專利名稱：具有內(nèi)部非滲透層的現(xiàn)場固化內(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挖修復，尤其是涉及通過拉進充脹法(pull-in and inflate method)對具有內(nèi)部非滲透層的現(xiàn)場固化內(nèi)襯進行的安裝。
背景技術(shù)：
普遍公知的是，用于引導流體的現(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圍向內(nèi)泄漏進管路的內(nèi)部或者導引部分。或者，這種泄漏可能是從管路的導引部分向外泄漏進周圍環(huán)境中。無論是向內(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，或者因為管子本身正常老化而導致的退化，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，或者是大型車輛在管子上方地面上的移動，或者是類似的自然或者人為的振動，或者因為其他類似的原因。無論何種原因，這樣的泄漏都是不希望的，并且泄漏可能導致管線中傳輸?shù)牧黧w的浪費或者導致對周圍環(huán)境的損害，也可能造成危險的公共衛(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，有可能導致現(xiàn)有管路的結(jié)構(gòu)性毀壞。
由于持續(xù)增長的勞動力成本和機械成本，挖出現(xiàn)有管道并將其用新的管道更換來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越困難和越來越不經(jīng)濟。因此，對現(xiàn)有管線進行現(xiàn)場修補或修復的各種方法被設(shè)計出來。這些新方法避免了開挖或更換管道或管段所帶來的花銷和危險，并且還避免了施工過程中對公眾所造成的巨大不便。當前廣泛應(yīng)用的最成功的管道修理方法或者非開挖修復方法中的一種稱為Instiuform方法。美國專利No.4,009,063、No.4,064,211以及No.4,135,958中對Instiuform方法做了詳細描述，其內(nèi)容都通過援引全部并入本說明書。
在Instiuform方法的標準操作中，在現(xiàn)有管路中安裝細長的柔性管狀內(nèi)襯，該柔性管狀內(nèi)襯由毛氈織物(felt fabric)、泡沫或者類似的樹脂可浸漬材料制成，并且具有浸漬了熱固性固化樹脂的外部非滲透覆層。在此方法的最廣泛實施的實施例中，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)襯沿著管線的長度方向展開，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方法還通過繩索或者纜繩將浸漬樹脂的內(nèi)襯拉進管道中，并使用在內(nèi)襯中翻轉(zhuǎn)的、獨立的流體不能透過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。這種樹脂浸漬的內(nèi)襯一般叫做“現(xiàn)場固化內(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)法和拉進充脹CIPP安裝的現(xiàn)場固化柔性管狀內(nèi)襯在初始狀態(tài)時具有光滑的外層，該外層由相對柔軟的、基本非滲透的聚合物覆層制成。該外部覆層能使樹脂浸入由諸如毛氈之類的樹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)，且樹脂浸漬層緊貼著現(xiàn)有管線的壁。當柔性內(nèi)襯在管線中安裝到位時，從內(nèi)部對管線進行加壓，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入翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯，開始樹脂的固化。然后，浸漬在可浸漬材料中的樹脂固化，在現(xiàn)有管線中形成堅硬的、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。固化的樹脂還可以強化現(xiàn)有管道壁，以提供針對周圍環(huán)境的附加結(jié)構(gòu)支撐。
當通過拉進充脹法安裝管狀的現(xiàn)場固化內(nèi)襯時，內(nèi)襯采用與翻轉(zhuǎn)法相同的方式浸漬樹脂，并在扁平(collapsed)狀態(tài)下將內(nèi)襯拉進并置于現(xiàn)有管道中。在典型的安裝中，在現(xiàn)有的人孔或者進出點處設(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)的膨脹囊通過該向下的管道，展開，并從彎頭的水平部分的開口出來之后向后翻邊(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)到該膨脹囊到達并延伸進下游的人孔或者第二進出點處。此時，被擠壓緊靠現(xiàn)有管道的內(nèi)表面的內(nèi)襯可以進行固化。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將熱固化水引入到膨脹囊內(nèi)而開始固化，以促使浸漬層的樹脂固化。
內(nèi)襯中的樹脂固化后，膨脹囊可以去除，或者留在固化內(nèi)襯的現(xiàn)場。拉進充脹法以及翻轉(zhuǎn)法在施工過程中通常都將人員的進出(man-access)限制在人孔空間內(nèi)。比如，需要人員進出以將翻轉(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。
無論該內(nèi)襯如何安裝，都要通過稱作“浸濕”的方法使可固化的熱固性樹脂浸漬到內(nèi)襯的吸收樹脂層。如內(nèi)襯領(lǐng)域廣為公知的，該浸濕方法通常包括通過形成于外部非滲透膜的端部或開口將樹脂注入到吸收樹脂層中；抽真空；并使浸漬的內(nèi)襯通過軋輥。很多種樹脂都可使用，如聚酯樹脂、乙烯酯類樹脂、環(huán)氧樹脂等，可以根據(jù)需要而選用樹脂種類。優(yōu)選使用在室溫下相對穩(wěn)定、但在通過空氣、蒸汽或熱水進行加熱或在受到諸如紫外線等適當輻射時易于固化的樹脂。
Insituform美國專利NO.4,366,012記載了一種通過真空浸漬法來浸濕內(nèi)襯的程序。如美國專利No.4,009,063的記載，當內(nèi)襯具有內(nèi)部及外部非滲透層時，該管狀內(nèi)襯可以設(shè)置成扁平狀，并在扁平內(nèi)襯的相對兩側(cè)形成切口，樹脂從兩側(cè)浸漬。美國專利No.4,182,262中示出了在安裝時同時在內(nèi)襯的末端抽真空以進行浸濕的另外一種裝置。各個專利的內(nèi)容都通過援引并入本說明書中。
為改進拉進充脹法已有最新的努力，如美國專利No.6,539,979以及申請公布文本No.2003/0015247A1中所述的，利用氣體使膨脹囊從近端的進出點翻轉(zhuǎn)入已拉進的內(nèi)襯中。當翻轉(zhuǎn)的膨脹囊到達遠端的進出點時，將蒸汽導入近端的進出點以使樹脂浸漬層中浸漬的樹脂開始固化。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。但是，這種方式仍然需要將膨脹囊翻轉(zhuǎn)入已拉進的浸漬的內(nèi)襯中。
為避免將膨脹囊翻轉(zhuǎn)入已拉進的內(nèi)襯中這一步驟，所作出的努力包括在地面上進行翻轉(zhuǎn)操作。例如，在美國專利No.6,270,289中，其方法包括在將軟管組件拉進現(xiàn)有管道之前，在地面上將標定軟管(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之前能夠平放在地面上的內(nèi)襯的長度。
避免這種翻轉(zhuǎn)的另一個提議是生產(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入已拉進的內(nèi)襯中。其缺點包括當試圖對介于內(nèi)部非滲透覆層和外部非滲透覆層之間的樹脂可浸漬材料進行浸漬時面臨困難。外部覆層對于處理浸漬的內(nèi)襯并允許內(nèi)襯拉進現(xiàn)有管道具有重要性，而內(nèi)部覆層對于利用蒸汽進行固化來說均是需要的。
盡管存在對翻轉(zhuǎn)法和拉進充脹這兩種非開挖修復法的改進，但這兩種方法都是勞動密集型的，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挖修復方法，其能減少循環(huán)時間和進入人孔，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)有修復方法相比更快和更經(jīng)濟有效的安裝方法。

發(fā)明內(nèi)容
總的來說，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具有內(nèi)部非滲透層的、樹脂浸漬的現(xiàn)場固化內(nèi)襯的安裝方法，其中該內(nèi)襯適用于通過蒸汽將樹脂固化而修復現(xiàn)有管道。在優(yōu)選實施例中，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、附加的吸收樹脂層，該吸收樹脂層浸漬熱固性樹脂。
浸漬了熱固性樹脂的現(xiàn)場固化內(nèi)襯通常以連續(xù)的長度運送到安裝地點。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。當該內(nèi)襯被拉至距安裝出入口固定距離時，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，則利用空氣來冷卻內(nèi)襯。然后移除端部的裝置，恢復檢修。通過導入地下的蒸汽完成安裝最大程度地減少了需要人員進到地下。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個目的在于提供一種改進的、對現(xiàn)有管線進行現(xiàn)場固化修復的方法。
本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種改進的設(shè)備，用于安裝將用蒸汽固化的現(xiàn)場固化內(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)場固化內(nèi)襯的改進安裝方法，此方法適合用于利用蒸汽對內(nèi)襯管進行固化。
本發(fā)明另一目的在于提供一種改進的、能最大限度減少甚至不需要人員從人孔進出的現(xiàn)場固化內(nèi)襯的安裝方法。
根據(jù)說明書，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將會部分地清楚和顯而易見。
因此，本發(fā)明包括若干步驟以及一個或者多個所述步驟彼此之間的聯(lián)系；實施結(jié)構(gòu)特征的設(shè)備；適合于實施所述步驟的部件之間的組合和排列；以及具有特點、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說明中，且本發(fā)明的保護范圍將在權(quán)利要求書中闡明。


為了更全面地理解本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖進行下述的說明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一定長度的樹脂浸漬的現(xiàn)場固化內(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是示出通過使離開樹脂浸漬設(shè)備的管狀構(gòu)件穿過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)明的安裝過程開始時，開始拉進圖1所示類型的浸漬了樹脂的現(xiàn)場固化內(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)襯在就要進行膨脹及固化之前的正面剖切示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的、用于安裝的浸漬了樹脂的現(xiàn)場固化內(nèi)襯具有內(nèi)部非滲透襯層，從而可以利用拉進充脹法進行安裝，并且無需利用單獨安裝的膨脹囊即可以充脹，然后通過加熱的流體固化。這種具有內(nèi)部非滲透層的浸漬內(nèi)襯可以所需長度連續(xù)制備?？紤]到使用如美國專利No.6,270,289所述的傳統(tǒng)真空浸漬技術(shù)對內(nèi)外覆層之間具有可吸收樹脂材料的扁平內(nèi)襯進行浸漬需要付出更多的努力，因此可以在組裝內(nèi)襯時對其進行浸漬。不管怎樣，本發(fā)明所述的內(nèi)襯可以通過本說明書中所述的方法安裝。
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)場固化內(nèi)襯11。內(nèi)襯11由至少一層柔性樹脂可浸漬材料制成，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的剖面圖中詳細示出。
連續(xù)長度的內(nèi)襯11可如圖2所示進行制造。當樹脂可浸漬層12浸漬了熱固性樹脂后，連續(xù)長度的已浸漬成品內(nèi)襯11存放于冷藏裝置中，以抑制樹脂的過早固化。當內(nèi)襯根據(jù)以下描述的方法被拉進現(xiàn)有管線時將其切割為所需要的長度。
圖1所示內(nèi)襯11的一體的內(nèi)層13對于水和空氣來說是非滲透的。這使得可以利用空氣使拉進的內(nèi)襯膨脹并且利用蒸汽進行固化。在根據(jù)本發(fā)明的拉進充脹安裝中，只需內(nèi)襯11的外層17具有足夠的防滲性能即可，以保持樹脂，并在內(nèi)襯11拉進現(xiàn)有管線時能防止損壞。外部覆層17通常在樹脂浸漬過程之后使用，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)合這一特點使得覆層17可以從所述層上移開，而不會造成層之間的脫層。當外部覆層與所述毛氈層為一體時，在操作時可能會在內(nèi)襯未受支撐的區(qū)域產(chǎn)生脫層。
對于較大的內(nèi)襯直徑，可以采用幾層毛氈層或樹脂可浸漬材料。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機纖維?；蛘?，吸收樹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?shù)姆椒ǎ伎捎糜趯⑦@種材料連接成管。在所有非開挖修復安裝的初始步驟中，會對現(xiàn)有管線進行清理和攝像等準備工作。
毛氈層12可以常用的方式利用真空浸漬?；蛘撸紫仍诮M裝內(nèi)襯11的過程中用樹脂浸漬毛氈層12，然后再設(shè)置外部非滲透包裹層18。這樣能避免對毛氈層位于內(nèi)外非滲透層之間的成品內(nèi)襯進行浸漬的困難。在美國專利No.4,009,063中，Eric Wood提出使用插入扁平構(gòu)造的內(nèi)襯的相對側(cè)上的針頭將樹脂注入毛氈層中。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)襯中流動的樹脂的障礙而在兩側(cè)抽真空，否則美國專利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)公知的方法來將毛氈或者其它樹脂可浸漬材料形成為管。例如，能夠通過使用各種膠或者粘合劑以及火焰膠合來形成管。為了密封毛氈材料的鄰接邊緣和在縫合過程中形成的孔，可以通過設(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)在參見圖2，其示出了用于連續(xù)形成一定長度的由樹脂可浸漬材料構(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以平展的形式越過導向輥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)置密封帶的機器(sewing and taping machine)、膠合機或火焊設(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的方向移動以添加一個或多個平展毛氈層。然后將管45儲存起來以進一步使用，或者可以在最終包裝之前直接進入圖4中所示的樹脂浸漬步驟。
圖4示意性地示出了對管狀構(gòu)件45的供給源51的浸漬。這里，利用一對覆蓋有橡膠的牽引輥52和53將管45拉進上方開口的、填充有預定液面的可固化熱固性樹脂57的樹脂塔54，以形成已浸漬或者已浸濕管55。管45通過輥53向下，在穿過塔54的整個高度之后到達底部輥59，底部輥59使管45轉(zhuǎn)向為向上的方向然后到達一對壓輥61和62。樹脂塔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脂的粘度、可浸漬材料的厚度、以及通過塔的速度。此時，離開樹脂塔54的已浸漬管55已經(jīng)做好最后包裹外部非滲透層的準備。
到達安裝地點后，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)做好通過拉進膨脹法進行安裝的準備。美國專利No.4,009,063已經(jīng)對這種方法進行了充分地描述，其內(nèi)容通過援引合并在此。在采用拉進膨脹法進行安裝時，由于一體的內(nèi)部非滲透層38的存在，因此不再需要通過單獨的翻轉(zhuǎn)囊來膨脹內(nèi)襯。通過適當選擇內(nèi)部非滲透層38的材料，例如聚丙烯，則內(nèi)襯74一旦到達現(xiàn)有管線中的適當位置，就能夠通過導入內(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的樹脂不能透過的膜材料67在進入成型管64時繞已浸漬管55進行包裹。當膜67越過輥70a-d向成型管64供應(yīng)時，來自卷66的樹脂不能透過的膜材料67繞著一系列導向輥68a-e由一對驅(qū)動輥69a和69b牽引。位于出口端處的轉(zhuǎn)向器(deflector)71先導引膜材料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。
參見圖5，其示出了沿圖4中的線4-4的、通過密封器65和成型管64的剖視圖。當膜管72從成型管64的外側(cè)經(jīng)過時，密封器65在膜管72中形成邊緣密封部73。當管72翻轉(zhuǎn)時，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。離開樹脂塔53的已浸漬管55進入包裝管(stuffer pipe)83的入口端83a。隨著管55進入包裝管83的入口端83a，將非滲透管81從包裝管83的外側(cè)拉下來，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。通過一對驅(qū)動輥87和88，或者其他諸如牽引車或傳送機之類的牽拉裝置，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。當本實施例采用擠壓成型的管時，外部非滲透覆層81中沒有接縫。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的長度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在大約20英尺長的包裝管上可以壓縮大約1000英尺長的非滲透管。更長的包裝管上可以存放更長的非滲透管。
圖8是離開包裝管83的內(nèi)襯86的剖視圖。內(nèi)襯86包括由可吸收樹脂材料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是預先擠壓成型的管，因此外部包裹層81不會如圖6和圖8中一樣具有接縫。
當已浸漬的內(nèi)襯55離開浸漬塔57或者其他的浸漬設(shè)備時，可以向扁平內(nèi)襯55的一個表面上施加縱向的加強織物。然后沿箭頭D’將所述加強織物和內(nèi)襯55送入成型管64或者包裝管83。
到達安裝地點后，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)做好通過拉進膨脹法進行安裝的準備。美國專利No.4,009,063已經(jīng)對這種方法進行了充分地描述，其內(nèi)容通過援引合并在此。在采用拉進膨脹法進行安裝時，由于一體的內(nèi)部非滲透層38的存在，因此不再需要通過單獨的翻轉(zhuǎn)囊來膨脹內(nèi)襯。通過適當選擇內(nèi)部非滲透層38的材料，例如聚丙烯，則內(nèi)襯74一旦到達現(xiàn)有管線中的適當位置，就能夠通過導入內(nèi)襯74中的蒸汽完成固化。
下面參考圖11到圖13，更為詳細地說明根據(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的過程。圖9示出了用于該過程的拉入接頭(fitting)102。該拉入接頭102包括管狀圓柱部分103，管狀圓柱部分103具有向外展開部104，向外展開部104具有外部肋104a，以輔助通過用于將內(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)參見圖11至圖13，通過將拉入接頭102連接到內(nèi)襯101的前端并且通過鋼帶105將拉入接頭102固定到內(nèi)襯101的前端，這樣來安裝內(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，考慮到該過程允許通過蒸汽進行固化，因此，一旦內(nèi)襯101到達適當位置，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。
當內(nèi)襯101由牽引標記109a指示拖拉至距安裝人孔113的固定距離之內(nèi)時，例如約15英尺時，則停止拉入，以允許向內(nèi)襯101的后端安裝接收筒115。圖10對接收筒115進行了詳細圖示。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位于可到達安裝人孔113表面的位置。此時將拉帽107從拉入接頭102上去除，將蒸汽進入軟管126固定在拉入接頭102上。當蒸汽排出軟管124的后端連接至地面上的排放支管以控制加熱充脹時，內(nèi)襯101就可以準備充脹和固化了。
首先將空氣引入流體進入軟管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，這樣開始對可浸漬層中的樹脂進行固化。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。當溫度冷卻到預定水平時，氣流壓力減為零，該過程結(jié)束。此時，便可安全地進入安裝人孔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，已固化的內(nèi)襯101可以修復任意側(cè)部。
容易看出，根據(jù)本發(fā)明的過程使得很容易就能實現(xiàn)拉進充脹法的優(yōu)勢，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。通過實施這一過程，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；同時通過在地上安裝接收筒可以維持內(nèi)襯內(nèi)部的壓力。該過程的操作無需人為下到地下，同時，利用蒸汽中的高能量對樹脂進行固化要比利用循環(huán)的熱水進行固化要快得多。
由此可見，上述目的，其為根據(jù)前述描述已經(jīng)顯而易見的本發(fā)明的目的當中的一部分，已經(jīng)得以有效實現(xiàn)。由于在實施上述方法中可能對上述闡明的產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)進行不脫離本發(fā)明的精神和范圍的一定改變，因此，可以預知，包含在上述說明以及體現(xiàn)在附圖中的內(nèi)容都應(yīng)當解釋為示意性的而非限制性的。
還應(yīng)理解的是，所附權(quán)利要求書旨在覆蓋本說明書描述的本發(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)、外部樹脂非滲透層的樹脂浸漬的現(xiàn)場固化內(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，包括提供一定長度的、適于待修復管道的長度的內(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定距離處；提供接收筒，其中所述接收筒具有敞開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所述內(nèi)襯，直至所述內(nèi)襯內(nèi)的樹脂被固化；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)長度的內(nèi)襯，并且當將所述內(nèi)襯拉入到距所述安裝出入口有預定距離時將其切斷。
5.一種現(xiàn)場固化內(nèi)襯的拉入接頭，其中所述現(xiàn)場固化內(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，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)的樹脂浸漬的現(xiàn)場固化內(nèi)襯的安裝方法。該內(nèi)襯由樹脂可浸漬材料形成，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)。這樣可以通過空氣使拉入的內(nèi)襯充脹，并且通過蒸汽使樹脂固化。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出出入口。
文檔編號F16L55/165GK1886617SQ200480035100
公開日2006年12月27日 申請日期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 申請人:伊納?？送?