一种压差式水下管道封堵装置的制作方法

本发明涉及一种水下封堵装置，尤其是一种水下管道封堵装置。

背景技术：

当管道出现泄漏，需要对管道进行局部断水，又无法将整段管网排空时，需要对管道进行封堵。通常情况下带水管道局部断水采用管道封堵气囊进行。

管道封堵气囊利用优质橡胶做成的管道封堵气囊通过充气方法使其膨胀，当堵水气囊内的气体压力达到规定要求时，堵水气囊填满整个管道断面，利用管道封堵气囊壁与管道产生的摩擦力堵住漏水，目标管段内通过充气膨胀对水流进行快速阻断，达到无渗水的目的。

管道封堵气囊的特点为：1)椭圆型，接触管道面积不多，但易于塞入管道，堵水效果一般；2)操作简单、重量轻，本体尺寸小、经济实用。

管道封堵气囊常用于小型管道的封堵，封堵过大的管道效果不理想。管道封堵气囊还需要时刻对气囊压力进行监测，当气压过低时需要进行补充，所以需配套能源方能正常使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提出一种压差式水下管道封堵装置，不需要充气，管道封堵装置的止水效果优于管道封堵气囊，并且拆装方便。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种压差式水下管道封堵装置，包括P型水封环、浮筒、门板、顶出螺杆、灌水管件、导向轮和止水胶垫，浮筒为一中空封闭结构，其前端设有若干导向轮，浮筒外径小于欲封堵的管道内径并能在导向轮的支撑和导向下在该管道内来回移动，若干P型水封环设于浮筒外壁并能对浮筒和该管道之间进行密封，浮筒后端设有门板，门板大小大于该管道管口大小，其边沿覆盖该管道管道口壁，门板内侧面对应浮筒以外区域设有止水胶垫，门板外侧面设有螺母，顶出螺杆与螺母螺纹连接并贯穿门板且前端能够抵靠在管道管道口周边墙面上将浮筒从该管道内顶出，顶出螺杆后端设有用以转动顶出螺杆使其相对门板伸缩的转动把手，灌水管件包括灌水管道及其阀门，灌水管道贯穿门板和浮筒连通管道和封堵装置外部，灌水管道在门板外设有阀门。

作为选择，导向轮为2个，间隔90°位于浮筒前端下部。该方案中，导向轮方便浮筒灵活地封堵时推进管道内，拆卸时从管道内退出，在整个过程中进行导向，同时支撑浮筒，并对浮筒在管道内的径向位置进行限位，方便柔性水封环对浮筒与管道之间进行密封。

作为选择，灌水管件包括两套灌水管道及其阀门。该方案中，灌水管道用于封堵时在管道内外形成压差，拆卸时平衡压差。

作为选择，灌水管件阀门侧连接潜水泵。该方案中，可以在抽取管道内水形成压差将管道封堵时用于抽水。

作为选择，P型水封环沿浮筒轴向设有多套。该方案中，P型水封环具有良好的水下密封效果，同时，若管道口尺寸不归整，则多道P型止水环起主要止水作用。作为优选，P型水封环与浮桶间用胶粘接，保证胶接强度，使浮桶与P型水封环间不会出现泄漏。此外，作为优选，门板与止水胶垫间也为胶接，并保证胶接强度，与P型水封环类似。

作为选择，门板包括圆形平板和加强筋，浮筒为一圆柱筒，圆形平板内侧面与浮筒固定形成一中空密封结构，外侧面设置若干加强筋。该方案中，门板结构简单可靠，因为门板是组要的承压部件，可以保证整套装置在装置使用时不会因水压产生变形增加，影响封堵效果。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；并且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的工作流程：

1.在进行管道封堵作业前，将灌水管件阀门关闭，由潜水作业人员将压差式封堵装置带至指定封堵管道位置。

2.潜水队员将压差封堵装置抬起送入管道内，一直推送至柔性水封环在浮筒与管道之间形成初步的密封。

3.开泵抽取管道内的水(在有条件时可以从管道另一端抽水，若没有条件也可以打开灌水管件阀门，安装潜水泵在阀门侧，从阀门侧抽取管道内的水)，此时由于柔性水封环与管道间有一定密封效果，所以管道内外形成压差，压差随着管内水的抽取量的增多逐渐增大，整套装置被压力差推送入管道内。

4.当压差式封堵装置的止水胶垫压紧在管道管道口壁上时，由止水胶垫起主要密封作用，完成整个管道的封堵。

5.若管道口尺寸不规整，则3道P型止水环起主要止水作用。

6.当需要拆卸压差式封堵装置时将灌水管件上的阀门打开，向管道内灌水。

7.当管道内外的压力平衡后，通过顶出机构将装置从管道内顶出。本专利可以通过简单方便可靠的方式，将浮筒从管道内退出，只需要转动把手带动顶出螺杆在螺母内旋进，顶出螺杆前端顶靠在管道口周边墙面上将浮筒反向顶出。

本发明的有益效果：

1.是一种不需要充气的管道封堵装置；

2.管道封堵装置的止水效果优于管道封堵气囊；

3.拆装方便。

附图说明

图1是本发明实施的压差式封堵装置结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是压差式封堵装置封堵常规管道的安装开始的状态示意图；

图4是压差式封堵装置封堵常规管道的安装中的状态示意图；

图5是压差式封堵装置拆卸开始的状态示意图；

图6是压差式封堵装置拆卸中的状态示意图；

图7是压差式封堵装置封堵管口不规则管道的安装示意图；

图中，P型水封环1、浮筒2、门板3、顶出螺杆4、灌水管件5、止水胶垫6、导向轮7、管道8。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

参考图1至7所示，一种压差式水下管道封堵装置，包括柔性水封环、浮筒2、门板3、顶出机构、灌水管件5和导向机构，还包括止水胶垫6，浮筒2为一中空封闭结构，其前端设有导向机构，浮筒2外径小于欲封堵的管道8内径并能在导向机构的支撑和导向下在该管道8内来回移动，若干柔性水封环设于浮筒2外壁并能对浮筒2和该管道8之间进行密封，浮筒2后端设有门板3，门板3大小大于该管道8管口大小，其边沿覆盖该管道8管道口壁，门板3内侧面对应浮筒2以外区域设有止水胶垫。门板2外侧面设有顶出机构，顶出机构贯穿门板3且前端能够抵靠在管道8管道口周边墙面上将浮筒2从该管道8内顶出，灌水管件5包括灌水管道及其阀门，灌水管道连通该管道8和封堵装置外部。

作为示例，如本实施例所示，柔性水封环优选为P型水封环1，P型水封环1为丁晴橡胶材质，采用橡胶压铸机压铸成型，其尺寸配合浮筒2外径、管道8内径与封水水位进行设计，沿浮筒轴向设有多套，附图中共3套。安装在浮筒2外壁，与浮筒2间为黏结连接，黏结强度要高与封水水位产生的水压，保证不会有水从黏接处流过。P型水封环1与管道8内径略微过盈的配合在管道封堵中形成初步密封效果，降低管道内水位通过管内外的压力差将装置推送入管道8。其次在管口不规则的管道封堵中，P型水封环2是主要止水部件。

浮筒2为一圆柱筒，为Q235材质与门板3焊接连接形成一个密闭的空间，密闭空间大小依据整套装置金属零件的总重量设计。浮筒2在装置在水下使用时起减轻装置重量的作用。

门板3为Q235材质与浮筒2焊接连接组成整套装置的主体，门板由δ6厚度的Q235圆形平板(钢板)与16#槽钢构成的加强筋焊接而成。门板3是组要的承压部件，保证整套装置在装置使用时不会因水压产生变形增加，影响封堵效果。

顶出机构为顶出螺杆4及其转动把手，门板3上设有与顶出螺杆4匹配的螺母，顶出螺杆4与螺母螺纹连接并贯穿门板3且前端能够抵靠在管道管道口周边墙面上，顶出螺杆后端设有用以转动顶出螺杆使其相对门板伸缩的转动把手。作为示例，顶出螺杆4是由M20的螺杆与焊接在门板槽钢上螺母组成，螺杆有效顶出长度大于浮筒2长度，确保顶出螺杆4可以将装置全部顶出。焊接螺母的槽钢上有开孔，方便螺杆旋入。螺杆上焊接有把手方便螺杆的转动。顶出螺杆4的作用是当装置使用完成时作拆卸装置使用。

灌水管件5是一套安装在浮筒2与门板3所组成的主体中的管阀连接，共两套。如附图所示，其灌水管道贯穿门板和浮筒连通管道和封堵装置外部，灌水管道在门板外设有阀门。在压差式封堵装置使用完成准备拆卸时，向管内灌水恢复管内外压力平衡。

止水胶垫6为丁晴橡胶材质的环形橡胶板，厚度为30mm，内径与浮筒2外径配合，外径与门板3直径一致。止水胶垫6与门板3间采用黏接的方式连接，黏结强度要高与封水水位产生的水压。止水胶垫是压差式封堵装置中主要的封堵部件。

导向机构为设于浮筒前端的若干导向轮。导向轮7在装置上设有2套，焊接于浮筒上，两个导向轮7呈90°分布位于浮筒前端下部。导向轮7转动滚轮为PA66材质，其余零件采用金属材质。导向轮7在整个装置中起导向作用，当装置推入管口后，导向轮7首先与管道内壁接触使压差式封堵装置可以较准的推入管道内，以便下一步工作可以顺利进行。

参考图3至7所示，本发明的压差式水下管道封堵装置的工作流程如下：

1.在进行管道封堵作业前，将灌水管件5阀门关闭，由潜水作业人员将压差式封堵装置带至指定封堵管道位置。

2.潜水队员将压差封堵装置抬起送入管道8内,一直推送至P型止水环1的P头处，形成初步的密封，参考图3所示。

3.开泵抽取管道8内的水(既可以直接从管道内的另侧用泵抽水，也可以通过灌水管件5从封堵装置一侧抽水)，此时由于P型止水环1与管道8间有一定密封效果，所以管道8内外形成压差，压差随着管内水的抽取量的增多逐渐增大，整套装置被压力差推送入管道8内，参考图4所示，图中箭头为压差方向。

4.当压差式封堵装置的止水胶垫6压紧在管道8管道口壁上时，由止水胶垫6起主要密封作用，完成整个管道8的封堵，参考图4所示。

5.若管道口尺寸不规整，则3道P型止水环起主要止水作用，参考图7所示，图中X部位为管道口尺寸不规整区域。

6.当需要拆卸压差式封堵装置时将两组灌水管件5上的球阀打开，向管道8内灌水，参考图5所示。

7.当管道8内外的压力平衡后，同时转动两侧顶出螺杆4将装置从管道8内顶出，参考图6所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。