本發(fā)明涉及一種水下封堵裝置，尤其是一種水下管道封堵裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)管道出現(xiàn)泄漏，需要對(duì)管道進(jìn)行局部斷水，又無(wú)法將整段管網(wǎng)排空時(shí)，需要對(duì)管道進(jìn)行封堵。通常情況下帶水管道局部斷水采用管道封堵氣囊進(jìn)行。

管道封堵氣囊利用優(yōu)質(zhì)橡膠做成的管道封堵氣囊通過(guò)充氣方法使其膨脹，當(dāng)堵水氣囊內(nèi)的氣體壓力達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，堵水氣囊填滿整個(gè)管道斷面，利用管道封堵氣囊壁與管道產(chǎn)生的摩擦力堵住漏水，目標(biāo)管段內(nèi)通過(guò)充氣膨脹對(duì)水流進(jìn)行快速阻斷，達(dá)到無(wú)滲水的目的。

管道封堵氣囊的特點(diǎn)為：1)橢圓型，接觸管道面積不多，但易于塞入管道，堵水效果一般；2)操作簡(jiǎn)單、重量輕，本體尺寸小、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

管道封堵氣囊常用于小型管道的封堵，封堵過(guò)大的管道效果不理想。管道封堵氣囊還需要時(shí)刻對(duì)氣囊壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)氣壓過(guò)低時(shí)需要進(jìn)行補(bǔ)充，所以需配套能源方能正常使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提出一種壓差式水下管道封堵裝置，不需要充氣，管道封堵裝置的止水效果優(yōu)于管道封堵氣囊，并且拆裝方便。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種壓差式水下管道封堵裝置，包括P型水封環(huán)、浮筒、門板、頂出螺桿、灌水管件、導(dǎo)向輪和止水膠墊，浮筒為一中空封閉結(jié)構(gòu)，其前端設(shè)有若干導(dǎo)向輪，浮筒外徑小于欲封堵的管道內(nèi)徑并能在導(dǎo)向輪的支撐和導(dǎo)向下在該管道內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，若干P型水封環(huán)設(shè)于浮筒外壁并能對(duì)浮筒和該管道之間進(jìn)行密封，浮筒后端設(shè)有門板，門板大小大于該管道管口大小，其邊沿覆蓋該管道管道口壁，門板內(nèi)側(cè)面對(duì)應(yīng)浮筒以外區(qū)域設(shè)有止水膠墊，門板外側(cè)面設(shè)有螺母，頂出螺桿與螺母螺紋連接并貫穿門板且前端能夠抵靠在管道管道口周邊墻面上將浮筒從該管道內(nèi)頂出，頂出螺桿后端設(shè)有用以轉(zhuǎn)動(dòng)頂出螺桿使其相對(duì)門板伸縮的轉(zhuǎn)動(dòng)把手，灌水管件包括灌水管道及其閥門，灌水管道貫穿門板和浮筒連通管道和封堵裝置外部，灌水管道在門板外設(shè)有閥門。

作為選擇，導(dǎo)向輪為2個(gè)，間隔90°位于浮筒前端下部。該方案中，導(dǎo)向輪方便浮筒靈活地封堵時(shí)推進(jìn)管道內(nèi)，拆卸時(shí)從管道內(nèi)退出，在整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行導(dǎo)向，同時(shí)支撐浮筒，并對(duì)浮筒在管道內(nèi)的徑向位置進(jìn)行限位，方便柔性水封環(huán)對(duì)浮筒與管道之間進(jìn)行密封。

作為選擇，灌水管件包括兩套灌水管道及其閥門。該方案中，灌水管道用于封堵時(shí)在管道內(nèi)外形成壓差，拆卸時(shí)平衡壓差。

作為選擇，灌水管件閥門側(cè)連接潛水泵。該方案中，可以在抽取管道內(nèi)水形成壓差將管道封堵時(shí)用于抽水。

作為選擇，P型水封環(huán)沿浮筒軸向設(shè)有多套。該方案中，P型水封環(huán)具有良好的水下密封效果，同時(shí)，若管道口尺寸不歸整，則多道P型止水環(huán)起主要止水作用。作為優(yōu)選，P型水封環(huán)與浮桶間用膠粘接，保證膠接強(qiáng)度，使浮桶與P型水封環(huán)間不會(huì)出現(xiàn)泄漏。此外，作為優(yōu)選，門板與止水膠墊間也為膠接，并保證膠接強(qiáng)度，與P型水封環(huán)類似。

作為選擇，門板包括圓形平板和加強(qiáng)筋，浮筒為一圓柱筒，圓形平板內(nèi)側(cè)面與浮筒固定形成一中空密封結(jié)構(gòu)，外側(cè)面設(shè)置若干加強(qiáng)筋。該方案中，門板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，因?yàn)殚T板是組要的承壓部件，可以保證整套裝置在裝置使用時(shí)不會(huì)因水壓產(chǎn)生變形增加，影響封堵效果。

前述本發(fā)明主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本發(fā)明可采用并要求保護(hù)的方案；并且本發(fā)明，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間也可以自由組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。

本發(fā)明的工作流程：

1.在進(jìn)行管道封堵作業(yè)前，將灌水管件閥門關(guān)閉，由潛水作業(yè)人員將壓差式封堵裝置帶至指定封堵管道位置。

2.潛水隊(duì)員將壓差封堵裝置抬起送入管道內(nèi)，一直推送至柔性水封環(huán)在浮筒與管道之間形成初步的密封。

3.開泵抽取管道內(nèi)的水(在有條件時(shí)可以從管道另一端抽水，若沒有條件也可以打開灌水管件閥門，安裝潛水泵在閥門側(cè)，從閥門側(cè)抽取管道內(nèi)的水)，此時(shí)由于柔性水封環(huán)與管道間有一定密封效果，所以管道內(nèi)外形成壓差，壓差隨著管內(nèi)水的抽取量的增多逐漸增大，整套裝置被壓力差推送入管道內(nèi)。

4.當(dāng)壓差式封堵裝置的止水膠墊壓緊在管道管道口壁上時(shí)，由止水膠墊起主要密封作用，完成整個(gè)管道的封堵。

5.若管道口尺寸不規(guī)整，則3道P型止水環(huán)起主要止水作用。

6.當(dāng)需要拆卸壓差式封堵裝置時(shí)將灌水管件上的閥門打開，向管道內(nèi)灌水。

7.當(dāng)管道內(nèi)外的壓力平衡后，通過(guò)頂出機(jī)構(gòu)將裝置從管道內(nèi)頂出。本專利可以通過(guò)簡(jiǎn)單方便可靠的方式，將浮筒從管道內(nèi)退出，只需要轉(zhuǎn)動(dòng)把手帶動(dòng)頂出螺桿在螺母內(nèi)旋進(jìn)，頂出螺桿前端頂靠在管道口周邊墻面上將浮筒反向頂出。

本發(fā)明的有益效果：

1.是一種不需要充氣的管道封堵裝置；

2.管道封堵裝置的止水效果優(yōu)于管道封堵氣囊；

3.拆裝方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施的壓差式封堵裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的剖視圖；

圖3是壓差式封堵裝置封堵常規(guī)管道的安裝開始的狀態(tài)示意圖；

圖4是壓差式封堵裝置封堵常規(guī)管道的安裝中的狀態(tài)示意圖；

圖5是壓差式封堵裝置拆卸開始的狀態(tài)示意圖；

圖6是壓差式封堵裝置拆卸中的狀態(tài)示意圖；

圖7是壓差式封堵裝置封堵管口不規(guī)則管道的安裝示意圖；

圖中，P型水封環(huán)1、浮筒2、門板3、頂出螺桿4、灌水管件5、止水膠墊6、導(dǎo)向輪7、管道8。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

參考圖1至7所示，一種壓差式水下管道封堵裝置，包括柔性水封環(huán)、浮筒2、門板3、頂出機(jī)構(gòu)、灌水管件5和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，還包括止水膠墊6，浮筒2為一中空封閉結(jié)構(gòu)，其前端設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，浮筒2外徑小于欲封堵的管道8內(nèi)徑并能在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的支撐和導(dǎo)向下在該管道8內(nèi)來(lái)回移動(dòng)，若干柔性水封環(huán)設(shè)于浮筒2外壁并能對(duì)浮筒2和該管道8之間進(jìn)行密封，浮筒2后端設(shè)有門板3，門板3大小大于該管道8管口大小，其邊沿覆蓋該管道8管道口壁，門板3內(nèi)側(cè)面對(duì)應(yīng)浮筒2以外區(qū)域設(shè)有止水膠墊。門板2外側(cè)面設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)貫穿門板3且前端能夠抵靠在管道8管道口周邊墻面上將浮筒2從該管道8內(nèi)頂出，灌水管件5包括灌水管道及其閥門，灌水管道連通該管道8和封堵裝置外部。

作為示例，如本實(shí)施例所示，柔性水封環(huán)優(yōu)選為P型水封環(huán)1，P型水封環(huán)1為丁晴橡膠材質(zhì)，采用橡膠壓鑄機(jī)壓鑄成型，其尺寸配合浮筒2外徑、管道8內(nèi)徑與封水水位進(jìn)行設(shè)計(jì)，沿浮筒軸向設(shè)有多套，附圖中共3套。安裝在浮筒2外壁，與浮筒2間為黏結(jié)連接，黏結(jié)強(qiáng)度要高與封水水位產(chǎn)生的水壓，保證不會(huì)有水從黏接處流過(guò)。P型水封環(huán)1與管道8內(nèi)徑略微過(guò)盈的配合在管道封堵中形成初步密封效果，降低管道內(nèi)水位通過(guò)管內(nèi)外的壓力差將裝置推送入管道8。其次在管口不規(guī)則的管道封堵中，P型水封環(huán)2是主要止水部件。

浮筒2為一圓柱筒，為Q235材質(zhì)與門板3焊接連接形成一個(gè)密閉的空間，密閉空間大小依據(jù)整套裝置金屬零件的總重量設(shè)計(jì)。浮筒2在裝置在水下使用時(shí)起減輕裝置重量的作用。

門板3為Q235材質(zhì)與浮筒2焊接連接組成整套裝置的主體，門板由δ6厚度的Q235圓形平板(鋼板)與16#槽鋼構(gòu)成的加強(qiáng)筋焊接而成。門板3是組要的承壓部件，保證整套裝置在裝置使用時(shí)不會(huì)因水壓產(chǎn)生變形增加，影響封堵效果。

頂出機(jī)構(gòu)為頂出螺桿4及其轉(zhuǎn)動(dòng)把手，門板3上設(shè)有與頂出螺桿4匹配的螺母，頂出螺桿4與螺母螺紋連接并貫穿門板3且前端能夠抵靠在管道管道口周邊墻面上，頂出螺桿后端設(shè)有用以轉(zhuǎn)動(dòng)頂出螺桿使其相對(duì)門板伸縮的轉(zhuǎn)動(dòng)把手。作為示例，頂出螺桿4是由M20的螺桿與焊接在門板槽鋼上螺母組成，螺桿有效頂出長(zhǎng)度大于浮筒2長(zhǎng)度，確保頂出螺桿4可以將裝置全部頂出。焊接螺母的槽鋼上有開孔，方便螺桿旋入。螺桿上焊接有把手方便螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。頂出螺桿4的作用是當(dāng)裝置使用完成時(shí)作拆卸裝置使用。

灌水管件5是一套安裝在浮筒2與門板3所組成的主體中的管閥連接，共兩套。如附圖所示，其灌水管道貫穿門板和浮筒連通管道和封堵裝置外部，灌水管道在門板外設(shè)有閥門。在壓差式封堵裝置使用完成準(zhǔn)備拆卸時(shí)，向管內(nèi)灌水恢復(fù)管內(nèi)外壓力平衡。

止水膠墊6為丁晴橡膠材質(zhì)的環(huán)形橡膠板，厚度為30mm，內(nèi)徑與浮筒2外徑配合，外徑與門板3直徑一致。止水膠墊6與門板3間采用黏接的方式連接，黏結(jié)強(qiáng)度要高與封水水位產(chǎn)生的水壓。止水膠墊是壓差式封堵裝置中主要的封堵部件。

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為設(shè)于浮筒前端的若干導(dǎo)向輪。導(dǎo)向輪7在裝置上設(shè)有2套，焊接于浮筒上，兩個(gè)導(dǎo)向輪7呈90°分布位于浮筒前端下部。導(dǎo)向輪7轉(zhuǎn)動(dòng)滾輪為PA66材質(zhì)，其余零件采用金屬材質(zhì)。導(dǎo)向輪7在整個(gè)裝置中起導(dǎo)向作用，當(dāng)裝置推入管口后，導(dǎo)向輪7首先與管道內(nèi)壁接觸使壓差式封堵裝置可以較準(zhǔn)的推入管道內(nèi)，以便下一步工作可以順利進(jìn)行。

參考圖3至7所示，本發(fā)明的壓差式水下管道封堵裝置的工作流程如下：

1.在進(jìn)行管道封堵作業(yè)前，將灌水管件5閥門關(guān)閉，由潛水作業(yè)人員將壓差式封堵裝置帶至指定封堵管道位置。

2.潛水隊(duì)員將壓差封堵裝置抬起送入管道8內(nèi),一直推送至P型止水環(huán)1的P頭處，形成初步的密封，參考圖3所示。

3.開泵抽取管道8內(nèi)的水(既可以直接從管道內(nèi)的另側(cè)用泵抽水，也可以通過(guò)灌水管件5從封堵裝置一側(cè)抽水)，此時(shí)由于P型止水環(huán)1與管道8間有一定密封效果，所以管道8內(nèi)外形成壓差，壓差隨著管內(nèi)水的抽取量的增多逐漸增大，整套裝置被壓力差推送入管道8內(nèi)，參考圖4所示，圖中箭頭為壓差方向。

4.當(dāng)壓差式封堵裝置的止水膠墊6壓緊在管道8管道口壁上時(shí)，由止水膠墊6起主要密封作用，完成整個(gè)管道8的封堵，參考圖4所示。

5.若管道口尺寸不規(guī)整，則3道P型止水環(huán)起主要止水作用，參考圖7所示，圖中X部位為管道口尺寸不規(guī)整區(qū)域。

6.當(dāng)需要拆卸壓差式封堵裝置時(shí)將兩組灌水管件5上的球閥打開，向管道8內(nèi)灌水，參考圖5所示。

7.當(dāng)管道8內(nèi)外的壓力平衡后，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)兩側(cè)頂出螺桿4將裝置從管道8內(nèi)頂出，參考圖6所示。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。