CN115451233A - 一种安全封堵气囊及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全封堵气囊及其使用方法，包括合成外壳，所述合成外壳内设有隔断，并将其分为多个独立的密闭腔室，多个所述腔室分别通过连接管路与同一外部气源相连，至少一个所述腔室充气后与管道内壁涨紧抵靠。本发明中，通过在气囊内设置多个气室，提高了正常封堵作业时的封堵能力，提高了封堵的安全可靠性，同时可避免当单气室或相邻两个气室或多个气室(复杂环境下可能数个气室)被尖锐物品刺破、高压空气泄漏导致封堵失效时，剩余的气室能继续对管道进行封堵，可确保封堵安全可靠性。

Description

一种安全封堵气囊及其使用方法

技术领域

本发明涉及管道封堵技术领域，更具体涉及一种安全封堵气囊及其使用方法。

背景技术

市政排水管道工程施工分管道检测、养护、修复等几大类，高水位管道施工前期均需封堵管道后进行降水、排水、清洗等工作。气囊封堵是管道封堵最常用的方式之一，由于管线内存在较多支管的出水口，因此在潜水封堵段内(在施工的管段)采用橡胶气囊辅助封堵技术，便于施工顺利开展，也避免部分井位的高程差而造成排水不安全，影响疏通正常进行。

目前深度四米以下的竖井由工人站在地面井口用探杆将气囊塞进横井口，四米以上深度的井道，基本上是蛙人下井进行气囊封堵作业。

目前蛙人下井作业的困境：满水工况下井视野差，无法看清管道口状况，导致清除横井口垃圾或异物不彻底；且人手工清理有局限性，无法很好的清除建筑尖锐物或砌墙残留物；还有违规作业的不清理就直接安装气囊，极易导致封堵气囊充气后被刺破、封堵失效，造成财物损失或井下施工人员人身伤亡事故发生。

现有专利公告号为CN 214947331 U的专利文献公开了一种防爆预警式封堵气囊，包括内气囊以及外气囊，内气囊的内部设有数条加强筋，内气囊的内部被配置为主承压腔，外气囊的内部被配置为副承压腔，设置于外气囊一端的压盖，设置于气囊远离压盖一端的封头，穿过压盖、并穿过副承压腔连通于主承压腔的充气接头，固定连接在压盖上的连接杆，连接于连接杆头部的蜂鸣报警器，固定在充气接头上的压力传感器。

但其在管道口清理不彻底、气囊部分被尖锐物刺破、受损的情况下无法确保安全封堵管道，容易造成事故发生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，如何提高安全气囊的作业安全性和可靠性。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种安全封堵气囊，包括合成外壳以及设于合成外壳端部的多芯接头，所述合成外壳内设有隔断，并将其分为多个独立的密闭腔室，多个所述腔室分别通过连接管路与外部气源相连，多个所述腔室充气后与管道内壁涨紧抵靠，所述多芯接头通过多芯气管与外部气源相连；

所述多芯气管包括快换接头公头、快换接头母头、多个分支芯管、柔性护套，所述快换接头公头通过多个分支芯管与快换接头母头固定连接，所述快换接头公头、快换接头母头、分支芯管外侧包设有柔性护套，所述快换接头公头与多路电磁阀的输出端的固定连接，所述快换接头母头与多芯接头固定连接。

通过在气囊内设置多个气室，提高了正常封堵作业时的封堵能力，提高了封堵的安全可靠性，同时可避免当单气室或相邻两个气室或多个气室(复杂环境下可能数个气室)被尖锐物品刺破、高压空气泄漏导致封堵失效时，剩余的气室能继续对管道进行封堵，可确保封堵安全可靠性。

作为优选的技术方案，所述隔断包括与合成外壳固定连接的第一隔断、第二隔断、第三隔断、第四隔断，所述第一隔断、第二隔断、第三隔断、第四隔断沿合成外壳长度方向等距线性分布。

作为优选的技术方案，还包括多芯接头，所述隔断上均设有气嘴，所述多芯接头固定设于合成外壳端部，并通过所述连接管路与所述隔断上的气嘴对应连接，所述多芯接头上设有多个与外部气源接口相适配的进气通孔。

作为优选的技术方案，所述气嘴包括第一通气嘴、第二通气嘴、第三通气嘴、第四通气嘴，所述第一通气嘴、第二通气嘴、第三通气嘴、第四通气嘴分别固定设于第一隔断、第二隔断、第三隔断、第四隔断中间处。

作为优选的技术方案，所述第一隔断与合成外壳围合形成第一密闭气室，所述第一隔断与第二隔断围合形成第二密闭气室，所述第二隔断与第三隔断围合形成第三密闭气室，所述第三隔断与第四隔断围合形成第四密闭气室，所述第四隔断与合成外壳围合形成第五密闭气室。

作为优选的技术方案，所述合成外壳外侧固定连接有安全拉环，通过安全拉环的设置，可通过绳索将拉环与井口井盖进行固定，防止气囊因前后水压差太大或封堵及取出气囊过程中水流速过高而冲走气囊。

作为优选的技术方案，还包括多路电磁阀、空气压缩机、储气筒、控制器，所述空气压缩机通过储气筒与多路电磁阀的输入端相连，所述多芯接头通过多芯气管与多路电磁阀的输出端相连，所述多路电磁阀与控制器电性连接。

作为优选的技术方案，所述多路电磁阀与多芯气管之间设有压力传感器。

一种安全封堵气囊的使用方法，包括如下步骤：

S1：检查安全气囊表面是否干净，有无附着污物，充少量气检查是否完好无损、有无漏气的地方；确认气囊及所有配件正常后即可进入管道进行封堵作业；

S2：蛙人下井检查管道的内壁是否平整光滑，并及时反馈封堵前的检查结果，以判断是否具备封堵条件；

S3：将安全气囊放入需封堵的管道口处，通过多路电磁阀控制将空气经由多芯气管与安全气囊的多芯接头上五个进气通孔相连，每组阀接通并控制一个气室。通过控制器操控多路电磁阀同时或单独为气囊各气室充气，使安全气囊充气膨胀，涨紧在管道内壁上。

作为优选的技术方案，所述步骤S3中在气囊充气封堵过程中，安全绳一端系在安全拉环上，另一端固定在井口外井盖或井架上。

本发明的优点在于：

(1)本发明中，通过在气囊内设置多个气室，提高了正常封堵作业时的封堵能力，提高了封堵的安全可靠性，同时可避免当单气室或相邻两个气室或多个气室(复杂环境下可能数个气室)被尖锐物品刺破、高压空气泄漏导致封堵失效时，剩余的气室能继续对管道进行封堵，可确保封堵安全可靠性。

(2)本发明中，通过安全拉环的设置，可通过绳索将拉环与井口井盖进行固定，防止气囊因前后水压差太大或封堵及取出气囊过程中水流速过高而冲走气囊。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的多芯接头结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的尖锐结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的控制器结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的多芯气管结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的图5的A向端面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的图5的B向端面结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的图5的C-C截面结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的排气螺套结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种安全封堵气囊的排气螺套剖面结构示意图；

附图标号：1、多芯接头；2、合成外壳；3、第一通气嘴；4、第一隔断；5、第二通气嘴；6、第二隔断；7、第三通气嘴；8、第三隔断；9、第四通气嘴；10、第四隔断；11、安全拉环；12、压力传感器；13、储气筒；14、空气压缩机；15、控制器；16、多路电磁阀；17、多芯气管；1701、快换接头公头；1702、分支芯管；1703、凯夫拉合股线；1704、柔性护套；1705、快换接头母头；1706、顶针；1707、定位销；18、排气螺套；1801、螺套本体；1802、蜂窝顶针座；1803、排气顶针；1804、摇柄；1805、卡块；1806、排气孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，一种安全封堵气囊，包括多芯接头1、合成外壳2、隔断、气嘴、压力传感器12、控制器15、多路电磁阀16，合成外壳2内设有隔断，并将其分为多个独立的密闭腔室，多个腔室充气后与管道内壁涨紧抵靠，其中隔断上分别设有气嘴，气嘴通过连接管路与多芯接头1连接，多芯接头1通过气管与外部气源相连，多芯接头1固定连接在合成外壳2端部，多芯接头1上设有多个与外部气源接口相适配的进气通孔；

压力传感器12、控制器15、多路电磁阀16分别位于合成外壳2外侧，均为地面上的配套设施，多芯接头1通过多芯气管17与多路电磁阀16的输出端相连，多路电磁阀16与控制器15电性连接，气管上均设有压力传感器12，本实施例中，外部气源为空气压缩机14和储气筒13，空气压缩机14压缩空气储存在储气筒13中，通过气管与多路电磁阀16连接，多路电磁阀16为并联结构，经由多芯气管17与安全气囊的多芯接头1上五个进气通孔相连，每组阀接通并控制一个气室，操控多路电磁阀16可同时或单独为气囊各气室充气，使安全气囊充气膨胀，当安全气囊内气体压力达到规定要求时，安全气囊填满整个管道断面，涨紧在管道内壁上，实现管道封堵。

参阅图5、图8，多芯气管17包括快换接头公头1701、多个分支芯管1702、凯夫拉合股线1703、柔性护套1704、快换接头母头1705、顶针1706、定位销1707，其中分支芯管1702分别与设计腔室数量相对应，本实施例中以五个为例，快换接头公头1701通过多个分支芯管1702与快换接头母头1705固定连接，快换接头公头1701、快换接头母头1705、五个分支芯管1702外侧包设有柔性护套1704，柔性护套1704用于防护芯管和确保多芯气管17柔韧性，满足气管弯曲、扭曲、缠绕等复杂工况的通气需求，柔性护套1704内开设有圆管状通道，五个分支芯管1702均位于通道内，分支芯管1702之间的间隙填充有凯夫拉合股线1703，提高抗拉强度，快换接头公头1701与多路电磁阀16的输出端的固定连接，并与其相连通，快换接头母头1705与多芯接头1固定连接并与其相连通，快换接头公头1701内成型有五个进气通道，每个进气通道对应一个气室，每个进气通道中部均成型有一个矩形空腔，矩形空腔截面大于进气通道管径，矩形空腔右侧端壁通过弹簧弹性连接有钢球，钢球直径大于进气通道管径，常态下钢球在弹簧的弹性作用下抵紧在矩形空腔左端管壁，以实现对进气通道的封堵，快换接头母头1705右端固定连接有顶针1706，顶针1706上成型有环形孔分别与进气通道相连通即与对应的分支芯管1702连通。

参阅图2、图4，为了提高多路电磁阀16与多芯接头1的连接效果，多路电磁阀16通过连接管路连接有多芯快换接头，多芯快换接头上设有a、b、c、d、e五个进气顶柱(与顶针1706结构相同)，分别对应快换接头公头1701的多个进气通道，多芯接头1上的A、B、C、D、E通孔分别对应快换接头母头1705上的多个顶针1706，多芯接头1与多芯快换接头可通过多芯气管17的快换接头公头1701快速对接。

参阅图5、图6、图7，快换接头公头1701和快换接头母头1705均成型有定位销1707，多芯接头1和多芯快换接头上均成型有与定位销1707相适配的定位孔，为了提高快换接头公头1701与多芯快换接头、快换接头母头1705与多芯接头1的连接效果，多芯快换接头可与快换接头母头1705相同，多芯接头1与可与快换接头公头1701结构相同，在多芯气管17的快换接头母头1705旋合连接有螺套(市购管道连接标准件)，多芯接头1上分别成型有与其相适配的螺纹，在快换接头公头1701与多芯快换接头、快换接头母头1705与多芯接头1对接后，通过旋转螺套(带有握柄)使其连接紧固，分支芯管1702端部固定有分支O型圈，快换接头母头1705端面固定连接有总O型圈。

参阅图9、图10，还包括排气螺套18，排气时，快换接头公头1701外侧连接有排气螺套18，排气螺套18包括螺套本体1801、蜂窝顶针座1802、排气顶针1803、摇柄1804、卡块1805、排气孔1806；螺套本体1801与蜂窝顶针座1802转动连接，蜂窝顶针座1802上固定连接有卡块1805用以对螺套本体1801左端限位，蜂窝顶针座1802上开设有多个排气孔1806，蜂窝顶针座1802右端固定连接有五个排气顶针1803，排气顶针1803与快换接头公头1701内的钢球抵接后，气路导通，进行排气，螺套本体1801外侧固定连接有摇柄1804，螺套本体1801内侧壁与快换接头公头1701旋合连接，蜂窝顶针座1802端部还固定有定位销1707用于与快换接头公头1701的定位孔定位。

参阅图1，合成外壳2上固定连接有两个安全拉环11，安全拉环11位于气囊充气端，通过绳索与地面设备进行固定，防止绳索固定封堵后被压力水冲走，同时便于井下收放气囊。

参阅图1，隔断包括与合成外壳2粘接或缝制固定连接的第一隔断4、第二隔断6、第三隔断8、第四隔断10，第一隔断4、第二隔断6、第三隔断8、第四隔断10沿合成外壳2长度方向等距线性分布，隔断与合成外壳2的材质均为橡胶织物，但不限于此，气嘴包括第一通气嘴3、第二通气嘴5、第三通气嘴7、第四通气嘴9，第一通气嘴3、第二通气嘴5、第三通气嘴7、第四通气嘴9分别固定设于第一隔断4、第二隔断6、第三隔断8、第四隔断10中间处，第一隔断4与合成外壳2围合形成第一密闭气室，第一隔断4与第二隔断6围合形成第二密闭气室，第二隔断6与第三隔断8围合形成第三密闭气室，第三隔断8与第四隔断10围合形成第四密闭气室，第四隔断10与合成外壳2围合形成第五密闭气室。

使用方法：

检查安全气囊表面是否干净，有无附着污物，充少量气检查是否完好无损、有无漏气的地方。检查压力表指针是否指向零位，看准压力表单位(比如：Mpa、bar、kPa、Pa之间的换算)，避免看错压力表单位使充气压力过大，从而导致气囊破裂，确认气囊及所有配件正常后即可进入管道进行封堵作业；

蛙人下井检查管道的内壁是否平整光滑，有无凸起的尖锐物，底部有无沉积或垃圾；如有需蛙人立即清除，避免刺破安全气囊。同时蛙人需及时反馈封堵前的检查结果，以判断是否具备封堵条件；

将安全气囊放入需封堵的管道口处，空气压缩机14压缩空气储存在储气筒13中，通过气管与多路电磁阀16连接。通过多路电磁阀16控制将空气经由多芯气管17与安全气囊的多芯接头1上五个进气通孔相连，每组阀接通并控制一个气室。通过控制器15操控多路电磁阀16可同时或单独为气囊各气室充气，使安全气囊充气膨胀，当安全气囊内气体压力达到规定要求时，安全气囊填满整个管道断面，涨紧在管道内壁上，实现管道封堵。多路电磁阀16与各气室间分别设计有压力传感器12，用于检测充气压力，因排水压力或井下温度过高导致气囊内气体压力超出设定极限时，通过控制器15控制多路电磁阀16自动排气降压。因井下温度降低或慢性泄露等原因气囊压力低于设定极限时，多路电磁阀16开启自动为气囊补充气。当气囊被刺破、气压快速降低时，控制器15控制多路电磁阀16关闭，封住破损气室与其它气室和空气源的通路，其它气室正常保压封堵；

气囊充气封堵过程中，安全绳一端系在安全拉环11上，另一端固定在井口外井盖或井架上，防止气囊因前后水压差太大或封堵及取出气囊过程中水流速过高而冲走气囊；

施工完成后，通过控制器15控制多路电磁阀16排出各气室压缩空气，气囊缩回空瘪、折叠状态，通过拉绳自井下取出，清洗气囊表面并合理存放。

需要说明的是，普通气囊只有一个气室，本实施例中将普通气囊的一个气室分割为三个，并增加了两个气室长度，正常封堵作业时封堵能力增加了40％，提高了封堵的安全可靠性，用于不适合清理管道口的复杂环境，还可适度延长气囊长度、增加气室数量，进一步提高安全可靠性。同时多气室的设计与单气室的普通气囊相比，当单气室相邻两个气室或多个气室(复杂环境下可能数个气室)被尖锐物品刺破、高压空气泄漏导致封堵失效时，剩余的气室的有效封堵面积不低于普通气囊，可确保封堵安全可靠性，参阅图3，当安全封堵气囊的第二密闭气室和第三密闭气室被尖锐物扎破时，因各个气室独立密封，其他三个气室仍能实现有效封堵。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种安全封堵气囊，其特征在于，包括合成外壳(2)以及设于合成外壳(2)端部的多芯接头(1)，所述合成外壳(2)内设有隔断，并将其分为多个独立的密闭腔室，多个所述腔室分别通过连接管路与外部气源相连，多个所述腔室充气后与管道内壁涨紧抵靠，所述多芯接头(1)通过多芯气管(17)与外部气源相连；

所述多芯气管(17)包括快换接头公头(1701)、快换接头母头(1705)、多个分支芯管(1702)、柔性护套(1704)，所述快换接头公头(1701)通过多个分支芯管(1702)与快换接头母头(1705)固定连接，所述快换接头公头(1701)、快换接头母头(1705)、分支芯管(1702)外侧包设有柔性护套(1704)，所述快换接头公头(1701)与多路电磁阀(16)的输出端的固定连接，所述快换接头母头(1705)与多芯接头(1)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，所述隔断包括与合成外壳(2)固定连接的第一隔断(4)、第二隔断(6)、第三隔断(8)、第四隔断(10)，所述第一隔断(4)、第二隔断(6)、第三隔断(8)、第四隔断(10)沿合成外壳(2)长度方向等距线性分布。

3.根据权利要求2所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，所述隔断上均设有气嘴，所述多芯接头(1)通过所述连接管路与所述隔断上的气嘴对应连接，所述多芯接头(1)上设有多个与多芯气管(17)相适配的进气通孔。

4.根据权利要求3所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，所述气嘴包括第一通气嘴(3)、第二通气嘴(5)、第三通气嘴(7)、第四通气嘴(9)，所述第一通气嘴(3)、第二通气嘴(5)、第三通气嘴(7)、第四通气嘴(9)分别固定设于第一隔断(4)、第二隔断(6)、第三隔断(8)、第四隔断(10)中间处。

5.根据权利要求3所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，所述第一隔断(4)与合成外壳(2)围合形成第一密闭气室，所述第一隔断(4)与第二隔断(6)围合形成第二密闭气室，所述第二隔断(6)与第三隔断(8)围合形成第三密闭气室，所述第三隔断(8)与第四隔断(10)围合形成第四密闭气室，所述第四隔断(10)与合成外壳(2)围合形成第五密闭气室。

6.根据权利要求3所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，所述合成外壳(2)外侧固定连接有安全拉环(11)。

7.根据权利要求3所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，还包括多路电磁阀(16)、空气压缩机(14)、储气筒(13)、控制器(15)，所述空气压缩机(14)通过储气筒(13)与多路电磁阀(16)的输入端相连，所述多芯接头(1)通过多芯气管(17)与多路电磁阀(16)的输出端相连，所述多路电磁阀(16)与控制器(15)电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，所述多路电磁阀(16)与多芯气管(17)之间设有压力传感器(12)。

9.一种如权利要求6-8所述的任一一项安全封堵气囊的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：检查安全气囊表面是否干净，有无附着污物，充少量气检查是否完好无损、有无漏气的地方；确认气囊及所有配件正常后即可进入管道进行封堵作业；

S2：蛙人下井检查管道的内壁是否平整光滑，并及时反馈封堵前的检查结果，以判断是否具备封堵条件；

S3：将安全气囊放入需封堵的管道口处，通过多路电磁阀(16)控制将空气经由多芯气管(17)与安全气囊的多芯接头(1)上五个进气通孔相连，每组阀接通并控制一个气室。通过控制器(15)操控多路电磁阀(16)同时或单独为气囊各气室充气，使安全气囊充气膨胀，涨紧在管道内壁上。

10.根据权利要求9所述的一种安全封堵气囊，其特征在于，所述步骤S3中在气囊充气封堵过程中，安全绳一端系在安全拉环(11)上，另一端固定在井口外井盖或井架上。

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