CN109282106B - 一种封堵装置以及封堵器 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃气管道封堵技术领域，更详细地说是涉及一种封堵装置以及包含该封堵装置的封堵器；该封堵装置包括支撑筒，支撑筒内设有滑块丝杆和滑块，滑块的下端能够穿出支撑筒，穿出的部分具有直平面和斜面；支撑筒的下端通过销轴连接有封堵头，封堵头内设有后锥板滑块、后锥板、橡胶环、前锥板、导向板；通过驱动滑块丝杆，能够实现前锥板和后锥板对橡胶环进行挤压完成封堵；同时该封堵装置通过导向板能够实现在管道内90度转向。本发明还提供一种包括上述封堵装置的封堵器，还包括用于驱动滑块丝杆转动的内杆以及带动封堵头上下移动和转向的双出杆油缸。本发明的封堵器寿命长，封堵效果好，保持管道完整性更佳。

Description

一种封堵装置以及封堵器

技术领域

本发明属于燃气管道封堵技术领域，更详细地说是涉及一种封堵装置以及包含该封堵装置的封堵器。

背景技术

封堵设备适用于石油，石化输送管道，城市燃气输配管线管网和输水管网的开孔封堵施工作业，管道不停输带压开孔、封堵技术解决了管道在线维修存在的停输、降压、放散、动用明火等传统的作业方式，避免作业风险，提高安全性，使维修即迅速又经济可靠。对管道进行带压封堵作业是现在国内外进行管道施工的主要方法。现有施工技术和施工设备多采用膨胀桶式封堵、塞式封堵和折叠式封堵等封堵设备和技术。但是现有的施工设备和技术具有设备笨重、操作繁琐、承压能力小、破坏管道原有完整性、工作量大、所需时间长、造成资源浪费、环境污染等诸多缺陷，已经不能很好的适应现在的施工要求。

现有管道封堵形式大致有三种，分别为膨胀筒式带压封堵器、三叠式带压封堵器、塞式带压封堵器。以下针对三种封堵器分别进行说明。

一、膨胀筒式带压封堵器，主要采用在管道上焊接四通管件后，对管道进行整管切断，再利用配套膨胀桶，使膨胀筒膨胀后封闭管线切断面的原理进行封堵。膨胀筒式带压封堵器存在以下问题：1.膨胀筒式封堵采用整管切断的封堵方式，破坏了现有管网的完整性，降低了管道强度。2.膨胀筒式封堵对作业环境要求高，现有封堵用四通管件体积大，在焊接以及作业过程中对作业坑空间要求相对高。3.膨胀筒式封堵的封堵效果差，现有封堵方式仅靠带气管道切断面与膨胀筒胶皮的接触实现封堵，受接触面小以及对操作人员技术水平和切削面平整度要求高等因素限制。4.受气流压差的影响，膨胀筒就位过程中封堵密封胶皮容易损坏，导致封堵失败。

二、三叠式带压封堵器，三叠式带压封堵在管道上焊接三通管件后，在管道上开较小的孔，利用三叠式封堵器，使三叠式封堵器在管道内展开成圆形对管道进行封堵。三叠式带压封堵也存在问题：1.由于三叠式封堵的封堵头展开后直径是一定的，所以管线螺纹焊缝和管线椭圆度对封堵效果均有影响，对于有变形量的管道封堵效果较差。2.三叠式封堵受封堵设备结构影响，封堵头相对单薄，承压能力低。

三、塞式带压封堵器在管道上焊接三通管件后，在管道上开与管道等径孔，利用塞式封堵器，封堵头直径与管道内径相同，封堵头在管道内发生方向的转换，封堵头与管道相互挤压完成管道的封堵。塞式封堵存在的问题：1.塞式封堵需开与管道内径等径孔，破坏管道强度，且受管道椭圆度影响，管道开孔已出现开偏、开漏等情况，影响管道封堵成功率。2.由于塞式封堵是等径或略大直径的封堵橡胶硬塞进管道进行封堵，所以塞式封堵封堵用橡胶皮碗不宜重复使用，这既增加了橡胶皮碗成本，同时也增加了维修更换橡胶皮碗的成本。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供了一种封堵装置以及包含该封堵装置的封堵器，该封堵装置能够伸入管道后自主导向，封堵效果好，使用寿命长；该封堵器不但具有封堵装置的效果，而且该封堵器适应更大范围的管道压力，封堵成功率高，能够更好的维持管道的完整性。

本发明所采用的技术方案是：

一种封堵装置，包括支撑筒，所述支撑筒内设置有滑块丝杆和滑块，所述滑块丝杆与所述滑块之间通过螺纹驱动连接，通过旋转所述滑块丝杆能够实现滑块的上下移动，所述滑块丝杆的上端穿出所述支撑筒，所述滑块的下端穿出所述支撑筒；

所述封堵装置还包括封堵头，所述封堵头内设有后锥板滑块、后锥板、前锥板、橡胶环、前锥板导向连接板和导向板；所述支撑筒的下端通过销轴连接所述前锥板导向连接板，所述前锥板导向连接板为两块，分别位于所述销轴的两端，所述前锥板与所述前锥板导向连接板之间通过螺钉固定连接，所述后锥板滑块设置在两块所述前锥板导向连接板之间，所述后锥板滑块与所述后锥板之间固定连接；所述橡胶环限定在所述前锥板和后锥板之间；所述导向板位于封堵头的尾端，与所述前锥板固定连接，用于在管道内实现转向。

上述的封堵装置中，所述滑块与所述滑块丝杆连接的一端具有螺纹孔，用于与所述滑块丝杆螺纹连接；所述滑块穿出所述支撑筒的部分为板状结构，一面为直平面，另一面为斜面；所述销轴的外侧还设有调整套管，所述滑块的直平面与所述调整套管相切。

上述的封堵装置中，所述后锥板滑块与所述滑块相邻的端部具有斜面，当封堵头旋转一角度后，所述滑块的斜面与所述后锥板滑块的斜面重合，所述滑块向下移动会通过后锥板滑块和后锥板挤压所述橡胶环。

上述的封堵装置中，所述滑块丝杆的中段具有圆形凸台，所述支撑筒与所述圆形凸台相对应的位置设有能够容纳所述圆形凸台的槽口，所述圆形凸台位于所述槽口内，且所述圆形凸台采用滑块丝杆下端盖定位到所述上支撑筒；所述滑块丝杆下端盖与所述支撑筒之间采用螺钉或螺栓固定；所述滑块丝杆下端盖具有能够穿过所述滑块丝杆的圆孔。

通过滑块丝杆下端盖的固定，将圆形凸台封装到上支撑筒，从而滑块丝杆仅能够转动，而不能在轴向上移动；进而滑块丝杆通过转动带动滑块上下移动。

上述的封堵装置中，在所述圆形凸台与所述槽口之间还设置有推力球轴承一

上述的封堵装置中，所述支撑筒为一体式结构或者为分体式结构；当为分体式结构时，所述支撑筒包括上支撑筒、中支撑筒和下支撑筒，所述上支撑筒、中支撑筒和下支撑筒之间通过螺钉固定连接。

上述的封堵装置中，还包括定位支撑结构，所述定位支撑结构包括定位支撑滑块一、定位支撑滑块二、回位座、回位导杆、复位弹簧和定位支撑板；所述定位支撑板夹在所述导向板与所述前锥板之间，且所述定位支撑板至少为两块，以封堵头的轴心为阵列中心圆周向分布；所述定位支撑滑块一的中部为圆锥形，圆锥形的前部为圆柱形，所有的所述定位支撑板位于封堵头内部的端部与所述定位支撑滑块一的圆柱形外环面接触连接；所述定位支撑滑块一的内部中空，所述回位导杆的一端穿过所述定位支撑滑块一与所述回位座固定连接，所述回位导杆的另一端抵在导向板或者前锥板内部；所述定位支撑滑块二的一端向上穿出所述后锥板滑块抵在所述滑块的斜面上，所述定位支撑滑块二的内部开设有用于容纳所述复位弹簧的圆柱孔，所述复位弹簧的另一端抵在所述回位座上。

需要说明的是，所述定位支撑滑块二还可以抵在滑块的斜面与直平面过渡的倒角位置，倒角为倒圆角，定位支撑滑块二的端部平面与倒圆角位置相切；回位座压接在定位支撑滑块一上，防止回位导杆从定位支撑滑块一上脱落。

上述的封堵装置中，所述定位支撑板上设置有复位弹性件，所述复位弹性件远离封堵头轴心的一端与导向板连接或与前锥板连接，另一端与所述定位支撑板连接。

本发明还提供一种包含上述封堵装置的封堵器，还包括适配器、油缸、内杆；所述油缸的缸盖与所述适配器采用法兰连接；所述油缸的活塞杆内部中空，所述内杆穿设在所述活塞杆内且能够相对所述活塞杆自由转动；所述内杆的下端固定连接有内杆丝杆连接头，所述内杆丝杆连接头的下端采用插接口结构与所述滑块丝杆连接，用于驱动所述滑块丝杆转动；所述活塞杆的下端与支撑筒悬挂法兰之间螺纹连接。

上述的封堵器中，所述油缸为双出杆油缸，两个活塞杆的内部均为中空；所述内杆丝杆连接头的上端设置有推力球轴承二，所述推力球轴承二套接在所述内杆上且位于活塞杆内部的槽内；还包括方向操纵杆，所述方向操纵杆采用锁紧螺钉与所述油缸上端的活塞杆固定连接。

双出杆中空油缸能够适应高压管道封堵，提供更大的下压力。

本发明的技术效果如下：

本发明能够解决背景技术中的膨胀筒式带压封堵器的问题：本发明半管开孔，最大程度的保证了城镇管网的完整性、安全性；本发明封堵装置尺寸相对较小，对作业空间要求小。本发明封堵形式实现了管道圆周全方位封堵，封堵严密、成功率高。本发明封堵橡胶在使用过程中有一定的防护装置，且受气流压差影响小，所以封堵橡胶使用寿命长，封堵成功率得到了保障。

本发明够解决背景技术中的三叠式带压封堵存在的问题：本发明通过封堵橡胶膨胀进行封堵，封堵直径可以调整，适用范围广，管线螺纹焊缝管道变形等对本发明的封堵效果没有影响。本发明能够承受较高管道压力。

本发明能够解决背景技术中的塞式封堵存在的问题：本发明开孔直径小于管道直径，受管道椭圆度影响小，开孔难度小，封堵成功率高。本发明封堵橡胶可重复使用多次，减少使用维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施方式的封堵装置的结构示意图；

图2是本发明一个实施方式的封堵器的驱动部分结构的示意图；

图3是图2中A处放大示意图。

附图标记说明如下：

1、上支撑筒；2、中支撑筒；3、下支撑筒；4、滑块丝杆；5、圆形凸台；6、推力球轴承一；7、滑块丝杆下端盖；8、滑块；9、销轴；10、前锥板导向连接板；11、前锥板；12、后锥板滑块；13、后锥板；14、橡胶环；15、导向板；16、调整套管；17、定位支撑滑块一；18、定位支撑滑块二；19、回位座；20、回位导杆；21、复位弹簧；22、定位支撑板；23、适配器；24、油缸；25、内杆；26、活塞杆一；27、活塞杆二；28、内杆丝杆连接头；29、支撑筒悬挂法兰；30、缸盖；31、推力球轴承二；32、方向操纵杆；33、锁紧螺钉；34、复位弹性件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供一种封堵装置，其中支撑筒为分体式结构，请参见图1，包括上支撑筒1、中支撑筒2和下支撑筒3，所述上支撑筒1、中支撑筒2和下支撑筒3之间通过螺钉固定连接；其中上支撑筒1的轴心处开孔用于穿设滑块丝杆4，滑块丝杆4的中部具有圆形凸台5，上支撑筒1的内侧面上设有用于容纳该圆形凸台5的槽口，在圆形凸台5与槽口之间还设置有一推力球轴承一6，该圆形凸台5采用滑块丝杆下端盖7通过螺钉与上支撑筒1固定连接，滑块丝杆下端盖7穿设在圆形凸台5以下的滑块丝杆4上；滑块丝杆4的上端穿出上支撑筒1用于与驱动滑块丝杆4转动的装置连接。

继续参见图1，本发明提供的封堵装置还包括滑块8，滑块8位于中支撑筒2内的部分(从滑块8与滑块丝杆4连接的一端起)开设螺纹孔，用于与滑块丝杆4螺纹连接，通过驱动滑块丝杆4能够实现滑块8上下移动；滑块8的一部分穿出下支撑筒3，穿出的部分为板状结构，一面为直平面，另一面为斜面。

继续参见图1，本发明提供的封堵装置中，还包括封堵用的封堵头，封堵头包括后锥板滑块12、后锥板13、前锥板11、橡胶环14、前锥板导向连接板10和导向板15；下支撑筒3的下端通过销轴9连接有前锥板导向连接板10，前锥板导向连接板10为两块，分别位于销轴9的两端，前锥板11与前锥板导向连接板10之间通过螺钉固定连接，后锥板滑块12设置在两块前锥板导向连接板10之间，后锥板滑块12与后锥板13之间固定连接；橡胶环14限定在前锥板11和后锥板13之间；导向板15位于封堵头的尾端，与前锥板11固定连接，用于在管道内实现90度转向(起导向作用)。

可以选择的技术方案还有，销轴9的外侧还设有调整套管16，滑块8的直平面与调整套管16相切。滑块8在上下移动过程中，由于直平面与调整套管16相切，故运动轨迹为直线且在调整套管16的一侧固定，而在滑块8另一侧的斜面相接触的其它滑动结构径向上运动。

继续参见图1，后锥板滑块12与滑块8穿出下支撑筒3的部分相邻的端部具有斜面，当封堵头在导向板的导向作用下旋转一角度后，滑块8穿出下支撑筒3的斜面与后锥板滑块12的斜面重合，滑块8向下移动会通过后锥板滑块12和后锥板13挤压橡胶环14。

继续参见图1，上述的封堵装置中，还包括定位支撑结构，定位支撑结构包括定位支撑滑块一17、定位支撑滑块二18、回位座19、回位导杆20、复位弹簧21和定位支撑板22；定位支撑板22夹在导向板15与前锥板11之间，且定位支撑板22至少为两块，以封堵头的轴心为阵列中心圆周向分布；定位支撑滑块一17的中部为圆锥形，圆锥形的前部为圆柱形，所有的定位支撑板22位于封堵头内部的端部与定位支撑滑块一17的圆柱形外环面接触连接；定位支撑滑块一17的内部中空，回位导杆20的一端穿过定位支撑滑块一17与回位座19固定连接，回位导杆20的另一端抵在导向板15或者前锥板11内部；定位支撑滑块二18的一端向上穿出后锥板滑块12抵在滑块8的斜面上，定位支撑滑块二18的内部开设有用于容纳复位弹簧21的圆柱孔，复位弹簧21的另一端抵在回位座19上。可以选择的技术方案还包括，定位支撑滑块二18还可以抵在滑块8的斜面与直平面过渡的倒角位置，倒角为倒圆角，定位支撑滑块二18的端部平面与倒圆角位置相切；回位座19压接在定位支撑滑块一17上，防止回位导杆20从定位支撑滑块一17上脱落。

为了能够使得定位支撑板22封堵结束后自动回位，可以选择的技术方案包括：上述的封堵装置中，定位支撑板22上设置有复位弹性件34，复位弹性件远离封堵头轴心的一端与导向板15连接或与前锥板11连接，另一端与定位支撑板22连接。

请参见图2，本发明还提供一种包含图1中结构的封堵器，该封堵器还包括适配器23、油缸24、内杆25；油缸25的缸盖30与适配器23的上端采用法兰连接；油缸24为双出杆油缸，包括位于适配器23上端的活塞杆一26和位于适配器23下端的活塞杆二27；油缸24的活塞杆一26和活塞杆二27的内部均为中空，内杆25穿设在活塞杆一26和活塞杆二27内且能够相对活塞杆一26和活塞杆二27自由转动；内杆25的下端固定连接有内杆丝杆连接头28，内杆丝杆连接头28的下端采用插接口结构与滑块丝杆4连接，通过转动内杆25能够驱动滑块丝杆4转动。

继续参见图2和图3，内杆丝杆连接头28的上端设置有推力球轴承二31，推力球轴承二31套接在内杆25上且位于活塞杆二27内部的槽内；还包括方向操纵杆32，方向操纵杆32采用锁紧螺钉33与活塞杆一26固定连接；活塞杆二27的下端与支撑筒悬挂法兰29之间螺纹连接。

在具体应用过程中，通过法兰将适配器23与封堵三通连接。给油缸24冲压，将封堵头下放到封堵管道位置，此过程中封堵头在导向板15的导向作用下转向到待封堵管道的方向；通过锁紧螺钉33将方向操纵杆32锁定在活塞杆一26上，转动方向操纵杆32调整与活塞杆二27相连的支撑筒、封堵头的方向到需要封堵的位置，调整方位结束；然后可以采用旋转内杆25的方式，通过内杆丝杆连接头28的插接口与滑块丝杆4实现转动，滑块丝杆4的转动带动滑块8上下移动，滑块8的直平面由于与调整套管16或直接与销轴9接触，滑块8的斜面会上下移动，从而滑块8的斜面首先与定位支撑滑块二18接触，向下推动定位支撑滑块二18，定位支撑滑块二18与定位支撑滑块一17接触，在定位支撑滑块二18向下移动过程中，定位支撑滑块一17也向下移动，从而定位支撑滑块一17中部的圆锥形向下推动定位支撑板22向封堵头的径向外侧扩张，支撑在待封堵的管道内侧管壁上。

继续旋转内杆25，滑块8继续向下移动，当滑块8的斜面与后锥板滑块12的斜面接触以后推动后锥板滑块12和后锥板13向下挤压橡胶环14，继续向下挤压直到完全封堵。

在撤堵阶段，反方向旋转内杆25，滑块8向上移动，对后锥板滑块12和定位支撑滑块二18放松，定位支撑板22在复位弹性件的弹力作用下逐渐复位；同时，后锥板13也得到放松，橡胶环14复位停止封堵。

接着，对双出杆油缸泄压，通过活塞杆二完成支撑筒和封堵头的回收，最后拆卸下来适配器。

本发明能够解决背景技术中的膨胀筒式带压封堵器的问题：本发明半管开孔，最大程度的保证了城镇管网的完整性、安全性；本发明封堵装置尺寸相对较小，对作业空间要求小。本发明封堵形式实现了管道圆周全方位封堵，封堵严密、成功率高。本发明封堵橡胶在使用过程中有一定的防护装置，且受气流压差影响小，所以封堵橡胶使用寿命长，封堵成功率得到了保障。

本发明够解决背景技术中的三叠式带压封堵存在的问题：本发明通过封堵橡胶膨胀进行封堵，封堵直径可以调整，适用范围广，管线螺纹焊缝管道变形等对本发明的封堵效果没有影响。本发明能够承受较高管道压力。

本发明能够解决背景技术中的塞式封堵存在的问题：本发明开孔直径小于管道直径，受管道椭圆度影响小，开孔难度小，封堵成功率高。本发明封堵橡胶可重复使用多次，减少使用维护成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种封堵装置，其特征在于，包括支撑筒，所述支撑筒内设置有滑块丝杆和滑块，所述滑块丝杆与所述滑块之间通过螺纹驱动连接，通过旋转所述滑块丝杆能够实现滑块的上下移动，所述滑块丝杆的上端穿出所述支撑筒，所述滑块的下端穿出所述支撑筒；滑块的一面为直平面，另一面为斜面；

所述封堵装置还包括封堵头，所述封堵头内设有后锥板滑块、后锥板、前锥板、橡胶环、前锥板导向连接板和导向板；所述支撑筒的下端通过销轴连接所述前锥板导向连接板，所述前锥板导向连接板为两块，分别位于所述销轴的两端，所述前锥板与所述前锥板导向连接板之间通过螺钉固定连接，所述后锥板滑块设置在两块所述前锥板导向连接板之间，所述后锥板滑块与所述后锥板之间固定连接；所述橡胶环限定在所述前锥板和后锥板之间；所述导向板位于封堵头的尾端，与所述前锥板固定连接，用于在管道内实现转向；

所述后锥板滑块与所述滑块相邻的端部具有斜面，当封堵头旋转一角度后，所述滑块的斜面与所述后锥板滑块的斜面重合，所述滑块向下移动会通过后锥板滑块和后锥板挤压所述橡胶环；

还包括定位支撑结构，所述定位支撑结构包括定位支撑滑块一、定位支撑滑块二、回位座、回位导杆、复位弹簧和定位支撑板；所述定位支撑板夹在所述导向板与所述前锥板之间，且所述定位支撑板至少为两块，以封堵头的轴心为阵列中心圆周向分布；所述定位支撑滑块一的中部为圆锥形，圆锥形的前部为圆柱形，所有的所述定位支撑板位于封堵头内部的端部与所述定位支撑滑块一的圆柱形外环面接触连接；所述定位支撑滑块一的内部中空，所述回位导杆的一端穿过所述定位支撑滑块一与所述回位座固定连接，所述回位导杆的另一端抵在导向板或者前锥板内部；所述定位支撑滑块二的一端向上穿出所述后锥板滑块抵在所述滑块的斜面上，所述定位支撑滑块二的内部开设有用于容纳所述复位弹簧的圆柱孔，所述复位弹簧的另一端抵在所述回位座上；

所述支撑筒为一体式结构或者为分体式结构；当为分体式结构时，所述支撑筒包括上支撑筒、中支撑筒和下支撑筒，所述上支撑筒、中支撑筒和下支撑筒之间通过螺钉固定连接。

2.根据权利要求1所述的封堵装置，其特征在于，所述滑块与所述滑块丝杆连接的一端具有螺纹孔，用于与所述滑块丝杆螺纹连接；所述滑块穿出所述支撑筒的部分为板状结构，所述销轴的外侧还设有调整套管，所述滑块的直平面与所述调整套管相切。

3.根据权利要求1或2任一项所述的封堵装置，其特征在于，所述滑块丝杆的中段具有圆形凸台，所述支撑筒与所述圆形凸台相对应的位置设有能够容纳所述圆形凸台的槽口，所述圆形凸台位于所述槽口内，且所述圆形凸台采用滑块丝杆下端盖定位到所述上支撑筒；所述滑块丝杆下端盖与所述支撑筒之间采用螺钉或螺栓固定；所述滑块丝杆下端盖具有能够穿过所述滑块丝杆的圆孔。

4.根据权利要求3所述的封堵装置，其特征在于，在所述圆形凸台与所述槽口之间还设置有推力球轴承一。

5.根据权利要求1所述的封堵装置，其特征在于，所述定位支撑板上设置有复位弹性件，所述复位弹性件远离封堵头轴心的一端与导向板连接或与前锥板连接，另一端与所述定位支撑板连接。

6.一种包括权利要求1-5任一项所述的封堵装置的封堵器，其特征在于，还包括适配器、油缸、内杆；所述油缸的缸盖与所述适配器采用法兰连接；所述油缸的活塞杆内部中空，所述内杆穿设在所述活塞杆内且能够相对所述活塞杆自由转动；所述内杆的下端固定连接有内杆丝杆连接头，所述内杆丝杆连接头的下端采用插接口结构与所述滑块丝杆连接，用于驱动所述滑块丝杆转动；所述活塞杆的下端与支撑筒悬挂法兰之间螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的封堵器，其特征在于，所述油缸为双出杆油缸，两个活塞杆的内部均为中空；所述内杆丝杆连接头的上端设置有推力球轴承二，所述推力球轴承二套接在所述内杆上且位于活塞杆内部的槽内；还包括方向操纵杆，所述方向操纵杆采用锁紧螺钉与所述油缸上端的活塞杆固定连接。