CN112696548B - 一种用于cipp弯管修复的内衬管贴合装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置和方法，内衬管贴合装置包括可膨胀的球体机构，多个球体机构通过管道机构相连通，管道机构上可滑动地设置有贴合机构，球体机构内设置有牵引组件，相邻的两个球体机构中的牵引组件分别通过牵引绳与贴合机构相连接，使得牵引组件能够通过牵引绳带动贴合机构沿管道机构的长度方向往复运动贴合机构包括分别套接在管道机构上的第一滑动圈和支撑盘、第一曲柄、第二曲柄和滚压球；第一曲柄一端铰接在支撑盘上，另一端可转动地设置有滚压球，第二曲柄一端铰接在第一滑动圈上，另一端与第一曲柄相铰接。解决了利用传统的CIPP技术进行弯管修复后，内衬管不能有效与管道内壁贴合的问题。

Description

一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置和方法

技术领域

本发明涉及CIPP管道修复领域，具体地，涉及一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置和方法。

背景技术

CIPP原位固化法，是非开挖行业一种地下管道修复工艺， CIPP技术应用广泛，适用于重力流管道、供水、燃气等压力管道的非开挖修复；其原理是：将外层涂有聚酯树脂或环氧树脂的内衬管通过水重力或压缩气压翻转到下水道或污水管里，之后用水加热，或通蒸汽，或者紫外线UV加热，使树脂发生化学反应并固化，内衬管固化后，会在原来的管道里形成一个新的连续性的具有全结构性强度的内衬管道，不需要开挖道路，就可以对地下管道的破损情况进行修复。在现有的CIPP技术中，利用通水或者蒸气的方式使得内衬管固化贴合，此类方法容易导致内衬管不能有效与管道的内壁紧密贴合，内衬管和管道之间容易出现空鼓，长时间后内衬管容易脱落，特别是在修复弯管过程中，由于弯管存在多个弯折点，更容易出现此类问题。针对上述问题，专利号为CN202010872707.7的中国专利公开了一种市政管道及CIPP翻转式原位固化修复装置，包括破损管道本体，破损管道本体的两侧分别设置有翻转机构和箱体，通过翻转机构的设置，对破损管道本体的内壁进行修补，随后在驱动机构和软性传动条的配合使用下，使得推进机构带动调节机构和挤压机构在内衬树脂管的内腔里水平移动，使得内衬树脂管紧密的贴合在破损管道本体的内壁，即可达到贴合紧固和适配范围广泛的目的；该技术方案中，推进机构带动调节机构和挤压机构只适合在直管中应用，在弯管中，由于存在多个弯折点，使得上述机构容易在弯折点处卡合，并不能顺利走完整个弯管行程。又如专利号为CN201910344560.1的中国专利公开了一种用于CIPP管道的修复装置，修复装置包括压平圈体，压平圈体中靠近环形延伸部的端面向内凹陷形成有插孔，环形延伸部中靠近插孔处设置有能够与插孔相对接的贯穿槽，壳体上还固定有气缸，组装杆体机构一端贯穿贯穿槽并延伸至插孔内，另一端能够与气缸的伸缩杆相对接，使得气缸能够推动所述组装杆体机构，从而带动所述压平圈体沿所述待修复管道的长度方向运动，以将内衬树脂管与管道内壁紧密贴合；和上述技术方案相同，该技术方案也只能应用于直管道修复中，由于弯管存在弯折处，使得组装杆体机构不能有效进行转向。因此，提供一种适用于弯管CIPP管道修复技术，能够将内衬管有效紧固贴合在弯管内壁，避免长时间使用后脱落的内衬管贴合装置和方法是本发明亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置和方法，解决了利用传统的CIPP技术进行弯管修复后，内衬管不能有效与管道内壁贴合的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置，所述内衬管贴合装置包括可膨胀的球体机构，多个所述球体机构通过管道机构相连通，所述管道机构上可滑动地设置有贴合机构，所述球体机构内设置有牵引组件，相邻的两个球体机构中的所述牵引组件分别通过牵引绳与所述贴合机构相连接，使得所述牵引组件能够通过所述牵引绳带动所述贴合机构沿所述管道机构的长度方向往复运动；

所述贴合机构包括分别套接在所述管道机构上的第一滑动圈和支撑盘、第一曲柄、第二曲柄和滚压球；所述第一曲柄一端铰接在所述支撑盘上，另一端可转动地设置有所述滚压球，所述第二曲柄一端铰接在所述第一滑动圈上，另一端与所述第一曲柄相铰接，使得所述第一滑动圈能够带动所述第一曲柄和所述第二曲柄沿所述第一滑动圈的径向方向伸缩。

优选地，所述球体机构包括内球壳、气管、通气组件和膨胀球；

所述气管贯穿所述内球壳，所述气管通过第一气孔与所述内球壳相连通，所述气管的两端分别与所述管道机构相连通，所述膨胀球包裹在所述内球壳的外部，所述内球壳通过所述通气组件与所述膨胀球相连接。

优选地，所述通气组件包括固定在所述内球壳上的气套，所述气套的端面设置有连通所述内球壳和所述膨胀球的第二气孔，所述气套内同轴固定有环圈，所述环圈内可滑动地设置有推杆，所述推杆一端与所述膨胀球相连接，另一端连接有推块，位于所述环圈和所述推块之间的所述推杆上套接有复位弹簧。

优选地，所述牵引组件包括固定在所述内球壳内的电机，所述电机的输出轴延伸至所述气管内并同轴连接有轮盘，所述牵引绳一端缠绕在所述轮盘上，另一端贯穿所述气管的侧壁并与所述第一滑动圈相连接。

优选地，所述气管的两端可滑动地套接有第二滑动圈，所述膨胀球至少部分固定在所述第二滑动圈上；

优选地，所述气管上分别固定有位于所述第二滑动圈两侧的限位圈。

优选地，所述管道机构包括多个间隔设置的管套，相邻的两个所述管套通过铰接件相铰接，所述管套内固定有软管。

优选地，所述气管的两端分别可转动地设置有球头，所述球头内设置有与所述气管相连通的通气孔，位于端部的所述管套与所述球头相连接，所述软管至少部分延伸至所述通气孔内。

优选地，所述管套内同轴固定有固定圈，所述软管至少部分固定在所述固定圈内。

优选地，所述管套的外侧壁设置有沿其长度方向的滑槽，所述第一滑动圈的内壁设置有与所述滑槽相配合的滑块。

本发明还提供了一种利用上述的内衬管贴合装置进行内衬管贴合的方法：

1）利用牵引设备将内衬管贴合装置铺设至待处理的弯管内；

2）球体机构分布于弯管的两端以及折弯处；

3）利用充气设备对管道机构进行充气，球体机构充气后膨胀并与弯管内壁紧密贴合；

4）启动牵引组件，使得其带动贴合机构沿管道机构的长度方向往复运动，以将弯管内壁的内衬管压紧贴合在弯管内壁。

根据上述技术方案，本发明提供了一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置和方法，其中，内衬管贴合装置包括可膨胀的球体机构，多个球体机构通过管道机构相连通，管道机构上可滑动地设置有贴合机构，球体机构内设置有牵引组件，相邻的两个球体机构中的牵引组件分别通过牵引绳与贴合机构相连接，使得牵引组件能够通过牵引绳带动贴合机构沿管道机构的长度方向往复运动；贴合机构包括分别套接在管道机构上的第一滑动圈和支撑盘、第一曲柄、第二曲柄和滚压球；第一曲柄一端铰接在支撑盘上，另一端可转动地设置有滚压球，第二曲柄一端铰接在第一滑动圈上，另一端与第一曲柄相铰接，使得第一滑动圈能够带动第一曲柄和第二曲柄沿第一滑动圈的径向方向伸缩；当利用CIPP技术对管道进行修复后，内衬管被贴附在管道内壁，利用牵引设备将内衬管贴合装置铺设至待处理的弯管内，球体机构分布于弯管的两端以及折弯处，之后利用充气设备对管道机构进行充气，球体机构充气后膨胀并与弯管内壁紧密贴合，启动牵引组件，使得其带动贴合机构沿管道机构的长度方向往复运动，以将弯管内壁的内衬管压紧贴合在弯管内壁；本发明提供的内衬管贴合装置能够有效将内衬管与管道内壁相压合，提高内衬管的使用寿命。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的内衬管贴合装置的结构图；

图2是本发明提供的内衬管贴合装置中贴合机构的结构图；

图3是本发明提供的内衬管贴合装置中球体机构的结构图；

图4是本发明提供的内衬管贴合装置中膨胀球的结构图；

图5是本发明提供的内衬管贴合装置中通气组件的结构图；

图6是本发明提供的内衬管贴合装置中管道机构的结构图；

图7是本发明提供的内衬管贴合装置中管道机构的俯视图；

图8是图7中沿A-A方向的剖视图；

图9是本发明提供的内衬管贴合装置的使用状态图。

附图标记说明

1-球体机构；2-管道机构；3-弯管；4-牵引绳；5-贴合机构；6-通气组件；11-内球壳；12-电源；13-控制器；14-电机；15-轮盘；16-气管；17-球头；18-通气孔；19-第二滑动圈；110-限位圈；111-第一气孔；112-膨胀球；21-软管；22-管套；23-铰接件；24-滑槽；25-滑块；26-固定圈；51-支撑盘；52-第一滑动圈；53-第一曲柄；54-第二曲柄；55-滚压球；56-穿孔；61-气套；62-第二气孔；63-推杆；64-环圈；65-复位弹簧；66-推块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1-9所示：本发明提供了一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置，所述内衬管贴合装置包括可膨胀的球体机构1，多个所述球体机构1通过管道机构2相连通，所述管道机构2上可滑动地设置有贴合机构5，所述球体机构1内设置有牵引组件，相邻的两个球体机构1中的所述牵引组件分别通过牵引绳4与所述贴合机构5相连接，使得所述牵引组件能够通过所述牵引绳4带动所述贴合机构5沿所述管道机构2的长度方向往复运动；

如图3所示，这里的球体机构1包括内球壳11、气管16、通气组件6和膨胀球112；

所述气管16贯穿所述内球壳11，所述气管16通过第一气孔111与所述内球壳11相连通，所述气管16的两端分别与所述管道机构2相连通，所述膨胀球112包裹在所述内球壳11的外部，所述内球壳11通过所述通气组件6与所述膨胀球112相连接；这里的内球壳11和气管16为硬材质，气管16穿过内球壳11的中心，气管16的两端至少部分位于内球壳11的外部，第一气孔111位于内球壳11内部，膨胀球112为橡胶材质，充气后可膨胀，膨胀球112套接在内球壳11的外部并与其同心设置。

如图5所示，所述通气组件6包括固定在所述内球壳11上的气套61，所述气套61的端面设置有连通所述内球壳11和所述膨胀球112的第二气孔62，所述气套61内同轴固定有环圈64，所述环圈64内可滑动地设置有推杆63，所述推杆63一端与所述膨胀球112相连接，另一端连接有推块66，位于所述环圈64和所述推块66之间的所述推杆63上套接有复位弹簧65；这里的通气组件6可以根据实际膨胀球112的体积设置有多个，其主要作用是对膨胀球112进行内部支撑，使得其在不充气情况下也能保持柔软的球型状态，当往内球壳11内部充气时，气体从第二气孔62进入膨胀球112内，使得膨胀球112体积增大，并通过推杆63沿内球壳11的轴线方向往外运动，膨胀球112可以与弯管3内壁紧密贴合卡紧，当停止供气时，膨胀球112在复位弹簧65的作用下进行复位，膨胀球112和弯管3内壁保持松弛状态。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述气管16的两端可滑动地套接有第二滑动圈19，所述膨胀球112至少部分固定在所述第二滑动圈19上；这里的膨胀球112上设置有贯穿孔，第二滑动圈19安装在贯穿孔内，以保证膨胀球112的气密性，当膨胀球112充气膨胀时，第二滑动圈19能够沿气管16的长度方向运动，这里的第二滑动圈19的作用主要是对膨胀球112的膨胀方向进行限位，同时对其膨胀起到支撑作用。

优选地，所述气管16上分别固定有位于所述第二滑动圈19两侧的限位圈110。避免第二滑动圈19从气管16上脱落。

如图6-8所示，所述管道机构2包括多个间隔设置的管套22，相邻的两个所述管套22通过铰接件23相铰接，所述管套22内固定有软管21。这里的管套22为硬材质，铰接件23为条形件，条形件的两端可以通过铆钉铰接在相邻的两个管套22外壁，使得相邻的两个管套22可以在水平面内转动，优选的铰接件23的数量为两组，内部的软管21可以随管套22的转动进行形变，当管套22被拉直后，可以形成一个直管道。

在本发明的一种优选的实施方式中，所述气管16的两端分别可转动地设置有球头17，所述球头17内设置有与所述气管16相连通的通气孔18，位于端部的所述管套22与所述球头17相连接，所述软管21至少部分延伸至所述通气孔18内。这里的气管16的内壁形成有环形凹槽结构，球头17可转动地卡合在环形凹槽结构内，球头17至少部分延伸至气管16的外部并与端部的管套22连接，管套22内部的软管21的端部与通气孔18相连通，使得气体经软管21和球头17能够进入至内球壳11内；

在本发明的一种优选的实施方式中，所述管套22内同轴固定有固定圈26，所述软管21至少部分固定在所述固定圈26内，可以防止软管21在管套22内位移，避免通气不顺。

如图3所示，所述牵引组件包括固定在所述内球壳11内的电机14，所述电机14的输出轴延伸至所述气管16内并同轴连接有轮盘15，所述牵引绳4一端缠绕在所述轮盘15上，另一端贯穿所述气管16的侧壁并与所述第一滑动圈52相连接。每个内球壳11内设置有两组牵引组件，这里的牵引组件还包括固定在内球壳11内的电源12，这里的电源12可以为本领域公知且常用的充电池，可以给电机14提供必要供电，这里的电机14上可以电连接有控制器13，例如，这里的控制器13可以选用深圳市瑶盛科技有限公司提供的型号为YS-Y6的远程控制器，可以对电机14的启停和转速进行远程控制，当然这里的控制器13也可以为本领域公知的其他类型，只要能够满足电机的启停即可。这里的气管16上可以固定轴承，电机14的输出轴可转动地卡合在轴承内，位于内球壳11外部的气管16上设置有贯穿孔，牵引绳4至少部分穿过贯穿孔从气管16的内部延伸至其外部。

如图2所示，所述贴合机构5包括分别套接在所述管道机构2上的第一滑动圈52和支撑盘51（这里的支撑盘51上设置有穿孔56）、第一曲柄53、第二曲柄54和滚压球55；所述第一曲柄53一端铰接在所述支撑盘51上，另一端可转动地设置有所述滚压球55，所述第二曲柄54一端铰接在所述第一滑动圈52上，另一端与所述第一曲柄53相铰接，使得所述第一滑动圈52能够带动所述第一曲柄53和所述第二曲柄54沿所述第一滑动圈52的径向方向伸缩。这里的贴合机构5位于相邻的两个球体机构1之间，如图1所示，位于左侧的球体机构1通过一根牵引绳4与第一滑动圈52相连接，位于右侧的球体机构1通过另一根牵引绳4穿过穿孔56与第一滑动圈52相连接。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得第一滑动圈52能够更为顺畅的滑动，所述管套22的外侧壁设置有沿其长度方向的滑槽24，所述第一滑动圈52的内壁设置有与所述滑槽24相配合的滑块25。

本发明还提供了一种利用上述的内衬管贴合装置进行内衬管贴合的方法：

1、利用牵引设备将内衬管贴合装置铺设至待处理的弯管3内；

2、球体机构1分布于弯管的两端以及折弯处；

3、利用充气设备对管道机构2进行充气，球体机构1充气后膨胀并与弯管3内壁紧密贴合；

4、启动牵引组件，使得其带动贴合机构5沿管道机构2的长度方向往复运动，以将弯管3内壁的内衬管压紧贴合在弯管3内壁。

具体作业步骤：如图9所示，当利用CIPP技术将内衬管贴附在弯管内壁之后，可利用本发明提供的内衬管贴合装置进行压合贴紧；在施工前，可以根据待施工管道的图纸确定弯管的直管长度和折弯数量，保证该装置被牵引至弯管内部时，弯管的两端和每个折弯处设置有球体机构1，使得管道机构2分布于直管内，相邻的两个球体机构1之间设置有贴合机构5，这里的牵引设备可以为本领域常用的设备，使用牵引设备中的牵引绳将整个装置拉拽至弯管3内即可，在初始状态下，由于通气组件6的支撑作用，膨胀球112处于松弛状态，其表面与弯管3的内壁相贴合，在牵引过程中，膨胀球112与弯管3的内壁可相对滑动，受到铰接件23的限位作用，避免管道机构2和球体机构1在拉拽过程中旋转扭合，在牵引过程中，将管道机构2的一端紧固，另一端牵引，保证管道机构2在直管部分被拉直，牵引完成后，弯管3的端部以及弯折处设置有球体机构1，此时，对软管21利用充气设备进行充气作业，使得气体经软管21、球头17和气管16进入至内球壳11内部，并经由通气组件6进入膨胀球112内，膨胀球112的膨胀能够与弯管3的内壁相挤压，阻止膨胀球112与弯管3相对位移，初始状态下，贴合机构5靠近球体机构1，其中的第一曲柄53和第二曲柄54处于收缩状态，如图1所示，开启位于右侧的球体机构1中的电机14时，通过牵引绳4拉拽第一滑动圈52，通过第一曲柄53将第二曲柄54顶起，使得滚压球55与弯管3的内壁相抵触，继续拉拽，使得滚压球55在弯管3的内壁滚动，以将内衬管有效贴紧在弯管3的内壁，完成后，开启位于左侧的球体机构1中的电机14，通过另一根牵引绳4拉拽第一滑动圈52，使得第一曲柄53和第二曲柄54收缩，可以根据实际需求设置贴合机构5的行程次数，按照上述步骤，可以有效将弯管3中的直管部分进行压紧贴合作业，在弯管3的弯折处，由于膨胀球112的膨胀作用，可以对弯折处进行膨胀压合，作业完成后，进行放气作业，利用牵引装置将装置牵引出即可。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种用于CIPP弯管修复的内衬管贴合装置，其特征在于，所述内衬管贴合装置包括可膨胀的球体机构（1），多个所述球体机构（1）通过管道机构（2）相连通，所述管道机构（2）上可滑动地设置有贴合机构（5），所述球体机构（1）内设置有牵引组件，相邻的两个球体机构（1）中的所述牵引组件分别通过牵引绳（4）与所述贴合机构（5）相连接，使得所述牵引组件能够通过所述牵引绳（4）带动所述贴合机构（5）沿所述管道机构（2）的长度方向往复运动；

所述贴合机构（5）包括分别套接在所述管道机构（2）上的第一滑动圈（52）和支撑盘（51）、第一曲柄（53）、第二曲柄（54）和滚压球（55）；所述第一曲柄（53）一端铰接在所述支撑盘（51）上，另一端可转动地设置有所述滚压球（55），所述第二曲柄（54）一端铰接在所述第一滑动圈（52）上，另一端与所述第一曲柄（53）相铰接，使得所述第一滑动圈（52）能够带动所述第一曲柄（53）和所述第二曲柄（54）沿所述第一滑动圈（52）的径向方向伸缩；所述球体机构（1）包括内球壳（11）、气管（16）、通气组件（6）和膨胀球（112）；

所述气管（16）贯穿所述内球壳（11），所述气管（16）通过第一气孔（111）与所述内球壳（11）相连通，所述气管（16）的两端分别与所述管道机构（2）相连通，所述膨胀球（112）包裹在所述内球壳（11）的外部，所述内球壳（11）通过所述通气组件（6）与所述膨胀球（112）相连接。

2.根据权利要求1所述的内衬管贴合装置，其特征在于，所述通气组件（6）包括固定在所述内球壳（11）上的气套（61），所述气套（61）的端面设置有连通所述内球壳（11）和所述膨胀球（112）的第二气孔（62），所述气套（61）内同轴固定有环圈（64），所述环圈（64）内可滑动地设置有推杆（63），所述推杆（63）一端与所述膨胀球（112）相连接，另一端连接有推块（66），位于所述环圈（64）和所述推块（66）之间的所述推杆（63）上套接有复位弹簧（65）。

3.根据权利要求1所述的内衬管贴合装置，其特征在于，所述牵引组件包括固定在所述内球壳（11）内的电机（14），所述电机（14）的输出轴延伸至所述气管（16）内并同轴连接有轮盘（15），所述牵引绳（4）一端缠绕在所述轮盘（15）上，另一端贯穿所述气管（16）的侧壁并与所述第一滑动圈（52）相连接。

4.根据权利要求1所述的内衬管贴合装置，其特征在于，所述气管（16）的两端可滑动地套接有第二滑动圈（19），所述膨胀球（112）至少部分固定在所述第二滑动圈（19）上；

所述气管（16）上分别固定有位于所述第二滑动圈（19）两侧的限位圈（110）。

5.根据权利要求1所述的内衬管贴合装置，其特征在于，所述管道机构（2）包括多个间隔设置的管套（22），相邻的两个所述管套（22）通过铰接件（23）相铰接，所述管套（22）内固定有软管（21）。

6.根据权利要求5所述的内衬管贴合装置，其特征在于，所述气管（16）的两端分别可转动地设置有球头（17），所述球头（17）内设置有与所述气管（16）相连通的通气孔（18），位于端部的所述管套（22）与所述球头（17）相连接，所述软管（21）至少部分延伸至所述通气孔（18）内。

7.根据权利要求5所述的内衬管贴合装置，其特征在于，所述管套（22）内同轴固定有固定圈（26），所述软管（21）至少部分固定在所述固定圈（26）内。

8.根据权利要求5所述的内衬管贴合装置，其特征在于，所述管套（22）的外侧壁设置有沿其长度方向的滑槽（24），所述第一滑动圈（52）的内壁设置有与所述滑槽（24）相配合的滑块（25）。

9.一种利用权利要求1-8中任意一项所述的内衬管贴合装置进行内衬管贴合的方法：

1）利用牵引设备将内衬管贴合装置铺设至待处理的弯管（3）内；

2）球体机构（1）分布于弯管的两端以及折弯处；

3）利用充气设备对管道机构（2）进行充气，球体机构（1）充气后膨胀并与弯管（3）内壁紧密贴合；

4）启动牵引组件，使得其带动贴合机构（5）沿管道机构（2）的长度方向往复运动，以将弯管（3）内壁的内衬管压紧贴合在弯管（3）内壁。

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