一种管道阻塞器以及应用该管道阻塞器的接管装置

摘要

一种管道阻塞器，包括前端板，密封件，压板I，压板II以及后端板；所述密封件由两块耐磨密封板夹设一高压密量板组成；所述前端板与一压板I相固接，至少一密封件夹设于前端板与该压板I之间，一块压板II通过枢接件与该压板I枢接；所述后端板与另一压板I固接，至少一密封件夹设于后端板与该压板I之间，另一块压板II通过枢接件与该压板I枢接；上述两枢接件的枢轴轴线相互垂直；所述两块压板II通过螺栓紧固连接。通过该设计，将主要起密封作用的高压密量板夹设在两块耐磨密封板间，可防止高压密量板磨损。本发明的管道阻塞器的两对压板I与压板II间通过枢接件保持枢设连接，且两枢轴相互垂直，这就保证了管道阻塞器可顺畅通过曲率较大的弯管。

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道阻塞器，尤指一种应用于泥水加压盾构送、排泥管道中的管道阻塞器。本发明还涉及一种应用该管道阻塞器的接管装置。

背景技术

泥水加压盾构是在机械掘削式盾构的前部刀盘后侧设置隔板，它与刀盘之间形成泥水压力室，将加压的泥水送入泥水压力室，通过加压作用和压力保持机构，来谋求开挖面的稳定。

泥水平衡盾构的出土机理是：泥水输送系统通过送泥泵，将低浓度泥浆送至泥水压力室，与盾构机刀盘切削下来的泥土，经搅拌器搅拌成高浓度泥浆，再用排泥泵排出，泵送到泥水处理场地，处理后再将低浓度泥浆送至泥水仓，重复此过程进行出土。在盾构机向前掘进时，送、排泥管道需要不断地接长；为防止在接管过程中的大量泥水排放与浆液浪费，并尽量节省人工操作，提高效率，在本申请人的申请号为200610025637.1的发明中提供了一种接管器。

参照图1所示，上述发明中的接管器，包括一可与盾构机做相对运动的自行式接管支架，所述自行式接管支架上设有钢管I20与钢管II30，其中：钢管I20为一丁字型三通钢管，其丁字端与软管40连接，软管40的另一端连接盾构机引出的输泥管41，且所述三通端与软管40之间设有阀门I21；钢管II30的一端连接阀门II31继而与钢管I20串联，所述钢管II

30的另一端连接阀门III32继而连接水泵I33；钢管II30还连接有阀门IV

34继而连接回收装置I35；一管道阻塞器36堵塞于所述钢管II30内且能沿钢管内壁滑移；钢管I20的另一端连接钢管III50，所述钢管III50的另一端连接阀门V51继而连接水泵II52；钢管III50还连接有阀门VI53继而连接回收装置II54。

盾构机正常工作时，阀门V51、阀门I21以及水泵II52开启，其他阀门与水泵皆关闭，通过水泵II52向盾构机的泥水压力室送泥，同时另一路结构相同的排泥管路以相同的方法向外排泥。

当需要加接新管时，关闭阀门V51、阀门I21以及水泵II52，开启阀门III32、阀门II31、阀门VI53以及水泵I33，并保持阀门IV34关闭，此时水泵I33将清水通入钢管II30，推动管道阻塞器36向右移动进入钢管III50，当管道阻塞器36完全进入钢管III50后，关闭水泵I33与阀门III32，拆除螺栓，分离钢管I20与钢管III50，将一接长钢管固接入钢管I20与钢管III50之间，完成接管后，再通过水泵II52将管道阻塞器36冲回钢管II30，继续进行送泥。

在该专利中揭示了一种管道阻塞器36，如图2所示，该管道阻塞器36包括有前端板361，销轴362，垫圈363，铰轴364，铰轴套365，中间隔板366，密封环板367和后端板368；二铰轴套365通过销轴362分别铰接于铰轴364的两端，且二销轴362的轴线互相垂直。若干中间隔板366和密封环板367一一相隔地层叠于前端板361与左端的铰轴套365之间，并以螺栓连接，同样地在该管道阻塞器36右端也以相同方式设置。

但是目前的该种管道阻塞器36在焊接管道中移动时，密封环板367经过钢管焊接处会造成磨损，在多次磨损后就会导致密封性的下降；另外，该种管道阻塞器36在管道中运行时，由于铰轴364与铰轴套365之间的联系关系，使二铰轴套365仅可以在相互垂直的方向上做小幅的运动，因此在通过曲率较大的弯管时往往会被卡住。

所以，确实需要一种更为适合在焊接钢管中使用的管道阻塞器，并且可以顺畅地通过曲率较大的弯管。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题为提供一种管道阻塞器，更为适合在焊接钢管中使用，并且可以更为灵活地通过管道弯头。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种管道阻塞器，其特征在于，所述管道阻塞器包括前端板，密封件，压板I，压板II以及后端板；其中，所述密封件由两块耐磨密封板夹设一高压密量板组成；所述前端板与一压板I相固接，至少一密封件夹设于前端板与该压板I之间，一块压板II通过枢接件与该压板I相枢接；所述后端板与另一压板I相固接，至少一密封件夹设于后端板与该压板I之间，另一块压板II通过枢接件与该压板I相枢接；所述两块压板II分别通过枢接件枢设于所述两块压板I上，且两枢接件的枢轴轴线相互垂直；所述两块压板II通过螺栓紧固连接。

通过上述设计，将主要起密封作用的高压密量板用粘结剂粘结在两块耐磨密封板之间，耐磨密封板利用聚氨酯材料制成，利用其耐磨特性，对中间的高压密量板起到了保护的作用，防止其磨损。另外本发明的管道阻塞器的两对压板I与压板II之间通过枢接件保持枢设连接，且两枢接件的枢轴轴线相互垂直，这种连接关系就保证了本发明的管道阻塞器可以顺畅地通过曲率较大的弯管。

本发明的进一步改进在于，复数个所述密封件与中间隔板一一相隔的层叠于所述前端板与所述压板I之间以及所述后端板与所述另一压板I之间；且所述两块压板II之间夹设有一所述密封件。通过上述设置，使本发明的管道阻塞器与管壁具有更大的摩擦力，提供更好的密封性能。

本发明还提供了一种应用如上所述的管道阻塞器的接管装置，包括一可与盾构机做相对运动的自行式接管支架，所述自行式接管支架上设有钢管I与钢管II，其中：钢管I为一丁字型三通钢管，其丁字端与软管连接，软管的另一端连接盾构机引出的输泥管，且所述三通端与软管之间设有阀门I；钢管II的一端连接阀门II继而与钢管I串联，所述钢管II的另一端连接阀门III继而连接水泵I；钢管II还连接有阀门IV继而连接回收装置I；所述的管道阻塞器堵塞于所述钢管II内且能沿钢管内壁滑移；钢管I的另一端连接钢管III，所述钢管III的另一端连接阀门V继而连接水泵II；钢管III还连接有阀门VI继而连接回收装置II；其特征在于，在所述钢管II与所述阀门III之间设有一电控压力表。

通过上述设计，在分离钢管I与钢管III前，先利用电控压力表测定此时管道内的压力，确定管道阻塞器的磨损程度，以防止管道分离后因摩擦力不足，而造成的管道阻塞器突然冲出。

本发明的进一步改进在于，所述钢管III连接阀门V的一端还连接有阀门VII继而连接水泵III。当完成接管后，可利用该水泵III将管道阻塞器冲回钢管II。在现有技术中，是通过水泵II回冲管道阻塞器的，但是水泵II是用于向盾构机供泥的，其功率很大，利用其回冲管道阻塞器就造成较大的浪费。因此在此处另设有一专门的水泵III回冲管道阻塞器大大节约了能源。

本发明的进一步改进在于，水泵I为定量泵。根据其工作时间，可计算出塞头的位置，以确定其是否完全进入钢管III。

本发明的进一步改进在于，所述钢管II连接阀门III的一端设有一接近开关。该接近开关为一超声波探测装置，用以探测所述管道阻塞器是否以完全回到钢管II。

本发明的进一步改进在于，所述钢管I与所述钢管III通过一伸缩管连接，当接管时，通过对伸缩管的微调，即可接管。

附图说明

图1为现有技术的泥水输送系统的管路示意图；

图2为现有技术的管道阻塞器的结构示意图；

图3为本发明的管道阻塞器的结构示意图；

图4为本发明管道阻塞器的压板I与压板II之间的枢接件放大示意图；

图5为应用本发明的管道阻塞器的接管装置的管路示意图；

图6为应用本发明的管道阻塞器的接管操作过程示意图；

图7为用于本发明钢管端口的过渡接管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

首先参阅图3所示，所述管道阻塞器60包括前端板61，密封件62，压板I63，压板II64、后端板65以及中间隔板66；其中，所述密封件62由两块耐磨密封板621夹设一高压密量板622组成，互相之间通过粘结剂粘和；若干密封件62与中间隔板66一一相隔的层叠于前端板61与压板I63之间以及后端板65与另一压板I63之间，其各自以螺栓紧固在一起(密封件62的多少可视使用工况而定，当仅需左右端各一块时，只要去掉中间隔板即可)；两块压板II64分别通过枢接件67枢设于两块压板I63上，且两枢接件67的枢轴轴线相互垂直；所述两块压板II64之间同样可以夹设有密封件62，并通过螺栓紧固连接。

通过上述设计，将主要起密封作用的高压密量板622用粘结剂粘结在两块耐磨密封板621之间，耐磨密封板621利用聚氨酯材料制成，利用其耐磨特性，对中间的高压密量板622起到了保护的作用，防止其磨损。

再配合图4所示，本发明管道阻塞器的压板I63与压板II64之间的枢接件67放大示意图，所述枢接端包括设于压板I63上的枢接座671与设于压板II上的枢接杆672，该枢接座671对称设有两侧壁，呈一“U”型结构，两侧壁上对应开设有枢接孔673，在枢接杆672上对应两枢接孔673位置也贯穿有枢接孔674，该枢接杆672可插入枢接座671的两侧壁之间，再通过枢轴675贯穿枢接孔673、674，从而形成压板I63与压板II64之间的枢设连接。通过该结构的设计，可以实现压板I63与压板II64之间较大角度的相对转动，如图所示，转动角度接近180°，而现有技术通过铰轴套与二铰轴的连接，二轴套仅可以在相互垂直的方向上做小幅的运动，因此，本发明的管道阻塞器相比现有技术来说可以更顺畅地通过曲率较大的弯管。

如图5所示，应用本发明的管道阻塞器的接管装置，包括一可与盾构机做相对运动的自行式接管支架10，所述自行式接管支架上设有钢管I20与钢管II30，其中：钢管I20为一丁字型三通钢管，其丁字端与软管40连接，软管40的另一端连接盾构机引出的输泥管41，且所述三通端与软管40之间设有阀门I21；钢管II30的一端连接阀门II31继而与钢管I20串联，所述钢管II30的另一端连接阀门III32继而连接水泵I33，所述水泵I33为计量泵，在所述钢管II30与所述阀门III32之间还设有一电控压力表37；钢管II30还连接有阀门IV34继而连接回收装置I35；所述的管道阻塞器60堵塞于所述钢管II30内且能沿钢管内壁滑移；钢管I20的另一端通过一伸缩管22连接钢管III50，所述钢管III50的另一端连接阀门V51继而连接水泵II52；钢管III50还连接有阀门VI53继而连接回收装置II54；所述钢管III50连接阀门V51的一端还连接有阀门VII55继而连接水泵III56。

现结合图6，以送泥回路为例，说明本发明的接管装置进行接管操作的工作过程。

当盾构机或顶管机正常推进时，阀门V51、阀门I21以及水泵II52开启，阀门III32、阀门IV34、阀门II31、阀门VI53、阀门VII55与水泵I33、水泵III56关闭，在该状态下通过水泵II52依次通过钢管III50、伸缩管22、钢管I20以及软管40向盾构机的泥水压力室输送泥水浆；此时盾构机保持向前掘进，而自行式接管支架10与固定在隧道结构上的钢管III50连接在一起，不随盾构机前进，因此软管40随之被拉伸；随着盾构机的掘进，当软管40被拉伸到没有伸展余地的时候(或者说根据需要拉伸至略大于需接长管子的长度)，则停止掘进，需要在钢管I20与钢管III50之间接长钢管。

在接管工序中，关闭阀门V51、阀门I21以及水泵II52，开启阀门III32、阀门II31、阀门VI53与水泵I33；水泵I33将压力水通过阀门III32压入钢管II30内，推动管道阻塞器60向钢管III50移动，阀门II31使钢管I20，钢管II30以及钢管III50之间贯通，从而使管道阻塞器60被推入钢管III50中；在推动管道阻塞器60的过程中，管道阻塞器60右侧残留的泥水通过开启的阀门VI53进入回收装置II54。

作为本发明的较佳实施例，水泵I33为一定量泵，根据其工作的时间，可以计算出管道阻塞器60移动的距离从而推算管道阻塞器60的当前位置。

当推断管道阻塞器60全部进入钢管III50以后，将整个管道分隔成两腔。此时，关闭水泵I33，阀门III32以及阀门VI53，开启阀门IV34将管道阻塞器60左侧的压力水泄放入回收装置I35，被泄放到回收装置I35、回收装置II54的压力水与泥水都可以回收重复利用，减少浪费，节约了成本。

当管道中的压力水泄放完后，如图6所示，拆除伸缩管22与钢管III50之间的连接螺栓，分离伸缩管22与钢管III50，将自行式接管支架10连同其上的一系列钢管，阀门一起向盾构机方向移动，重新压缩软管40，直到伸缩管22与钢管III50之间有一根接长管子的空隙距离为止，此时即可对伸缩管22微调，将钢管70接入。

作为本发明的较佳实施例，在所述钢管II30与所述阀门III32之间还设有一电控压力表37，在推动管道阻塞器60移动的过程中可以检测管道中压力，若压力小于标准值，说明管道阻塞器60磨损严重，管道阻塞器60与管道内壁之间的摩擦力偏小，由此可判断出管道阻塞器60在管道中磨损情况。如果摩擦力偏小，管道阻塞器60可能被冲出管道，此时可在钢管III50的端口接上如图7所示的过渡接管80，该过渡接管80一端的管径与钢管III50的管径想匹配用于连接钢管III50，另一端开口的管径较小从而可以防止管道阻塞器60被冲出，必要时，还可用软管将水泵与过渡接管80连接，把管道阻塞器60压到安全位置。

完成接管后，开启阀门VII55与水泵III56，通过水泵III56将管道阻塞器60压回钢管II30内。本发明另外增设了水泵III56用于回压管道阻塞器60，与现有技术中中通过水泵II52回冲管道阻塞器60相比，大大节约了能源。因为水泵II是用于向盾构机供泥的，其功率很大，利用其回冲管道阻塞器就造成较大的浪费。

作为本发明的较佳实施例，在所述钢管II连接阀门III30的一端设有一接近开关38。该接近开关38为一超声波探测装置，用以探测所述管道阻塞器是否以完全回到钢管II。

最后，开启阀门V51、阀门I21以及水泵II52，并保持阀门III32、阀门IV34、阀门II31、阀门VI53、阀门VII55与水泵I33、水泵III56关闭，真个机构又可以回到正常输泥的状态，随着盾构机的再次掘进，当软管40再次完全拉伸后，可再重复上述接管工序。

上述论述是以送泥回路为例，通过同样的原理类推，也可构造排泥回路中的接管结构。