管道封堵系统的制作方法

本发明涉及一种管道封堵系统，属于燃气管道设备技术领域。

背景技术：

在城市燃气的输配系统中，受各种复杂因素的影响，无论是敷设在地下还是安装在地上的燃气管道，均存在泄漏的危险。另外，随着人们在生产生活方面对燃气需求的不断增加，城市中燃气的铺设已经越来越多，燃气管道的故障也随之变多，这就需要对正在运行的燃气管道进行改建、扩建和抢修，燃气管道封堵施工相应而生。

因为燃气是易燃、易爆品，一旦发生泄漏将直接危机人们的生命和财产的安全，因此常见的燃气管道维修和更换方法是直接切断气源，将燃气管道内的气体排尽，然后进行焊接补漏或者更换处理。但该方法的弊端在于：耗费时间长、浪费宝贵的燃气资源、污染环境和严重影响人们的正常生活。

随着城市燃气输配的发展，燃气管网的更新改造、运行维护及新建管线的带气作业已广泛用于实际工况。九十年代开始运用的不停输开孔封堵设备，已广泛应用于燃气管线带气作业中。目前在中压管道上的带气封堵方式主要有膨胀式和皮碗式，但以上两种封都方法都可能存在少量的燃气泄漏，而且当在管道下游施工时，需要放散或者降压来操作，从而可能会影响人们的正常生活。

技术实现要素：

本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种在维修燃气管道时不影响正常使用燃气、能够避免浪费燃气资源且不会污染环境的管道封堵系统。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种管道封堵系统，包括开孔装置、碎屑吹扫装置和封堵装置；所述开孔装置包括可与所述管道焊接固定的管接头以及可伸入管接内的齿形开孔器，所述管接上安装有夹板阀；

所述碎屑吹扫装置包括可与所述夹板阀连接的壳体、插入壳体内并可沿壳体长度方向移动的竖管以及插入竖管内并可沿竖管的长度方向移动的吹气管；所述竖管与壳体之间设有密封圈，所述吹气管与竖管之间也设有密封圈；所述竖管的底部设有与竖管垂直的横管，所述吹气管插入竖管内的端部设有喷嘴，所述吹气管靠近喷嘴的一段为可弯折管；

所述封堵装置包括外管、导向管和下堵杆，所述外管可与所述夹板阀连接，所述导向管插入到外管内并可沿外管的长度方向移动，所述下堵杆插入到导向管内并可沿导向管的长度方向移动，所述导向管伸入外管的端部朝待导向的方向制有缺口，所述下堵杆伸入导向管的端部固接有球胆封堵器；

所述外管上设有用于夹紧导向管的第一夹持件，所述导向管上设有用于夹紧下堵杆的第二夹持件；所述导向管与外管之间形成密封的第一平衡腔，所述下堵杆与导向管之间形成密封的第二平衡腔，所述第一平衡腔上设有第一平衡口，所述第二平衡腔上设有第二平衡口；

所述球胆封堵器由第一球胆、第二球胆以及与下堵杆连接的柔性连接部组成，所述连接部、第一球胆、第二球胆依次相连，所述第一球胆、第二球胆均可充气膨胀；所述第一球胆、第二球胆两端均制有球胆接头，所述第二球胆的两个球胆接头之间设有导向弹簧；

所述下堵杆上设有与第一球胆连通的第一通气接头以及与第二球胆连通的第二通气接头。

优选的，所述下堵杆与球胆封堵器之间为可拆式连接。

优选的，所述第二球胆远离连接部一端的球胆接头设有外表面光滑的导向头。这样便于球胆封堵器进入燃气管道。

本发明中所述齿形开孔器为现有技术，可参阅相关技术文献，不再赘述。

将本发明用于燃气管道的不停输开孔封堵，主要包括三个步骤：

1）开孔：将管接焊接在燃气管道上，在管接头上安装夹板阀，然后用开孔器开孔，开好孔后关闭夹板阀，拆除开孔器。

2）吹扫碎屑：安装碎屑吹扫装置，将壳体与夹板阀连接固定，将竖管插入壳体内并下移延伸至燃气管道内，将吹气管插入竖管内沿竖管进入到燃气管道，将吹气管的进口与压力惰性气体罐连接，从而可以对燃气管道内堆积的开孔所遗留的碎屑进行吹扫。将开孔附近的铁屑吹扫干净后拆除吹扫装置并关闭夹板阀。

3）用封堵装置封堵燃气管道。先将球胆封堵器安装在下堵杆上，将外管与夹板阀进行连接，用真空机分别连接第一通气接头和第二通气接头，从而分别将第一、第二球胆内的空气抽真空，然后将下堵杆安装到导向管内。此时，打开夹板阀，松开第一夹持件，通过第一平衡口向第一平衡腔充惰性气体，在气压的作用下驱动导向管沿外管向下移动至燃气管道的孔内的指定位置，然后锁紧第一夹持件，松开第二夹持件，通过第二平衡口向第二平衡腔充惰性气体，这样在气压的作用下驱动下堵杆沿导向管向下移动，使球胆封堵器通过导向管的缺口滑动至燃气管道内，然后锁紧第二夹持件。最后通过第一通气接头、第二通气接头分别向第一球胆、第二球胆充气，第一球胆、第二球胆充气膨胀后将燃气管道封堵。

本发明中所述导向管与外管之间形成密封的第一平衡腔，其结构类似于气缸，其中导向管相当于活塞杆，外管相当于缸体；所述下堵杆与导向管之间形成密封的第二平衡腔，其结构也类似于气缸，其中下堵杆相当于活塞杆，导向管相当于缸体。所述第一平衡口和第二平衡口均为充放气口，可通过第一平衡口和第二平衡口对第一平衡腔、第二平衡腔进行充气从而驱动导向管或下堵杆向下移动。

本发明带来的有益效果是：1）本发明在带气封堵作业时，不需要切断燃气管道，只需要在管道故障处两侧各使用本发明的装置进行封堵后，即可通过管道连接两个管接头从而将两个封堵装置外侧的两段燃气管道进行连接，这样即保障了燃气管道的正常使用，又能对管道故障区域进行施工作业。作业完成后，通过第一通气接头、第二通气接头分别放散第一球胆、第二球胆内的惰性气体，或者直接用真空机将第一球胆、第二球胆抽真空，然后将下堵杆上移，带动第一球胆、第二球胆从燃气管道内脱离，最后上移导向管，并关闭夹板阀，完成燃气管道故障修复。

2）本发明中，由于第一、第二球胆均是抽真空后进入燃气管道的，所以燃气管道不需要断管，只需要开个小孔够第一、第二球胆通过即可。另外，本发明在施工作业时焊接在燃气管道上的管接头可采用直筒短系列封堵管件，因此，相比现有的封堵作业技术，本发明具有成本低、作业时间短的优点。

3）本发明在所述竖管的底部设有与竖管垂直的横管，从而对竖管旋转时横管可以带动吹气管的喷嘴旋转，从而可以全方位吹扫燃气管道，这样对燃气管道进行封堵作业时，就尽量避免了产生燃气泄漏以及碎屑划伤球胆封堵器，提高了燃气管道的封堵效果。

通常燃气管道中存在螺纹焊管、直焊符等，这样单一的球胆在封堵时不能做到零泄漏，同时这些燃气管道又容易划伤球胆表面，对下游燃气管路的操作带来一定的安全隐患。因此，本发明通过双球胆封堵燃气管道，而且双球胆的通放气管路是独立的，互不影响，因此提高了安全性。为了进一步提高安全性，防止燃气泄漏，本发明对上述技术方案的改进是：所述第一球胆和第二球胆之间的球胆接头外壁上设有放散口，所述下堵杆上设有放散接头，所述放散接头通过贯穿第一球胆的第一通气管与放散口连通。这样第一球胆、放散口、第二球胆这三路气体都是独立的，在封堵时第一球胆、第二球胆封堵后，第一球胆、第二球胆之间的气体通过放散口进行放散，这样即使第二球胆有微泄漏，通过放散接头放散后，第一球胆受到的压力几乎为零，第一球胆就能更有效的封住管道介质，使下游管道带气开孔、封堵作业的安全性大大提高。

优选的，所述第二通气接头通过贯穿第一球胆的第二通气管与第二球胆连通。进一步的，位于所述第一球胆的两个接头之间的第一通气管和第二通气管为两层同心圆管体结构。这样可以方便设置并节省空间。

球胆封堵器在进入燃气管道或从燃气管道内提出时，为了使第一、第二球胆操作顺利，希望第一、第二球胆既能承受压力，也要壁厚尽量减薄，但现有的橡胶球胆较厚，导致抽真空困难，而且不方便进入燃气管道。为了解决上述问题，本发明的改进是：所述第一球胆和第二球胆均由两层硫化橡胶层以及紧密贴合在两层硫化橡胶层之间的碳纤维编制网层制成。这样，第一、第二球胆因为中间制有碳纤维编制网层，能控制第一、第二球胆和膨胀系数，增加第一、第二球胆的强度和韧性，保护内外两层橡胶，从而无论在真空和充气中都不会爆裂。

在实际使用过程中，因为第一、第二球胆膨胀后与燃气管道之间为面接触并形成密封面，一般来说，密封面的面积较大，密封效果越差，为了提高密封效果，本发明的改进是：所述第一球胆和第二球胆的外侧均设有环形的凸条。这样本发明将第一、第二球胆膨胀后与燃气管道之间由面接触改为线接触，减小了密封面积，提高了密封效果。

虽然通过对竖管旋转带动吹气管的喷嘴旋转可以实现对燃气管道的全方位吹扫，但是吹扫过后仍然可能会有碎屑残留，因此为了彻底吹扫干净残留的碎屑，上述技术方案的进一步改进是：所述吹气管靠近喷嘴的端部还设有照明灯以及摄像头，所述竖管的顶部设有与摄像头连接的显示屏。这样操作人员可以通过显示屏直观的观察燃气管道的碎屑情况，对残留的碎屑进行定点吹扫，能够彻底地将开孔处的碎屑吹扫干净，从而进一步提高燃气管道的封堵效果。

附图说明

图1是实施例中开孔装置的结构示意图。

图2是实施例中碎屑吹扫装置的结构示意图。

图3是实施例中封堵装置的结构示意图。

图4是球胆封堵器进入燃气管道后的状态示意图。

图5是图3中球胆封堵器的结构示意图。

图6是第一球胆或第二球胆的截面示意图。

附图标记：1-夹板阀，2-管接，3-燃气管道，4-外管，5-下堵杆，6-导向管，7-第二夹持件，8-第二平衡口，9-第一夹持件，10-球胆封堵器，11-第一平衡口，12-齿形开孔器，81-摄像头，82-照明灯，83-喷嘴，84-吹气管，85-显示屏，86-壳体，87-密封圈，88-竖管，89-导向管，101-第一球胆，102-第二球胆，103-连接部，104-球胆接头，105-导向弹簧，106-放散口，107-气管接头，108-导向头，111-第一通气管，112-第二通气管，113-第三通气管，121-硫化橡胶层，122-碳纤维编制网层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，本实施例的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分。

实施例一

本实施例的管道封堵系统，用于封堵燃气管道3，包括开孔装置、碎屑吹扫装置和封堵装置。本实施例中的开孔装置如图1所示，包括可与燃气管道3焊接固定的管接2以及可伸入管接2内的齿形开孔器12，所述管接2上安装有夹板阀1。齿形开孔器12为现有技术，不再赘述。

本实施例中的碎屑吹扫装置如图2所示，包括可与所述管接2相连接的壳体86、插入壳体86内并可沿壳体86长度方向移动的竖管88以及插入竖管88内并可沿竖管88的长度方向移动的吹气管84；竖管88与壳体86之间设有密封圈87，吹气管84与竖管86之间也设有密封圈87；竖管88的底部设有与竖管88垂直的导向管89，吹气管84插入竖管88内的端部设有喷嘴83，吹气管84靠近喷嘴83的一段为可弯折管，吹气管84靠近喷嘴83的端部设有光滑的导向头。

本实施例中的封堵装置如图3和图4所示，包括外管4、导向管6和下堵杆5，导向管6插入到外管4内并可沿外管4的长度方向移动，下堵杆5插入到导向管6内并可沿导向管6的长度方向移动，导向管6伸入外管4的端部朝待导向的方向制有缺口，下堵杆5伸入导向管6的端部固接有球胆封堵器10；外管4上设有用于夹紧导向管6的第一夹持件9，导向管6上设有用于夹紧下堵杆5的第二夹持件7。

外管4可与燃气管道3的开孔相贯通，在实施时，燃气管道3的开孔处焊接有管接2，管接2上安装有夹板阀1，外管4与夹板阀1固接。一般来说，夹板阀1、外管4的底端各设有法兰盘，外管4与夹板阀1通过法兰盘进行连接固定。

导向管6与外管4之间形成密封的第一平衡腔，其结构类似于气缸，其中导向管6相当于活塞杆，外管4相当于缸体；下堵杆5与导向管6之间形成密封的第二平衡腔，其结构也类似于气缸，其中下堵杆5相当于活塞杆，导向管6相当于缸体。第一平衡腔上设有第一平衡口11，第二平衡腔上设有第二平衡口8，第一平衡口11和第二平衡口8均为充放气口，可通过第一平衡口11和第二平衡口8对第一平衡腔、第二平衡腔进行充气从而驱动导向管6或下堵杆5向下移动。

第一夹持件9和第二夹持件7分别用于夹紧导向管6、下堵杆5，当导向管6移动时，事先要松开第一夹持件9，导向管6移动至指定位置时，第一夹持件9再次夹紧导向管6。同样地，当下堵杆5移动时，要松开第二夹持件7，下堵杆5移动至指定位置时，第二夹持件7再次夹紧下堵杆5。

如图5所示，球胆封堵器10由第一球胆101、第二球胆102以及与下堵杆5连接的柔性连接部103组成，柔性连接部103可弯曲，连接部103、第一球胆101、第二球胆102依次相连接，第一球胆101、第二球胆102均可充气膨胀；第一球胆101、第二球胆102两端均制有球胆接头104，第二球胆102的两个球胆接头104之间设有导向弹簧105；下堵杆5上设有通过第三通气管113与第一球胆101连通的第一通气接头，以及通过第二通气管112与第二球胆102连通的第二通气接头。第一球胆101和第二球胆102之间有两个球胆接头104，用于连接第一、第二球胆101、102。第一球胆101和第二球胆102之间的两个球胆接头104之一的外壁上设有放散口106，下堵杆5上设有放散接头，放散接头通过贯穿第一球胆101的第一通气管111与放散口106连通；第二通气接头通过贯穿第一球胆101的第二通气管112与第二球胆102连通。优选的，位于第一球胆101的两个球胆接头104之间的第一通气管111和第二通气管112为两层同心圆管体结构，这样可以节省空间。第一通气接头、第二通气接头和放散接头在图中未标出。

本实施例还可以作以下改进：1）如图5所示，第二球胆102远离连接部103一端的球胆接头104设有外表面光滑的导向头108。

2）如图6所示，第一球胆101和第二球胆102均由两层硫化橡胶层121以及紧密贴合在两层硫化橡胶层121之间的碳纤维编制网层122制成。

3）第一球胆101和第二球胆102的外侧均设有环形的凸条（图中未示出），第一球胆101和第二球胆102充气膨胀后，与燃气管道3形成线接触密封，相比面接触密封效果更好。

4）下堵杆5与球胆封堵器10之间为可拆式连接。

5）如图2所示，为了彻底吹扫干净残留的碎屑，本实施例中吹气管84靠近喷嘴83的端部还设有照明灯82以及摄像头81，竖管88的顶部设有与摄像头81连接的显示屏85。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。