CN109237195B - 一种气囊式流体管道封堵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气囊式流体管道封堵装置。它包括膨胀导管、锁止环、锁止栓、流体导管和介质导管；膨胀导管包括前端口的端口壁夹持于锁止环与锁止栓的周壁之间的外囊管部、由外囊管部的后端口的端口壁作轴向折叠延伸后形成于外囊管部的管体空间内并环绕流体导管分布的内囊管部及形成于外囊管部与内囊管部之间并与介质导管相连通的介质填充空间，内囊管部的端口壁锁固于锁止栓上。本发明的膨胀导管在膨胀形变的过程中，不但能对管道的内壁产生倾斜的作用力，使装置所形成囊体与管道的内壁具有更大的接触面积并能够对管道进行更为严密的密封封堵；而且利用导管本身的结构形变特点能够获得更大的膨胀比，增强了其对管道的形态及管径的适用性。

Description

一种气囊式流体管道封堵装置

技术领域

本发明涉及管道堵漏设备技术领域，尤其是一种气囊式流体管道封堵装置。

背景技术

众所周知，气囊式管道封堵装置(简称：管道封堵气囊)作为一种主要由可充气气囊构成的管道堵漏设备，其使用原理为：在将气囊置于管道口内后，通过充气等方法使气囊膨胀，当气囊内的压力达到规定要求时，即可利用气囊外壁与管道内壁之间的直接接触关系以及摩擦效应使气囊被牢固地填充在整个管道的断面内，以对目标管段内的流体进行快速阻断并达到对目标管段的管道口的密封堵塞的目的；利用结构原理，使得管道封堵气囊被广泛应用于诸如油路、水路、气路等流体介质的输送管道或存储容器的泄漏封堵及检测领域。

然而，现有的管道封堵气囊由于结构设计的不甚合理，导致其普遍存在结构相对复杂、气囊拆装更换繁琐、密封堵塞效果差、适用范围窄等诸多问题；以专利号为US20150177092A1所公开的《一种用于内燃发动机部件的泄漏检测和高压泄漏检测的球囊导管装置》为例并结合图1和图2所示，其球囊构造主要是由流体导管10、螺纹套装于流体导管10的两端的内锁止螺母11、置于流体导管10的外围且两端分别通过一外锁止螺母12锁固于对应侧的内锁止螺母11上的膨胀导管13以及通过其中一个内锁止螺母11穿设于膨胀导管13并相对于流体导管10呈偏心分布的充气导管14等构成，使用时，将膨胀导管13所在部分置于管道A(或压力容器)内，通过充气导管14向膨胀导管13的内周空间内充气，即可使膨胀导管13因受压膨胀而使其外壁与管道A的内壁相接触，从而实现对管道A的封堵；其主要存在的缺陷如下：

1、膨胀导管13与流体导管10采用类似于大管套小管的管状结构，且两者的两端通过锁止螺母锁固为一体；由此，很容易导致膨胀导管13的膨胀比受到极大地限制，尤其是在对管径相对较大的管道A进行封堵时，很容易因膨胀导管13的外壁与管道A的内壁之间的接触面积小或无法接触而降低对管道的密封封堵效果或造成密封封堵作业失败，从而对与其适用的管道的管径及管体截面形态等匹配性提出了较高的要求；同时，膨胀导管13在膨胀后，其对管道A内壁的施力方向是沿着膨胀导管13或者管道A的径向方向分布(可以理解为是垂直于管道A的内壁分布的)，从而无法最大限度地发挥球囊对管道A的密封封堵效果；另外，此种结构的球囊大多只能针对圆形直管式的管道起到一定的密封封堵，而无法对异形管道(如椭圆形或方形等等管道)进行有效地密封封堵，极大地降低了其适用性。

2、由于膨胀导管13属于易损件(如：在于管道内的尖锐结构或者与尖锐物品相接触时，很容易发生破裂)，当需要对膨胀导管13进行更换时，往往需要操作人员反复操作外锁止螺母12以对膨胀导管13的两端进行定位锁固；如此，不但操作繁琐、耗时较长，而且更换的成功率不高。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种气囊式流体管道封堵装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气囊式流体管道封堵装置，它包括膨胀导管、锁止环、锁止栓、沿锁止栓的中轴线贯穿于锁止栓分布的流体导管以及相对于流体导管呈偏心设置并贯穿于锁止栓分布的介质导管；

所述膨胀导管包括一前端口的端口壁夹持于锁止环与锁止栓的周壁之间并通过锁止环锁固于锁止栓上的外囊管部、一由外囊管部的后端口的端口壁沿外囊管部的轴向方向作折叠延伸后形成于外囊管部的管体空间内并环绕流体导管分布的内囊管部以及形成于外囊管部与内囊管部之间并与介质导管相连通的介质填充空间，所述内囊管部的端口壁锁固于锁止栓上；

所述流体导管包括导流管体以及由导流管体的前端口作轴向延伸后形成的衔接管体，所述衔接管体的外径小于导流管体的外径；所述锁止栓的中心区域开设有一用于供衔接管体对位插装并锁固的衔接通孔，所述膨胀导管还包括一由内囊管部的端口壁朝内囊管部的内周侧作径向弯折后成型的内囊环片部，所述内囊环片部套设于衔接管体上并夹持于导流管体的端口端面与锁止栓的端面之间。

优选地，所述锁止环与锁止栓作螺纹锁套连接。

优选地，所述膨胀导管由高分子合成材料制成，合成所述高分子合成材料的原材料至少包括橡胶和/或纤维织物。

优选地，它包括一通过介质输送接口输送气态介质或液态介质的介质源设备，所述锁止栓上且位于流体导管的偏心区域开设有一与介质填充空间相连通的介质通孔，所述介质导管包括一后端部对位插装并锁固于介质通孔内的介质流嘴，所述介质源设备的介质输送接口通过介质流管与介质流嘴对接连通，且所述介质源设备的介质输送接口上设置有截止阀门。

优选地，所述截止阀门为单向阀。

优选地，所述流体导管还包括一后端部对位插装并锁固于衔接通孔内的前端部内的流体气嘴，所述衔接管体的螺纹锁固于衔接通孔的后端部内。

由于采用了上述方案，本发明的膨胀导管相当于是由一根完整的管体进行反向折叠拉伸后形成的具有单端口的囊体结构物，膨胀导管在膨胀形变的过程中，不但能对管道的内壁产生倾斜的作用力，使装置所形成囊体与管道的内壁具有更大的接触面积并能够对管道进行更为严密的密封封堵；而且利用导管本身的结构形变特点能够获得更大的膨胀比，增强了其对管道的形态及管径的适用性；其结构简单紧凑、膨胀导管拆装更换方便快捷、密封封堵效果显著，能够适用于不同规格尺寸的管道，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是现有技术中的球囊导管装置的截面结构示意图；

图2是图1中的球囊导管装置在膨胀状态下的作用原理示意图；

图3是本发明实施例的结构装配示意图；

图4是本发明实施例的主体部分的截面结构示意图；

图5是本发明实施例在膨胀状态下的作用原理示意图；

图6是本发明实施例的结构分解示意图(一)；

图7是本发明实施例的结构分解示意图(二)。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图3至图7所示，本实施例提供的一种气囊式流体管道封堵装置，它包括膨胀导管20、锁止环30、锁止栓40、沿锁止栓40的中轴线贯穿于锁止栓40分布的流体导管50以及相对于流体导管50呈偏心设置并贯穿于锁止栓40分布的介质导管60；其中，膨胀导管20包括一前端口的端口壁夹持于锁止环30与锁止栓40的周壁之间并通过锁止环30锁固于锁止栓40上的外囊管部21、一由外囊管部21的后端口的端口壁沿外囊管部21的轴向方向作折叠延伸后形成于外囊管部21的管体空间内并环绕流体导管50分布的内囊管部22以及形成于外囊管部21与内囊管部22之间并与介质导管60相连通的介质填充空间a，并且内囊管部22的端口壁锁固于锁止栓40上。

由此，本实施例的膨胀导管20相当于可以由一根完整的管体(如传统的封堵装置中可进行膨胀形变的胶皮软管)进行反向折叠拉伸后成型，如：由管体的一端朝其中轴线方向作挤压后置于管体内，再将此端沿管体的轴向方向从管体的另一端口拉出，从而形成了整体仍呈管状形态且周壁的轴向截面形状呈类似于“U”形的中空结构的管状结构物，即：可以理解为原管体的一部分管段作为外囊管部21、另一部分管段作为与外囊管部21衔接为一体并位于外囊管部21的管体空间内的内囊管部22，而内囊管部22与外囊管部21之间即是介质填充空间a；以此，在将膨胀导管20装配于锁止栓40上时，仅需将外囊管部21的端口套装在锁止栓40上并利用锁止环30进行锁固、内囊管部21的端口则可采用夹持锁固、卡箍锁固、黏贴锁固、甚至螺丝紧固等方式固定于锁止栓40上，从而有利于降低膨胀导管20的拆装及更换难度并提高拆装的成功率。

由于流体导管50是位于内囊管部22的内周空间内的，当利用介质导管60向介质填充空间a中输送如水等液体介质或如空气等气体介质并达到一定压力后，内囊管部22的前端部分会在流体导管50的周壁的支撑作用下不会发生形变，而其后端部分则会随着外囊管部21朝流体导管50的外周空间进行膨胀形变而逐渐转换为外囊管部21(即：可以理解为，随着介质的逐渐充入介质填充空间a内，整个膨胀导管20的轴向长度会逐渐缩短、径向长度则会逐渐增大)；基于此，当将整个装置置于管道A(或压力容器内时)，在外囊管部21逐渐膨胀后即可与管道A的内壁相抵接，由于整个膨胀导管20在进行膨胀形变的过程中，其形变的轴向移位部位是位于其后端部的(即：外囊管部21与此时的内囊管部22相衔接的区域)，故可对管道A的内壁产生倾斜向前的作用力，使整个装置所形成囊体与管道A的内壁具有更大的接触面积并能够对管道A进行更为严密的密封封堵；同时，由于整个膨胀导管20采用单端(即：前端)固定的方式，在充入介质后，其所产生的膨胀形变效应并不完全基于导管本身的材料形变特性，而主要是基于导管本身的结构形变特点，不但有利于提高导管或囊体本身的耐压性能，延长使用寿命，而且能够获得更大的膨胀比，进而使得整个装置能够适用于具有更大管径的管道A，而管道A则可为圆形平直管道以及诸如椭圆形或方形等异形管道。

为保证对外囊管部21的锁固效果，同时便于对膨胀导管20进行快速拆装，本实施例的锁止环30与锁止栓40作螺纹锁套连接，即：在锁止环30的内周壁上设置内螺纹结构，在锁止栓40的外周壁上设置外螺纹，以使两者能够在牢固套接锁固的同时使外囊管部21的端口壁内牢固地夹持于两者之间。当然，本实施例的锁止环30也可采用类似于卡箍的结构方式与锁止栓40进行结构配合，亦或者利用榫槽与榫卯相配合的卡固结构来实现锁止环30与锁止栓40的装配锁固；当然，指出的是，本实施例的锁止栓40可根据实际情况采用柱状盘体结构，如截断面与管道A的截断面相同或相类似的柱状结构物。

作为优选方案，本实施例的膨胀导管20由高分子合成材料制成，而合成高分子合成材料的原材料应至少包括橡胶和/或纤维织物，以保证整个膨胀导管20具有足够的形变拉伸能力。

为便于向介质填充空间a内输送介质以膨胀导管20在管道A内进行膨胀形变或者通过抽离介质使膨胀导管20形状复原，本实施例的封堵装置还包括一通过介质输送接口输送如空气等气态介质或如水等液态介质的介质源设备70(其可根据具体情况采用手压泵、空压机等设备)，在锁止栓40上且位于流体导管50的偏心区域开设有一与介质填充空间a相连通的介质通孔41，介质导管60则包括一后端部对位插装并锁固于介质通孔41内的介质流嘴61，介质源设备70的介质输送接口通过介质流管62与介质流嘴61对接连通，并且在介质源设备70的介质输送接口上设置有截止阀门71。由此，可利用介质源设备70通过介质流管62、介质流嘴61及介质通孔41向介质填充空间a内输送介质以使膨胀导管20进行膨胀形变或者从介质填充空间a内抽出介质以使膨胀导管20进行形变复原，在此过程中，可利用截止阀门71来阻断或开启介质的流通通道，以确保膨胀导管20保持膨胀形变状态或者恢复原状(可以理解为：截止阀门71的作用主要体现于密封或泄压，其可根据实际情况由单一功能的单个阀门或不同功能的多个阀门构成)。当然，需要指出的是，本实施例的介质导管60也可采用传统导管的结构形式，即：由至少一根贯穿于介质通孔41分布并螺纹锁固在锁止栓40上的导管构成并通过截止阀门71与介质源设备70进行对接。作为一优选方案，为避免介质发生回流(如从介质填充空间a内流出或者流入介质填充空间a内)，本实施例的截止阀门71优选为单向阀；当然，也可根据实际情况采用诸如泄压阀、类似于轮胎气嘴的阀体等等单一阀门或组合阀门。

为保证内囊管部21的端口能被牢固地锁定在锁止栓40上并同时为更换膨胀导管20提供结构便利，本实施例的流体导管50包括导流管体51以及由导流管体51的前端口作轴向延伸后形成的衔接管体52，衔接管体52的外径小于导流管体51的外径以在两者相衔接的区域形成错位端面；同时，在锁止栓40的中心区域开设有一用于供衔接管体52对位插装并锁固的衔接通孔42，而膨胀导管20则还包括一由内囊管部22的端口壁朝内囊管部22的内周侧作径向弯折后成型的内囊环片部23，内囊环片部23套设于衔接管体52上并夹持于导流管体51的端口端面(即：错位端面)与锁止栓40的端面(即：围绕衔接通孔42的区域)之间。由此，利用衔接管体52与衔接通孔42之间的插套锁固关系以及错位端面与锁止栓40的端面对内囊环片部23的夹持作用，可保证膨胀导管20的前端内端口被牢固地固定在锁止栓40。

作为优选方案，本实施例的流体导管50还包括一后端部对位插装并锁固于衔接通孔42内的前端部内的流体气嘴53，衔接管体52则螺纹锁固于衔接通孔42的后端部内；由此，可利用流体气嘴53、衔接通孔42、衔接管体52和流体导管50为管道A内的流体提供贯通于整个装置(尤其是充入介质后形成的囊体)分布的流通通道。当然，本实施例的衔接导管52也可以螺纹锁固的方式直接贯穿衔接通孔42分布以利用其前端作为流体气嘴53。

另外，需要指出的是，本实施例所述及的“贯穿分布”可以理解为是相应两个部件之间的直接穿设分布(即：直接贯穿)，也可理解为是利用相应的通孔将两个相应部件进行连通分布(即：间接贯穿)。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种气囊式流体管道封堵装置，它包括膨胀导管、锁止环、锁止栓、沿锁止栓的中轴线贯穿于锁止栓分布的流体导管以及相对于流体导管呈偏心设置并贯穿于锁止栓分布的介质导管；其特征在于：

所述膨胀导管包括一前端口的端口壁夹持于锁止环与锁止栓的周壁之间并通过锁止环锁固于锁止栓上的外囊管部、一由外囊管部的后端口的端口壁沿外囊管部的轴向方向作折叠延伸后形成于外囊管部的管体空间内并环绕流体导管分布的内囊管部以及形成于外囊管部与内囊管部之间并与介质导管相连通的介质填充空间，所述内囊管部的端口壁锁固于锁止栓上；

所述流体导管包括导流管体以及由导流管体的前端口作轴向延伸后形成的衔接管体，所述衔接管体的外径小于导流管体的外径；所述锁止栓的中心区域开设有一用于供衔接管体对位插装并锁固的衔接通孔，所述膨胀导管还包括一由内囊管部的端口壁朝内囊管部的内周侧作径向弯折后成型的内囊环片部，所述内囊环片部套设于衔接管体上并夹持于导流管体的端口端面与锁止栓的端面之间。

2.如权利要求1所述的一种气囊式流体管道封堵装置，其特征在于：所述锁止环与锁止栓作螺纹锁套连接。

3.如权利要求1所述的一种气囊式流体管道封堵装置，其特征在于：所述膨胀导管由高分子合成材料制成，合成所述高分子合成材料的原材料至少包括橡胶和/或纤维织物。

4.如权利要求1所述的一种气囊式流体管道封堵装置，其特征在于：它包括一通过介质输送接口输送气态介质或液态介质的介质源设备，所述锁止栓上且位于流体导管的偏心区域开设有一与介质填充空间相连通的介质通孔，所述介质导管包括一后端部对位插装并锁固于介质通孔内的介质流嘴，所述介质源设备的介质输送接口通过介质流管与介质流嘴对接连通，且所述介质源设备的介质输送接口上设置有截止阀门。

5.如权利要求4所述的一种气囊式流体管道封堵装置，其特征在于：所述截止阀门为单向阀。

6.如权利要求1所述的一种气囊式流体管道封堵装置，其特征在于：所述流体导管还包括一后端部对位插装并锁固于衔接通孔内的前端部内的流体气嘴，所述衔接管体的螺纹锁固于衔接通孔的后端部内。

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