CN114962848A - 一种非开挖式施工管道修复装置及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种非开挖式施工管道修复装置及其修复方法，涉及管道修复技术的领域。其包括导向杆、安装在导向杆一端的限位组件和套设在导向杆上的拓撑件，其中限位环与拓撑件之间的导向杆上套设有折叠成“U”型的修复衬管，修复衬管被挤压卡接在限位组件与拓撑件之间，所述拓撑件朝向限位组件的端面为向外突出的锥形面，且拓撑件的锥形端伸入到修复衬管的内腔中。本申请通过修复装置进行管内修复的方式，减少了城市管道修复过程中，挖开道路的修复方式会影响到周围交通情况甚至出现损坏其余管道的情况。

Description

一种非开挖式施工管道修复装置及其修复方法

技术领域

本申请涉及管道修复技术的领域，尤其是涉及一种非开挖式施工管道修复装置及其修复方法。

背景技术

城市中交错纵横的管道系统是支撑社会发展及保证人民生活的重要的基础设施之一，管道维护养护则是保证其正常运行的必要手段。

相关技术中，管道的修复工作需要通过开挖管道周围的地面，然后对待修复管道进行修复。

针对上述中的相关技术，发明人发现当管道损伤部位位于城市区时，周围的地下线路与管道的布设情况较为复杂，管道的挖开修复不仅会影响到周围交通情况，而且经常会出现损坏其余管道的情况。

发明内容

为了减少城市管道修复过程中，挖开道路的修复方式会影响到周围交通情况甚至出现损坏其余管道的情况，本申请提供一种非开挖式施工管道修复装置及其修复方法。

第一方面，本申请提供的一种非开挖式施工管道修复装置采用如下的技术方案：

一种非开挖式施工管道修复装置，包括导向杆、安装在导向杆一端的限位组件和套设在导向杆上的拓撑件，其中限位组件与拓撑件之间的导向杆上套设有折叠成“U”型的修复衬管，修复衬管被挤压卡接在限位组件与拓撑件之间，所述拓撑件朝向限位组件的端面为突出的锥形面，且拓撑件的锥形端伸入到修复衬管的内腔中。

通过采用上述技术方案，工作人员先控制修复装置到达管道破损位置处，使得破损位置位于修复衬管的外围，然后驱动拓撑件逐渐靠近限位件，在此过程中，拓撑件逐渐伸入并穿过修复衬管的内部，将修复衬管撑拓恢复成圆管状结构，且修复衬管的外壁会随着拓撑件的运动紧紧贴合在待修复管道的内壁上，随后通过对修复衬管进行加热，以增加修复衬管与待修复管道之间的密封性，完成对整个管道的修复。

以上通过修复装置进行管内修复的方式减少了城市管道修复过程中，管路修复会影响到周围交通情况甚至出现损坏其余管道的情况。

可选的，所述限位组件、导向杆与拓撑件同轴设置；

所述拓撑件上固接有用于驱动拓撑件在导向杆长度方向运动的驱动电机，驱动电机的输出轴上同轴固接有传动齿轮，所述导向杆的长度方向上均匀开设有与传动齿轮啮合的齿槽。

通过采用上述技术方案，当修复装置待修复管道破损位置时，启动驱动电机能够逐渐将拓撑件挤入到修复衬管内，将修复衬管撑开至压力弯折前的管径大小，从而使修复衬管紧紧贴合在待修复管道内壁上。

可选的，所述驱动电机相对于导向杆的长度方向倾斜设置，且多个所述齿槽在导向杆上呈螺旋状布设。

通过采用上述技术方案，在驱动电机驱动拓撑件进行移动时，拓撑件会围绕导向杆进行周向转动，更有利于拓撑件进入到修复衬管中将修复衬管撑开。

可选的，所述限位组件包括限位件，限位件朝向拓撑件的一侧开设有与拓撑件的锥形端适配的让位槽。

通过采用上述技术方案，在驱动电机的驱动下，锥形端会伸入到锥形槽内。在一定程度上减少了限位环对拓撑件位移量的限制，从而保证了修复衬管靠近限位件的端部也能在拓撑件的支撑下恢复原状。

可选的，所述限位件的外径小于恢复原状的修复衬管的内径；

所述限位组件还包括若干铰接在限位件朝向拓撑件端面上的限位杆，限位杆的两端分别为卡接端和自由端，卡接端和自由端分别位于让位槽内壁的两侧，且卡接端伸出限位件后与修复衬管抵接，限位杆背离修复衬管的一侧与限位件抵接。

通过采用上述技术方案，限位杆被挤压固定在限位件与修复衬管之间，对修复衬管的移动范围进行了限制，驱动电机启动前，修复衬管被卡接在限位杆与拓撑件之间。

驱动电机启动后，限位杆持续对修复衬管进行限位，直到拓撑件与限位杆的自由端抵接，之后拓撑件会推动限位杆发生转动，使得卡接端不再对修复衬管进行卡接限制，以便于使修复衬管对待修复管道进行修复后，将修复装置取出。

可选的，所述让位槽的内壁上与限位杆对应的位置处开设有用于容纳限位杆的容纳槽。

通过采用上述技术方案，进一步减少了限位杆对拓撑件前进范围的影响，保证了修复衬管的完全撑开。

可选的，所述拓撑件的外壁上设置有加热层。

通过采用上述技术方案，在拓撑件相对于修复衬管进行移动时，工作人员会启动加热层，使得拓撑件对修复衬管进行撑拓时，软化修复衬管，使拓撑件更容易钻入修复衬管中对修复衬管进行撑拓，同时也使得修复衬管能够更容易与待修读的管道进行密封贴合，以提高管道的修复效果。

可选的，所述拓撑件的外壁与加热层之间设置有隔热层。

通过采用上述技术方案，减少了加热层升温后对驱动电机等结构产生的影响。

可选的，所述导向杆远离限位组件的一端同轴固接有撑板，撑板的外周壁上均匀布设有至少三个滚轮，所述滚轮抵接于待修复管道的内壁上。

通过采用上述技术方案，撑板能够在一定程度上对导向杆远离限位组件的端部进行支撑，以减少拓撑件与管道内壁的接触，导致拓撑件表面出现划伤的情况。

另一方面，公开了一种非开挖式施工管道修复方法，包括一下步骤：

将修复衬管用专用机器进行压力弯折，使其横截面的外轮廓形状呈现“U”型；

将修复衬管套装在导向杆上，并使修复衬管的一端抵接在限位杆的卡接端上，使修复衬管的另一端抵接在拓撑件的锥形端面上；

将修复装置送入到待修复管道的破损部位；

启动驱动电机带动拓撑件向限位组件移动，同时为加热层供电；

当拓撑件抵接于让位槽的内壁后，关闭驱动电机和加热层，等待修复衬管的冷却后将修复装置缓慢拉出待修复管道。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过修复装置将修复衬管送入管道内对管道进行嵌套修复的管内修复方式，能够减少城市管道修复过程中，挖开道路的修复方式会影响到周围交通情况甚至出现损坏其余管道或线路的情况；

2.通过铰接在限位件上的限位杆对修复衬管进行限位，使得在使拓撑件对修复衬管进行撑拓时，保证修复衬管所在的位置，并在撑拓完成后使得限位组件能够通过修复衬管的内腔，从而顺利将修复装置取出；

3.通过在拓撑件上安装加热丝，使得拓撑件能在对修复衬管继续拧撑拓时，对修复衬管进行加热，使得修复衬管与待修复管道之间的联系更加紧密。

附图说明

图1是本申请实施例中修复装置的整体组装结构示意图。

图2是本申请实施例中拓撑件的内部结构剖视图。

图3是本申请实施例中导杆和限位组件的结构示意图。

附图标记说明：1、导向杆；11、齿槽；12、撑板；13、滚轮；14、压簧；2、限位组件；21、限位件；211、让位槽；212、容纳槽；22、限位杆；221、卡接端；222、自由端；223、铰接杆；224、伸缩杆；225、紧固螺母；3、拓撑件；31、加热层；32、加热丝；33、隔热层；34、安装孔；35、驱动电机；36、传动齿轮；4、修复衬管。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

首先，本申请实施例公开一种非开挖式施工管道修复装置。参照图1，修复装置包括导向杆1、同轴安装在导向杆1一端的限位组件2和同轴套设在导向杆1上的拓撑件3。其中限位环与拓撑件3之间的导向杆1上套设有横截面折叠成“U”型的修复衬管4，修复衬管4的材质可以选用HDPE材质。修复衬管4的一端面与限位组件2抵接，另一端面与拓撑件3抵接，使得修复衬管4被挤压固定在限位组件2与拓撑件3之间。

拓撑件3整体呈中央开孔且外表面光滑的圆柱状结构，为了便于拓撑件3伸入到修复衬管4内进行撑拓，使修复衬管4恢复折叠前的管径与形状，拓撑件3朝向限位组件2的端面为向外突出的锥形面，且拓撑件3锥形端面的尖端部分伸入到修复衬管4的内腔中。

当修复装置被送入到待修复管道的破损位置处时，驱动拓撑件3向限位组件2的放线进行移动，导向杆1对拓撑件3的导向，使得拓撑件3逐渐伸入修复衬管4的内部对修复衬管4进行撑拓，使得修复衬管4恢复原先的直径并与待修复管道的内壁紧紧抵接，从而以“管中套管”的方式完成对破损位置的遮挡修复。

之后通过对修复衬管4进行加热，使得修复衬管4进一步受热后，软化涨贴到旧管道的内壁上，与旧管道紧密的贴合，以保证修复后管道的密封性能。

在其他实施例中，可选用的一种加热方式为蒸汽加热。即向修复衬管4位置处输送热蒸汽，使其受热。

参照图2，本申请实施例中的加热结构为设置在拓撑件3表面的加热层31，加热层31中缠绕布设有加热丝32。

在拓撑件3钻入修复衬管4内进行承拓时，工作人员会为加热层31通电，使得拓撑件3对修复衬管4进行撑拓的过程中，对修复衬管4进行加热软化，使拓撑件3更容易钻入修复衬管4中对修复衬管4进行撑拓，同时也使得修复衬管4能够更容易与待修复的管道进行密封贴合，以提高管道的修复效果。

进一步的，为了减少加热层31升温后对拓撑件3内部结构产生的影响。拓撑件3的外壁与加热层31之间设置有隔热层33。

参照图1与图2，拓撑件3内开设有安装孔34，安装孔34的内壁上固接有用于驱动拓撑件3在导向杆1长度方向运动的驱动电机35，驱动电机35的输出轴上同轴固接有传动齿轮36。

导向杆1的长度方向上均匀开设有与传动齿轮36啮合的齿槽11，传动齿轮36的轮齿嵌入到齿槽11内。

当驱动电机35启动后，传动齿轮36随之转动，通过传动齿轮36与齿槽11的配合，会将驱动电机35的转动转化为拓撑件3沿导向杆1长度方向的直线运动，使得拓撑件3能够伸入修复衬管4中对修复衬管4进行撑拓。

参照图2和图3，驱动电机35相对于导向杆1的长度方向倾斜设置，且多个齿槽11在导向杆1的长度方向上呈螺旋状布设。

在驱动电机35启动后，拓撑件3会围绕导向杆1进行周向转动，更有利于拓撑件3钻入到修复衬管4中将修复衬管4撑开，同时也在一定程度上减少了修复衬管4受热后与拓撑件3产生粘连的情况。

参照图3，限位组件2包括锥形的限位件21，限位件21的尖端背离拓撑件3。限位件21朝向拓撑件3的一面开设有与拓撑件3的锥形端适配的锥形让位槽211，导向杆1的一端伸入到让位槽211内固接于限位件21的尖端位置处。随着拓撑件3的靠近，拓撑件3的锥形端面会伸入让位槽211内与让位槽211的内壁贴合。

在驱动电机35的驱动下，拓撑件3的锥形端面会伸入到让位槽211内。在一定程度上减少了限位件21对拓撑件3位移量的限制，从而保证了修复衬管4靠近限位件21的端部也能在拓撑件3的支撑下恢复原本的直径。

为了便于限位件21通过修复衬管4从而将修复装置取出待修复管道的情况，限位件21的最大外径小于恢复原状的修复衬管4的内径。

参照图3，限位组件2还包括若干铰接在限位件21朝向拓撑件3端面上的限位杆22，本申请实施例中限位杆22的数量为四根，且四根限位杆22围绕限位件21的轴线呈放射状均匀布设。

限位杆22的中部铰接在限位件21内侧边缘位置，现将限位杆22的两端分别命名为卡接端221和自由端222，卡接端221和自由端222分别位于让位槽211内壁的两侧，且卡接端221伸出限位件21后与修复衬管4的端面相抵接，限位杆22背离修复衬管4的一侧与限位件21的外边缘抵接。

为了进一步限制限位杆22的转动范围，使得限位杆22能够保持一定的倾斜角度，从而增加卡接端221与修复衬管4抵接位置到限位件21的距离，进而优化限位杆22对修复衬管4的卡接限位效果，限位件21朝向修复衬管4的端面为朝向导向杆1中央位置处倾斜的环形面。

驱动电机35启动前，限位杆22被夹持固定在限位件21与修复衬管4之间，从而对修复衬管4的移动范围进行了限制，修复衬管4被夹持卡接在限位杆22与拓撑件3之间随修复装置同步移动。

驱动电机35启动后，限位杆22会持续对修复衬管4进行限位，直到拓撑件3与限位杆22的自由端222抵接，之后拓撑件3会推动限位杆22的自由端222使限位杆22发生转动，直到卡接端221到达修复衬管4的内侧，不再对修复衬管4进行卡接限制，此时工作人员能够拉动修复装置，使得修复装置穿过修复衬管4，将修复装置取出。

参照图3，进一步的，为了减少限位杆22对拓撑件3前进范围的影响，从而保证修复衬管4被拓撑件3完全撑开，让位槽211的内壁上与限位杆22对应的位置处开设有用于容纳限位杆22的容纳槽212，容纳槽212的数量与限位杆22的数量一致。当限位杆22的卡接端221旋转至修复衬管4的内侧时，限位杆22的自由端222嵌入到容纳槽212内。

值得注意的是，为了适应不同直径的待修复管道，拓撑件3设置有不同直径的多种规格，实际使用过程中需要根据管道直径安装不同管径的拓撑件3。

同时为了提高限位组件22对不同管径待修复管道的适应性，限位杆22设置为可伸缩结构。具体来说，限位杆22包括铰接杆223和伸缩杆224，铰接杆223与限位件21铰接。铰接杆223远离让位槽211的一端同轴开设有螺纹孔，伸缩杆224外壁开设有与螺纹孔适配的外螺纹，且伸缩杆224螺纹连接在螺纹孔内。

为了在使用过程中，对限位杆22的总长度进行限制，伸缩杆224上螺纹连接有紧固螺母225，紧固螺母225与铰接杆223的端面紧紧抵接。

参照图1，上述技术方案适用于竖直方向的管道修复工作。在横向或倾斜的管道内进行管道修复时，为了减少拓撑件3与待修复管道的内壁接触导致拓撑件3表面擦伤的情况，导向杆1远离限位组件2的一端同轴螺纹连接有圆形撑板12，撑板12的规格与拓撑件3的规格相对应。撑板12的外周壁上均匀布设有至少三个滚轮13，所有滚轮13均抵接于待修复管道的内壁上。

为了提高撑板12与滚轮13对不同待修复管道的适应性，滚轮13与撑板12的连接关系为铰接，且撑板12上固接有与滚轮13一一对应的多个压簧14，压簧14远离撑板12的一端与滚轮13的安装座固接，滚轮13在压簧14的弹性挤压下持续抵接在待修复管道的内壁上。

进一步的，作为一个可选的技术方案，在实际的使用中，为了拓宽修复装置的适用范围，撑板12上可以添加控制修复装置运动的驱动装置；同时为了使工作人员能够对待修复管道内的情况进行把控，使得修复装置移动到预定的修复位置，撑板12或导向杆1上可以安装摄像机和照明设备。

然后，本申请实施例公开一种应用上述非开挖式施工管道修复装置的非开挖式施工管道修复方法，其步骤如下：

将修复衬管4用专用机器进行弯折，使其上侧下凹，横截面的外轮廓形状呈现“U”型；

根据待修复管道的内径选用配套的拓撑件3和撑板12，并调节限位杆22的长度；

将修复衬管4穿过限位组件2套装在导向杆1上，并转动限位杆22的位置，使修复衬管4的一端抵接在限位杆22的卡接端221上，使修复衬管4的另一端抵接在拓撑件3的锥形端面上；

将修复装置送入到待修复管道的破损部位，使得破损位置处于修复衬管4的外侧；

启动驱动电机35，带动拓撑件3沿导向杆1的长度方向移动向限位组件2，同时为加热层31供电，使得加热层31升温，使得接触加热层31的修复衬管4受热软化；

当拓撑件3抵接于让位槽211的内壁后，关闭驱动电机35和加热层31，等待修复衬管4的冷却后将修复装置缓慢拉出待修复管道，完成对管道的修复工作。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：包括导向杆(1)、安装在导向杆(1)一端的限位组件(2)和套设在导向杆(1)上的拓撑件(3)，其中限位组件(2)与拓撑件(3)之间的导向杆(1)上套设有折叠成“U”型的修复衬管(4)，修复衬管(4)被挤压卡接在限位组件(2)与拓撑件(3)之间，所述拓撑件(3)朝向限位组件(2)的端面为突出的锥形面，且拓撑件(3)的锥形端伸入到修复衬管(4)的内腔中。

2.根据权利要求1所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述限位组件(2)、导向杆(1)与拓撑件(3)同轴设置；

所述拓撑件(3)上固接有用于驱动拓撑件(3)在导向杆(1)长度方向运动的驱动电机(35)，驱动电机(35)的输出轴上同轴固接有传动齿轮(36)，所述导向杆(1)的长度方向上均匀开设有与传动齿轮(36)啮合的齿槽(11)。

3.根据权利要求2所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述驱动电机(35)相对于导向杆(1)的长度方向倾斜设置，且多个所述齿槽(11)在导向杆(1)上呈螺旋状布设。

4.根据权利要求2所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述限位组件(2)包括限位件(21)，限位件(21)朝向拓撑件(3)的一侧开设有与拓撑件(3)的锥形端适配的让位槽(211)。

5.根据权利要求4所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述限位件(21)的外径小于恢复管径的修复衬管(4)的内径；

所述限位组件(2)还包括若干铰接在限位件(21)朝向拓撑件(3)端面上的限位杆(22)，限位杆(22)的两端分别为卡接端(221)和自由端(222)，卡接端(221)和自由端(222)分别位于让位槽(211)内壁的两侧，且卡接端(221)伸出限位件(21)后与修复衬管(4)抵接，限位杆(22)背离修复衬管(4)的一侧与限位件(21)抵接。

6.根据权利要求5所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述让位槽(211)的内壁上与限位杆(22)对应的位置处开设有用于容纳限位杆(22)的容纳槽(212)。

7.根据权利要求2所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述拓撑件(3)的外壁上设置有加热层(31)。

8.根据权利要求7所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述拓撑件(3)的外壁与加热层(31)之间设置有隔热层(33)。

9.根据权利要求2所述的一种非开挖式施工管道修复装置，其特征在于：所述导向杆(1)远离限位组件(2)的一端同轴固接有撑板(12)，撑板(12)的外周壁上均匀布设有至少三个滚轮(13)，所述滚轮(13)抵接于待修复管道的内壁上。

10.一种非开挖式施工管道修复方法，其特征在于：包括以下步骤：

将修复衬管(4)用机器进行压力弯折，使其横截面外轮廓形状呈现“U”型；

将修复衬管(4)套装在导向杆(1)上，并使修复衬管(4)的一端抵接在限位杆(22)的卡接端(221)上，使修复衬管(4)的另一端抵接在拓撑件(3)的锥形端面上；

将修复装置送入到待修复管道的破损部位，使修复衬管(4)与破损位置对应；

启动驱动电机(35)带动拓撑件(3)向限位组件(2)移动，同时为加热层(31)供电；

当拓撑件(3)抵接于让位槽(211)的内壁后，关闭驱动电机(35)和加热层(31)，等待修复衬管(4)的冷却后将修复装置缓慢拉出待修复管道。

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