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具有內(nèi)部非滲透層的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的安裝及設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):5588591閱讀:203來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:具有內(nèi)部非滲透層的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的安裝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及現(xiàn)有管路和管線的非開(kāi)挖修復(fù),尤其是涉及通過(guò)拉進(jìn)充脹法(pull-in and inflate method)對(duì)具有內(nèi)部非滲透層的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯進(jìn)行的安裝。
背景技術(shù)
普遍公知的是,用于引導(dǎo)流體的現(xiàn)有管路及管線,尤其是諸如生活污水管道、雨水排放管道、水管及氣管之類的地下管道,由于流體的泄漏而經(jīng)常需要修理。這種泄漏可能是從周?chē)騼?nèi)泄漏進(jìn)管路的內(nèi)部或者導(dǎo)引部分。或者,這種泄漏可能是從管路的導(dǎo)引部分向外泄漏進(jìn)周?chē)h(huán)境中。無(wú)論是向內(nèi)滲透或向外滲透,這種泄漏都應(yīng)避免。
現(xiàn)有管路中的泄漏可能是緣于原有管路的安裝不當(dāng),或者因?yàn)楣茏颖旧碚@匣鴮?dǎo)致的退化,或者是由于所輸送的腐蝕性或磨蝕性材料的影響。管子接頭處或管子接頭附近的裂縫可能是緣于諸如地震之類的環(huán)境因素,或者是大型車(chē)輛在管子上方地面上的移動(dòng),或者是類似的自然或者人為的振動(dòng),或者因?yàn)槠渌愃频脑颉o(wú)論何種原因,這樣的泄漏都是不希望的,并且泄漏可能導(dǎo)致管線中傳輸?shù)牧黧w的浪費(fèi)或者導(dǎo)致對(duì)周?chē)h(huán)境的損害,也可能造成危險(xiǎn)的公共衛(wèi)生災(zāi)難。如果泄漏持續(xù)下去,則由于土壤以及管道的側(cè)面支撐的損失,有可能導(dǎo)致現(xiàn)有管路的結(jié)構(gòu)性毀壞。
由于持續(xù)增長(zhǎng)的勞動(dòng)力成本和機(jī)械成本,挖出現(xiàn)有管道并將其用新的管道更換來(lái)修理可能正在泄漏的地下管道或者地下管道部分的方式變得越來(lái)越困難和越來(lái)越不經(jīng)濟(jì)。因此,對(duì)現(xiàn)有管線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)或修復(fù)的各種方法被設(shè)計(jì)出來(lái)。這些新方法避免了開(kāi)挖或更換管道或管段所帶來(lái)的花銷和危險(xiǎn),并且還避免了施工過(guò)程中對(duì)公眾所造成的巨大不便。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的最成功的管道修理方法或者非開(kāi)挖修復(fù)方法中的一種稱為Instiuform方法。美國(guó)專利No.4,009,063、No.4,064,211以及No.4,135,958中對(duì)Instiuform方法做了詳細(xì)描述,其內(nèi)容都通過(guò)援引全部并入本說(shuō)明書(shū)。
在Instiuform方法的標(biāo)準(zhǔn)操作中,在現(xiàn)有管路中安裝細(xì)長(zhǎng)的柔性管狀內(nèi)襯,該柔性管狀內(nèi)襯由毛氈織物(felt fabric)、泡沫或者類似的樹(shù)脂可浸漬材料制成,并且具有浸漬了熱固性固化樹(shù)脂的外部非滲透覆層。在此方法的最廣泛實(shí)施的實(shí)施例中,如所述No.4,064,211和No.4,135,958的Instiuform專利中所述,該內(nèi)襯采用翻轉(zhuǎn)法(eversion process)安裝。在翻轉(zhuǎn)法中,隨著內(nèi)襯沿著管線的長(zhǎng)度方向展開(kāi),作用至翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯內(nèi)部的徑向壓力將內(nèi)襯擠壓在管線內(nèi)表面上,并使內(nèi)襯與管線的內(nèi)表面接合。Instiuform方法還通過(guò)繩索或者纜繩將浸漬樹(shù)脂的內(nèi)襯拉進(jìn)管道中,并使用在內(nèi)襯中翻轉(zhuǎn)的、獨(dú)立的流體不能透過(guò)的膨脹囊或者膨脹管使內(nèi)襯緊靠現(xiàn)有管線的內(nèi)壁而固化。這種樹(shù)脂浸漬的內(nèi)襯一般叫做“現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯”或者“CIPP內(nèi)襯”,這種安裝叫做CIPP安裝。
傳統(tǒng)的用于翻轉(zhuǎn)法和拉進(jìn)充脹CIPP安裝的現(xiàn)場(chǎng)固化柔性管狀內(nèi)襯在初始狀態(tài)時(shí)具有光滑的外層,該外層由相對(duì)柔軟的、基本非滲透的聚合物覆層制成。該外部覆層能使樹(shù)脂浸入由諸如毛氈之類的樹(shù)脂可浸漬材料制成的內(nèi)層。在翻轉(zhuǎn)后,該非滲透層位于內(nèi)襯的內(nèi)側(cè),且樹(shù)脂浸漬層緊貼著現(xiàn)有管線的壁。當(dāng)柔性內(nèi)襯在管線中安裝到位時(shí),從內(nèi)部對(duì)管線進(jìn)行加壓,優(yōu)選利用諸如水或空氣之類的翻轉(zhuǎn)用流體沿徑向向外推壓內(nèi)襯,使其與現(xiàn)有管線的內(nèi)表面接合并一致。然后通過(guò)連接于翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯端部的再循環(huán)軟管,將諸如水之類的熱固化用流體導(dǎo)入翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯,開(kāi)始樹(shù)脂的固化。然后,浸漬在可浸漬材料中的樹(shù)脂固化,在現(xiàn)有管線中形成堅(jiān)硬的、緊密配合的剛性管內(nèi)襯。這種新的內(nèi)襯能有效地密封任意的裂縫,并能修補(bǔ)任意管段或者管接頭部分的退化,以防止向現(xiàn)有管線的內(nèi)部或者外部的泄漏。固化的樹(shù)脂還可以強(qiáng)化現(xiàn)有管道壁,以提供針對(duì)周?chē)h(huán)境的附加結(jié)構(gòu)支撐。
當(dāng)通過(guò)拉進(jìn)充脹法安裝管狀的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯時(shí),內(nèi)襯采用與翻轉(zhuǎn)法相同的方式浸漬樹(shù)脂,并在扁平(collapsed)狀態(tài)下將內(nèi)襯拉進(jìn)并置于現(xiàn)有管道中。在典型的安裝中,在現(xiàn)有的人孔或者進(jìn)出點(diǎn)處設(shè)置向下的管道(downtube)——底端具有彎頭(elbow)的膨脹管或管道,并且使翻轉(zhuǎn)的膨脹囊通過(guò)該向下的管道,展開(kāi),并從彎頭的水平部分的開(kāi)口出來(lái)之后向后翻邊(cuff)且插入扁平的內(nèi)襯中。然后,將現(xiàn)有管道中的扁平內(nèi)襯置于膨脹囊向后翻邊的端部之上并固定于該端部。然后將諸如水等翻轉(zhuǎn)用流體送入該向下的管道,水壓將膨脹囊從彎頭的水平部分推出,并使扁平的內(nèi)襯展開(kāi)貼緊現(xiàn)有管道的內(nèi)表面。所述膨脹囊的這種翻轉(zhuǎn)將持續(xù)到該膨脹囊到達(dá)并延伸進(jìn)下游的人孔或者第二進(jìn)出點(diǎn)處。此時(shí),被擠壓緊靠現(xiàn)有管道的內(nèi)表面的內(nèi)襯可以進(jìn)行固化。采用與系于翻轉(zhuǎn)用膨脹囊的端部的再循環(huán)管線同樣的方式通過(guò)將熱固化水引入到膨脹囊內(nèi)而開(kāi)始固化,以促使浸漬層的樹(shù)脂固化。
內(nèi)襯中的樹(shù)脂固化后,膨脹囊可以去除,或者留在固化內(nèi)襯的現(xiàn)場(chǎng)。拉進(jìn)充脹法以及翻轉(zhuǎn)法在施工過(guò)程中通常都將人員的進(jìn)出(man-access)限制在人孔空間內(nèi)。比如,需要人員進(jìn)出以將翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯或者翻轉(zhuǎn)的膨脹囊固定于彎頭的端部并將之插入扁平的內(nèi)襯中。
無(wú)論該內(nèi)襯如何安裝,都要通過(guò)稱作“浸濕”的方法使可固化的熱固性樹(shù)脂浸漬到內(nèi)襯的吸收樹(shù)脂層。如內(nèi)襯領(lǐng)域廣為公知的,該浸濕方法通常包括通過(guò)形成于外部非滲透膜的端部或開(kāi)口將樹(shù)脂注入到吸收樹(shù)脂層中;抽真空;并使浸漬的內(nèi)襯通過(guò)軋輥。很多種樹(shù)脂都可使用,如聚酯樹(shù)脂、乙烯酯類樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等,可以根據(jù)需要而選用樹(shù)脂種類。優(yōu)選使用在室溫下相對(duì)穩(wěn)定、但在通過(guò)空氣、蒸汽或熱水進(jìn)行加熱或在受到諸如紫外線等適當(dāng)輻射時(shí)易于固化的樹(shù)脂。
Insituform美國(guó)專利NO.4,366,012記載了一種通過(guò)真空浸漬法來(lái)浸濕內(nèi)襯的程序。如美國(guó)專利No.4,009,063的記載,當(dāng)內(nèi)襯具有內(nèi)部及外部非滲透層時(shí),該管狀內(nèi)襯可以設(shè)置成扁平狀,并在扁平內(nèi)襯的相對(duì)兩側(cè)形成切口,樹(shù)脂從兩側(cè)浸漬。美國(guó)專利No.4,182,262中示出了在安裝時(shí)同時(shí)在內(nèi)襯的末端抽真空以進(jìn)行浸濕的另外一種裝置。各個(gè)專利的內(nèi)容都通過(guò)援引并入本說(shuō)明書(shū)中。
為改進(jìn)拉進(jìn)充脹法已有最新的努力,如美國(guó)專利No.6,539,979以及申請(qǐng)公布文本No.2003/0015247A1中所述的,利用氣體使膨脹囊從近端的進(jìn)出點(diǎn)翻轉(zhuǎn)入已拉進(jìn)的內(nèi)襯中。當(dāng)翻轉(zhuǎn)的膨脹囊到達(dá)遠(yuǎn)端的進(jìn)出點(diǎn)時(shí),將蒸汽導(dǎo)入近端的進(jìn)出點(diǎn)以使樹(shù)脂浸漬層中浸漬的樹(shù)脂開(kāi)始固化。由于作為固化用流體的蒸汽攜帶更多的能量,因此,這種方法具有固化快的優(yōu)點(diǎn)。但是,這種方式仍然需要將膨脹囊翻轉(zhuǎn)入已拉進(jìn)的浸漬的內(nèi)襯中。
為避免將膨脹囊翻轉(zhuǎn)入已拉進(jìn)的內(nèi)襯中這一步驟,所作出的努力包括在地面上進(jìn)行翻轉(zhuǎn)操作。例如,在美國(guó)專利No.6,270,289中,其方法包括在將軟管組件拉進(jìn)現(xiàn)有管道之前,在地面上將標(biāo)定軟管(calibration hose)翻轉(zhuǎn)入平放的內(nèi)襯中。這一方法避免了地下的翻轉(zhuǎn),但極大地受限于在拉進(jìn)之前能夠平放在地面上的內(nèi)襯的長(zhǎng)度。
避免這種翻轉(zhuǎn)的另一個(gè)提議是生產(chǎn)一種具有內(nèi)部覆層和外部覆層的內(nèi)襯,從而能將固化用流體直接導(dǎo)入已拉進(jìn)的內(nèi)襯中。其缺點(diǎn)包括當(dāng)試圖對(duì)介于內(nèi)部非滲透覆層和外部非滲透覆層之間的樹(shù)脂可浸漬材料進(jìn)行浸漬時(shí)面臨困難。外部覆層對(duì)于處理浸漬的內(nèi)襯并允許內(nèi)襯拉進(jìn)現(xiàn)有管道具有重要性,而內(nèi)部覆層對(duì)于利用蒸汽進(jìn)行固化來(lái)說(shuō)均是需要的。
盡管存在對(duì)翻轉(zhuǎn)法和拉進(jìn)充脹這兩種非開(kāi)挖修復(fù)法的改進(jìn),但這兩種方法都是勞動(dòng)密集型的,需要翻轉(zhuǎn)步驟并受到由此產(chǎn)生的成本增加的困擾。因此,希望能提供一種非開(kāi)挖修復(fù)方法,其能減少循環(huán)時(shí)間和進(jìn)入人孔,并使用蒸汽作為固化用流體,以利用可用的能量,從而提供一種與現(xiàn)有修復(fù)方法相比更快和更經(jīng)濟(jì)有效的安裝方法。

發(fā)明內(nèi)容
總的來(lái)說(shuō),根據(jù)本發(fā)明,提供了一種具有內(nèi)部非滲透層的、樹(shù)脂浸漬的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的安裝方法,其中該內(nèi)襯適用于通過(guò)蒸汽將樹(shù)脂固化而修復(fù)現(xiàn)有管道。在優(yōu)選實(shí)施例中,內(nèi)襯可具有一體的內(nèi)部非滲透層并且可以包裹有外部非滲透覆層或膜的、附加的吸收樹(shù)脂層,該吸收樹(shù)脂層浸漬熱固性樹(shù)脂。
浸漬了熱固性樹(shù)脂的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯通常以連續(xù)的長(zhǎng)度運(yùn)送到安裝地點(diǎn)。安裝拉入接頭,并且從管送入接收出入口向安裝出入口即上游出入口將該內(nèi)襯拉入現(xiàn)有的管道。當(dāng)該內(nèi)襯被拉至距安裝出入口固定距離時(shí),切斷內(nèi)襯供應(yīng),并將接收筒插入內(nèi)襯的后端。然后繼續(xù)拉入該內(nèi)襯直至該接收筒停在接收出入口處而拉入接頭位于該安裝出入口處。
然后使拉入接頭連接流體。然后利用空氣使內(nèi)襯膨脹,并通過(guò)拉入接頭送入的低壓蒸汽而固化。該接收筒包括冷凝液排放口,并且靠近所述接收出入口設(shè)置有排放歧管,該排放歧管用于控制流過(guò)內(nèi)襯的空氣、蒸汽及空氣/蒸汽混合物。一旦完成固化,則利用空氣來(lái)冷卻內(nèi)襯。然后移除端部的裝置,恢復(fù)檢修。通過(guò)導(dǎo)入地下的蒸汽完成安裝最大程度地減少了需要人員進(jìn)到地下。
相應(yīng)地,本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的、對(duì)現(xiàn)有管線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)固化修復(fù)的方法。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的設(shè)備,用于安裝將用蒸汽固化的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯。
本發(fā)明還有一目的在于提供一種具有內(nèi)部非滲透層的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的改進(jìn)安裝方法,此方法適合用于利用蒸汽對(duì)內(nèi)襯管進(jìn)行固化。
本發(fā)明另一目的在于提供一種改進(jìn)的、能最大限度減少甚至不需要人員從人孔進(jìn)出的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的安裝方法。
根據(jù)說(shuō)明書(shū),本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)部分地清楚和顯而易見(jiàn)。
因此,本發(fā)明包括若干步驟以及一個(gè)或者多個(gè)所述步驟彼此之間的聯(lián)系;實(shí)施結(jié)構(gòu)特征的設(shè)備;適合于實(shí)施所述步驟的部件之間的組合和排列;以及具有特點(diǎn)、特征和特性以及部件之間聯(lián)系的產(chǎn)品。這些內(nèi)容示例在下面的詳細(xì)說(shuō)明中,且本發(fā)明的保護(hù)范圍將在權(quán)利要求書(shū)中闡明。


為了更全面地理解本發(fā)明,現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)行下述的說(shuō)明,其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一定長(zhǎng)度的樹(shù)脂浸漬的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的立體圖,其具有內(nèi)部非滲透覆層和外部非滲透包裹層,適于用作現(xiàn)有管線的內(nèi)襯;圖2是制備圖1中的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯要用到的設(shè)備的示意圖,該設(shè)備用于制備該現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的內(nèi)部部分,該內(nèi)襯具有內(nèi)高溫聚合物層和外毛氈層;圖3是示出由圖2的設(shè)備制造出來(lái)的內(nèi)襯的內(nèi)部部分的剖面圖;圖4是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和設(shè)置的樹(shù)脂浸漬塔以及用于施加外部非滲透層的管密封包裹設(shè)備的正面示意圖;圖5是圖4中的密封包裹設(shè)備中的邊緣密封器沿5-5線的剖面圖;圖6是通過(guò)圖4的設(shè)備制備的已浸漬內(nèi)襯的剖面圖;圖7是示出通過(guò)使離開(kāi)樹(shù)脂浸漬設(shè)備的管狀構(gòu)件穿過(guò)其上存放有管狀包裹層的包裝管,從而利用外覆層包裹管狀構(gòu)件的正面示意圖;圖8是通過(guò)圖7的設(shè)備包裹的內(nèi)襯的剖面圖;
圖9是根據(jù)本發(fā)明的具有用于連接蒸汽線路的螺紋段(steam thread)的拉入接頭的正視圖;圖10是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和設(shè)置的接收筒的正視圖;圖11是根據(jù)本發(fā)明的安裝過(guò)程開(kāi)始時(shí),開(kāi)始拉進(jìn)圖1所示類型的浸漬了樹(shù)脂的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的正面剖切示意圖,其中,所述內(nèi)襯存放于冷藏內(nèi)襯供應(yīng)車(chē)輛上,并將其從下游或者接收人孔拉到上游或者安裝人孔,從而對(duì)地下管道添加內(nèi)襯;圖12是根據(jù)本發(fā)明的圖6或圖8中的扁平的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯在連接了接收筒之后的正面剖切示意圖;而圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)襯在就要進(jìn)行膨脹及固化之前的正面剖切示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的、用于安裝的浸漬了樹(shù)脂的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯具有內(nèi)部非滲透襯層,從而可以利用拉進(jìn)充脹法進(jìn)行安裝,并且無(wú)需利用單獨(dú)安裝的膨脹囊即可以充脹,然后通過(guò)加熱的流體固化。這種具有內(nèi)部非滲透層的浸漬內(nèi)襯可以所需長(zhǎng)度連續(xù)制備??紤]到使用如美國(guó)專利No.6,270,289所述的傳統(tǒng)真空浸漬技術(shù)對(duì)內(nèi)外覆層之間具有可吸收樹(shù)脂材料的扁平內(nèi)襯進(jìn)行浸漬需要付出更多的努力,因此可以在組裝內(nèi)襯時(shí)對(duì)其進(jìn)行浸漬。不管怎樣,本發(fā)明所述的內(nèi)襯可以通過(guò)本說(shuō)明書(shū)中所述的方法安裝。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的安裝方法所使用類型的柔性現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯11。內(nèi)襯11由至少一層柔性樹(shù)脂可浸漬材料制成,例如為呈管狀的、具有一體的外部非滲透聚合物膜層13的毛氈層12。毛氈層12和膜層13沿著接縫線14縫合以形成管狀內(nèi)襯11。為了確保內(nèi)襯11的內(nèi)部非滲透性,在接縫線14上設(shè)置或者在接縫線14上擠上穩(wěn)定的(compatible)呈條帶式的熱塑性膜或者擠出材料16。內(nèi)襯11可以包括外部的第二毛氈層,該第二毛氈層同樣沿著一接縫線縫合,但該接縫線在該管中的位置不同于接縫線14在內(nèi)部毛氈層12中的位置。然后以外部非滲透包裹層17包裹內(nèi)襯11,其中外部非滲透包裹層17形成為具有加熱密封的縱向結(jié)合部18的管。該結(jié)構(gòu)在圖6中的內(nèi)襯74的剖面圖中詳細(xì)示出。
連續(xù)長(zhǎng)度的內(nèi)襯11可如圖2所示進(jìn)行制造。當(dāng)樹(shù)脂可浸漬層12浸漬了熱固性樹(shù)脂后,連續(xù)長(zhǎng)度的已浸漬成品內(nèi)襯11存放于冷藏裝置中,以抑制樹(shù)脂的過(guò)早固化。當(dāng)內(nèi)襯根據(jù)以下描述的方法被拉進(jìn)現(xiàn)有管線時(shí)將其切割為所需要的長(zhǎng)度。
圖1所示內(nèi)襯11的一體的內(nèi)層13對(duì)于水和空氣來(lái)說(shuō)是非滲透的。這使得可以利用空氣使拉進(jìn)的內(nèi)襯膨脹并且利用蒸汽進(jìn)行固化。在根據(jù)本發(fā)明的拉進(jìn)充脹安裝中,只需內(nèi)襯11的外層17具有足夠的防滲性能即可,以保持樹(shù)脂,并在內(nèi)襯11拉進(jìn)現(xiàn)有管線時(shí)能防止損壞。外部覆層17通常在樹(shù)脂浸漬過(guò)程之后使用,并且在固化之后并不形成最終的層狀內(nèi)襯的部分。這樣可使已浸漬毛氈層12或者任意其他已浸漬層中的任何空氣或氣體逸出并留在外部覆層17的內(nèi)側(cè)。覆層17不與可浸漬層結(jié)合這一特點(diǎn)使得覆層17可以從所述層上移開(kāi),而不會(huì)造成層之間的脫層。當(dāng)外部覆層與所述毛氈層為一體時(shí),在操作時(shí)可能會(huì)在內(nèi)襯未受支撐的區(qū)域產(chǎn)生脫層。
對(duì)于較大的內(nèi)襯直徑,可以采用幾層毛氈層或樹(shù)脂可浸漬材料。毛氈層12可以是天然的或合成的柔性可吸收樹(shù)脂的材料,比如,聚酯、丙烯酸類、聚丙烯、以及諸如玻璃和碳的無(wú)機(jī)纖維?;蛘?,吸收樹(shù)脂的材料可以是泡沫。非滲透的內(nèi)層13可以是聚烯烴,如聚乙烯或聚丙烯;也可以是乙烯基聚合物,如聚氯乙烯,或現(xiàn)有技術(shù)中公知的聚氨酯等。任何形式的縫合、黏接或火焰膠合(flame bonding),或任何其他適當(dāng)?shù)姆椒?,都可用于將這種材料連接成管。在所有非開(kāi)挖修復(fù)安裝的初始步驟中,會(huì)對(duì)現(xiàn)有管線進(jìn)行清理和攝像等準(zhǔn)備工作。
毛氈層12可以常用的方式利用真空浸漬。或者,首先在組裝內(nèi)襯11的過(guò)程中用樹(shù)脂浸漬毛氈層12,然后再設(shè)置外部非滲透包裹層18。這樣能避免對(duì)毛氈層位于內(nèi)外非滲透層之間的成品內(nèi)襯進(jìn)行浸漬的困難。在美國(guó)專利No.4,009,063中,Eric Wood提出使用插入扁平構(gòu)造的內(nèi)襯的相對(duì)側(cè)上的針頭將樹(shù)脂注入毛氈層中。這種操作需要在外部覆層上切割針孔并修補(bǔ)針孔。除非以內(nèi)部覆層作為在具有內(nèi)部覆層和外部覆層的內(nèi)襯中流動(dòng)的樹(shù)脂的障礙而在兩側(cè)抽真空,否則美國(guó)專利No.4,366,012中所述的真空浸漬方法可能是不合適的。為了克服這些浸漬難題,內(nèi)襯11如圖2、圖4和圖5所示由連續(xù)且成卷的平放涂布且平坦的氈制品制造,并在設(shè)置外部包裹層之前連續(xù)浸漬。
盡管這里通過(guò)縫制和/或設(shè)置密封帶(taping)而將毛氈層形成為管,但是可以使用任意傳統(tǒng)公知的方法來(lái)將毛氈或者其它樹(shù)脂可浸漬材料形成為管。例如,能夠通過(guò)使用各種膠或者粘合劑以及火焰膠合來(lái)形成管。為了密封毛氈材料的鄰接邊緣和在縫合過(guò)程中形成的孔,可以通過(guò)設(shè)置膠帶、擠上一層聚合材料將帶熱融等方式向內(nèi)部毛氈層12以及內(nèi)部非滲透層13設(shè)置密封帶。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2,其示出了用于連續(xù)形成一定長(zhǎng)度的由樹(shù)脂可浸漬材料構(gòu)成的管的方法,所述管具有由非滲透材料形成的密封內(nèi)層。具有連續(xù)長(zhǎng)度的毛氈37、且毛氈37上結(jié)合有非滲透層38的涂布(coated)毛氈卷36以平展的形式越過(guò)導(dǎo)向輥39供向管形成裝置41,且毛氈37的涂布側(cè)面向?qū)蜉?9。
管形成裝置41包括管狀支撐架42及膜變形器40,其中管狀支撐架42具有近端42a和遠(yuǎn)端42b。在上述支撐架42上安裝有縫合裝置43,該縫合裝置43可以是縫合及設(shè)置密封帶的機(jī)器(sewing and taping machine)、膠合機(jī)或火焊設(shè)備(flame bonding apparatus)。以非滲透層38面向?qū)蜉?9的方式將毛氈37沿著A箭頭的方向送至管形成裝置41的近端,并在該近端處通過(guò)偏轉(zhuǎn)裝置40發(fā)生偏轉(zhuǎn),并繞管狀支撐架42包裹,且沿著接縫線46縫合成管44,其中毛氈37在內(nèi)側(cè)而非滲透層38在外側(cè)。然后管44經(jīng)過(guò)設(shè)置密封帶裝置(taping device)47,在該設(shè)置密封帶裝置47處將密封帶48置于接縫線46上以形成非滲透的、涂布的、設(shè)置了密封帶的管狀構(gòu)件45。
然后,設(shè)置了密封帶的管狀構(gòu)件45繼續(xù)沿著管狀支撐架42移向位于管狀支撐架42的遠(yuǎn)端42b處的翻轉(zhuǎn)環(huán)49。然后,設(shè)置了密封帶的管狀構(gòu)件45被翻轉(zhuǎn)進(jìn)管狀支撐架42,從而隨著管狀構(gòu)件45沿著箭頭B所限定的線路從管狀支撐架42的近端42a抽出,使得非滲透層38位于管45的內(nèi)側(cè)上。在這一點(diǎn)上,翻轉(zhuǎn)的管45具有如圖3的橫截面圖中所示的結(jié)構(gòu),其中非滲透層38位于內(nèi)側(cè),而毛氈層37位于外側(cè)。然后管45繼續(xù)沿箭頭B的方向移動(dòng)以添加一個(gè)或多個(gè)平展毛氈層。然后將管45儲(chǔ)存起來(lái)以進(jìn)一步使用,或者可以在最終包裝之前直接進(jìn)入圖4中所示的樹(shù)脂浸漬步驟。
圖4示意性地示出了對(duì)管狀構(gòu)件45的供給源51的浸漬。這里,利用一對(duì)覆蓋有橡膠的牽引輥52和53將管45拉進(jìn)上方開(kāi)口的、填充有預(yù)定液面的可固化熱固性樹(shù)脂57的樹(shù)脂塔54,以形成已浸漬或者已浸濕管55。管45通過(guò)輥53向下,在穿過(guò)塔54的整個(gè)高度之后到達(dá)底部輥59,底部輥59使管45轉(zhuǎn)向?yàn)橄蛏系姆较蛉缓蟮竭_(dá)一對(duì)壓輥61和62。樹(shù)脂塔54的高度大約在6至14英尺之間,也可以是任意能夠提供足以使管45的可浸漬層浸濕和浸漬的壓差(pressure head)的高度。提供足以浸漬可浸漬材料的壓差的所需高度取決于樹(shù)脂的粘度、可浸漬材料的厚度、以及通過(guò)塔的速度。此時(shí),離開(kāi)樹(shù)脂塔54的已浸漬管55已經(jīng)做好最后包裹外部非滲透層的準(zhǔn)備。
到達(dá)安裝地點(diǎn)后,具有內(nèi)部非滲透層38和外部非滲透包裹層72的已浸漬管74已經(jīng)做好通過(guò)拉進(jìn)膨脹法進(jìn)行安裝的準(zhǔn)備。美國(guó)專利No.4,009,063已經(jīng)對(duì)這種方法進(jìn)行了充分地描述,其內(nèi)容通過(guò)援引合并在此。在采用拉進(jìn)膨脹法進(jìn)行安裝時(shí),由于一體的內(nèi)部非滲透層38的存在,因此不再需要通過(guò)單獨(dú)的翻轉(zhuǎn)囊來(lái)膨脹內(nèi)襯。通過(guò)適當(dāng)選擇內(nèi)部非滲透層38的材料,例如聚丙烯,則內(nèi)襯74一旦到達(dá)現(xiàn)有管線中的適當(dāng)位置,就能夠通過(guò)導(dǎo)入內(nèi)襯74中的蒸汽完成固化。
圖4中還示出了膜包裹密封站63,該膜包裹密封站63包括成型管(former pipe)64,其具有入口端64a和出口端64b;以及邊緣密封器65,其位于成型管64的中段上方。成卷66的樹(shù)脂不能透過(guò)的膜材料67在進(jìn)入成型管64時(shí)繞已浸漬管55進(jìn)行包裹。當(dāng)膜67越過(guò)輥70a-d向成型管64供應(yīng)時(shí),來(lái)自卷66的樹(shù)脂不能透過(guò)的膜材料67繞著一系列導(dǎo)向輥68a-e由一對(duì)驅(qū)動(dòng)輥69a和69b牽引。位于出口端處的轉(zhuǎn)向器(deflector)71先導(dǎo)引膜材料67使其包繞成型管64,然后再將其送入邊緣密封器65中以將膜材料67形成為向外延伸有邊緣密封部73的管72。之后沿著箭頭E所示方向?qū)⒀爻尚凸?4移動(dòng)的、由非滲透材料構(gòu)成的管72拖至成型管64的入口端64a,這樣,管72連續(xù)翻轉(zhuǎn)入成型管64的內(nèi)部并翻轉(zhuǎn)到已浸漬管55上,并沿著虛線箭頭F所示的相反方向被拖拉。
參見(jiàn)圖5,其示出了沿圖4中的線4-4的、通過(guò)密封器65和成型管64的剖視圖。當(dāng)膜管72從成型管64的外側(cè)經(jīng)過(guò)時(shí),密封器65在膜管72中形成邊緣密封部73。當(dāng)管72翻轉(zhuǎn)時(shí),隨著從成型管64的出口端64b拉出包裹好的已浸漬管74,此時(shí)邊緣密封部73位于管74的內(nèi)側(cè)。可以在浸漬之前或之后應(yīng)用外部非滲透膜72。對(duì)于在浸漬前應(yīng)用外部非滲透膜72的情況,可以將如圖3所示制備的管45直接送入圖4中的管形成組件63,從而得到如圖6中的剖視圖所示的內(nèi)襯74。
將柔性非滲透管81的供應(yīng)源安放到具有入口端83a和出口端83b的包裝管83的外表面上。離開(kāi)樹(shù)脂塔53的已浸漬管55進(jìn)入包裝管(stuffer pipe)83的入口端83a。隨著管55進(jìn)入包裝管83的入口端83a,將非滲透管81從包裝管83的外側(cè)拉下來(lái),并繞入口端83a翻轉(zhuǎn)入包裝管83的內(nèi)側(cè),以隨著已浸漬管55離開(kāi)出口端83b而包裝該已浸漬管55。這樣形成了具有內(nèi)部非滲透層38和外部非滲透覆層81的成品內(nèi)襯86。通過(guò)一對(duì)驅(qū)動(dòng)輥87和88,或者其他諸如牽引車(chē)或傳送機(jī)之類的牽拉裝置,沿箭頭F的方向?qū)⒕哂型獠扛矊?1的管86從包裝管83的出口端83b拉走。當(dāng)本實(shí)施例采用擠壓成型的管時(shí),外部非滲透覆層81中沒(méi)有接縫。以這種方式制備管86的唯一限制是可以放置在包裝管83上的非滲透管81的長(zhǎng)度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在大約20英尺長(zhǎng)的包裝管上可以壓縮大約1000英尺長(zhǎng)的非滲透管。更長(zhǎng)的包裝管上可以存放更長(zhǎng)的非滲透管。
圖8是離開(kāi)包裝管83的內(nèi)襯86的剖視圖。內(nèi)襯86包括由可吸收樹(shù)脂材料37構(gòu)成的內(nèi)部管狀構(gòu)件,其如結(jié)合圖4所述的一樣,具有以密封帶48密封的內(nèi)部非滲透覆層38。在離開(kāi)包裝管83后,內(nèi)襯86包括外部管狀包裹層81。由于管狀包裹層81是預(yù)先擠壓成型的管,因此外部包裹層81不會(huì)如圖6和圖8中一樣具有接縫。
當(dāng)已浸漬的內(nèi)襯55離開(kāi)浸漬塔57或者其他的浸漬設(shè)備時(shí),可以向扁平內(nèi)襯55的一個(gè)表面上施加縱向的加強(qiáng)織物。然后沿箭頭D’將所述加強(qiáng)織物和內(nèi)襯55送入成型管64或者包裝管83。
到達(dá)安裝地點(diǎn)后,具有內(nèi)部非滲透層38和外部非滲透包裹層72的已浸漬管74已經(jīng)做好通過(guò)拉進(jìn)膨脹法進(jìn)行安裝的準(zhǔn)備。美國(guó)專利No.4,009,063已經(jīng)對(duì)這種方法進(jìn)行了充分地描述,其內(nèi)容通過(guò)援引合并在此。在采用拉進(jìn)膨脹法進(jìn)行安裝時(shí),由于一體的內(nèi)部非滲透層38的存在,因此不再需要通過(guò)單獨(dú)的翻轉(zhuǎn)囊來(lái)膨脹內(nèi)襯。通過(guò)適當(dāng)選擇內(nèi)部非滲透層38的材料,例如聚丙烯,則內(nèi)襯74一旦到達(dá)現(xiàn)有管線中的適當(dāng)位置,就能夠通過(guò)導(dǎo)入內(nèi)襯74中的蒸汽完成固化。
下面參考圖11到圖13,更為詳細(xì)地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明安裝與圖1中的內(nèi)襯11相類似的已浸漬內(nèi)襯101的過(guò)程。圖9示出了用于該過(guò)程的拉入接頭(fitting)102。該拉入接頭102包括管狀圓柱部分103,管狀圓柱部分103具有向外展開(kāi)部104,向外展開(kāi)部104具有外部肋104a,以輔助通過(guò)用于將內(nèi)襯固定至拉入接頭102的帶子105將內(nèi)襯結(jié)合到拉入接頭102上。拉入接頭102的前部包括具有螺紋的錐形段106,該錐形段106用于容置拉帽107;而該拉帽107上焊有拉拽眼108,以便于連接拉拽用的繩索或鏈子。該拉帽107可以拆下,并且很容易就能將蒸汽軟管接頭連接至拉入接頭102的具有螺紋的錐形段106。
現(xiàn)參見(jiàn)圖11至圖13,通過(guò)將拉入接頭102連接到內(nèi)襯101的前端并且通過(guò)鋼帶105將拉入接頭102固定到內(nèi)襯101的前端,這樣來(lái)安裝內(nèi)襯101。然后將內(nèi)襯101拉入具有接收人孔112及安裝人孔113的現(xiàn)有管路111中。通常用牽引繩索或纜繩109(如圖11及圖12所示)將內(nèi)襯101拉入管道中,所述繩索或纜繩109具有牽引標(biāo)記109a,以指示與安裝人孔113的距離。繩索109在通常作為下游人孔的接收人孔112處與拉拽眼108連接,然后將內(nèi)襯101拉至安裝人孔或上游人孔113。但是,考慮到該過(guò)程允許通過(guò)蒸汽進(jìn)行固化,因此,一旦內(nèi)襯101到達(dá)適當(dāng)位置,則可以從任一人孔送入加壓的流體或蒸汽而將內(nèi)襯固化。
當(dāng)內(nèi)襯101由牽引標(biāo)記109a指示拖拉至距安裝人孔113的固定距離之內(nèi)時(shí),例如約15英尺時(shí),則停止拉入,以允許向內(nèi)襯101的后端安裝接收筒115。圖10對(duì)接收筒115進(jìn)行了詳細(xì)圖示。接收筒115包括中空的圓筒形部分116,該圓筒形部分116具有錐形前端117,錐形前端117具有外部肋118,所述外部肋118用來(lái)將接收筒115固定到內(nèi)襯101的后端內(nèi)部。冷凝液收集管119從接收筒115的前端117伸進(jìn)內(nèi)襯101的內(nèi)部。在接收筒115的后端具有冷凝液排放部121。圓柱部分116包括彎頭部120,該彎頭部120具有帶螺紋的蒸汽接頭122,該蒸汽接頭122用來(lái)如圖12所示連接至蒸汽排出軟管124,從而使接收筒115能連接至地上的排出軟管。
當(dāng)接收筒115固定至內(nèi)襯101之后,則連續(xù)拖拉直至接收筒115被拉到管路111的入口處即接收人孔112。在此處,拉入接頭102位于可到達(dá)安裝人孔113表面的位置。此時(shí)將拉帽107從拉入接頭102上去除,將蒸汽進(jìn)入軟管126固定在拉入接頭102上。當(dāng)蒸汽排出軟管124的后端連接至地面上的排放支管以控制加熱充脹時(shí),內(nèi)襯101就可以準(zhǔn)備充脹和固化了。
首先將空氣引入流體進(jìn)入軟管126以使內(nèi)襯膨脹而緊貼管路111。然后,在不損失內(nèi)襯101內(nèi)壓力的情況下將空氣轉(zhuǎn)換為蒸汽,這樣開(kāi)始對(duì)可浸漬層中的樹(shù)脂進(jìn)行固化。在固化循環(huán)結(jié)束、完成固化后,將蒸汽重新轉(zhuǎn)換為空氣并使內(nèi)襯11冷卻。當(dāng)溫度冷卻到預(yù)定水平時(shí),氣流壓力減為零,該過(guò)程結(jié)束。此時(shí),便可安全地進(jìn)入安裝人孔113,移走拉入接頭102,并修整管道111中的內(nèi)襯101。類似地,將接收筒115從接收人孔中移走并修整內(nèi)襯101。此時(shí),已固化的內(nèi)襯101可以修復(fù)任意側(cè)部。
容易看出,根據(jù)本發(fā)明的過(guò)程使得很容易就能實(shí)現(xiàn)拉進(jìn)充脹法的優(yōu)勢(shì),并且利用流通的蒸汽使具有內(nèi)部非滲透層的內(nèi)襯固化。通過(guò)實(shí)施這一過(guò)程,利用拉入接頭能輕松地拉入及充脹管狀構(gòu)件,其中該拉入接頭與空氣連接用于充脹,并且與蒸汽連接用于固化;同時(shí)通過(guò)在地上安裝接收筒可以維持內(nèi)襯內(nèi)部的壓力。該過(guò)程的操作無(wú)需人為下到地下,同時(shí),利用蒸汽中的高能量對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行固化要比利用循環(huán)的熱水進(jìn)行固化要快得多。
由此可見(jiàn),上述目的,其為根據(jù)前述描述已經(jīng)顯而易見(jiàn)的本發(fā)明的目的當(dāng)中的一部分,已經(jīng)得以有效實(shí)現(xiàn)。由于在實(shí)施上述方法中可能對(duì)上述闡明的產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)進(jìn)行不脫離本發(fā)明的精神和范圍的一定改變,因此,可以預(yù)知,包含在上述說(shuō)明以及體現(xiàn)在附圖中的內(nèi)容都應(yīng)當(dāng)解釋為示意性的而非限制性的。
還應(yīng)理解的是,所附權(quán)利要求書(shū)旨在覆蓋本說(shuō)明書(shū)描述的本發(fā)明的所有一般和特定的特征,以及可能落入本發(fā)明的保護(hù)范圍的所有陳述。
權(quán)利要求
1.一種用于將具有內(nèi)、外部樹(shù)脂非滲透層的樹(shù)脂浸漬的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯從安裝出入口到接收出入口安裝到現(xiàn)有地下管道中的方法,包括提供一定長(zhǎng)度的、適于待修復(fù)管道的長(zhǎng)度的內(nèi)襯;將所述內(nèi)襯從所述接收出入口向著所述安裝出入口拉入所述管道,并拉至與所述安裝出入口處的管道端部相距預(yù)定距離處;提供接收筒,其中所述接收筒具有敞開(kāi)的安裝端以及具有流體排放連接部的接收端;將所述接收筒的所述敞開(kāi)的安裝端安裝到所述內(nèi)襯的后端內(nèi);繼續(xù)將所述內(nèi)襯拉入所述安裝出入口,以使所述內(nèi)襯的前端位于所述安裝出入口內(nèi),且所述接收筒位于所述接收出入口處的管道端部;將流體供入線路連接至所述安裝出入口中的所述內(nèi)襯的前端內(nèi);在所述接收筒上的流體排放連接部上安裝排放線路;將流體送入所述內(nèi)襯,以使所述內(nèi)襯膨脹并緊貼所述管道的壁,并使流體通過(guò)所述內(nèi)襯,且從所述接收出入口處的所述排放線路排出;送入加熱的流體使其通過(guò)所述內(nèi)襯,直至所述內(nèi)襯內(nèi)的樹(shù)脂被固化;停止送入固化用的流體;以及使所述內(nèi)襯冷卻。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其中該方法包括提供中空的拉入接頭,其中所述拉入接頭具有安裝端以及敞開(kāi)的第二端,并且所述安裝端具有流體連接部;以及將所述拉入接頭的所述接收端安裝到所述內(nèi)襯的前端內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其中該方法包括以下步驟利用空氣使所述內(nèi)襯充脹;以及利用蒸汽使所述樹(shù)脂固化。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其中該方法包括提供連續(xù)長(zhǎng)度的內(nèi)襯,并且當(dāng)將所述內(nèi)襯拉入到距所述安裝出入口有預(yù)定距離時(shí)將其切斷。
5.一種現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的拉入接頭,其中所述現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯具有內(nèi)部非滲透層,所述拉入接頭包括管狀部分,其一端用于安裝到所述內(nèi)襯的一端內(nèi),其相對(duì)端具有流體軟管接收接頭;以及可選擇地移除的帽,所述帽位于所述流體軟管接收接頭上,用于連接拖拉用的纜繩。
6.如權(quán)利要求5所述的拉入接頭,其中,所述管狀部分向外展開(kāi),以安裝到所述內(nèi)襯內(nèi),并且便于將所述內(nèi)襯固定到所述拉入接頭上。
7.一種用于安裝具有內(nèi)部非滲透層的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的蒸汽接收筒,包括空心管狀部分,其一端用于安裝到待安裝的內(nèi)襯內(nèi)部;閉合的相對(duì)端,其形成有蒸汽軟管連接器,并且與所述空心管狀部分相通;以及冷凝液排放部,其連接于所述閉合的相對(duì)端,用于排放收集在所述接收筒的空心部分內(nèi)的冷凝液。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有內(nèi)部非滲透性層(13)的樹(shù)脂浸漬的現(xiàn)場(chǎng)固化內(nèi)襯的安裝方法。該內(nèi)襯由樹(shù)脂可浸漬材料形成,并且結(jié)合有非滲透層。該材料繞管形成裝置形成為管狀,且使非滲透層位于管的外側(cè),然后連續(xù)翻轉(zhuǎn)進(jìn)入所述管狀形狀裝置,以使所述非滲透層位于內(nèi)側(cè)。在浸漬內(nèi)部管狀構(gòu)件之后可以施加外部非滲透包裹層。在所述內(nèi)襯(101)的前端中插入具有蒸汽連接裝置的拉入接頭,然后將該內(nèi)襯拉至安裝出入口(113)。在到達(dá)安裝出入口之前,在內(nèi)襯的另一端部連接具有蒸汽連接裝置(122)的接收筒(115)。這樣可以通過(guò)空氣使拉入的內(nèi)襯充脹,并且通過(guò)蒸汽使樹(shù)脂固化。從而所述充蒸汽均在地下作業(yè)完成,并且最大程度地減少了人員進(jìn)出出入口。
文檔編號(hào)F16L55/165GK1886617SQ200480035100
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者富蘭克林·托馬斯·德賴弗 申請(qǐng)人:伊納埃克威生公司
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