管道修复气囊及采用该管道修复气囊的管道修复工艺

技术领域

本发明涉及管道修复，特别涉及一种管道修复气囊及采用该管道修复气囊的管道修复工艺。

背景技术

以往，当市政排水管道、农业用水、工业用水及自来水管道、煤气管道等地下管道以及检查井遭到损坏时，为对其遭到损坏段进行修复，通常必须将上述管道损坏段地面进行开挖，对所述损坏段管道进行替换。显然，上述对损坏的地下管道和检查井地段开挖后进行整体修复的方法费工、费时、且效率低、成本大。

近年来，已有人已开发、并在实际应用中使用了对上述损坏的地下管道和检查井段进行整体修复的非开挖整体修复方法。如图8所示的一种该管道非开挖性修复方法，通过拉绳92将表面包覆有修补材料95的管道修复器93从排水井6输送至确定有缺陷点94的地下管道91中，与管道修复器93连接的输电线或充气管也能够作为拉绳92使用，在管道修复器93到达缺陷点94后，通过充气管向管道修复器93中充气，使修补材料95紧贴地下管道91的内壁，至修补材料95与地下管道91内部固化后，管道修复器93通过充气管放气恢复原状，此时取出管道修复器93，即完成对地下管道91的修复。由于人无法进入到管道内部查看缺陷点的位置，一般都使用环氧树脂作为修补材料的固化胶使用，但是环氧树脂的固化时间长，导致操作工期变长，因此人们开始使用UV固化胶以代替环氧树脂进行修补，但是UV固化胶需要紫外线照射才能够固化。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种管道修复气囊，其装设有紫外灯组件，能够对UV固化胶进行固化，缩短管道修复气囊的修复时间。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种管道修复气囊，包括有圆筒状的气囊本体以及连接在气囊本体两端部的定位架，所述气囊本体由具有透光性的橡胶膜制成，所述定位架与气囊本体之间形成有用于充气的气囊腔，所述定位架上连接有穿设在气囊腔中的紫外灯组件，所述紫外灯组件包括有固设在定位架上的灯座以及连接在灯座上的紫外灯体，所述定位架上还连接有罩设在紫外灯体外周的保护罩。

通过采用上述技术方案，气囊本体由透光材料制成能够使位于气囊腔内部的紫外灯组件将紫外光透射在修补材料上，减少修补材料经过气囊本体时的损失，在紫外灯体外周设置保护罩能够起保护紫外灯体的作用，避免气囊在磕碰过程中造成紫外灯体的损坏；该气囊将紫外灯与气囊一体结合，在使用过程中，无须外加紫外灯，方便了UV固化胶的固化。

作为优选，所述气囊本体包括有与定位架围合成气囊腔的第一膨胀环以及贴设在第一膨胀环与定位架与第一膨胀环连接处的第二膨胀环。

通过采用上述技术方案，第二膨胀环的设计提高了第一膨胀环和定位架在连接处的结构强度，通过第二膨胀环对第一膨胀环在连接处的限制膨胀，且第二膨胀环抵接在第一膨胀环外，起到进一步密封保护的作用，增强了气囊本体的密封性，避免气囊本体漏气。

作为优选，所述定位架包括有供气囊本体安装的定位盘以及设置在定位盘上的行走机构，所述行走机构包括有定位柱、连接在定位柱上的支脚架以及限制支脚架脱出定位柱的限位环，所述支脚架包括有螺纹连接在定位柱上的旋转盘以及铰接在旋转盘上的支脚，所述支脚上设置有嵌设在限位环并相对限位环周向转动的定位片。

通过采用上述技术方案，对支脚的角度调节时，转动旋转盘，使旋转盘通过定位柱相对定位盘升降，从而使支脚的铰接点发生升降，而定位片与定位盘的距离保持恒定，通过铰接点和定位片的位置变化实现支脚相对定位盘的角度变化，通过将支脚的最大直径调节至大于气囊本体的直径，从而使支脚起到制成作用，避免管道修复气囊运行过程中修补材料由于拉绳的摆动粘附在地下管道内壁上。

作为优选，所述限位环内部开设有储油腔，所述限位环上设置有与储油腔连通的进油管以及连通储油腔和定位槽的若干出油孔。

作为优选，所述进油管包括有连接在限位环上的中空管体以及限制油或油脂从中空管体流出储油腔的限位件。

通过采用上述技术方案，进油管、储油腔和出油孔的设计能够用于向定位槽内加入润滑油或油脂，从而在弧形部相对定位槽的槽底周向转动过程中，更加顺畅；限位件的设计能够避免储油腔内的油脂泄漏。

作为优选，所述定位架包括有充气管和输电线连接的第一定位架以及供泄压阀设置的第二定位架。

通过采用上述技术方案，充气管和输电线的设计能够分别为管道修复气囊提供气源和电源，实现气囊本体的膨胀收缩和紫外灯体的开启，当气囊本体内的气压过大的时候，气体能够通过泄压阀排出，当释放一定气体后，气压回到正常，泄压阀关闭，通过上述设计，在气囊压力过大的时候，能够起到泄压效果。

本发明的第二个目的是提供一种管道修复工艺，通过紫外光固化UV固化胶对管道缺陷点进行修复，相较于仅仅使用环氧树脂胶进行修复缩短了修复所花费的时间。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种管道修复工艺，包括如下步骤：

Step1，对需要修复的地下管道的两端进行封堵，通过疏通车的疏通喷头对地下管道内部进行疏通清理，并垃圾将由疏通喷头清理至管道口，通过排水井将位于管道的垃圾取出；

Step2，在装设有摄像头的遥控小车上设置连接绳，将遥控小车从排水井送入管道内部，连接绳未连接遥控小车的一端始终位于地面以上，控制遥控小车在管道内移动，并通过摄像头查找管道内部的缺陷点，对缺陷点进行定位；

Step3，在管道中穿设牵引绳，选取直径小于管道内径管道修复气囊，在管道修复气囊侧周壁包覆包括有UV固化胶的修补材料，将输电线和充气管与管道修复气囊连接；

Step4，将牵引绳绑扎管道修复气囊的一端，在管道修复气囊的另一端绑扎定位绳，通过控制牵引绳和定位绳使管道修复气囊在管道内部滑移并位于修复点；

Step5，通过充气管向气囊腔充气，使气囊本体膨胀，并将修补材料压设在管道内壁；

Step6，停止充气并保持气压恒定，通过输电线充电使紫外灯体发出紫外光，静置一段时间使UV固化胶固化；

Step7，至UV固化胶固化后，通过充气管放气使气囊本体恢复原状，通过牵引绳取出气囊本体，完成对管道缺陷点的修复。

通过采用上述技术方案，利用带有紫外灯体的管道修复气囊对管道进行修复，由于UV固化胶的固化时间短，相较于环氧树脂胶，缩短了修复工期，节约了人力成本。

作为优选，所述修补材料包括有包覆在气囊本体外周壁的UV固化层以及包覆在UV固化层外周壁的环氧固化层。

通过采用上述技术方案，在UV固化层外包裹环氧固化层，环氧固化层固化后对管道金属的粘接性以及修复效果要好于UV固化层，当气囊取出时，UV固化层的固化时间短，对管道金属起到短期修复，同时UV固化层能够对环氧固化层进行保护，使环氧固化层有足够的时间固化成型，能够将UV固化层和管道金属粘接在一起，起到了对管道缺陷点长期修复。

作为优选，所述管道修复气囊与修补材料之间设置有保鲜膜隔离层。

通过采用上述技术方案，保鲜膜的设计能够避免环氧树脂粘附在管道修复气囊上导致管道修复气囊无法与环氧树脂分离，方便管道修复气囊的拆除。

作为优选，所述管道修补工艺还包括有，Step8，取出管道修复气囊后，通过装设有摄像头的遥控小车对管道内部进行勘测，观察修补材料的结果。

通过采用上述技术方案，通过装设有摄像头的遥控小车勘测修补材料的结果，进一步确修补过程是否存在问题，减少施工错误。

综上所述，本发明具有以下有益效果：利用带有紫外灯体的管道修复气囊对管道进行修复，由于UV固化胶的固化时间短，相较于环氧树脂胶，缩短了修复工期，节约了人力成本。

附图说明

图1为管道修复气囊的整体结构示意图；

图2为管道修复气囊的爆炸结构示意图；

图3为气囊结构的剖面示意图；

图4为图3中A的放大示意图；

图5为行走机构的爆炸示意图；

图6为限位环的剖面示意图；

图7为图6中B的放大示意图；

图8为现有技术中管道修补过程的工况示意图；

图9为实施例二中管道清理的结构示意图；

图10为实施例二中缺陷点定位的结构示意图；

图11为实施例二中Step3.2的示意图；

图12为实施例二中修补材料的结构示意图；

图13为实施例二中修复过程的工况示意图。

图中，1、气囊本体；11、气囊腔；12、第一膨胀环；121、定位环；122、连接管体；13、第二膨胀环；131、凸起弧；132、加强管体；133、限位弧；2、定位架；21、压环；22、定位盘；221、定位环槽；222、限位凸边；23、第一定位架；24、第二定位架；241、泄压阀；3、紫外灯组件；31、灯座；32、紫外灯体；33、保护罩；4、连接管；41、充气管；42、充电端子；5、行走机构；51、定位柱；52、支脚架；521、支脚；522、旋转盘；5221、盘体；5222、铰接柱；523、定位片；5231、弧形部；5232、凹陷部；53、限位环；531、定位槽；532、储油腔；54、进油管；541、中空管体；5411、堵油口；5412、滑移腔；542、限位件；5421、定位座；5422、连接孔；5423、滑移块；5424、弹性件；551、出油孔；552、导油槽；6、排水井；61、路障；62、警示标志；63、第一排水井；64、第二排水井；65、封板；71、疏通车；711、疏通喷头；72、遥控小车；721、摄像头；81、牵引绳；82、连接绳；821、第一定位标记；83、定位绳；831、第二定位标记；84、保鲜膜隔离层；91、地下管道；92、拉绳；93、管道修复气囊；94、缺陷点；95、修补材料；951、UV固化层；952、环氧固化剂层；953、弹性绳。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一

参见图1和图2，一种管道修复气囊，包括有两定位架2以及连接在两定位架2上的气囊本体1。气囊本体1由具有透光性的树脂制成。气囊本体1与两定位架2围合形成有通过充气使气囊本体1膨胀的气囊腔11。定位架2上还连接有设置在气囊腔11内部紫外灯组件3。紫外灯组件3包括有通过灯座31连接在定位架2上的紫外灯体32和罩设在紫外灯体32外周的保护罩33，保护罩33呈由铁丝围合形成的铁丝网架，使紫外光能够透过保护罩33。定位架2上还设置有与气囊腔11连通的连接管4，连接管4上包括有与电源连接为紫外灯供电的充电端子42以及给气囊腔11充气的充气管41。

参见图1、图2和图3，气囊本体1包括有第一膨胀环12以及套设在第一膨胀环12外侧壁的第二膨胀环13。第一膨胀环12和第二膨胀环13均由透光的弹性橡胶材料制成。第一膨胀环12包括有分别固设在两定位架2上的定位环121以及垂直连接两定位环121的连接管体122。定位环121上还压设有与定位架2通过螺栓连接的压环21，压环21的形状与定位环121的形状一致，且压环21的外环侧壁抵接在连接管体122的内侧壁上，通过压环21将定位环121与定位架2固设，从而将第一膨胀环12与定位架2连接固定。

参见图3和图4，定位架2位于第一膨胀环12的外周设置有供第二膨胀环13嵌设的定位环槽221以及抵接在第二膨胀环13外周壁的限位凸边222。定位环槽221沿第二膨胀环13的轴向截面为带有开口的圆形，且定位环121的外边沿将定位环槽221开口部分封闭。第二膨胀环13包括有嵌设在定位环槽221中的凸起弧131和贴设在连接管体122外周的加强管体132。凸起弧131为与定位环槽221的嵌合的圆环状，且凸起弧131部分抵接在定位环121的外边沿上。加强管体132的厚度要厚于连接管体122的厚度，优选为加强管体132壁厚：连接管体122壁厚=10:9。加强管体132未连接凸起弧131的端面设置有限位弧133，限位弧133呈喇叭形，随着限位弧133向远离凸起弧131的一侧延伸，其与连接管体122的外侧壁之间的距离逐渐增大。

参见图1和图5，定位架2包括有供连接管4穿设的第一定位架23以及供泄压阀241安装的第二定位架24。第一定位架23包括有供定位环121固设的定位盘22以及连接在定位盘22上的行走机构5。行走机构5包括有固设在定位盘22轴线位置的定位柱51、连接在定位柱51上的支脚架52以及限制支脚架52脱出定位柱51的限位环53。支脚架52包括有螺纹连接在定位柱51上的旋转盘522以及铰接在旋转盘522上的支脚521。定位柱51为螺纹柱，限位环53固设在定位柱51上且限位环53的直径大于定位柱51的直径以限制旋转盘522脱出定位柱51，定位柱51和限位环53之间的固设方式可以为过盈卡接或焊接等。旋转盘522包括有与定位柱51螺纹连接的盘体5221以及周向连接在盘体5221上的铰接柱5222。支脚521的一端与铰接柱5222铰接。

参见图5和图6，限位环53沿其周向开设有定位槽531，定位槽531向限位环53的轴线方向凹陷且其轴线方向的截面为弧形凹槽。支脚521位于与旋转盘522铰接的端部向限位环53方向延伸形成有嵌设在定位槽531内的定位片523。定位片523包括有抵接在定位槽531底部的弧形部5231以及在定位槽531槽口滑移的凹陷部5232。弧形部5231为与定位槽531嵌合的弧形片，能够在定位槽531内进行转动。凹陷部5232用于连接弧形部5231与支脚521，且其宽度要小于定位槽531的槽口，使凹陷部5232在定位槽531的槽口能够进行随着支脚架52的角度变化而进行移动。

参见图5、图6和图7，限位环53的内部开设有供油或油脂储存的储油腔532。限位环53上还设置有与储油腔532连通的进油管54以及连通储油腔532和定位槽531的若干出油孔551。进油管54包括有螺纹连接在限位环53上的中空管体541以及滑移连接在中空管体541内腔中的限位件542。中空管体541包括有堵油口5411以及供限位件542滑移的滑移腔5412。堵油口5411呈圆台形空腔，其大端与外界环境连通，小端与滑移腔5412连通。滑移腔5412为柱形空腔，其远离堵油口5411的一端设置有供限位件542抵接限制限位件542脱出滑移腔5412的定位座5421，定位座5421的中部开设有与滑移腔5412连通的连接孔5422。限位件542包括有滑移连接在滑移腔5412中的滑移块5423以及驱使滑移块5423始终具有封闭堵油口5411运动趋势的弹性件5424。弹性件5424为弹簧，其一端抵接在定位座5421上，另一端抵接在滑移块5423上，滑移块5423的端部设置有圆台形的堵油头，其小端朝向堵油口5411。出油孔551以限位环53的轴线为圆心，均等且周向分布在定位槽531的槽底。定位槽531的槽底还开设有连通相邻两出油孔551的导油槽552。

实施例二

参见图9至图13，一种采用实施例一提供的管道修复工艺，包括如下步骤：

管道清理，参见图9

Step1.1，确定需要修复段的地下管道91，在位于该段地下管道91两端且与该段地下管道91连通的两排水井6周向设置路障61以及警示标志62，（为方便表述，以下将两排水井6分别命名为第一排水井63和第二排水井64）；

Step1.2，人工进入第一排水井63和第二排水井64，将需要修复段的地下管道91和无须修复段的地下管道9通过带有过水孔的封板65分隔；

Step1.3，将疏通车71停放至第一排水井63附近，疏通喷头711通过第一排水井63送入管道口，通过疏通车71向疏通喷头711冲水，通过高压水流产生的强大压力冲开被堵塞的管道，并将管道内部的垃圾冲至排水井6处，人工取出；

Step1.4，在疏通喷头711上绑扎牵引绳81，重复step1.3，使牵引绳81穿设在地下管道91内部；

Step1.5，解绑牵引绳81和疏通喷头711。

缺陷点定位，参见图10

Step2.1，在装设有摄像头721的遥控小车72上设置连接绳82，连接绳82的另一端与电源连接为遥控小车72提供电能；

Step2.2，将遥控小车72从第一排水井63送入管道内，控制遥控小车72在地下管道91内部行走，并通过摄像头721将画面传输至地面上；

Step2.3，当摄像头721的画面出现地下管道91内部有需要修复的缺陷点94时，控制遥控小车72移动，使摄像头721位于缺陷点94的正下方，在保证遥控小车72静止的前提下拉紧连接绳82，使连接绳82的两端均处于绷直状态；

Step2.4，在连接绳82位于第一排水井63开口的位置上设置第一定位标记821，第一定位标记821为胶带绑扎；

Step2.5，重复Step2.2-Step2.4，在连接绳82上确定若干个地下管道91内部的缺陷点94，至遥控小车72到达第二排水井64；

Step2.6，拉动连接绳82使遥控小车72从第二排水井64回到地下管道91内，在回拉过程中，当遥控小车72经过缺陷点94时，核定第一定位标记821是否位于第一排水井63开口，若不是，重新进行step2.2~2.5，从第一排水井63中取出遥控小车72。

修复器定位，参见图11、图12和图13

Step3.1，选取直径小于待修复地下管道91内径的管道修复气囊93，将输电线和充气管41与管道修复气囊93连接；

Step3.2，在管道修复气囊93上绑扎定位绳83，使连接绳82与遥控小车72连接端和定位绳83与管道修复气囊93连接端对齐，随后将连接绳82与定位绳83同时拉直并处于平行状态，定位绳83位于与连接绳82对应的位置设置有与第一定位标记821对应的第二定位标记831，第二定位标记831同样为胶带绑扎；

Step3.3，将牵引绳81绑扎在管道修复气囊93未连接定位绳83的一端，在管道修复气囊93表面包覆2~3层保鲜膜，形成保鲜膜隔离层84；再包覆修补材料95，修补材料95包括有贴设在保鲜膜隔离层84外的UV固化层951以及贴设在UV固化层951外的环氧固化剂层952；UV固化层951为UV固化胶涂抹在聚乙烯膜的两端面；环氧固化剂层952为环氧树脂和环氧固化剂按照质量比为1：1混合涂抹在聚乙烯膜上；

Step3.4，在修补材料95外表面增设弹性绳953使管道修复气囊93与修补材料95连接，弹性绳953可以选为聚氨酯橡胶带；

Step3.5，通过牵引绳81将管道修复气囊93送入地下管道91内，拉动牵引绳81，使管道修复气囊93在管道内部滑移，通过牵引绳81和定位绳83调节管道修复气囊93在地下管道91内的位置，当第二定位标记831位于排水井6开口后，管道修复气囊93位于管道缺陷点94处；

Step3.6，向管道修复气囊93内部充气，使管道修复气囊93膨胀，将修补材料95压设在管道内壁的缺陷点94上，停止充气并保持气压恒定，通过输电线充电使紫外灯体32发出紫外光，使UV固化胶固化，静止一段时间促进UV固化层951固化；

Step3.7，至UV固化胶固化后，通过充气管41排出管道修复气囊93内部气体，使气囊本体1恢复原状，通过牵引绳81取出气囊本体1，完成对管道缺陷点94的修复；

Step3.8，取出管道修复气囊93后，通过装设有摄像头721的遥控小车72对地下管道91内部进行勘测，观察修补材料95的结果。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。