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地下管道修復系統及地下管道修復方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510440160.2

申請日:

2015.07.24

公開號:

CN105065846A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):F16L 55/1645申請日:20150724|||公開
IPC分類號: F16L55/1645; F16L55/32 主分類號: F16L55/1645
申請人: 天津市水利科學研究院
發明人: 張振; 袁春波; 李國起; 劉桐; 郝志香; 齊偉; 王建波; 吳亞斌; 董建克; 陸梅; 王云倉; 王松慶; 王守春; 王守霆; 貢宏華; 王彩艷
地址: 300061天津市河西區友誼路60號
優先權:
專利代理機構: 天津市宗欣專利商標代理有限公司12103 代理人: 王義為
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510440160.2

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明是地下管道修復系統及地下管道修復方法。由管道修復支撐框架主體、修復器驅動裝置、修復裝置和操作控制裝置組成,管道定位攝像頭、主支撐架、定位儀、操控器和電池組組成,主支撐架整體呈圓筒框架,前端部安設管道定位攝像頭,主支撐架的中部安設定位儀、電池組和操控器,操控器通過線路與驅動器、管道定位攝像頭和定位儀相連接,主支撐架上安設修復裝置,定位筒內放置管道修復氣囊,管道修復氣囊修復管道充氣時撐起定位筒和膠體吸附層固定帶跟隨擴張,直至定位筒和膠體吸附層貼覆到修復管道上,本發明設計科學,結構合理,施工方便,制作成本低,維修人員不用進入管道,地面上遙控操作,準確勘察和定位待修復管道的修復部位,在城市輸水管道修復工程中推廣應用,市場前景十分廣闊。

權利要求書

1.一種地下管道修復系統,其特征是由管道修復支撐框架主體(19)、修復器驅動裝置(20)、修復裝置(21)和操作控制裝置(22)組成,管道修復支撐框架主體(19)是由管道定位攝像頭(1)、主支撐架(2)、定位儀(5)、操控器(18)和電池組(23)組成,主支撐架(2)整體呈圓筒框架,是整個設備的載體,主支撐架(2)的前端部安設管道定位攝像頭(1),管道定位攝像頭(1)探出主支撐架(2)的前端部,通過管道定位攝像頭(1)觀察需修復管道的內部情況,修復管道時精確定位修復部位的位置;主支撐架(2)的中部安設定位儀(5)、電池組(23)和操控器(18),定位儀(5)在修復管道內測繪管道的三維空間坐標,快速定位缺陷所在位置,提高探傷效率;電池組(23)通過電纜與驅動器(9)、管道定位攝像頭(1)、定位儀(5)和操控器(18)相連接,提供相應的電源;操控器(18)通過線路與驅動器(9)、管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)相連接,定位儀(5)測繪修復管道內修復部位的三維空間坐標,快速定位修復部位的三維空間坐標的位置,提高修復部位的探傷效率,操控器(18)收集管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)的數據信息,由操控器(18)的傳輸設施通過線路傳輸給操作控制裝置(22)的遙控控制器(13),在遙控控制器(13)的顯示屏(24)上顯示修復管道內的情況,以及主支撐架(2)在修復管道內的位置,操控器(18)接受遙控控制器(13)的指令,操控器(18)把遙控控制器(13)的指令傳輸給驅動器(9),驅動管道修復支撐框架主體(19)在修復管道內移動;主支撐架(2)上安設修復裝置(21),修復裝置(21)由管道修復氣囊(3)、定位筒(4)、充氣管(7)、卡孔(10)、膠體吸附層(11)和固定帶(12)組成,定位筒(4)整體呈筒狀,定位筒(4)的圓周長度大于修復管道的內壁圓周長度,定位筒(4)邊緣搭接卷成筒狀,定位筒(4)卷成筒狀的直徑小于修復管道的直徑,定位筒(4)的一端邊緣上多排等距設置卡孔(10),至少設置3排,定位筒(4)的另一端邊緣上設置與卡孔(10)相吻合的多排等距的卡釘,定位筒(4)的直徑經管道修復氣囊(3)充氣擴張后與修復管道的內徑相吻合,待定位筒(4)擴張卡釘卡入卡孔內固定在修復管道的內壁上,修復需修復管道的破損處;定位筒(4)內放置管道修復氣囊(3),管道修復氣囊(3)整體呈筒形封閉空囊狀,管道修復氣囊(3)一端部與充氣管(7)固定相連接,通過充氣管(7)給管道修復氣囊(3)充氣擴張定位筒(4)、膠體吸附層(11)和固定帶(12),將定位筒(4)和膠體吸附層(11)擴張到與修復管道的內壁直徑相吻合的直徑修復管道,定位筒(4)外側裹覆膠體吸附層(11),膠體吸附層(11)上涂覆膠體材料,固定帶(12)把膠體吸附層(11)固定在定位筒(4)的外側,管道修復氣囊(3)修復管道充氣時撐起定位筒(4)和膠體吸附層(11)固定帶(12)跟隨擴張,直至定位筒(4)和膠體吸附層(11)貼覆到修復管道上;修復器驅動裝置(20)是由驅動輪(6)、驅動器(9)、傳動齒圈(14)、傳動軸(15)、驅動齒輪(16)、萬向節(17)和驅動軸(22)組成,驅動器(9)分為前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2),前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)分別安設在主支撐架(2)的前端部和后端部,驅動器(9)的輸出端與傳動軸(15)的一端部相連接,驅動器(9)向傳動軸(15)輸出驅動力,傳動軸(15)的另一端部上安設萬向節(17)的一端部相連接,改變傳動軸線的方向,萬向節(17)的另一端部與驅動齒輪(16)相連接,驅動齒輪(16)與傳動齒圈(14)相嚙合,傳動齒圈(14)與驅動軸(22)固定相連接,驅動軸(22)與驅動輪(6)固定相連接,驅動器(9)通過萬向節(17)、驅動齒輪(16)和傳動齒圈(14)改變傳動軸線的方向,將驅動器(9)輸出驅動力傳輸到驅動輪(6)上,驅動管道修復支撐框架主體(19)在修復管道內前后移動;操作控制裝置(22)由遙控控制器(13)、操控器(18)、管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)組成,遙控控制器(13)安設在修復管道外的地面上,操控修復管道內的管道修復支撐框架主體(19),操控器(18)通過線路與管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)相連接,把修復管道內修復部位的三維空間坐標和修復管道內視頻傳輸給遙控控制器(13),遙控控制器(13)上設置顯示屏(24)、操控手柄(25)和功能鍵(26),顯示屏(24)顯示修復管道內修復部位的三維空間坐標和修復管道內視頻,操控手柄(25)分別操控前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)在修復管道內的行走,功能鍵(26)設置遙控控制器(13)的操作功能。2.一種利用權利要求1所述的地下管道修復系統的地下管道修復方法,其特征是選擇定位筒(4)的直徑與修復管道的直徑相宜的定位筒(4),定位筒(4)邊緣搭接卷成筒狀,定位筒(4)的圓周長度大于修復管道的內壁圓周長度,定位筒(4)上裹附膠體吸附層(11),膠體吸附層(11)上涂覆膠體材料,用固定帶(12)把膠體吸附層(11)固定在定位筒(4)的外壁上;打開管道修復支撐框架主體(19)上電池組(23)的電源開關,接通電源,連通操控器(18)、驅動器(9)、管道定位攝像頭(1)和定位儀(5),空壓機通過管路與管道修復氣囊(3)的充氣管(7)固定相連接,并連通等待充氣,把定位筒(4)和膠體吸附層(11)一同固定在管道修復支撐框架主體(19)的主支撐架(2)上,從檢查井把管道修復支撐框架主體(19)放置到待修復管道內,主支撐架(2)兩端的驅動輪(6)被壓力彈簧(8)壓迫支撐在修復管道的內壁上,把管道修復支撐框架主體(19)支撐在待修復管道內的中央部;在修復管道外的地面上開啟遙控控制器(13),遙控控制器(13)的顯示屏(24)上顯示管道定位攝像頭(1)在修復管道內實時狀況以及定位儀(5)測繪修復管道內的三維空間坐標,按動功能鍵(26)確定操作功能,根據遙控控制器(13)的顯示器(24)顯示管道定位攝像頭(1)在修復管道內實時狀況,確定管道修復支撐框架主體(19)在修復管道內的位置,操控遙控控制器(13)上的操控手柄(25)向操控器(18)發出指令;操控器(18)把操控遙控控制器(13)的指令發送給前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2),前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)分別通過傳動軸(15)、萬向節(17)、驅動齒輪(16)、傳動齒圈(14)和驅動軸(22)驅動主支撐架(2)兩端部驅動輪(6),帶動管道修復支撐框架主體(19)在修復管道的內壁上向修復管道的修復部位移動;遙控控制器(13)向操控器(18)發出指令,操控器(18)按照指令操控管道修復支撐框架主體(19)移動到修復管道的修復部位,通過管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)確定管道修復支撐框架主體(19)到達最佳位置,遙控控制器(13)發出指令管道修復支撐框架主體(19)停留在修復管道的最佳位置,啟動空壓機,空壓機通過管路從充氣管(7)向管道修復氣囊(3)充氣,管道修復氣囊(3)開始擴張,隨著管道修復氣囊(3)的擴張帶動定位筒(4)擴張,定位筒(4)的搭接處展開,定位筒(4)開始擴張的同時帶動膠體吸附層(11)擴張,直至擴張到與修復管道的內徑相吻合,膠體吸附層(11)和定位筒(4)貼覆到修復管道的內壁上,定位筒(4)上的卡釘嵌入卡孔(10),鎖住定位筒(4),使定位筒(4)固定在修復部位上,修復管道的修復部位被封堵住;關閉空壓機,釋放管道修復氣囊(3)內的氣壓,直至放凈管道修復氣囊(3)內的空氣,管道修復氣囊(3)恢復原狀,遙控控制器(13)向操控器(18)發出回收指令,操控器(18)按照指令發送給前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2),前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)分別通過傳動軸(15)、萬向節(17)、驅動齒輪(16)、傳動齒圈(14)和驅動軸(22)驅動主支撐架(2)兩端部驅動輪(6),帶動管道修復支撐框架主體(19)從修復管道的修復部位向檢查井移動,管道修復支撐框架主體(19)移動到檢查井處遙控控制器(13)向操控器(18)發出停止指令,從修復管道內取出管道修復支撐框架主體(19),離開檢查井。

說明書

地下管道修復系統及地下管道修復方法

技術領域

本發明涉及一種地下管道修復設備,尤其涉及一種地下管道修復系統及地下管道修復方法。

背景技術

在地下埋設的管道,許多管道之間交叉,錯綜復雜,有一些管道經過多年的使用,滲漏,破裂事故頻出,這些管道大多鋪設在人口稠密、商業繁華的市區,開挖施工會造成交通堵塞、綠地和園林的毀壞,開挖修復管道的工藝,往往會造成其他管道的損壞,有一些管道的管徑較小,沒有工作面,人員無法進入管道實施修復。城市中的管道還存在另一個致命的問題,地下管道多數不透風,存在大量致命的有毒氣體,人員無法進入管網進行修復。

發明內容

本發明的主要目的在于解決上述修復管道工程中的問題,提供一種地下管道修復系統及地下管道修復方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:

由管道修復支撐框架主體、修復器驅動裝置、修復裝置和操作控制裝置組成,管道修復支撐框架主體是由管道定位攝像頭、主支撐架、定位儀、操控器和電池組組成,主支撐架整體呈圓筒框架,是整個設備的載體,主支撐架的前端部安設管道定位攝像頭,管道定位攝像頭探出主支撐架的前端部,通過管道定位攝像頭觀察需修復管道的內部情況,修復管道時精確定位修復部位的位置。

本發明是由管道修復支撐框架主體、修復器驅動裝置、修復裝置和操作控制裝置構成,管道修復支撐框架主體是修復管道工程中的主要設備,管道修復支撐框架主體是進入待修復管道內修復管道的設備;修復器驅動裝置是管道修復支撐框架主體驅動設備,驅動管道修復支撐框架主體進入待修復管道的設備;修復裝置是修復待修復管道的修復設備,是進入修復待修復管道的修復設備;操作控制裝置是操控管道修復支撐框架主體的操控設備,操控管道修復支撐框架主體在修復管道內修復管道。

本發明主支撐架是整個管道修復支撐框架主體的載體設備,采用不銹鋼金屬材質材料制作,管道定位攝像頭采用高清晰度的CCD彩色攝像頭,帶有變焦功能,120倍變焦(10倍光學變焦、12倍數字變焦),鏡頭光圈可調(自動和手動),手動和自動聚焦功能,內置LED無影燈。攝像頭徑向傾角290°和水平角360°無止境旋轉,管道定位攝像頭內置壓力感應器和2個激光二極管用于測量裂縫寬度,管道定位攝像頭勘測管內缺陷,在修復管道時候進行定位。

主支撐架的中部安設定位儀、電池組和操控器,定位儀在修復管道內測繪管道的三維空間坐標,快速定位缺陷所在位置,提高探傷效率。電池組通過電纜與驅動器、管道定位攝像頭、定位儀和操控器相連接,提供相應的電源。

本發明定位儀測繪修復管道內三維空間的坐標,快速定位修復管道的缺陷所在位置,提高探傷效率。電池組給管道修復支撐框架主體上的設備提供電源,操控器接收地面遙控控制器的指令,按照指令操控修復器驅動裝置,操控器操控主支撐架兩端部安設的前驅動器和后驅動器在修復管道內前行或后退或定位。

操控器通過線路與驅動器、管道定位攝像頭和定位儀相連接,定位儀測繪修復管道內修復部位的三維空間坐標,快速定位修復部位的三維空間坐標的位置,提高修復部位的探傷效率,操控器收集管道定位攝像頭和定位儀的數據信息,由操控器的傳輸設施通過線路傳輸給操作控制裝置的遙控控制器,在遙控控制器的顯示屏上顯示修復管道內的情況,以及主支撐架在修復管道內的位置,操控器接受遙控控制器的指令,操控器把遙控控制器的指令傳輸給驅動器,驅動管道修復支撐框架主體在修復管道內移動。

本發明操控器另一個功能就是把管道定位攝像頭和定位儀的數據信息傳輸給操作控制裝置的遙控控制器,操控器的傳輸設施通過線路與操作控制裝置的遙控控制器相連接,連接線路隨著主支撐架一起進入待修復管道內,在地面上及時了解修復管道內的實時情況,及時調整管道修復支撐框架主體的運行,確保準確修復管道內的修復部位,有利于遙控控制器準確的發出指令操控操控器,操控器指令傳輸給驅動器,驅動器既可以精確的驅動行走。

主支撐架上安設修復裝置,修復裝置由管道修復氣囊、定位筒、充氣管、卡孔、膠體吸附層和固定帶組成,定位筒整體呈筒狀,定位筒的圓周長度大于修復管道的內壁圓周長度,定位筒邊緣搭接卷成筒狀,定位筒卷成筒狀的直徑小于修復管道的直徑,定位筒的一端邊緣上多排等距設置卡孔,至少設置3排,定位筒的另一端邊緣上設置與卡孔相吻合的多排等距的卡釘,定位筒的直徑經管道修復氣囊充氣擴張后與修復管道的內徑相吻合,待定位筒擴張卡釘卡入卡孔內固定在修復管道的內壁上,修復需修復管道的破損處。

本發明定位筒是搭接卷成筒狀,采用不銹鋼材質板材制作,卷成筒狀直徑小于修復管道的內經,保證不與管道發生摩擦損壞膠體吸附層,影響修復待修復管道的修復部位,在定位筒的搭接處設置多排等距卡孔和卡釘,待定位筒擴張后卡釘嵌入卡孔內,把定位筒固定在修復管道的修復部位。定位筒采用不銹鋼材質板材,起到結構性修復,提高修復管道的強度。在定位筒的搭接處設置多排卡孔和卡釘可以適應不同的管徑的管道,同時也能適應修復管道的管徑誤差,能夠緊密的修復待修復管道的修復部位。

定位筒內放置管道修復氣囊,管道修復氣囊整體呈筒形封閉空囊狀,管道修復氣囊一端部與充氣管固定相連接,通過充氣管給管道修復氣囊充氣擴張定位筒、膠體吸附層和固定帶,將定位筒和膠體吸附層擴張到與修復管道的內壁直徑相吻合的直徑修復管道,定位筒外側裹覆膠體吸附層,膠體吸附層上涂覆膠體材料,固定帶把膠體吸附層固定在定位筒的外側,管道修復氣囊修復管道充氣時撐起定位筒和膠體吸附層固定帶跟隨擴張,直至定位筒和膠體吸附層貼覆到修復管道上。

本發明管道修復氣囊安設在主支撐架上,定位筒安設在管道修復氣囊的外側,管道修復氣囊采用橡膠材質材料制作,管道修復氣囊一端部固定相連接充氣管,空氣泵通過充氣管向管道修復氣囊內充氣,通過充氣擴張管道修復氣囊,定位筒包裹在管道修復氣囊上,定位筒的外側裹附膠體吸附層,膠體吸附層上涂覆膠體材料,膠體材料采用聚酯發泡膠,膠體材料提高定位筒和膠體吸附層固定在待修復管道的修復部位上。固定帶把膠體吸附層固定在定位筒的外側,固定帶用來確保膠體吸附層固定在定位筒上,當定位筒擴展時固定帶跟隨定位筒一起擴展,保障膠體吸附層不會從定位筒上脫落。

修復器驅動裝置是由驅動輪、驅動器、傳動齒圈、傳動軸、驅動齒輪、萬向節和驅動軸組成,驅動器分為前驅動器和后驅動器,前驅動器和后驅動器分別安設在主支撐架的前端部和后端部,驅動器的輸出端與傳動軸的一端部相連接,驅動器向傳動軸輸出驅動力,傳動軸的另一端部上安設萬向節的一端部相連接,改變傳動軸線的方向,萬向節的另一端部與驅動齒輪相連接,驅動齒輪與傳動齒圈相嚙合,傳動齒圈與驅動軸固定相連接,驅動軸與驅動輪固定相連接,驅動器通過萬向節、驅動齒輪和傳動齒圈改變傳動軸線的方向,將驅動器輸出驅動力傳輸到驅動輪上,驅動管道修復支撐框架主體在修復管道內前后移動。

本發明驅動器分為前驅動器和后驅動器,前驅動器和后驅動器安設在主支撐架的兩端部,前驅動器和后驅動器通過傳動軸、萬向節、驅動齒輪、傳動齒圈和驅動軸驅動主支撐架兩端部驅動輪,帶動管道修復支撐框架主體在修復管道的內壁上向修復管道的修復部位移動。驅動輪支撐管道修復支撐框架主體在待修復管道內爬行,保證管道修復支撐框架主體不與待修復管道的內壁發生摩擦,傳動軸采用合金鋼材質制作,萬向節采用20Cr或20CrMnTi鋼2材質制作。

操作控制裝置由遙控控制器、操控器、管道定位攝像頭和定位儀組成,遙控控制器安設在修復管道外的地面上,操控修復管道內的管道修復支撐框架主體,操控器通過線路與管道定位攝像頭和定位儀相連接,把修復管道內修復部位的三維空間坐標和修復管道內視頻傳輸給遙控控制器,遙控控制器上設置顯示屏、操控手柄和功能鍵,顯示屏顯示修復管道內修復部位的三維空間坐標和修復管道內視頻,操控手柄分別操控前驅動器和后驅動器在修復管道內的行走,功能鍵設置遙控控制器的操作功能。

本發明遙控控制器在修復管道外的地面上,遙控控制器的顯示屏實時顯示修復管道內修復部位的三維空間坐標和修復管道內視頻,遙控控制器向操控器發出指令。通過遙控控制器的功能鍵設定操作功能,操縱操控手柄驅動裝置驅動管道修復支撐框架主體在修復管道內前進或后退,直至到達待修復管道的修復部位處,實施管道修復,修復管道后,遙控控制器操縱驅動裝置離開修復部位處回到檢測井口。

選擇定位筒的直徑與修復管道的直徑相宜的定位筒,定位筒邊緣搭接卷成筒狀,定位筒的圓周長度大于修復管道的內壁圓周長度,定位筒上裹附膠體吸附層,膠體吸附層上涂覆膠體材料,用固定帶把膠體吸附層固定在定位筒的外壁上。

本發明地下待修復管道的直徑各有不同,要選擇相適宜直徑的定位筒,定位筒的邊緣是搭接卷成筒狀的,便于擴張時支撐在待修復管道的修復部位。在定位筒的外側裹附膠體吸附層,膠體吸附層上均勻的涂覆膠體材料,并用固定帶把膠體吸附層固定在定位筒的外壁上待用。

打開管道修復支撐框架主體上電池組的電源開關,接通電源,連通操控器、驅動器、管道定位攝像頭和定位儀,空壓機通過管路與管道修復氣囊的充氣管固定相連接,并連通等待充氣,把定位筒和膠體吸附層一同固定在管道修復支撐框架主體的主支撐架上,從檢查井把管道修復支撐框架主體放置到待修復管道內,主支撐架兩端的驅動輪被壓力彈簧壓迫支撐在修復管道的內壁上,把管道修復支撐框架主體支撐在待修復管道內的中央部。

本發明空壓機通過管路與管道修復氣囊的充氣管固定相連接,空壓機應配有壓力表,嚴格控制充氣的壓力給修復氣囊充氣,不得大于修復氣囊的標準使用壓力,充氣過程中,檢查井下的操作人員必須離開,確保安全作業。

本發明通過管道定位攝像頭對修復管道內情況能夠徑向傾角290°和水平角360°無止境旋轉,內置LED無影燈,保障可視性,準確的掌握修復管道內的情況,內置壓力感應器和2個激光二極管用于測量修復管道內的裂縫寬度,精確測定修復管道內的缺陷程度,并在修復管道時候精確定位。定位儀測繪修復管道內的三維空間坐標,用來快速定位缺陷所在位置,提高探傷效率。

在修復管道外的地面上開啟遙控控制器,遙控控制器的顯示屏上顯示管道定位攝像頭在修復管道內實時狀況以及定位儀測繪修復管道內的三維空間坐標,按動功能鍵確定操作功能,根據遙控控制器的顯示器顯示管道定位攝像頭在修復管道內實時狀況,確定管道修復支撐框架主體在修復管道內的位置,操控遙控控制器上的操控手柄向操控器發出指令。

本發明啟動遙控控制器的功能鍵,確定操作功能,通過遙控控制器操控修復管道內支撐框架主體的驅動器,遙控控制器安設在修復管道外的地面上,通過操控遙控控制器上的操控手柄操控支撐框架主體的驅動器,支撐框架主體在修復管道內向修復部位移動,在修復管道外的地面上遙控控制器也隨之移動,直至移動到修復管道內的修復部位處,再實施修復操作。

操控器把操控遙控控制器的指令發送給前驅動器和后驅動器,前驅動器和后驅動器分別通過傳動軸、萬向節、驅動齒輪、傳動齒圈和驅動軸驅動主支撐架兩端部驅動輪,帶動管道修復支撐框架主體在修復管道的內壁上向修復管道的修復部位移動。

本發明通過遙控控制器上的兩個操控手柄操控前驅動器和后驅動器,前驅動器和后驅動器分別通過傳動軸、萬向節、驅動齒輪、傳動齒圈和驅動軸驅動主支撐架兩端部驅動輪,支撐框架主體兩端部驅動輪帶動支撐框架主體在修復管道內爬行,直至移動到修復管道的修復部位。

遙控控制器向操控器發出指令,操控器按照指令操控管道修復支撐框架主體移動到修復管道的修復部位,通過管道定位攝像頭和定位儀確定管道修復支撐框架主體到達最佳位置,遙控控制器發出指令管道修復支撐框架主體停留在修復管道的最佳位置,啟動空壓機,空壓機通過管路從充氣管向管道修復氣囊充氣,管道修復氣囊開始擴張,隨著管道修復氣囊的擴張帶動定位筒擴張,定位筒的搭接處展開,定位筒開始擴張的同時帶動膠體吸附層擴張,直至擴張到與修復管道的內徑相吻合,膠體吸附層和定位筒貼覆到修復管道的內壁上,定位筒上的卡釘嵌入卡孔,鎖住定位筒,使定位筒固定在修復部位上,修復管道的修復部位被封堵住。

本發明支撐框架主體到達修復管道的修復部位,遙控控制器向操控器發出指令,停留在修復管道的修復部位,遙控控制器向操控器發出指令,在修復管道的修復部位處調節支撐框架主體處于最佳修復位置,定位筒能夠精確修復待修復管道的修復部位,遙控控制器向操控器發出指令,支撐框架主體在待修復管道的修復部位定位,啟動配有壓力表的空壓機,空壓機通過管路從充氣管向管道修復氣囊充氣,充氣過程中,井下的操作人員必須離開,并嚴格控制管道修復氣囊內部的壓力,不得大于管道修復氣囊的標準使用壓力。待管道修復氣囊充氣完畢,達到匹配壓力,管道修復氣囊開始擴張,隨著管道修復氣囊的不斷擴張帶動定位筒擴張,定位筒的搭接處展開,定位筒的擴張,同時帶動膠體吸附層和固定帶擴張,直至擴張到與修復管道的內徑相吻合,把修復管道的修復部位封閉,阻斷待修復管道的泄露,膠體吸附層和定位筒貼覆到修復管道的內壁上,定位筒上的卡釘嵌入卡孔,鎖住定位筒,定位筒鎖住后,無需膠體吸附層固化,即可實施回收支撐框架主體。

關閉空壓機,釋放管道修復氣囊內的氣壓,直至放凈管道修復氣囊內的空氣,管道修復氣囊恢復原狀,遙控控制器向操控器發出回收指令,操控器按照指令發送給前驅動器和后驅動器,前驅動器和后驅動器分別通過傳動軸、萬向節、驅動齒輪、傳動齒圈和驅動軸驅動主支撐架兩端部驅動輪,帶動管道修復支撐框架主體從修復管道的修復部位向檢查井移動,管道修復支撐框架主體移動到檢查井處遙控控制器向操控器發出停止指令,從修復管道內取出管道修復支撐框架主體,離開檢查井。

本發明封閉修復管道的修復部位,阻斷待修復管道的泄露,實施回收支撐框架主體,關閉空壓機,開始釋放管道修復氣囊內的氣壓,管道修復氣囊內的空氣必須全部放凈,在回收支撐框架主體的過程中,管道修復氣囊容易被修復管道的管壁磨損,管道修復氣囊在釋放空氣的過程中,檢查井內不準有操作人員。遙控控制器向操控器發出指令,前驅動器和后驅動器分別通過傳動軸、萬向節、驅動齒輪、傳動齒圈和驅動軸驅動主支撐架兩端部驅動輪,帶動管道修復支撐框架主體從修復管道的修復部位向檢查井移動實施回收,管道修復支撐框架主體移動到檢查井處,遙控控制器向操控器發出停止的指令,從修復管道內取出管道修復支撐框架主體,離開檢查井,完成修復管道的操作。

本發明是地下管道修復系統及地下管道修復方法。本發明設計科學,結構合理,施工方便,制作成本低,維修人員不用進入管道,地面上遙控操作,降低維修成本,不必開挖管道,可帶水作業,準確勘察和定位待修復管道的修復部位,無需占用道路,阻塞交通,破壞綠地,給施工帶來了極大地便利,不僅提高了勞動效率,還能保證維修人員的安全,應用到修復復雜的地下輸水管網的管道,廣泛的應用到其它管網的管道修復,在城市輸水管道修復工程中推廣應用,市場前景十分廣闊。

附圖說明

以下結合附圖和實施例對本發明詳細說明。

圖1地下管道修復系統的示意圖

圖2地下管道修復系統的修復裝置的示意圖

圖3地下管道修復系統的遙控控制器的示意圖

圖4地下管道修復系統的驅動裝置的示意圖。

1管道定位攝像頭,2主支撐架,3管道修復氣囊,4定位筒,5定位儀,6驅動輪,7充氣管,8壓力彈簧,9驅動器,9-1前驅動器,9-2后驅動器,10卡孔,11膠體吸附層,12固定帶,13遙控控制器,14傳動齒圈,15傳動軸,16驅動齒輪,17萬向節,18操控器,19管道修復支撐框架主體,20修復器驅動裝置,21修復裝置,22驅動軸,23電池組,24顯示屏,25操控手柄,26功能鍵。

具體實施方式

實施例1

由管道修復支撐框架主體(19)、修復器驅動裝置(20)、修復裝置(21)和操作控制裝置(22)組成,管道修復支撐框架主體(19)是由管道定位攝像頭(1)、主支撐架(2)、定位儀(5)、操控器(18)和電池組(23)組成,主支撐架(2)整體呈圓筒框架,是整個設備的載體,主支撐架(2)的前端部安設管道定位攝像頭(1),管道定位攝像頭(1)探出主支撐架(2)的前端部,通過管道定位攝像頭(1)觀察需修復管道的內部情況,修復管道時精確定位修復部位的位置。

主支撐架(2)的中部安設定位儀(5)、電池組(23)和操控器(18),定位儀(5)在修復管道內測繪管道的三維空間坐標,快速定位缺陷所在位置,提高探傷效率。電池組(23)通過電纜與驅動器(9)、管道定位攝像頭(1)、定位儀(5)和操控器(18)相連接,提供相應的電源。

操控器(18)通過線路與驅動器(9)、管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)相連接,定位儀(5)測繪修復管道內修復部位的三維空間坐標,快速定位修復部位的三維空間坐標的位置,提高修復部位的探傷效率,操控器(18)收集管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)的數據信息,由操控器(18)的傳輸設施通過線路傳輸給操作控制裝置(22)的遙控控制器(13),在遙控控制器(13)的顯示屏(24)上顯示修復管道內的情況,以及主支撐架(2)在修復管道內的位置,操控器(18)接受遙控控制器(13)的指令,操控器(18)把遙控控制器(13)的指令傳輸給驅動器(9),驅動管道修復支撐框架主體(19)在修復管道內移動,如圖1、圖3所示。

實施例2

主支撐架(2)上安設修復裝置(21),修復裝置(21)由管道修復氣囊(3)、定位筒(4)、充氣管(7)、卡孔(10)、膠體吸附層(11)和固定帶(12)組成,定位筒(4)整體呈筒狀,定位筒(4)的圓周長度大于修復管道的內壁圓周長度,定位筒(4)邊緣搭接卷成筒狀,定位筒(4)卷成筒狀的直徑小于修復管道的直徑,定位筒(4)的一端邊緣上多排等距設置卡孔(10),至少設置3排,定位筒(4)的另一端邊緣上設置與卡孔(10)相吻合的多排等距的卡釘,定位筒(4)的直徑經管道修復氣囊(3)充氣擴張后與修復管道的內徑相吻合,待定位筒(4)擴張卡釘卡入卡孔內固定在修復管道的內壁上,修復需修復管道的破損處。

定位筒(4)內放置管道修復氣囊(3),管道修復氣囊(3)整體呈筒形封閉空囊狀,管道修復氣囊(3)一端部與充氣管(7)固定相連接,通過充氣管(7)給管道修復氣囊(3)充氣擴張定位筒(4)、膠體吸附層(11)和固定帶(12),將定位筒(4)和膠體吸附層(11)擴張到與修復管道的內壁直徑相吻合的直徑修復管道,定位筒(4)外側裹覆膠體吸附層(11),膠體吸附層(11)上涂覆膠體材料,固定帶(12)把膠體吸附層(11)固定在定位筒(4)的外側,管道修復氣囊(3)修復管道充氣時撐起定位筒(4)和膠體吸附層(11)固定帶(12)跟隨擴張,直至定位筒(4)和膠體吸附層(11)貼覆到修復管道上。

修復器驅動裝置(20)是由驅動輪(6)、驅動器(9)、傳動齒圈(14)、傳動軸(15)、驅動齒輪(16)、萬向節(17)和驅動軸(22)組成,驅動器(9)分為前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2),前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)分別安設在主支撐架(2)的前端部和后端部,驅動器(9)的輸出端與傳動軸(15)的一端部相連接,驅動器(9)向傳動軸(15)輸出驅動力,傳動軸(15)的另一端部上安設萬向節(17)的一端部相連接,改變傳動軸線的方向,萬向節(17)的另一端部與驅動齒輪(16)相連接,驅動齒輪(16)與傳動齒圈(14)相嚙合,傳動齒圈(14)與驅動軸(22)固定相連接,驅動軸(22)與驅動輪(6)固定相連接,驅動器(9)通過萬向節(17)、驅動齒輪(16)和傳動齒圈(14)改變傳動軸線的方向,將驅動器(9)輸出驅動力傳輸到驅動輪(6)上,驅動管道修復支撐框架主體(19)在修復管道內前后移動,如圖1、圖2、圖4所示。

實施例3

操作控制裝置(22)由遙控控制器(13)、操控器(18)、管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)組成,遙控控制器(13)安設在修復管道外的地面上,操控修復管道內的管道修復支撐框架主體(19),操控器(18)通過線路與管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)相連接,把修復管道內修復部位的三維空間坐標和修復管道內視頻傳輸給遙控控制器(13),遙控控制器(13)上設置顯示屏(24)、操控手柄(25)和功能鍵(26),顯示屏(24)顯示修復管道內修復部位的三維空間坐標和修復管道內視頻,操控手柄(25)分別操控前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)在修復管道內的行走,功能鍵(26)設置遙控控制器(13)的操作功能,如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

實施例4

選擇定位筒(4)的直徑與修復管道的直徑相宜的定位筒(4),定位筒(4)邊緣搭接卷成筒狀,定位筒(4)的圓周長度大于修復管道的內壁圓周長度,定位筒(4)上裹附膠體吸附層(11),膠體吸附層(11)上涂覆膠體材料,用固定帶(12)把膠體吸附層(11)固定在定位筒(4)的外壁上,如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

實施例5

打開管道修復支撐框架主體(19)上電池組(23)的電源開關,接通電源,連通操控器(18)、驅動器(9)、管道定位攝像頭(1)和定位儀(5),空壓機通過管路與管道修復氣囊(3)的充氣管(7)固定相連接,并連通等待充氣,把定位筒(4)和膠體吸附層(11)一同固定在管道修復支撐框架主體(19)的主支撐架(2)上,從檢查井把管道修復支撐框架主體(19)放置到待修復管道內,主支撐架(2)兩端的驅動輪(6)被壓力彈簧(8)壓迫支撐在修復管道的內壁上,把管道修復支撐框架主體(19)支撐在待修復管道內的中央部,如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

實施例6

在修復管道外的地面上開啟遙控控制器(13),遙控控制器(13)的顯示屏(24)上顯示管道定位攝像頭(1)在修復管道內實時狀況以及定位儀(5)測繪修復管道內的三維空間坐標,按動功能鍵(26)確定操作功能,根據遙控控制器(13)的顯示器(24)顯示管道定位攝像頭(1)在修復管道內實時狀況,確定管道修復支撐框架主體(19)在修復管道內的位置,操控遙控控制器(13)上的操控手柄(25)向操控器(18)發出指令,如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

實施例7

操控器(18)把操控遙控控制器(13)的指令發送給前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2),前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)分別通過傳動軸(15)、萬向節(17)、驅動齒輪(16)、傳動齒圈(14)和驅動軸(22)驅動主支撐架(2)兩端部驅動輪(6),帶動管道修復支撐框架主體(19)在修復管道的內壁上向修復管道的修復部位移動。

遙控控制器(13)向操控器(18)發出指令,操控器(18)按照指令操控管道修復支撐框架主體(19)移動到修復管道的修復部位,通過管道定位攝像頭(1)和定位儀(5)確定管道修復支撐框架主體(19)到達最佳位置,遙控控制器(13)發出指令管道修復支撐框架主體(19)停留在修復管道的最佳位置,啟動空壓機,空壓機通過管路從充氣管(7)向管道修復氣囊(3)充氣,管道修復氣囊(3)開始擴張,隨著管道修復氣囊(3)的擴張帶動定位筒(4)擴張,定位筒(4)的搭接處展開,定位筒(4)開始擴張的同時帶動膠體吸附層(11)擴張,直至擴張到與修復管道的內徑相吻合,膠體吸附層(11)和定位筒(4)貼覆到修復管道的內壁上,定位筒(4)上的卡釘嵌入卡孔(10),鎖住定位筒(4),使定位筒(4)固定在修復部位上,修復管道的修復部位被封堵住,如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

實施例8

關閉空壓機,釋放管道修復氣囊(3)內的氣壓,直至放凈管道修復氣囊(3)內的空氣,管道修復氣囊(3)恢復原狀,遙控控制器(13)向操控器(18)發出回收指令,操控器(18)按照指令發送給前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2),前驅動器(9-1)和后驅動器(9-2)分別通過傳動軸(15)、萬向節(17)、驅動齒輪(16)、傳動齒圈(14)和驅動軸(22)驅動主支撐架(2)兩端部驅動輪(6),帶動管道修復支撐框架主體(19)從修復管道的修復部位向檢查井移動,管道修復支撐框架主體(19)移動到檢查井處遙控控制器(13)向操控器(18)發出停止指令,從修復管道內取出管道修復支撐框架主體(19),離開檢查井,如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

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地下管道 修復 系統 方法
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