CN113787655A - 一种dn1800管径uv软管管道固化系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DN1800管径UV软管管道固化系统和方法，灯架上的激光测距仪实时读取待固化管道直径并传送至控制系统、角度传感器实时监测灯架的灯架支撑腿的角度，控制系统根据固化管道直径和灯架支撑腿的角度控制灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，灯架支撑腿运动至与待固化管道直径相适配的行走直径，灯架在待固化管道内行走，灯架上紫外线灯开启，实施固化方案。激光测距仪和角度传感器实时检测待固化管道直径和灯架支撑腿的角度并传输给控制系统，控制系统自动控制灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，灯架支撑腿运动至与待固化管道直径相适配的行走直径，自动化操作，灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，紫外线灯座到管道的距离与管道的直径相适配。

Description

一种DN1800管径UV软管管道固化系统和方法
技术领域
本发明涉及城市地下管线非开挖修复技术领域，特别是指一种DN1800管径UV软管管道固化系统和方法。
背景技术
目前，现有的管道固化方法适用于DN1600管径UV软管，其施工方法是，施工前人工下井测得管道的直径，根据测得的管道的直径设置灯架支撑腿的行走直径，把灯架放到管道内进行软管固化，整个固化过程中，灯架完全按照设置的直径进行工作，中途不能更改，遇到管道变径的情况，需要按变径后的尺寸把上述操作重复一边。
现有的UV软管管道固化具有以下问题：
(1)现有的管道固化方法适用于DN1600管径UV软管，不适用于DN1800管径UV软管管道固化，在固化DN1800管径的UV软管的时候如果采用DN1600的灯架，固化速率严重降低，施工周期延长一倍多，软管固化不透，造成工程质量不达标；
(2)完全人工操作，不能实现自动化，遇到变径情况，需要手动操作修改，固化方法手动工作量大，工作量需要增加一倍。
发明内容
本发明提供了一种UV软管固化灯架的上灯和支腿的联动结构，现有的固化灯具有以下问题，需要单独调节支腿与管道内壁的距离，单独调整灯与管道内壁的距离，操作复杂，无法实现自动化管道修复。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：
本发明实施例提供一种DN1800管径UV软管管道固化系统，包括控制系统和灯架；
所述灯架上的激光测距仪实时读取待固化管道直径并传送至控制系统、角度传感器实时监测灯架的灯架支撑腿的角度，所述控制系统根据所述固化管道直径和所述灯架支撑腿的角度控制所述灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，所述灯架支撑腿运动至与所述待固化管道直径相适配的行走直径，所述灯架在所述待固化管道内行走，所述灯架上紫外线灯开启，实施固化方案。
优选地，所述管道固化系统还包括供风系统、卷线系统、滑轮和辅助工具；
所述辅助工具用于待固化管道扎头等辅助工作；
所述卷线系统和所述滑轮将所述灯架输送至所述待固化管道内，并通过线盘车牵引所述灯架在所述固化管道内移动，所述卷线系统上的扭矩传感器实时监测拉力并将拉力数据传送至所述控制系统；
所述灯架上的编码器记录所述灯架的实际速度并将实际速度数据传送至控制系统，所述控制系统通过设定速度与实际速度比较后控制所述线盘车的传动速度；
所述灯架上对称安装的传感器实时监测待固化管道内实际温度并传送至控制系统，所述控制系统根据实际温度控制紫外线灯；
所述供风系统通过风管入口向所述待固化管道内供风，压力表实时测量气管回流口内实际气压并将实际气压数据传送至控制系统，所述控制系统通过实际气压与设定气压比较得到控制量，利用控制量控制所述供风系统供风。
优选地，所述控制系统得以实时监测材料固化时的温度、管道内环境温度、摄像头局部高温、发电机局部高温、线缆局部高温、操作室环境温度。
优选地，所述控制系统通过控制电动球阀控制所述供风系统通过风管入口向所述待固化管道内供风量。
优选地，所述灯架的两端具有航空连接头，可实现两个灯架间的快速连接；
位于所述灯架两端的两个摄像头实时监测待固化管道内前后的图像。
优选地，所述灯架上的不同位置的三处红外线传感器实时监测实际材料温度，并将三个实际材料温度传送至所述控制系统。
优选地，所述供风系统包括风机、连接风管入口的管路、连接气管回流口的管路、安装在连接风管入口的管路上的电动球阀。
优选地，所述卷线系统包括线盘车及线绳。
优选地，所述滑轮包括井上滑轮和井下滑轮，线绳一端缠绕在线盘车上，另一端绕过所述井上滑轮与所述井下滑轮连接所述灯架。
一种DN1800管径UV软管管道固化方法，在待固化管道处安装所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，所述方法包括：
S1：利用辅助工具完成待固化管道扎头、滑轮及线盘的组装和灯架的组装；
S2：控制系统控制供风系统向待固化管道内送风；
S3：控制所述灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，所述灯架支撑腿运动至与所述待固化管道直径相适配的行走直径，所述控制系统控制紫外线灯座上的紫外线灯，所述卷线系统控制灯架在所述待固化管道内移动，实施固化方案；在实施固化方案过程中，所述控制系统始终根据传感器实施检测的拉力数据、灯架的实际速度、待固化管道内实际温度、实际气压实施控制卷线系统、紫外线灯和供风系统；
S4：待固化管道直径改变时，所述激光测距仪将待固化管道直径和角度传感器将灯架支撑腿的角度传送至控制系统，所述控制系统控制所述灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，所述灯架支撑腿运动至与所述待固化管道直径相适配的行走直径，继续实施；
S5：固化方案完成后，利用辅助工具拆卸待固化管道的扎头、滑轮和线盘及灯架。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
上述方案中，管道固化系统可自动同步调整灯架支撑腿与紫外线灯座，实现自动化操作，在遇到变径管道时，无需手动操作，灯架上的激光测距仪和角度传感器实时检测待固化管道直径和灯架支撑腿的角度并传输给控制系统，控制系统自动控制灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，灯架支撑腿运动至与待固化管道直径相适配的行走直径，完全实现自动化操作，无需手动，灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，使得紫外线灯座到管道内壁的距离与管道的直径相适配，UV软管的固化速度取决于紫外线灯的能量密度和离管壁的距离，能量密度越大，固化速率越快，离管壁的距离越近，固化速率越快。
附图说明
图1为本发明的N1800管径UV软管管道固化系统的控制系统与灯架的框架图；
图2为本发明的N1800管径UV软管管道固化系统的框架图；
图3为本发明的N1800管径UV软管管道固化方法的流程图；
图4为本发明的灯架的结构示意图；
图5为本发明的灯架的左视图；
图6为本发明的两个灯架连接在一起的结构示意图。
附图标记：
1、驱动电机组；5、灯架支撑腿；7、温度传感器；8、紫外线灯座；9、紫外线灯；13、摄像头连接座；14、编码器；21、航插连接头。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示的，本实施例开了一种DN1800管径UV软管管道固化系统，包括控制系统和灯架；灯架上的激光测距仪实时读取待固化管道直径并传送至控制系统、角度传感器实时监测灯架的灯架支撑腿5的角度，控制系统根据固化管道直径和灯架支撑腿5的角度控制灯架支撑腿5与紫外线灯座8同步运动，灯架支撑腿5运动至与待固化管道直径相适配的行走直径，灯架在待固化管道内行走，灯架上紫外线灯9开启，实施固化方案。本实施例的管道固化系统可自动同步调整灯架支撑腿5与紫外线灯座8，实现自动化操作，在遇到变径管道时，无需手动操作，灯架上的激光测距仪和角度传感器实时检测待固化管道直径和灯架支撑腿5的角度并传输给控制系统，控制系统自动控制灯架支撑腿5与紫外线灯座8同步运动，灯架支撑腿5运动至与待固化管道直径相适配的行走直径，完全实现自动化操作，无需手动，灯架支撑腿5与紫外线灯座8同步运动，使得紫外线灯座8到管道内壁的距离与管道的直径相适配，UV软管的固化速度取决于紫外线灯9的能量密度和离管壁的距离，能量密度越大，固化速率越快，离管壁的距离越近，固化速率越快。
如图4～图6所示的，本实施例的灯架包括可实现同步张开运动与合拢运动的灯架支撑腿5与紫外线灯座8，在紫外线灯座8上安装紫外线灯9，由驱动电机组1灯架支撑腿5与紫外线灯座8运动，灯架的两端具有航插连接头21，可实现两个灯架间的快速连接，位于灯架两端的两个摄像头13实时监测待固化管道内前后的图像，在灯架上安装编码器14与温度传感器7。
如图2所示的，本实施例的管道固化系统还包括供风系统、卷线系统、滑轮和辅助工具；
辅助工具用于待固化管道扎头等辅助工作；
卷线系统和滑轮将灯架输送至待固化管道内，并通过线盘车牵引灯架在固化管道内移动，卷线系统上的扭矩传感器实时监测拉力并将拉力数据传送至控制系统；卷线系统包括线盘车及线绳。滑轮包括井上滑轮和井下滑轮，线绳一端缠绕在线盘车上，另一端绕过井上滑轮与井下滑轮连接灯架；
灯架上的编码器14记录灯架的实际速度并将实际速度数据传送至控制系统，控制系统通过设定速度与实际速度比较后控制线盘车的传动速度；
灯架上对称安装的传感器实时监测待固化管道内实际温度并传送至控制系统，控制系统根据实际温度控制紫外线灯9；控制系统得以实时监测材料固化时的温度、管道内环境温度、摄像头13局部高温、发电机局部高温、线缆局部高温、操作室环境温度。灯架上的不同位置的三处红外线传感器实时监测实际材料温度，并将三个实际材料温度传送至控制系统。
供风系统通过风管入口向待固化管道内供风，压力表实时测量气管回流口内实际气压并将实际气压数据传送至控制系统，控制系统通过实际气压与设定气压比较得到控制量，利用控制量控制供风系统供风；供风系统包括风机、连接风管入口的管路、连接气管回流口的管路、安装在连接风管入口的管路上的电动球阀；控制系统通过控制电动球阀控制供风系统通过风管入口向待固化管道内供风量。
本实施例的管道固化系统实现全自动操作，控制系统可根据，压力表实时测量气管回流口内实际气压控制供风系统供风，实现供风系统的闭环控制；控制系统可根据，待固化管道内实际温度控制紫外线灯9，实现紫外线灯9的闭环控制；控制系统可根据，扭矩传感器实时监测拉力控制线盘车，实现线盘车的拉力闭环控制；控制系统可根据，编码器14记录灯架的实际速控制线盘车的传动速度，实现线盘车的速度闭环控制；通过上述的闭环控制的结合，保证了管道固化系统的固化效果的稳定性和自动化。
如图3所示的，本实施提供一种DN1800管径UV软管管道固化方法，在待固化管道处安装DN1800管径UV软管管道固化系统，管道固化方法包括：
S1：利用辅助工具完成待固化管道扎头、滑轮及线盘的组装和灯架的组装；
S2：控制系统控制供风系统向待固化管道内送风；
S3：控制灯架支撑腿5与紫外线灯座8同步运动，灯架支撑腿5运动至与待固化管道直径相适配的行走直径，控制系统控制紫外线灯座8上的紫外线灯9，卷线系统控制灯架在待固化管道内移动，实施固化方案；在实施固化方案过程中，控制系统始终根据传感器实施检测的拉力数据、灯架的实际速度、待固化管道内实际温度、实际气压实施控制卷线系统、紫外线灯9和供风系统；
S4：待固化管道直径改变时，激光测距仪将待固化管道直径和角度传感器将灯架支撑腿5的角度传送至控制系统，控制系统控制灯架支撑腿5与紫外线灯座8同步运动，灯架支撑腿5运动至与待固化管道直径相适配的行走直径，继续实施；
S5：固化方案完成后，利用辅助工具拆卸待固化管道的扎头、滑轮和线盘及灯架。
本实施例的管道固化方法可自动同步调整灯架支撑腿5与紫外线灯座8，实现自动化操作，在遇到变径管道时，无需手动操作，灯架上的激光测距仪和角度传感器实时检测待固化管道直径和灯架支撑腿5的角度并传输给控制系统，所述控制系统自动控制所述灯架支撑腿5与紫外线灯座8同步运动，灯架支撑腿5运动至与所述待固化管道直径相适配的行走直径，完全实现自动化操作，无需手动，所述灯架支撑腿5与紫外线灯座8同步运动，使得紫外线灯座8到管道内壁的距离与管道的直径相适配，UV软管的固化速度取决于紫外线灯9的能量密度和离管壁的距离，能量密度越大，固化速率越快，离管壁的距离越近，固化速率越快。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，包括控制系统和灯架；
所述灯架上的激光测距仪实时读取待固化管道直径并传送至控制系统、角度传感器实时监测灯架的灯架支撑腿的角度，所述控制系统根据所述固化管道直径和所述灯架支撑腿的角度控制所述灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，所述灯架支撑腿运动至与所述待固化管道直径相适配的行走直径，所述灯架在所述待固化管道内行走，所述灯架上紫外线灯开启，实施固化方案。
2.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述管道固化系统还包括供风系统、卷线系统、滑轮和辅助工具；
所述辅助工具用于待固化管道扎头等辅助工作；
所述卷线系统和所述滑轮将所述灯架输送至所述待固化管道内，并通过线盘车牵引所述灯架在所述固化管道内移动，所述卷线系统上的扭矩传感器实时监测拉力并将拉力数据传送至所述控制系统；
所述灯架上的编码器记录所述灯架的实际速度并将实际速度数据传送至控制系统，所述控制系统通过设定速度与实际速度比较后控制所述线盘车的传动速度；
所述灯架上对称安装的传感器实时监测待固化管道内实际温度并传送至控制系统，所述控制系统根据实际温度控制紫外线灯；
所述供风系统通过风管入口向所述待固化管道内供风，压力表实时测量气管回流口内实际气压并将实际气压数据传送至控制系统，所述控制系统通过实际气压与设定气压比较得到控制量，利用控制量控制所述供风系统供风。
3.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述控制系统得以实时监测材料固化时的温度、管道内环境温度、摄像头局部高温、发电机局部高温、线缆局部高温、操作室环境温度。
4.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述控制系统通过控制电动球阀控制所述供风系统通过风管入口向所述待固化管道内供风量。
5.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述灯架的两端具有航空连接头，可实现两个灯架间的快速连接；
位于所述灯架两端的两个摄像头实时监测待固化管道内前后的图像。
6.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述灯架上的不同位置的三处红外线传感器实时监测实际材料温度，并将三个实际材料温度传送至所述控制系统。
7.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述供风系统包括风机、连接风管入口的管路、连接气管回流口的管路、安装在连接风管入口的管路上的电动球阀。
8.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述卷线系统包括线盘车及线绳。
9.根据权利要求1所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，其特征在于，所述滑轮包括井上滑轮和井下滑轮，线绳一端缠绕在线盘车上，另一端绕过所述井上滑轮与所述井下滑轮连接所述灯架。
10.一种DN1800管径UV软管管道固化方法，其特征在于，在待固化管道处安装如权利要求1～9任意一项所述的DN1800管径UV软管管道固化系统，所述方法包括：
S1：利用辅助工具完成待固化管道扎头、滑轮及线盘的组装和灯架的组装；
S2：控制系统控制供风系统向待固化管道内送风；
S3：控制所述灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，所述灯架支撑腿运动至与所述待固化管道直径相适配的行走直径，所述控制系统控制紫外线灯座上的紫外线灯，所述卷线系统控制灯架在所述待固化管道内移动，实施固化方案；在实施固化方案过程中，所述控制系统始终根据传感器实施检测的拉力数据、灯架的实际速度、待固化管道内实际温度、实际气压实施控制卷线系统、紫外线灯和供风系统；
S4：待固化管道直径改变时，所述激光测距仪将待固化管道直径和角度传感器将灯架支撑腿的角度传送至控制系统，所述控制系统控制所述灯架支撑腿与紫外线灯座同步运动，所述灯架支撑腿运动至与所述待固化管道直径相适配的行走直径，继续实施；
S5：固化方案完成后，利用辅助工具拆卸待固化管道的扎头、滑轮和线盘及灯架。
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