CN111981241B - 一种基于磁力控制的管道带压封堵装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，包括磁力部件和非磁部件，磁力部件由2个吸盘和1个密封部件组成，2个吸盘焊接在密封部件的两侧，非磁部件由2个被吸块和1个密封部件组成，2个被吸块焊接在密封部件的两侧。本发明利用磁场基本定律，通过改变磁极的位置就可以实现工艺管道带压封堵，操作简单，方便快捷。

Description

一种基于磁力控制的管道带压封堵装置

技术领域

本发明涉及一种管道带压封堵装置，尤其涉及一种基于磁力控制的管道带压封堵装置。

背景技术

随着国民经济的高速发展，石油、化工和天然气等能源已成为推动经济发展的强大动力。而在化工厂、炼油厂等对上述能源介质进行处理时，常常处于受压状态，各生产设备及设备见的管道都是带压生产。而在生成过程中，管道某处可能会出现由于管壁某处出现裂口，常常是微型裂口导致的突发性事故。而石油、天然气都是易燃易爆介质，很多化工介质都是有毒有害的，因此，应尽快处理管道泄漏。过去传统的做法必须停输、清空管线后进行或采取一些临时性补救措施。但这种方法的弊端也显而易见，需要很长的时间才可以停止整个工艺系统，这个过程中介质处于持续泄露状态。此外，停工会导致很大的经济损失。

因此，今年来提出了一种管道带压封堵技术，是一种安全、经济、快速高效的在役管道维抢修特种技术。它能在不间断管道介质输送的情况下完成对管道进行封堵，可以在管道发生泄漏时对事故管道进行快速、安全地抢修，恢复管道的运行。

但现有技术中，虽然封堵速度很快，但还是需要消耗一定的时间来固定封堵装置，而对于某些易燃易爆，或者有毒有害介质，操作人员接触泄漏介质的时间越长，危险性越大。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供一种磁力控制的、可以快速安装固定的管道带压封堵装置。

本发明采用如下技术方案实现：

本发明提供了一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，包括：磁力部件和非磁部件；所述磁力部件包括第一吸盘、第二吸盘和第一密封部件，所述第一吸盘和所述第二吸盘分别焊接在所述第一密封部件的两侧；所述非磁部件包括：第一被吸收块、第二被吸收块和第二密封部件，所述第一被吸收块和所述第二被吸收块分别焊接在所述第二密封部件的两侧；

所述第一吸盘包括顶板、壳体、多个弹簧和磁盒；所述顶板和壳体固定连接，所述磁盒置于壳体内，可沿壳体长度方向滑动；所述第二吸盘的结构与所述第一吸盘的结构相同；

所述顶板包括隔磁钢板制作的面板和多个金属制作的导磁体；每个导磁体都固定于面板的开孔内；

所述磁盒包括包壳、把手、推杆、多个磁条和多个隔磁条；所述磁条和所述隔磁条间隔布置于所述包壳内，所述把手通过推杆连接在所述包壳上；

所述壳体的一面为开口结构，以便于磁盒放入；壳体的短边侧壁开设一矩形通孔，便于所述磁盒的推杆穿行；

所述多个弹簧，一端固定于壳体短边内壁，另一端固定于包壳的外壁上；

所述第一密封部件包括半管和密封垫；所述半管采用半个钢管制作，在中间部位开设有一个矩形凹槽；所述密封垫为矩形截面，尺寸大于所述半管上的凹槽，以便将密封垫安放在凹槽内时，可以过盈配合将密封垫卡住；所述密封垫的厚度超出半管内壁预设高度，以便堵管时实现密封；所述第二密封部件的结构与所述第一密封部件的结构相同；

所述第一被吸块采用铁磁性的金属制作，以便被所述第一吸盘吸住；所述第二被吸块采用铁磁性的金属制作，以便被所述第二吸盘吸住。

优选地，所述磁条的磁极方向上下布置，且相邻两个磁条的磁极方向是相反的。

优选地，所述密封垫采用弹性介质制作。

优选地，所述密封垫采用橡胶制作。

优选地，所述导磁体由工业纯铁制成。

优选地，所述顶板还包括多个导向凸起；多个导向凸起与所述面板为一体结构，设置于面板的角落，起导向作用；

所述第一被吸块还包括多个导向孔，导向孔与所述顶板上的导向凸起配合使用，在初始安装时起导向作用；所述第二被吸块的结构与所述第一被吸块的结构相同。

优选地，所述导向凸起的数量为4，所述导向孔的数量为4。

通过上述结构的发明，对于某需要带压堵管的工艺管道，将本发明的两部分套在泄漏口的位置，然后将把手推下去，即可将两部分通过强力磁吸力吸在一起，借助的压缩的密封垫实现密封。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明的装置依靠磁磁吸力和弹簧反力，只需简单的操作就可以实现对泄漏管道的带压堵漏，操作简单，实现速度快，因此具有很大的推广前景和社会需求。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中一种基于磁力控制的管道带压封堵装置的示意图；

图2是本发明实施例中一种基于磁力控制的管道带压封堵装置显示内部构造的示意图；

图3是本发明实施例中磁力部件的示意图；

图4是本发明实施例中磁力部件的正视图；

图5是本发明实施例中磁力部件的俯视图；

图6是本发明实施例中非磁部件的示意图；

图7是本发明实施例中非磁部件的正视图；

图8是本发明实施例中非磁部件的俯视图；

图9是本发明实施例中吸盘的示意图；

图10是本发明实施例中吸盘的半剖视的等轴侧视图；

图11是本发明实施例中吸盘的半剖视的正视图；

图12是本发明实施例中顶板的示意图；

图13是本发明实施例中磁盒的示意图；

图14是本发明实施例中磁盒的局部剖视图；

图15是本发明实施例中密封部件的示意图；

图16是本发明实施例中被吸块的示意图；

图17是本发明实施例中磁条磁极方向的示意图；

图18是本发明实施例中基于磁力控制的管道带压封堵装置在未工作状态下的磁路示意图；

图19是本发明实施例中基于磁力控制的管道带压封堵装置在工作状态下的磁路示意图；

图中，1磁力部件、2非磁部件、1-1第一吸盘、1-2第二吸盘、2-1第一被吸块、2-2第二被吸块、1-1-1顶板、1-1-2壳体、1-1-3磁盒、1-1-4弹簧、2-1-1吸块主体、2-1-2导向孔、1-1-1-1面板、1-1-1-2导磁体、1-1-1-3导向凸起、1-1-3-1包壳、1-1-3-2磁条、1-1-3-3隔磁条、1-1-3-4推杆、1-1-3-5把手、12第一密封部件、12-1半管和12-2密封垫、13第二密封部件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

参见图1和图2，其示出了本发明实施例中一种基于磁力控制的管道带压封堵装置的结构示意图。

该装置包括：包括：磁力部件1和非磁部件2；

参见图3-5，其示出了本发明实施例中磁力部件的示意图，磁力部件1由第一吸盘1-1、第二吸盘1-2和第一密封部件12组成，第一吸盘1-1和第二吸盘1-2分别焊接在第一密封部件12的两侧；

参见图6-8，其示出了本发明实施例中非磁力部件的示意图，非磁部件2由第一被吸块2-1、第二被吸块2-2和第二密封部件13组成，第一被吸块2-1和第二被吸块2-2分别焊接在第二密封部件13的两侧。

参见图9-图11，其示出了本发明实施例中吸盘的示意图，第一吸盘1-1包括：顶板1-1-1、壳体1-1-2、多个弹簧1-1-4和磁盒1-1-3。顶板1-1-1和壳体1-1-2固定连接，磁盒1-1-3置于壳体1-1-2内，可沿壳体长度方向滑动。第二吸盘1-2的结构与第一吸盘的结构相同。

参见图12，其示出了本发明实施例中顶板的示意图，顶板1-1-1包括1个隔磁钢板制作的面板1-1-1-1、4个导向凸起1-1-1-3和多个导磁性好的金属制作的导磁体1-1-1-2，每个导磁体1-1-1-2都固定于面板1-1-1-1的开孔内，4个导向凸起1-1-1-3与面板1-1-1-1为一体结构，分别设置于面板的4个角落，起导向作用。

壳体1-1-2的一面为开口结构，以便于磁盒1-1-3放入；壳体1-1-2的短边侧壁开设一矩形通孔，便于磁盒1-1-3的推杆1-1-3-4穿行。

参见图13-14，其示出了本发明实施例中磁盒的示意图。磁盒1-1-3包括包壳1-1-3-1、多个磁条1-1-3-2和多个隔磁条1-1-3-3、把手1-1-3-5和推杆1-1-3-4。磁条1-1-3-2和隔磁条1-1-3-3间隔布置于包壳1-1-3-1内，把手1-1-3-5通过推杆1-1-3-4连接在包壳1-1-3-1上。

多个弹簧1-1-4，一端固定于壳体1-1-2短边内壁，另一端固定于包壳1-1-3-1的外壁上。

参见图15，其示出了本发明实施例中密封部件的示意图。第一密封部件12包括：半管12-1和密封垫12-2。半管12-1采用半个钢管(180°)制作，在中间部位开设有一个矩形凹槽。密封垫12-2为矩形截面，尺寸稍大于半管上的凹槽，以便将密封垫安放在凹槽内时，可以过盈配合将密封垫卡住；密封垫厚度超出半管内壁一定高度，以便堵管时实现密封；密封垫采用橡胶等弹性介质制作。第二密封部件13的结构与第一密封部件12的结构相同。

参见图16，其示出了本发明实施例中被吸块的示意图。第一被吸块2-1采用铁磁性的金属制作，以便可以被第一吸盘1-1吸住。第二被吸块2-2也采用铁磁性的金属制作，以便可以被第二吸盘1-2吸住。第一被吸块2-1包括被吸块主体2-1-1和4个导向孔2-1-2，导向孔2-1-2的位置与顶板1-1-1上的导向凸起1-1-1-3相对应，配合使用，在初始安装时起导向作用。第二被吸块2-2的结构与第一被吸块2-1的结构相同。

基于上述结构，对于某需要带压堵管的工艺管道，将本发明的两部分套在泄漏口的位置，然后将把手推下去，即可将两部分通过强力磁吸力吸在一起，借助的压缩的密封垫实现密封。

需要说明的是，带压堵管都是临时性操作，在生成停产维护设备时，会将泄漏的管道更换掉。因此，不需要考虑堵管装置的拆卸，堵管装置属于一次性装置。

下面针对发明原理来对部分结构进行更详细的解释。

磁条1-1-3-2采用强磁性的永磁材料制作，面板1-1-1-1和隔磁条1-1-3-3都采用具有隔磁性能的金属制作，导磁体1-1-1-2为具有良好导磁特性的金属，如常见的工业纯铁。

如图17所示，磁条1-1-3-2和隔磁条1-1-3-3间隔布置在包壳1-1-3-1内，其中，磁条的磁极方向上下布置，且相邻两个磁条的磁极方向是相反的。

如图18所示，其示出了本发明实施例中基于磁力控制的管道带压封堵装置在初始未工作状态下的磁路示意图。在初始未工作状态下，在第一吸盘1-1内，磁盒1-1-3在弹簧1-1-4的作用下，被推至壳体1-1-2的左端，顶在内壁上。

下面结合图18和图19来说明本发明实施例中一种基于磁力控制的管道带压封堵装置的工作方法和工作原理。

为了表述的更加清晰，首先对图19所示的工作状态下的磁路进行说明。

对于某处纯正泄漏口的带压管道，将磁力部件1和非磁部件2分别套在管道两侧，其中第一密封部件中的密封垫和第二密封部件中的密封垫需要覆盖泄漏口。然后借助导向凸起和导向孔将第一吸盘和第一被吸块、第二吸盘和第二被吸块对齐装配，这就实现了初始安装。此时，磁力部件1和非磁部件2之间没有磁力，二者处于分离状态，即为图18所示的磁路状态(二者间无磁路)。

如图19所示，磁力部件1和非磁部件2初始定位后，推动把手至贴合壳体的外壁，这需要推力大于弹簧的反力，以及推动过程中由于产生部分磁力导致的摩擦力。此时，根据磁场基本定律，磁极外部的磁力线都是由N级指向S级。又由于隔磁的隔磁条和面板具有隔断磁力线的特质，导致磁力线只能从导磁体1-1-1-2处进出，即从磁条N极发出的磁力线，只能依次穿过1个导磁体、被吸块2-1和另外1个导磁体后，进入另外1个磁条的S极。这样，多个磁条产生的大量磁力线都需经过被吸块，因此被吸块将被磁吸力牢牢的吸在吸盘上。需要注意，根据工艺管道内压力不同，所产生的磁力需要克服管道内压产生的反力外，磁力施加在磁盒和面板之间的摩擦力，应足以平衡掉压缩弹簧反推力的作用。

明白了工作状态的磁路，反过来再对初始未工作状态的磁路进行解释。

如图18所示，初始未工作状态下，在弹簧反力的作用下，磁盒始终处于壳体1-1-2的左端。此时，磁条的上下磁极都被隔磁材料完美覆盖，而左右两侧都是隔磁条。因此，所有磁条都被隔磁材料孤立起来，任意两个磁条间都不会有磁力线。此时，也就不会有磁力线穿过被吸块2-1。也即宏观表现来说，磁力部件1没有表现出任何磁力，也不会对非磁部件2产生磁力约束，二者是完全独立的。当需要对带压管道进行封堵时，按照图19所示的磁路状态对磁盒进行定位即可。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，其特征在于，包括：磁力部件和非磁部件；所述磁力部件包括第一吸盘、第二吸盘和第一密封部件，所述第一吸盘和所述第二吸盘分别焊接在所述第一密封部件的两侧；所述非磁部件包括：第一被吸块、第二被吸块和第二密封部件，所述第一被吸块和所述第二被吸块分别焊接在所述第二密封部件的两侧；

所述第一吸盘包括顶板、壳体、多个弹簧和磁盒；所述顶板和壳体固定连接，所述磁盒置于壳体内，可沿壳体长度方向滑动；所述第二吸盘的结构与所述第一吸盘的结构相同；

所述顶板包括隔磁钢板制作的面板和多个金属制作的导磁体；每个导磁体都固定于面板的开孔内；

所述磁盒包括包壳、把手、推杆、多个磁条和多个隔磁条；所述磁条和所述隔磁条间隔布置于所述包壳内，所述把手通过推杆连接在所述包壳上；

所述壳体的一面为开口结构，以便于磁盒放入；壳体的短边侧壁开设一矩形通孔，便于所述磁盒的推杆穿行；

所述多个弹簧，一端固定于壳体短边内壁，另一端固定于包壳的外壁上；

所述第一密封部件包括半管和密封垫；所述半管采用半个钢管制作，在中间部位开设有一个矩形凹槽；所述密封垫为矩形截面，尺寸大于所述半管上的凹槽，以便将密封垫安放在凹槽内时，过盈配合将密封垫卡住；所述密封垫的厚度超出半管内壁预设高度，以便堵管时实现密封；所述第二密封部件的结构与所述第一密封部件的结构相同；

所述第一被吸块采用铁磁性的金属制作，以便被所述第一吸盘吸住；所述第二被吸块采用铁磁性的金属制作，以便被所述第二吸盘吸住。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，其特征在于，所述磁条的磁极方向上下布置，且相邻两个磁条的磁极方向是相反的。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，其特征在于，所述密封垫采用弹性介质制作。

4.根据权利要求3所述的一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，其特征在于，所述密封垫采用橡胶制作。

5.根据权利要求1所述的一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，其特征在于，所述导磁体由工业纯铁制成。

6.根据权利要求1所述的一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，其特征在于，所述顶板还包括多个导向凸起；多个导向凸起与所述面板为一体结构，设置于面板的角落，起导向作用；

所述第一被吸块还包括多个导向孔，导向孔与所述顶板上的导向凸起配合使用，在初始安装时起导向作用；所述第二被吸块的结构与所述第一被吸块的结构相同。

7.根据权利要求6所述的一种基于磁力控制的管道带压封堵装置，其特征在于，所述导向凸起的数量为4，所述导向孔的数量为4。

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