BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung von nicht begehbaren Rohrleitungen mit seitlich wegführenden Abzweigleitungen durch nachträgliches Einbringen einer rohrfömigen Auskleidung sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bisher wurden unterirdisch verlegte Rohrleitungen, welche reparatur- oder sanierungsbedürftig waren, üblicherweise ersetzt, indem die bestehenden Rohrleitungen ausgegraben und durch neue Rohre ersetzt wurden. Dass dies ein äusserst aufwendiges und sehr teures Vorgehen ist, liegt auf der Hand. In letzter Zeit hat sich nun eine neue Technik entwickelt, welche die Sanierung von nicht begehbaren Rohrleitungen ab gewissen Durchmessern ermöglicht, ohne die unterirdisch verlegten Leitungen auszubauen und durch neue zu ersetzen.
Diese Technik besteht im wesentlichen darin, dass in die reparaturbedürftige Rohrleitung ein zusätzliches Innenrohr aus Kunststoff eingebracht wird, wobei dieses Innenrohr zweckmässigerweise in einem Zugangsschacht zur Rohrleitung mittels einer geeigneten Vorrichtung am Ort (in situ) gewickelt und dabei gleichzeitig in die zu reparierende Rohrleitung vorgetrieben wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, diese neue Technik konnte insbesondere dort eingesetzt werden, wo die zu sanierende Rohrleitung keine seitlich wegführenden Abzweigleitungen aufgewiesen hat. Die Sanierung von Rohrleitungen mit seitlichen Abzweigungen war bisher mit dieser Technik kaum realisierbar.
Diese neuere Technik der Rohrsanierung auch auf Rohrleitungen anzuwenden, welche mit seitlich wegführenden Abzweigleitungen versehen wird. Dabei soll selbstverständlich der erforderliche Aufwand und die Kosten des Ver fahrens geringer sein als bei der alten Technik, bei welcher die reparaturbedürftige Leitung einfach ausgebaut und aus getauscht wurde.
Die gestellte Aufgabe wird beim vorliegenden Verfahren erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass - vorerst mittels einer zwischen zwei Fixpunkten eines
Rohrabschnittes verfahrbaren Kamera ein Vermessungsplan aller dazwischenliegenden Abzweigöffnungen aufge nommen wird, wobei zumindest die axiale Position und die
Position am Rohrumfang der Öffnungen festgehalten werden; - dass danach die rohrförmige Auskleidung zwecks Bildung eines doppelwandigen Rohres in das zu sanierende Rohr eingebracht und bezüglich des bestehenden Rohrs festgemacht wird; - dass anschliessend mittels eines entsprechend den Daten des Vermessungsplans durch das ausgekleidete Rohr verfahrbaren gesteuerten Werkzeuges die rohrförmige Auskleidung an den Abzweigstellen entsprechend der Position der Abzweigöffnungen ausgeschnitten wird;
; - und dass schliesslich der Spalt zwischen den beiden Rohrwänden an den Abzweigstellen durch Anbringen von
Dichtungselementen mittels eines gesteuerten Werkzeuges abgedichtet wird.
Vorteilhafterweise werden die Arbeitsvorgänge der Vermessungskamera und des verfahrbaren gesteurten Werkzeuges im allgemeinen über eine Kamera überwacht und, im Falle der eigentlichen Arbeiten mittels Werkzeugen gegebenenfalls von Hand korrigiert.
Das Ausschneiden der Abzweigöffnungen und das Anbringen der Dichtungselemente erfolgt vorzugsweise in zwei getrennten Arbeitsgängen, obwohl dies grundsätzlich direkt hintereinander, d. h. durch einmaliges Befahren der Rohrleitung mit dem gesteuerten Werkzeug erfolgen könnte.
Das Vorgehen in zwei Arbeitsgängen hat den Vorteil, dass das verfahrbare Fahrzeug nicht mit Werkzeugen und Antriebsaggregaten für die verschiedenen Werkzeuge überladen wird und dadurch auch die Abmessungen des Fahrzeuges minimal gehalten werden können.
Es ist ohne weiteres möglich, ein und dasselbe Grundfahrzeug zum Aufsetzen der Vermessungskamera, der gesteuerten Ausschneidwerkzeuge und der gesteuerten Werkzeuge zum Anbringen der Dichtungselemente zu verwenden.
Vorzugsweise wird das Grundfahrzeug entlang eines zwischen den Fixpunkten angeordneten, in seinen Längsabmessungen unveränderlichen Rasterelementes, beispielsweise einer Kette, angetrieben und verfahren. Üblicherweise wird ausserhalb des Rohrleitungssystems eine Überwachung- und Steuereinrichtung mit Beobachtungsbildschirm vorgesehen, wobei von dieser Einrichtung aus die Arbeitsvorgänge überwacht und gegebenenfalls beeinflusst werden. Selbstverständlich können dabei die durchgeführten Arbeiten gegebenenfalls auch aufgezeichnet werden. Falls nicht nur ein einzelner Rohrabschnitt zu sanieren ist, kann der Vermessungsplan unabhängig und zeitlich verschoben von den weiteren Arbeitsvorgängen aufgenommen und festgehalten werden.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche sich erfindungsgemäss auszeichnet durch Mittel zur Anordnung eines in seinen Längsabmessungen unveränderlichen Rasterelementes, z. B. einer Kette, zwischen zwei Fixpunkten eines Rohrleitungsabschnittes, wenigstens ein entlang des Rasterelementes verfahrbares Grundfahrzeug mit sich auf der Rohrinnenseite abstützenden Laufrädern, wobei das Fahrzeug zur Aurüstung mit wenigstens einer Kamera und/oder Werkzeugen zum Ausschneiden von seitlichen Abzweigöffnungen und/oder Werkzeugen zum Anbringen von Dichtungselementen ausgebildet ist, ferner durch Antriebsmittel für das Fahrzeug und ein zwischen dem Fahrzeug und einer ausserhalb des Rohrleitungssystems anzuordnenden Überwachungs- und Steuereinrichtung auslegbares Steuer- und Übertragungskabel.
Das Grundfahrzeug kann neben den Antriebs- und Anschlussmitteln mit Vermessungsgeräten ausgerüstet sein, welche neben dem Vermessen bzw. Einstellen der axialen Position auch die axiale und radiale Inklination des Fahrzeuges aufnehmen und diese Messwerte zur Korrektur der Steuerkoordinaten einsetzen.
Neben der Vermessungskamera wird vorzugsweise eine feststehende Beobachtungskamera vorgesehen. Es können auch Mittel vorgesehen sein, um das Fahrzeug in einer belie bigen Arbeitsstellung bezüglich dem Rohr zu blockieren.
Diese werden insbesondere dort eingesetzt, wo Durchgangs öffnungen ausgeschnitten werden müssen und wo Dichtungselemente einzusetzen sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeich- nung dargestellten Ausführungsbeispielen noch etwas näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine rein schematische Darstellung eines zu sanierenden, unterirdischen Rohrleitungsabschnittes mit schematisch eingezeichneten Arbeitsgeräten, und
Fig. 2 und 3 ein rein schematisch dargestelltes Grundfahrzeug in etwas vergrössertem Massstab, welches sich zur Vermessung des Rohrleitungsabschnittes und zur Durchführung weiterer Arbeitsvorgänge eignet.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine unterirdisch verlegte Rohrleitung 1, beispielsweise ein Wassersammelrohr, welches einen Durchmesser vorbestimmter Grösse aufweist, jedoch nicht begehbar ist. Von der Rohrleitung 1 führen mehrere Abzweigleitungen 2, 3 seitwärts weg, beispielsweise Zubringerleitungen, welche in der Regel einen etwas geringeren Durchmesser aufweisen, als die Hauptrohrleitungen 1.
Zu Reinigungszwecken wird die Hauptrohrleitung 1 üblicherweise über Schächte 4, 5 zugänglich, wobei in der Regel ein Rohrleitungsabschnitt zwischen zwei Schächten geradlinig verläuft.
Bei bisherigen Rohrsanierungsverfahren, bei welchen ein sanierungsbedürftiges Hauptrohr 1 durch Einbringen einer ebenfalls rohrförmigen Auskleidung 1' repariert wurde, wurde eine Rohrwickelmaschine durch einen der Schächte 4 oder 5 auf die Höhe der Hauptrohrleitung 1 eingeführt und das Auskleidungsrohr 1' in situ gewickelt und gleichzeitig durch das reparaturbedürftige Rohr 1 vorgeschoben (bis zum Ende des Abschnittes, beispielsweise bis zum nächsten Schacht).
Beim vorliegenden, erfindungsgemässen Verfahren wird nun so vorgegangen, dass am Anfang und Ende des zu bearbeitenden Rohrleitungsabschnittes durch die Schächte 4 und 5 Anschlagelemente 6 und 7 an vorbestimmten Stellen angebracht werden, um auf diese Weise Abstandsmarkierungen zu schaffen, welche wiederholbar einstellbar sind.
Zwischen den beiden Elementen 6, 7, welche bis in die zu bearbeitende Hauptrohrleitung 1 eindringen, wird nun ein in seinen Längsabmessungen unveränderliches Rasterelement 8, beispielsweise in Form einer Gliederkette eingespannt.
Diese Kette dient dazu, ein Grundfahrzeug 9 mit grosser und wiederholbarer Genauigkeit entlang des Rohrabschnittes zu verfahren, wobei zu diesem Zweck das Grundfahrzeug 9 mit einem Antriebsmotor (nicht dargestellt) versehen ist.
In einem ersten Arbeitsschritt wird nun mittels einer auf das Grundfahrzeug 9 aufgebauten Kamera ein genauer Vermessungsplan des Rohrabschnittes mit allen zwischen dem Anfangs- und Endpunkt des Abschnittes liegenden Abzweig öffnungen aufgenommen, wobei sowohl die genaue axiale Position und die Position am Rohrumfang dieser Öffnungen sowie gegebenenfalls die geometrischen Abmessungen letzterer festgehalten werden. Vorzugsweise werden die Daten des derart erstellten Vermessungsplanes gespeichert und dienen später bzw. anschliessend dazu, das mit Werkzeugen ausrüstbare Fahrzeug 9 an gewünschte Stellen zu bringen, wo gewisse Arbeitsvorgänge auszuführen sind.
Nach Erstellen des Vermessungsplanes bzw. nach der Speicherung der Vermessungsdaten wird üblicherweise die Ver messungseinrichtung wieder ausgebaut, d. h. die Positionierungselemente 6, 7 und das Rasterelement 8 (Kette) werden entfernt, um direkt anschliessend oder zu einem späteren Zeitpunkt eine Auskleidung in Form eines gewickelten Innenrohres 1' in den Rohrabschnitt 1 einzubringen. Durch diese Auskleidung 1' werden selbstverständlich die Abzweig öffnungen der seitlich wegführenden Abzweigleitungen vollständig verschlossen.
Nach dem Einbringen des Auskleidungsrohres 1' und dessen definitiver Fixierung im Rohrinnern wird die Einrichtung bestehend aus Positionierungselementen 6, 7 und dem Rasterelement in Form der Kette 8 wieder montiert, ein entlang der Kette 8 präzise verfahrbares Grundfahrzeug 9 in den Rohrabschnitt eingeführt und dieses Fahrzeug mit passenden Werkzeugen 16 entsprechend dem vorher aufgestellten Vermessungsplan durch den Rohrabschnitt bewegt, wobei das Fahrzeug an geeigneten Stellen vor einer Rohrabzweigung blockiert wird und mittels des eingebauten, fernge steuerten Werkzeuges 16 die Wand des Innenrohres 1' ensprechend der herzustellenden Abzweigöffnung ausgeschnitten wird. Dieser Vorgang wird mittels einer Kamera 17 beobachtet, so dass von einer Überwachungs- bzw.
Steuereinrichtung aus gegebenenfalls die vom Roboterwerkzeug auszuführenden Arbeiten beeinflusst bzw. korrigiert werden können. Gleichzeitig kann über die Kamera 17 dieser Arbeitsvorgang aufgezeichnet und gegebenenfalls auf einem Film oder dergleichen festgehalten werden. Bei jeder weiteren Abzweigleitung wird dieser Vorgang selbstverständlich wiederholt.
Üblicherweise in einem weiteren Arbeitsvorgang (er könnte grundsätzlich mit dem Arbeitsvorgang des Ausschneidens der Abzweigöffnungen zusammengelegt werden) wird das Grundfahrzeug mit anderen Werkzeugen bestückt, nochmals entsprechend den Vermessungsdaten durch den Rohrabschnitt geführt und der Spalt zwischen den beiden Rohrwänden (d. h. zwischen dem äusseren Rohr und dem später eingebrachten inneren Rohr) an den Abzweigstellen durch Anbringen von Dichtungselementen abgedichtet.
Auch dieser Vorgang wird selbtverständlich mittels der Beobachtungskamera 17 verfolgt und die Arbeit des Werkzeuges zum Einsetzen des Dichtungselementes gegebenenfalls von aussen gesteuert.
Als Dichtungselemente eignen sich insbesondere solche, welche in Form eines aufweitbaren, hülsenförmigen Balges ausgebildet sind. Solche Dichtungselemente haben den Vorteil, dass sie nicht den genauen Abmessungen der Abzweig öffnungen entsprechen müssen, sondern sich durch Aufweiten mittels eines erhärtbaren Füllmaterials an die Geometrie der abzudichtenden Stellen anpassen können. Selbstverständlich wird in einem solchen Fall das zum Aufweiten der Dichtungselemente benötigte Füllmaterial ebenfalls vom Fahrzeug 9 mit den Werkzeugen zu den Dichtungselementen geführt.
Über ein Steuerkabel 11, welches von einer Kabelrolle 13 abrollbar ist, ist das Fahrzeug 9 mit einer ausserhalb des Rohrleitungsabschnittes liegenden Überwachungs- und Steuereinrichtung 12 verbunden. Diese Einrichtung verfügt über einen Beobachtungsbildschirm, über welchen einerseits die Bewegung des Fahrzeuges verfolgt und andererseits die Arbeiten der Werkzeuge beobachtet und gegebenenfalls gesteuert werden können. Aufgrund der zur Verfügung stehenden Vermessungsdaten kann der ganze Arbeitsvorgang sowohl des Ausschneidens des Innenrohrs wie auch des Anbringens der Dichtungselemente vollautomatisch erfolgen, wobei die Steuereinrichtung in diesem Fall lediglich der Korrektur der Arbeitsvorgänge dienen soll.
Dank dem zwischen den Positionierungselementen 6, 7 angeordneten Rasterelement, über welches das Grundfahrzeug 9 präzise vorgetrieben wird, kann jede Stelle entsprechend den früher aufgenommenen Vermessungsdaten (Koordinaten) genau angesteuert werden. Das Fahrzeug 9 ist üblicherweise mit Laufrädern 14, 15 versehen, welche sich an der Rohrinnenwand abstützen. Da das Fahrzeug 9 selbst über ein angetriebenes Antriebsritzel 19 bewegt wird, ist es völlig belanglos, ob die Laufräder 14, 15 mit mehr oder weniger grossem Schlupf entlang den Rohrwänden laufen. Ferner ist ein nicht dargestellter Mechanismus vorgesehen, welcher dazu dient, das Fahrzeug in vorbestimmten Stellungen, beispielsweise an Stellen, wo gewisse Arbeitsvorgänge durchzuführen sind (beispielsweise Ausschneiden der Rohrwand) blockieren.
Zum Aufnehmen des Vermessungsplanes wird üblicherweise eine separate Kamera 18 verwendet, welche sowohl die Rohrinnenseite nach vorn und in radialer Richtung überblickt und dabei die genauen Koordinaten der Abzweigöffnungen und gegebenenfalls deren geometrische Abmessungen aufzunehmen vermag sowie gegebenenfalls Navigationsgeräte, wie Kreisel und dergleichen.
Die Beoboachtungskamera 17 dient der Überwachung der eigentlichen Arbeitsvorgänge. Grundsätzlich könnte auch die Vermessungskamera 18 als Beobachtungskamera verwendet werden.
Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine rein schematische Stirnansicht des Fahrzeuges bzw. Gerätes nach Fig. 2. Nachstehend wird nochmals kurz beschrieben, wie beim Sanieren eines Rohrleitungsabschnittes vorgegangen wird:
Zuerst werden Positionierungselemente am Anfang und Ende des Rohrleitungsschnittes angebracht und zwischen diese ein Rasterelement (Kette) gespannt. Danach wird mittels eines mit einer Kamera ausgerüsteten Fahrzeuges ein genauer Vermessungsplan des Rohrabschnittes aufgenommen und insbesondere die genaue Lage von Abzweigöffnungen vermessen und festgehalten. Nach Durchführung dieser Arbeiten werden die Installationen wieder entfernt und die rohrförmige Auskleidung in das zu sanierende Rohr eingebracht (dieser an sich bekannte Arbeitsvorgang, beispielsweise mittels eines vor dem Rohr in situ gewickelten Kunststoffrohres, wird hier nicht näher beschrieben).
Sobald die Reparatur der Rohrleitung vorgenommen werden soll, werden die Positionierungselemente an den vorbestimmten Stellen wieder eingesetzt und das Rasterelement zwischen diesen angebracht. Anschliessend wird ein mit einem Bohr- oder Schneidwerkzeug ausgerüstetes Fahrzeug entlang dieses Rasterelementes verfahren, wobei zur Steuerung des Gerätes die Daten des früher aufgenommenen Vermessungsplanes dienen.
Üblicherweise in einem weiteren Arbeitsgang wird, wiederum mittels des entlang des Rasterelementes verfahrbaren Fahrzeuges, diesmal mit anderen Werkzeugen ausgerüstet, der Spalt zwischen den beiden Rohrwänden an den Abzweigstellen durch Anbringen von Dichtungselementen abgedichtet. Dabei werden vorzugsweise Dichtungselemente verwendet, welche als aufweitbare Hülsen ausgebildet sind, so dass sie nach dem vorläufigen Einsetzen an die Abzweigstellen mittels eines vorzugsweise aushärtbaren Materials aufgeweitet werden können, um sich so an die Geometrie der Abzweigstellen anzupassen. Das zum Aufweiten verwendete Füllmaterial härtet nach einer vorbestimmten Zeit aus und bildet dann eine ausreichende Abdichtung der Verbindungsstellen.
Sobald die Dichtungselemente eines Rohrabschnittes ausgehärtet sind, kann beispielsweise der Zwischenraum zwischen dem äusseren Rohr 1 und dem eingesetzten Innenrohr 1' zur Erhöhung der Stabilität ausgegossen werden. Dieser Arbeitsgang wird hier nicht näher beschrieben.
Wie bereits erwähnt, weist das Grundfahrzeug neben einem Rahmen und entsprechenden Antriebselementen, welche mit dem fixen Rasterelement zusammenwirken, Messgeräte zum Ausmessen und Festhalten der Daten des Rohrabschnittes auf, wobei auch Geräte vorgesehen sind, um die axiale und radiale Inklination des Gerätes festzuhalten, um damit gegebenenfalls die ausgemessenen Koordinaten zu korrigieren, ferner ein um die Längsachse des Fahrzeuges drehbaren Arbeitskopf, auf welchem eine das Rohr nach vorn und seitlich beobachtende Kamera angeordnet ist sowie gegebenenfalls zum Anbringen von Schneidwerkzeugen ausgerüstet ist. Der um die Längsachse drehbare Arbeitskopf kann selbstverständlich auch dazu verwendet werden, die Dichtungselemente einzusetzen.
Zum Einsetzen der Dichtungselemente kann an sich mit einer Beobachtungskamera allein gearbeitet werden, wobei die Arbeitsschritte dieses Werkzeuges über einen Beobachtungsbildschirm gesteuert werden.
Vom Prinzip her ist es belanglos, ob für die verschiedenen Arbeitsgänge ein einziges Grundfahrzeug eingesetzt wird, oder ob dazu verschiedene Fahrzeuge eingesetzt werden.
Sicherheitshalber wird von der ausserhalb der Rohrleitung liegenden Überwachungs- und Steuereinrichtung aus jeder Arbeitsvorgang überwacht und gegebenenfalls direkt gesteuert.
DESCRIPTION
The present invention relates to a method for the rehabilitation of non-accessible pipelines with branch lines leading away laterally by subsequently introducing a tubular lining, and a device for carrying out the method.
Up to now, underground pipelines that were in need of repair or renovation have usually been replaced by excavating the existing pipelines and replacing them with new pipes. It is obvious that this is an extremely complex and very expensive procedure. Recently, a new technology has been developed that enables the rehabilitation of inaccessible pipelines from certain diameters without removing the underground lines and replacing them with new ones.
This technique essentially consists in inserting an additional plastic inner tube into the pipeline in need of repair, this inner tube expediently being wound in an access shaft to the pipeline by means of a suitable device on site (in situ) and at the same time being driven into the pipeline to be repaired .
The object of the present invention is now that this new technology could be used in particular where the pipeline to be renovated had no branch lines leading away to the side. Up to now, the rehabilitation of pipelines with side branches was hardly possible with this technology.
This newer technique of pipe renovation can also be applied to pipes, which are provided with branch pipes leading away to the side. Of course, the effort and cost of the process should be lower than with the old technology, in which the line in need of repair was simply removed and replaced.
In the present method, the object is achieved in that - for the time being, one between two fixed points
Pipe section movable camera a measurement plan of all intermediate branch openings is taken, at least the axial position and the
Position on the pipe circumference of the openings are held; - That the tubular lining is then inserted into the pipe to be renovated in order to form a double-walled pipe and is fixed with respect to the existing pipe; - That the tubular lining is then cut out at the branch points according to the position of the branch openings by means of a controlled tool which can be moved through the lined pipe in accordance with the data of the measurement plan;
; - and that finally the gap between the two pipe walls at the branch points by attaching
Sealing elements is sealed using a controlled tool.
Advantageously, the operations of the surveying camera and the movable controlled tool are generally monitored by a camera and, if necessary, corrected by hand in the case of actual work using tools.
The cutting out of the branch openings and the attachment of the sealing elements is preferably carried out in two separate work steps, although this is in principle directly one behind the other, i. H. by driving the pipe once with the controlled tool.
The procedure in two work steps has the advantage that the movable vehicle is not overloaded with tools and drive units for the various tools and the dimensions of the vehicle can thereby be kept to a minimum.
It is readily possible to use one and the same basic vehicle for mounting the surveying camera, the controlled cutting tools and the controlled tools for attaching the sealing elements.
The basic vehicle is preferably driven and moved along a grid element, for example a chain, which is arranged between the fixed points and whose longitudinal dimensions are unchangeable. Usually, a monitoring and control device with an observation screen is provided outside the pipeline system, the working processes being monitored and possibly influenced from this device. Of course, the work performed can also be recorded if necessary. If it is not just a single pipe section that needs to be rehabilitated, the measurement plan can be recorded and recorded independently of the other work processes and at different times.
The invention also relates to a device for carrying out the method, which according to the invention is characterized by means for arranging a raster element which is unchangeable in its longitudinal dimensions, for. B. a chain, between two fixed points of a pipe section, at least one movable along the grid element base vehicle with supporting wheels on the inside of the tube, the vehicle for armoring with at least one camera and / or tools for cutting out side branch openings and / or tools for attaching is formed by sealing elements, further by drive means for the vehicle and a control and transmission cable which can be laid out between the vehicle and a monitoring and control device to be arranged outside the piping system.
In addition to the drive and connection means, the basic vehicle can be equipped with measuring devices which, in addition to measuring or setting the axial position, also record the axial and radial inclination of the vehicle and use these measured values to correct the control coordinates.
In addition to the surveying camera, a fixed observation camera is preferably provided. Means can also be provided to block the vehicle in any working position with respect to the pipe.
These are used in particular where through openings have to be cut out and where sealing elements are to be used.
The invention is explained in more detail below on the basis of the exemplary embodiments illustrated in the drawing. It shows:
Fig. 1 is a purely schematic representation of an underground pipe section to be renovated with schematically drawn tools, and
2 and 3 a purely schematically illustrated basic vehicle on a somewhat enlarged scale, which is suitable for measuring the pipeline section and for carrying out further work processes.
1 of the drawing shows an underground pipeline 1, for example a water collecting pipe, which has a diameter of a predetermined size but cannot be walked on. Several branch lines 2, 3 lead away from the pipeline 1, for example feeder lines, which generally have a somewhat smaller diameter than the main pipelines 1.
For cleaning purposes, the main pipeline 1 is usually accessible via manholes 4, 5, a pipe section generally running in a straight line between two manholes.
In previous pipe renovation processes, in which a main pipe 1 in need of renovation was repaired by introducing a likewise tubular lining 1 ', a pipe winding machine was introduced through one of the shafts 4 or 5 to the height of the main pipe 1 and the lining pipe 1' was wound in situ and at the same time by the advanced pipe 1 in need of repair (to the end of the section, for example to the next shaft).
In the present method according to the invention, the procedure is now such that stop elements 6 and 7 are attached at predetermined locations through the shafts 4 and 5 at the beginning and end of the pipeline section to be machined, in order in this way to create distance markings which can be set repeatedly.
Between the two elements 6, 7, which penetrate into the main pipeline 1 to be machined, a raster element 8 that is unchangeable in its longitudinal dimensions, for example in the form of a link chain, is now clamped.
This chain is used to move a base vehicle 9 with great and repeatable accuracy along the pipe section, the base vehicle 9 being provided with a drive motor (not shown) for this purpose.
In a first step, a precise measurement plan of the pipe section with all branch openings between the start and end point of the section is recorded using a camera built on the base vehicle 9, both the exact axial position and the position on the pipe circumference of these openings and, if appropriate, the geometric dimensions of the latter are recorded. The data of the measurement plan created in this way are preferably stored and later or subsequently serve to bring the vehicle 9 which can be equipped with tools to desired locations where certain work processes are to be carried out.
After creating the measurement plan or after storing the measurement data, the measurement device is usually expanded again, i.e. H. the positioning elements 6, 7 and the raster element 8 (chain) are removed in order to introduce a lining in the form of a wound inner tube 1 ′ into the tube section 1 directly subsequently or at a later point in time. By means of this lining 1 ', the branch openings of the branch lines leading laterally are of course completely closed.
After inserting the lining pipe 1 'and its definitive fixing in the pipe interior, the device consisting of positioning elements 6, 7 and the grid element in the form of the chain 8 is reassembled, a basic vehicle 9 which can be moved precisely along the chain 8 is inserted into the pipe section and this vehicle is also inserted suitable tools 16 according to the previously drawn up measurement plan moved through the pipe section, the vehicle being blocked at suitable points in front of a pipe branch and by means of the built-in, remote-controlled tool 16 the wall of the inner pipe 1 'is cut out in accordance with the branch opening to be produced. This process is observed by means of a camera 17, so that a monitoring or
Control device from which, if necessary, the work to be carried out by the robot tool can be influenced or corrected. At the same time, this operation can be recorded via the camera 17 and, if necessary, recorded on a film or the like. This process is of course repeated for each additional branch line.
Usually in a further work process (it could basically be merged with the work process of cutting out the branch openings), the basic vehicle is equipped with other tools, guided through the pipe section again according to the measurement data, and the gap between the two pipe walls (i.e. between the outer pipe and the later inserted inner tube) sealed at the branch points by attaching sealing elements.
This process is of course also monitored by means of the observation camera 17 and the work of the tool for inserting the sealing element is optionally controlled from the outside.
Particularly suitable sealing elements are those which are designed in the form of an expandable, sleeve-shaped bellows. Such sealing elements have the advantage that they do not have to correspond to the exact dimensions of the branch openings, but can be adapted to the geometry of the points to be sealed by widening by means of a hardenable filler material. In such a case, of course, the filler material required to expand the sealing elements is also guided from the vehicle 9 with the tools to the sealing elements.
Via a control cable 11, which can be unrolled from a cable reel 13, the vehicle 9 is connected to a monitoring and control device 12 located outside the pipeline section. This device has an observation screen, on the one hand, which tracks the movement of the vehicle and, on the other hand, the work of the tools can be observed and, if necessary, controlled. On the basis of the measurement data available, the entire work process, both of cutting out the inner tube and attaching the sealing elements, can take place fully automatically, the control device in this case merely serving to correct the work processes.
Thanks to the raster element arranged between the positioning elements 6, 7, via which the basic vehicle 9 is propelled precisely, each point can be controlled precisely in accordance with the previously recorded measurement data (coordinates). The vehicle 9 is usually provided with impellers 14, 15 which are supported on the inner tube wall. Since the vehicle 9 itself is moved by a driven drive pinion 19, it is completely irrelevant whether the wheels 14, 15 run along the tube walls with more or less slip. Furthermore, a mechanism, not shown, is provided, which serves to block the vehicle in predetermined positions, for example in places where certain work processes are to be carried out (for example cutting out the pipe wall).
To record the measurement plan, a separate camera 18 is usually used, which overlooks both the inside of the pipe to the front and in the radial direction and is able to record the exact coordinates of the branch openings and, if appropriate, their geometric dimensions, and, if appropriate, navigation devices such as gyroscopes and the like.
The observation camera 17 is used to monitor the actual work processes. In principle, the surveying camera 18 could also be used as an observation camera.
3 of the drawing shows a purely schematic front view of the vehicle or device according to FIG. 2. The following briefly describes again how the pipeline section is renovated:
Positioning elements are first attached to the beginning and end of the pipe cut and a grid element (chain) is stretched between them. Thereafter, a precise measurement plan of the pipe section is recorded using a vehicle equipped with a camera, and in particular the exact position of branch openings is measured and recorded. After carrying out this work, the installations are removed again and the tubular lining is introduced into the pipe to be renovated (this known process, for example by means of a plastic pipe wrapped in situ in front of the pipe, is not described in more detail here).
As soon as the pipeline is to be repaired, the positioning elements are reinserted at the predetermined locations and the grid element is attached between them. A vehicle equipped with a drilling or cutting tool is then moved along this grid element, the data of the measurement plan recorded earlier being used to control the device.
Usually in a further operation, again by means of the vehicle which can be moved along the grid element, this time equipped with other tools, the gap between the two tube walls at the branch points is sealed by attaching sealing elements. In this case, sealing elements are preferably used, which are designed as expandable sleeves, so that they can be widened after the provisional insertion at the branch points by means of a preferably curable material, in order to adapt to the geometry of the branch points. The filling material used for expansion hardens after a predetermined time and then forms a sufficient seal of the connection points.
As soon as the sealing elements of a pipe section have hardened, the space between the outer pipe 1 and the inner pipe 1 'used can be poured out, for example, to increase the stability. This process is not described in detail here.
As already mentioned, in addition to a frame and corresponding drive elements, which interact with the fixed grid element, the basic vehicle has measuring devices for measuring and recording the data of the pipe section, devices also being provided for recording the axial and radial inclination of the device in order to thereby correct the measured coordinates, if necessary, furthermore a working head which can be rotated about the longitudinal axis of the vehicle and on which is arranged a camera which observes the pipe to the front and to the side and which is optionally equipped for attaching cutting tools. The working head, which can be rotated about the longitudinal axis, can of course also be used to insert the sealing elements.
To insert the sealing elements, an observation camera alone can be used, the work steps of this tool being controlled via an observation screen.
In principle, it is irrelevant whether a single basic vehicle is used for the different work steps or whether different vehicles are used for this.
For safety's sake, the monitoring and control device located outside the pipeline monitors every work process and, if necessary, controls it directly.