地下管道修復(fù)系統(tǒng)及地下管道修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下管道修復(fù)設(shè)備，尤其涉及一種地下管道修復(fù)系統(tǒng)及地下管道修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在地下埋設(shè)的管道，許多管道之間交叉，錯(cuò)綜復(fù)雜，有一些管道經(jīng)過多年的使用，滲漏，破裂事故頻出，這些管道大多鋪設(shè)在人口稠密、商業(yè)繁華的市區(qū)，開挖施工會(huì)造成交通堵塞、綠地和園林的毀壞，開挖修復(fù)管道的工藝，往往會(huì)造成其他管道的損壞，有一些管道的管徑較小，沒有工作面，人員無(wú)法進(jìn)入管道實(shí)施修復(fù)。城市中的管道還存在另一個(gè)致命的問題，地下管道多數(shù)不透風(fēng)，存在大量致命的有毒氣體，人員無(wú)法進(jìn)入管網(wǎng)進(jìn)行修復(fù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于解決上述修復(fù)管道工程中的問題，提供一種地下管道修復(fù)系統(tǒng)及地下管道修復(fù)方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
由管道修復(fù)支撐框架主體、修復(fù)器驅(qū)動(dòng)裝置、修復(fù)裝置和操作控制裝置組成，管道修復(fù)支撐框架主體是由管道定位攝像頭、主支撐架、定位儀、操控器和電池組組成，主支撐架整體呈圓筒框架，是整個(gè)設(shè)備的載體，主支撐架的前端部安設(shè)管道定位攝像頭，管道定位攝像頭探出主支撐架的前端部，通過管道定位攝像頭觀察需修復(fù)管道的內(nèi)部情況，修復(fù)管道時(shí)精確定位修復(fù)部位的位置。
[0005]本發(fā)明是由管道修復(fù)支撐框架主體、修復(fù)器驅(qū)動(dòng)裝置、修復(fù)裝置和操作控制裝置構(gòu)成，管道修復(fù)支撐框架主體是修復(fù)管道工程中的主要設(shè)備，管道修復(fù)支撐框架主體是進(jìn)入待修復(fù)管道內(nèi)修復(fù)管道的設(shè)備；修復(fù)器驅(qū)動(dòng)裝置是管道修復(fù)支撐框架主體驅(qū)動(dòng)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)管道修復(fù)支撐框架主體進(jìn)入待修復(fù)管道的設(shè)備；修復(fù)裝置是修復(fù)待修復(fù)管道的修復(fù)設(shè)備，是進(jìn)入修復(fù)待修復(fù)管道的修復(fù)設(shè)備；操作控制裝置是操控管道修復(fù)支撐框架主體的操控設(shè)備，操控管道修復(fù)支撐框架主體在修復(fù)管道內(nèi)修復(fù)管道。
[0006]本發(fā)明主支撐架是整個(gè)管道修復(fù)支撐框架主體的載體設(shè)備，采用不銹鋼金屬材質(zhì)材料制作，管道定位攝像頭采用高清晰度的CCD彩色攝像頭，帶有變焦功能，120倍變焦(10倍光學(xué)變焦、12倍數(shù)字變焦)，鏡頭光圈可調(diào)(自動(dòng)和手動(dòng))，手動(dòng)和自動(dòng)聚焦功能，內(nèi)置LED無(wú)影燈。攝像頭徑向傾角290°和水平角360°無(wú)止境旋轉(zhuǎn)，管道定位攝像頭內(nèi)置壓力感應(yīng)器和2個(gè)激光二極管用于測(cè)量裂縫寬度，管道定位攝像頭勘測(cè)管內(nèi)缺陷，在修復(fù)管道時(shí)候進(jìn)行定位。
[0007]主支撐架的中部安設(shè)定位儀、電池組和操控器，定位儀在修復(fù)管道內(nèi)測(cè)繪管道的三維空間坐標(biāo)，快速定位缺陷所在位置，提高探傷效率。電池組通過電纜與驅(qū)動(dòng)器、管道定位攝像頭、定位儀和操控器相連接，提供相應(yīng)的電源。
[0008]本發(fā)明定位儀測(cè)繪修復(fù)管道內(nèi)三維空間的坐標(biāo)，快速定位修復(fù)管道的缺陷所在位置，提高探傷效率。電池組給管道修復(fù)支撐框架主體上的設(shè)備提供電源，操控器接收地面遙控控制器的指令，按照指令操控修復(fù)器驅(qū)動(dòng)裝置，操控器操控主支撐架兩端部安設(shè)的前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器在修復(fù)管道內(nèi)前行或后退或定位。
[0009]操控器通過線路與驅(qū)動(dòng)器、管道定位攝像頭和定位儀相連接，定位儀測(cè)繪修復(fù)管道內(nèi)修復(fù)部位的三維空間坐標(biāo)，快速定位修復(fù)部位的三維空間坐標(biāo)的位置，提高修復(fù)部位的探傷效率，操控器收集管道定位攝像頭和定位儀的數(shù)據(jù)信息，由操控器的傳輸設(shè)施通過線路傳輸給操作控制裝置的遙控控制器，在遙控控制器的顯示屏上顯示修復(fù)管道內(nèi)的情況，以及主支撐架在修復(fù)管道內(nèi)的位置，操控器接受遙控控制器的指令，操控器把遙控控制器的指令傳輸給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)管道修復(fù)支撐框架主體在修復(fù)管道內(nèi)移動(dòng)。
[0010]本發(fā)明操控器另一個(gè)功能就是把管道定位攝像頭和定位儀的數(shù)據(jù)信息傳輸給操作控制裝置的遙控控制器，操控器的傳輸設(shè)施通過線路與操作控制裝置的遙控控制器相連接，連接線路隨著主支撐架一起進(jìn)入待修復(fù)管道內(nèi)，在地面上及時(shí)了解修復(fù)管道內(nèi)的實(shí)時(shí)情況，及時(shí)調(diào)整管道修復(fù)支撐框架主體的運(yùn)行，確保準(zhǔn)確修復(fù)管道內(nèi)的修復(fù)部位，有利于遙控控制器準(zhǔn)確的發(fā)出指令操控操控器，操控器指令傳輸給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器既可以精確的驅(qū)動(dòng)行走。
[0011 ] 主支撐架上安設(shè)修復(fù)裝置，修復(fù)裝置由管道修復(fù)氣囊、定位筒、充氣管、卡孔、膠體吸附層和固定帶組成，定位筒整體呈筒狀，定位筒的圓周長(zhǎng)度大于修復(fù)管道的內(nèi)壁圓周長(zhǎng)度，定位筒邊緣搭接卷成筒狀，定位筒卷成筒狀的直徑小于修復(fù)管道的直徑，定位筒的一端邊緣上多排等距設(shè)置卡孔，至少設(shè)置3排，定位筒的另一端邊緣上設(shè)置與卡孔相吻合的多排等距的卡釘，定位筒的直徑經(jīng)管道修復(fù)氣囊充氣擴(kuò)張后與修復(fù)管道的內(nèi)徑相吻合，待定位筒擴(kuò)張卡釘卡入卡孔內(nèi)固定在修復(fù)管道的內(nèi)壁上，修復(fù)需修復(fù)管道的破損處。
[0012]本發(fā)明定位筒是搭接卷成筒狀，采用不銹鋼材質(zhì)板材制作，卷成筒狀直徑小于修復(fù)管道的內(nèi)經(jīng)，保證不與管道發(fā)生摩擦損壞膠體吸附層，影響修復(fù)待修復(fù)管道的修復(fù)部位，在定位筒的搭接處設(shè)置多排等距卡孔和卡釘，待定位筒擴(kuò)張后卡釘嵌入卡孔內(nèi)，把定位筒固定在修復(fù)管道的修復(fù)部位。定位筒采用不銹鋼材質(zhì)板材，起到結(jié)構(gòu)性修復(fù)，提高修復(fù)管道的強(qiáng)度。在定位筒的搭接處設(shè)置多排卡孔和卡釘可以適應(yīng)不同的管徑的管道，同時(shí)也能適應(yīng)修復(fù)管道的管徑誤差，能夠緊密的修復(fù)待修復(fù)管道的修復(fù)部位。
[0013]定位筒內(nèi)放置管道修復(fù)氣囊，管道修復(fù)氣囊整體呈筒形封閉空囊狀，管道修復(fù)氣囊一端部與充氣管固定相連接，通過充氣管給管道修復(fù)氣囊充氣擴(kuò)張定位筒、膠體吸附層和固定帶，將定位筒和膠體吸附層擴(kuò)張到與修復(fù)管道的內(nèi)壁直徑相吻合的直徑修復(fù)管道，定位筒外側(cè)裹覆膠體吸附層，膠體吸附層上涂覆膠體材料，固定帶把膠體吸附層固定在定位筒的外側(cè)，管道修復(fù)氣囊修復(fù)管道充氣時(shí)撐起定位筒和膠體吸附層固定帶跟隨擴(kuò)張，直至定位筒和膠體吸附層貼覆到修復(fù)管道上。
[0014]本發(fā)明管道修復(fù)氣囊安設(shè)在主支撐架上，定位筒安設(shè)在管道修復(fù)氣囊的外側(cè)，管道修復(fù)氣囊采用橡膠材質(zhì)材料制作，管道修復(fù)氣囊一端部固定相連接充氣管，空氣栗通過充氣管向管道修復(fù)氣囊內(nèi)充氣，通過充氣擴(kuò)張管道修復(fù)氣囊，定位筒包裹在管道修復(fù)氣囊上，定位筒的外側(cè)裹附膠體吸附層，膠體吸附層上涂覆膠體材料，膠體材料采用聚酯發(fā)泡膠，膠體材料提高定位筒和膠體吸附層固定在待修復(fù)管道的修復(fù)部位上。固定帶把膠體吸附層固定在定位筒的外側(cè)，固定帶用來(lái)確保膠體吸附層固定在定位筒上，當(dāng)定位筒擴(kuò)展時(shí)固定帶跟隨定位筒一起擴(kuò)展，保障膠體吸附層不會(huì)從定位筒上脫落。
[0015]修復(fù)器驅(qū)動(dòng)裝置是由驅(qū)動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)器、傳動(dòng)齒圈、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)齒輪、萬(wàn)向節(jié)和驅(qū)動(dòng)軸組成，驅(qū)動(dòng)器分為前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器，前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器分別安設(shè)在主支撐架的前端部和后端部，驅(qū)動(dòng)器的輸出端與傳動(dòng)軸的一端部相連接，驅(qū)動(dòng)器向傳動(dòng)軸輸出驅(qū)動(dòng)力，傳動(dòng)軸的另一端部上安設(shè)萬(wàn)向節(jié)的一端部相連接，改變傳動(dòng)軸線的方向，萬(wàn)向節(jié)的另一端部與驅(qū)動(dòng)齒輪相連接，驅(qū)動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒圈相嚙合，傳動(dòng)齒圈與驅(qū)動(dòng)軸固定相連接，驅(qū)動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)輪固定相連接，驅(qū)動(dòng)器通過萬(wàn)向節(jié)、驅(qū)動(dòng)齒輪和傳動(dòng)齒圈改變傳動(dòng)軸線的方向，將驅(qū)動(dòng)器輸出驅(qū)動(dòng)力傳輸?shù)津?qū)動(dòng)輪上，驅(qū)動(dòng)管道修復(fù)支撐框架主體在修復(fù)管道內(nèi)前后移動(dòng)。
[0016]本發(fā)明驅(qū)動(dòng)器分為前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器，前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器安設(shè)在主支撐架的兩端部，前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器通過傳動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié)、驅(qū)動(dòng)齒輪、傳動(dòng)齒圈和驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)主支撐架兩端部驅(qū)動(dòng)輪，帶動(dòng)管道修復(fù)支撐框架主體在修復(fù)管道的內(nèi)壁上向修復(fù)管道的修復(fù)部位移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)輪支撐管道修復(fù)支撐框架主體在待修復(fù)管道內(nèi)爬行，保證管道修復(fù)支撐框架主體不與待修復(fù)管道的內(nèi)壁發(fā)生摩擦，傳動(dòng)軸采用合金鋼材質(zhì)制作，萬(wàn)向節(jié)采用20Cr或20CrMnTi鋼2材質(zhì)制作。
[0017]操作控制裝置由遙控控制器、操控器、管道定位攝像頭和定位儀組成，遙控控制器安設(shè)在修復(fù)管道外的地面上，操控修復(fù)管道內(nèi)的管道修復(fù)支撐框架主體，操控器通過線路與管道定位攝像頭和定位儀相連接，把修復(fù)管道內(nèi)修復(fù)部位的三維空間坐標(biāo)和修復(fù)管道內(nèi)視頻傳輸給遙控控制器，遙控控制器上設(shè)置顯示屏、操控手柄和功能鍵，顯示屏顯示修復(fù)管道內(nèi)修復(fù)部位的三維空間坐標(biāo)和修復(fù)管道內(nèi)視頻，操控手柄分別操控前驅(qū)動(dòng)器和后驅(qū)動(dòng)器在修復(fù)管道內(nèi)的行走，功能鍵設(shè)置遙控控制器的操作功能。
[0018]本發(fā)明遙控控制器在修復(fù)管道外的地面上，遙控控制器的顯示屏實(shí)時(shí)顯示修復(fù)管道內(nèi)修復(fù)部位的三維空間坐標(biāo)和修復(fù)管道內(nèi)視頻，遙控控制器向操控器發(fā)出指令。通過遙控控制器的功能鍵設(shè)定操作功能，操縱操控手柄驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)管道修復(fù)支撐框架主體在修復(fù)管道內(nèi)前進(jìn)或后退，直至到達(dá)待修復(fù)管道的修復(fù)部位處，實(shí)施管道修復(fù)，修復(fù)管道后，遙控控制器操縱驅(qū)動(dòng)裝置離開修復(fù)部位處回到檢測(cè)井口。
[0019]選擇定位筒的直徑與修復(fù)管道的直徑相宜的定位筒，定