一种排水管道清污装置及其清污方法

技术领域

本发明涉及地下管道工程有限空间技术领域，特别是涉及一种排水管道清污装置及其清污方法。

背景技术

随着城市高速建设的步伐，越来越多的市政道路工程在规划设计施工当中，污水管道管径偏小、埋深较深；在施工当中，管道沟槽施工正赶上雨季施工，污水检查井施工还未砌筑完成，突降大雨将污水管道和检查井淹没，雨水冲刷泥土进入管道和检查井内，造成管道存在淤泥，且清理人员技术经验和安全意识不高，安全风险大。投入使用后，小区用户生活垃圾、生活污水的排放可能造成管道的拥堵。疏通、清理管道都属于有限空间作业，可能存在有毒有害气体，有的污水管道管径只有40cm，人员清理存在困难，人员下井和管道清理极易发生亡人事故。

上述现有的清污方法存在缺陷，现在的清污方法一般就是工作人员下井作业，井内作业属于有限空间作业，加上工人的安全意识淡薄，项目部考虑成本的投入，所以安全防护措施不到位，极其容易发生安全事故，必须做好相应的有限空间作业措施，先检测、后通风、再作业，由于清理的环境受到限制，安全系数大大降低，人员下井清理存在安全风险，会产生更大的费用去完成清理工作。因此，如何能创设一种新的排水管道清污装置及其施工方法，实属当前重要研发课题之一。

发明内容

本发明的目的在于基于现有的技术缺陷，提供一种排水管道清污装置及其清污方法，使其使用灵活方便，施工速度快效率高，安全性更高，不受现场环境、基坑深度和管径大小的制约，从而克服现在有限空间作业的不足。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种排水管道清污装置，包括气囊组件、冲水组件、吸污组件、电源、管道内监测夜视摄像头及中央处理器，所述电源为气囊组件、冲水组件、吸污组件、管道内监测夜视摄像头及中央处理器供电；所述气囊组件包括：气囊、连接气囊的充气口的气囊进气管、气囊进气管的进气端连接的气泵及连载在气囊进气管上的压力表、气压传感器和阀门；所述冲水组件包括：高压水枪、水枪传感器和水枪夜视摄像头；水枪夜视摄像头安装在高压水枪上方，水平放置，利用卡环将水枪夜视摄像头和高压水枪连接；水枪传感器安装在高压水枪上方；所述吸污组件包括：吸污水泵、与吸污水泵连接的抽水管、连接在抽水管末端的水压传感器；所述中央处理器与气压传感器、阀门、气泵、吸污水泵、水压传感器、高压水枪、水枪传感器、水枪夜视摄像头及管道内监测夜视摄像头电连接。

进一步的优化，所述水枪夜视摄像头及管道内监测夜视摄像头均为高清夜视摄像头，750～850万像素。

进一步的优化，所述吸污水泵为变频水泵。

一种排水管道清污方法，使用所述的排水管道清污装置，包括以下步骤：

步骤一、气囊进气管与气囊连接，下放气囊到指定位置，用管道内监测夜视摄像头监测下放位置是否到位，此时的高压水枪在上游检查井旁，处于调试状态，吸污水泵在下游检查井旁，处于调试状态；

步骤二、气囊下放到指定位置后，将高压水枪通过上游检查井下放到管道中上游指定位置，将吸污水泵连接的抽水管下放到下游检查井中，水压传感器下放到管道中下游指定位置；

步骤三、开始启动气泵给气囊充气，通过压力表以及气压传感器监测充气；充气气压达到设定气压阈值范围内时，气压传感器将数据传送给中央处理器，由中央处理器完成数据反馈，发出信号关闭阀门，气泵停止充气工作；充气停止10秒之后，通过水枪传感器接收信号，中央处理器启动高压水枪开始冲水工作；

步骤四、高压水枪启动，通过水枪夜视摄像头查看管道内清污情况，无线遥控控制高压水枪旋转角度，全面冲洗管道内部，高压水枪安装高度在管道中心位置，高压水枪水平安装放置，当水枪传感器监测到有水压时，说明高压水枪已经被水淹没，此时水枪传感器发出信号，中央处理器接收信号并反馈，使高压水枪停止冲水；

步骤五、当水压传感器监测到水压高于预设的启动水压阈值时，将信号发出，中央处理器接收信号，启动吸污水泵，水位降低，当水位低于预设的停止水压阈值时，吸污水泵接收中央处理器的信号停止抽污水工作；

步骤六、通过管道内监测夜视摄像头，观察管道内情况，判断是否管道内壁无结垢、无积泥，如果是，进行步骤七，如果否，继续启动程序，循环步骤四、步骤五；

步骤七、利用卷扬机从井内将设备取出，整理设备，装进运输车，转移到下一个工作点。

进一步的优化，步骤一中，下放气囊到指定位置之前，把气囊通过气囊进气管充进一定压力的气体，观看压力表达到一定压力数值，关闭阀门使气囊直径小于管道的直径。

进一步的，步骤三中：所述气囊的阀门、气泵都在地面操作。

进一步的，步骤三中，所述设定气压阈值范围的上限为气囊最大承受压力值，下限的计算公式如下：

P

进一步的，步骤四中：高压水枪利用支架顶靠到上游检查井侧墙上，

进一步的，步骤五中，所述启动水压阈值为3.92kPa，此时水位深度为0.4m；所述停止水压阈值为0.98kPa；此时水位为0.1m。

本发明的有益效果：

本发明提供的排水管道清污装置及其清污方法使用灵活方便，施工速度快、效率高，安全性更高，不受现场环境、基坑深度和管径大小的制约，克服现在有限空间作业的不足。

附图说明

图1为本发明方法工作示意图。

附图标记：1、气囊；2、压力表；3、气囊进气管；4、气泵；5、气压传感器；6、阀门；7、吸污水泵；8、水压传感器；9、管道内监测夜视摄像头；10、高压水枪；11、水枪传感器；12、水枪夜视摄像头；13、电源；14、中央处理器；15、抽水管。

具体实施方式

实施例1

一种排水管道清污装置，各部件参见图1，包括气囊组件、冲水组件、吸污水组件、电源13、管道内监测夜视摄像头9及中央处理器14，所述电源13为气囊组件、冲水组件、吸污组件、管道内监测夜视摄像头9及中央处理器供电；

所述气囊组件包括：气囊1、连接气囊1的充气口的气囊进气管3、气囊进气管3的进气端连接的气泵4及连载在气囊进气管3上的压力表2、气压传感器5和阀门6；

所述冲水组件包括：高压水枪10、水枪传感器11和水枪夜视摄像头12；水枪夜视摄像头12安装在高压水枪10上方，水平放置，利用卡环将水枪夜视摄像头12和高压水枪10连接；水枪传感器11安装在高压水枪10上方；

所述吸污组件包括：吸污水泵7、与吸污水泵7连接的抽水管15、连接在抽水管15末端的水压传感器8；

所述中央处理器14与气压传感器5、阀门6、气泵4、吸污水泵7、水压传感器8、高压水枪10、水枪传感器11、水枪夜视摄像头12及管道内监测夜视摄像头9电连接。

本实施例中，水枪夜视摄像头12及管道内监测夜视摄像头9均为高清夜视摄像头，850万像素。

本实施例中，所述吸污水泵7为变频水泵。启动吸污水泵，水位降低，抽水管头浮出水面，此时抽水管内水流减小，吸污水泵采用变频水压泵比较适宜。

实施例2

一种排水管道清污方法，工作状态示意图如图1所示，采用实施例1所述的排水管道清污装置，包括以下步骤：

步骤一、气囊进气管3与气囊1连接，下放气囊1到指定位置，用管道内监测夜视摄像头9监测下放位置是否到位，此时的高压水枪10在上游检查井旁，处于调试状态，吸污水泵7在下游检查井旁，处于调试状态；下放气囊1到指定位置之前，把气囊1通过气囊进气管3充进一定压力的气体，观看压力表2达到一定压力数值，关闭阀门6使气囊1直径小于管道的直径(既有压力但不能过大)。

步骤二、气囊1下放到指定位置后，将高压水枪10通过上游检查井下放到管道中上游指定位置，将吸污水泵7连接的抽水管15下放到下游检查井中，水压传感器8下放到管道中下游指定位置。

步骤三、开始启动气泵4给气囊1充气，通过压力表2以及气压传感器5监测充气；充气气压达到设定气压阈值范围内时，气压传感器5将数据传送给中央处理器14，由中央处理器14完成数据反馈，发出信号关闭阀门6，气泵4停止充气工作；充气停止10秒之后，通过水枪传感器11接收信号，中央处理器14启动高压水枪10开始冲水工作；所述气囊1的阀门6、气泵4都在地面操作。

所述设定气压阈值范围的上限为气囊最大承受压力值，下限的计算公式如下：

P

式中：P

本实施例中P

气囊压力的数值公式：管道中的气囊所承受水压力F＝PS；

P为管道内水的压强，P＝ρgh＝1×9.8×0.4＝3.92kN/m

S为管道截面积，以管道直径0.4m为例，S＝πr

所以F＝PS＝3.92×0.1256＝0.492352kN；

气囊与管道侧壁之间的摩擦力f＝μP

S

P

步骤四、高压水枪10启动，通过水枪夜视摄像头12查看管道内清污情况，无线遥控控制高压水枪10旋转角度，全面冲洗管道内部，高压水枪10利用支架顶靠到上游检查井侧墙上，高压水枪10安装高度在管道中心位置，高压水枪10水平安装放置，当水枪传感器11监测到有水压时，说明高压水枪10已经被水淹没，此时水枪传感器11发出信号，中央处理器14接收信号并反馈，使高压水枪10停止冲水。

步骤五、当水压传感器8监测到水压高于预设的启动水压阈值时，将信号发出，中央处理器14接收信号，启动吸污水泵7，水位降低，当水位低于预设的停止水压阈值时，吸污水泵7接收中央处理器14的信号停止抽污水工作；

所述启动水压阈值为3.92kPa(P＝ρgh＝1×9.8×0.4＝3.92kpa，)，此时水位深度为0.4m；所述停止水压阈值为0.98kPa；此时水位为0.1m。

步骤六、通过管道内监测夜视摄像头9，观察管道内情况，判断是否管道内壁无结垢、无积泥，如果是，进行步骤七，如果否，继续启动程序，循环步骤四、步骤五；

步骤七、利用卷扬机从井内将设备取出，整理设备，装进运输车，转移到下一个工作点。

最后应说明的是，以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。