CN115166923A - 一种无损固定光纤装置 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种无损固定光纤装置，包括内箍、包管和压紧件；所述内箍匹配套装并固定在管道的内壁上，并在内箍与管道接触的侧面上贯穿设置的压槽，包管将光纤包裹在内，并嵌套在压槽内；所述包管的外侧设置有压紧件，压紧件的末端设置有弧形的顶压套，驱动压紧件能够使顶压套向下运动并顶触光纤，使光纤紧贴于管道内壁；本发明设置了包管和用于稳固包管的内箍，并在包管内设置了顶压套，通过给顶压套施加稳定向内的推力来对包管内部的光纤进行压紧，使光纤紧贴管道内壁，为了提高紧贴效果，本发明设置了弹片和倒齿的组合结构，起到保护光纤的作用，提高光纤监测的灵敏度与准确性，预防爆管等危险事故的发生。

Description

一种无损固定光纤装置

技术领域

本发明属于大型管道检测技术领域，具体涉及一种无损固定光纤装置。

背景技术

PCCP管道作为大型埋地输水管道，广泛应用于长距离输水线路、城市供水、电厂循环水等工程。由于PCCP管道制造、安装、运行环境等多方面原因，管道中的预应力钢丝容易腐蚀，进而发生断裂，当断丝达到一定程度就会因管道强度降低而爆管。

爆管具有灾难性和突发性,事先没有任何征兆,不仅会中断供水,还会引起洪灾和各种公共安全事故。为了准确的监测PCCP管道受外界环境入侵状况、管道预应力钢丝发生断丝的数量与位置等信息，以便及时对PCCP管道进行修复加固，通常采用光纤监测法对管道进行监测。

现有的做法是将光纤布置于管道内壁，管道受到破坏时，通过光纤将破坏处的声信号传递给信号处理端，调节声音阈值的大小，比对声音破坏的信息，可以准确的定位发生破坏的位置及受损状况，如断丝的位置及数量等，以便及时对受损处进行修复，预防事故的发生，但是由于结构上的缺陷，PCCP管道内部光纤固定无法始终紧贴管道内壁，以至使监测出现盲区，难以准确监测全范围入侵或断丝位置，基于此，研究一种无损固定光纤装置是必要的。

发明内容

针对现有设备存在的缺陷和问题，本发明提供一种无损固定光纤装置，有效的解决了现有光纤无法始终紧贴PCCP管内壁，致使监测存在盲区，难以全范围监控入侵或断丝位置的问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种无损固定光纤装置，包括内箍、包管和压紧件；所述内箍匹配套装并固定在管道的内壁上，并在内箍与管道接触的侧面上贯穿设置的压槽，所述包管将光纤包裹在内，并嵌套在压槽内；所述包管的外侧设置有压紧件，压紧件的末端设置有弧形的顶压套，驱动压紧件能够使顶压套向下运动并顶触光纤，使光纤紧贴于管道内壁。

进一步的，所述压紧件包括紧固螺丝，所述包管的外侧间隔设置有螺孔，紧固螺丝螺纹连接在螺孔内，其末端通过限位块与顶压套转动且限位连接。

进一步的，所述压紧件包括限位板、倒齿、弹片和顶杆；所述包管的上部两侧设置有限位板，两限位板的相对面上设置有对应的倒齿，所述弹片处于倒齿内，所述顶杆贯穿包管，并间隔均布在弹片与顶压套之间。

进一步的，所述顶杆上设置有挡台，挡台与包管的外壁之间的顶杆上设置有弹簧。

进一步的，还包括用于赶压弹片的赶压装置，所述赶压装置包括移动轮、转辊、把手和压杆；所述限位板的外侧设置有轨道，所述移动轮嵌套于轨道内，所述转辊与移动轮的转轴固定套装在一起，所述把手转动设置在转轴上，所述压杆沿径向设置在转辊上，两限位板之间设置有连板，所述压杆能够随着转动深入连板的间隙对弹片进行向下挤压。

进一步的，所述压杆为长度可调的伸缩杆，所述伸缩杆包括套杆和套筒，套杆套装在套筒内，并可通过顶丝锁死。

进一步的，所述轨道内设置有齿条，移动轮为齿轮。

进一步的，所述弹片的上部设置有气囊，所述限位板的上部设置有封堵板，封堵板将气囊包裹在内，并设置有为气囊充气的气管。

进一步的，所述内箍的外侧设置有调节框，调节框上螺纹连接有调节丝，所述内箍嵌套在管道的承插口内，并通过调节丝来适配承插口的宽度。

进一步的，所述包管的底部设置有密封垫；所述包管包括接头管和连接管，所述接头管嵌套并固定在压槽内，所述连接管和接头管的两端设置有对应的连接板，连接板之间通过螺栓连接固定。

本发明的有益效果：本发明利用内箍作为固定基础，对包管的外侧施加压力，使包管紧贴管道内壁上，将光纤包裹在包管内部，为了使光纤能够始终与管道内壁贴合，本发明在包管的内壁上设置有顶压套，通过压紧件从顶压套的外壁施加顶推力，使顶压套将光纤顶压在管道内壁上。

本发明为了给顶压套施加顶推力，设置了间隔均布的紧固螺丝，紧固螺丝与包管之间的螺纹配合实现旋进顶推；但是这种方式仅能提供间隔均布的单点推力，所能给顶压套施加的推力有限，并且需要多点施工，耗时费力，基于此，本发明设置了带有倒齿的限位板结构，利用弹片与倒齿的配合来给顶杆施加向下的压力，进而使顶压套向下运动来将光纤紧贴与管道内壁。

本发明中利用具有自锁功能的倒齿与弹片配合，能够使顶压套保持施工前的松弛状态和施工后的顶压状态，且两个状态能够处于基本稳定的状态，并在施加一定作用力后从松弛状态向顶压状态转变，且状态不可逆，进而实现对顶压套的施力，并进一步为了给顶压套施加推力，本发明设置了赶压装置或气囊结构来给弹片施加向下的推力。

由此，本发明设置了包管和用于稳固包管的内箍，并在包管内设置了顶压套，通过给顶压套施加稳定向内的推力来对包管内部的光纤进行压紧，使光纤紧贴管道内壁，为了提高紧贴效果，本发明设置了弹片和倒齿的组合结构，来给顶压套施加一个稳定、且施工方便推力，起到保护光纤的作用，提高光纤监测的灵敏度与准确性，预防爆管等危险事故的发生。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的正视图。

图3为图1的半剖图。

图4为内箍的结构示意图。

图5为图4的正视图。

图6为紧固螺丝压紧顶压套的结构示意图。

图7为弹片压紧顶压套的结构示意图。

图8为赶压装置的结构示意图。

图9为轨道的结构示意图。

图10为气囊压紧顶压套的结构示意图。

图中的标号为：1为管道，2为内箍，3为包管，31为连接管，32为接通管，4为压槽，5为调节框，6为调节丝，7为光纤，8为顶压套，9为紧固螺丝，10为限位块，11为顶杆，12为挡台，13为弹簧，14为弹片，15为限位板，16为倒齿，17为轨道，18为移动轮，19为转辊，20为压杆，21为把手，22为齿条，23为连板，24为空隙，25为封堵板，26为气管，27为气囊。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：本实施例旨在提供一种无损固定光纤装置，主要用于将光纤紧贴于管道内壁，针对目前的光纤固定方式，其一般采用粘连的方式将包管固定在管道的内壁上，并在固定时利用其自身侧壁压力将光纤紧贴于管道内壁，这种结构由于结构上的缺陷，粘连固定和顶压光纤难以两全，容易存在缝隙，致使包管容易脱落，且粘连固定的方式一般为一次性结构，当出现故障或者维修时难以二次使用，基于此，本实施例提供了一种无损固定光纤装置。

如图1-5中展示，针对PCCP管道内部光纤固定方式存在无法紧贴内壁以至难以准确监测入侵或断丝位置问题，同时尽可能降低对管道自身的影响，本发明提供一种无损固定光纤装置，包括内箍2、包管3和压紧件；内箍2匹配套装并固定在管道1的内壁上，并在内箍2与管道1接触的侧面上贯穿设置的压槽4，利用内箍2的压力来稳固包管3，内箍2基本结构呈圆形结构，包管3为半圆形或者方管结构，且包管3的底部为与管道1内壁适配的弧面结构，使包管3紧贴管道后能够适配管道1的内壁，并利用内箍3进行稳固，使包管紧贴管道。

在施工时，首先布置光纤7，然后利用包管3将光纤7包裹在内，然后将包管3嵌套在压槽4内；内箍2可以根据包管3的自身刚性来间隔均布，以提高稳固效果。

为了使光纤7能始终紧贴管道1内壁，本实施例在包管3的外侧设置有压紧件，压紧件的末端设置有弧形的顶压套8，驱动压紧件能够使顶压套8向下运动并顶触光纤7，使光纤7紧贴于管道1内壁。

作为一种实施方式如图6中展示，压紧件包括紧固螺丝9，包管3的外侧间隔设置有螺孔，紧固螺丝9螺纹连接在螺孔内，其末端通过限位块10与顶压套8转动且限位连接。

由此，本实施例利用内箍2作为固定基础，对包管3的外侧施加压力，使包管3紧贴管道1内壁上，将光纤7包裹在包管内部，为了使光纤7能够始终与管道1内壁贴合，在包管3的内壁上设置有顶压套8，通过压紧件从顶压套的外壁施加顶推力，为了给顶压套施加顶推力，紧固螺丝与包管之间的螺纹配合实现旋进顶推，使顶压套将光纤顶压在管道内壁上。

顶压套与内箍通过紧固螺丝9固定两者的连接片连接成一体。顶压套起保护与固定光纤作用，为保证光纤全程紧贴管道内壁，提高监测精度，每段顶压套等距设置紧固螺丝9。通过调节顶压套上的螺丝，使螺丝末端的顶压套轻轻挤压光纤，使得光纤紧贴内壁，提高监测精度，本实施例中内箍、顶压套均使用强度高、轻质、防水、防腐蚀且成本低的材料。

实施例2：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对包管的结构进一步说明。

本实施例如图3中所示，在包管3的底部设置有密封垫；包管3包括接头管32和连接管31，接头管32嵌套并固定在压槽4内，连接管31和接头管32的两端设置有对应的连接板，连接板之间通过螺栓连接固定。

本实施例根据包管的自身刚性将包管设置为多节连接管31，并将接头管32与内箍2匹配固定在一起，在施工时可以首先施工光纤7，然后施工内箍2，将多节接头管32预压光纤7，然后在施工连接管，操作方便，可分段施工连接管，各工序不会干涉，提高了施工效率，同时分段多节施工，作业标准。

实施例3：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对压紧件的结构进一步说明。

本实施例如图7中展示，压紧件包括限位板15、倒齿16、弹片14和顶杆11；包管3的上部两侧设置有限位板15，两限位板15的相对面上设置有对应的倒齿16，弹片14处于倒齿16内，并可沿倒齿16向下运动，顶杆11贯穿包管3，并间隔均布在弹片14与顶压套8之间，顶杆11上设置有挡台12，挡台12与包管3的外壁之间的顶杆上设置有弹簧13，同时本实施例中顶杆11与包管3的间隙之间为密封配合。

利用弹簧13的弹力能够始终挡台12始终向上运动，并将顶压套8始终向上，并能够处于施工前的松弛状态，以便于包管3将光纤7包裹，然后给弹片施加一个外力，使其沿倒齿向下运动，来将顶压套套从松弛状态转变至顶压状态，且两个状态能够处于基本稳定的状态，并在施加一定作用力后从松弛状态向顶压状态转变，且状态不可逆，进而实现对顶压套的施力，并进一步为了给顶压套施加推力，本发明设置了赶压装置或气囊结构来给弹片施加向下的推力。

实施例4：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例设置了为弹片施加推力的赶压装置。

如图8中所示，本实施例提供了一种用于赶压弹片的赶压装置，赶压装置包括移动轮18、转辊19、把手21和压杆20；限位板10的外侧设置有轨道17，移动轮18嵌套于轨道17内并可沿轨道17移动，转辊19与移动轮18的转轴固定套装在一起，把手21转动设置在转轴上，通过把手21向前推动转轴，使移动轮18在轨道17上转动，压杆20沿径向设置在转辊19上，为了提高限位板10之间的连接强度，两限位板之间设置有连板23，所述压杆20能够随着转动深入连板的间隙24对弹片14进行向下挤压。

在进一步实施时，本实施例中压杆20为长度可调的伸缩杆，伸缩杆包括套杆和套筒，套杆套装在套筒内，并可通过顶丝锁死，压杆长度可调，能够根据情况来调整对弹片的顶压程度。

为了使压杆20与连板23之间的间隙24能稳定配合，在轨道17内设置有齿条22，移动轮为齿轮，利用齿条22与齿轮的啮合来使压杆能够始终经过连板间的间隙，并顶压弹片。

实施例5：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对弹片处于封闭的结构中。

本实施例中弹片的上部设置有气囊27，所述限位板10的上部设置有封堵板25，封堵板25将气囊27包裹在内，并设置有为气囊27充气的气管26。

从而本实施例中通过气囊27的膨胀来向下压迫弹片，并在实施时，将气囊27设置了定量的膨胀结构，即气囊27在膨胀时具有最大的膨胀幅度，并将该状态作为顶压弹片14的幅度，且本结构中气囊27和弹片14处于被限位板和封堵板组合的封闭结构中，能够适用于具有水流的隧道内。

实施例6：本实施例与实施例1基本相同，其区别在于：本实施例对内箍2的固定方式进一步说明。

本实施例中，管道1的对接口处存在承插口，内箍2的外侧设置有调节框，调节框5上螺纹连接有调节丝6，所述内箍2嵌套在管道1的承插口内，并通过调节丝6来适配承插口的宽度，将内箍嵌套在承插口内，使其具有沿管道轴向的挡台，避免其滑动，提高了装配的稳定性，且利用调节丝能够调节内箍的宽度，来适配不同宽度的承插口。

内箍位于两根管道承插口处，顺水流方向安置，管道连接处存在3~4cm接缝，内箍紧贴承插口接缝固定，内箍连接压片垂直插入接缝，通过调节框中的调节丝，直至调节丝紧贴接缝，横向固定内箍，防止内箍受水流影响发生位置移动，调节丝中安装受压状态下的弹簧，内箍安装过程中通过调节弹簧使内箍紧贴管道内壁。

Claims (10)

1.一种无损固定光纤装置，其特征在于：包括内箍、包管和压紧件；所述内箍匹配套装并固定在管道的内壁上，并在内箍与管道接触的侧面上贯穿设置的压槽，所述包管将光纤包裹在内，并嵌套在压槽内；所述包管的外侧设置有压紧件，压紧件的末端设置有弧形的顶压套，驱动压紧件能够使顶压套向下运动并顶触光纤，使光纤紧贴于管道内壁。

2.根据权利要求1所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述压紧件包括紧固螺丝，所述包管的外侧间隔设置有螺孔，紧固螺丝螺纹连接在螺孔内，其末端通过限位块与顶压套转动且限位连接。

3.根据权利要求1所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述压紧件包括限位板、倒齿、弹片和顶杆；所述包管的上部两侧设置有限位板，两限位板的相对面上设置有对应的倒齿，所述弹片处于倒齿内，所述顶杆贯穿包管，并间隔均布在弹片与顶压套之间。

4.根据权利要求3所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述顶杆上设置有挡台，挡台与包管的外壁之间的顶杆上设置有弹簧。

5.根据权利要求3所述的无损固定光纤装置，其特征在于：还包括用于赶压弹片的赶压装置，所述赶压装置包括移动轮、转辊、把手和压杆；所述限位板的外侧设置有轨道，所述移动轮嵌套于轨道内，所述转辊与移动轮的转轴固定套装在一起，所述把手转动设置在转轴上，所述压杆沿径向设置在转辊上，两限位板之间设置有连板，所述压杆能够随着转动深入连板的间隙对弹片进行向下挤压。

6.根据权利要求5所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述压杆为长度可调的伸缩杆，所述伸缩杆包括套杆和套筒，套杆套装在套筒内，并可通过顶丝锁死。

7.根据权利要求5所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述轨道内设置有齿条，移动轮为齿轮。

8.根据权利要求3所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述弹片的上部设置有气囊，所述限位板的上部设置有封堵板，封堵板将气囊包裹在内，并设置有为气囊充气的气管。

9.根据权利要求1所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述内箍的外侧设置有调节框，调节框上螺纹连接有调节丝，所述内箍嵌套在管道的承接槽内，并通过调节丝来适配承接槽的宽度。

10.根据权利要求1所述的无损固定光纤装置，其特征在于：所述包管的底部设置有密封垫；所述包管包括接头管和连接管，所述接头管嵌套并固定在压槽内，所述连接管和接头管的两端设置有对应的连接板，连接板之间通过螺栓连接固定。

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