CN109868882A - 一种排水管道局部修复系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排水管道局部修复系统及方法，井上系统包括控制系统、驱动系统、风机和为井上系统与井下系统提供动力源的发电机组；井下系统包括CCTV管道检测机器人和光固化修补器；驱动系统驱动光固化修补器在管道内部移动并检测诊断管道内部，检测到管道内部存在破损点后向控制系统发送信号，驱动系统驱动光固化修补器移动至破损点后，风机向光固化修补器输送风量，光固化修补器依次启动紫外线灯修补管道内部的破损点。施工过程中采用非开挖方式，自动化程度高、强度低、效率高；井上施工，占用空间小，安全性高；无噪音，不扰民；固化效率高；固化过程可控，可实时监控；修补精确；通过常温点位及紫外光线固化修复相结合，实现带水修补作业。

Description

一种排水管道局部修复系统及方法

技术领域

本发明涉及紫外线光固化排水管道修复领域，特别是指一种排水管道局部 修复系统及方法。

背景技术

目前，管线紫外线修复技术在西方发达国家的许多污水管线和自来水管线 均有一百多年的历史。目前，国际上进行管线修复工艺及设备研究的企业约有 5家，大部分在德国，其中市场占有率相对较高的企业是普罗卡斯罗 (PROKASRO)机械有限公司。其生产的修复设备约占全球市场的70％。国 内大部分修复设备为进口。

紫外线原位固化修复技术在国际上属于先进技术，紫外线原位固化修复技 术的出现，极大的缩减了整个排水管道修复的社会成本，运用智能修复机器人 修复管道，可以做到不开挖土方，无粉尘排放，无噪音污染，修复速度快，对 生态环境保护，控制雾霾的形成具有重要意义。目前紫外线原位固化修复技术 在我国暂时属于起步阶段，随着对紫外线原位固化修复技术的发展，研究相匹 配的智能修复设备具有重大意义，是填补国内紫外线原位固化修复技术的空白， 可以形成国内的自主管道修复体系，减少对国外管道修复设备的依赖，有利与 建设和健全我国管道建设体系的综合管理系统，形成统一的周密的管道修复系 统，促进非开挖行业的社会效应的普及，使得非开挖行业再一次进步。

目前，对城市地下管道局部破损进行修复的方法有常温局部修复方法，紫 外线光固化局部修复方法，以及用于补强的不锈钢内衬法等，这些方法单独使 用的时候，存在各种各样的缺陷，常温局部修复方法由于其固化效率及操作复 杂已经处于淘汰阶段，单独使用紫外线光固化局部修复方法不能带水作业，不 能对管道内部破损点精准定位，无法实时监控管道修复情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种排水管道局部修复系统及方法，用于解决现有 技术中排水管道局部修复操作复杂、施工效率低、不能带水作业、不能对管道 内部破损点精准定位和无法实时监控管道修复情况的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种排水管道局部修复系统，包括井下系统和井上系统；

所述井上系统包括控制系统、驱动系统、风机和为井上系统与井下系统提 供动力源的发电机组；

所述井下系统包括CCTV管道检测机器人和光固化修补器；

所述驱动系统驱动所述光固化修补器在管道内部移动，所述CCTV管道 检测机器人在管道内部检测诊断管道内部，所述CCTV管道检测机器人检测 到管道内部存在破损点后向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述驱 动系统驱动所述光固化修补器移动至破损点后，所述控制系统控制风机向所述 光固化修补器输送风量，所述光固化修补器依次启动紫外线灯修补管道内部的 破损点。

其中，所述驱动系统包括设置在地面上的线盘车和卷扬机，所述线盘车上 盘有线缆，所述线缆的一端经由设置在地面上和管道内部的滑轮组，另一端与 所述光固化修补器相连接。

其中，所述光固化修补器包括耐高温透光气囊、设置在所述耐高温透光气 囊两端的气囊封堵装置、设置在所述气囊封堵装置上的支撑腿和设置在所述耐 高温透光气囊内部的紫外线灯；

所述风机与所述耐高温透光气囊通过气管连接；

所述线缆连接所述耐高温透光气囊。

其中，所述线盘车的机架固定在地面上，所述机架的中央设置有卷线筒， 所述机架的前端设置有往复丝杠组、线缆固定装置和编码器轮，摆臂经由摆臂 定位机构固定在机架的前端，所述线缆依次经由所述摆臂、所述摆臂定位机构、 所述编码器轮、所述线缆固定装置、所述往复丝杠组卷入所述卷线筒。

其中，所述耐高温透光气囊内部设置有视频监控系统、红外线测温系统和 PT100测温系统；

所述视频监控系统实时检测所述光固化修补器修补管道内部破损点情况， 并向所述控制系统发送视频检测信号，所述红外线测温系统和所述PT100测 温系统实时检测所述光固化修补器修补管道内部破损点的温度并向所述控制 系统发送温度检测信号，所述控制系统接收到所述视频检测信号和所述温度检 测信号后作出决策，并将决策信号发送给所述驱动系统、所述风机、所述CCTV 管道检测机器人和所述光固化修补器。

其中，所述光固化修补器上依次套设有紫外线光敏固化材料和常温点位修 补材料，所述紫外线光敏固化材料和所述常温点位修补材料的两端缠绕有遇水 膨胀材料。

其中，所述井上系统还包括控制所述风机输送风量和风压的控制器；

所述控制器通过触发器控制所述紫外线灯的点亮与熄灭。

其中，所述紫外线灯设置有至少一个。

其中，所述紫外线光敏固化材料没有内外膜。

一种排水管道局部修复方法，

将井上系统设在地面上，线盘车、卷扬机、线缆和滑轮组均安装完成；

在固化修补器上依次套设有紫外线光敏固化材料和常温点位修补材料，在 紫外线光敏固化材料和常温点位修补材料的两端缠绕有遇水膨胀材料，将固化 修补器通过竖井下入管道内部；

CCTV管道检测机器人通过线缆经由卷扬机拖拽检测管道内部情况，经由 CCTV管道检测机器人的外部视频监控系统和编码器里程监控系统确定其与 管道内部破损点的位置关系，确定破损点的位置后向控制系统发送信号，控制 系统控制固化修补器位于破损点处并开启风机，控制器控制风量和风压，风压 稳定一段时间后控制系统控制紫外线灯依次点亮，固化破损点处8-15分钟；

视频监控系统、红外线测温系统和PT100测温系统监控固化破损点处的 固化效果，固化质量合格后控制系统控制紫外线灯熄灭并关闭风机；

线盘车收线缆并将线缆均匀的布置在卷线筒上，取出位于管道内部的固化 修补器、CCTV管道检测机器人和滑轮组。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，施工过程中采用非开挖方式，施工自动化程度高；施工强度 低，施工效率高；井上施工，占用空间小，安全性提高，不受环境空间限制； 无噪音，不扰民。利用光敏树脂对紫外线光的敏感性固化效率高，不惧严寒酷 暑等环境因素的影响；搭载视频监控系统，固化过程可控，修复过程可实时监 控；可以准确定位破损点位置，进行精确修补；通过常温点位及紫外光线固化 修复相结合，实现带水修补作业。

附图说明

图1为本发明的排水管道局部修复系统及方法工作时的布局示意图；

图2为本发明的排水管道局部修复系统及方法的线盘车的往复丝杠的部 分示意图；

图3为本发明的排水管道局部修复系统及方法的线盘车的部分机构示意 图；

图4为本发明的排水管道局部修复系统及方法的线盘车的部分机构俯视 图；

图5位本发明的排水管道局部修复系统及方法的光固化修补器的示意图。

附图标记：

1、滑轮组；2、CCTV管道检测机器人；3、气管；4、线缆；5、光固化修 补器；6、紫外线光敏固化材料；7、常温点位修补材料；8、遇水膨胀材料； 10、往复丝杠；11、线缆固定装置；12、编码器轮；13、机架；14、卷线筒； 15、摆臂定位装置；16、摆臂；17、支撑腿；18、气囊封堵装置；19、耐高温 透光气囊；20、紫外线灯。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附 图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有的排水管道局部修复操作复杂、施工效率低、不能带水作 业、不能对管道内部破损点精准定位和无法实时监控管道修复情况的问题，提 供一种排水管道局部修复系统及方法。

如图1-5所示的，本发明实施例提供了一种排水管道局部修复系统，包括 井下系统和井上系统；

所述井上系统包括控制系统、驱动系统、风机和为井上系统与井下系统提 供动力源的发电机组；

所述井下系统包括CCTV管道检测机器人2和光固化修补器5；

所述驱动系统驱动所述光固化修补器5在管道内部移动，所述CCTV管 道检测机器人2在管道内部检测诊断管道内部，所述CCTV管道检测机器人2 检测到管道内部存在破损点后向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所 述驱动系统驱动所述光固化修补器5移动至破损点后，所述控制系统控制风机 向所述光固化修补器5输送风量，所述光固化修补器5依次启动紫外线灯20 修补管道内部的破损点。

本市实施例的水管道局部修复系统是结合紫外光线局部修复与常温局部 修复相结合的排水管道局部修复系统，其主要是通过放置在管道内的CCTV管 道检测机器人2检测管道内部情况，若管道内部存在破损点，启动位于所述管 道内部的所述固化修补器，所述固化修补器移动至破损点处，利用紫外线灯20 采用紫外线固化方法将管道内部破损处固化修复，可以准确定位破损点位置， 进行精确修补。能够对管道局部破损点以非开挖的方式进行局部修复和维护， 同时具有稳定、高效、安全性。水管道局部修复系统的运用实现全自动化，可 由所述控制系统系统，施工自动化程度高，施工强度低，施工效率高。本市实 施例的水管道局部修复系统的控制系统、驱动系统和风机均设置在井上，井上 施工，占用空间小，安全性提高，不受环境空间限制；无噪音，不扰民。

其中，所述光固化修补器5包括耐高温透光气囊19、设置在所述耐高温 透光气囊19两端的气囊封堵装置18、设置在所述气囊封堵装置18上的支撑 腿17和设置在所述耐高温透光气囊19内部的紫外线灯20；

其中，所述光固化修补器5上依次套设有紫外线光敏固化材料6和常温点 位修补材料7，所述紫外线光敏固化材料6和所述常温点位修补材料7的两端 缠绕有遇水膨胀材料8。

其中，所述紫外线光敏固化材料6没有内外膜。

其中，所述耐高温透光气囊19内部设置有视频监控系统、红外线测温系 统和PT100测温系统；

所述视频监控系统实时检测所述光固化修补器5修补管道内部破损点情 况，并向所述控制系统发送视频检测信号，所述红外线测温系统和所述PT100 测温系统实时检测所述光固化修补器5修补管道内部破损点的温度并向所述 控制系统发送温度检测信号，所述控制系统接收到所述视频检测信号和所述温 度检测信号后作出决策，并将决策信号发送给所述驱动系统、所述风机、所述 CCTV管道检测机器人2和所述光固化修补器5。

本实施例的水管道局部修复系统利用光敏树脂对紫外线光的敏感性固化 效率高，不惧严寒酷暑等环境因素的影响。所述紫外线光敏固化材料6和所述 常温点位修补材料7的结合使用，常温点位及紫外光线光固化修复相结合，设 置有遇水膨胀材料8，可实现带水修补作业。紫外线光敏固化材料6与常规光 敏固化材料不同的是两端封闭，不会有胶液流出，并且没有内膜和外膜，避免 了固化结束之后还要撕掉内膜。搭载视频监控系统，固化过程可控，修复过程 可实时监控。

其中，所述驱动系统包括设置在地面上的线盘车和卷扬机，所述线盘车上 盘有线缆4，所述线缆4的一端经由设置在地面上和管道内部的滑轮组1穿过 管道内部与所述卷扬机连接，另一端与所述光固化修补器5相连。

其中，所述线盘车的机架13固定在地面上，所述机架13的中央设置有卷 线筒14，所述机架13的前端设置有往复丝杠10组、线缆固定装置11和编码 器轮12，摆臂16经由摆臂16定位机构固定在机架13的前端，所述线缆4依 次经由所述摆臂16、所述摆臂16定位机构、所述编码器轮12、所述线缆固定 装置11、所述往复丝杠10组卷入所述卷线筒14所述线缆采用高温抗拉线缆。

本实施例的水管道局部修复系统的的线盘车上还设置有速度记录系统；通 过电磁离合器配合电机及相应的传动机构根据需求把外部的线缆4收到线盘 车内部；通过往复丝杠10把收回的线缆4一层一层均匀的布置在卷线筒14上； 摆臂16定位机构用于场地狭小的时候整个设备没法正放的时候，通过摆臂16 确定线缆4的伸出方向；编码器里程记录系统用于确定井下修补器距离井口的 位置，以便配合外部视频监控系统准确对定位修补器与破损点的位置。

所述风机与所述耐高温透光气囊19通过气管3连接；

所述线缆4连接所述耐高温透光气囊19。

其中，所述井上系统还包括控制所述风机输送风量和风压的控制器；

所述控制器通过触发器控制所述紫外线灯20的点亮与熄灭。

其中，所述紫外线灯20设置有至少一个。

本发明实施例提供了一种排水管道局部修复方法，将井上系统设在地面上， 线盘车、卷扬机、线缆4和滑轮组1均安装完成；

在固化修补器上依次套设有紫外线光敏固化材料6和常温点位修补材料 7，在紫外线光敏固化材料6和常温点位修补材料7的两端缠绕有遇水膨胀材 料8，将固化修补器通过竖井下入管道内部；

CCTV管道检测机器人2通过线缆4经由卷扬机拖拽检测管道内部情况， 经由CCTV管道检测机器人2的外部视频监控系统和编码器里程监控系统确 定其与管道内部破损点的位置关系，确定破损点的位置后向控制系统发送信号， 控制系统控制固化修补器位于破损点处并开启风机，控制器控制风量和风压， 风压稳定一段时间后控制系统控制紫外线灯20依次点亮，固化破损点处8-15 分钟；

视频监控系统、红外线测温系统和PT100测温系统监控固化破损点处的 固化效果，固化质量合格后控制系统控制紫外线灯20熄灭并关闭风机；

线盘车收线缆4并将线缆4均匀的布置在卷线筒14上，取出位于管道内 部的固化修补器、CCTV管道检测机器人2和滑轮组1。

本实施例的排水管道局部修复方法可对管道内部局部破损点进行修复，采 用非开挖的方式进行修复，修复成本低，施工自动化程度高，施工强度低，施 工效率高，井上施工，占用空间小，安全性提高，不受环境空间限制，无噪音， 不扰民。本实施例的排水管道局部修复方法可以利用CCTV管道检测机器人2 准确确定管道内部破损点的位置，利用固化修补器准确修补。本实施例的排水 管道局部修复方法的固化修补器内搭载视频监控系统，固化过程可控，修复过 程可实时监控。本实施例的排水管道局部修复方法利用光敏树脂对紫外线光的 敏感性固化效率高，不惧严寒酷暑等环境因素的影响。

上述方案中，施工过程中采用非开挖方式，施工自动化程度高；施工强度 低，施工效率高；井上施工，占用空间小，安全性提高，不受环境空间限制； 无噪音，不扰民。利用光敏树脂对紫外线光的敏感性固化效率高，不惧严寒酷 暑等环境因素的影响；搭载视频监控系统，固化过程可控，修复过程可实时监 控；可以准确定位破损点位置，进行精确修补；通过常温点位及紫外光线光固 化修复相结合，实现带水修补作业。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的 都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“一端”等指示的方位或 位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化 描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方 位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设 有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接， 或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。固定连接可 以为焊接、螺纹连接和加紧等常见技术方案。对于本领域的普通技术人员而言， 可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排水管道局部修复系统，其特征在于，包括井下系统和井上系统；

所述井上系统包括控制系统、驱动系统、风机和为井上系统与井下系统提供动力源的发电机组；

所述井下系统包括CCTV管道检测机器人和光固化修补器；

所述驱动系统驱动所述光固化修补器在管道内部移动，所述CCTV管道检测机器人在管道内部检测诊断管道内部，所述CCTV管道检测机器人检测到管道内部存在破损点后向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述驱动系统驱动所述光固化修补器移动至破损点后，所述控制系统控制风机向所述光固化修补器输送风量，所述光固化修补器依次启动紫外线灯修补管道内部的破损点。

2.如权利要求1所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述驱动系统包括设置在地面上的线盘车和卷扬机，所述线盘车上盘有线缆，所述线缆的一端经由设置在地面上和管道内部的滑轮组，另一端与所述光固化修补器相连接。

3.如权利要求2所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述光固化修补器包括耐高温透光气囊、设置在所述耐高温透光气囊两端的气囊封堵装置、设置在所述气囊封堵装置上的支撑腿和设置在所述耐高温透光气囊内部的紫外线灯；

所述风机与所述耐高温透光气囊通过气管连接；

所述线缆连接所述耐高温透光气囊。

4.如权利要求2所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述线盘车的机架固定在地面上，所述机架的中央设置有卷线筒，所述机架的前端设置有往复丝杠组、线缆固定装置和编码器轮，摆臂经由摆臂定位机构固定在机架的前端，所述线缆依次经由所述摆臂、所述摆臂定位机构、所述编码器轮、所述线缆固定装置、所述往复丝杠组卷入所述卷线筒。

5.如权利要求3所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述耐高温透光气囊内部设置有视频监控系统、红外线测温系统和PT100测温系统；

所述视频监控系统实时检测所述光固化修补器修补管道内部破损点情况，并向所述控制系统发送视频检测信号，所述红外线测温系统和所述PT100测温系统实时检测所述光固化修补器修补管道内部破损点的温度并向所述控制系统发送温度检测信号，所述控制系统接收到所述视频检测信号和所述温度检测信号后作出决策，并将决策信号发送给所述驱动系统、所述风机、所述CCTV管道检测机器人和所述光固化修补器。

6.如权利要求1-5任意一项所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述光固化修补器上依次套设有紫外线光敏固化材料和常温点位修补材料，所述紫外线光敏固化材料和所述常温点位修补材料的两端缠绕有遇水膨胀材料。

7.如权利要求1-5任意一项所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述井上系统还包括控制所述风机输送风量和风压的控制器；

所述控制器通过触发器控制所述紫外线灯的点亮与熄灭。

8.如权利要求1-5任意一项所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述紫外线灯设置有至少一个。

9.如权利要求7所述的排水管道局部修复系统，其特征在于，所述紫外线光敏固化材料没有内外膜。

10.一种排水管道局部修复方法，其特征在于，

将井上系统设在地面上，线盘车、卷扬机、线缆和滑轮组均安装完成；

在固化修补器上依次套设有紫外线光敏固化材料和常温点位修补材料，在紫外线光敏固化材料和常温点位修补材料的两端缠绕有遇水膨胀材料，将固化修补器通过竖井下入管道内部；

CCTV管道检测机器人通过线缆经由卷扬机拖拽检测管道内部情况，经由CCTV管道检测机器人的外部视频监控系统和编码器里程监控系统确定其与管道内部破损点的位置关系，确定破损点的位置后向控制系统发送信号，控制系统控制固化修补器位于破损点处并开启风机，控制器控制风量和风压，风压稳定一段时间后控制系统控制紫外线灯依次点亮，固化破损点处8-15分钟；

视频监控系统、红外线测温系统和PT100测温系统监控固化破损点处的固化效果，固化质量合格后控制系统控制紫外线灯熄灭并关闭风机；

线盘车收线缆并将线缆均匀的布置在卷线筒上，取出位于管道内部的固化修补器、CCTV管道检测机器人和滑轮组。