一种污水管道修复与结构补强设备及其使用方法与流程

本发明涉及污水管道修补养护工程领域，具体涉及一种污水管道修复及结构补强设备及其使用方法。

背景技术：

随着我国城镇化建设的迅速发展，排水管网的规模不断扩大，而且旧有管线存在严重的老龄化问题，其中污水管道由于其所承载流体有腐蚀性等原因，问题尤其突出。通过污水管道的运行监测信息反馈的结果看，许多使用多年的在运营污水管道，经常出现损坏、积垢、腐蚀等病害，一些近年来建设投入运营的管道也由于新建地铁工程对周边土体环境造成影响等原因出现功能性和结构性损坏现象。这些情况严重影响城市污水管道的安全运行，并影响城镇居民的日常生活，因此污水管道修复显得尤为重要，需对此类问题管道进行防腐修复及结构补强加固。

污水管道多位于城市主要交通道路下方，无法大规模开挖修复，现有技术中对污水管道进行修复时，一般采用人工或半机械作业，存在修复效果差，劳动强度大，工作效率低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种污水管道修复及结构补强设备及其使用方法来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种污水管道修复与结构补强设备，其特征在于：分段式可拆卸设计，从后到前包括行走段、输浆段、浆桶段、喷浆段和抹光段，相邻分段之间可拆卸连接；

其中，所述行走段包括行走段支架、行走动力、后轮组和轮组传动结构，所述行走动力和后轮组之间通过轮组传动结构连接；

所述输浆段包括输浆段支架、输浆动力、输浆杆后支承、输浆输出轴和后连接法兰一，所述输浆输出轴的后端穿过输浆杆后支承和后连接法兰一连接在输浆动力；

所述浆桶段包括浆桶、固定在浆桶两端的后连接法兰二和前连接法兰一、与浆桶同轴并设于其中的输浆杆一，所述浆桶上设有排浆口；

所述喷浆段包括喷浆段支架、喷浆动力、喷浆传动部件、输浆杆前支承、输浆杆二、喷浆轮盘、前轮组和前连接法兰二，所述输浆杆二的前端穿过前连接法兰二和输浆杆前支承连接在喷浆轮盘，所述喷浆轮盘通过喷浆传动部件与喷浆动力连接；

所述抹光段包括抹光减速机和抹光片，所述抹光片有若干个，设置在抹光减速机的减速机轴上并沿其径向方向分布；

所述输浆输出轴的前端与输浆杆一的后端固定连接，所述输浆杆一的前端与输浆杆二的后端固定连接，所述抹光减速机与喷浆轮盘的转轴固定连接。

进一步的，所述行走动力和轮组传动结构设置在行走段支架上，所述输浆动力、输浆杆后支承、输浆输出轴和后连接法兰一设置输浆段支架上，所述行走段支架与输浆段支架之间通过螺栓连接。

进一步的，所述后连接法兰一与后连接法兰二之间通过螺栓连接，所述前连接法兰一与前连接法兰二通过螺栓连接。

进一步的，所述输浆动力包括输浆电机及配套的输浆减速机，所述输浆输出轴后端连接在输浆减速机上；所述输浆杆一上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片与浆桶形状相匹配。

进一步的，所述前连接法兰二上连接有端筒，所述端筒为锥形，其前端与输浆杆前支承固定连接，所述输浆杆二上设有与端筒形状相匹配的锥形螺旋叶片。

进一步的，所述喷浆动力包括喷浆电机，所述喷浆传动部件为皮带传动。

进一步的，所述喷浆轮盘上设有喷浆口，所述喷浆口均匀设置在喷浆轮盘的圆周面上。

进一步的，所述前轮组与输浆段支架的间距、后轮组与行走段支架的间距可调，所述抹光片的转动半径可调。

一种污水管道修复与结构补强设备的使用方法，其特征是：包括以下步骤：

s1，清理管道：修补作业前将污水管道内壁表面用高压水冲洗干净，做到管道内壁清洁、无泥、无油污；

s2，分段下井及组装：使用吊装机将设备的各个分段按照前后顺序依次吊装进管井中，分段组装完成后再吊入下一段；

s3，试运行：连接电气、控制等程序，进行试运行，并排除故障；

s4，注料就位：将浆桶内注满修补材料，开启输浆动力，控制输浆杆一反转搅拌修补材料，防止修补材料离析，控制行走动力带动设备至管道修补位置；

s5，修补施工：控制输浆杆一正转将修补材料输送至喷浆轮盘，同时打开喷浆动力进行喷浆及带动抹光片转动，并同时控制设备匀速倒退；

s6，补浆：浆桶内修补材料使用完毕后，停止输浆动力和喷浆动力，将设备行走至补浆位置进行补浆；补浆完毕后，行进至上次喷涂的搭接处进行修补施工；

s7，后续施工；重复s4-s6步骤，完成整条管道的修补施工并清理、拆卸设备，分段吊出。

进一步的，步骤s6中，补浆后进行搭接喷涂时，超前20-30cm进行喷浆作业，同时喷浆量由少至多，并控制行进速度，在行进至搭接位置时，达到正常喷浆量。

本发明的有益效果如下：

采用分段式可拆卸设计，可以将设备分段吊装进待修复管道中，实现污水管道非开挖情况下机械化快速修补；

设置喷浆段和抹光段可以快速有效将修补材料喷涂到管壁上，并涂抹均匀，修补涂层均匀，无鼓泡，粘结力强，不易脱落；

通过控制喷涂速度和/或行走速度灵活调整涂层厚度，满足不同情况下的管道修补工作；

本发明采用机械化作业，修复效果好，并且拆装便捷，使用灵活便捷，结构稳定可靠，能够有效提升工作效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的行走段结构示意图；

图3为本发明的输浆段结构示意图；

图4为本发明的浆桶段结构示意图；

图5为本发明的喷浆段结构示意图；

图6为本发明的抹光段结构示意图。

附图标记：1-行走段，11-行走段支架，12-行走动力，13-后轮组，14-轮组传动结构，2-输浆段，21-输浆段支架，22-输浆动力，221-输浆电机，222-输浆减速机，23-输浆杆后支承，24-输浆输出轴，25-后连接法兰一，3-浆桶段，31-浆桶，32-后连接法兰二，33-前连接法兰一，34-输浆杆一，341-螺旋叶片，35-排浆口，4-喷浆段，41-喷浆段支架，42-喷浆动力，43-喷浆传动部件，44-输浆杆前支承，45-输浆杆二，451-锥形螺旋叶片，46-喷浆轮盘，47-前轮组，48-前连接法兰二，481-端筒，5-抹光段，51-抹光减速机，52-抹光片。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、2、3、4、5、6所示，一种污水管道修复与结构补强设备，其特征在于：分段式可拆卸设计，从后到前包括行走段1、输浆段2、浆桶段3、喷浆段4和抹光段5，相邻分段之间可拆卸连接；分段式可拆卸设计可以将设备拆分成小段，下井后再进行组装后进行修复施工，便于井下狭小空间内施工。

其中，如图2所示，所述行走段1包括行走段支架11、行走动力12、后轮组13和轮组传动结构14，所述行走动力12和后轮组13之间通过轮组传动结构14连接；

如图3所示，所述输浆段2包括输浆段支架21、输浆动力22、输浆杆后支承23、输浆输出轴24和后连接法兰一25，所述输浆输出轴24的后端穿过输浆杆后支承23和后连接法兰一25连接在输浆动力22；

如图4所示，所述浆桶段3包括浆桶31、固定在浆桶31两端的后连接法兰二32和前连接法兰一33、与浆桶31同轴并设于其中的输浆杆一34，所述浆桶31上设有排浆口35；

如图5所示，所述喷浆段4包括喷浆段支架41、喷浆动力42、喷浆传动部件43、输浆杆前支承44、输浆杆二45、喷浆轮盘46、前轮组47和前连接法兰二48，所述输浆杆二45的前端穿过前连接法兰二48和输浆杆前支承44连接在喷浆轮盘46，所述喷浆轮盘46通过喷浆传动部件43与喷浆动力42连接；

如图6所示，所述抹光段5包括抹光减速机51和抹光片52，所述抹光片52有若干个，设置在抹光减速机51的减速机轴上并沿其径向方向分布；

本发明可以根据井下实际空间尺寸进行分段，若空间较大，可以将某两段或几段设计为一体，也可以在地面上进行两段或几段的组装后吊装入井；若空间较小，也可将本发明的分段进行进一步细分拆成若干更小的分段，以满足具体使用情况；本发明所述的技术方案不限于上述实施例中所述的五段划分，可结合实际情况增加或减少分段数量，或由不同的位置开始拆分，或不同的结构组件组合成不同的分段，都应是本发明的保护范围。

根据现有污水井口尺寸，各分段收缩后横截面不超过直径550mm的圆，以保证拆分后的各段能够从井口吊装进入井下。

所述输浆输出轴24的前端与输浆杆一34的后端固定连接，所述输浆杆一34的前端与输浆杆二45的后端固定连接，所述抹光减速机51与喷浆轮盘46的转轴固定连接。

进一步的，所述行走动力12和轮组传动结构14设置在行走段支架11上，所述输浆动力22、输浆杆后支承23、输浆输出轴24和后连接法兰一25设置输浆段支架21上，所述行走段支架11与输浆段支架21之间通过螺栓连接。行走动力12采用行走电机或行走液压马达与行走减速机配合的动力装置，行走动力12实现装置在管道内前进或后退。管道内湿滑，后轮组13可增设主动力轮或换装橡胶履带来增加行走摩擦力，避免行走过程卡顿、打滑，影响喷涂修补效果。

进一步的，所述后连接法兰一25与后连接法兰二32之间通过螺栓连接，所述前连接法兰一33与前连接法兰二48通过螺栓连接。

如图3、4所示，进一步的，所述输浆动力22包括输浆电机221及配套的输浆减速机222，所述输浆输出轴24后端连接在输浆减速机222上；所述输浆杆一34上设有螺旋叶片341，所述螺旋叶片341与浆桶31形状相匹配。所述输浆动力22控制输浆杆一34正转或反转，正转时将修补材料传送到喷浆轮盘46，反转时，在浆桶31内修补材料进行搅拌，防止离析。

如图5所示，进一步的，所述前连接法兰二48上连接有端筒481，所述端筒481为锥形，其前端与输浆杆前支承44固定连接，所述输浆杆二45上设有与端筒481形状相匹配的锥形螺旋叶片451。

进一步的，所述喷浆动力42包括喷浆电机，所述喷浆传动部件43为皮带传动。所述喷浆动力42也可选用液压马达，喷浆传动部件43也可选用同步带传动。

进一步的，所述喷浆轮盘46上设有喷浆口，所述喷浆口均匀设置在喷浆轮盘46的圆周面上。

进一步的，所述前轮组47与输浆段支架41的间距、后轮组13与行走段支架11的间距可调，所述抹光片52的转动半径可调。根据需要修补的管道的直径不同，调整前轮组47、后轮组13与支架之间间距，并调整抹光片52的转动半径，来调整各分段轴线，并保证抹光片52能够实现抹光作业。

本发明的动力电气部件及电缆、电气接头均应选用防水等级为ip68的部件，选用防水部件可以有效保证设备的可靠性，降低故障率。

一种污水管道修复与结构补强设备的使用方法，其特征是：包括以下步骤：

s1，清理管道：修补作业前将污水管道内壁表面用高压水冲洗干净，做到管道内壁清洁、无泥、无油污；清理管道后，保证管道内腔符合修补施工要求，避免修补施工后修补材料脱落；

s2，分段下井及组装：使用吊装机将设备的各个分段按照前后顺序依次吊装进管井中，分段组装完成后再吊入下一段；根据管道及井口的实际尺寸，按照不同的分段情况进行吊装，并在井下进行组装；

s3，试运行：连接电气、控制等程序，试运行调试，并排除故障；

s4，注料就位：将浆桶31内注满修补材料，开启输浆动力22，控制输浆杆一34反转搅拌修补材料，防止修补材料离析，控制行走动力12带动设备至管道修补位置；

s5，修补施工：控制输浆杆一34正转将修补材料输送至喷浆轮盘46，同时打开喷浆动力42进行喷浆及带动抹光片52转动，并同时控制设备匀速倒退；修补材料经由喷浆轮盘46高速喷射到管壁上，使其均匀粘接在管壁上，同时抹光片52将修补材料抹光，在管壁上形成厚度均匀的涂层；可以通过控制喷浆速度和/或行走速度来控制修补涂层的厚度。

s6，补浆：浆桶31内修补材料使用完毕后，停止输浆动力22和喷浆动力42，将设备行走至补浆位置进行补浆；补浆完毕后，行进至上次喷涂的搭接处进行修补施工；

s7，后续施工；重复s4-s6步骤，完成整条管道的修补施工并清理、拆卸设备，分段吊出。

通过上述使用方法，实现了机械化、自动化的管道内壁的修补工作，并保证修补层厚度可控，涂层均匀，粘结牢固，修补效果好。

进一步的，步骤s6中，补浆后进行搭接喷涂时，超前20-30cm进行喷浆作业，同时喷浆量由少至多逐渐增多，并控制行进速度，在行进至搭接位置时，达到正常喷浆量。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。