一种顶压式管道内衬修复装置的制作方法

1.本技术涉及管道修复的领域，尤其是涉及一种顶压式管道内衬修复装置。


背景技术：

2.城市地下管道是市政基础设施建设的重要组成部分，是城市现代文明的重要标志，与居民生活息息相关，而随着我国经济的飞速发展，地下管道的铺设规模也随之增大。但是，大批的地下管道由于铺设时间久远老化、腐蚀情况严重，穿孔和泄露事故随时可能发生，一旦管道发生泄露不仅对周边环境造成污染还会威胁到居民的生命财产安全。
3.但传统的开挖式修复和全线更换管道法工程量庞大、成本高、工期长、效率低，弊端明显，而采用非开挖技术对地下管道进行修复有着良好的社会、经济和环境效益，其中局部修复是针对管道内部破损、接口错位、局部腐蚀等缺陷进行修复的一类方法。
4.目前，管道局部修复技术主要有：嵌补法、注浆法、套环法、喷涂法、内衬法等。对于内衬法，是通过将短管放入待修复的母管中，然后在短管和母管的环形间隙中进行注浆，以实现对母管的修补。
5.针对上述相关技术，发明人发现，由于短管和母管通过注浆的方式贴合，短管本身存在一定的厚度，再通过注浆的方式使得短管和母管贴合，又增加了管道修复处内壁厚度，增加了管道内壁粗糙程度，造成管道过流断面损失易较大。


技术实现要素：

6.为了降低管道过流断面的损失，本技术提供一种顶压式管道内衬修复装置。
7.本技术提供的一种顶压式管道内衬修复装置采用如下的技术方案：
8.一种顶压式管道内衬修复装置，包括：
9.修复环板，所述修复环板的外径小于管道的内径，所述修复环板上设置有软质修复材料，所述修复环板由多块单元弧板拼接而成；
10.顶压组件，所述顶压组件包括气缸和中心杆，一块所述单元弧板对应一个气缸，所述气缸的活塞杆与所述单元弧板的内壁连接，多个所述气缸的缸体通过连接件连接于所述中心杆的周侧壁上；
11.牵引机构，用于驱动修复装置移动至管道的待修复位置。
12.通过采用上述技术方案，通过牵引机构将修复环板移动至管道的待修复位置，然后启动气缸，驱动气缸的活塞杆伸出，使得修复环板张开至单元弧板和管道的内壁抵接，使得软质修复材料被撑开并与管道的内壁紧密贴合，软质修复材料固化后即对管道的待修复位置进行了修补，且无需进行注浆操作，管道内壁粗糙程度较小，降低了管道过流断面的损失；待修补完成后，驱动气缸的活塞杆收回，使得修复环板收拢并脱离管道内壁，再通过牵引机构将修复装置移动出管道内即可。
13.可选的，所述牵引机构包括用于驱动修复装置滑动的驱动组件和为修复装置滑动时提供支撑的支撑组件；
14.所述驱动组件包括驱动电机、螺杆、固定板和导向杆，所述驱动电机的输出端和螺杆的一端连接，所述螺杆远离驱动电机的一端沿中心杆的轴线穿过中心杆并与中心杆螺纹连接，所述螺杆穿过中心杆的一端穿入待修复的管道内，所述导向杆的一端和固定板连接，所述导向杆的另一端穿入中心杆内，所述导向杆设置于螺杆径向的两侧。
15.通过采用上述技术方案，驱动电机驱动螺杆转动，带动中心杆朝向靠近或远离管道待修复位置的方向滑动，导向杆限制了中心杆随螺杆的转动而转动，从而实现了修复装置的移动。
16.可选的，所述支撑组件位于修复环板轴向的两端，所述支撑组件包括支撑杆和滑轮，所述支撑杆的一端和中心杆的周侧壁连接，所述支撑杆的另一端和滑轮转动连接，所述滑轮和管道内壁抵接，每个支撑组件内设置多根支撑杆，多根所述支撑杆沿中心杆的周向等距设置，一根所述支撑杆对应一个滑轮。
17.通过采用上述技术方案，驱动组件驱动修复装置滑动时，中心杆周侧壁上多个方向的支撑杆通过滑轮和管道的内壁抵接，修复装置移动时滑轮转动减少抵接产生的摩擦，并为修复装置的移动提供了稳定支撑，使得修复装置能够稳定移动。
18.可选的，所述连接件为连接管，所述连接管和中心杆转动连接，所述气缸的缸体均连接于连接管的周侧壁上，所述中心杆上设置有驱动连接管转动的转动组件；
19.所述转动组件包括转动电机、第一齿轮和第二齿轮，所述转动电机连接于中心杆上，所述第一齿轮和转动电机的转轴同轴连接，所述第二齿轮和连接管同轴连接，所述第一齿轮和第二齿轮啮合。
20.通过采用上述技术方案，当修复环板张开后，单元弧板之间存在间隙，与该间隙对应的修复材料部分存在贴合不紧密的情况，此时启动转动电机，驱动第一齿轮转动，带动第二齿轮转动，使得连接管转动，带动修复环板转动，修复环板转动时对单元弧板原本存在间隙的位置进行补充施加压力，提高了修复材料和管道内壁之间贴合的紧密性，提高了修复效果。
21.可选的，所述中心杆的周侧壁上设置有限位环板，所述连接管的内壁上开设有供限位环板穿设的限位环槽。
22.通过采用上述技术方案，连接管转动时，限位环板于限位环槽内转动，限制了连接管转动时沿中心杆的轴向发生位移的可能性，提高了连接管位于待修复位置的稳定性，使得连接管驱动单元弧板对管道内壁施加补充压力时不易产生偏移。
23.可选的，所述支撑杆包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体和第二杆体滑动连接，所述第一杆体远离第二杆体的一端和中心杆连接，所述第二杆体远离第一杆体的一端和滑轮转动连接，每根所述支撑杆上设置有用于对第一杆体和第二杆体相对滑动后进行固定的固定组件。
24.通过采用上述技术方案，滑动第二杆体，以调节支撑杆的长度，再使用固定组件将第一杆体和第二杆体进行固定，使得支撑组件能够适应不同管径大小的管道，提高了修复装置的适应性。
25.可选的，所述固定组件包括固定螺栓和固定螺母，所述第一杆体上开设有第一固定孔，所述第二杆体上开设有第二固定孔，所述第二杆体于第一杆体内滑动，所述第一固定孔为腰形孔，所述固定螺栓穿过第一固定孔和第二固定孔后和固定螺母螺纹连接，所述固
定螺母和第一杆体远离固定螺栓螺帽的一侧的外壁抵接。
26.通过采用上述技术方案，固定第一杆体和第二杆体时，将固定螺栓穿过第一固定孔和第二固定孔后和固定螺母螺纹连接即可，需要调节支撑杆的长度时，将固定螺母转动至和第一杆体脱离抵接，然后滑动第二杆体至合适的位置，在将固定螺母转动至和第一杆体抵接即可。
27.可选的，所述第一杆体内部中空设置，所述第一杆体上开设有供第二杆体穿入的让位槽，所述让位槽和第一杆体的内部连通，所述第二杆体位于第一杆体内的一端连接有限位板，所述限位板的周侧壁和第一杆体的内壁贴合，所述限位板的板面尺寸大于让位槽的开口尺寸。
28.通过采用上述技术方案，第二杆体滑动时，限位板沿着第一杆体的长度方向滑动，限位板的周侧壁和第一杆体的内壁贴合提高了第二杆体于第一杆体内部滑动时的稳定性，限位板的板面尺寸大于让位槽的开口尺寸减少了第二杆体滑动时脱离第一杆体的可能性。
29.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
30.1.通过牵引机构将修复环板移动至管道的待修复位置，然后启动气缸，驱动气缸的活塞杆伸出，使得修复环板张开至单元弧板和管道的内壁抵接，使得软质修复材料被撑开并与管道的内壁紧密贴合，软质修复材料固化后即对管道的待修复位置进行了修补，且无需进行注浆操作，管道内壁粗糙程度较小，降低了管道过流断面的损失；
31.2.连接管转动，带动修复环板转动，修复环板转动时对单元弧板原本存在间隙的位置进行补充施加压力，提高了修复材料和管道内壁之间贴合的紧密性，提高了修复效果；
32.3.滑动第二杆体，以调节支撑杆的长度，再使用固定组件将第一杆体和第二杆体进行固定，使得支撑组件能够适应不同管径大小的管道，提高了修复装置的适应性。
附图说明
33.图1是本技术实施例一种顶压式管道内衬修复装置的整体结构示意图。
34.图2是本技术实施例中用于展示驱动组件的结构示意图。
35.图3是本技术实施例中用于展示限位环板的剖面示意图。
36.图4是本技术实施例中用于展示第二固定孔的爆炸示意图。
37.附图标记说明：1、修复环板；11、单元弧板；2、顶压组件；21、气缸；22、中心杆；3、驱动组件；31、驱动电机；32、螺杆；33、固定板；34、导向杆；4、支撑组件；41、支撑杆；411、第一杆体；4111、让位槽；4112、第一固定孔；412、第二杆体；4121、限位板；4122、第二固定孔；42、滑轮；5、连接管；51、限位环板；52、限位环槽；6、转动组件；61、转动电机；62、第一齿轮；63、第二齿轮；7、固定组件；71、固定螺栓；72、固定螺母。
具体实施方式
38.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
39.本技术实施例公开一种顶压式管道内衬修复装置。参照图1，顶压式管道内衬修复装置包括修复环板1、顶压组件2和牵引机构，修复环板1的外径小于待修复管道的内径，修复环板1上套设有软质修复材料，软质修复材料可选用软质玻璃纤维或聚酯纤维毡或其他用于修复管道的软质修复材料。修复环板1由多块单元弧板11拼接而成，本实施例中，单元
弧板11有四块，每块单元弧板11的圆心角度数为九十度，四块单元弧板11可拼成完整的圆形环板。顶压组件2包括气缸21和中心杆22，一块单元弧板11对应一个气缸21，气缸21的活塞杆与单元弧板11的内壁固定连接，四个气缸21的缸体通过连接件连接于中心杆22的周侧壁上。牵引机构用于驱动修复装置移动至管道的待修复位置。
40.对管道待修复位置进行修复时，先通过牵引机构将修复环板1移动至管道的待修复位置，然后启动气缸21，驱动气缸21的活塞杆伸出，使得修复环板1张开至单元弧板11和管道的内壁抵接，使得软质修复材料被撑开并与管道的内壁紧密贴合，软质修复材料固化后即对管道的待修复位置进行了修补，且无需进行注浆操作，管道内壁粗糙程度较小，降低了管道过流断面的损失。待修补完成后，驱动气缸21的活塞杆收回，使得修复环板1收拢并脱离管道内壁，再通过牵引机构将修复装置移动出管道内即可。
41.参照图2，牵引机构包括驱动组件3和支撑组件4，驱动组件3用于驱动修复装置滑动，支撑组件4为修复装置滑动时提供支撑。驱动组件3包括驱动电机31、螺杆32、固定板33和导向杆34，固定板33为自重较重的板，固定板33可稳定地放置于地面上或其他平面上，驱动电机31固定安装于固定板33上。驱动电机31的输出端和螺杆32的一端固定连接，螺杆32远离驱动电机31的一端沿中心杆22的轴线穿过中心杆22并与中心杆22螺纹连接，螺杆32穿过中心杆22的一端穿入待修复的管道内，导向杆34的一端和固定板33固定连接，导向杆34的另一端穿入中心杆22内对中心杆22进行导向限位，导向杆34设置于螺杆32径向的两侧，限制了中心杆22随螺杆32的转动而转动。
42.启动驱动电机31，驱动电机31驱动螺杆32转动，带动中心杆22朝向靠近管道待修复位置的方向滑动，即实现了修复装置移动至管道待修复位置；反向转动驱动电机31，带动螺杆32反向转动，带动中心杆22朝向远离管道待修复位置的方向滑动。
43.参照图1和图2，支撑组件4位于修复环板1轴向的两端，支撑组件4包括支撑杆41和滑轮42，支撑杆41的一端和中心杆22的周侧壁固定连接，支撑杆41的另一端和滑轮42转动连接，滑轮42和管道内壁抵接。每组支撑组件4内设置三根支撑杆41，三根支撑杆41沿中心杆22的周向等距设置，一根支撑杆41对应一个滑轮42。驱动组件3驱动修复装置滑动时，滑轮42抵着管道内壁转动，为修复装置的移动提供了稳定支撑，使得修复装置能够稳定移动。
44.参照图2和图3，连接件为连接管5，连接管5和中心杆22转动连接，四个气缸21的缸体均固定连接于连接管5的周侧壁上，中心杆22长度方向中部的周侧壁上设置有一块限位环板51，连接管5的内壁上开设有供限位环板51穿设的限位环槽52，连接管5转动时，限位环板51于限位环槽52内转动，限制了连接管5转动时沿中心杆22的轴向发生位移的可能性，使得连接管5位于待修复位置时不易产生偏移。
45.参照图2，由于当修复环板1张开后，单元弧板11之间存在间隙，与该间隙对应的修复材料部分存在与管道内壁贴合不紧密的情况，因此于中心杆22上设置有驱动连接管5转动的转动组件6。转动组件6包括转动电机61、第一齿轮62和第二齿轮63，转动电机61固定安装于中心杆22的侧壁上，第一齿轮62和转动电机61的转轴固定连接并同轴设置，第二齿轮63套设于连接管5上并和连接管5的周侧壁固定连接，第二齿轮63的轴线和连接管5的轴线同轴设置，第一齿轮62和第二齿轮63啮合。启动转动电机61，驱动第一齿轮62转动，带动第二齿轮63转动，使得连接管5转动，带动修复环板1转动，修复环板1转动时对单元弧板11原本存在间隙的位置进行补充施加压力，提高了修复材料和管道内壁之间贴合的紧密性，提
高了修复效果。
46.参照图2和图4，支撑杆41包括第一杆体411和第二杆体412，第一杆体411和第二杆体412滑动连接，第一杆体411远离第二杆体412的一端和中心杆22固定连接，第二杆体412远离第一杆体411的一端和滑轮42转动连接。第一杆体411内部中空设置，第一杆体411上开设有供第二杆体412穿入的让位槽4111，让位槽4111和第一杆体411的内部连通，使得第二杆体412的一端穿入第一杆体411后于第一杆体411内滑动。第二杆体412位于第一杆体411内的一端连接有限位板4121，限位板4121的周侧壁和第一杆体411的内壁贴合，提高了第二杆体412于第一杆体411内部滑动时的稳定性，限位板4121的板面尺寸大于让位槽4111的开口尺寸，减少了第二杆体412滑动时脱离第一杆体411的可能性。
47.参照图2和图4，每根支撑杆41上均设置有用于对第一杆体411和第二杆体412相对滑动后进行固定的固定组件7，固定组件7包括固定螺栓71和固定螺母72，第一杆体411上开设有第一固定孔4112，第二杆体412上开设有第二固定孔4122，第二杆体412于第一杆体411内滑动，第一固定孔4112贯穿第一杆体411宽度方向的两侧，且第一固定孔4112为腰形孔，固定螺栓71穿过第一固定孔4112和第二固定孔4122后和固定螺母72螺纹连接，固定螺母72和第一杆体411远离固定螺栓71螺帽的一侧的外壁抵接。
48.固定第一杆体411和第二杆体412时，将固定螺栓71穿过第一固定孔4112和第二固定孔4122后和固定螺母72螺纹连接即可，需要调节支撑杆41的长度时，将固定螺母72转动至和第一杆体411脱离抵接，然后滑动第二杆体412至合适的位置，在将固定螺母72转动至和第一杆体411抵接即可。
49.本技术实施例一种顶压式管道内衬修复装置的实施原理为：对管道待修复位置进行修复时，先启动驱动电机31，驱动螺杆32转动，带动中心杆22朝向靠近管道待修复位置的方向滑动，直至修复环板1和顶压组件2移动至管道的待修复位置，然后启动气缸21，驱动气缸21的活塞杆伸出，使得修复环板1张开至单元弧板11和管道的内壁抵接，使得软质修复材料被撑开并与管道的内壁紧密贴合，然后启动转动电机61，带动驱动第一齿轮62转动，带动第二齿轮63转动，使得连接管5转动，带动修复环板1转动，修复环板1转动时对单元弧板11原本存在间隙的位置进行补充施加压力，使得修复材料均匀地和管道内壁紧密贴合，修复完毕后关闭转动电机61。
50.需要将修复装移出管道时，驱动气缸21的活塞杆收回，使得修复环板1收拢并脱离管道内壁，然后启动驱动电机31反向转动，带动螺杆32反向转动，带动中心杆22朝向远离管道待修复位置的方向滑动，最后将驱动组件3位于管道内的部分移出管道即可。
51.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种顶压式管道内衬修复装置，其特征在于，包括：修复环板(1)，所述修复环板(1)的外径小于管道的内径，所述修复环板(1)上设置有软质修复材料，所述修复环板(1)由多块单元弧板(11)拼接而成；顶压组件(2)，所述顶压组件(2)包括气缸(21)和中心杆(22)，一块所述单元弧板(11)对应一个气缸(21)，所述气缸(21)的活塞杆与所述单元弧板(11)的内壁连接，多个所述气缸(21)的缸体通过连接件连接于所述中心杆(22)的周侧壁上；牵引机构，用于驱动修复装置移动至管道的待修复位置。2.根据权利要求1所述的顶压式管道内衬修复装置，其特征在于：所述牵引机构包括用于驱动修复装置滑动的驱动组件(3)和为修复装置滑动时提供支撑的支撑组件(4)；所述驱动组件(3)包括驱动电机(31)、螺杆(32)、固定板(33)和导向杆(34)，所述驱动电机(31)的输出端和螺杆(32)的一端连接，所述螺杆(32)远离驱动电机(31)的一端沿中心杆(22)的轴线穿过中心杆(22)并与中心杆(22)螺纹连接，所述螺杆(32)穿过中心杆(22)的一端穿入待修复的管道内，所述导向杆(34)的一端和固定板(33)连接，所述导向杆(34)的另一端穿入中心杆(22)内，所述导向杆(34)设置于螺杆(32)径向的两侧。3.根据权利要求2所述的顶压式管道内衬修复装置，其特征在于：所述支撑组件(4)位于修复环板(1)轴向的两端，所述支撑组件(4)包括支撑杆(41)和滑轮(42)，所述支撑杆(41)的一端和中心杆(22)的周侧壁连接，所述支撑杆(41)的另一端和滑轮(42)转动连接，所述滑轮(42)和管道内壁抵接，每个支撑组件(4)内设置多根支撑杆(41)，多根所述支撑杆(41)沿中心杆(22)的周向等距设置，一根所述支撑杆(41)对应一个滑轮(42)。4.根据权利要求1所述的顶压式管道内衬修复装置，其特征在于：所述连接件为连接管(5)，所述连接管(5)和中心杆(22)转动连接，所述气缸(21)的缸体均连接于连接管(5)的周侧壁上，所述中心杆(22)上设置有驱动连接管(5)转动的转动组件(6)；所述转动组件(6)包括转动电机(61)、第一齿轮(62)和第二齿轮(63)，所述转动电机(61)连接于中心杆(22)上，所述第一齿轮(62)和转动电机(61)的转轴同轴连接，所述第二齿轮(63)和连接管(5)同轴连接，所述第一齿轮(62)和第二齿轮(63)啮合。5.根据权利要求4所述的顶压式管道内衬修复装置，其特征在于：所述中心杆(22)的周侧壁上设置有限位环板(51)，所述连接管(5)的内壁上开设有供限位环板(51)穿设的限位环槽(52)。6.根据权利要求3所述的顶压式管道内衬修复装置，其特征在于：所述支撑杆(41)包括第一杆体(411)和第二杆体(412)，所述第一杆体(411)和第二杆体(412)滑动连接，所述第一杆体(411)远离第二杆体(412)的一端和中心杆(22)连接，所述第二杆体(412)远离第一杆体(411)的一端和滑轮(42)转动连接，每根所述支撑杆(41)上设置有用于对第一杆体(411)和第二杆体(412)相对滑动后进行固定的固定组件(7)。7.根据权利要求6所述的顶压式管道内衬修复装置，其特征在于：所述固定组件(7)包括固定螺栓(71)和固定螺母(72)，所述第一杆体(411)上开设有第一固定孔(4112)，所述第二杆体(412)上开设有第二固定孔(4122)，所述第二杆体(412)于第一杆体(411)内滑动，所述第一固定孔(4112)为腰形孔，所述固定螺栓(71)穿过第一固定孔(4112)和第二固定孔(4122)后和固定螺母(72)螺纹连接，所述固定螺母(72)和第一杆体(411)远离固定螺栓(71)螺帽的一侧的外壁抵接。
8.根据权利要求6所述的顶压式管道内衬修复装置，其特征在于：所述第一杆体(411)内部中空设置，所述第一杆体(411)上开设有供第二杆体(412)穿入的让位槽(4111)，所述让位槽(4111)和第一杆体(411)的内部连通，所述第二杆体(412)位于第一杆体(411)内的一端连接有限位板(4121)，所述限位板(4121)的周侧壁和第一杆体(411)的内壁贴合，所述限位板(4121)的板面尺寸大于让位槽(4111)的开口尺寸。

技术总结
本申请涉及管道修复的领域，尤其是涉及一种顶压式管道内衬修复装置，其包括修复环板，修复环板上设置有软质修复材料，修复环板由多块单元弧板拼接而成；顶压组件，顶压组件包括气缸和中心杆，一块单元弧板对应一个气缸，气缸的活塞杆与单元弧板的内壁连接，多个气缸的缸体通过连接件连接于中心杆的周侧壁上；牵引机构，用于驱动修复装置移动至管道的待修复位置。本申请具有降低管道过流断面损失的效果。本申请具有降低管道过流断面损失的效果。本申请具有降低管道过流断面损失的效果。


技术研发人员：沈勇 杨志冈 张益冲
受保护的技术使用者：福光环境工程（上海）有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/8/17