CN106764232B - 管道修复工具和修复管道的方法 - Google Patents

Abstract

一种在修复管道(9)的过程中使用的管道修复工具(10)，包括具有第一末端(101)和第二末端(102)的管材(100)，可经由所述管道的近端(9.1)纵向插入所述管道，以使该第二末端(102)到达所述管道(9)的远端(9.2)，以及在管材(100)与所述管道(9)之间形成一个管状间隙(G)。此外还包含了一个位于管材(100)的第二末端(102)且用于密封管状间隙(G)的内端的密封构件(200)，以及用于操作该密封构件(200)的操作机制(300)。此外还有一个闭合构件(400)，用于闭合管状间隙(G)的外端，由此界定管状间隙(G)的内部范围，当中至少部分范围被填充了修复材料，以便从管道(9)的内部修复所述管道(9)。此外还公开了一种用于修复管道的相关方法。

Description

管道修复工具和修复管道的方法

本发明涉及一种管道修复工具和一种用于修复管道或类似装置的方法，尤其适合但并不局限于输送燃气(例如煤气或天然气)或液体(例如水或油)的管道或类似装置。

背景技术

用于输送液体或气体的管道被制造出来是供长期使用的，其使用时间通常会长达数十年，然而即使没有损坏，其劣化或者需要修复(或复原)的维护也是不可避免的。安装在室外的管道很容易受到腐蚀。

很明显，更换有问题的管道区段是一个解决方案，但其通常不是第一选择，对于嵌入或者贯穿墙壁或混凝土的管道而言尤其如此。更多的情况是尚不至于进行更换但需要维修，例如通过维护或者彻底检修管道系统来延长或者最大化其预期寿命。

本发明试图通过提供一种全新或另有改进的管道修复工具和相关的管道修复方法来缓解或者至少减轻此类缺陷。

发明内容

根据本发明的第一个方面，所提供的是一种在修复管道或类似装置的过程中使用的管道修复工具，包括具有第一末端和第二末端的管材，经由所述管道的近端纵向插入所述管道，以使该第二末端到达所述管道所要修复的区段的远端，以及在管材与所述管道之间沿着所要修复的区段形成一个管状间隙。此外还包括一个位于管材的第二末端且用于密封管状间隙内端的密封构件，以及与该管材相关联且用于操作该密封构件的操作机制。此外还有与该管材相关联的闭合构件，以便闭合管状间隙的外端，由此界定管状间隙的内部范围，当中至少部分范围被填充了修复材料，以便从所述管道的内部修复所述管道。

值得注意的是，所述所要修复的管道的区段包括所述管道的一部分或是整个管道。

优选地，该密封构件是可以弹性变形的，其被布置成受该操作机制施加作用，以便密封管状间隙的内端。

更优选的是，在被该操作机制施加作用时，该密封构件是可以径向扩张的，由此以密封的方式啮合于该管状间隙的外侧。

更优选的是，在紧接于扩张之前，该密封构件与该管材的第二末端相啮合。

优选地，该密封构件是球形或椭球形的，并且被设置成供该操作机制进行压缩。

优选地，该密封构件可以从该管材的第二末端径向扩张，以便密封该管状间隙的内端，同时自行将该管材的第二末端，置于相对于所述管道的中心。

在一个优选实施例中，该操作机制包括可以从管材外部进行操作的操作构件，并且还包括一个在管材内部从该操作构件延伸至该密封构件并施加作用于其上的伸长构件。

更优选的是，该伸长构件具有刚性结构。

更优选的是，该伸长构件贯穿该密封构件，并且包含了用于固定该密封构件的锚件。

更优选的是，该密封构件位于该锚件与该管材的第二末端之间，以便在操作机制操作的时候，被该锚件朝着该管材的第二末端进行压缩。

优选地，该操作构件与伸长构件相连并且可以有角度地移动，以便对伸长构件施加张力，从而对密封构件施加作用。

更优选的是，该操作构件是可枢转或可旋转的，以便执行操作。

优选地，操作构件位于管材的第一末端。

在一个优选实施例中，该闭合构件包括一个孔洞，并且修复材料可以通过所述孔洞而被引入管状间隙的内部。

更优选的是，该管道修复工具包括可以通过该孔洞插入该管状间隙内部、以便引入修复工具的管线。

更优选的，该管线是可扩展的，以便到达管状间隙的内端，由此在所述内端将修复材料引入管状间隙。

优选地，该闭合构件包括供过量的修复材料脱离管状间隙内部的第二孔洞。

优选地，该闭合构件可沿着管材移动。

更优选的是，该闭合构件具有一个孔并且被同轴地布置在管材上，其中所述管材伸展穿过该孔。

在一个具体结构中，该闭合构件包括帽状件，用于与对应于管状间隙外端的所述管道的近端相啮合。

更具体地说，该帽状件包括用于旋拧在所述管道的近端上的内部螺纹。

在一个优选实施例中，该管道修复工具包括能以同轴的方式布置在管材上的套管，用于与管状间隙中的所述修复材料相接触。

更优选的是，该套管的长度足以穿过所要修复的整个区段，由此将该管材隔离于该管状间隙中的修复材料。

更优选的是，该套管具有刚性管状主体。

根据本发明的第二个方面，所提供的是一种修复管道或类似装置的方法，包括以下步骤：

A.提供如前所述的管道修复工具；

B.经由所述管道的近端将该管材纵向插入所述管道，以使管材的第二末端到达所要修复的管道的区段的远端，以及在该管材与所述管道之间沿着所要修复的区段形成管状间隙；

C.通过操作该闭合构件来闭合该管状间隙的外端；

D.通过操作该操作机制来操作该密封构件，以便密封该管状间隙的内端；

E.将修复材料引入该管状间隙内部，以便从所述管道内部修复所述管道；以及

F.松开该闭合构件和该密封构件，然后从所述管道中收回管道修复工具。

优选地，步骤C包括将闭合构件旋拧固定在与管状间隙外端相对应的管道近端之上，藉此操作该闭合构件。

优选地，步骤D包括：通过操作该操作机制，对该密封构件施加作用使其径向扩张，以便密封该管状间隙的内端。

更优选的是，步骤D包括：通过操作该操作机制来压缩以及径向扩张该密封构件，以便密封该管状间隙的内端，同时自行将该管材的第二末端，置于相对于所述管道的中心。

更优选的是，步骤D包括：通过有角度地移动或旋转该操作机制中的操作构件来操作该操作机制。

优选地，步骤E包括通过该闭合构件中的孔洞来引入修复材料。

优选地，步骤F包括将套管留在所述管道中，以便覆盖所述修复材料。

附图说明

现在将参考附图并借助示例来对本发明进行更具体的描述，其中：

图1是在根据本发明的管道或类似装置的修复方法的一个实施例中使用的根据本发明的管道修复工具的一个实施例的透视图；

图2是从反方向获得的图1中的管道修复工具的另一个透视图；

图3是与图1对应的透视图，显示了将被插入待修复管道的管道修复工具；

图4是与图3对应的显示了将被插入待修复管道的管道修复工具的侧面剖视图；

图5是与图4对应的显示了已被插入管道的管道修复工具的侧面剖视图；

图6是与图5对应的显示了管道修复工具如何施加作用于管道的侧面剖视图；

图7是与图6对应的显示了通过使用管线来将修复材料引入管道的侧面剖视图；

图8是与图7对应的显示了管道修复工具在完成操作之后预备从管道中撤出的侧面剖视图；以及

图9是与图8对应的显示了已修复的管道的侧面剖视图。

具体实施方式

参考附图，其中示出的是用于修复管道或类似装置的管道修复工具10，以及通过使用该管道修复工具10来修复管道或类似装置的方法，两者均为本发明的实施。所要修复的管道可以是用金属制成且用于输送燃气(例如煤气或天然气)或液体(例如水或油)的管道9或类似装置，例如管材、导管、软管或主管道。在本范例中，管道9是建筑物用于向相应楼层供应燃气的立管的一个分支，其在建筑物的外墙7上水平延伸，由此导致难以对管道9(例如由于腐蚀所导致的损坏)进行维修，而管道修复工具10则是可以使用的。

在以下描述中将会详细叙述管道修复工具10的结构和操作，从中可以清楚了解相关联的具有多个步骤的管道或类似装置的修复方法。一般来说，管道修复工具10包括管材100、密封构件200、操作机制300以及闭合构件400，并且可选地包括一个套管90。

管材100可以是用钢铁制成的。其具有第一末端101和第二末端102，该第二末端102经由管道9的近端9.1(处于室内端)纵向插入管道9，以使第二末端102到达管道9的待修复区段的远端9.2(图3和图4)。管道9的近端9.1在拧开了连接于下游的管道配件之后是暴露在外的，并且通常具有外部螺纹9.1s。然后，在管材100与管道9之间会沿着待修复区段形成一个管状间隙G，其中所述待修复区段可以是管道9的一部分，并且其在所描述的实施例中是整个管道9。

套管90具有优选使用钢铁制成的刚性管状主体，且内直径略大于管材100的外直径，由此，该套管90能以同轴的方式布置在管材100上，以便与管材100配合操作，尤其是用于覆盖处于管状间隙G中的管材100。套管90被设计成与随后引入管状间隙G的修复材料相接触。对于套管90来说，其长度或者被切割的长度正好足以延伸至所要修复的管道9的整个区段，由此将管状间隙G中的修复材料与管材100相分离。在使用中，套管90首先被布置在管材100上(图4)，然后，所述管材100连同套管90一起被插入管道9(图5)。

密封构件200是在管材100的第二末端102提供的，其用于密封管状间隙G的内端。在紧接操作(也就是扩展)之前，密封构件200会与管材100的第二末端102啮合，其在直径上要略大于管材100。如图所示，该密封构件200的形状是球体或椭球体，并且是用橡胶制成的，由此是可以弹性变形的。密封构件200被布置成通过操作机制300来发挥作用，尤其是进行压缩，以便密封管状间隙G的内端。更具体地说，在被操作机制300压缩的时候，密封构件200可以径向扩张，由此以密封的方式啮合该管状间隙G的外侧(图6)，其中所述管状间隙的外侧优选是管道9的内表面(或者可以是与管道9的远端9.2相连的管道配件8)。

操作机制300与管材100相关联，以便操作密封构件200，例如将其收紧或放松。该操作机制300包括一个操作构件，该操作构件作为杠杆310的形式，能从管材100的外部进行操作，并且还包括一个伸长构件，该伸长构件的形式是具有刚性结构的细杆320，所述细杆320在管材100内部的中心位置延伸，从杠杆310开始延伸至密封构件200，并且施加作用于所述密封构件200。

更具体地说，细杆320延伸穿过密封构件200，并且包含了一个用于从密封构件200的后面固定住该构件的锚件321。密封构件200位于锚件321与管材100的第二末端102之间，以便在操作机制300操作时候被锚件321朝看管材100的第二末端102压缩。

杠杆310位于管材100的第一末端101，并且具有一个凸轮头311，所述凸轮头311以铰接的方式与细杆320的近端相连，并且压在管材100的第一末端101上。该杠杆310可以进行角度移动或旋转，尤其可以围绕管材100枢转，以便通过凸轮作用来向细杆320施加拉力(图6)，从而拉动锚件321以施加作用于密封构件200。然后，锚件321会朝着管材100的第二末端102压缩密封构件200，其结果是使得所述密封构件200径向延伸，从而密封管状间隙G的内端。

在密封构件200从管材100的第二末端102开始径向延伸以封闭该管状间隙G的内端时，它同时会自行将管材100的第二末端102置于相对于管道9的中心。这种自行置于中心的作用将会确保该管状间隙G围绕管材100呈360°开放，并且从管材100的第二末端102开始沿其纵向范围向下开放。

闭合构件400与管材100相关联，以便闭合管状间隙G的外端，由此界定管状间隙G的内部范围，该范围用于接纳或被填充了例如密封材料聚氨酯(PU)之类的修复材料，以便从管道9的内部修复管道9。该闭合构件400可以由一个帽状件410提供，所述帽状件410具有通过旋拧而与对应于管状间隙G的外端的管道9的近端9.1相啮合的内部螺纹410s(图5)。该帽状件410具有圆形中心孔410a，并且以同轴的方式布置在管材100上，所述管材100则贯穿孔410a，由此，所述帽状件410可以沿管材100移动或滑动，以便到达管道9的近端9.1并与之相连接。

所述帽状件410包括位于中心孔410a的相对的两侧的两个孔洞，即第一孔洞411和第二孔洞412。现在，密封材料可以通过第一孔洞411而被引入管状间隙G的内部。优选地，作为管道修复工具10的一部分，所使用的是一根细管500，其通过第一孔洞411而被插入管状间隙G的内部，以便引入密封材料。

为了达到最好的效果，细管500被延伸至到达管状间隙G的内端或最内端，以便在管状间隙G的内端将密封材料引入该管状间隙G。这样，密封材料会从管状间隙G的内端开始填满该管状间隙G，并且过量的密封材料会通过对端的第二孔洞412脱离管状间隙G的内部。这样做将会确保管状间隙G的内部完全被密封材料所占据，或者至少将其中可能导致密封不完全的空隙减至最小。此后，细管500应被收回。

在安置了图8和9中用字母“S”表示的密封材料之后，帽状件410将被旋开，并且杠杆310将会反向枢转，以便释放密封构件200。然后，带有密封构件200的管材100会从管道9中被收回，由此将套管90留在管道9中，以及在管道9的内表面上设置一层密封材料S，从而堵住来自管道9内部的任何进一步的泄漏。套管90会停留在管道9的内侧，由此通过覆盖密封材料S来保护和/或保持密封材料S处于恰当位置。

如上所述的管道9的修复方法可被概括成具有以下的基本步骤：

A.提供管道修复工具10(图1和2)；

B.经由管道9的近端9.1将管材100纵向插入管道9，以使管材100的第二末端102到达待修复的管道9的区段的远端，以及在管材100与管道9之间沿着所要修复的区段形成一个管状间隙G(图3和4)；

C.通过操作闭合构件或帽状件410来闭合管状间隙G的外端(图5)；

D.通过操作操作机制300来操作密封构件200，以便密封管状间隙G的内端(图6)；

E.将修复材料引入管状间隙G的内部，以便从管道9的内部修复管道9(图7)；以及

F.松开帽状件410和密封构件200(图8)，然后从管道9中收回管道修复工具10。

步骤C包括将闭合帽状件410旋拧在与管状间隙G的外端相对应的管道9的近端9.1上。

在步骤D中，操作中的操作机制300施加作用于密封构件200，并且尤其是对其进行压缩，以使其径向扩张并且密封管状间隙G的内端，并且作为利便之处，同时还会自行将管材100的第二末端102置于相对于管道9的中心。操作该操作机制300，涉及有角度地移动或旋转操作机制300的操作构件或杠杆310。

步骤E是通过经由闭合帽状件410中的孔洞411引入或注入修复材料来执行的。

至于步骤F，其包括旋开帽状件410以及朝反方向枢转杠杆310。步骤F包括在使用了套管90的情况下将其留在管道9中，以便通过覆盖来保护和/或保持所设置的修复材料S。

可以想到的是，管道修复工具10的具体结构或是其主要组件100到400，是可以被提供相同功能的等同物或替换物改变、修改或替代的。例如，操作机制300可以加入通过旋拧作用操作的不同类型的操作构件，而不是杠杆310。密封构件200的形状可以是扁球体，而不是圆球形。套管90是可选的，但其也是优选的，尽管如此，它也是可以省略的，在此情况下有必要在将管材100插入管道9之前，在管材100的外表面上应用脱模剂，以便可以容易地从所设置的密封材料中释放和收回管材100。

本发明仅通过实施例展示出来，在不脱离附加权利要求规定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对所描述的实施例进行其他各种修改和/或改变。

Claims (32)

1.一种在修复管道或类似装置的过程中使用的管道修复工具，包括：

具有第一末端和第二末端的管材，经由所述管道的近端纵向插入所述管道，以使该第二末端到达所述管道所要修复的区段的远端，以及在该管材与所述管道之间沿着所要修复的区段形成一个管状间隙；

位于管材的第二末端且用于密封该管状间隙的内端的密封构件；

与该管材相连且用于操作该密封构件的操作机制；以及

与该管材相关联的闭合构件，以便闭合管状间隙的外端，由此界定管状间隙的内部范围，当中至少部分范围被填充了修复材料，以便从所述管道的内部修复所述管道。

2.如权利要求1所述的管道修复工具，其特征在于，所述管道所要修复的区段包括所述管道的一部分或是整个管道。

3.如权利要求1所述的管道修复工具，其特征在于，该密封构件是可以弹性变形的，其被布置成受该操作机制施加作用，以便密封该管状间隙的内端。

4.如权利要求3所述的管道修复工具，其特征在于，在被该操作机制施加作用时，该密封构件可以弹性扩展，由此以密封的方式啮合于该管状间隙的外侧。

5.如权利要求4所述的管道修复工具，其特征在于，在紧接扩张之前，该密封构件与该管材的第二末端相啮合。

6.如权利要求3所述的管道修复工具，其特征在于，该密封构件是球形或椭球形的，并且被设置成供该操作机制进行压缩。

7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的管道修复工具，其特征在于，该密封构件可以从该管材的第二末端径向扩张，以便密封该管状间隙的内端，同时自行将该管材的第二末端置于相对于所述管道的中心。

8.如权利要求1-6中任一权利要求所述的管道修复工具，其特征在于，该操作机制包括可以从该管材外部进行操作的操作构件，并且还包括一个伸长构件，在管材内部从该操作构件延伸至该密封构件并施加作用于该密封构件上。

9.如权利要求8所述的管道修复工具，其特征在于，该伸长构件具有刚性结构。

10.如权利要求8所述的管道修复工具，其特征在于，该伸长构件贯穿该密封构件，并且包含了用于固定该密封构件的锚件。

11.如权利要求10所述的管道修复工具，其特征在于，该密封构件位于该锚件与该管材的第二末端之间，以便在操作机制操作的时候，被该锚件朝着该管材的第二末端进行压缩。

12.如权利要求8所述的管道修复工具，其特征在于，该操作构件与该伸长构件相连并且可以有角度地移动，以便对该伸长构件施加张力，从而对该密封构件施加作用。

13.如权利要求12所述的管道修复工具，其特征在于，该操作构件可以枢转，以便执行操作。

14.如权利要求8所述的管道修复工具，其特征在于，该操作构件位于该管材的第一末端。

15.如权利要求1-6中任一权利要求所述的管道修复工具，其特征在于，该闭合构件包括孔洞，并且修复材料可以通过所述孔洞而被引入该管状间隙的内部。

16.如权利要求15所述的管道修复工具，其特征在于，该管道修复工具包括管线，可以通过该孔洞插入该管状间隙的内部以便引入修复材料。

17.如权利要求16所述的管道修复工具，其特征在于，该管线是可扩展的，以便到达该管状间隙的内端，由此在所述内端将修复材料引入该管状间隙。

18.如权利要求15所述的管道修复工具，其特征在于，该闭合构件包括第二孔洞，供过量的修复材料脱离该管状间隙内部。

19.如权利要求1-6中任一权利要求所述的管道修复工具，其特征在于，该闭合构件可沿着该管材移动。

20.如权利要求19所述的管道修复工具，其特征在于，该闭合构件具有一个孔，并被同轴地设置在该管材上，其中所述管材穿过该孔。

21.如权利要求1-6中任一权利要求所述的管道修复工具，其特征在于，该闭合构件包括一个帽状件，用于与对应于该管状间隙外端的所述管道的近端相啮合。

22.如权利要求21所述的管道修复工具，其特征在于，该帽状件包括用于旋拧在所述管道的近端上的内部螺纹。

23.如权利要求1-6中任一权利要求所述的管道修复工具，其特征在于，该管道修复工具包括能以同轴的方式设置在该管材上的套管，用于与该管状间隙中的所述修复材料相接触。

24.如权利要求23所述的管道修复工具，其特征在于，该套管的长度足以穿过所要修复的整个区段，由此将该管材隔离于该管状间隙中的修复材料。

25.如权利要求23所述的管道修复工具，其特征在于，该套管具有刚性管状主体。

26.一种修复管道或类似装置的方法，包括以下步骤：

A.提供如权利要求1-6中任一权利要求所述的管道修复工具；

B.经由所述管道的近端将该管材纵向插入所述管道，以使该管材的第二末端到达管道所要修复的区段的远端，以及在该管材与所述管道之间沿着所要修复的区段形成管状间隙；

C.通过操作该闭合构件来闭合该管状间隙的外端；

D.通过操作该操作机制来操作该密封构件，以便密封该管状间隙的内端；

E.将修复材料引入该管状间隙的内部，以便从所述管道内部修复所述管道；以及

F.松开闭合构件和密封构件，然后从管道中收回管道修复工具。

27.如权利要求26所述的修复管道或类似装置的方法，其特征在于，步骤C包括将该闭合构件旋拧固定在与管状间隙外端相对应的管道近端之上，藉此操作该闭合构件。

28.如权利要求26所述的修复管道或类似装置的方法，其特征在于，步骤D包括通过操作该操作机制向该密封构件施加作用使之径向扩张，以便密封该管状间隙的内端。

29.如权利要求28所述的修复管道或类似装置的方法，其特征在于，步骤D包括通过操作该操作机制来压缩以及径向扩张该密封构件，以便密封该管状间隙的内端，同时自行将该管材的第二末端，置于相对于所述管道的中心。

30.如权利要求28所述的修复管道或类似装置的方法，其特征在于，步骤D包括通过有角度地移动或旋转操作机制中的操作构件来操作该操作机制。

31.如权利要求26所述的修复管道或类似装置的方法，其特征在于，步骤E包括通过该闭合构件中的孔洞来引入修复材料。

32.如权利要求26所述的修复管道或类似装置的方法，其特征在于，步骤F包括将以同轴的方式设置在该管材上的套管留在所述管道中，以便覆盖所述修复材料。