CN115875532A - 一种管道用可承压封堵气囊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道用可承压封堵气囊，属于高压管道检修、封堵等施工作业技术领域，该封堵气囊包括主体、端盖、环状气囊、安装环和安全阀等，一个或多个环状气囊套装在主体的台阶上，环状气囊的内侧开口处设置有180°回转翻边，安全阀安装在主体的通气腔内、用于在环状气囊破损时，封闭对应的通气分孔；导向定位杆可移动的安装在直滑槽内，驱动盘的旋转运动能够带动多个导向定位杆同步伸缩。与现有方案相比，该结构采用多个气囊的串联结构，即使前端气囊破损也能够保证整体封堵不失效，配置的导向定位杆能够在其膨胀时保证轴心稳定、并可靠引导气囊进入到管道的指定位置，与传统气囊相比，其气囊封堵内压可以提升55%以上，封堵压力可达1.8MPa以上。

Description

一种管道用可承压封堵气囊

技术领域

本发明属于高压管道检修、封堵等施工作业技术领域，尤其涉及一种管道用可承压封堵气囊。

背景技术

在油气管道、排水管道技术领域，经常需要对特定管道进行封堵，以实现对管道的检修、封堵等施工作业，由于封堵气囊直径可调、适应性强在管道封堵领域具有广阔的应用前景。

例如：为保证供水安全及检修工作正常进行，在PCCP输水管道上安装了空气阀、蝶阀、伸缩节、泄水球阀等大量的水利设备，在传统的输水管线的检修和抢修作业中，如要对管线上的设备进行检修和更换，需要将设备所处管道上、下游的截止阀门关闭，并使用排水设备将管道内部的水排空后，才能够对设备进行检修作业，待工作完成后还要对排空的管道进行充水，造成停水时间延长，甚至排、充水等准备时间会是正常更换设备时间的8～10倍，直接影响下游受水城市的正常供水。此时，如果利用管道封堵气囊，则可以在不将管道排空的情况下，对设备进行检修和更换，避免了反复充水对管线造成的危害，大大缩短了检修工作时间。

再例如：在石油天然气长输管道、城市燃气管道施工中，管道坡口为厂家预制或现场提前制作，由于管道工程量较大，施工周期长，均按照施工节点分作业面进行，每日施工完成后，均会出现未焊接管道坡口（俗称留头），如不进行封堵，夜间会存在动物、灰尘石砂进入管道，可能对管道造成破坏，或影响后期试压、清管等工序，不仅在前期施工过程中，而且在后期特定管道维修、检测时，技术人员也需要尺寸合适、承压能力强的封堵装置。此时，如果配备合适的封堵气囊，则能够快速实现封堵，大幅节约施工时间、提升工作效率。

在现有技术中，部分技术人员虽然提出了管道封堵气囊的技术方案，但是，通过具体分析和研究，发现现有封堵气囊在承压情况下工作时仍然存在如下技术问题：

1）气囊在承压状态下膨胀时，在压力和外力作用下其轴心容易偏斜、易导致气囊与管道内壁的接触面不对称、受力不均匀，端部外轮廓出现应力集中点，导致整体承压能力快速下降，此时，气囊端部的形变会进一步导致压力液体或气体进入气囊侧壁，快速降低其整体外壁与管道内壁之间的摩擦力，当气囊所承受的外力大于摩擦力，则会出现整体滑移、气囊封堵失效。

2）现有封堵气囊普遍采用单气囊结构，管道内壁工况复杂，气囊在膨胀封堵过程中，若遇到内壁毛刺、内壁划痕等容易破损，或遇到异物撞击、剐蹭时，容易因局部破损导致封堵失效。

3）现有封堵气囊中，气囊外壁光滑，导致橡胶与管壁的摩擦力不足，从而使封堵压力极值偏小，此外，气囊的内侧开口端面普遍采用90°翻边，在封堵过程中，当管内压力不断增大时，橡胶气囊端面的横截面会快速变窄，导致橡胶气囊容易从支撑结构中脱落失效。

4）现有封堵气囊普遍未配置导向定位装置，当需要封堵内部管道时，通常采用钢丝绳、滑轮进行牵引，例如：封堵泄水井和排水井之间的管道，需要将气囊送到指定位置，使气囊进气端距离阀门法兰大约2.50m处时停止拖动，此时，气囊整体是否倾斜、气囊是否位于管道轴心处等技术要求无法保障。

如何解决现有气囊面临的上述问题，是进一步提升气囊封堵质量和扩大气囊应用范围的技术难点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种管道用可承压封堵气囊，该结构采用多个气囊的串联结构，即使前端气囊破损也能够保证整体封堵不失效，配置的导向定位杆能够在其膨胀时保证轴心稳定、并可靠引导气囊进入到管道的指定位置，与传统气囊相比，其气囊封堵内压可以提升55%以上，封堵压力可达1.8MPa以上。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种管道用可承压封堵气囊，其特征在于，包括主体、端盖、环状气囊、安装环、间隔环、安全阀、安装座、导向定位杆、驱动盘和驱动杆，其中：

所述主体为圆柱状结构，主体的一端设置有定位环台，主体在定位环台的内侧形成台阶，主体沿轴线开设有中心孔，中心孔的末端设置有螺纹孔，主体内还设置有一个轴向的通气主孔和多个径向的通气分孔，通气分孔的内端连通通气主孔，通气分孔的外端设置有通气腔，通气腔的内壁顶端攻丝，通气主孔的外端安装有通气嘴；

所述端盖通过螺纹端头安装在螺纹孔内，端盖沿轴向设置有端孔；

一个或多个所述环状气囊套装在台阶上，环状气囊的两侧由定位环台和端盖限位，多个环状气囊之间设置有间隔环，环状气囊的内侧开口处设置有180°回转翻边，环状气囊的外侧设置有接触密封管壁用的凸起密封环；

所述安装环套装在台阶上、且位于环状气囊的内部，安装环用于支撑、密封所述环状气囊，安装环的表面开设有通气口，所述通气口位于通气腔的上方，安装环的内壁中部设置有定位凸台，定位凸台的两侧台阶形成安装环状气囊用的安装腔，安装腔的底部设置有限位环槽，限位环槽用于安装环状气囊的180°回转翻边；

所述安全阀安装在通气腔内、用于在环状气囊破损时，封闭对应的通气分孔；

所述定位环台的外端、以及端盖的外端均由机床加工有安装座，所述安装座包括多个径向设置、且对称布置的直滑槽；

所述导向定位杆可移动的安装在直滑槽内；

所述安装座的外端设置有驱动盘，所述的驱动盘的旋转运动能够带动同一平面的多个导向定位杆同步伸缩；

所述驱动杆依次穿过顶部的驱动盘中心、顶部的定位盖中心、主体的中心孔、端盖的端孔、底部的定位盖中心和底部的驱动盘中心 ，通过旋转驱动杆能够同步带动两端的驱动盘旋转。

优选的，所述安全阀包括带孔腰型螺母、通气槽、移动轴、底盘、密封锥头、阀体密封圈、通气孔、密封压簧、定磁环和动磁环，其中：

所述带孔腰型螺母安装在通气腔内，带孔腰型螺母的腰部与通气腔的内壁之间形成所述通气槽；

所述移动轴可移动的安装在带孔腰型螺母的中孔内；

所述底盘设置在移动轴的底部，底盘与通气腔之间采用间隙配合，间隙为0.20mm至1.50mm；

所述密封锥头设置在底盘下侧，密封锥头的尺寸与通气分孔的尺寸一致，密封锥头上套装有阀体密封圈；

所述阀体密封圈与底盘紧密贴合、且尺寸一致，阀体密封圈与底盘的周边对称开设有多个通气孔；

所述密封压簧安装在底盘与带孔腰型螺母之间；

所述定磁环套装在移动轴上、且与带孔腰型螺母固连；

所述动磁环套装在移动轴上、且与底盘固连；

在未受外力时，定磁环和动磁环相互吸引，磁吸力大于密封压簧的弹力，密封锥头远离通气分孔；

当通气口内的压力突增时，底盘靠近通气槽的一侧受力增大，当外侧压力与密封压簧的弹力之和大于磁吸力时，定磁环和动磁环相互分离，密封锥头进入通气分孔、与阀体密封圈配合完成对通气分孔的封堵。

优选的，所述安装座的外沿开设有定位环槽，所述定位环槽上安装有定位圈，定位圈的顶部与安装座的顶部齐平，定位圈用于防止导向定位杆脱落，安装座上还开设有连接通气嘴用的气嘴孔。

优选的，所述导向定位杆包括横向滑动杆、滚轮、竖向传动杆、滑套和限位螺母，其中：所述横向滑动杆的外端安装有滚轮，横向滑动杆的内端连接有竖向传动杆，横向滑动杆和竖向传动杆构成L型滑动杆；所述竖向传动杆的顶部套装有滑套，竖向传动杆的末端安装有限位螺母。

优选的，所述驱动盘的中部设置有限位孔，驱动盘上对称设置有三个或四个驱动弧槽，所述驱动弧槽套装在滑套上、且由限位螺母定位，驱动盘上还设置有安装充气嘴用的气嘴弧槽，其中：

驱动盘匀速旋转35°至55°的过程中，滑套和竖向传动杆也从底端移动到顶端，滑套的外轮廓在驱动盘上的投影的包络线形成了驱动弧槽的内轮廓；

所述气嘴弧槽与驱动盘同心布置。

优选的，所述驱动盘的限位孔的翻边上设置有花键，花键与驱动杆上的键槽配合传动。

优选的，所述驱动杆的末端安装有驱动头，驱动杆的两端设置有螺纹段，驱动头与顶部的驱动盘之间设置有预紧弹簧。

优选的，还包括定位杆，所述定位杆分为定位软管和定位直杆，其中：

所述定位杆上设置有尺度，其内部布置有通气管；

所述定位杆的末端通过安装头连接驱动头的连接头，安装头上设置有连接嘴，通气管通过连接嘴、外部软管连接通气嘴；

所述定位软管由皮套和皮套的蛇骨组成。

优选的，所述驱动杆的中部套装有传动密封结构，传动密封结构用于动密封驱动杆与中心孔之间的间隙，所述传动密封结构包括两种结构：

结构一：传动密封结构包括两个高压密封圈，两个高压密封圈相对设置在驱动杆的密封槽内；

结构二：传动密封结构包括两个高压密封圈和三个耐磨环，两个高压密封圈分别布置在三个耐磨环之间。

优选的，所述高压密封圈包括外挡圈、内接触圈、外密封圈和V型支撑簧，其中：

所述内接触圈紧密套装在驱动杆的密封槽上，内接触圈的一端倾斜翘起形成外挡圈，外挡圈用于阻挡灰尘和大颗粒杂物，内接触圈的另一端向上延伸形成外密封圈，外密封圈的内部安装有V型支撑簧，内接触圈和外挡圈的高度一致，外挡圈的水平夹角β的范围为60°至85°，外密封圈的中部夹角α的范围25°至40°，外挡圈和外密封圈均能够在承压状态下实现自密封。

本发明的一种管道用可承压封堵气囊具有以下有益效果：

1）环状气囊与内部安装环的密封连接处采用的是180°的回转翻边，增加了其接触面和摩擦力，能够显著提升其密封性，与传统90°折边方案相比，可以显著提升气囊封堵内压，解决了在封堵过程中，由于管内压力增大，使橡胶气囊端面的横截面变窄，导致橡胶气囊容易脱落或漏气失效的技术问题。此外，环状气囊的外部对称设置有多个凸起密封环，提升了气囊外壁与内管壁的摩擦力。

2）该气囊的前后两端配置有导向定位结构，气囊的两端均设置有滚轮，方便气囊在定位杆的引导下进入到管道内指定位置，由于导向定位杆的长度可调，能够在不同直径的管道下，尽可能保持气囊的轴心不倾斜、且与管道轴心一致，解决了现有钢丝绳牵引时，引起的气囊整体倾斜、受力不均等技术问题。此时，气囊在封堵膨胀时，其轴心稳定、不偏斜，能够确保气囊与管道内壁的接触面对称、受力均匀，提升整体承压能力，避免端部外轮廓出现应力集中点。

3）该封堵气囊采用多气囊同轴串联的布置形式且配置有安全阀，能够适应高压、复杂环境，即便遇到内壁毛刺或异物剐蹭导致某个气囊损坏，其他气囊依旧可以独立封堵，其封堵压力可达1.8MPa以上。特别是，该安全阀能够在气囊内部压力突变的情况下，实现自动封堵，避免气囊整体失效。

4）该封堵气囊中的驱动杆和主体中心孔之间布置了新型密封方案，密封方案中利用多个耐磨环和高压密封圈提升了其密封性和同轴度，能够在低成本的方案下，有效防止管道内部液体、气体泄漏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中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本发明的一些实施方式，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是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的主体结构示意图；

图3是本发明的环状气囊和安装环结构示意图；

图4是本发明的环状气囊和安装环装配示意图；

图5是本发明的安全阀结构示意图；

图6是本发明的带孔腰型螺母结构示意图；

图7是本发明的移动轴与底盘结构示意图；

图8是本发明的通气孔结构示意图；

图9是本发明的安全阀工作示意图；

图10是本发明的安全阀复位示意图；

图11是本发明的安全阀应用示意图；

图12是本发明的安装座、导向定位杆和驱动盘安装示意图；

图13是本发明的导向定位杆工作示意图；

图14是本发明的导向定位杆结构示意图；

图15是本发明的驱动杆结构示意图；

图16是本发明的定位软管结构示意图；

图17是本发明的定位直杆结构示意图；

图18是本发明的第一传动密封方案示意图；

图19是本发明的第二传动密封方案示意图；

图20是本发明的高压密封圈结构示意图；

图21是本发明的高压密封圈角度示意图。

其中，1-主体、101-定位环台、102-台阶、103-中心孔、104-螺纹孔、105-通气主孔、106-通气分孔、107-通气腔、108-通气嘴、2-端盖、201-螺纹端头、202-端孔、3-环状气囊、301-180°回转翻边、302-凸起密封环、4-安装环、401-通气口、402-定位凸台、403-安装腔、404-限位环槽、5-间隔环、6-安全阀、601-带孔腰型螺母、602-通气槽、603-移动轴、604-底盘、605-密封锥头、606-阀体密封圈、607-通气孔、608-密封压簧、609-定磁环、610-动磁环、7-安装座、701-直滑槽、702-定位环槽、703-定位圈、704-气嘴孔、8-导向定位杆、801-横向滑动杆、802-滚轮、803-竖向传动杆、804-滑套、805-限位螺母、9-驱动盘、901-限位孔、902-驱动弧槽、903-气嘴弧槽、904-花键、10-驱动杆、1001-驱动头、1002-螺纹段、1003-预紧弹簧、1004-连接头、1005-键槽、11-定位杆、1101-定位软管、1102-定位直杆、1103-尺度、1104-通气管、1105-皮套、1106-蛇骨、1107-安装头、1108-连接嘴、12-传动密封结构、1201-高压密封圈、1202-耐磨环、1203-外挡圈、1204-内接触圈、1205-外密封圈、1206-V型支撑簧。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以下将结合附图对本发明进行详细说明。

实施例一

如图1至图3所示，该管道用可承压封堵气囊包括主体1、端盖2、环状气囊3、安装环4和间隔环5，图中，主体1为圆柱状结构，主体1的一端设置有定位环台101，主体1在定位环台101的内侧形成台阶102，该结构便于加工，使用车床对圆柱体进行机铣即可。主体1内还设置有一个轴向的通气主孔105和多个径向的通气分孔106，通气分孔106的内端连通通气主孔105，通气分孔106的外端设置有通气腔107，通气腔107的内壁顶端攻丝，通气主孔105的外端安装有通气嘴108，通气主孔105和通气分孔106通过钻床可得，通气嘴108用于连接外部气管。

图中，端盖2通过螺纹端头201安装在螺纹孔104内。一个或多个环状气囊3套装在台阶102上，环状气囊3的两侧由定位环台101和端盖2限位，多个环状气囊3之间设置有间隔环5，环状气囊3的内侧开口处设置有180°回转翻边301，环状气囊3的外侧设置有接触密封管壁用的凸起密封环302。安装环4套装在台阶102上、且位于环状气囊3的内部，安装环4用于支撑、密封环状气囊3，安装环4的表面开设有通气口401，通气口401位于通气腔107的上方，安装环4的内壁中部设置有定位凸台402，定位凸台402的两侧台阶形成安装环状气囊3用的安装腔403，安装腔403的底部设置有限位环槽404，限位环槽404用于安装环状气囊3的180°回转翻边301。

本实施例中，环状气囊3的气囊的数量为两个，实际应用时，其数量可以为三个或四个等，环状气囊3采用高级芳香族聚酰胺纤维增强橡胶制成，在受到轴向的挤压力时，180°回转翻边301能够与作为支撑结构的安装环4紧密接触、并密封，该结构利用端盖2即可实现环状气囊3的拆装。

需要说明的是，环状气囊与内部安装环的密封连接处采用的是180°的回转翻边，增加了其接触面和摩擦力，能够显著提升其密封性，与传统90°折边方案相比，可以显著提升气囊封堵内压，解决了在封堵过程中，由于管内压力增大，使橡胶气囊端面的横截面变窄，导致橡胶气囊容易脱落或漏气失效的技术问题。此外，环状气囊的外部对称设置有多个凸起密封环，提升了气囊外壁与管壁的摩擦力。

实施例二

如图4至图11所示，通气腔107的内螺纹面上还安装有安全阀6，安全阀6用于在环状气囊3破损时，封闭对应的通气分孔106。图中，安全阀6包括带孔腰型螺母601、通气槽602、移动轴603、底盘604、密封锥头605、阀体密封圈606、通气孔607、密封压簧608、定磁环609和动磁环610，其中：带孔腰型螺母601安装在通气腔107内，带孔腰型螺母601的腰部与通气腔107的内壁之间形成通气槽602；移动轴603可移动的安装在带孔腰型螺母601的中孔内，移动轴603的外端不高出中孔，以避免影响安装环4的安装，底盘604设置在移动轴603的底部，底盘604与通气腔107之间采用间隙配合，间隙为0.20mm至1.50mm，设置极小的可移动间隙，避免大量气体或液体从中通过，密封锥头605设置在底盘604下侧，密封锥头605的尺寸与通气分孔106的尺寸一致，密封锥头605上套装有阀体密封圈606；阀体密封圈606与底盘604紧密贴合、且尺寸一致，阀体密封圈606与底盘604的周边对称开设有多个通气孔607，图中，通气孔607的数量为8个，密封压簧608安装在底盘604与带孔腰型螺母601之间；定磁环609套装在移动轴603上、且与带孔腰型螺母601固连；动磁环610套装在移动轴603上、且与底盘604固连。

工作过程如下：在未受外力时，定磁环609和动磁环610相互吸引，磁吸力大于密封压簧608的弹力，密封锥头605远离通气分孔106，如图5所示。当通气口401内的压力突增时，由于高压液体或气体无法大量穿过通气孔607，此时，底盘604靠近通气槽602的一侧受力增大，当外侧压力与密封压簧608的弹力之和大于磁吸力时，定磁环609和动磁环610相互分离，密封锥头605进入通气分孔106、与阀体密封圈606配合完成对通气分孔106的封堵，如图9所示。当需要恢复初始位置时，只需要增大通气主孔105的压力，此时，底盘604靠近通气分孔106的一侧受力增大，当内侧压力与磁吸力之和大于密封压簧608的弹力时，定磁环609和动磁环610相互吸引，密封锥头605远离通气分孔106，如图10所示。如图11所示，上下布置有两个安全阀6，当底部的环状气囊3破损时，高压气体或液体快速进入到底部的环状气囊3内部，此时，底部的安全阀6被触发，底部的通气分孔106关闭，顶部的环状气囊3可以继续工作，实施封堵作业，密封锥头605、通气槽602、密封压簧608、通气孔607等的尺寸要基于上述工作原理具体设计。

实施例三

如图12至图15所示，端盖2沿轴向设置有端孔202，主体1沿轴线开设有中心孔103，中心孔103的末端设置有螺纹孔104。图中，定位环台101的外端、以及端盖2的外端均由机床加工有安装座7，安装座7包括多个径向设置、且对称布置的直滑槽701；导向定位杆8可移动的安装在直滑槽701内；安装座7的外端设置有驱动盘9，的驱动盘9的旋转运动能够带动同一平面的多个导向定位杆8同步伸缩；驱动杆10依次穿过顶部的驱动盘9中心、顶部的定位盖7中心、主体1的中心孔103、端盖2的端孔202、底部的定位盖7中心和底部的驱动盘9中心，通过旋转驱动杆10能够同步带动两端的驱动盘9旋转。

具体的，安装座7的外沿开设有定位环槽702，定位环槽702上安装有定位圈703，定位圈703的顶部与安装座7的顶部齐平，定位圈703用于防止导向定位杆8脱落，安装座7上还开设有连接通气嘴108用的气嘴孔704。需要说明的是，定位环槽702非必要技术特征，可以用预紧弹簧1003进行替代。

具体的，导向定位杆8包括横向滑动杆801、滚轮802、竖向传动杆803、滑套804和限位螺母805，其中：横向滑动杆801的外端安装有滚轮802，横向滑动杆801的内端连接有竖向传动杆803，横向滑动杆801和竖向传动杆803构成L型滑动杆；竖向传动杆803的顶部套装有滑套804，竖向传动杆803的末端安装有限位螺母805，图中，包括四个间隔90°的导向定位杆8，直滑槽701的高度大于L型滑动杆的轴径，此时，L型滑动杆只能前后移动、无法旋转。

具体的，驱动盘9的中部设置有限位孔901，驱动盘9上对称设置有三个或四个驱动弧槽902，驱动弧槽902套装在滑套804上、且由限位螺母805定位，驱动盘9上还设置有安装充气嘴1043用的气嘴弧槽903，其中：驱动盘9匀速旋转35°至55°的过程中，滑套804和竖向传动杆803也从底端移动到顶端，滑套804的外轮廓在驱动盘9上的投影的包络线形成了驱动弧槽902的内轮廓；气嘴弧槽903与驱动盘9同心布置。

具体的，驱动盘9的限位孔901的翻边上设置有花键904，花键904与驱动杆10上的键槽1005配合传动。驱动杆10的末端安装有驱动头1001，驱动杆10的两端设置有螺纹段1002，驱动头1001与顶部的驱动盘9之间设置有预紧弹簧1003，本实施例中，中心孔103的两端攻丝。

实际工作时，首先根据要封堵的管径，旋转驱动杆以调整导向定位杆的伸出长度，确保四周滚轮802能够紧密接触管壁。之后，再利用牵引装置或驱动杆将气囊送入到管道内指定位置。该气囊的前后两端配置有导向定位结构，气囊的两端均设置有滚轮，方便气囊在定位杆的引导下进入到管道内指定位置，由于导向定位杆的长度可调，能够在不同直径的管道下，尽可能保持气囊的轴心不倾斜、且与管道轴心一致，解决了现有钢丝绳牵引时，引起的气囊整体倾斜、受力不均等技术问题。此时，气囊在封堵膨胀时，其轴心稳定、不偏斜，能够确保气囊与管道内壁的接触面对称、受力均匀，提升整体承压能力，避免端部外轮廓出现应力集中点。

实施例四

如图16和图17所示，还包括连接在驱动杆10上的定位杆11，定位杆11分为定位软管1101和定位直杆1102，其中：定位杆11上设置有尺度1103，其内部布置有通气管1104。具体的， 定位杆11的末端通过安装头1107连接驱动头1001的连接头1004，安装头1107上设置有连接嘴1108，通气管1104通过连接嘴1108、外部软管连接通气嘴108；定位软管1101由皮套1105和皮套1105的蛇骨1106组成。

需要说明的是，还可以采用定位直杆1102末端结合定位软管1101的技术方案，利用皮套1105和蛇骨1106能够将气囊送到具有一定弧度的弯管中。此外，尺度1103可以方便的看出深入管道的长度，定位直杆1102的末端可以由人工手动送入，送入后可以在其末端安装限位装置，例如：限位座、限位法兰等增加气囊整体的封堵力。

实施例五

如图18至图21所示，驱动杆10的中部套装有传动密封结构12，传动密封结构12用于动密封驱动杆10与中心孔103之间的间隙，传动密封结构12包括两种结构：

结构一：传动密封结构12包括两个高压密封圈1201，两个高压密封圈1201相对设置在驱动杆10的密封槽内，如图18所示，高压密封圈1201唇口处分别对向外端。

结构二：传动密封结构12包括两个高压密封圈1201和三个耐磨环1202，两个高压密封圈1201分别布置在三个耐磨环1202之间，如图19所示，高压密封圈1201包括外挡圈1203、内接触圈1204、外密封圈1205和V型支撑簧1206，其中：内接触圈1204紧密套装在驱动杆10的密封槽上，内接触圈1204的一端倾斜翘起形成外挡圈1203，外挡圈1203用于阻挡灰尘和大颗粒杂物，内接触圈1204的另一端向上延伸形成外密封圈1205，外密封圈1205的内部安装有V型支撑簧1206，内接触圈1204和外挡圈1203的高度一致，外挡圈1203的水平夹角β的范围为60°至85°，外密封圈1205的中部夹角α的范围25°至40°，外挡圈1203和外密封圈1205均能够在承压状态下实现自密封。

具体的，耐磨环采用尼龙材料，不仅耐磨度高，而且具有一定的润滑作用，利用三个耐磨环1202的布局能够良好的解决密封轴心定位的问题，避免高压密封圈1201偏心，图中，外挡圈1203和外密封圈1205在压力下均产生向上的分力，以实现唇边与中心孔内壁的密封，该方案能够解决驱动杆和主体中心孔之间的气体、液体泄漏问题。

最后应说明的是：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)

1.一种管道用可承压封堵气囊，其特征在于，包括主体（1）、端盖（2）、环状气囊（3）、安装环（4）、间隔环（5）、安全阀（6）、安装座（7）、导向定位杆（8）、驱动盘（9）和驱动杆（10），其中：

所述主体（1）为圆柱状结构，主体（1）的一端设置有定位环台（101），主体（1）在定位环台（101）的内侧形成台阶（102），主体（1）沿轴线开设有中心孔（103），中心孔（103）的末端设置有螺纹孔（104），主体（1）内还设置有一个轴向的通气主孔（105）和多个径向的通气分孔（106），通气分孔（106）的内端连通通气主孔（105），通气分孔（106）的外端设置有通气腔（107），通气腔（107）的内壁顶端攻丝，通气主孔（105）的外端安装有通气嘴（108）；

所述端盖（2）通过螺纹端头（201）安装在螺纹孔（104）内，端盖（2）沿轴向设置有端孔（202）；

一个或多个所述环状气囊（3）套装在台阶（102）上，环状气囊（3）的两侧由定位环台（101）和端盖（2）限位，多个环状气囊（3）之间设置有间隔环（5），环状气囊（3）的内侧开口处设置有180°回转翻边（301），环状气囊（3）的外侧设置有接触密封管壁用的凸起密封环（302）；

所述安装环（4）套装在台阶（102）上、且位于环状气囊（3）的内部，安装环（4）用于支撑、密封所述环状气囊（3），安装环（4）的表面开设有通气口（401），所述通气口（401）位于通气腔（107）的上方，安装环（4）的内壁中部设置有定位凸台（402），定位凸台（402）的两侧台阶形成安装环状气囊（3）用的安装腔（403），安装腔（403）的底部设置有限位环槽（404），限位环槽（404）用于安装环状气囊（3）的180°回转翻边（301）；

所述安全阀（6）安装在通气腔（107）内、用于在环状气囊（3）破损时，封闭对应的通气分孔（106）；

所述定位环台（101）的外端、以及端盖（2）的外端均由机床加工有安装座（7），所述安装座（7）包括多个径向设置、且对称布置的直滑槽（701）；

所述导向定位杆（8）可移动的安装在直滑槽（701）内；

所述安装座（7）的外端设置有驱动盘（9），所述的驱动盘（9）的旋转运动能够带动同一平面的多个导向定位杆（8）同步伸缩；

所述驱动杆（10）依次穿过顶部的驱动盘（9）中心、顶部的定位盖（7）中心、主体（1）的中心孔（103）、端盖（2）的端孔（202）、底部的定位盖（7）中心和底部的驱动盘（9）中心 ，通过旋转驱动杆（10）能够同步带动两端的驱动盘（9）旋转。

2.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述安全阀（6）包括带孔腰型螺母（601）、通气槽（602）、移动轴（603）、底盘（604）、密封锥头（605）、阀体密封圈（606）、通气孔（607）、密封压簧（608）、定磁环（609）和动磁环（610），其中：

所述带孔腰型螺母（601）安装在通气腔（107）内，带孔腰型螺母（601）的腰部与通气腔（107）的内壁之间形成所述通气槽（602）；

所述移动轴（603）可移动的安装在带孔腰型螺母（601）的中孔内；

所述底盘（604）设置在移动轴（603）的底部，底盘（604）与通气腔（107）之间采用间隙配合，间隙为0.20mm至1.50mm；

所述密封锥头（605）设置在底盘（604）下侧，密封锥头（605）的尺寸与通气分孔（106）的尺寸一致，密封锥头（605）上套装有阀体密封圈（606）；

所述阀体密封圈（606）与底盘（604）紧密贴合、且尺寸一致，阀体密封圈（606）与底盘（604）的周边对称开设有多个通气孔（607）；

所述密封压簧（608）安装在底盘（604）与带孔腰型螺母（601）之间；

所述定磁环（609）套装在移动轴（603）上、且与带孔腰型螺母（601）固连；

所述动磁环（610）套装在移动轴（603）上、且与底盘（604）固连；

在未受外力时，定磁环（609）和动磁环（610）相互吸引，磁吸力大于密封压簧（608）的弹力，密封锥头（605）远离通气分孔（106）；

当通气口（401）内的压力徒增时，底盘（604）靠近通气槽（602）的一侧受力增大，当外侧压力与密封压簧（608）的弹力之和大于磁吸力时，定磁环（609）和动磁环（610）相互分离，密封锥头（605）进入通气分孔（106）、与阀体密封圈（606）配合完成对通气分孔（106）的封堵。

3.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述安装座（7）的外沿开设有定位环槽（702），所述定位环槽（702）上安装有定位圈（703），定位圈（703）的顶部与安装座（7）的顶部齐平，定位圈（703）用于防止导向定位杆（8）脱落，安装座（7）上还开设有连接通气嘴（108）用的气嘴孔（704）。

4.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述导向定位杆（8）包括横向滑动杆（801）、滚轮（802）、竖向传动杆（803）、滑套（804）和限位螺母（805），其中：所述横向滑动杆（801）的外端安装有滚轮（802），横向滑动杆（801）的内端连接有竖向传动杆（803），横向滑动杆（801）和竖向传动杆（803）构成L型滑动杆；所述竖向传动杆（803）的顶部套装有滑套（804），竖向传动杆（803）的末端安装有限位螺母（805）。

5.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述驱动盘（9）的中部设置有限位孔（901），驱动盘（9）上对称设置有三个或四个驱动弧槽（902），所述驱动弧槽（902）套装在滑套（804）上、且由限位螺母（805）定位，驱动盘（9）上还设置有安装充气嘴（1043）用的气嘴弧槽（903），其中：

驱动盘（9）匀速旋转35°至55°的过程中，滑套（804）和竖向传动杆（803）也从底端移动到顶端，滑套（804）的外轮廓在驱动盘（9）上的投影的包络线形成了驱动弧槽（902）的内轮廓；

所述气嘴弧槽（903）与驱动盘（9）同心布置。

6.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述驱动盘（9）的限位孔（901）的翻边上设置有花键（904），花键（904）与驱动杆（10）上的键槽（1005）配合传动。

7.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述驱动杆（10）的末端安装有驱动头（1001），驱动杆（10）的两端设置有螺纹段（1002），驱动头（1001）与顶部的驱动盘（9）之间设置有预紧弹簧（1003）。

8.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，还包括定位杆（11），所述定位杆（11）分为定位软管（1101）和定位直杆（1102），其中：

所述定位杆（11）上设置有尺度（1103），其内部布置有通气管（1104）；

所述定位杆（11）的末端通过安装头（1107）连接驱动头（1001）的连接头（1004），安装头（1107）上设置有连接嘴（1108），通气管（1104）通过连接嘴（1108）、外部软管连接通气嘴（108）；

所述定位软管（1101）由皮套（1105）和皮套（1105）的蛇骨（1106）组成。

9.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述驱动杆（10）的中部套装有传动密封结构（12），传动密封结构（12）用于动密封驱动杆（10）与中心孔（103）之间的间隙，所述传动密封结构（12）包括两种结构：

结构一：传动密封结构（12）包括两个高压密封圈（1201），两个高压密封圈（1201）相对设置在驱动杆（10）的密封槽内；

结构二：传动密封结构（12）包括两个高压密封圈（1201）和三个耐磨环（1202），两个高压密封圈（1201）分别布置在三个耐磨环（1202）之间。

10.根据权利要求1所述的管道用可承压封堵气囊，其特征在于，所述高压密封圈（1201）包括外挡圈（1203）、内接触圈（1204）、外密封圈（1205）和V型支撑簧（1206），其中：

所述内接触圈（1204）紧密套装在驱动杆（10）的密封槽上，内接触圈（1204）的一端倾斜翘起形成外挡圈（1203），外挡圈（1203）用于阻挡灰尘和大颗粒杂物，内接触圈（1204）的另一端向上延伸形成外密封圈（1205），外密封圈（1205）的内部安装有V型支撑簧（1206），内接触圈（1204）和外挡圈（1203）的高度一致，外挡圈（1203）的水平夹角β的范围为60°至85°，外密封圈（1205）的中部夹角α的范围25°至40°，外挡圈（1203）和外密封圈（1205）均能够在承压状态下实现自密封。

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