CN113669549A - 地下管道内壁热熔修复成套设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下管道内壁热熔修复成套设备及方法，该成套设备，包括用于对管道修复区间的两端进行封堵的封堵装置、用于对管道修复区间进行清理的清理装置、用于输送塑料颗粒的输送装置以及熔融挤出成型装置，所述输送装置的出料端与熔融挤出成型装置的进料端连通。采用本申请的成套设备及方法，提高了管道修复质量、降低了管道修复成本、减少了管道修复的施工量。

Description

地下管道内壁热熔修复成套设备及方法

技术领域

本发明涉及地下管道修复技术领域，具体涉及一种地下管道内壁热熔修复成套设备及方法。

背景技术

在地下管道修复工程中，尤其是城市雨水、污水管道所采用的管道修复工程，现在常用的工艺技术有翻转内衬修复法、紫外光固化管道修复法、插管修复法、胀管修复法等，其中翻转内衬修复法和紫外固化修复法是目前主流工艺，这两种方法都需要将制作好的软内衬管插入待修复的管道内，然后分别采用热水和紫外光对管道进行加热固化，使内衬管硬化并与待修复管道内壁紧密结合，从而达到管道修复的目的。此类方法均存在一些不足，如内衬层和原管道内壁贴合不紧密，结合强度偏低，内衬层容易脱离塌陷而影响管道修复质量；需要预加工内衬管，而不同直径和截面形状的管道需要对应的内衬软管，制造成本较高，灵活性较低。此外，需要在管端开挖较大的辅助坑道，施工量较大，对交通影响量大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地下管道内壁热熔修复成套设备及方法，以便提高管道修复质量、降低管道修复成本、减少管道修复的施工量。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种地下管道内壁热熔修复成套设备，包括用于对管道修复区间的两端进行封堵的封堵装置、用于对管道修复区间进行清理的清理装置、用于输送塑料颗粒的输送装置以及熔融挤出成型装置，所述输送装置的出料端与熔融挤出成型装置的进料端连通。

进一步，所述封堵装置包括气囊、气囊支架、气泵和封堵小车，所述气囊通过气囊支架固定在封堵小车上，气囊上设置有进气嘴和排气嘴，所述进气嘴和排气嘴分别设置有进气阀和排气阀，进气嘴通过进气管与气泵连通，所述气泵设置在封堵小车上。

进一步，所述清理装置包括清理小车、刷头、刷头旋转马达、刮刀和刮刀旋转马达，所述刷头通过弹性伸缩连杆组件与刷头旋转马达的主轴固定连接，所述刮刀通过弹性伸缩连杆组件与刮刀旋转马达的主轴固定连接，所述刷头旋转马达和刮刀旋转马达均设置在清理小车上；所述弹性伸缩连杆组件包括滑动套接的杆体和筒体，所述杆体位于筒体内的一端通过弹簧与筒体内壁连接。

进一步，所述输送装置包括壳体、通过斗轮转轴横跨转动装配在壳体内的进料斗轮、驱动进料斗轮和斗轮转轴同步旋转的进料马达、固定安装在斗轮转轴端部的驱动齿轮、安装在壳体上且与驱动齿轮啮合的从动齿轮、推料连杆、推铲、进料小车和设置在进料小车上的储料仓；所述壳体的一侧设置有进料口，另一侧通过导料软管与储料仓连通，在导料软管与壳体的连接处设置有出料阀；所述推料连杆的一端与从动齿轮端面靠近外缘的位置铰接；所述储料仓的一侧转动装配有出料管，所述出料管远离储料仓的一端连接有多根带分料阀的分料管。

进一步，所述熔融挤出成型装置包括涂料小车、熔融装置、熔融装置旋转马达、成型铲和成型铲旋转马达，所述熔融装置包括熔融筒、与熔融筒密封滑动装配的推料活塞、设置在熔融筒尾端的用于推动推料活塞移动的推料缸、设置在熔融筒头端的出料嘴以及设置在熔融筒侧壁的与分料管对接的带进料阀的进料管；所述熔融筒通过弹性伸缩连杆组件与熔融装置旋转马达的主轴固定连接，所述成型铲通过弹性伸缩连杆组件与成型铲旋转马达的主轴固定连接，所述熔融装置旋转马达和成型铲旋转马达均设置在涂料小车上。

进一步，所述刷头旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的刷头；所述刮刀旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的刮刀。

进一步，所述清理小车上还设置有污水泵和吸尘器。

进一步，所述熔融装置旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的熔融筒；所述成型铲旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的成型铲。

进一步，所述熔融筒内壁喷涂聚四氟乙烯涂层。

一种地下管道内壁热熔修复方法，包括如下步骤：

S1：采用封堵装置对修复区间的两端进行封堵；

S2：采用清理装置对修复区间进行清理；

S3：通过输送装置输送塑料颗粒；

S4：通过熔融挤出成型装置对塑料颗粒进行熔融、挤出并成型在修复区间的内壁上，如此形成修复涂层而完成管道内壁修复。

本发明的有益效果：

1、本申请的地下管道内壁热熔修复成套设备，具有管道封堵、清理、塑料颗粒输送、塑料熔融挤出及成型等多功能复合，实现了对地下管道的一站式协同修复。

2、通过多个行走小车负载各工作装置，可以实现各装置的自由组合，可以适应多种工况施工。

3、整套设备及工艺可以采用远程操控，无需人员进入地下管道，减少了地下管道内环境对人体的伤害。

4、可以进行程序化控制，减少人工操作的不稳定性因素，作业过程更加标准化，减少作业中的中断时间，提高作业效率。

5、由于在两端设置了柔性的封堵装置，可以将外侧的污水及脏污与中间修复区间隔离。使整个修复工作对管道上下游影响较小，且由于设置了清理装置，对内壁进行清扫及刮削，并将污水排出，为工作区创造了一个相对理想的作业环境。

6、由于采用了输送装置和管道输送塑料颗粒原料，使整个操作过程工艺更连续，设备体型更小，能适应更多种规格的管道。

7、由于在管道内进行熔融及成型固定，减少了施工开挖工程量，减少了对交通的影响，无需预加工成型衬套管道，降低了施工成本，提高修复作业的灵活性。

8、所述熔融挤出成型装置设有多个均匀分布的可绕主轴旋转的熔融筒。且熔融筒有斜向进料管，多个熔融筒的进料管与分料管对接，实现在管道内的环状或螺旋状连续出料成型。

9、所述熔融筒内壁喷涂聚四氟乙烯涂层，使塑料流体出料更顺畅，粘附更少，且熔融筒为两片或多片可拆分结构，使用后可将其拆分，便于对内部进行机械清理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的施工示意图；

图2为本发明封堵装置结构示意图；

图3为本发明清理装置结构示意图；

图4为本发明输送装置结构示意图；

图5为本发明熔融挤出成型装置示意图；

图6为熔融筒安装的侧视图；

图7为成型铲安装的侧视图。

图中：100--封堵装置；200--清理装置；300--输送装置；400--熔融挤出成型装置；500--管道；101--气囊；102--气囊支架；103--封堵小车；104--气泵；105--进气管；106--进气阀；107--进气嘴；108--排气嘴；109--排气阀；201--刷头；202--杆体；203--弹簧；204--筒体；205--刷头旋转马达；206--污水泵；207--吸尘器；208--刮刀旋转马达；209--刮刀；210--清理小车；301--壳体；302--进料斗轮；303--驱动齿轮；304--从动齿轮；305--推料连杆；306--推铲；307--进料马达；308--出料阀；309--导料软管；310--储料仓；311--出料管；312--分料阀；313--分料管；314--进料小车；401--推料缸；402--进料阀；403--推料活塞；404--进料管；405--熔融筒；406--出料嘴；407--熔融装置旋转马达；408--涂料小车；409--成型铲旋转马达；410--成型铲。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明。

如图1-7所示，本实施例提供了一种地下管道内壁热熔修复成套设备，包括用于对管道修复区间的两端进行封堵的封堵装置100、用于对管道修复区间进行清理的清理装置200、用于输送塑料颗粒的输送装置300以及熔融挤出成型装置400，所述输送装置的出料端与熔融挤出成型装置的进料端连通。

所述封堵装置包括气囊101、气囊支架102、气泵104和封堵小车103，所述气囊通过气囊支架固定在封堵小车上，气囊上设置有进气嘴107和排气嘴108，所述进气嘴和排气嘴分别设置有进气阀106和排气阀109，进气嘴通过进气管105与气泵连通，所述气泵设置在封堵小车上。

所述气囊采用柔性橡胶纤维增强材料制作。气囊一端悬空，另一端设有法兰，通过法兰固定在气囊支架上。采用法兰连接的方式，便于对气囊进行拆卸。工作时，打开进气阀，关闭排气阀，开启气泵，向气囊内通入气体，使其膨胀，紧贴原地下管道内壁，阻止外侧液体进入管道修复区间。工作完成后，关停气泵，打开排气阀，使气囊收缩，通过封堵小车负载运输到其他工位。

所述清理装置包括清理小车210、刷头201、刷头旋转马达205、刮刀209和刮刀旋转马达208，所述刷头201通过弹性伸缩连杆组件与刷头旋转马达205的主轴固定连接，所述刮刀209通过弹性伸缩连杆组件与刮刀旋转马达208的主轴固定连接，所述刷头旋转马达205和刮刀旋转马达208均设置在清理小车上；所述弹性伸缩连杆组件包括滑动套接的杆体202和筒体204，所述杆体位于筒体内的一端通过弹簧203与筒体内壁连接。优选地，为提高清理效率，所述刷头旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的刷头；所述刮刀旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的刮刀。

所述清理小车上还设置有污水泵206和吸尘器207。

工作时，刷头和刮刀在弹性伸缩连杆组件的作用下，向外伸出，紧贴管道500内壁；刷头在刷头旋转马达带动下进行旋转运动，对管道内壁进行清扫，同时污水泵启动，吸取管道内污水，并通过泵管输送至管道外进行污水处理。刮刀在刮刀旋转马达带动下旋转而进行刮削作业，对管道内壁进行深度清理，并利用吸尘器对刮除的内壁塑料废弃物进行收集。

所述输送装置包括壳体301、通过斗轮转轴横跨转动装配在壳体内的进料斗轮302、驱动进料斗轮和斗轮转轴同步旋转的进料马达307、固定安装在斗轮转轴端部的驱动齿轮303、安装在壳体上且与驱动齿轮啮合的从动齿轮304、推料连杆305、推铲306、进料小车314和设置在进料小车上的储料仓310；所述壳体的一侧设置有进料口，另一侧通过导料软管309与储料仓连通，在导料软管与壳体的连接处设置有出料阀308；所述推料连杆的一端与从动齿轮端面靠近外缘的位置铰接，另一端与推铲铰接，从动齿轮、推料连杆和推铲之间构成曲柄滑块式推送机构；所述储料仓的一侧转动装配有出料管311，所述出料管远离储料仓的一端连接有多根带分料阀312的分料管313。

所述进料斗轮为轮式结构，包括相对设置的左右侧板及位于左右侧板之间的轴套，所述轴套与斗轮转轴固定装配，轴套外周壁上沿其中心线辐射发散形成有多块弧形隔板，两相邻的弧形隔板、左右侧板壁面及轴套外周壁围成所述斗轮的取料部。

所述壳体内形成有物料输送通道，所述输送通道内安装有与进料斗轮联动的推送机构，安装于壳体上的进料马达带动所述进料斗轮运动，将从壳体上进料口进入的物料输送至物料输送通道内，所述推送机构将掉落在物料输送通道内的物料沿出料方向推送。

所述物料输送通道的出料端通过导料软管309与储料仓310连通，再通过出料管311和分料管313输送到熔融挤出成型装置的进料端。

工作时，将进料口放置于塑料颗粒对应侧并施加合适力度切入颗粒堆中，颗粒流入进料口，启动进料马达，带动进料斗轮转动，将塑料颗粒铲起并旋转携带至进料斗轮另一侧，并在惯性力和重力的双重作用下滑落至停留在下方的推铲上。同时，由进料马达同步驱动的曲柄连杆机构带动推铲，向出料口方向运动，同时，出料阀开启，将颗粒物料推出。送入导料软管，塑料颗粒在进料斗轮、推铲及重力作用下流入储料仓。

所述熔融挤出成型装置包括涂料小车408、熔融装置、熔融装置旋转马达407、成型铲410和成型铲旋转马达409，所述熔融装置包括熔融筒405、与熔融筒密封滑动装配的推料活塞403、设置在熔融筒尾端的用于推动推料活塞移动的推料缸401、设置在熔融筒头端的出料嘴406以及设置在熔融筒侧壁的与分料管对接的带进料阀402的进料管404；所述熔融筒405通过弹性伸缩连杆组件与熔融装置旋转马达407的主轴固定连接，所述成型铲410通过弹性伸缩连杆组件与成型铲旋转马达409的主轴固定连接，所述熔融装置旋转马达407和成型铲旋转马达409均设置在涂料小车408上。优选地，为提高熔融、涂料效率，所述熔融装置旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的熔融筒；所述成型铲旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的成型铲。所述熔融筒的数量与分料管的数量匹配。此外，熔融筒也可以在旋转过程中依次与各个分料管对接。

所述熔融筒为圆柱形，前端为渐变锥形，通过鹅颈段连接出料嘴，出料嘴为扁平状，熔融筒内壁喷涂聚四氟乙烯涂层。

熔融筒外壁设有多块弧形加热板，可进行电加热，并将熔融筒加热到设定温度，一般为200℃～300℃，

所述推料活塞与推料缸的推杆固定连接，通过推料缸推动推料活塞，将熔融后的塑料流体经出料嘴挤出。

工作时，熔融筒将塑料流体通过出料嘴挤出到紧贴管道壁，出料嘴与原管道内壁对物料进行挤压，并通过旋转将其按设定厚度均匀涂抹在管道内壁，对塑料流体进行初步定位。

成型铲通过涂料小车带动，通过弹性伸缩连杆组件带动对外涨紧，紧贴刚定位的塑料体，并对其施加向外的涨紧力，使其与原管道内壁紧贴。

上述熔融筒以三组为例，当第一组在进行挤出成型作业时，第二组加热熔融作业，第三组进行进料作业。依次循环作业，以保证挤出作业不间断进行，提高工作效率。

上述的封堵小车、清理小车、进料小车和涂料小车均在管道内作业，控制单元通过有线或无线与各小车及各装置连接，实现远程控制、行走、原料输送、熔融、挤出、成型多重功能。采用本申请的地下管道内壁热熔修复成套设备及方法，无需对内衬管进行预成型，在管道内原位进行塑料颗粒热熔并使其与原管道内壁结合、定位、成型；提高了管道修复质量、降低了管道修复成本、减少了管道修复的施工量。

本实施例还提供了一种地下管道内壁热熔修复方法，包括如下步骤：

S1：采用封堵装置对修复区间的两端进行封堵；

S2：采用清理装置对修复区间进行清理；

S3：通过输送装置输送塑料颗粒；

S4：通过熔融挤出成型装置对塑料颗粒进行熔融、挤出并成型在修复区间的内壁上，如此形成修复涂层而完成管道内壁修复。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：包括用于对管道修复区间的两端进行封堵的封堵装置(100)、用于对管道修复区间进行清理的清理装置(200)、用于输送塑料颗粒的输送装置(300)以及熔融挤出成型装置(400)，所述输送装置的出料端与熔融挤出成型装置的进料端连通。

2.根据权利要求1所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述封堵装置包括气囊(101)、气囊支架(102)、气泵(104)和封堵小车(103)，所述气囊通过气囊支架固定在封堵小车上，气囊上设置有进气嘴(107)和排气嘴(108)，所述进气嘴和排气嘴分别设置有进气阀(106)和排气阀(109)，进气嘴通过进气管(105)与气泵连通，所述气泵设置在封堵小车上。

3.根据权利要求1所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述清理装置包括清理小车(210)、刷头(201)、刷头旋转马达(205)、刮刀(209)和刮刀旋转马达(208)，所述刷头通过弹性伸缩连杆组件与刷头旋转马达的主轴固定连接，所述刮刀通过弹性伸缩连杆组件与刮刀旋转马达的主轴固定连接，所述刷头旋转马达和刮刀旋转马达均设置在清理小车上；所述弹性伸缩连杆组件包括滑动套接的杆体(202)和筒体(204)，所述杆体位于筒体内的一端通过弹簧(203)与筒体内壁连接。

4.根据权利要求1所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述输送装置包括壳体(301)、通过斗轮转轴横跨转动装配在壳体内的进料斗轮(302)、驱动进料斗轮和斗轮转轴同步旋转的进料马达(307)、固定安装在斗轮转轴端部的驱动齿轮(303)、安装在壳体上且与驱动齿轮啮合的从动齿轮(304)、推料连杆(305)、推铲(306)、进料小车(314)和设置在进料小车上的储料仓(310)；所述壳体的一侧设置有进料口，另一侧通过导料软管(309)与储料仓连通，在导料软管与壳体的连接处设置有出料阀(308)；所述推料连杆的一端与从动齿轮端面靠近外缘的位置铰接；所述储料仓的一侧转动装配有出料管(311)，所述出料管远离储料仓的一端连接有多根带分料阀(312)的分料管(313)。

5.根据权利要求1所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述熔融挤出成型装置包括涂料小车(408)、熔融装置、熔融装置旋转马达(407)、成型铲(410)和成型铲旋转马达(409)，所述熔融装置包括熔融筒(405)、与熔融筒密封滑动装配的推料活塞(403)、设置在熔融筒尾端的用于推动推料活塞移动的推料缸(401)、设置在熔融筒头端的出料嘴(406)以及设置在熔融筒侧壁的与分料管对接的带进料阀(402)的进料管(404)；所述熔融筒通过弹性伸缩连杆组件与熔融装置旋转马达的主轴固定连接，所述成型铲通过弹性伸缩连杆组件与成型铲旋转马达的主轴固定连接，所述熔融装置旋转马达和成型铲旋转马达均设置在涂料小车上。

6.根据权利要求3所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述刷头旋转马达(205)的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的刷头(201)；所述刮刀旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的刮刀。

7.根据权利要求3所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述清理小车上还设置有污水泵(206)和吸尘器(207)。

8.根据权利要求5所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述熔融装置旋转马达(407)的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的熔融筒(405)；所述成型铲旋转马达的主轴上通过弹性伸缩连杆组件连接有多个周向布置的成型铲。

9.根据权利要求5所述的地下管道内壁热熔修复成套设备，其特征在于：所述熔融筒(405)内壁喷涂聚四氟乙烯涂层。

10.一种采用如权利要求1所述的成套设备进行地下管道内壁热熔修复的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采用封堵装置对修复区间的两端进行封堵；

S2：采用清理装置对修复区间进行清理；

S3：通过输送装置输送塑料颗粒；

S4：通过熔融挤出成型装置对塑料颗粒进行熔融、挤出并成型在修复区间的内壁上，如此形成修复涂层而完成管道内壁修复。

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