CN216340033U - 水茄子 - Google Patents

Abstract

本发明主要是一种密闭式双层胶囊的水茄子，一个胶囊在内，称为内胶囊，一个胶囊在外，称为外胶囊，胶囊带有可加注液体的口子(注水口)。使用时，先向内胶囊加注盐水，使得胶囊下沉直达井底。当胶囊到达井底后，继续向内胶囊中加注盐水，使得内胶囊扩充壮大挤占水井的体积内胶囊的体积完会占满水井时，就可以初步实现断流。此时封闭内胶囊，然后开始向外胶囊中加注水，使得外胶囊水压大于内胶囊，从而使得内胶囊的管径缩小，而外胶囊挤占井中体积。当胶囊中水压与管道中水压差达到一个安全值时。就可以对需要检修的管道进行抽水，然后便可进行下井作业。

Description

水茄子

(一)技术领域

这是一个关于管道封堵的产品，为了解决蛙人在水井下作业的风险而进行了的研究。主要应用于城市污水管道的检修，降低人员施工的风险，提升工作效率。

(二)背景技术

当前排水管道的清洗施工方案，都是首先采用水泵进行排水、降水。然后才能进行施工作业。当水位下降后，工作人员下井，使用高压气囊对污水管道进行封堵。对于难以使用水泵进行排水、降水的，会采用蛙人下井操作，使用高压气囊对污水管道进行封堵。而采用蛙人下井的方法，是存在一定的风险性的。气囊水下封堵，封堵过程时间短，来效快，但安全风险高，气囊易爆会给施工人员带来生命危险。

(三)发明内容

技术原理：采用液体囊作为封堵设备，利用水压差来达到封堵水下管道的目的，当液体囊内的水压大于井中的水压，则液体囊向外扩大，进而可以堵住水下管道口。使得人可以在不下井的情况下，对井下管道进行封堵。而气囊由于浮力的原因就没有办法做到，虽然只是一个小小的改变，却能够产生完全不同的效果。比如用盐水作为填充液体，由于盐水比水的密度大，盐水囊可以利用自重，由井口自然下沉，直达井底。当盐水囊到达井底后，继续向盐水囊中加注盐水，使得盐水囊扩充壮大挤占水井的体积，当盐水囊的体积完会占满水井时，就可以初步实现断流。此时再进一步加注盐水，使得盐水囊内水位升高，此时盐水囊由于水压比管道中的水压高，盐水囊就会扩充，当达到一定的水压差时，堵住管道口，从而彻底封堵污水井。只要管道里的水压小于盐水囊的水压，管道里的水就不会流出来，从而实现封堵的目的。

由于使用单层的胶囊，可能存在胶囊破裂的风险，对井下工作人员的安全产生一定威胁。因而改进为具有两个胶囊的产品(如图1所示)，一个在内，称为内胶囊，一个在外，称为外胶囊。胶囊带有可加注液体的口子(注水口)，内外两个胶囊都带有加注口。使用时，先向内胶囊加注盐水(如不使用盐水，可在囊内加入部分重物)，使得胶囊下沉直达井底。当胶囊到达井底后，继续向内胶囊中加注盐水，使得内胶囊扩充壮大挤占水井的体积内胶囊的体积完会占满水井时，就可以初步实现断流。此时封闭内胶囊，然后开始向外胶囊中加注水，使得外胶囊水压大于内胶囊，从而使得内胶囊的管径缩小(内胶囊初原管径为井的直径)，内胶囊中水位也随着上升，而外胶囊挤占井中体积。当胶囊中水压与管道中水压差达到一个安全值时。就可以对需要检修的管道进行抽水，如图3所示，需要检修的井区，上下两个井都抽干水后，人员便可以下井作业。双胶囊的好处在于它的安全性，比如外胶囊突然破裂，胶囊中液体流出，水压下降。此时内胶囊由于压力差的存在，就会自动填充外胶囊在井中的体积，从而保证继续封堵住管道。不会对井下作业工人产生安会威胁。

如果采用三个或者多个胶囊虽然可以提高安全性，但是也提高了成本，增加了操作复杂度，使得性价比下降了。胶囊的加注口上也可以带有加气的阀门，可以在装完水后，用于增压。

也可以使用简化的产品，为具有两个非密闭胶囊的产品(如图2所示)，一个在内，称为非密闭内胶囊，一个在外，称为非密闭外胶囊。此简化产品，只能在井中水位较低时可以使用，或者使用时在井口架设圆管用于固定非密闭胶囊的囊口。同理，使用时，先向内胶囊加注盐水，使得胶囊下沉直达井底。当胶囊到达井底后，继续向内胶囊中加注盐水，使得内胶囊扩充壮大挤占水井的体积内胶囊的体积完会占满水井时，就可以初步实现断流。此时封闭内胶囊，然后开始向外胶囊中加注水，使得外胶囊水压大于内胶囊，从而使得内胶囊的管径缩小，内胶囊中水位也随着上升，而外胶囊挤占井中体积。当胶囊中水压与管道中水压差达到一个安全值时。如图4所示，就可以对需要检修的管道进行抽水，抽干水后，人员便可以下井作业。

如图5所示是一个关于污水管网的设计，在此称之为分布式曲支网，这是一个由三级曲支管共同组成的污水管网。污水井之间都是采有以污水井为折点的直管连接，由于采用折线连接方式，故此命名为曲支管。入户污水管直接连到第一级曲支管网上的污水井(坚井)；第二级曲支管比第一级曲支管的管径要大，管道埋藏深度也比第一级曲支管深，是用来收采第一级曲支管网收集到的污水；第三级曲支管又比第二级曲支管的管径要大，管道埋藏深度也比第二级曲支管深，用来连接污水处理厂。图6是图5分布式曲支网的另一个视角图。图7则是分布式曲支网的侧面图，可以看到图7与图9是相近似的。图8是分布式曲支网的顶视图，可以看到分布式曲支网的平面布置形式。

如图9所示的曲支管是由折线管与坚井组成。相邻的两个坚井用一条直管按一定斜率连接。由于两井相距近，可以采用加大斜率的方式来保证，直管内部不堵塞。第一级曲支管的斜率可以选择1％，第二级和第三级曲支管可以选择2-3％。第一级曲支管管径可选择300mm至400mm，第二级曲支管管径可选择600mm至800mm，第三级曲支管管径可选择1500mm至1800mm。污水处理厂的选址可以选择在第三级曲支管的边上，这样就使得污水处理厂的选址的范围变大。

分布式曲支网的好处主要有1.方便维修和更新管道，在保证污水管网的使用功能的前提下可以进行局部更新和维修。在更新管道及维修时，不会给居民的生活造成大影响，将不良影响降到最低。同时也不影响污水管网继续收集污水，保护了环境。2.标准化、模块化的组件，方便施工。3.网管布局灵活，适应性强，容错率高。4管网内管道排水能实理共享管道过水面积，有效的提升管网的排水能力，提升容错率。5.管网可以分期建设及更新，降低一次性投资的规模。6.污水处理厂的选址变得方便灵活，可选位置多。同时可以实现多个污水处理厂的污水处理能力的共享。

分布式曲支网可以有效的结合水茄子来进行局部的更新改造。如图10所示，可以看到，使用了8个水茄子围出一片管道更新区域。围出的管道更新区域可以进行更新或者维修，同时其它管网依然相互连通，可以照常使用。如图10所示阴影部分为污水处理厂的选址区域，位于第三级曲支管边上。阴影部分通常位于城市效区，土地价格相对较低。

同时的雨水管网也可以参照分布式曲支网来做。道路上的雨水管可以布置于道路中间的隔离带上，将道路两边高而中间低，可以将道路上的雨水收集到中间的雨水管里。这样可以解决道路积水给行人带来的不便。隔离带的绿化可以下沉，减少扬尘，同时吸收更多的雨水。

(四)附图说明

图1：密闭式双层胶囊的水茄子

图2：非密闭式双层胶囊的水茄子

图3：是密闭式双层胶囊的水茄子的施工示意图

图4：是非密闭式双层胶囊的水茄子的施工示意图

图5：分布式曲支网的三维图形视角1

图6：分布式曲支网的三维图形视角2

图7：分布式曲支网的三维图形侧面图

图8：分布式曲支网的三维图形顶视图

图9：曲支管的侧面图

图10：分布式曲支网的平面图(更新区域及选址)

(五)具体实施方式

密闭式双层胶囊的水茄子，一个胶囊在内，称为内胶囊，一个胶囊在外，称为外胶囊。胶囊带有可加注液体的口子(注水口)，内外两个胶囊都带有加注口。使用时，先向内胶囊加注盐水(如不使用盐水，可在囊内加入部分重物)，使得胶囊下沉直达井底。当胶囊到达井底后，继续向内胶囊中加注盐水，使得内胶囊扩充壮大挤占水井的体积内胶囊的体积完会占满水井时，就可以初步实现断流。此时封闭内胶囊，然后开始向外胶囊中加注水，使得外胶囊水压大于内胶囊，从而使得内胶囊的管径缩小(内胶囊初原管径为井的直径)，内胶囊中水位也随着上升，而外胶囊挤占井中体积。当胶囊中水压与管道中水压差达到一个安全值时。就可以对需要检修的管道进行抽水，如图3所示，需要检修的井区，上下两个井都抽干水后，人员便可以下井作业。双胶囊的好处在于它的安全性，比如外胶囊突然破裂，胶囊中液体流出，水压下降。此时内胶囊由于压力差的存在，就会自动填充外胶囊在井中的体积，从而保证继续封堵住管道。不会对井下作业工人产生安会威胁。

Claims (4)

1.一种水茄子，其特征在于具有密闭式双层胶囊的水茄子或具有非密闭式双层胶囊的水茄子，一个胶囊在内，称为内胶囊，一个胶囊在外，称为外胶囊，两个胶囊都可以用来加液体。

2.根据权利要求1所述的一种水茄子，其特征在于具有密闭式双层胶囊的水茄子，且胶囊带有可加注液体的口子。

3.根据权利要求2所述的一种水茄子，其特征在于具有密闭式双层胶囊的水茄子，且胶囊带有可加注液体的口子，且带有加气的阀门，可以在装完液体后，用于增压。

4.一种水茄子，其特征在于具有非密闭式多层胶囊的水茄子，或者具有密闭式多层胶囊的水茄子。

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