CN111878662B - 一种管道内部修复设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种管道内部修复设备，属于管道修复的领域。包括具有移动轮的工作机构、推动工作机构移动的驱动机构、连接于工作机构上的监控机构、环刀机构以及将衬管连接于管道内的喷浆机构，工作机构具有供水流通过的通水孔，工作机构外套设有修复管道的衬管，环刀机构包括清理管道内侧壁杂质的环形刀，环形刀连接于工作机构的一端。工作机构通过驱动机构的作用在需要修复的管道内移动，在监控机构的监控下，将工作机构移动至管道塌陷的位置，环形刀清理管道塌陷处的杂质，衬管移动至管道塌陷处后，通过喷浆机构将衬管连接于管道塌陷处，使衬管堵住管道的塌陷处。

Description

一种管道内部修复设备

技术领域

本申请涉及管道修复的领域，尤其是涉及一种管道内部修复设备。

背景技术

城市排水管道是支撑社会发展及保证人民生活的重要的基础设施之一，管道维护养护是保证其正常机理及功能的必要手段。目前公知管道塌陷的修复方法是将现有管道的塌陷位置，通过开挖的方式，找出塌陷位置进行修复，修复完毕后再进行回填，恢复原来的地貌，但是开挖修复的方式不仅费时费力，而且费用较高。因此，相关技术中发明设计了非开挖式的方法。

申请公布号为CN109058646A的发明专利，公开了一种排水管道非开挖式修复装置，包括位于待修复排水管道内部塌陷变形处一侧的第一工作机构，位于另一侧的第二工作机构，设置在第一工作机构和第二工作机构之间的第三工作机构，设置在第一工作机构和第二工作机构上的监视机构，分别设置在第一工作机构右侧和第二工作机构左侧的切割机构，设置在切割机构上的第一快干水泥喷嘴，设置在第三工作机构上的第二快干水泥喷嘴。

上述技术方案中，利用第一快干水泥和第二快干水泥对切割缝、插孔和塌陷变形部位进行水泥充填修复，但是上述技术方案中，排水管道在修复时，排水管道内的排水被暂停，若是主要的排水管道在修复且不能让水通过时，会对城市的排水造成影响。

发明内容

为了管道在修复时仍能通水，本申请提供一种管道内部修复设备。

本申请提供的一种管道内部修复设备采用如下的技术方案：

一种管道内部修复设备，包括具有移动轮的工作机构、推动工作机构移动的驱动机构、连接于所述工作机构上的监控机构、环刀机构以及将衬管连接于管道内的喷浆机构，所述工作机构具有供水流通过的通水孔，所述工作机构外套设有修复管道的衬管，所述环刀机构包括清理管道内侧壁杂质的环形刀，所述环形刀连接于所述工作机构的一端。

通过采用上述技术方案，工作机构通过驱动机构的作用在需要修复的管道内移动，在监控机构的监控下，将工作机构移动至管道塌陷的位置，环形刀与管道内侧壁相抵接，使环形刀清理管道塌陷处的杂质，衬管移动至管道塌陷处后，通过喷浆机构将衬管连接于管道塌陷处，使衬管堵住管道的塌陷处；由于工作机构具有通水孔，在修复设备在管道内作业时，管道内流动的水经过通水孔在修复设备内流动，使得管道仍能通过部分水。

优选的，所述环形刀包括相互连接的连接部与锥形部，所述连接部与所述工作机构通过螺纹连接，所述锥形部中直径较小的一端与连接部连接，所述锥形部远离所述连接部的一端设有刮刀。

通过采用上述技术方案，锥形部的刮刀较为锋利，环形刀在管道内移动时，更加容易清理管道塌陷处内侧壁的杂质；连接部与工作机构通过螺纹连接，方便环形刀与工作机构连接，方便环形刀的更换与维修，另外，由于管道的粗细不同，使得修复的管道的直径也不同，为使修复设备能修复不同粗细的管道，针对不同的管道制作大小不同的环形刀，大小的不同的环形刀之间的区别仅在于锥形部直径较大端的直径不同，在修复不同直径的管道时，更换不同大小的环形刀，使锥形部的刮刀更好地清理管道内侧壁的杂质。

优选的，所述环刀机构还包括密封组件，所述密封组件包括环形抵接件与若干转动杆，所述环形抵接件套设于所述锥形部外，且环形抵接件与管道内侧壁相抵接，若干所述转动杆沿所述锥形部周向间隔设置，所述转动杆的一端与环形抵接件的内圈连接，另一端与锥形部的外侧壁铰接。

通过采用上述技术方案，确定好管道塌陷处的位置后，工作机构在管道内停止，转动转动杆，环形抵接件在转动杆的作用下与管道内侧壁相抵接，通过环形抵接件的支撑作用，使修复设备于管道内更加稳定，同时，环形抵接件还会与刮刀相抵接，通过环形抵接件堵住了刮刀与管道之间的缝隙，提高了环形刀与管道之间的密封性。

优选的，所述密封组件还包括推动杆，所述推动杆的一端铰接于所述锥形部的外侧壁，另一端与转动杆连接。

通过采用上述技术方案，推动杆伸长时，推动转动杆向靠近刮刀的一侧移动，使环形抵接件与管道的内侧壁相抵接，并且通过推动杆的支撑作用，转动杆不易转动，使环形抵接件与管道的内侧壁抵接更加稳定，当修复设备需要从管道内移出时，推动杆缩短，推动杆带动转动杆向远离刮刀的一侧移动，使环形抵接件不与管道的内侧壁相抵接，使修复设备能从管道内移出。

优选的，所述修复设备还包括至少两个支撑机构，所述支撑机构包括套设于所述工作机构外的固定套以及设置于所述固定套的若干伸缩支撑件，若干所述伸缩支撑件于所述固定套外周向设置，其中一部分支撑机构的伸缩支撑件与管道的内侧壁相抵接，另一部分支撑机构的伸缩支撑件与所述衬管的内侧壁相抵接。

通过采用上述技术方案，当修复设备确定管道塌陷位置并开始维修时，使伸缩支撑件与管道的内侧壁相抵接，通过支撑机构的支撑作用，使工作机构于管道内稳定；伸缩支撑件的一端通过固定套固定在工作机构外，另一端与衬管的内侧壁相抵接，通过支撑机构的作用，使衬管连接在工作机构上。

优选的，所述伸缩支撑件包括伸缩杆与支撑板，所述伸缩杆的一端与固定套的外侧壁连接，所述支撑板与所述伸缩杆远离固定套的一端连接。

通过采用上述技术方案，伸缩杆的长度可调节，使伸缩支撑件的长度可改变，当衬管需要使用时，缩短伸缩杆的长度，使伸缩支撑件不于衬管相抵接，衬管从工作机构上脱离，使衬管修补管道塌陷处；另外，支撑板的宽度相较为于伸缩杆更大，增大支撑板与管道内侧壁或者衬管内侧壁的接触面积，使伸缩支撑件与管道内侧壁或者衬管内侧壁抵接更加牢固。

优选的，所述修复设备还包括推力机构，所述推力机构包括连接于所述工作机构的外侧壁的竖杆以及具有伸缩功能的推杆，所述推杆的一端与竖杆连接，另一端与所述衬管的端部相抵接。

通过采用上述技术方案，当使用衬管修复管道时，通过推杆将衬管推至管道塌陷处的下方，使衬管填补管道塌陷处，通过推杆微调衬管的位置，使衬管位于管道塌陷处的中心，使衬管的修补效果更好。

优选的，所述喷浆机构包括周向滑移连接于所述工作机构外的滑移件以及设于所述滑移件上的喷杆，所述滑移件内部开设有容纳腔，所述喷杆通过软管与所述容纳腔相连通。

通过采用上述技术方案，容纳腔内装有快干水泥，通过喷杆喷出的快干水泥填充于衬管与需要修复的管道之间的缝隙处，使衬管与管道之间连接更加紧密，提高衬套与管道之间的密封性，同时，通过水泥使衬管与管道连接更加牢固。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.工作机构通过驱动机构的作用在需要修复的管道内移动，在监控机构的监控下，将工作机构移动至管道塌陷的位置，环形刀与管道内侧壁相抵接，使环形刀清理管道塌陷处的杂质，衬管移动至管道塌陷处后，通过喷浆机构将衬管连接于管道塌陷处，使衬管堵住管道的塌陷处；

2.环形抵接件在转动杆的作用下与管道内侧壁相抵接，通过环形抵接件的支撑作用，使修复设备于管道内更加稳定，同时，环形抵接件还会与刮刀相抵接，通过环形抵接件堵住了刮刀与管道之间的缝隙，提高了环形刀与管道之间的密封性；

3.伸缩杆的长度可调节，使伸缩支撑件的长度可改变，当衬管需要使用时，缩短伸缩杆的长度，使伸缩支撑件不于衬管相抵接，衬管从工作机构上脱离，使衬管修补管道塌陷处。

附图说明

图1是本申请实施例的修复设备于管道内的结构示意图。

图2是本申请实施例的修复设备的整体结构示意图。

图3是本申请实施例的环刀结构的结构示意图。

图4是本申请实施例的密封组件的剖视图。

图5是本申请实施例的密封组件使用时的状态示意图。

图6是本申请实施例的支撑机构的结构示意图。

图7是本申请实施例的推力机构与喷浆机构的结构示意图。

附图标记说明：1、驱动机构；2、工作机构；21、移动轮；22、旋转头；23、环形滑槽；24、通水孔；3、环刀机构；31、环形刀；311、连接部；312、锥形部；313、刮刀；314、环形槽；32、密封组件；321、环形抵接件；322、转动杆；323、推动杆；4、支撑机构；41、固定套；411、半圆环；412、连接片；42、伸缩支撑件；421、伸缩杆；422、支撑板；5、推力机构；51、竖杆；52、推杆；6、喷浆机构；61、滑移件；62、喷杆；7、衬管；8、管道；9、检查井。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种管道内部修复设备。参照图1，修复设备包括驱动机构1、工作机构2、监控机构（图中未示出）、环刀机构3、若干支撑机构4、若干推力机构5以及喷浆机构6，驱动机构1驱动工作机构2在管道8内移动，工作机构2外套设有衬管7，通过衬管7维修管道8塌陷处，监控机构设于工作机构2上，用于监视管道8内的情况，环刀机构3用于清理管道8的内侧壁的杂质。

管道8的两端为检查井9，驱动机构1设于其中一检查井9，驱动机构1为水平液压缸，水平液压缸的活塞杆通过螺钉与工作机构2的端部连接。修复设备工作时，将驱动机构1固定于检查井9内，驱动机构1与工作机构2的端部连接，使工作机构2在驱动机构1的作用下在管道8内移动，当修复设备使用完毕后，将工作机构2从驱动机构1上拆卸下来，使工作机构2与驱动机构1分离，方便工作机构2与驱动机构1运输。

参见图1与图2，工作机构2为带有通水孔24的圆管状，通水孔24与圆管同轴设置，工作机构2的一端设置有以工作机构2轴线为旋转中心的旋转头22，旋转头22通过电机驱动，旋转头22开设有外螺纹，工作机构2的外侧壁连接有若干移动轮21，本实施例中移动轮21设置有四个，四个移动轮21均通过液压缸与工作机构2连接，液压缸使移动轮21与工作机构2之间的长度可调节，在维修不同的管道8时，通过调节移动轮21的液压缸的长度，使工作机构2与管道8同轴。

参见图2与图3，环刀机构3连接于工作机构2的端部，环刀机构3包括环形刀31以及设于环形刀31上的密封组件32，环形刀31包括一体连接的连接部311与锥形部312，连接部311与旋转头22通过螺纹连接，使旋转头22带动环形刀31转动，并且环形刀31与工作机构2可拆卸连接，方便环形刀31的更换与维修。

锥形部312中直径较小的一端与连接部311连接，锥形部312的外侧壁与内侧壁均为锥面，锥形部312远离连接部311的一端通过打磨形成刮刀313，锥形部312直径较大的一端与管道8的内侧壁间隙配合，环形刀31随着工作机构2一同在管道8内移动，刮刀313清理管道8内侧壁的杂质，使工作机构2在管道8内移动顺畅，刮刀313还可清理并平整管道8塌陷处，使衬管7与管道8塌陷处贴合更加紧密。

由于管道8粗细不同，为配合工作机构2维修不同直径的管道8，环形刀31也设置有多种不同的款式，不同款式的环形刀31之间的区别仅在于锥形部312中直径较大的一端的直径不同，在修复不同直型的管道8时，更换锥形部312直径不同的环形刀31，使环形刀31适用直径不同的管道8。

参见图4与图5，密封组件32包括环形抵接件321、若干转动杆322以及推动杆323，锥形部312的外侧壁开设有环形槽314，转动杆322的一端与环形槽314靠近刮刀313的侧壁铰接，且若干转动杆322沿环形槽314的圆周方向间隔设置。环形抵接件321与转动杆322远离环形槽314的一端固定且垂直连接，环形抵接件321套设于锥形部312外，环形抵接件321为柔性防水材料制成，具有弹性，柔性防水材料可以是橡胶，也可以是防水布等。

推动杆323为液压缸，推动杆323的一端与转动杆322的中部固定连接，另一端与环形槽314远离转动杆322的槽壁铰接。推动杆323伸长时，推动杆323推动转动杆322与环形槽314槽壁相抵接，环形抵接件321被拉伸，环形抵接件321与环形槽314槽壁相抵接，且环形抵接件321的外圈与管道8内侧壁相抵接，通过环形抵接件321的作用，增加锥形部312与管道8之间的密封性；推动杆323收缩时，转动杆322于环形槽314内倾斜设置，环形抵接件321处于初始状态。

参见图6，支撑机构4包括固定套41与若干伸缩支撑件42，固定套41套设于工作机构2外，且固定套41的内侧壁与工作机构2的外侧壁相抵接，固定套41由两个半圆环411组成，两个半圆环411的一端相互铰接，另一端延伸有连接片412，两个半圆环411连接时，两个连接片412相贴合，两个连接片412通过螺栓连接，使得固定套41与工作机构2可拆卸连接。

伸缩支撑件42包括伸缩杆421与支撑板422，伸缩杆421为液压缸，伸缩杆421的一端与固定套41的外侧壁固定连接，另一端与支撑板422固定连接，通过伸缩杆421的作用，使支撑板422与固定套41之间的距离可调节。支撑板422为弧状，支撑板422的凹部朝向固定套41，且支撑板422的凹面与伸缩杆421连接。

本实施例中，支撑机构4设置有三个，三个支撑机构4沿工作机构2的轴向间隔设置，位于中间的支撑机构4外套设有衬管7，衬管7的内侧壁与支撑板422相抵接，衬管7的外侧壁与管道8的内侧壁间隙配合。

当衬管7移动至管道8塌陷处后，衬管7的外侧壁与管道8塌陷处的内侧壁相抵接，通过衬管7将管道8塌陷处堵塞，工作机构2两端的支撑机构4的伸缩杆421伸长，使支撑板422的凸部与管道8的内侧壁相抵接，从而通过支撑机构4将工作机构2固定于管道8内，位于工作机构2中间的支撑机构4的伸缩杆421收缩，使支撑机构4不再与衬管7相抵接，工作机构2与衬管7分离。

参见图7，沿工作机构2远离环刀机构3的一端至靠近环刀机构3的一端的方向，若干推力机构5均位于前两个支撑机构4之间，且若干推力机构5沿工作机构2的圆周方向间隔设置。推力机构5包括竖杆51与推杆52，竖杆51与推杆52均为液压缸，竖杆51径向连接于工作机构2的外侧壁，推杆52的一端与竖杆51远离工作机构2的端部连接，竖杆51的伸缩可调节推杆52离工作机构2外侧壁的距离，推杆52远离竖杆51的一端朝向位于中间的支撑机构4，并且推杆52的长度方向与工作机构2的轴向相同。当衬管7套设于位于中间的支撑机构4上时，通过调节竖杆51的长度，使推杆52远离竖杆51的一端与衬管7的端部相抵接，工作机构2移动时，推力机构5随着工作机构2一同移动，并推动衬管7在管道8内移动；当衬管7位于管道8塌陷处并且位于中间的支撑机构4不再与衬管7支撑时，伸长推杆52，推杆52推动衬管7在管道8内移动，从而调节衬管7在管道8内的位置，使衬管7更好地修补管道8塌陷处。

参见图7，沿工作机构2远离环刀机构3的一端至靠近环刀机构3的一端的方向，喷浆机构6位于后两个支撑机构4之间。喷浆机构6包括滑移件61与喷杆62，工作机构2外侧壁开设有环形滑槽23，滑移件61滑移连接于环形滑槽23内，滑移件61连接有驱动电机（图中未示出）与滚轮（图中未示出），驱动电机带动滚轮转动，从而使滑移件61在环形滑槽23内移动。滑移件61内部开设有容纳腔，容纳腔内装有快干水泥，喷杆62设于滑移件61远离工作机构2的侧面，喷杆62为中空的电动伸缩杆，可远程控制喷杆62的长短，并且喷杆62通过软管与滑移件61的容纳腔相连通，使滑移件61内的快干水泥从喷杆62喷出。

当衬管7位于管道8塌陷处后，控制喷杆62的长度，使喷杆62的端部与衬管7的端部相抵接，喷杆62的端部喷出快干水泥，通过快干水泥使衬管7与管道8连接更加牢固。

本申请实施例一种管道内部修复设备的实施原理为：

（1）固定驱动机构：将驱动机构1固定于检查井9内；

（2）组装：根据维修管道8的直径选择合适的环刀机构3，将环刀机构3、若干支撑机构4连接于工作机构2上；

（3）连接衬管：将衬管7套设于位于中间的支撑机构4，支撑机构4的支撑板422与衬管7内侧壁相抵接，调节竖杆51的高度，使推杆52与衬管7的端部相抵接；

（4）移动工作机构：驱动机构1的活塞杆与工作机构2远离环刀机构3的一端连接，调节移动轮21的液压缸的长度，使工作机构2与需要维修的管道8同轴设置，随后伸长驱动机构1的活塞杆，工作机构2在活塞杆的作用下在管道8内移动；

（5）确定管道塌陷位置：工作人员通过监控机构观察管道8内部，并确定管道8塌陷的位置；

（6）调整工作机构的位置：继续移动工作机构2，将工作机构2外的衬管7移动至管道8塌陷处；

（7）固定工作机构：驱动推动杆323伸长，推动杆323推动转动杆322与环形槽314槽壁相抵接，环形抵接件321的环形长度被拉伸，且环形抵接件321与管道8内侧壁相抵接；位于工作机构2两端的支撑机构4的伸缩杆421伸长，直至位于伸缩杆421端部的支撑板422与管道8内侧壁相抵接；

（8）释放衬管：位于工作机构2中间位置的支撑机构4的伸缩杆421收缩，衬管7脱离工作机构2；

（9）微调衬管：启动推力机构5的推杆52，推杆52推动衬管7在管道8内移动，将衬管7完全覆盖管道8的塌陷处；

（10）喷射快干水泥：伸长喷杆62，喷杆62的端部与衬管7的端部相抵接，喷杆62喷出快干水泥，然后驱动滑移件61在环形滑槽23内移动，带动喷杆62在工作机构2外周向移动，使衬管7的端部均涂布有快干水泥；

（11）退出：驱动推动杆323收缩，推动杆323向远离环刀机构3的一侧拉动转动杆322，环形抵接件321收缩且不与管道8内侧壁相抵接，位于工作机构2两端的支撑机构4的伸缩杆421收缩，支撑板422不与管道8内侧壁相抵接，驱动机构1的活塞杆收缩，将工作机构2拉出管道8。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种管道内部修复设备，其特征在于：包括具有移动轮（21）的工作机构（2）、推动工作机构（2）移动的驱动机构（1）、连接于所述工作机构（2）上的监控机构、环刀机构（3）以及将衬管（7）连接于管道（8）内的喷浆机构（6），所述工作机构（2）具有供水流通过的通水孔（24），所述工作机构（2）外套设有修复管道（8）的衬管（7），所述环刀机构（3）包括清理管道（8）内侧壁杂质的环形刀（31），所述环形刀（31）连接于所述工作机构（2）的一端；所述环形刀（31）包括相互连接的连接部（311）与锥形部（312），所述连接部（311）与所述工作机构（2）通过螺纹连接，所述锥形部（312）中直径较小的一端与连接部（311）连接，所述锥形部（312）远离所述连接部（311）的一端设有刮刀（313）；所述环刀机构（3）还包括密封组件（32），所述密封组件（32）包括环形抵接件（321）与若干转动杆（322），所述环形抵接件（321）套设于所述锥形部（312）外，且环形抵接件（321）与管道（8）内侧壁相抵接，若干所述转动杆（322）沿所述锥形部（312）周向间隔设置，所述转动杆（322）的一端与环形抵接件（321）的内圈连接，另一端与锥形部（312）的外侧壁铰接。

2.根据权利要求1所述的一种管道内部修复设备，其特征在于：所述密封组件（32）还包括推动杆（323），所述推动杆（323）的一端铰接于所述锥形部（312）的外侧壁，另一端与转动杆（322）连接。

3.根据权利要求1所述的一种管道内部修复设备，其特征在于：所述修复设备还包括至少两个支撑机构（4），所述支撑机构（4）包括套设于所述工作机构（2）外的固定套（41）以及设置于所述固定套（41）的若干伸缩支撑件（42），若干所述伸缩支撑件（42）于所述固定套（41）外周向设置，其中一部分支撑机构（4）的伸缩支撑件（42）与管道（8）的内侧壁相抵接，另一部分支撑机构（4）的伸缩支撑件（42）与所述衬管（7）的内侧壁相抵接。

4.根据权利要求3所述的一种管道内部修复设备，其特征在于：所述伸缩支撑件（42）包括伸缩杆（421）与支撑板（422），所述伸缩杆（421）的一端与固定套（41）的外侧壁连接，所述支撑板（422）与所述伸缩杆（421）远离固定套（41）的一端连接。

5.根据权利要求1所述的一种管道内部修复设备，其特征在于：所述修复设备还包括推力机构（5），所述推力机构（5）包括连接于所述工作机构（2）的外侧壁的竖杆（51）以及具有伸缩功能的推杆（52），所述推杆（52）的一端与竖杆（51）连接，另一端与所述衬管（7）的端部相抵接。

6.根据权利要求1所述的一种管道内部修复设备，其特征在于：所述喷浆机构（6）包括周向滑移连接于所述工作机构（2）外的滑移件（61）以及设于所述滑移件（61）上的喷杆（62），所述滑移件（61）内部开设有容纳腔，所述喷杆（62）通过软管与所述容纳腔相连通。

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