专利名称：一种带压管道的阻断方法及其阻断设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接式管道的带压维修或接管技术，具体地说是一种带压管 道阻断方法及其阻断设备。
2背景技术：
在现有技术中，如果需要对正常带压运行的工业输液或输气管道进行维修、 接支管、更换阀门或更换管道的施工时，必须是停压施工，也就是关闭管道才能 进行维修、接支管、更换阀门或更换管道，目前已知的管道停产施工带来的问题 是l)经济损失巨大，比如城市的自来水管道、煤气管道、天然气管道等等， 一旦 需要停水停气，给居民生活带来很大的影响；2)对于生产企业，停水停气则要影 响生产；3)对燃气管道的停气维修、接管、更换阀门或更换管道，施工完毕还要 对管道进行气体置换处理，通常是利用惰性气体进行吹扫，否则会发生管道爆炸 等严重事故。就目前而言，管道带压不停产施工，在世界范围内还没有文献报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于城市工业管网建设的带压管道的阻断方法及其 阻断设备。
本发明的方法是按以下方式实现的，具体阻断步骤如下
1) 在需要维修或更换的带压的管道上分上下焊接工艺管和集渣管；
2) 先在工艺管中插入衬套，在衬套中再插入带铣刀头密封活塞的铣刀头，然 后在工艺管的法兰上部安装上动力头，带压管道开口装置上部的动力头将带衬套 和铣刀头密封活塞的铣刀头塞入工艺管中，启动动力头带动铣刀头转动，将位于 工艺管内径下端的带压管道铣断，然后将衬套、铣刀头和铣刀头密封活塞提升到 工艺管中，取下动力头；
3) 然后在工艺管上端的法兰上设置一个闸板阀和提刀装置，打开闸板阀，用 提刀器的螺杆旋进铣刀头柄中间的螺纹之中，通过螺杆提升器将铣刀头提升到闸 板阀上部的提刀器管壳中，关闭闸板阀，卸下提刀装置；
4) 在闸板阀上部的法兰上设置管道阻断装置，打开闸板阀，转动管道阻断器 顶部的升降器，通过升降螺杆将管道阻断模块下移穿过闸板阀向下送至工艺管中；
5) 卸下闸板阀，重新设置管道阻断装置，转动管道阻断装置顶部的升降器，
将管道阻断模块下移送至铣切断的带压管道开口中间；
6) 使用驱动手柄转动管道阻断模块上的楔块升降螺杆，带动楔块升降螺母驱 动位于膨胀堵块中间的膨胀楔块下移，进而驱动膨胀楔块两侧的膨胀堵块相对外 移，将带压管道的两个切口封堵，完成管道的带压阻断；
7) 带压管道的维修或更换施工结束后，通过升降机将管道阻断模块提升到工 艺管中，带压管道的管口打开，带压管道恢复介质输送，然后在工艺管上端的法 兰上加装盲板后，管道更换或维修施工结束。
本发明的的带压管道阻断设备是由集渣管、工作管、闸板阀、管道带压开孔 器和带压管道阻断器组成，在带压的管道上分上下焊接工作管和集渣管，工作管 在上，集渣管在下，在工作管上端的法兰上设置有闸板阀，闸板阀的上阀口与带 压管道阻断器下端的法兰连接。
带压管道阻断器是由升降器、阻断器管壳和管道阻断模块组成，升降器是由 升降器壳体、被动齿轮、主动齿轮和提升螺杆组成，升降器壳体设置在阻断器管 壳的上端，主动齿轮和被动齿轮呈三角布局设置在升降器壳体之中，其中主动齿 轮位于两个被动齿轮之间同时与两个被动齿轮啮合，主动齿轮中间设置有主动齿 轮轴从升降器壳体的上部伸出，被动齿轮中间设置有内螺纹分别与两根伸向阻断 器管壳内腔的提升螺杆连接；提升螺杆的下端与管道阻断模块连接。
本发明的有益效果是不需要管道减压或停产进行管道的带压接支管、带压 更换阀门、带压更换管道，管道的维修、管件更换不影响管线的正常介质输送。 具有方便、快捷、成本低廉和安全性高的特点，解决了目前世界上都没有解决的 管道带压维修施工的世界难题，具有很好的推广使用价值。
附图1是带压管道与带压管道开孔装置的连接结构示意附图2是提刀装置与闸板阀的连接结构示意附图3是带压管道阻断装置与闸板阀的连接结构示意附图4是带压管道阻断装置对带压管道的阻断状态结构示意附图5是带压管道阻断装置升降器的结构示意附图6是带压管道阻断装置阻断施工后管道恢复正常工作的结构示意图。 附图标记说明集渣管l、带压管道2、楔块升降螺母3、禊块升降螺杆4、 弹簧5、升降螺杆支架6、闸板阀7、法兰8、阻断器管壳9、升降器壳体IO、被 动齿轮ll、主动齿轮轴12、被动齿轮13、主动齿轮14、提升螺杆15、提升螺杆 16、工艺管17、密封活塞18、密封环19、水平燕尾结构20、膨胀楔块21、密封
胶垫22、阻断堵块23、两侧燕尾结构24、观察窗25、 *板26、幼力头27、管道 幵口28、铣刀头29、衬套30、铣刀头密封活塞3K定位螺栓32、提刀装置壳体 33、提升机34、提升螺杆35、铣刀头柄36。 具体实施例方式
参照说明书附图l一6对本发明做以下详细地说明。 本发明的带压管道的阻断方法，其具体阻断步骤如下-
1) 如附图1所示，在需要维修或更换的带压的管道上分上下焊接工艺管17 和集渣管1;
2) 如附图1所示，先在工艺管17中插入衬套30，在衬套30中再插入带铣刀 头密封活塞31的铣刀头29，然后在工艺管17的法兰8上部安装上动力头27，带 压管道开口器上部的动力头将带衬套30和铣刀头密封活塞31的铣刀头29塞入工 艺管17中，启动动力头27带动铣刀头29转动，将位于工艺管17内径下端的带 压管道2铣断，然后将衬套30、铣刀头29和铣刀头密封活塞31提升到工艺管17 中，取下带压管道开口器上部的动力头27部分；由铣刀头密封活塞31将工艺管 17密封，避免开口后带压管道2中的输送介质泄漏，为了防治衬套30与铣刀头密 封活塞31在提升过程中的相互脱离，在衬套30的上端设置有定位螺栓32;
3) 如附图2所示，在工艺管17上端的法兰上设置一个闸板阀7和提刀器， 打开闸板阀7，用提刀器的提升螺杆35旋进铣刀头柄36中间的螺纹之中，通过螺 杆提升器34将铣刀头29提升到闸板阀7上部的提刀器管壳33中，关闭闸板阀7， 卸下提刀器；
4) 如附图3所示，在闸板阀7上部的法兰8上设置管道阻断装置，打开闸板 阀7，转动管道阻断装置顶部的升降器，通过升降螺杆15、 16将管道阻断模块下 移穿过闸板阀7向下送至工艺中；
5) 如附图4所示，卸下闸板阀，重新设置管道阻断装置，转动管道阻断装置 顶部的升降器，将管道阻断模块下移送至铣切断的带压管道开口 28中间；
6) 如附图4、 6所示，使用驱动手柄转动管道阻断模块上的楔块升降螺杆4， 带动楔块升降螺母驱动位于膨胀堵块23中间的膨胀楔块21下移，进而驱动膨胀 楔块21两侧的膨胀堵块23相对外移，将带压管道2的两个开口 28封堵，完成管 道的带压阻断；
7) 如附图5所示，带压管道的维修或更换施工结束后，通过升降机将管道阻 断模块提升到工艺管17中，带压管道2的管口打开，带压管道2恢复介质输送， 然后在工艺管17上端的法兰8上加装盲板26后，管道更换或维修施工结束。
如附图l一6所示，本发明的焊接式带压管道阻断装置，其结构是由集澄管l、 工艺管17、闸板阀7、和管道阻断装置组成，在带压管道2上分上下焊接工艺管 17和集渣管1，工艺管17在上，集渣管1在下，在工艺管17上端的法兰8上设 置有闸板阀7，闸板阀7的上阀口与带压管道阻断器下端的法兰8连接。
如附图l一2所示，带压管道开口装置是由动力头27、密封衬套30、铣刀头 密封活塞31、铣刀头29和铣刀头提升装置组成，铣刀头密封活塞和铣刀头设置在 密封衬套之中，在衬套的上端设置有定位螺栓，铣刀头29上部的铣刀柄36与铣 刀头密封活塞31的中间轴孔滑动连接，轴孔壁上设置有密封胶环19，铣刀柄36 的上端中间加工有内螺纹，与动力头27的带螺纹的动力输出轴连接；铣刀头提升 装置是由铣刀头提升装置壳体33和提升机34组成，提升机34的螺杆35下端加 工有与铣刀头柄36上的内螺纹相吻合的外螺纹。
如附图3、 4所示，带压管道阻断器是由升降器、阻断器管壳9和管道阻断模 块组成，升降器设置在阻断器管壳9的顶部，管道阻断模块设置在阻断器管壳9 之中，升降器是由升降器壳体10、被动齿轮ll、 13、主动齿轮14和提升螺杆15、 16组成，升降器壳体10设置在阻断器管壳9的上端，主动齿轮14和被动齿轮11、 13呈三角布局设置在升降器壳体IO之中，其中主动齿轮14位于两个被动齿轮11、 13之间同时与两个被动齿轮11、 13啮合，主动齿轮14中间设置有主动齿轮轴12 从升降器壳体10的上部伸出，被动齿轮11、 13中间设置有内螺纹分别与两根伸 向阻断器管壳9内腔的提升螺杆15、 16连接；提升螺杆15、 16的下端与管道阻 断模块连接。
如附图3、 4、 5所示，管道阻断模块是由密封活塞18、膨胀楔块21、阻断堵 块23、楔块升降螺杆4、楔块升降螺母3和升降螺杆支架6组成，其中楔块升降 螺杆4的上端通过升降螺杆支架6设置在密封活塞18的顶部，楔块升降螺杆4的 下端与楔块升降螺母3连接，楔块升降螺母3的下端与膨胀楔块21连接，膨胀楔 块21的两侧通过两侧燕尾结构24与阻断堵块滑动连接，阻断堵块23的顶部通过 水平燕尾结构20与密封活塞18的底部滑动连接，阻断堵块23的外侧圆弧面附着 有密封垫22与带压管道切口 28密封连接。
如附图3—5所示，楔块升降螺母3与密封活塞18之间设置有密封环19。 如附图l一5所示，密封活塞18、 31和衬套30的外圆上均设置有橡胶密封环 19。工艺管17和集渣管1的垂直中心线在同一轴线上，且和带压管道2的水平中 心轴线垂直相交；
如附图3、 6所示，阻断器管壳9的顶部中间开有一个观察窗25，观察窗25 与密封活塞is的顶部相对，楔块升降螺杆4的上端被加工成四:^或六方与手摇柄 下端的四方或六方套筒相对应。
带压管道开口动力头及其工作原理在第00267202. 2专利公开文件中已经公开 报导，在此不再重复。
本发明的焊接式带压管道阻断装置和现有技术相比，可在管道正常输送的状 态下进行管道带压阻断，可用于各种管径和输送各种气体、液体介质的管道维修 和管道的接、改或更换。
权利要求
1.一种带压管道的阻断方法，其特征在于阻断步骤如下1)在需要维修或更换的带压管道上分上下焊接工艺管和集渣管；2)先在工艺管中插入衬套，在衬套中再插入带铣刀头密封活塞的铣刀头，然后在工艺管的法兰上部安装上动力头，带压管道开口装置上部的动力头将带衬套和铣刀头密封活塞的铣刀头塞入工艺管中，启动动力头带动铣刀头转动，将位于工艺管内径下端的带压管道铣断，然后将衬套、铣刀头和铣刀头密封活塞提升到工艺管中，取下动力头；3)然后在工艺管上端的法兰上设置一个闸板阀和提刀装置，打开闸板阀，用提刀器的螺杆旋进铣刀头柄中间的螺纹之中，通过螺杆提升器将铣刀头提升到闸板阀上部的提刀器管壳中，关闭闸板阀，卸下提刀装置；4)在闸板阀上部的法兰上设置管道阻断装置，打开闸板阀，转动管道阻断器顶部的升降器，通过升降螺杆将管道阻断模块下移穿过闸板阀向下送至工艺管中；5)卸下闸板阀，重新设置管道阻断装置，转动管道阻断装置顶部的升降器，将管道阻断模块下移，送至铣切断的带压管道开口中间；6)使用驱动手柄转动管道阻断模块上的楔块升降螺杆，带动楔块升降螺母驱动位于膨胀堵块中间的膨胀楔块下移，进而驱动膨胀楔块两侧的膨胀堵块相对外移，将带压管道的两个切口封堵，完成管道的带压阻断；7)带压管道的维修或更换施工结束后，通过升降机将管道阻断模块提升到工艺管中，带压管道的管口打开，带压管道恢复介质输送，然后在工艺管上端的法兰上加装盲板后，管道更换或维修施工结束。
2、 用于带压管道的阻断设备，其特征在于是由集渣管、工艺管、闸板阀、管 道带压开孔装置和管道阻断装置组成，在带压管道上分上下焊接工艺管和集渣管， 工艺管在上，集渣管在下，在工艺管上端的法兰上设置有闸板阀，闸板阀的上阀 口与带压管道阻断器下端的法兰连接。
3、 根据权利要求2所述的用于带压管道的阻断器设备，其特征在于带压管道 开口装置是由动力头、密封衬套、铣刀头密封活塞、铣刀头和铣刀头提升装置组 成，铣刀头密封活塞和铣刀头设置在密封衬套之中，在衬套的上端设置有定位螺 栓，铣刀头上部的铣刀柄与铣刀头密封活塞的中间轴孔滑动连接，轴孔壁上设置 有密封胶环，铣刀柄的上端中间加工有内螺纹，与动力头的带螺纹的动力输出轴 连接；铣刀头提升装置是由提升装置壳体和提升机组成，提升机的螺杆下端加工 有与铣刀头柄上的内螺纹相吻合的外螺纹。
4、 根据权利要求2所述的用于带压管道的阻断设备，其特征在于管道阻断装 置是由升降器、阻断器管壳和管道阻断模块组成，升降器设置在阻断器管壳的顶 部，管道阻断模块设置在阻断器管壳之中，升降器是由升降器壳体、被动齿轮、 主动齿轮和提升螺杆组成，主动齿轮和被动齿轮呈三角布局设置在升降器壳体之 中，其中主动齿轮位于两个被动齿轮之间同时与两个被动齿轮啮合，主动齿轮中 间设置有主动齿轮轴从升降器壳体的上部伸出，被动齿轮中间设置有内螺纹分别与两根伸向阻断器管壳内腔的提升螺杆连接；提升螺杆的下端与管道阻断模块连 接。
5、 根据权利要求4所述的带压管道的阻断设备，其特征在于管道阻断模块是 由密封活塞、膨胀楔块、阻断堵块、楔块升降螺杆、楔块升降螺母和升降螺杆支 架组成，其中楔块升降螺杆的上端通过升降螺杆支架设置在密封活塞的顶部，楔 块升降螺杆的下端与楔块升降螺母连接，楔块升降螺母的下端与膨胀楔块连接， 膨胀楔块的两侧通过两侧燕尾结构与阻断堵块滑动连接，阻断堵块的顶部通过水 平燕尾结构与密封活塞的底部滑动连接，阻断堵块的外侧圆弧面附着有密封垫与 带压管道切口密封连接。
6、 根据权利要求4所述的带压管道的阻断设备，其特征在于楔块升降螺母与 密封活塞之间设置有密封环。
7、 根据权利要求4所述的带压管道的阻断设备，其特征在于密封活塞的外圆上设置有橡胶密封环。
8、 根据权利要求4所述的带压管道的阻断设备，其特征在于工艺管和集渣管 的垂直中心线在同一轴线上，且和带压管道的水平中心轴线垂直相交。
9、 根据权利要求4所述的带压管道的阻断设备，其特征在于阻断器管壳的顶 部中间开有一个观察窗，观察窗与密封活塞的顶部相对，楔块升降螺杆的上端被 加工成四方或六方与手摇柄下端的四方或六方套筒相对应。
全文摘要
本发明提供一种带压管道的阻断方法及其阻断设备，设备结构是由集渣管、工艺管、换刀器、管道带压开孔机和管道阻断器组成，在带压管道上分上下焊接工艺管和集渣管，工艺管在上，集渣管在下，在工艺管上端设置法兰，通过法兰与开孔机、换刀器和带压管道阻断器下端的法兰连接，该焊接式管道带压阻断器与现有技术相比，优异效果是不需要管道减压或停产运行，实现带压接支管、带压接旁通、带压更换阀门、带压更换管道、带压管道的维修、管件更换，不影响管路的正常介质输送。具有方便、快捷、成本低廉和安全性高的特点，解决了目前世界上都没有解决的管道带压维修施工的世界难题，具有很好的推广使用价值。
文档编号F16L55/18GK101201140SQ20071011395
公开日2008年6月18日 申请日期2007年10月24日 优先权日2007年10月24日
发明者李长年, 田 钊, 钊洪智 申请人:济南市公明新技术开发有限公司;钊 田