管道变形非开挖修复装置的制作方法

本实用新型涉及管道施工技术领域，尤其涉及一种管道变形非开挖修复装置。

背景技术：

地下管道在使用过程中出现的破裂、渗漏、变形(其中，严重的变形可能造成管道塌陷)等情况会严重影响管道的正常功能，传统的维修方式是开挖地面再对管道进行更换或修复。但是，这种施工方式对交通、环境和社会经济影响较大，尤其是在繁华城市区域，此外，开挖施工还可能造成管道周围地上、地下构筑物的损坏。

近些年，由于管道非开挖修复具有社会交通影响小、工期短、环境污染低等优势，排水管道非开挖修复技术在管道缺陷修复应用越来越多，且正逐步被排水管道管理部门普遍采用。现阶段，排水管道非开挖修复技术主要有局部树脂固化修复技术、不锈钢双胀环修复技术、CIPP(原位固化)整体内衬修复技术、机械制螺旋缠绕修复技术、裂管法修复技术等。但上述各技术中，局部树脂固化修复技术仅能对管道轻微裂缝、错位(≤5cm)、脱节、渗漏等缺陷进行修复；不锈钢双胀环修复技术仅能对管道脱节、错位(≤3cm)、渗漏等缺陷进行修复；CIPP整体内衬修复技术仅能对管道轻度破裂、脱节、错位(≤15％D)、渗漏、腐蚀等缺陷进行修复；机械制螺旋缠绕修复技术虽能对变形缺陷进行修复，但针对变形管道螺旋缠绕形成的新管截面损失过大，严重影响管道过流能力；裂管法修复技术虽是针对管道变形、塌陷研发的新技术，但由于其修复时需要开挖一组占地面积较大的工作坑和顺管坑，而且施工工期较长、环境影响较大、费用较高，故限制了其在管道非开挖修复工作中的应用。

因此，有必要提供一种新的管道变形非开挖修复装置来解决现有的非开挖修复技术中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种管道变形非开挖修复装置，以解决管道变形缺陷修复难的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的管道变形非开挖修复装置包括：

管道衬圈，所述管道衬圈包括首尾相连的多块衬板和设置于所述衬板上的支撑固定件；所述管道衬圈能够从收缩状态撑开至支撑状态，当所述管道衬圈处于收缩状态时，相邻的所述衬板相对折弯，当所述管道衬圈撑开至支撑状态时，相邻的所述衬板的端部相互对接，且相邻的所述衬板上的所述支撑固定件相互固定配合，以使所述管道衬圈保持支撑状态；以及驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述管道衬圈从收缩状态撑开至支撑状态。

优选地，相邻的所述衬板通过合页相连。

优选地，所述支撑固定件包括公锁扣与母锁扣，任意一块所述衬板上的公锁扣能够与相邻的所述衬板上的母锁扣相互固定配合。

优选地，所述公锁扣上开设有凹槽，所述凹槽内注入有润滑密封胶。

优选地，所述衬板为弧形曲板，当所述管道衬圈撑开至支撑状态时，所述管道衬圈呈圆筒状。

优选地，所述驱动机构包括支撑于所述管道衬圈内的多个伸缩缸，多个所述伸缩缸的第一端相互固定且第二端朝不同方向延伸，当所述管道衬圈处于收缩状态时，至少一块所述衬板的端部与至少一个所述伸缩缸的第二端抵接。

优选地，所述伸缩缸的数量为四个，且四个所述伸缩缸呈十字形分布。

优选地，所述修复装置还包括行走机构，所述行走机构包括行走梁以及能够支撑于待修复管道的内表面上的多个行走支脚，所述行走梁的两端均设置有所述行走支脚，且所述伸缩缸的第一端固定于所述行走梁上。

优选地，所述修复装置还包括设置于所述行走梁上的视频采集器。

在上述技术方案中，管道衬圈能够从收缩状态撑开至支撑状态，收缩状态的管道衬圈能够被送至待修复管道的变形、塌陷部位，然后在驱动机构的作用下从内部对待修复管道进行支撑，撑开呈与待修复管道适配的形状，将变形、塌陷部位挤压至恢复原来的形状，恢复管道的正常过流能力，施工简单便捷，不需要复杂的施工设备，效果较好。采用本实用新型的技术方案能够对管道的变形、塌陷等缺陷进行快速修复，且具有“零开挖”、工期短、环境影响低以及费用合理等优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施方式的管道变形非开挖修复装置的应用示意图；

图2为本实用新型一实施方式的管道变形非开挖修复装置的结构示意图；

图3为本实用新型一实施方式中的驱动机构和行走机构的结构示意图；

图4为本实用新型一实施方式中处于收缩状态的管道衬圈的结构示意图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本实用新型一实施方式中的公锁扣的放大图；

图7为本实用新型另一实施方式中的公锁扣的放大图；

图8为本实用新型另一实施方式中处于收缩状态的管道衬圈的结构示意图；

图9为本实用新型一实施方式中处于支撑状态的管道衬圈的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施方式，参照附图作进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施方式中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应作广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1和图2，在本实用新型的一种实施方式中，管道变形非开挖修复装置(下文中简称为修复装置)100包括管道衬圈110以及驱动机构。其中，管道衬圈110包括首尾相连的多块衬板和设置于衬板上的支撑固定件。管道衬圈110能够从收缩状态撑开至支撑状态，当管道衬圈110处于收缩状态时，相邻的衬板相对折弯，当管道衬圈110在驱动机构的作用下撑开至支撑状态时，对管道变形、塌陷缺陷进行恢复，且相邻的衬板的端部相互对接，且相邻的衬板上的支撑固定件相互固定配合，以使管道衬圈110保持支撑状态。并且，驱动机构能够驱动管道衬圈110从收缩状态撑开至支撑状态。

在上述技术方案中，管道衬圈110能够从收缩状态撑开至支撑状态，收缩状态的管道衬圈110能够被送至待修复管道400的变形部位，然后在驱动机构的作用下从内部对待修复管道400进行支撑，将管道衬圈110撑开呈与待修复管道400适配的形状，将变形部位挤压至恢复原来的形状，恢复管道的正常过流能力，施工简单便捷，不需要复杂的施工设备，效果较好。其中，管道的产生严重变形时可能导致塌陷，采用本实用新型的技术方案能够对管道的变形、塌陷等缺陷进行快速修复，且具有“零开挖”、工期短、环境影响低以及费用合理等优势。

其中，参见图2、图4和图8，衬板可以为长衬板111或短衬板112，管道衬圈110可以包括多块长衬板111和多块短衬板112，在支撑状态，首尾相连的多块长衬板111和多块短衬板112连接形成筒状，本文中的“筒状”可以为方筒状、圆筒状或者横截面为多边形或椭圆形的结构，其均由环形筒壁围设而成，在筒状结构的延伸方向上，筒状结构的两端均形成为开口端。具体地，在一种实施方式中，如图4所示，管道衬圈110包括相对设置的两块长衬板111以及两两相对设置的四块短衬板112，在收缩状态时，短衬板112折叠于长衬板111内，在支撑状态，两块长衬板111与四块短衬板112连接形成筒状。在另一种实施方式中，管道衬圈110包括十二块短衬板112，在收缩状态时，如图8所示，十二块短衬板112折叠成四瓣花朵状，在支撑状态，十二块短衬板112连接形成筒状。在其他的实施方式中，管道衬圈110还可以是包括八块或者十块衬板，衬板的具体数量可以根据待修复管道400的形状和结构决定。

并且，由于待修复管道400通常为圆形管道，因此，衬板对应优选为弧形曲板，当管道衬圈110撑开至支撑状态时，参见图9，管道衬圈110呈圆筒状，以使得管道衬圈110与待修复管道400能够更好地相互贴合，从而使管道衬圈110能够对待修复管道400进行坚固支撑。在其他的实施方式中，待修复管道400还可以为方管、椭圆管或者六边形管等，而支撑状态的管道衬圈110的形状可以与待修复管道的形状相适配。

为了使相邻的衬板能够相对转动，如图5所示，相邻的衬板可以通过合页113相连，或者，还可以是通过塑性筋条连接等，只要使相邻的衬板能够在相对折叠和相互对接的状态之间转换即可。其中，衬板可以为不锈钢钢板或者PVC等其他型材，以使得支撑状态的管道衬圈110具有很好的强度，延长管道衬圈110的使用寿命。

进一步地，在上述实施方式中，支撑固定件可以是卡扣或者螺栓等，如图5所示，支撑固定件优选包括公锁扣114与母锁扣116，任意一块衬板上的公锁扣114能够与相邻的衬板上的母锁扣116相互固定配合，当驱动机构驱动衬板撑开至支撑状态时，相邻的衬板上对应的公锁扣114与母锁扣116相互扣紧，从而使管道衬圈110保持为支撑状态，以持续对待修复管道进行稳定支撑。其中，图6中的公锁扣114为仅设置有单个凸节的锁扣，即，上述实施方式中的公锁扣114包括一个凸节以及连接凸节与衬板的连杆。而在其他的实施方式中，如图7所示，公锁扣114还可以为设置有多个凸节的锁扣，这些凸节沿连杆的延伸方向间隔分布，相邻衬板上的母锁扣116也具有对应的结构，以提高公锁扣114与母锁扣116之间的锁紧力。

此外，公锁扣114与母锁扣116均设置于衬板的端面，为了提升相邻衬板之间相互对接的可靠性，如图6所示，在公锁扣114上开设有凹槽，凹槽内注入有润滑密封胶115，当公锁扣114插入母锁扣116内时，润滑密封胶115能够对公锁扣114与母锁扣116进行紧密的粘接，从而保证相邻衬板具有更好的支撑定型效果，而且，润滑密封胶115还能够对母锁扣116进行填充，从而可以防止公锁扣114与母锁扣116出现间隙，进而可以防止出现流体泄漏的情况。在更优选的实施方式中，衬板的端部还设置有密封条，以用于对相邻衬板之间的间隙进行密封。

另外，当管道衬圈110处于收缩状态时，为了使收缩状态的管道衬圈110能够定位安装于驱动机构上，在管道衬圈110外侧缠绕有定型胶带。将收缩状态的管道衬圈110运送至待修复管道400的变形部位中，通过定型胶带的缠绕防止管道衬圈110从驱动机构上脱离，而在驱动机构驱动管道衬圈110至支撑状态时，定型胶带可以被撑断，不会影响管道衬圈110的状态改变。或者，在其他的实施方式中，收缩状态的管道衬圈110还可以是粘接于驱动机构上，当驱动机构驱动管道衬圈110至支撑状态时，管道衬圈110可以从驱动机构上脱离。

进一步地，上述实施方式中的驱动机构可以为多种形式的结构，例如，伸缩缸、齿轮齿条组件或者膨胀气囊等，只要能够从管道衬圈110的内部向管道衬圈110施加作用力即可。在优选的实施方式中，如图2和图3所示，驱动机构包括支撑于管道衬圈110内的多个伸缩缸120，多个伸缩缸120的第一端相互固定且第二端朝不同方向延伸，当管道衬圈110处于收缩状态时，至少一块衬板的端部与至少一个伸缩缸120的第二端抵接。通过朝不同方向延伸的多个伸缩缸120，可以同时从多个方向对管道衬圈110进行驱动使其撑开至支撑状态，多个方向同时施力可以保证管道衬圈110撑开至预定形状。其中，伸缩缸120可以为液压缸或者气缸等。

其中，在上述的实施方式中，如图2所示，伸缩缸120的数量为四个，且四个伸缩缸120呈十字形分布，并且，四个伸缩缸120均沿管道衬圈110的径向延伸，从而使管道衬圈110的受力更加均衡，保证管道衬圈110能够按照预定形状撑开。这种十字形分布的伸缩缸120也可以称为千斤顶，千斤顶所施加的力可以通过管道衬圈110传递到待修复管道400上，从而能够协助使变形部位复原。

如图2和图3所示，伸缩缸120包括缸体121、能够在缸体121内滑动的伸缩杆122以及设置于伸缩杆122的自由端上的抵接块123，抵接块123能够与管道衬圈110的内表面直接接触，并扩大伸缩缸120与管道衬圈110的接触面积，以使得伸缩缸120向管道衬圈110的施力更加均衡。在其他的实施方式中，驱动机构包括沿管道衬圈110的轴向间隔布置的多组十字形分布的伸缩缸120。当待修复管道400的变形部位有较长的轴向距离时，相应地，管道衬圈110的轴向长度也会比较长，因此，需要多组十字形分布的伸缩缸120对管道衬圈110施加撑开的驱动力，而撑开至预定形状的管道衬圈110也能够更好地对变形的待修复管道400进行支撑和修复。

为了方便将管道衬圈110运送到待修复管道400内的指定位置，如图3所示，修复装置100还包括行走机构130，行走机构130包括行走梁131以及能够支撑于待修复管道400的内表面上的多个行走支脚132，行走梁131的两端均设置有行走支脚132，且伸缩缸120的第一端固定于行走梁131上。通过牵引行走支脚132，而能够将管道衬圈110和驱动机构移动至待修复的变形位置。其中，在上述实施方式中，行走支脚132的与待修复管道400的内表面抵接的一端设置有滚轮133，从而能够减小行走机构130在待修复管道400内的移动阻力。或者，在其他的实施方式中，行走机构130还可以是其他形式，例如，具有多个车轮的行走小车等。

此外，由于待修复管道内通常空间狭小，操作人员不能直观地检测和监控修复装置100的工作状况，因此，在优选的实施方式中，修复装置100还包括设置于行走梁131上的视频采集器(未图示)，其中，视频采集器可优选为红外摄像机，其能够在光线昏暗的环境中完成拍摄任务。视频采集器所拍摄到的影像资料可以传输到位于地面的控制室200内的显示装置上，以便于操作人员进行实时监控。或者，如图1所示，修复装置100还可以包括视频采集机器人300，视频采集机器人300能够在待修复管道400内自由行走，以对修复装置100的工作状况进行监控，其中，视频采集机器人30上设置的视频采集设备同样可以为红外摄像机。

另外，本实用新型还提供一种管道变形非开挖修复方法，其包括以下步骤：

S1、将上述的管道变形非开挖修复装置100放置于待修复管道400内，并使收缩状态的管道衬圈110对准待修复管道400的变形部位；

S2、驱动机构驱动管道衬圈110从收缩状态撑开至支撑状态，使管道衬圈110支撑于待修复管道400的内表面；

S3、当相邻的衬板上的支撑固定件相互固定配合后，将驱动机构从待修复管道400内移出。

具体地，参见图1，修复装置100能够从窨井500进入待修复管道400内，行走机构130由从控制室200伸出的绳索拉动，行走至待修复管道400的变形部位。然后，控制室200内的控制器控制伸缩缸120伸长，而驱动管道衬圈110从收缩状态撑开至支撑状态，使管道衬圈110支撑于待修复管道400的内表面上。当管道衬圈110被撑开时，位于衬板的端面上的公锁扣114插入母锁扣116内，以使得相邻的衬板相互锁紧固定，保证管道衬圈110具有足够的支撑力，使得待修复管道400的变形、塌陷部位复位。最后，控制器控制伸缩缸120缩短，管道衬圈110与伸缩缸120脱离，通过绳索可以将行走机构130和伸缩缸120从待修复管道400内拉出，并经窨井500拉回地面。

在上述技术方案中，收缩状态的管道衬圈110能够被送至待修复管道400的变形、塌陷部位，然后在伸缩缸120的作用下撑开呈与待修复管道400适配的形状，从内部对待修复管道400进行支撑，将变形部位挤压至恢复原来的形状，恢复管道的正常过流能力，施工简单便捷，不需要复杂的施工设备，效果较好。采用本实用新型的技术方案能够对管道的变形、塌陷等缺陷进行快速修复，且具有“零开挖”、工期短、环境影响低以及费用合理等优势。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。