程控制器将第一转轮实时转速值与橡胶卷带一端的实时旋转速度进行比较，根据比较的结果控制速度调节器调节第一转轮的转速；当第一转轮实时转速值高于橡胶卷带一端的实时旋转速度时，可编程控制器控制速度调节器降低第一转轮的转速；反之，则增加第一转轮的转速；

所述液压缸上还设置有用于限制圆柱筒状橡胶卷带组件运动行程的行程限位开关。

2.根据权利要求1所述的免下井卷带式大管径封堵装置，其特征在于：该装置还包括设置于待修管道的上下游管口处的图像采集组件；所述图像采集组件包括用于采集圆柱筒状橡胶卷带组件封堵待修管道的上下游管口情况的高清摄像头和灯光补偿元件；所述高清摄像头将拍摄的实时封堵情况图像经过网络通信组件发送至可编程控制器，可编程控制器将接收到的实时封堵情况图像进行图像处理，并放大圆柱筒状橡胶卷带组件外圈与上下游管口内壁之间的图像，同时将放大后的图像存储于与可编程控制器相连接的存储器中。

3.根据权利要求2所述的免下井卷带式大管径封堵装置，其特征在于：所述自动控制组件还包括远程通信组件，所述远程通信组件包括与存储器数据连接的无线收发器，所述无线收发器通过无线网络将存储器中的放大后图像发送至远程监控中心或者智能移动终端。

4.根据权利要求3所述的免下井卷带式大管径封堵装置，其特征在于：所述自动控制组件与电源组件相连接；所述电源组件包括载车的蓄电池组件和设置于载车车顶的太阳能电池板组件；所述太阳能电池板组件包括太阳能接收器、太阳能转换器、太阳能蓄电池；所述太阳能接收器与太阳能转换器相连接，所述太阳能转换器与太阳能蓄电池相连接。

5.根据权利要求1所述的免下井卷带式大管径封堵装置，其特征在于：所述第一转轮上还设置有用于拉伸橡胶卷带组件的电机正转控制开关和用于回收橡胶卷带组件的电机反转控制开关。

6.根据权利要求2或4所述的免下井卷带式大管径封堵装置，其特征在于：所述载车内还设置有载车电脑；所述载车电脑与可编程控制器通过无线网络通信连接；所述载车电脑包括显示屏，所述显示屏为液晶显示屏，且显示屏上能够显示第一转轮的实时转速检测值、第二速度传感器检测的橡胶卷带实时旋转速度检测值、存储器中的放大后图像。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的免下井卷带式大管径封堵装置的使用方法，其特征在于，该使用方法包括：1)将载车停靠在待修管道井口附近位置处；用起吊设备将液压马达、液压缸、上部固定支撑板、下部固定支撑板吊至待修管道上下游管口处，并安装好液压马达、液压缸；2)将载车上的橡胶卷带组件的一端与液压马达相连接；启动载车上的柴油机为液压动力站提供动力；液压动力站为液压缸和液压马达提供动力；3)液压马达的旋转带动与其连接的橡胶卷带组件一端一同旋转，并形成圆柱筒状橡胶卷带组件，并将形成的圆柱筒状橡胶卷带组件放置于下部固定支撑板上；当圆柱筒状橡胶卷带组件的外径略大于待修管道上下游管口内径时，液压缸将圆柱筒状橡胶卷带组件对待修管道的上下游管口进行封堵上游管道；4)待封堵满足要求时，控制载车上的橡胶卷带组件反向旋转将橡胶卷带组件回收。