CN117091959A - 用于管道内壁的施压装置及检测设备 - Google Patents

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CN117091959A CN202311052401.7A CN202311052401A CN117091959A CN 117091959 A CN117091959 A CN 117091959A CN 202311052401 A CN202311052401 A CN 202311052401A CN 117091959 A CN117091959 A CN 117091959A
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王慧
陆学兴
胡延坤
赵红雷
马孝春
陈芳
王友
刘鑫帅
马少朋
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Beijing Drainage Construction Co ltd
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Abstract

本申请公开了一种用于管道内壁的施压装置及检测设备。其中,所述用于管道内壁的施压装置包括:基准部和安装于该基准部之一端的推压部,其中:该施压装置通过基准部及推压部与管道内壁形成支撑,其中:基准部具有可调节的基准尺寸以适应不同管道的不同内径,并能够在施压过程中保持在该基准尺寸;和,推压部能够朝向远离基准部的方向移动,以向管道内壁施加压力。本申请的基准部具有可调节的基准尺寸,能够适应于不同尺寸的管径;位移监测器安装于推压部与基准部之间,较之于应变片而言安装更加简单。

Description

用于管道内壁的施压装置及检测设备
技术领域
本申请涉及管道检测技术领域,更具体地说,涉及一种用于管道内壁的施压装置及检测设备。
背景技术
管道是一种用于输送液体、气体或固体颗粒物的管状结构,通常由金属、塑料、混凝土或其他材料制成,用于在不同地点之间传递流体或物料。管道通常由一系列的管段组成,通过连接件、阀门、泵等设备来调节和控制流体或物料的流动。管道系统需要进行定期的检测,以确保其正常运行和安全性。
下文以排水管道为例对管道的检测进行进一步的说明。
排水管道是集排放污水、废水或雨水的管渠及附属设施所组成的系统统称,也是城市地下管网系统不可缺少的一部分和城市能够平稳运行的重要保障。而许多排水管道由于使用年限过久、长时间没有维修,存在不同程度的缺陷或失效,安全隐患较大,所以需要对老旧排水管道进行检测及评估,从而确定其寿命、剩余强度,以便修复或更换老旧管道,保证市政管道安全稳定的运行。因为排水管道大多埋于地下,且承担着城市排水的作用,所以需对管道进行无损检测,做到不损伤管道的结构。当前的排水管道检测以潜望镜、视频检测、声纳等表象检测数据为依托,以人为主观评分的方式对管道状态进行分级,但对结构性修复设计帮助不大,因为检测数据和评价公式中没有直接与结构性承载相关的参数,缺乏严谨的科学依据。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题,本申请公开了一种用于管道内壁的施压装置及检测设备,其具有结构设计合理、操作使用方便的特点,能够方便地检测管道内壁的结构承载参数,为检修人员维护管道提供客观的参考依据。
具体而言,本申请公开了一种用于管道内壁的施压装置,其包括:基准部和安装于该基准部之一端的推压部,其中:该施压装置通过所述基准部及推压部与管道内壁形成支撑,其中:所述基准部具有可调节的基准尺寸以适应不同管道的不同内径,并能够在所述施压过程中保持在该基准尺寸;和,所述推压部能够朝向远离所述基准部的方向移动,以向管道内壁施加压力。
本申请还公开了一种用于管道内壁的检测设备,其包括所述的用于管道内壁的施压装置和监测模块,所述监测模块包括位移监测器和压力监测器,其中:所述位移监测器安装于所述推压部与所述基准部之间,以反馈所述推压部相对于所述基准部的移动距离;和,所述压力监测器用于反馈所述推压部向管道内壁所施压力值。
本申请的基准部具有可调节的基准尺寸,能够适应于不同尺寸的管径;所述位移监测器安装于所述推压部与所述基准部之间,较之于应变片而言安装更加简单。
本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中:
图1为本申请一种实施方式的用于管道内壁的检测设备的结构示意图;
图2为图1中另一视角的结构示意图;
图3为本申请一种实施方式的用于管道内壁的检测设备的施压装置的结构示意图;
图4为本申请一种实施方式的用于管道内壁的检测设备的行走架的结构示意图;
图5为本申请一种实施方式的用于管道内壁的检测设备的监测模块设置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。
一种用于管道内壁的检测设备,其包括施压装置、监测模块和电控柜9;所述监测模块与施压装置、电控柜9相连接;所述施压装置包括所述监测模块包括位移传感器7和压力传感器8,所述位移传感器7与液压油缸1配合连接用于检测液压油缸1动力输出端位移变化值,并将检测的位移变化值发送至电控柜9;所述压力传感器8设置在动力输出端用于检测推压部4施加在排水管道另一侧内壁的压力值,并将检测的压力值发送至电控柜9;所述电控柜9包括PLC控制器和显示器10,所述PLC控制器将接收到的位移变化值、压力值经过数据转换后通过显示器10将数值显示在显示屏上。
具体地,光栅尺检测位置变化的传感器与液压千斤顶推杆相互并联固定,实时检测推杆位置发生的位移变化。当液压千斤顶推杆接触管壁时,压力导致管壁发生应变时,发生的细微应变位移会传导到光栅尺检测端,从而将位移信号转换为电信号,输入至控制平台之上。
该装置还包括行走架,所述行走架包括底座11和设置在底座11下方的滚轮12;所述撑杆3通过第一固定支撑件13与底座11固定连接;所述液压油缸1通过第二固定支撑件14与底座11固定连接;所述液压油泵2、数据处理元件均固定设置在底座11上;所述底座11上还设置有电源15,所述电源15与电控柜9、监测模块、施压装置电连接。所述撑杆3为伸缩撑杆3。所述电控柜9还包括与PLC控制器相连接的存储器。所述液压油泵2包括电机、控制阀和液压阀,所述控制阀和液压阀设置在液压进油管5上分别用于控制液压油泵2启闭、液压进油量。所述位移传感器7采用光栅测距传感器,所述电控柜9中设置有PLC控制器,所述PLC控制器分别与位移传感器7、压力传感器8、显示器10连接;所述显示器10为液晶显示器10,所述PLC控制器采用西门子S200系列PLC控制器。所述滚轮12的数量为4个,分别位于底座11底部的四个角处,并且其中位于同一侧的两个滚轮12为万向轮。
本申请的用于管道内壁的检测设备在工作时,由施压装置通过撑杆3、推压部4对排水管道的内侧管壁进行加压,再由位移传感器7和压力传感器8对施加在排水管道内壁的应力和应变进行测量,并将检测的数值发送至PLC控制器,最后PLC控制器将位移传感器7测量出的液压缸动力输出端的位置变化数据(实质上也即是管壁应变数据)、压力传感器8测量的管壁应力上的数值进行显示,在显示的过程,还可以将压力值、应变值随检测时间的变化绘制成相应的变化曲线予以显示,以便于检修人员对排水管道进行结构状况评价。
可以通过不同长度的撑杆来适应于不同尺寸的管径,撑杆与千斤顶通过螺纹旋拧的方式相互连结。更换便捷,安装简单。
本申请中压力传感器8的类型属于较为常见的液压缸压力检测元件,具体类型可根据实际设计及使用需要进行合理选择;同样,PLC控制器、位移传感器7、显示器10等均可以根据实际设计及使用需要选择适当的类型;PLC控制器的软件是能够支持IEC61131-3标准的梯形图和功能块程序开发,支持PLCopen标准的运动控制功能块程序,同时还支持G代码程序开发。机箱内电源15能够选择DC48V、DC24、DC5V等供电电源,具体电压可根据实际设计即使用需要进行相应选择。
综上所述,本申请的用于管道内壁的检测设备在工作时,由施压装置通过撑杆、推压部对排水管道的内侧管壁进行加压,再由位移传感器和压力传感器对施加在排水管道内壁的应力和应变进行测量,并将检测的数值发送至PLC控制器,最后PLC控制器将位移传感器测量出的液压缸动力输出端的位置变化数据、压力传感器测量的管壁应力上的数值进行显示,在显示的过程,还可以将压力值、应变值随检测时间的变化绘制成相应的变化曲线予以显示,以便于检修人员对排水管道进行结构状况评价,整个过程操作方便。同时利用长度可调节的伸缩撑杆能够满足不同管径下的管道的无损检测使用;通过行走架的设计,能够方便用于管道内壁的检测设备的移动,节省检修人员的劳动力。利用存储器可实时数据输出也可查看历史数据。通过对液压缸液压油的进油量控制能够调节压力设定,加压时间也可以根据实际设计及使用需要进行适应性选择。
在本申请的描述中,需要说明的是:用语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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,或者是该技术特征使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的技术特征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申请的限制;用语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性;用语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜(如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜);用语“大致”、“基本”表示某个特征或范围在某种程度上相似或接近于预定的要求,但不需要完全一致,它暗示了一定的灵活性和变化的余地,允许在不影响其核心概念或功能的前提下进行某些修改;此外,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以结合具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上详细描述了本申请的优选实施方式,但是,本申请并不限于上述实施方式中的具体细节,在本申请的技术构思范围内,可以对本申请的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本申请的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本申请的思想,其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于管道内壁的施压装置,其包括:基准部和安装于该基准部之一端的推压部(4),其中:该施压装置通过所述基准部及推压部(4)与管道内壁形成支撑,其特征在于:
所述基准部具有可调节的基准尺寸以适应不同管道的不同内径,并能够在所述施压过程中保持在该基准尺寸;和,所述推压部(4)能够朝向远离所述基准部的方向移动,以向管道内壁施加压力。
2.根据权利要求1所述的用于管道内壁的施压装置,其特征在于:所述基准部包括撑杆(3),所述推压部(4)与所述撑杆(3)通过液压油缸相连接,其中:所述液压油缸(1)的一端为固定端、另一端为动力输出端,所述固定端与撑杆(3)的一端连接,所述动力输出端与推压部(4)的一端固定连接以带动推压部(4)作线性运动;所述撑杆(3)的另一端与所述推压部(4)的另一端分别与管道内壁的两侧相抵靠。
3.根据权利要求1或2所述的用于管道内壁的施压装置,其特征在于:所述液压油泵(2)包括储油罐(2-1)、电机、控制阀和液压阀,其中:所述储油罐(2-1)通过液压进油管(5)、液压出油管(6)分别与液压油缸(1)的进油口、出油口连接;和,所述控制阀和液压阀设置在液压进油管(5)上分别用于控制液压油泵(2)启闭、液压进油量。
4.一种用于管道内壁的检测设备,其特征在于,其包括权利要求1-3中的任意一项所述的用于管道内壁的施压装置和监测模块,所述监测模块包括位移监测器(7)和压力监测器(8),其中:
所述位移监测器(7)安装于所述推压部与所述基准部之间,以反馈所述推压部相对于所述基准部的移动距离;和,所述压力监测器(8)用于反馈所述推压部向管道内壁所施压力值。
5.根据权利要求4所述的用于管道内壁的检测设备,其特征在于:所述位移传感器(7)采用光栅测距传感器。
6.根据权利要求4或5所述的用于管道内壁的检测设备,其特征在于:该用于管道内壁的检测设备还包括电控柜(9),其中:所述监测模块与施压装置、电控柜(9)分别电连接,其中:
所述位移传感器(7)与液压油缸(1)配合连接以检测液压油缸(1)动力输出端位移变化值,并将所述位移变化值发送至电控柜(9);
所述压力传感器(8)设置在动力输出端用于检测推压部(4)向管道内壁所施压力值,并将检测的压力值发送至电控柜(9);和
所述电控柜(9)包括PLC控制器和显示器(10),所述PLC控制器将接收到的位移变化值、压力值经过数据转换后通过显示器(10)将数值显示在显示屏上。
7.根据权利要求4所述的用于管道内壁的检测设备,其特征在于:所述用于管道内壁的检测设备还包括行走架,所述行走架包括底座(11)和设置在底座(11)下方的滚轮(12);其中:
所述撑杆(3)通过第一固定支撑件(13)与底座(11)固定连接;
所述液压油缸(1)通过第二固定支撑件(14)与底座(11)固定连接;
所述液压油泵(2)、数据采集元件均固定设置在底座(11)上;和
所述底座(11)上还设置有电源(15),所述电源(15)与电控柜(9)、监测模块、施压装置电连接。
8.根据权利要求7所述的用于管道内壁的检测设备,其特征在于:所述滚轮(12)的数量为4个,4个所述滚轮分别位于所述底座(11)之底部的四个角处,其中:至少一侧的两个滚轮(12)设置为万向轮。
9.根据权利要求6所述的用于管道内壁的检测设备,其特征在于:所述电控柜(9)还包括与PLC控制器相连接的存储器。
10.根据权利要求6所述的用于管道内壁的检测设备,其特征在于:所述显示器(10)为液晶显示器,所述PLC控制器采用西门子S200系列PLC控制器。
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