CN113048322A - 一种非开挖的管道修复装置及其管道修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道修复技术领域，具体的说是一种非开挖的管道修复装置及其管道修复方法，包括管体；所述管体外部设有外管，所述管体与外管的中心轴一致，且所述管体与外管之间设置有间隙，且所述管体的外壁上沿其轴向固连有一组均匀分布的固定环，所述固定环的外环侧壁与外管的内壁过盈贴合，且相邻两固定环中部所对应的间隙中过盈连接有活动圈，且所述活动圈两侧靠近固定环的一端分别设有密封圈，所述密封圈过盈套设在管体外壁上，且所述活动圈与两侧的密封圈之间分别通过牵引绳相连；本发明使得管体能够针对性的对漏点进行高效及时的自动修复，不再需要人工对管道进行修复，降低施工难度，同时节约了时间和工程造价。

Description

一种非开挖的管道修复装置及其管道修复方法

技术领域

本发明属于管道修复技术领域，具体的说是一种非开挖的管道修复装置及其管道修复方法。

背景技术

目前我国大多数城市，管道损坏修复方法都是采用开挖重新埋管的方法进行修复。但随着城市化的进展，城市地下管线错综复杂，城市道路的负荷越来越严重，使得各种管线在修复的过程中存在大量问题，如主干道开挖严重影响交通和环境，管线上方存在的其他压力管线给开挖带来极大的隐患。

现有技术中也出现了一些关于管道修复的技术方案，如一项中国专利，专利号为2016111195178，该发明中提出了一种非开挖管道修复装置及其修复方法，用于下水管管壁上破损位置的修复，包括：修复辅助管、密封端盖和加固圈，修复辅助管的管道端口处安装有密封端盖，修复辅助管的管道端口外侧安装有加固圈，修复辅助管与密封端盖连接后再通过加固圈将修复辅助管与密封端盖紧固在一起，形成一体式修复胶囊。通过上述方式，本发明非开挖管道修复装置及其修复方法对基础设施不造成破坏，同时不影响周边环境和道路通行，并节约了时间和工程造价，可用来修复并密封管道的缝隙、孔洞和裂缝等破损处，延长管道的使用寿命，适用修复的管道直径范围大，可以进行重复利用。

但现有技术中运输液体的管道在出现漏点时，由于管道埋设在地下，使得管道的漏点难以发现或漏点位置难以准确的确认，同时上述技术中通过将修复胶囊运送至漏点的方式操作难度大，从而影响管道进行及时高效的修复。

鉴于此，本发明提供了一种非开挖的管道修复装置及其管道修复方法，使得管体能够针对性的对漏点进行高效及时的自动修复，不再需要人工对管道进行修复，降低施工难度，同时节约了时间和工程造价。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种非开挖的管道修复装置及其管道修复方法，使得管体能够针对性的对漏点进行高效及时的自动修复，不再需要人工对管道进行修复，降低施工难度，同时节约了时间和工程造价。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非开挖的管道修复装置，包括管体；所述管体外部设有外管，所述管体与外管的中心轴一致，且所述管体与外管之间设置有间隙，且所述管体的外壁上沿其轴向固连有一组均匀分布的固定环，所述固定环的外环侧壁与外管的内壁过盈贴合，且相邻两固定环中部所对应的间隙中过盈连接有活动圈，且所述活动圈两侧靠近固定环的一端分别设有密封圈，所述密封圈过盈套设在管体外壁上，且所述活动圈与两侧的密封圈之间分别通过牵引绳相连；工作时，现有技术中运输液体的管道在出现漏点时，由于管道埋设在地下，使得管道的漏点难以发现或漏点位置难以准确的确认，同时现有技术中通过将修复胶囊运送至漏点的方式操作难度较大，从而影响管道进行及时高效的修复；而本发明中的管道修复装置在使用时，设置的外管能够对管体起到一定的防护效果，同时当管体出现漏点时，此时漏点两侧的固定环与外管组成封闭的腔室，从而能够对漏点处流出的液体起到阻挡保存的效果，同时当间隙处的管体出现漏点时，此时管体内部的液体通过漏点逐渐流入间隙中，并对活动圈侧壁施加逐渐增加的压力，直至活动圈在水压的作用下在间隙中向远离漏点的一侧运动，同时活动圈能够通过牵引绳带动一侧靠近漏点的密封圈同步运动，直至密封圈运动至管体上的漏点处并对漏点进行封堵，此时漏点处的间隙水压不再增加并不再带动活动圈进行运动，从而使得密封圈因不再受力而稳定的固定在管体上的漏点处，并对管体上的漏点起到稳定的封堵与修复效果；通过此方式对地下管道进行修复，使得管体能够针对性的对漏点进行高效及时的自动修复，不再需要人工对管道进行修复，降低了施工难度，且不会对基础设施造成破坏，同时不影响施工或交通，节约了时间和工程造价，大大降低了管道的修复成本。

优选的，所述固定环上均开设有贯通式的泄压槽，所述泄压槽两侧对称连接有支撑板，所述泄压槽中部过盈连接有泄压块，所述泄压块与两侧的支撑板之间分别连接有一号弹簧；工作时，当活动圈在水压的作用下向一侧的固定环方向运动时，此时活动圈会对两者之间间隙中的气体进行压缩，此时该间隙中被压缩的气体会对活动圈的运动产生阻力，从而影响活动圈带动密封圈有效的运动，此时通过在固定环上设置泄压结构，当活动圈向一侧的固定环处滑动时，此时两者之间的间隙中被压缩的气体能够带动泄压块在泄压槽内部滑动，并降低活动圈与固定环之间间隙中的气压，从而使得活动圈能够带动密封圈进行更有效的运动，并对管体上的漏点实现更稳定的封堵。

优选的，所述密封圈与管体相贴合的一侧分别开设有一组环形均布的滑槽，所述滑槽内部均设置有滑板，所述滑板与滑槽内端之间连接有二号弹簧，所述滑板外端均设置有锥形部；工作时，当活动圈带动密封圈运动至管体上的漏点处时，此时滑板在二号弹簧的作用下带动锥形部卡合在漏点处，从而能够对漏点进行更有效的封堵。

优选的，所述锥形部侧壁的中部与外端分别包裹有遇水膨胀止水条材料制成的封堵层，且所述锥形部外端封堵层的遇水膨胀系数大于锥形部中部的封堵层；工作时，当锥形部卡入漏点内部时，此时封堵层在遇水时能够膨胀，并对锥形部与漏点之间的间隙起到更有效的封堵效果，同时当漏点较大并使得锥形部外端完全插入管体内部时，此时锥形部位于管体中的封堵层率先膨胀且膨胀程度更大，从而使得锥形部外端较大并难以从漏点处脱离，进而使得锥形部能够更有效的与漏点相卡合并对其封堵，进一步提高了密封圈对漏点的修复质量。

优选的，所述滑槽内端设有与滑板内端滑动相连的定位杆，所述滑板侧壁与滑槽侧壁之间设置有空隙，所述滑板内端通过连杆连接有滑腔，所述滑腔内部滑动连接有切割刀，所述切割刀与滑腔内端之间通过弹性体相连，所述滑槽侧壁上开设有储存胶水的储料槽，所述储料槽外端设有密封膜；工作时，切割刀外端在弹性体的作用下抵压在滑槽侧壁上，当滑板带动锥形部插入漏点时，此时滑板能够同步带动滑腔向储料槽一侧运动，当滑腔外端运动至储料槽的槽口时，此时切割刀在弹性体的作用下从滑腔内部滑出并扎破密封膜，随后在滑板带动切割刀继续运动时能够将密封膜更充分的切割开，从而使得储料槽内部的胶水能够流出至锥形部的侧壁与漏点之间，并将锥形部外表面的封堵层与漏点相粘合，进一步提高了管道的修复效果。

优选的，所述滑板的侧壁顶端连接有导流腔，所述导流腔的开口自下至上逐渐增大，且所述导流腔靠近滑板的一侧底端开设有一组均匀分布的溢流槽；工作时，从储料槽流出的胶水会率先落在导流腔内部一侧，此时导流腔能够对单点落下的胶水起到摊平的效果，随后分布均匀的胶水能够从溢流槽流出，并均匀的分布的锥形部侧部与漏点之间，防止胶水因单点下落产生堆积，而对锥形部和漏点之间的粘合效果不佳的情况，进一步提高了密封圈对管道的修复效果。

优选的，所述滑板与锥形部内部分别埋设有气管，所述气管底端与封堵层侧壁相齐平，且所述气管底端内部分别连接有遇水膨胀材料制成的伸缩块，所述伸缩块内端分别连接有一号活塞，所述连杆内部设置有连通气管与滑腔内端的气流通道，所述切割刀内端连接有与滑腔过盈配合的二号活塞；工作时，切割刀在弹性体的作用下位于滑腔内部，当锥形部与漏点相配合后，此时伸缩块在遇水后膨胀并带动一号活塞在气管内部滑动，使得一号活塞通过气管与气流通道中的气体带动二号活塞与切割刀同步运动，并对密封膜进行切割，从而使得胶水流出并将已经工作后的封堵层粘合在漏点处，通过此方式能够有效的推迟胶水作用的时间，防止封堵层还未膨胀完毕，胶水就从储料槽流出，从而使得封堵层与漏点的粘合效果不佳的情况，同时切割刀的工作不再需要弹性体的作用力，减少滑板在运动时，切割刀与滑槽之间的滑动摩擦力，从而大大提高了密封圈在工作时的稳定性。

一种非开挖的管道修复方法，该方法适用于上述的修复装置，该方法步骤如下：

S1：首先将外管、内管与两者间隙中的修复结构进行装配，并形成一体式的管道，随后将管道埋设在地下；

S2：当管体侧壁出现漏点时，管体内部的水流通过漏点流入该处的间隙中，并带动活动圈向远离漏点的一侧运动；

S3：活动圈在运动时通过牵引绳带动密封圈在间隙中同步运动，直至密封圈运动至管体上的漏点处并对其封堵，从而实现管道的自动修复。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置的管道修复装置，使得管体能够针对性的对漏点进行高效及时的自动修复，不再需要人工对管道进行修复，降低了施工难度，且不会对基础设施造成破坏，同时不影响施工或交通，节约了时间和工程造价，大大降低了管道的修复成本。

2.本发明通过固定环上设置泄压结构，当活动圈向一侧的固定环处滑动时，此时两者之间的间隙中被压缩的气体能够带动泄压块在泄压槽内部滑动，并降低活动圈与固定环之间间隙中的气压，从而使得活动圈能够带动密封圈进行更有效的运动，并对管体上的漏点实现更稳定的封堵。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法步骤图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图2中B处的放大图；

图5是图4中C处的放大图；

图6是图4中D处的放大图；

图中：管体1、外管2、间隙3、固定环4、活动圈5、密封圈6、牵引绳7、泄压槽8、支撑板9、泄压块10、一号弹簧11、滑槽12、滑板13、二号弹簧14、锥形部15、封堵层16、定位杆17、滑腔18、切割刀19、弹性体20、储料槽21、密封膜22、导流腔23、溢流槽24、气管25、伸缩块26、一号活塞27、气流通道28、二号活塞29。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图6所示，本发明所述的一种非开挖的管道修复装置，包括管体1；所述管体1外部设有外管2，所述管体1与外管2的中心轴一致，且所述管体1与外管2之间设置有间隙3，且所述管体1的外壁上沿其轴向固连有一组均匀分布的固定环4，所述固定环4的外环侧壁与外管2的内壁过盈贴合，且相邻两固定环4中部所对应的间隙3中过盈连接有活动圈5，且所述活动圈5两侧靠近固定环4的一端分别设有密封圈6，所述密封圈6过盈套设在管体1外壁上，且所述活动圈5与两侧的密封圈6之间分别通过牵引绳7相连；工作时，现有技术中运输液体的管道在出现漏点时，由于管道埋设在地下，使得管道的漏点难以发现或漏点位置难以准确的确认，同时现有技术中通过将修复胶囊运送至漏点的方式操作难度较大，从而影响管道进行及时高效的修复；而本发明中的管道修复装置在使用时，设置的外管2能够对管体1起到一定的防护效果，同时当管体1出现漏点时，此时漏点两侧的固定环4与外管2组成封闭的腔室，从而能够对漏点处流出的液体起到阻挡保存的效果，同时当间隙3处的管体1出现漏点时，此时管体1内部的液体通过漏点逐渐流入间隙3中，并对活动圈5侧壁施加逐渐增加的压力，直至活动圈5在水压的作用下在间隙3中向远离漏点的一侧运动，同时活动圈5能够通过牵引绳7带动一侧靠近漏点的密封圈6同步运动，直至密封圈6运动至管体1上的漏点处并对漏点进行封堵，此时漏点处的间隙3水压不再增加并不再带动活动圈5进行运动，从而使得密封圈6因不再受力而稳定的固定在管体1上的漏点处，并对管体1上的漏点起到稳定的封堵与修复效果；通过此方式对地下管道进行修复，使得管体1能够针对性的对漏点进行高效及时的自动修复，不再需要人工对管道进行修复，降低了施工难度，且不会对基础设施造成破坏，同时不影响施工或交通，节约了时间和工程造价，大大降低了管道的修复成本。

作为本发明的一种实施方式，所述固定环4上均开设有贯通式的泄压槽8，所述泄压槽8两侧对称连接有支撑板9，所述泄压槽8中部过盈连接有泄压块10，所述泄压块10与两侧的支撑板9之间分别连接有一号弹簧11；工作时，当活动圈5在水压的作用下向一侧的固定环4方向运动时，此时活动圈5会对两者之间间隙3中的气体进行压缩，此时该间隙3中被压缩的气体会对活动圈5的运动产生阻力，从而影响活动圈5带动密封圈6有效的运动，此时通过在固定环4上设置泄压结构，当活动圈5向一侧的固定环4处滑动时，此时两者之间的间隙3中被压缩的气体能够带动泄压块10在泄压槽8内部滑动，并降低活动圈5与固定环4之间间隙3中的气压，从而使得活动圈5能够带动密封圈6进行更有效的运动，并对管体1上的漏点实现更稳定的封堵。

作为本发明的一种实施方式，所述密封圈6与管体1相贴合的一侧分别开设有一组环形均布的滑槽12，所述滑槽12内部均设置有滑板13，所述滑板13与滑槽12内端之间连接有二号弹簧14，所述滑板13外端均设置有锥形部15；工作时，当活动圈5带动密封圈6运动至管体1上的漏点处时，此时滑板13在二号弹簧14的作用下带动锥形部15卡合在漏点处，从而能够对漏点进行更有效的封堵。

作为本发明的一种实施方式，所述锥形部15侧壁的中部与外端分别包裹有遇水膨胀止水条材料制成的封堵层16，且所述锥形部15外端封堵层16的遇水膨胀系数大于锥形部15中部的封堵层16；工作时，当锥形部15卡入漏点内部时，此时封堵层16在遇水时能够膨胀，并对锥形部15与漏点之间的间隙3起到更有效的封堵效果，同时当漏点较大并使得锥形部15外端完全插入管体1内部时，此时锥形部15位于管体1中的封堵层16率先膨胀且膨胀程度更大，从而使得锥形部15外端较大并难以从漏点处脱离，进而使得锥形部15能够更有效的与漏点相卡合并对其封堵，进一步提高了密封圈6对漏点的修复质量。

作为本发明的一种实施方式，所述滑槽12内端设有与滑板13内端滑动相连的定位杆17，所述滑板13侧壁与滑槽12侧壁之间设置有空隙，所述滑板13内端通过连杆连接有滑腔18，所述滑腔18内部滑动连接有切割刀19，所述切割刀19与滑腔18内端之间通过弹性体20相连，所述滑槽12侧壁上开设有储存胶水的储料槽21，所述储料槽21外端设有密封膜22；工作时，切割刀19外端在弹性体20的作用下抵压在滑槽12侧壁上，当滑板13带动锥形部15插入漏点时，此时滑板13能够同步带动滑腔18向储料槽21一侧运动，当滑腔18外端运动至储料槽21的槽口时，此时切割刀19在弹性体20的作用下从滑腔18内部滑出并扎破密封膜22，随后在滑板13带动切割刀19继续运动时能够将密封膜22更充分的切割开，从而使得储料槽21内部的胶水能够流出至锥形部15的侧壁与漏点之间，并将锥形部15外表面的封堵层16与漏点相粘合，进一步提高了管道的修复效果。

作为本发明的一种实施方式，所述滑板13的侧壁顶端连接有导流腔23，所述导流腔23的开口自下至上逐渐增大，且所述导流腔23靠近滑板13的一侧底端开设有一组均匀分布的溢流槽24；工作时，从储料槽21流出的胶水会率先落在导流腔23内部一侧，此时导流腔23能够对单点落下的胶水起到摊平的效果，随后分布均匀的胶水能够从溢流槽24流出，并均匀的分布的锥形部15侧部与漏点之间，防止胶水因单点下落产生堆积，而对锥形部15和漏点之间的粘合效果不佳的情况，进一步提高了密封圈6对管道的修复效果。

作为本发明的一种实施方式，所述滑板13与锥形部15内部分别埋设有气管25，所述气管25底端与封堵层16侧壁相齐平，且所述气管25底端内部分别连接有遇水膨胀材料制成的伸缩块26，所述伸缩块26内端分别连接有一号活塞27，所述连杆内部设置有连通气管25与滑腔18内端的气流通道28，所述切割刀19内端连接有与滑腔18过盈配合的二号活塞29；工作时，切割刀19在弹性体20的作用下位于滑腔18内部，当锥形部15与漏点相配合后，此时伸缩块26在遇水后膨胀并带动一号活塞27在气管25内部滑动，使得一号活塞27通过气管25与气流通道28中的气体带动二号活塞29与切割刀19同步运动，并对密封膜22进行切割，从而使得胶水流出并将已经工作后的封堵层16粘合在漏点处，通过此方式能够有效的推迟胶水作用的时间，防止封堵层16还未膨胀完毕，胶水就从储料槽21流出，从而使得封堵层16与漏点的粘合效果不佳的情况，同时切割刀19的工作不再需要弹性体20的作用力，减少滑板13在运动时，切割刀19与滑槽12之间的滑动摩擦力，从而大大提高了密封圈6在工作时的稳定性。

一种非开挖的管道修复方法，该方法适用于上述的修复装置，该方法步骤如下：

S1：首先将外管2、内管与两者间隙3中的修复结构进行装配，并形成一体式的管道，随后将管道埋设在地下；

S2：当管体1侧壁出现漏点时，管体1内部的水流通过漏点流入该处的间隙3中，并带动活动圈5向远离漏点的一侧运动；

S3：活动圈5在运动时通过牵引绳7带动密封圈6在间隙3中同步运动，直至密封圈6运动至管体1上的漏点处并对其封堵，从而实现管道的自动修复。

工作时，设置的外管2能够对管体1起到一定的防护效果，同时当管体1出现漏点时，此时漏点两侧的固定环4与外管2组成封闭的腔室，从而能够对漏点处流出的液体起到阻挡保存的效果，同时当间隙3处的管体1出现漏点时，此时管体1内部的液体通过漏点逐渐流入间隙3中，并对活动圈5侧壁施加逐渐增加的压力，直至活动圈5在水压的作用下在间隙3中向远离漏点的一侧运动，同时活动圈5能够通过牵引绳7带动一侧靠近漏点的密封圈6同步运动，直至密封圈6运动至管体1上的漏点处并对漏点进行封堵，此时漏点处的间隙3水压不再增加并不再带动活动圈5进行运动，从而使得密封圈6因不再受力而稳定的固定在管体1上的漏点处，并对管体1上的漏点起到稳定的封堵与修复效果；通过此方式对地下管道进行修复，使得管体1能够针对性的对漏点进行高效及时的自动修复，不再需要人工对管道进行修复，降低了施工难度，且不会对基础设施造成破坏，同时不影响施工或交通，节约了时间和工程造价，大大降低了管道的修复成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种非开挖的管道修复装置，包括管体(1)；其特征在于：所述管体(1)外部设有外管(2)，所述管体(1)与外管(2)的中心轴一致，且所述管体(1)与外管(2)之间设置有间隙(3)，且所述管体(1)的外壁上沿其轴向固连有一组均匀分布的固定环(4)，所述固定环(4)的外环侧壁与外管(2)的内壁过盈贴合，且相邻两固定环(4)中部所对应的间隙(3)中过盈连接有活动圈(5)，且所述活动圈(5)两侧靠近固定环(4)的一端分别设有密封圈(6)，所述密封圈(6)过盈套设在管体(1)外壁上，且所述活动圈(5)与两侧的密封圈(6)之间分别通过牵引绳(7)相连。

2.根据权利要求1所述的一种非开挖的管道修复装置，其特征在于：所述固定环(4)上均开设有贯通式的泄压槽(8)，所述泄压槽(8)两侧对称连接有支撑板(9)，所述泄压槽(8)中部过盈连接有泄压块(10)，所述泄压块(10)与两侧的支撑板(9)之间分别连接有一号弹簧(11)。

3.根据权利要求2所述的一种非开挖的管道修复装置，其特征在于：所述密封圈(6)与管体(1)相贴合的一侧分别开设有一组环形均布的滑槽(12)，所述滑槽(12)内部均设置有滑板(13)，所述滑板(13)与滑槽(12)内端之间连接有二号弹簧(14)，所述滑板(13)外端均设置有锥形部(15)。

4.根据权利要求3所述的一种非开挖的管道修复装置，其特征在于：所述锥形部(15)侧壁的中部与外端分别包裹有遇水膨胀止水条材料制成的封堵层(16)，且所述锥形部(15)外端封堵层(16)的遇水膨胀系数大于锥形部(15)中部的封堵层(16)。

5.根据权利要求4所述的一种非开挖的管道修复装置，其特征在于：所述滑槽(12)内端设有与滑板(13)内端滑动相连的定位杆(17)，所述滑板(13)侧壁与滑槽(12)侧壁之间设置有空隙，所述滑板(13)内端通过连杆连接有滑腔(18)，所述滑腔(18)内部滑动连接有切割刀(19)，所述切割刀(19)与滑腔(18)内端之间通过弹性体(20)相连，所述滑槽(12)侧壁上开设有储存胶水的储料槽(21)，所述储料槽(21)外端设有密封膜(22)。

6.根据权利要求5所述的一种非开挖的管道修复装置，其特征在于：所述滑板(13)的侧壁顶端连接有导流腔(23)，所述导流腔(23)的开口自下至上逐渐增大，且所述导流腔(23)靠近滑板(13)的一侧底端开设有一组均匀分布的溢流槽(24)。

7.根据权利要求6所述的一种非开挖的管道修复装置，其特征在于：所述滑板(13)与锥形部(15)内部分别埋设有气管(25)，所述气管(25)底端与封堵层(16)侧壁相齐平，且所述气管(25)底端内部分别连接有遇水膨胀材料制成的伸缩块(26)，所述伸缩块(26)内端分别连接有一号活塞(27)，所述连杆内部设置有连通气管(25)与滑腔(18)内端的气流通道(28)，所述切割刀(19)内端连接有与滑腔(18)过盈配合的二号活塞(29)。

8.一种非开挖的管道修复方法，该方法适用于权利要求1-7中任意一项所述的修复装置，其特征在于，该方法步骤如下：

S1：首先将外管(2)、内管与两者间隙(3)中的修复结构进行装配，并形成一体式的管道，随后将管道埋设在地下；

S2：当管体(1)侧壁出现漏点时，管体(1)内部的水流通过漏点流入间隙(3)中，并带动一侧的活动圈(5)向远离漏点的一侧运动；

S3：活动圈(5)在运动时通过牵引绳(7)带动密封圈(6)在间隙(3)中同步运动，直至密封圈(6)运动至管体(1)上的漏点处并对其封堵，从而实现管道的自动修复。

Images