CN213038326U - 一种水下取排水口封堵装置及封堵结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水下取排水口封堵装置及封堵结构，通过下部卡板与下部定位销、上部卡板与上部定位销以及上部卡板与液压缸相铰接的配合关系，使得水下取排水口封堵装置能够限位至排水管路上，并通过液压系统将水下取排水口封堵装置与取排水口的密封压力加载在取排水口上，实现了安全可靠的止水效果，实现了不依赖于人员的水下自动封闭取排水口效果，借助液压系统的保压作用，实现了取排水口的长期封堵的功效。此外，技术人员只需要站在安全的操作平台上，借助专门的起吊系统、多个监视装置、端部触动传感器以及水下电动行走系统，就可以实现水下取排水口的自动封堵功能。

Description

一种水下取排水口封堵装置及封堵结构

技术领域

本实用新型属于水利水电技术领域，尤其是涉及一种水下取排水口封堵装置及封堵结构。

背景技术

在水利水电工程、火电工程、矿产工程或者港航工程中，均设计了比较多的供排水系统，用来满足设备和用户的用水和排水需要，这些取排水系统的取水口或者排水口大多设置在水下，以便满足供水设备的吸程和安全运行的需要，或者满足一定的水位消落需要，以避免管道中进入空气。以往很多项目取排水口之后的管道上第一道检修阀门的检修和拆装均是通过在取排水口部位设置钢闸门，由钢闸门关闭来切断外部水源实现，即在取排水口设置起钢闸门、修建混凝土闸墩和导轨以及起吊用的液压启闭机，以及设置检修用的平台和通道，这需要增加比较多的设施和设备来保证切断管道内水流满足检修阀门的拆装需要。通常这些项目的取排水口规模都比较大，尺寸也比较大，同时也还需要设置比较便利的交通条件和布置条件，项目可以投入比较大的投资，对于口径相对较小的取水口则不一定适合，如果取水口布置在水下较深的位置时，则比较难实现。

尽管以往项目中的设备检修多需要通过钢闸门的关闭来实现，但是由于布置条件的限制，无法在取排水口设置必须的钢闸门隔离检修系统的设备和阀门，仍有比较多的工程供排水系统的取排水口之后的第一道阀门或者设备无法检修。有些项目在进水口的四周设置一道临时围堰满足取水口封堵需要，但是付出的代价非常大，需要较大的人力、物力和精力，还需要耗费较长的时间，在取排水口内的设备检修完成以后，还需要爆破拆除，可能会危及取排水口的运行安全。有些取排水口的封堵则依靠专业的潜水员潜入水下，在取水口上通过连接堵头来实现取排水口的封堵，由于水下存在不明状况，视觉比较差，水下作业没有可以依附的设施，作业难度较大，且存在一定的水压，这给潜水人在水下作业时带来比较大的风险，甚至容易造成人员受伤的事件发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种水下取排水口封堵装置。

为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种水下取排水口封堵装置，所述水下取排水口封堵装置以封堵排水管道管口，所述水下取排水口封堵装置包括液压缸，所述液压缸与上部卡板相铰接，所述液压缸与下部卡板形成整体结构，所述上部卡板和下部卡板均为半环状以形成对排水管路的闭合环绕，所述上部卡板设有上部套孔以与排水管路上设有的上部定位销相配合且所述下部卡板上设有下部套孔以与排水管路上设有的下部定位销相配合以实现将水下取排水口封堵装置限位至排水管路上，所述液压缸内设有密封板，所述密封板与液压缸之间设有液压软囊或者液压伸缩节以将密封板向排水管路的取排水口推送并封堵排水管路的取排水口，所述液压缸与液压操作站通过液压操作管路相连通。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

作为本实用新型的优选技术方案：所述密封板的上端和下端与液压缸之间设有具有导轮的导杆。

作为本实用新型的优选技术方案：所述密封板与排水管路的取排水口相接触的一侧设有密封环形凸台，所述密封环形凸台上固定软密封环。

作为本实用新型的优选技术方案：所述液压缸底部设有液压缸导轮。

本实用新型还有一个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种水下取排水口封堵结构。

一种水下取排水口封堵结构，所述水下取排水口封堵结构包括前文所述的水下取排水口封堵装置，还包括操作平台，所述操作平台上设有起吊装置，所述起吊装置上设有起吊杆，所述起吊杆的另一端设有起吊钢丝绳，所述起吊钢丝绳的下端设有两根吊绳，其中一根吊绳与水下取排水口封堵装置的上部卡板相连接，另外一根吊绳与液压缸相连接，且两根吊绳的长度保证上部卡板与液压缸形成翻转；所述水下取排水口封堵结构还包括排水管路，所述排水管路在靠近取排水口处设有取水口上部挡环和取水口下部挡环，所述取水口上部挡环和取水口下部挡环形成围绕排水管路的封闭挡环，所述取水口上部挡环和取水口下部挡环在背向水下取排水口封堵装置的一侧分别设有上部定位销和下部定位销；所述上部卡板的长度长于下部卡板的长度和/或上部定位销的长度短于下部定位销的长度以实现与下部卡板套合至下部定位销后，与液压缸相铰接的上部卡板经翻转并套合至上部定位销上。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

作为本实用新型的优选技术方案：所述水下取排水口封堵结构还包括导轨，所述导轨设置在排水管路的取排水口下方。

作为本实用新型的优选技术方案：所述液压操作站上设有液压操作进油管和液压操作排油管，所述液压操作进油管和液压操作排油管均与液压操作管路相连接，所述液压操作管路上设有电接点压力表，所述液压操作管路的另一端与液压缸相连通。

作为本实用新型的优选技术方案：所述排水管路的取排水口的外缘设有取排水口固定板，所述取排水口固定板与水下取排水口封堵装置的密封板相配合以实现取排水口的封堵密封。

作为本实用新型的优选技术方案：所述水下取排水口封堵结构还包括底部监视装置、端部监视装置和端部触动传感器，且所述底部监视装置、端部监视装置和端部触动传感器均设置在水下取排水口封堵装置上，所述底部监视装置朝向水下取排水口封堵装置的下方设置，所述端部监视装置朝向排水管道所在岩壁的方向布置，所述端部触动传感器设置在水下取排水口封堵装置的下部卡板的外端上。

本实用新型提供一种水下取排水口封堵装置及封堵结构，通过下部卡板与下部定位销、上部卡板与上部定位销以及上部卡板与液压缸相铰接的配合关系，使得水下取排水口封堵装置能够限位至排水管路上，并通过液压系统将水下取排水口封堵装置与取排水口的密封压力加载在取排水口上，实现了安全可靠的止水效果，实现了不依赖于人员的水下自动封闭取排水口效果，借助液压系统的保压作用，实现了取排水口的长期封堵的功效。此外，技术人员只需要站在安全的操作平台上，借助专门的起吊系统、多个监视装置、端部触动传感器以及水下电动行走系统，就可以实现水下取排水口的自动封堵功能，与设置大型的钢闸门，大型的临时围堰相比，节省了大量的投资，避免了人员在水下操作，保障了人员的生命安全；同时可针对不同口径的取排水口可设计不同型号的水下取排水口封堵装置，将水下取排水口封堵装置系列化，产品化，且该技术产品可以重复利用，大大节省了投资，属于节能型产品，值得推广应用。

附图说明

图1为本实用新型所提供的水下取排水口封堵结构的竖向剖视图。

图2为本实用新型所提供的水下取排水口封堵结构的平面布置图。

图3-8为水下取排水口封堵结构的封堵过程图示。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。

水下取排水口封堵装置的起吊分系统的设备主要由操作平台1、起吊装置3、起吊杆4、起吊钢丝绳5、起吊吊扣13、与取排水口封堵装置上部卡板相连接的吊绳14、与液压缸相连接的起吊绳索20组成，主要作用为起吊取排水口封堵装置、在视频系统的辅助作用下，拖动取排水水口封堵装置到达封堵位置；与取排水口封堵装置上部卡板相连接的吊绳14的长度比与液压缸相连接的起吊绳索20短，且形成一定的角度，以便满足在拖动取排水口封堵装置，能够顺利到达封堵预定位置，并且能够在起吊钢丝绳5保持不受力状态时，使上部卡环12能够顺利自由放置在水平状态。

取排水口上的止推结构以及导轨系统主要由取排水管路2、取排水口上部挡环16、上部定位销17、取排水口固定板18、取排水口19、取排水口下部挡环32、下部定位销33、取排水口底部导轨29等组成。取排水口底部导轨29主要为取排水口封堵装置前后两端的液压缸底部导轮30在导轮驱动电机31的驱动下行走提供道路和导向；取排水口上部挡环16、上部定位销17、取排水口固定板18、取排水口19、取排水口下部挡环32、下部定位销33等部件的作用主要为取排水口封堵装置提供定位和承受取排水口封堵装置封堵取排水口时所产生的轴向力。

取排水口封堵装置主要由上部套孔11、上部卡板12、与上部卡板连接的吊绳14、与液压缸相连的起吊绳索20、液压缸21、具有导轮的导杆22、液压软囊或者伸缩节23、液压缸内腔的操作液24、密封板25、密封环形凸台26、软密封环27、底部监视装置28、液压缸底部导轮30、导轮驱动电机31、下部套孔34、下部卡板35、端部监视装置36、液压封堵端部触动传感器37。

液压缸底部导轮30、导轮驱动电机31主要用于取排水口封堵装置降落至取排水口19所在的导轨29上时能够自行行走，并在导轮驱动电机31的驱动下，牵引取排水口封堵装置沿着导轨29，直至液压封堵端部触动传感器37发出信号，并在控制系统的作用下，停止导轮驱动电机31运行。

底部监视装置28和端部监视装置36可以指导取排水口封堵装置在上下和作用移动过程中按照预定路线进行移动，避免碰撞取排水口设施和部件，也避免损坏取排水口封堵装置上的部件。

上部套孔11、上部卡板12、铰接部15、下部套孔34、下部卡板35组成了取排水口封堵装置与取排水口的封堵耦合锁紧部分，承受了取排水口封堵密封时所产生的作用力。当取排水口封堵装置在端部触碰液压封堵端部触动传感器37后，取排水水口封堵装置整体上移，触碰到取排水口后，向取排水口19端部方向移动，直至下部套孔34与取排水口上的下部定位销33完全穿合，放松起吊钢丝绳5；上部套孔11和上部卡板12与取排水口上部挡环16和上部定位销17实现对口。

取排水口固定板18、取排水口19、液压缸21、具有导轮的导杆22、液压软囊或者伸缩节23、液压缸内腔的操作液24、密封板25、密封环形凸台26和软密封环27组成了取排水口封堵装置的封堵部分。当上部套孔11和上部卡板12与取排水口上部挡环16和上部定位销17实现对口以后，启动取排水口封堵装置的液压操作系统，通过液压管路10向液压缸21内进行充压；液压软囊或者伸缩节23在高压操作液的作用下，推动密封板25向取排水口19端部移动，并与取排水口19的取排水口固定板18进行对接；在高压操作液的持续作用下，上部套孔11和上部卡板12与取排水口上部挡环16和上部定位销17以及下部套孔34与取排水口上的下部定位销33均实现压实接触；在高压操作液的进一步持续作用下，密封板25推动密封环形凸台26及软密封环27和取排水口固定板18不断相互压紧，起到止水作用，直到取排水口19被完全封堵，在电接点压力表9可以监视液压系统的压力是否正常，液压系统可根据电接点压力表9发出的信号，启动液压系统的压力油泵，保证液压缸21始终存在正常的操作力，保证取排水口19能够长期有效的安全被封堵。具有导轮的导杆22与液压缸21内部紧密接触，可以保证密封板25在向取排水口19靠近的过程中不会出现较大误差的偏移。

液压操作进油管6、液压操作排油管7、液压操作站8、电接点压力表9、液压操作管路10、液压软囊或者伸缩节23、液压缸内腔的操作液24和密封板25组成了取排水口封堵装置的液压充排系统。在取排水口封堵装置封堵过程中，启动液压操作站8给取排水口封堵装置液压缸充油，对取排水口实现封堵；根据电接点压力表9发出的信号，对液压缸进行保压，取排水口的密封保持持续有效，起到长期封堵作用。当取排水口封堵结束以后，切换液压操作站8上的液压操作进油管6和液压操作排油管7，关闭液压操作进油管6，接通液压操作排油管7，使液压缸内腔内的操作液24回流至液压操作站8当中去。液压软囊或者伸缩节23反方向移动，使取排水口19重新均有进排水功能。

水下取排水口封堵装置的实施方式主要分两种情况：

1）封堵水下取排水口的实施步骤如下：第一步如图1、图3所示，利用取排水口封堵装置的起吊系统将取排水口封堵装置由操作平台上吊入水中。第二步利用底部监视装置28和端部监视装置36在水中反馈回来的影像，将取排水口封堵装置放置在取排水口19所在平台底部的取排水口底部导轨29上，如图4所示位置。第三步启动取排水口封堵装置底部导轮30上的导轮驱动电机31，驱动取排水口封堵装置向取排水口端部移动，在行走过程中，可借助端部监视装置36反馈回来的影像进行校正方向，直到液压封堵端部触动传感器37发出触碰反馈信号，导轮驱动电机31停止运行，最终位置如图5所示意的位置。第四步利用起吊系统吊起取排水口封堵装置整体上升，并借助端部监视装置36反馈回来的影像，一直起吊至如图6所示位置，并向远离取排水口方向移动，直至取排水口封堵装置上的下部套孔34、下部卡板35和取排水口上的下部挡环32、下部定位销33完全穿合，如图7所示位置，缓缓放下与上部卡板连接的吊绳14和与液压缸相连的起吊绳索20，使上部套孔11和上部卡板12下翻至水平位置。第五步启动放置在操作平台1上的液压操作站8，通过液压操作进油管6，向取排水口封堵装置的液压缸内腔进行充压，由液压缸内腔的操作液24推动密封板25在具有导轮的导杆的支撑和导向下，靠近取排水口19的取排水口固定板18，并在上部套孔11、上部卡板12和取排水口上部挡环16、上部定位销17的啮合下以及下部套孔34、下部卡板35和取排水口下部挡环32、下部定位销33的啮合下，利用密封板25、密封环形凸台26、软密封环27和取排水口固定板18的相互挤压作用产生密封效果，最终位置如图8所示。第六步利用液压系统上设置的电接点压力表9信号，实现液压系统的持续保压，从而达到取排水口封堵装置的长期密封止水效果，并可在液压系统降压时，启动液压系统的液压泵，给液压系统充压，达到保压作用。

2）取消水下取排水口封堵的实施步骤如下：在供排水系统内的设备更换完成后，需要移出封堵水下取排水口的取排水口封堵装置，具体步骤为：第一步切换液压操作站8上的压操作进油管6和液压操作排油管7，即关闭压操作进油管6，接通液压操作排油管7，将液压缸内腔内的液压液排回到液压操作站8当中去，密封板25在取排水口附近外压水的作用下，将液压软囊或者伸缩节23挤压回液压缸21当中去。第二步在密封板25退回到液压缸21原来位置后，利用起吊装置3的起吊杆4在视频影像的作用下，调整与上部卡板连接的吊绳14和与液压缸相连起吊绳索20的夹角，利用密封板25和取排水口固定板18之间的空间，拖动取排水口封堵装置向取排水口19方向移动，直到上部套孔11、上部卡板12脱离取水口上部挡环16、上部定位销17，下部套孔34、下部卡板35脱离取水口下部挡环32、下部定位销33。第三步缓缓放下起吊钢丝绳5，使取排水口封堵装置缓缓降落到取排水口19底部的取排水口底部导轨29上。启动液压缸底部导轮30上的导轮驱动电机31，带动整个取排水口封堵装置向远离取排水口19的方向运动，直至整个取排水口封堵装置脱离整个取排水口19。第四步关闭导轮驱动电机31，启动起吊装置3的上升机构，直至整个取排水口封堵装置露出水面，并转运到整个操作平台1上。

本技术实用新型方案原理及结构图详见图1和图2，图1为水下取排水口封堵装置布置（剖面图）和图2为水下取排水口封堵装置布置图（平面图）。水下取排水口的封堵过程可以参考图3~图8，对于取消水下取排水口封堵过程则不再用示意图进行表示。

水下取排水口封堵装置也可以使用在类似的石油化工行业或者其他行业当中人员无法潜水进行封堵的项目和工程。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种水下取排水口封堵装置，其特征在于：所述水下取排水口封堵装置以封堵排水管道管口，所述水下取排水口封堵装置包括液压缸，所述液压缸与上部卡板相铰接，所述液压缸与下部卡板形成整体结构，所述上部卡板和下部卡板均为半环状以形成对排水管路的闭合环绕，所述上部卡板设有上部套孔以与排水管路上设有的上部定位销相配合且所述下部卡板上设有下部套孔以与排水管路上设有的下部定位销相配合以实现将水下取排水口封堵装置限位至排水管路上，所述液压缸内设有密封板，所述密封板与液压缸之间设有液压软囊或者液压伸缩节以将密封板向排水管路的取排水口推送并封堵排水管路的取排水口，所述液压缸与液压操作站通过液压操作管路相连通。

2.根据权利要求1所述的水下取排水口封堵装置，其特征在于：所述密封板的上端和下端与液压缸之间设有具有导轮的导杆。

3.根据权利要求1所述的水下取排水口封堵装置，其特征在于：所述密封板与排水管路的取排水口相接触的一侧设有密封环形凸台，所述密封环形凸台上固定软密封环。

4.根据权利要求1所述的水下取排水口封堵装置，其特征在于：所述液压缸底部设有液压缸导轮。

5.一种水下取排水口封堵结构，其特征在于：所述水下取排水口封堵结构包括权利要求1所述的水下取排水口封堵装置，还包括操作平台，所述操作平台上设有起吊装置，所述起吊装置上设有起吊杆，所述起吊杆的另一端设有起吊钢丝绳，所述起吊钢丝绳的下端设有两根吊绳，其中一根吊绳与水下取排水口封堵装置的上部卡板相连接，另外一根吊绳与液压缸相连接，且两根吊绳的长度保证上部卡板与液压缸形成翻转；所述水下取排水口封堵结构还包括排水管路，所述排水管路在靠近取排水口处设有取水口上部挡环和取水口下部挡环，所述取水口上部挡环和取水口下部挡环形成围绕排水管路的封闭挡环，所述取水口上部挡环和取水口下部挡环在背向水下取排水口封堵装置的一侧分别设有上部定位销和下部定位销；所述上部卡板的长度长于下部卡板的长度和/或上部定位销的长度短于下部定位销的长度以实现与下部卡板套合至下部定位销后，与液压缸相铰接的上部卡板经翻转并套合至上部定位销上。

6.根据权利要求5所述的水下取排水口封堵结构，其特征在于：所述水下取排水口封堵结构还包括导轨，所述导轨设置在排水管路的取排水口下方。

7.根据权利要求5所述的水下取排水口封堵结构，其特征在于：所述液压操作站上设有液压操作进油管和液压操作排油管，所述液压操作进油管和液压操作排油管均与液压操作管路相连接，所述液压操作管路上设有电接点压力表，所述液压操作管路的另一端与液压缸相连通。

8.根据权利要求5所述的水下取排水口封堵结构，其特征在于：所述排水管路的取排水口的外缘设有取排水口固定板，所述取排水口固定板与水下取排水口封堵装置的密封板相配合以实现取排水口的封堵密封。

9.根据权利要求5所述的水下取排水口封堵结构，其特征在于：所述水下取排水口封堵结构还包括底部监视装置、端部监视装置和端部触动传感器，且所述底部监视装置、端部监视装置和端部触动传感器均设置在水下取排水口封堵装置上，所述底部监视装置朝向水下取排水口封堵装置的下方设置，所述端部监视装置朝向排水管道所在岩壁的方向布置，所述端部触动传感器设置在水下取排水口封堵装置的下部卡板的外端上。

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