CN117053016A - 一种管道内衬修复机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输送管道的修复技术领域，本发明公开的技术方案是一种管道内衬修复机构，其利用电动滚轮直接牵引软杆的方式拉动毡制软管在管道内移动，当毡制软管到达管道内壁损伤位置时，向毡制软管内充气，毡制软管膨胀后与管道内壁充分贴合，然后通过紫外照射灯对毡制软管进行固化，完成管道内壁修复的工作，在此过程中，利用电机和麦克纳姆轮的配合驱动摄像头充分的采集管道内壁的图像，为管道内壁修复工作提供了充分的准备。本发明的技术方案主要是为了解决修复装置在管道内牵引移动不方便，修复效果不稳定的技术问题，有效的提升了修复工作的准确性和便捷性，降低工作人员的劳动强度。

Description

一种管道内衬修复机构

技术领域

本发明涉及管道的修复技术领域，特别是一种管道内衬修复机构。

背景技术

输送管道是工业化进程中十分重要的物料运输途径。随着管道的腐蚀老化，日常生产中出现的输送管道泄露问题也明显增多，而管道内衬修复技术的应用能够大幅度解决管道腐蚀老化导致的泄露问题，同时也降低了施工难度和成本。

在现有技术中，工作人员对管道进行修复时，大多采用局部补强修复、高密度聚乙烯内衬修复和内翻衬修复等方法；其中，局部补强修复：用碳纤维复合材料修复系统在进行缺陷修复时，首先利用填平树脂对缺陷进行填平处理，然后在管道外缠绕碳纤维与环氧粘结剂所组成的碳纤维复合材料，在管道外形成复合材料修补层；填平树脂固化后具有优异的抗压强度。高密度聚乙烯内衬修复：使用专用设备把缩经后的HTPO(耐高温高密度聚乙烯)管牵引拉入目标管道，形成防腐性能与原管道的机械性能合二为一的一种“管中管”复合结构，能有效提高管道防腐性能，延长管道使用周期；内翻衬修复工艺：利用外径与旧管道内径相等的单面胶软管，通过翻转器把软管翻转穿入旧管道中，在树脂胶的作用下，使内衬管贴到旧管道的内壁上，形成一体的一种复合结构。

上述方法均能够实现管道修复的过程，但是在修复过程中存在着软管牵引难度大，牵引工具对于不同口径管道的适应性低，施工繁琐的问题；此外，牵引工具通过牵引机提供牵引动力，牵引机带动牵引绳将软管引导至待修复的管道内，牵引绳使用完毕手动收卷后，由于无法对牵引绳的一端限定，存在着牵引绳散落的问题。

为了解决上述技术问题，本领域技术人员公开了一种小管径复合软管修复工艺以及装置的发明专利，其公开号为：CN115978345A；该发明专利利用变形设备，将与原管道内径相匹配的复合软管轧成“U”型并暂时捆扎，通过牵引机利用牵引绳把复合软管穿入待修管线内，然后用压缩空气将其胀开。该发明专利的有益效果是施工难度低，工况要求简单、施工占地面积小；施工周期短，对现场施工环境适应性较强；通过设计的限定机构，可对收卷后的牵引绳进行限定，避免收卷后的牵引绳散落。

然而，在实际工作过程中，工作人员对于管道内壁的损伤情况和复合软管在管道内部的状态无法直接准确的进行判定，复合软管轧成“U”型并穿入管道后，压缩空气并不能保证复合软管完全按照设定方式展开，也无法保证复合软管能够准确的与管道内壁贴合，附着在复合软管上的修复材料也不能保证与管道内壁充分接触，因此其对管道的修复效果存在较多的不确定性，并不能够满足管道修复的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种管道内衬修复机构。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种管道内衬修复机构，包括软杆，所述软杆上安装电动夹具和摄像头，所述电动夹具上安装软管内壁修复单元，所述软管内壁修复单元能够对所述管道内壁的损伤位置进行修补，所述软杆的一端安装牵引单元，所述软杆的另一端上安装从动单元，所述牵引单元和所述从动单元均能够插入所述管道的内腔并撑住所述管道的内壁，所述牵引单元能够拉动所述软杆和所述从动单元在所述管道内移动，所述牵引单元还能够驱动所述软杆和所述从动单元转动。

所述摄像头靠近所述软杆的一端，所述软管内壁修复单元包括紫外光照射灯、充气管和毡制软管，所述紫外光照射灯是由若干条UV固化LED灯带构成的，所述毡制软管套在所述软杆上，所述毡制软管上浸满感光性树脂，所述毡制软管的两端端口被所述电动夹具固定和密封，所述充气管的一端穿过所述电动夹具伸入所述毡制软管的内腔，所述充气管的另一端连接高压气泵，所述毡制软管充气后能够膨胀，当所述毡制软管膨胀后其外表面能够与所述管道的内表面紧密贴合，若干条所述UV固化LED灯带通电并照射浸满感光性树脂的所述毡制软管，浸满感光性树脂的所述毡制软管被照射后紧贴着所述管道的内表面进行固化。

所述电动夹具包括前端部和后端部，所述电动夹具的前端部与所述软杆固定连接，所述电动夹具的前端部靠近所述牵引单元，所述电动夹具的后端部与所述软杆可拆卸连接，所述电动夹具的后端部靠近所述从动单元，所述充气管是在经过所述从动单元后穿过所述电动夹具的后端部插入所述管道的内腔。

所述牵引单元包括外壳、若干支撑腿一、若干连接杆和若干滑槽，若干所述支撑腿一和若干所述连接杆是一一对应的关系，若干所述连接杆和若干所述滑槽是一一对应的关系，若干所述滑槽设置在所述外壳的侧表面上，若干所述滑槽的长度方向均与所述软杆的长度方向平行，所述支撑腿一的一端通过销轴一与所述外壳的侧表面活动连接，所述销轴一上设有复位弹簧一，所述复位弹簧一驱动与之对应的所述支撑腿一围绕所述销轴一向所述外壳的一端翻转，若干所述滑槽靠近所述外壳的另一端，所述连接杆的一端和与之对应的所述支撑腿一的中间部位活动连接，所述连接杆的另一端嵌入与之对应的所述滑槽并能够沿着所述滑槽的长度方向滑动，所述支撑腿一的另一端上安装电动滚轮，若干所述电动滚轮能够在控制器的控制下同步正转或者同步反转，所述外壳内安装电机，所述电机的转轴伸出所述外壳的另一端，所述电机的转轴通过联轴器与所述软杆的一端连接，所述电机能够通过所述软杆驱动所述从动单元转动。

所述连接杆的另一端与所述滑槽保持接触，所述外壳内安装备用的可充电电池，所述可充电电池能够为所述电机、所述电动滚轮、所述电动夹具、所述UV固化LED灯带和所述摄像头供电。

所述从动单元包括限位板和若干支撑腿二，所述限位板套在所述软杆上并与所述软杆可拆卸连接，所述限位板靠近所述软杆的另一端，若干所述支撑腿二的一端通过销轴二与所述软杆的侧表面活动连接，所述销轴二位于所述软杆的另一端和所述限位板之间，所述销轴二上设有复位弹簧二，所述复位弹簧二能够驱动所述支撑腿二围绕所述销轴二向所述限位板翻转，所述限位板能够挡住所述支撑腿二并让若干所述支撑腿二向所述软杆的另一端倾斜，所述支撑腿二的另一端上安装麦克纳姆轮。

所述限位板的内边缘与所述软杆的侧表面可拆卸连接，所述限位板的外边缘靠近所述软杆的另一端。

所述限位板上设有通孔，所述通孔的尺寸与所述充气管的尺寸相匹配，所述充气管贯穿所述通孔并与所述通孔形成过盈配合。

若干所述支撑腿一围绕所述外壳的中心线等距离的分布在所述外壳的侧表面上，若干所述支撑腿二围绕着所述软杆的中心线等距离的分布在所述软杆的侧表面上。

所述支撑腿一和所述支撑腿二均为具有伸缩功能的多节杆，所述支撑腿一的长度和所述支撑腿二的长度均能够根据所述管道的孔径值进行调整。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明将毡制软管直接布置在软杆上，整个毡制软管在管道内移动的过程中不会出现折叠或者褶皱的情况，在充气后，整个毡制软管直接围绕软杆进行膨胀，让毡制软管的外表面与管道内壁充分贴合，避免了毡制软管因不能完全展开或者存在褶皱导致无法贴合管道内壁的情况，保证了管道修复的稳定性和工作效率；

2、本发明采用电动滚轮直接牵引的方式来拉动毡制软管在管道内腔移动，整个过程无需布置相应的牵引机和牵引绳，有效的降低了工作人员的劳动强度，对于毡制软管在管道内的移动控制更加灵活，操作更加方便快捷；

3、本发明采用从动单元作为软杆在管道内移动的辅助支撑，通过电机和麦克纳姆轮的组合方式实现了软杆在管道内自动旋转的功能，从而保证摄像头能够更加灵活和准确的采集管道内壁的图像，为工作人员对装置的操控提供了极大的便利。

附图说明

图1是本发明所述一种管道内衬修复机构实施例1的结构示意图（支撑腿一和支撑腿二未全部画出）；

图2是本发明所述一种管道内衬修复机构实施例1的剖面结构示意图；

图3是本发明所述实施例1中牵引单元的结构示意图；

图4是本发明所述实施例1中从动单元的结构示意图；

图5是本发明所述实施例1中软管内壁修复单元的结构示意图；

图6是本发明所述实施例2的结构示意图；

图7是本发明所述实施例3的结构示意图。

图中，1、软杆；2、电动夹具；3、摄像头；4、紫外光照射灯；5、充气管；6、毡制软管；7、外壳；8、支撑腿一；9、连接杆；10、滑槽；11、电动滚轮；12、电机；13、可充电电池；14、限位板；15、支撑腿二；16、麦克纳姆轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-7所示；

一种管道内衬修复机构，包括软杆1，软杆1采用弹性材料制作而成，软杆1的制作材料为聚乙烯材料或者树脂材料，软杆1为圆柱形或者棱柱形，软杆1上安装电动夹具2和摄像头3，摄像头3用于观察管道内壁的损伤情况，电动夹具2用于固定软管内壁修复单元，软管内壁修复单元能够对管道内壁的损伤位置进行修补，软杆1的一端安装牵引单元，软杆1的另一端上安装从动单元，牵引单元和从动单元均能够插入管道的内腔并撑住管道的内壁，牵引单元能够拉动软杆1和从动单元在管道内移动，牵引单元还能够驱动软杆1和从动单元转动，整个装置如图1和图2所示。

需要注意的是，牵引单元的中心线、软杆1的中心线和从动单元的中心线均位于同一条直线上，软杆1的一端与牵引单元连接，摄像头3靠近软杆1的一端，软杆1的另一端与从动单元可拆卸连接。

在实施例1中，软管内壁修复单元包括紫外光照射灯4、充气管5和毡制软管6，紫外光照射灯4是由若干条UV固化LED灯带构成的，若干条UV固化LED灯带均嵌装在软杆1的侧表面上，若干条UV固化LED灯带的长度方向均与软杆1的长度方向保持一致，毡制软管6套在软杆1上，毡制软管6的外直径与管道的内直径相匹配，毡制软管6上浸满感光性树脂，毡制软管6的两端端口被电动夹具2固定和密封，充气管5的一端穿过电动夹具2伸入毡制软管6的内腔，充气管5的另一端连接高压气泵，高压气泵通过充气管5向毡制软管6的内腔中冲入高压气体，毡制软管6充气后膨胀，当毡制软管6的外表面能够与管道的内表面紧密贴合时，若干条UV固化LED灯带通电并照射浸满感光性树脂的毡制软管6，浸满感光性树脂的毡制软管6被照射后紧贴着管道的内表面进行固化，进而对如何软管内壁的损伤处进行修复。

其中，若干条UV固化LED灯带围绕着软杆1的中心线等距离的分布在软杆1的侧表面上，电动夹具2包括前端部和后端部，电动夹具2的前端部与软杆1固定连接，电动夹具2的前端部靠近牵引单元，电动夹具2的后端部与软杆1可拆卸连接，电动夹具2的后端部靠近从动单元，摄像头3能够采集牵引单元和电动夹具2前端部之间的管道内壁的图像，充气管5是在经过从动单元后穿过电动夹具2的后端部插入管道的内腔。

在实施例1中，牵引单元包括外壳7、若干支撑腿一8、若干连接杆9和若干滑槽10，如图3所示，若干支撑腿一8和若干连接杆9是一一对应的关系，若干连接杆9和若干滑槽10是一一对应的关系，若干滑槽10设置在外壳7的侧表面上，若干滑槽10的长度方向均与软杆1的长度方向平行，若干支撑腿一8的一端分别通过销轴一与外壳7的侧表面活动连接，销轴一靠近外壳7的一端，销轴一上设有复位弹簧一，复位弹簧一驱动与之对应的支撑腿一8围绕销轴一向外壳7的一端翻转，若干滑槽10靠近外壳7的另一端，连接杆9的一端和与之对应的支撑腿一8的中间部位活动连接，连接杆9的另一端嵌入与之对应的滑槽10并能够沿着滑槽10的长度方向滑动，支撑腿一8的另一端上安装电动滚轮11，若干电动滚轮11能够在控制器的控制下同步正转或者同步反转，外壳7内安装电机12，电机12的转轴伸出外壳7的另一端，电机12的转轴通过联轴器与软杆1的一端连接，电机12能够通过软杆1驱动从动单元转动。

需要说明的是，连接杆9的另一端与滑槽10保持接触，滑槽10内涂布有润滑油，滑槽10的长度值要大于外壳7长度值的一半，外壳7内安装备用的可充电电池13，可充电电池13在整个装置无法连接市电时给电机12、电动滚轮11、UV固化LED灯带和摄像头3供电。

在实施例1中，从动单元包括限位板14和若干支撑腿二15，限位板14为圆环形板件，限位板14套在软杆1上并与软杆1可拆卸连接，限位板14靠近软杆1的另一端，若干支撑腿二15的一端通过销轴二与软杆1的侧表面活动连接，销轴二位于软杆1的另一端和限位板14之间，销轴二上设有复位弹簧二，复位弹簧二能够驱动支撑腿二15围绕销轴二向限位板14翻转，限位板14能够挡住支撑腿二15并让若干支撑腿二15向软杆1的另一端倾斜，支撑腿二15的另一端上安装麦克纳姆轮16。

在实施例1中，限位板14是形状为圆锥形，限位板14的中心线与软杆1的中心线重合，限位板14的内边缘与软杆1的侧表面可拆卸连接，限位板14的外边缘靠近软杆1的另一端，限位板14上设有通孔，通孔的尺寸与充气管5的尺寸相匹配，充气管5贯穿通孔并与通孔形成过盈配合。

在实施例1中，支撑腿一的数量和支撑腿二的数量均大于或者等于三个，若干支撑腿一围绕外壳7的中心线等距离的分布在外壳7的侧表面上，若干支撑腿二围绕着软杆1的中心线等距离的分布在软杆1的侧表面上，支撑腿一8和支撑腿二15均为具有伸缩功能的多节杆，支撑腿一8的长度和支撑腿二15的长度均能够根据管道的孔径值进行调整。

本技术方案采用的电子器件均为现有产品，本申请的技术方案对于上述电子器件的结构没有特殊要求和改变；

在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求。具体连接以及控制顺序，应参考本技术方案的工作原理以及各电气件之间的先后工作顺序，其详细连接手段，为本领域公知技术。本技术方案主要介绍工作原理以及过程，不再对电气控制做说明。

本申请技术方案在实施过程中，工作人员先根据管道的孔径来调整支撑腿一8和支撑腿二15的长度，然后为电动滚轮11、电机12、电动夹具2、UV固化LED灯带和摄像头3连接市电，如果无法连接市电，可开启可充电电池13的开关为电动滚轮11、电机12、电动夹具2、UV固化LED灯带和摄像头3供电，工作人员通过相应的控制端控制电动滚轮11、电机12、电动夹具2、UV固化LED灯带和摄像头3工作。完成供电和调试后，工作人员将若干支撑腿一8收拢，然后将外壳7和若干支撑腿一8插入管道的内腔，若干支撑腿一8插入管道的内腔后张开并撑住管道的内壁，随后工作人员通过控制端控制若干电动滚轮11同步正转，若干电动滚轮11推动外壳7沿着复合软杆1的长度方向移动，进而牵引软杆1和从动单元进入管道的内腔，当整个装置移动到损伤段时，工作人员通过摄像头3采集管道内壁的图像信息，并控制若干电动滚轮11驱动整个装置缓慢移动，在此过程中，电机12在工作人员的控制下驱动软杆1转动，让摄像头3能够更全面的采集管道内壁的信息。

工作人员在确认管道内壁破损的位置后，控制电动滚轮11调整整个装置位置并让毡制软管6对着管道内壁的破损处，然后启动高压气泵向毡制软管6内充气，毡制软管6在充气后膨胀并与管道的内表面紧密贴合，再启动UV固化LED灯带，UV固化LED灯带发出紫外光照射毡制软管6上的感光性树脂，毡制软管6和感光性树脂被照射后紧贴着管道的内表面进行固化，进而对如何软管内壁的损伤处进行修复。完成修复工作后，工作人员控制电动夹具2松开毡制软管6，然后通过电动滚轮11驱动整个装置退出管道的内腔。

实施例2

如图6所示，将限位板14改为圆盖形，在圆管另一端的边缘上设有若干豁口，若干豁口与若干支撑腿二15是一一对应的关系，豁口的尺寸与支撑腿二15的尺寸相匹配，并保证支撑腿二15能够嵌入与之对应的豁口。其他于与实施例1相同。

实施例3

如图7所示，将若干UV固化LED灯带分别缠绕在软杆1上，若干UV固化LED灯带沿着软杆1的长度方向等距离分布，所有的UV固化LED灯带均位于电动夹具2前端部和后端部之间，若干UV固化LED灯带之间并联。其他与实施例1相同。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管道内衬修复机构，包括软杆（1），所述软杆（1）上安装电动夹具（2）和摄像头（3），其特征在于，所述电动夹具（2）上安装软管内壁修复单元，所述软管内壁修复单元能够对所述管道内壁的损伤位置进行修补，所述软杆（1）的一端安装牵引单元，所述软杆（1）的另一端上安装从动单元，所述牵引单元和所述从动单元均能够插入所述管道的内腔并撑住所述管道的内壁，所述牵引单元能够拉动所述软杆（1）和所述从动单元在所述管道内移动，所述牵引单元还能够驱动所述软杆（1）和所述从动单元转动。

2.根据权利要求1所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，所述摄像头（3）靠近所述软杆（1）的一端，所述软管内壁修复单元包括紫外光照射灯（4）、充气管（5）和毡制软管（6），所述紫外光照射灯（4）是由若干条UV固化LED灯带构成的，所述毡制软管（6）套在所述软杆（1）上，所述毡制软管（6）上浸满感光性树脂，所述毡制软管（6）的两端端口被所述电动夹具（2）固定和密封，所述充气管（5）的一端穿过所述电动夹具（2）伸入所述毡制软管（6）的内腔，所述充气管（5）的另一端连接高压气泵，所述毡制软管（6）充气后能够膨胀，当所述毡制软管（6）膨胀后其外表面能够与所述管道的内表面紧密贴合，若干条所述UV固化LED灯带通电并照射浸满感光性树脂的所述毡制软管（6），浸满感光性树脂的所述毡制软管（6）被照射后紧贴着所述管道的内表面进行固化。

3.根据权利要求2所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，所述电动夹具（2）包括前端部和后端部，所述电动夹具（2）的前端部与所述软杆（1）固定连接，所述电动夹具（2）的前端部靠近所述牵引单元，所述电动夹具（2）的后端部与所述软杆（1）可拆卸连接，所述电动夹具（2）的后端部靠近所述从动单元，所述充气管（5）是在经过所述从动单元后穿过所述电动夹具（2）的后端部插入所述管道的内腔。

4.根据权利要求3所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，所述牵引单元包括外壳（7）、若干支撑腿一（8）、若干连接杆（9）和若干滑槽（10），若干所述支撑腿一（8）和若干所述连接杆（9）是一一对应的关系，若干所述连接杆（9）和若干所述滑槽（10）是一一对应的关系，若干所述滑槽（10）设置在所述外壳（7）的侧表面上，若干所述滑槽（10）的长度方向均与所述软杆（1）的长度方向平行，所述支撑腿一（8）的一端通过销轴一与所述外壳（7）的侧表面活动连接，所述销轴一上设有复位弹簧一，所述复位弹簧一驱动与之对应的所述支撑腿一（8）围绕所述销轴一向所述外壳（7）的一端翻转，若干所述滑槽（10）靠近所述外壳（7）的另一端，所述连接杆（9）的一端和与之对应的所述支撑腿一（8）的中间部位活动连接，所述连接杆（9）的另一端嵌入与之对应的所述滑槽（10）并能够沿着所述滑槽（10）的长度方向滑动，所述支撑腿一（8）的另一端上安装电动滚轮（11），若干所述电动滚轮（11）能够在控制器的控制下同步正转或者同步反转，所述外壳（7）内安装电机（12），所述电机（12）的转轴伸出所述外壳（7）的另一端，所述电机（12）的转轴通过联轴器与所述软杆（1）的一端连接，所述电机（12）能够通过所述软杆（1）驱动所述从动单元转动。

5.根据权利要求4所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，所述连接杆（9）的另一端与所述滑槽（10）保持接触，所述外壳（7）内安装备用的可充电电池（13），所述可充电电池（13）能够为所述电机（12）、所述电动滚轮（11）、所述电动夹具（2）、所述UV固化LED灯带和所述摄像头（3）供电。

6.根据权利要求3所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，所述从动单元包括限位板（14）和若干支撑腿二（15），所述限位板（14）套在所述软杆（1）上并与所述软杆（1）可拆卸连接，所述限位板（14）靠近所述软杆（1）的另一端，若干所述支撑腿二（15）的一端通过销轴二与所述软杆（1）的侧表面活动连接，所述销轴二位于所述软杆（1）的另一端和所述限位板（14）之间，所述销轴二上设有复位弹簧二，所述复位弹簧二能够驱动所述支撑腿二（15）围绕所述销轴二向所述限位板（14）翻转，所述限位板（14）能够挡住所述支撑腿二（15）并让若干所述支撑腿二（15）向所述软杆（1）的另一端倾斜，所述支撑腿二（15）的另一端上安装麦克纳姆轮（16）。

7.根据权利要求6所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，所述限位板（14）的内边缘与所述软杆（1）的侧表面可拆卸连接，所述限位板（14）的外边缘靠近所述软杆（1）的另一端。

8.根据权利要求7所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，所述限位板（14）上设有通孔，所述通孔的尺寸与所述充气管（5）的尺寸相匹配，所述充气管（5）贯穿所述通孔并与所述通孔形成过盈配合。

9.根据权利要求6所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，若干所述支撑腿二围绕着所述软杆（1）的中心线等距离的分布在所述软杆（1）的侧表面上, 所述支撑腿二（15）为具有伸缩功能的多节杆，所述支撑腿二（15）的长度能够根据所述管道的孔径值进行调整。

10.根据权利要求4所述的一种管道内衬修复机构，其特征在于，若干所述支撑腿一围绕所述外壳（7）的中心线等距离的分布在所述外壳（7）的侧表面上，所述支撑腿一（8）为具有伸缩功能的多节杆，所述支撑腿一（8）的长度能够根据所述管道的孔径值进行调整。