内衬式管道修补器的制作方法

本发明涉及管道抢修设备技术领域，特别是用于对泄漏或破损管道进行修补的内衬式管道修补器。

背景技术：

管道是现代社会的“血脉系统”，担负着重要的社会功能，如供水、供气、供油、排污等，这些管道经常会发生破损或泄漏。目前比较主流的抢修方式为先进行开挖，然后用对合式修补器卡接在破损管道的外侧进行抢修。

对合式修补器很方便，不过也有其局限性，其对管道外表面的粗糙程度和管道的圆度有很大的要求，如：大口径的预应力钢筒混凝土管等，而且很多城市的管道位于主干道下面，这些管道一旦损坏就必须对路面进行开挖，那么势必会影响正常的交通。

内胀圈法工艺是利用专业液压设备，对不锈钢胀圈施压，将特制高强度密封止水带(材质为三元乙丙橡胶)安装固定在管道接缝或泄漏部位两侧，对管道接口进行修补，使管道恢复原设计承压能力，其不受距离长短、管道变径、管道接口形式、管道埋深等条件限制。

如公布号为CN 105822867 A的发明专利申请公开的“一种内涨式橡胶密封圈及其应用”，其内涨式橡胶密封圈包括橡胶密封带圈和内涨钢圈，橡胶密封带圈应用于管道插口插入管道承接口后形成的间隙处，内涨钢圈紧贴橡胶密封带圈内壁，形成内涨式结构。具体地，内涨钢圈的数量是两个，橡胶密封带圈走向的中部靠近管道插口插入管道承接口后形成的间隙，两头的内壁和两个内涨钢圈形成内涨式结构，并在间隙两侧形成两道密封带，内涨钢圈两端设置有夹口，夹口之间卡入弹片，利用弹片撑住内涨钢圈。

这种内涨式橡胶密封圈存在以下不足之处：

其一，由于两个内涨钢圈相互独立，因此在对管道进行修补时，必须分别对两个内涨钢圈进行操作，两道工序过于繁琐，不仅不利于提高修补效率，而且很难保证两个内涨钢圈在位置、涨紧力等方面的一致性。

其二，在撑开内涨钢圈时，必须使用特制的机械或液压工具，而且，为了给机械或液压工具提供受力支撑点，在内涨钢圈夹口两侧的内壁上需焊接相应的垫块。

其三，夹口为等宽度的开口，对于不同的管道，内涨钢圈在撑开后，其夹口的宽度各不相同，这就需要预先准备各种不同尺寸规格的弹片，并需要通过多次尝试才能确定最合适的弹片。

其四，为了防止内涨钢圈在撑开时，由于夹口不断张开而损坏橡胶密封带圈，需要在内涨钢圈与橡胶密封带圈之间再另外加设一块不锈钢垫片。

因此，如何克服内涨式橡胶密封圈存在的以上缺陷，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种内衬式管道修补器。该修补器在使用时，其两道内涨钢圈可同时安装和涨紧，无需使用特制的机械或液压工具，也不需要使用不同规格的弹片和不锈钢垫片，可有效提高修补效率，减少因修补而造成的各种损失，其结构简单、易于操作，且密封性能和可靠性更高。

为实现上述目的，本发明提供一种内衬式管道修补器，包括橡胶密封垫和用于在周向上涨紧所述橡胶密封垫的涨紧环，所述涨紧环包括相互间隔的第一环体和第二环体，所述涨紧环设有至少一个夹口，其第一环体和第二环体在夹口两侧分别通过连接部连为一体，所述连接部之间形成两个顶角相对的楔形卡槽，所述楔形卡槽内设有对置的楔形块，所述楔形块上设有带动所述楔形块相向或背向移动以同时涨紧或放松所述第一环体和第二环体的涨紧调节机构。

优选地，进一步包括设于所述涨紧环与橡胶密封垫之间的内衬圈，所述内衬圈设有在所述涨紧环的作用力下能够张开的开口部位。

优选地，所述开口部位为斜向搭接的开口。

优选地，所述涨紧调节机构为螺栓收放机构，所述螺栓收放机构包括分别设于对置的所述楔形块上的螺栓安装部以及沿轴向布置并连接所述螺栓安装部的螺栓。

优选地，所述螺栓安装部为凸块，所述凸块上设有螺栓孔，所述螺栓的两端均设有螺纹，其穿过各所述凸块螺栓孔的两端分别设有螺母；

或者，所述螺栓安装部为凸块，所述凸块上设有螺栓孔，所述螺栓的一端设有螺纹，另一端为螺栓头，其穿过所述凸块螺栓孔的螺纹端设有螺母；

或者，所述螺栓安装部为凸块，所述凸块上设有螺纹方向相反的螺纹孔，所述螺栓的两端分别旋入所述凸块的螺纹孔，所述螺栓上设有旋转操作部位。

优选地，所述楔形块上设有两组或三组所述螺栓收放机构，各组所述螺栓收放机构的螺栓相互平行。

优选地，所述涨紧调节机构为螺纹伸缩机构，所述螺纹伸缩机构的两端分别连接对置的所述楔形块。

优选地，所述螺纹伸缩机构包括连接于一个所述楔形块的第一螺杆和连接于另一个与之对置的所述楔形块的第二螺杆，所述第一螺杆和第二螺杆的螺纹方向相反并通过设有内螺纹的螺纹套筒相连接，所述螺纹套筒上设有旋转操作部位。

优选地，所述涨紧环上的夹口数量为两个、三个或四个，所述涨紧环在周向上由所述夹口均匀地分为两段、三段或四段相互独立的部分。

优选地，所述楔形卡槽呈顶角相对的“V”形，所述楔形块呈等腰梯形。

优选地，所述橡胶密封垫为组合式密封垫，包括依次对接的多个分体橡胶密封垫，相邻两个所述分体橡胶密封垫分别设有能够相互扣合的公接头和母接头，并通过所述公接头和母接头扣合为一个整体。

优选地，所述公接头包括形成在所述分体橡胶密封垫端部的环形外台阶，所述环形外台阶的轴向表面上设有环形凸起；所述母接头包括形成在所述分体橡胶密封垫端部的环形内台阶，所述环形内台阶的轴向表面上设有环形凹槽。

优选地，所述分体橡胶密封垫之间进一步连接有加长橡胶密封垫，所述分体橡胶密封垫和加长橡胶密封垫分别设有能够相互扣合的公接头和母接头，并通过所述公接头和母接头扣合为一个整体。

优选地，所述公接头包括形成在所述分体橡胶密封垫或加长橡胶密封垫端部的环形外台阶，所述环形外台阶的轴向表面上设有环形凸起；所述母接头包括形成在所述加长橡胶密封垫或分体橡胶密封垫端部的环形内台阶，所述环形内台阶的轴向表面上设有环形凹槽。

本发明所提供的内衬式管道修补器的涨紧环设有至少一个夹口，且第一环体和第二环体在夹口两侧连为一体，其连接部之间形成楔形卡槽。使用时，首先将楔形卡槽内放入楔形块，然后通过涨紧调节机构带动两个楔形块以相向的方式移动，即可将第一环体和第二环体同时撑开并固定在撑开的位置，实现同步涨紧，反之，通过涨紧调节机构带动两个楔形块以背向的方式移动，即可将第一环体和第二环体放松，取出楔形块即可进行拆卸，其第一环体和第二环体可同时安装和涨紧，无需使用特制的机械或液压工具，也不需要使用不同规格的弹片和不锈钢垫片，可有效提高修补效率，减少因修补而造成的各种损失，具有结构简单、易于操作，密封性能和可靠性更高等优点。

在一种优选方案中，进一步包括设于所述涨紧环与橡胶密封垫之间的内衬圈，所述内衬圈设有在所述涨紧环的作用力下能够张开的开口部位。通过设置内衬圈，一方面可以起到保护作用，防止涨紧环损坏橡胶密封垫，另一方面通过内衬圈承受涨紧环的作用力，然后再传递给橡胶密封垫，可以使涨紧力均匀的作用于橡胶密封垫，避免出现局部作用力过于集中等现象。

在另一种优选方案中，所述橡胶密封垫为组合式密封垫，包括依次对接的多个分体橡胶密封垫，相邻两个所述分体橡胶密封垫分别设有能够相互扣合的公接头和母接头，并通过所述公接头和母接头扣合为一个整体。这样，在单个橡胶密封垫长度不足的情况下，可组合出不同长度的橡胶密封垫，从而更好的满足实际使用要求，提高修补效率。

附图说明

图1为本发明实施例公开的一种内衬式管道修补器的结构示意图；

图2为图1中所示涨紧环的结构示意图；

图3为橡胶密封垫的轴向剖视图；

图4为图3中A部位的局部放大图；

图5为图3中B部位的局部放大图；

图6为图2所示涨紧环处于涨紧状态时的结构示意图；

图7为图6中夹口部位的局部放大图；

图8为内衬圈的结构示意图；

图9为图8中C部位的局部放大图。

图中：

1.管道 2.橡胶密封垫 3.内衬圈 4.涨紧环 5.楔形块 6.螺栓 7.螺母 21.第一分体密封垫 22.加长密封垫 23.第二分体密封垫 8.开口

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2，图1为本发明实施例公开的一种内衬式管道修补器的结构示意图；图2为图1中所示涨紧环的结构示意图。

如图所示，在本实施例中，所提供的内衬式管道修补器，主要由橡胶密封垫2、内衬圈3和涨紧环4等部件构成，其中涨紧环4用于在周向上涨紧内衬圈3和橡胶密封垫2，使橡胶密封垫2从内部紧贴在管道1内壁上，实现对管道1泄漏部位的修补。

涨紧环4具有相互间隔的第一环体和第二环体，其上设有两个夹口，其第一环体和第二环体在每一个夹口两侧分别通过连接部连为一体，两个夹口将涨紧环从中间分为两段相对独立的半圆环，每一处夹口的连接部之间形成两个顶角相对的“V”形楔形卡槽，楔形卡槽内设有对置的楔形块5，楔形块5呈等腰梯形，其上设有带动楔形块相向或背向移动以同时涨紧或放松第一环体和第二环体的涨紧调节机构。

为了能够更好的与内衬圈3内壁相贴合，楔形块5可具有一定弧度，楔形卡槽可以是全槽，也可以是半槽，当其为半槽时，可利用内衬圈3一起形成容纳楔形5块的楔形卡槽。

具体地，涨紧调节机构为螺栓收放机构，此螺栓收放机构包括分别设于对置的楔形块5上的螺栓安装部以及沿轴向布置并连接螺栓安装部的螺栓6。

楔形块上设有两组螺栓收放机构，两组螺栓收放机构的螺栓6相互平行，螺栓安装部为凸块，凸块上设有螺栓孔，螺栓6的两端均设有螺纹，其穿过各凸块螺栓孔的两端分别设有螺母7。

楔形块5放入楔形卡槽内，转动螺母7带动两个楔形块5以相向的方式移动，即可将第一环体和第二环体同时撑开并固定在撑开的位置，实现同步涨紧，反之，通过转动螺母7带动两个楔形块5以背向的方式移动，即可将第一环体和第二环体同时放松。

当然，除了上述方式，螺栓收放机构还可以设计成其他形式，例如以下两种：

第一种，螺栓安装部为凸块，凸块上设有螺栓孔，螺栓6的一端设有螺纹，另一端为螺栓头，其穿过凸块螺栓孔的螺纹端设有螺母7。这种螺栓收放机构仅转动一端的螺母7即可实现涨紧环的涨紧和放松。

第二种，螺栓安装部为凸块，凸块上设有螺纹方向相反的螺纹孔，螺栓6的两端分别旋入凸块的螺纹孔，螺栓6上设有旋转操作部位，其旋转操作部位可以是螺栓6上的插孔或类似于螺母的六边形部位等等。这种螺栓收放机构的不同之处在于，其没有设置螺母7，而是通过转动螺栓6来实现涨紧环的涨紧和放松。

而且，除了螺栓收放机构，涨紧调节机构还可以是螺纹伸缩机构，螺纹伸缩机构的两端分别连接对置的楔形块5，同样能够带动楔形块5相向或背向移动。例如，螺纹伸缩机构设有连接于一个楔形块5的第一螺杆和连接于另一个与之对置的楔形块5的第二螺杆，第一螺杆和第二螺杆的螺纹方向相反并通过设有内螺纹的螺纹套筒相连接，螺纹套筒上设有旋转操作部位，通过转动螺纹套筒来实现涨紧环的涨紧和放松。

请参考图3、图4、图5，图3为橡胶密封垫的轴向剖视图；图4为图3中A部位的局部放大图；图5为图3中B部位的局部放大图。

橡胶密封垫2可以是单一的密封垫，也可以是组合式密封垫，在单个橡胶密封垫长度不足的情况下，通过组合可得到不同长度的橡胶密封垫，可针对不同管径及破损长度进行组合拼装来实现修补，从而更好的满足实际使用要求，提高修补效率。

图中所示的橡胶密封垫2包括位于两端的第一分体密封垫21、第二分体密封垫23以及位于中间的加长密封垫22，两个分体橡胶密封垫和加长橡胶密封垫分别设有能够相互扣合的公接头和母接头，并通过公接头和母接头扣合为一个整体。

第一分体密封垫21的对接侧形成有公接头，此公接头包括形成在第一分体密封垫21端部的环形外台阶，环形外台阶的轴向表面上设有环形凸起，加长密封垫22与第一分体密封垫21对接的一侧形成有母接头，此母接头包括形成在加长密封垫22端部的环形内台阶，环形内台阶的轴向表面上设有环形凹槽，第一分体密封垫21和加长密封垫22通过公接头和母接头的搭接、扣合相互连接在一起。

第二分体密封垫23的对接侧形成有母接头，此母接头包括形成在第二分体密封垫23端部的环形内台阶，环形内台阶的轴向表面上设有环形凸起，加长密封垫22与第二分体密封垫23对接的一侧形成有公接头，此公接头包括形成在加长密封垫22端部的环形外台阶，环形外台阶的轴向表面上设有环形凹槽，第二分体密封垫23和加长密封垫22通过公接头额母接头的搭接、扣合相互连接在一起。

可以理解，上述各密封垫端部的公接头和母接头的位置是可以互换的，加长密封垫22两端的接头也可以同为公接头或母接头。

请一并参考图6、图7，图6为图2所示涨紧环处于涨紧状态时的结构示意图；图7为图6中夹口部位的局部放大图。

使用时，先将第一分体密封垫21、加长密封垫22和第二分体密封垫23进行组装，然后将组合好的橡胶密封垫2铺设在破损管道1的内部，再将内衬圈3铺设在橡胶密封垫2的内侧，接着将涨紧环4的两部分对置，在其两个夹口处安装好楔形块5，使螺栓6两端穿过楔形块5上的螺栓孔，加装螺母7，转动螺母7使涨紧环4在管道1内涨开，撑开内衬圈3并压缩橡胶密封垫2，从而起到密封效果。

请参考图8、图9，图8为内衬圈的结构示意图；图9为图8中C部位的局部放大图。

如图所示，位于涨紧环4与橡胶密封垫2之间的内衬圈3设有开口8，此开口8为斜向搭接的开口，内衬圈3在没有被撑开时，此开口8闭合，内衬圈3呈完整的圆环形，当内衬圈3受到涨紧环的作用力时，其开口8能够张开一定距离，使内衬圈3具有变径能力，以便将作用力传递给橡胶密封垫2，并补偿管道的尺寸误差，适应不同尺寸的管道。

通过设置内衬圈3，一方面可以起到保护作用，防止涨紧环4损坏橡胶密封垫2，另一方面通过内衬圈3承受涨紧环4的作用力，然后再传递给橡胶密封垫2，可以使涨紧力均匀的作用于橡胶密封垫2，避免出现局部作用力过于集中等现象。

上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，涨紧环4上的夹口数量简化为一个或增加为三个、四个；或者，楔形块5和楔形槽呈一侧为直边，另一侧为斜边的梯形形状，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本发明的内衬式管道修补器无需使用特制的机械或液压工具，也不需要使用不同规格的弹片和不锈钢垫片，可有效提高修补效率，减少因修补而造成的各种损失，具有结构简单、易于操作，密封性能和可靠性更高等优点。

以上对本发明所提供的内衬式管道修补器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。