CN113932086B - 一种地下管道螺旋缠绕修复装置及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了管道修复技术领域的一种地下管道螺旋缠绕修复装置及其修复方法，装置包括由轴线间隔分布的两个环形板所构成的安装支架，两个环形板之间设置有若干数量相同的驱动组件和限位组件，驱动组件和限位组件以相同的圆心呈环向阵列且驱动组件和限位组件相互间隔分布，安装支架顶部设置于有用于驱动驱动组件的驱动电机组件，驱动组件包括推进动力棍轴和辅助动力棍轴，推进动力棍轴和辅助动力棍轴沿径向间隔设置，还包括安装于安装支架顶部的钢带压轮组件，本装置稳定运行，可有效避免出现局部应力过大为产生形变甚至崩裂的情况，管道衔接缝之间采用钢带裹覆固定，得成型后的管道强度更高，耐久性更好。

Description

一种地下管道螺旋缠绕修复装置及其修复方法

技术领域

本发明涉及管道修复技术领域，具体为一种地下管道螺旋缠绕修复装置及其修复方法。

背景技术

目前，城市排污管道是城市的“地下生命线”，肩负着城市排污、排水的重要任务，但由于地下环境复杂，管道长时间使用时容易被老化腐蚀；加上管道运输的污水中有时也会存在一些具有腐蚀性的化学成分；这些因素容易导致管道发生漏水的现象，导致路面积水、坍塌等问题，因而需要对管道进行修复。

非开挖管道修复法，是在不对管道进行开挖的前提下，对管道进行局部或者整体的修复，现对于传统的管道开挖修复，具有污染小、工期短、对交通影响少等优势；国内较为成熟的非开挖管道修复法主要有软衬法、穿插法以及螺旋缠绕法等；螺旋缠绕法是将工厂预制成型的带状型材同步送进检查井预先安装好的缠绕机上，以螺旋缠绕的方式进行推进，在旧管内制造一条新管，然后在新管与旧管之间灌注水泥浆，从而最终形成一条具有高强度及良好水密性的新型管道。

为此，专利申请号为CN202020573282.5的发明公开了一种螺旋缠绕管道修复装置，该装置中，仅以位于缠绕笼外侧的输送组件作为唯一的缠绕行进动力，缠绕笼内作为成型和导向的棍轴部配备动力，实际工作时，仅由输送组件推动管道型材行进，在卷绕管道式呈推送式驱动行进，为避免出现局部应力过大为产生形变甚至崩裂的情况，需要在较为缓慢的卷绕速度下保持轻柔的力度对型材进行推动，加工卷绕效率较低。

基于此，本发明设计了一种地下管道螺旋缠绕修复装置及其修复方法，以解决上述问题。

发明内容

发明的目的在于提供一种地下管道螺旋缠绕修复装置及其修复方法，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：一种地下管道螺旋缠绕修复装置，包括由轴线间隔分布的两个环形板所构成的安装支架，两个所述环形板之间设置有若干数量相同的驱动组件和限位组件，所述驱动组件和限位组件以相同的圆心呈环向阵列且所述驱动组件和限位组件相互间隔分布，所述安装支架顶部设置于有用于驱动所述驱动组件的驱动电机组件；

所述驱动组件包括推进动力棍轴和辅助动力棍轴，所述推进动力棍轴的外壁设置有推进螺纹，所述推进动力棍轴和辅助动力棍轴均分别与所述驱动电机组件通过同步传动组件传动连接，所述推进动力棍轴和辅助动力棍轴沿径向间隔设置，所述推进动力棍轴和辅助动力棍轴之间形成管道型材穿行的狭缝通道，两个所述环形板之间还设置有用于引导管道型材端部进入所述狭缝通道的引导槽组件。

优选的，两个所述环形板底部均分别设置有支脚，且两个所述环形板上的支脚之间通过连杆相连固定。

优选的，所述驱动电机组件包括电机本体以及用于安装所述电机本体的电机安装座，所述电机安装座固定安装于所述安装支架顶部。

优选的，所述同步传动组件包括安装于所述电机本体输出轴上的主动链轮，各个所述推进动力棍轴和辅助动力棍轴的后侧端均分别安装有被动链轮，所述主动链轮与各个所述被动链轮之间通过同步链同步传动连接。

优选的，所述驱动组件还包括用于安装所述推进动力棍轴和辅助动力棍轴的轴承座。

优选的，所述限位组件包括无动力棍轴以及用于安装所述无动力棍轴的轴承座支架，所述轴承座支架的两端架设于两个所述环形板之间。

优选的，所述引导槽组件包括引导槽本体以及用于安装所述引导槽本体的安装架，所述安装架的两端架设于两个所述环形板之间。

优选的，所述安装架上横向开设有调节槽，所述引导槽本体的侧壁上并排设置有两个螺栓，所述引导槽本体通过两个所述螺栓与所述调节槽活动配合实现前后位置调节。

优选的，还包括安装于所述安装支架顶部的钢带压轮组件，所述钢带压轮组件包括凹槽压轮以及用于安装所述凹槽滚轮的压轮安装座。

一种地下管道螺旋缠绕修复装置的修复方法，包括以下步骤：

步骤一：调节引导槽本体的前后位置，使管道型材沟纹与所述推进动力棍轴的推进螺纹契合对准的情况下，管道型材不与所述引导槽本体的侧壁位置干涉或过渡剐蹭；

步骤二：启动电机本体驱动推进动力棍轴和辅助动力棍轴匀速旋转；

步骤三：将管道型材的端部由引导槽本体插入，并使管道型材沟纹与所述推进动力棍轴的推进螺纹契合对准，在推进动力棍轴的推进螺纹作用下，管道型材沿着推进动力棍轴和辅助动力棍轴之间的狭缝通道螺旋行进，且螺旋行进的导程为管道型材两侧沟纹之间的间距，行进过程中前后圈的管道型材沟纹之间相互扣合形成连续的圆筒管道；

步骤四：将成型所述管道由人孔井的上方伸下，并逐渐充满整个破损管道，然后在新管和旧管之间灌浆完成修复。

与现有技术相比，发明的有益效果为：

本发明地下管道螺旋缠绕修复装置采用若干相互间隔分布驱动组件和限位组件作为型材成型通道，驱动组件包括具有推进螺纹的推进动力棍轴和辅助动力棍轴，其中，推进动力棍轴和辅助动力棍轴之间形成管道型材穿行的狭缝通道，推进动力棍轴和辅助动力棍轴均分别与驱动电机组件通过同步传动组件传动连接，每一组推进动力棍轴和辅助动力棍轴在缠绕时均可对型材起到主动的夹持和推进作用，如此，在提高装置缠绕速度后，成型以及未成型的型材上各个方位均摊受力，稳定运行，可有效避免出现局部应力过大为产生形变甚至崩裂的情况。

本发明地下管道螺旋缠绕修复装置还具有钢带压轮组件，管道成型后由安装支架的前端推出，此时，在钢带压轮组件的凹槽压轮的侧方插入钢带型材，由凹槽压轮辗轧钢带型材，使钢带型材与成型管道的外壁接缝处沟纹贴合，从而使钢带型材作为管道型材连接卡合的防脱固定结构，使得成型后的管道强度更高，耐久性更好。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明正面立体结构示意图；

图2为本发明背面立体结构示意图；

图3为本发明正面结构示意图；

图4为本发明背面结构示意图；

图5为本发明引导槽组件结构示意图；

图6为本发明成型管道结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100-安装支架，110-支脚，120-连杆，130-环形板，200-驱动组件，210-推进动力棍轴，211-推进螺纹，220-辅助动力棍轴，230-轴承座，300-限位组件，310-无动力棍轴，320-轴承座支架，400-驱动电机组件，410-电机本体，420-电机安装座，500-同步传动组件，510-主动链轮，520-被动链轮，530-同步链，600-引导槽组件，610-引导槽本体，620-安装架，630-调节槽，700-钢带压轮组件，710-凹槽压轮，720-压轮安装座，a-管道型材，b-钢带型材。

具体实施方式

下面将结合发明实施例中的附图，对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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于发明保护的范围。

请参阅图1-6，发明提供一种技术方案：一种地下管道螺旋缠绕修复装置，包括由轴线间隔分布的两个环形板130所构成的安装支架100，每个环形板130均分别有若干个弧形板首尾相接而成，弧形板的数量可以根据实际情况进行加工设计，例如缠绕的尺寸等，在本实施例中，弧形板设置为四个。

两个环形板130底部均分别设置有支脚110，支脚110为板件结构，底部连接水平板，用于增加与地面接触面积，且两个环形板130上的支脚110之间通过连杆120相连固定，起到连接支撑固定作用。

两个环形板130之间设置有若干数量相同的驱动组件200和限位组件300，两个环形板130依靠驱动组件200和限位组件300两端连接固定，驱动组件200和限位组件300以相同的圆心呈环向阵列且驱动组件200和限位组件300相互间隔分布，安装支架100顶部设置于有用于驱动驱动组件200的驱动电机组件400。

具体的，驱动组件200包括推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220，推进动力棍轴210的外壁设置有推进螺纹211，推进螺纹211仅分布于推进动力棍轴210外壁的中部一段，与推进动力棍轴210为一体式结构，且推进螺纹211与管道型材外壁的沟槽相匹配，推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220均分别与驱动电机组件400通过同步传动组件500传动连接，驱动电机组件400驱动推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220转动时，推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220转动方向相反，推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220沿径向间隔设置，推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220之间形成管道型材穿行的狭缝通道，从内外两侧同步夹紧并旋转输送型材递进，每一组推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220在缠绕时均可对型材起到主动的夹持和推进作用，如此，在提高装置缠绕速度后，成型以及未成型的型材上各个方位均摊受力，稳定运行，可有效避免出现局部应力过大为产生形变甚至崩裂的情况。

具体的，驱动组件200还包括用于安装所述推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220的轴承座230，轴承座230内置轴承组，主要用于固定推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220，并支持推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220旋转运动。

具体的，驱动电机组件400包括电机本体410以及用于安装电机本体410的电机安装座420，电机安装座420固定安装于安装支架100顶部。

具体的，限位组件300包括无动力棍轴310以及用于安装无动力棍轴310的轴承座支架320，轴承座支架320的两端架设于两个环形板130之间，无动力棍轴310两端用过轴承座固定于轴承座支架320上，实际工作时，限位组件300设置于两组驱动组件200之间，无动力棍轴310抵接于管道型材外壁，对即将成型的管道起到限位塑形作用。

具体的，同步传动组件500包括安装于电机本体410输出轴上的主动链轮510，各个推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220的后侧端均分别安装有被动链轮520，主动链轮510与各个被动链轮520之间通过同步链530同步传动连接，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。

具体的，两个环形板130之间还设置有用于引导管道型材端部进入狭缝通道的引导槽组件600，引导槽组件600包括引导槽本体610以及用于安装引导槽本体610的安装架620，安装架620的两端架设于两个环形板130之间，作为进行进入通道，作为型材入料阶段的引导和扶持；进一步的，安装架620上横向开设有调节槽630，引导槽本体610的侧壁上并排设置有两个螺栓640，引导槽本体610通过两个螺栓640与调节槽630活动配合实现前后位置调节，通过将螺栓640拧松后，即可左右移动调整引导槽本体610，即调整引导槽本体610与推进螺纹211之间的位置关系，使得当型材的沟纹能够与推进螺纹211契合时，管道型材不与引导槽本体610的侧壁位置干涉或过渡剐蹭，使管道型材能够平整的运送。

具体的，装置还包括安装于安装支架100顶部的钢带压轮组件700，钢带压轮组件700包括凹槽压轮710以及用于安装凹槽滚轮710的压轮安装座720，管道成型后由安装支架100的前端推出，此时，在凹槽压轮710的侧方插入钢带型材，由凹槽压轮710辗轧钢带型材，使钢带型材与成型管道的外壁接缝处沟纹贴合，从而使钢带型材作为管道型材连接卡合的防脱固定结构。

具体的，管道型材a为工厂预制，可以为PVC材质，在管道型材的侧壁设置有若干等距分布的沟槽，左右两侧沟槽可以互相扣合的沟槽结构，钢带型材b为工厂预制，可以为刚材质，具有可包覆卡合两个管道型材沟槽连接缝的沟槽结构。

修复方法实施例：

一种地下管道螺旋缠绕修复装置的修复方法，包括以下步骤：

步骤一：调节引导槽本体610的前后位置，使管道型材沟纹与推进动力棍轴210的推进螺纹211契合对准的情况下，管道型材不与引导槽本体610的侧壁位置干涉或过渡剐蹭；

步骤二：将装置置于人孔井中，启动电机本体410驱动推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220匀速旋转；

步骤三：将管道型材的端部由引导槽本体610插入，并使管道型材沟纹与推进动力棍轴210的推进螺纹211契合对准，在推进动力棍轴210的推进螺纹211作用下，管道型材沿着推进动力棍轴210和辅助动力棍轴220之间的狭缝通道螺旋行进，且螺旋行进的导程为管道型材两侧沟纹之间的间距，行进过程中前后圈的管道型材沟纹之间相互扣合形成连续的圆筒管道，管道成型后由安装支架100的前端推出，此时，在凹槽压轮710的侧方插入钢带型材，由凹槽压轮710辗轧钢带型材，使钢带型材与成型管道的外壁接缝处沟纹贴合，从而使钢带型材作为管道型材连接卡合的防脱固定结构；

步骤四：成型后的管道由地下通道延伸，并逐渐充满整个破损管道，然后在新管和旧管之间灌浆完成修复。

在发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：包括由轴线间隔分布的两个环形板(130)所构成的安装支架(100)，两个所述环形板(130)之间设置有若干数量相同的驱动组件(200)和限位组件(300)，所述驱动组件(200)和限位组件(300)以相同的圆心呈环向阵列且所述驱动组件(200)和限位组件(300)相互间隔分布，所述安装支架(100)顶部设置于有用于驱动所述驱动组件(200)的驱动电机组件(400)；

所述驱动组件(200)包括推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)，所述推进动力棍轴(210)的外壁设置有推进螺纹(211)，所述推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)均分别与所述驱动电机组件(400)通过同步传动组件(500)传动连接，所述推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)沿径向间隔设置，所述推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)之间形成管道型材穿行的狭缝通道，两个所述环形板(130)之间还设置有用于引导管道型材进入所述狭缝通道的引导槽组件(600)。

2.根据权利要求1所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：两个所述环形板(130)底部均分别设置有支脚(110)，且两个所述环形板(130)上的支脚(110)之间通过连杆(120)相连固定。

3.根据权利要求2所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：所述驱动电机组件(400)包括电机本体(410)以及用于安装所述电机本体(410)的电机安装座(420)，所述电机安装座(420)固定安装于所述安装支架(100)顶部。

4.根据权利要求3所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：所述同步传动组件(500)包括安装于所述电机本体(410)输出轴上的主动链轮(510)，各个所述推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)的后侧端均分别安装有被动链轮(520)，所述主动链轮(510)与各个所述被动链轮(520)之间通过同步链(530)同步传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：所述驱动组件(200)还包括用于安装所述推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)的轴承座(230)。

6.根据权利要求5所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：所述限位组件(300)包括无动力棍轴(310)以及用于安装所述无动力棍轴(310)的轴承座支架(320)，所述轴承座支架(320)的两端架设于两个所述环形板(130)之间。

7.根据权利要求6所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：所述引导槽组件(600)包括引导槽本体(610)以及用于安装所述引导槽本体(610)的安装架(620)，所述安装架(620)的两端架设于两个所述环形板(130)之间。

8.根据权利要求7所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：所述安装架(620)上横向开设有调节槽(630)，所述引导槽本体(610)的侧壁上并排设置有两个螺栓(640)，所述引导槽本体(610)通过两个所述螺栓(640)与所述调节槽(630)活动配合实现前后位置调节。

9.根据权利要求8所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置，其特征在于：还包括安装于所述安装支架(100)顶部的钢带压轮组件(700)，所述钢带压轮组件(700)包括凹槽压轮(710)以及用于安装所述凹槽压轮(710)的压轮安装座(720)。

10.根据权利要求9所述的一种地下管道螺旋缠绕修复装置的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：调节引导槽本体(610)的前后位置，使管道型材沟纹与所述推进动力棍轴(210)的推进螺纹(211)契合对准的情况下，管道型材不与所述引导槽本体(610)的侧壁位置干涉或过渡剐蹭；

步骤二：将装置置于人孔井中，启动电机本体(410)驱动推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)匀速旋转；

步骤三：将管道型材的端部由引导槽本体(610)插入，并使管道型材沟纹与所述推进动力棍轴(210)的推进螺纹(211)契合对准，在推进动力棍轴(210)的推进螺纹(211)作用下，管道型材沿着推进动力棍轴(210)和辅助动力棍轴(220)之间的狭缝通道螺旋行进，且螺旋行进的导程为管道型材两侧沟纹之间的间距，行进过程中前后圈的管道型材沟纹之间相互扣合形成连续的圆筒管道，管道成型后由安装支架(100)的前端推出，此时，在凹槽压轮(710)的侧方插入钢带型材，由凹槽压轮(710)辗轧钢带型材，使钢带型材与成型管道的外壁接缝处沟纹贴合，从而使钢带型材作为管道型材连接卡合的防脱固定结构；

步骤四：成型后的管道由地下通道延伸，并逐渐充满整个破损管道，然后在新管和旧管之间灌浆完成修复。

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