CN101146664A - 用于现场固化内衬的排气与/或冷凝口、安装方法及设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种在不损失压力的情况下通过拉进导入空气充胀的柔性树脂浸渍现场固化内衬的方法。将可选择性开启的隔离配件安装在拉进端。该配件可以安装在拉进内衬的端部；位于导入套管上；或者紧固到充胀的拉进内衬或翻转内衬。通过切割形成穿过阀组件的孔而形成穿过隔离配件的端口。具有排气软管的蒸汽配件结合到隔离配件同时维持膨胀囊内的压力。用于固化树脂的蒸汽随后引入到翻转设备内以固化树脂，并通过排气软管排出。

Description

用于现场固化内衬的排气与/或冷凝口、安装方法及设备
相关申请的交叉引用
本申请基于2005年2月9日提交的同时待审临时申请No.60/651,698并主张该申请的优先权，其内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及现场固化内衬的安装，更具体而言涉及一种用于在不损失压力的情况下在充胀的现场固化内衬中安装排气端口以允许蒸汽连续流过的固化方法以及用于实施该方法的设备和安装方法。
背景技术
普遍公知的是，用于引导流体的管道或管线，尤其是诸如生活污水管道、雨水排放管道、水管及气管之类的地下管道，由于流体的泄漏或退化而经常需要修理。这种泄漏可能是从周围向内泄漏进管线的内部或者导引部分。或者，这种泄漏可能是从管线的导引部分向外泄漏进周围环境中。无论是向内泄漏或向外泄漏，这种泄漏都期望避免。
这种泄漏可能是缘于原有管子的安装不当，或者因为管子本身正常老化而导致的退化，或者是由于所输送的腐蚀性或磨蚀性材料的影响。管子接头处或管子接头附近的裂缝可能是缘于诸如地震之类的环境因素，或者是大型车辆在管子上方地面上的移动，或者是类似的自然或者人为的振动，或者因为其他类似的原因。无论何种原因，这样的泄漏都是不希望的，并且泄漏可能导致管线中传输的流体的浪费或者导致对周围环境的损害，也可能造成危险的公共卫生灾难。如果泄漏持续下去，则由于土壤以及管道的侧面支撑的损失，有可能导致现有管道的结构性毁坏。
由于持续增长的劳动力成本、能耗和机械成本，挖出并更换管子来修理可能正在泄漏的地下管道或者地下管道部分的方式变得越来越困难和越来越不经济。因此，对现有管线进行现场修补或修复的各种方法被设计出来。
这些新方法避免了开挖和更换管道或管段所带来的花销和危险，并且还避免了对公众所造成的巨大不便。当前广泛应用的最成功的管线修理方法或者非开挖修复方法中的一种称为Insituform方法。该方法描述于美国专利No.4,009,063、No.4,064,211以及No.4,135,958中，其内容都通过援引全部并入本说明书。
在Insituform方法的标准操作中，在现有管线中安装细长的柔性管状内衬，该柔性管状内衬由毛毡织物(felt fabric)、泡沫或者类似的树脂浸渍材料制成，并且具有浸渍了热固性固化树脂的外部非渗透覆层。通常，该内衬采用翻转法(inversion process)安装，如在所述后两篇Instiuform专利中所述。在翻转法中，作用至翻转内衬内部的径向压力将内衬挤压在管线内表面上，并使内衬与管线的内表面接合。然而，Insituform方法还通过绳索或者缆绳将浸渍树脂的内衬拉进管道中，并使用在内衬中翻转的、独立的流体不能透过的膨胀囊或者膨胀管使内衬紧靠现有管线的内壁而固化。这种树脂浸渍内衬一般叫做“现场固化管道”或者“CIPP内衬”，这种安装叫做CIPP安装。
CIPP柔性管状内衬在初始状态时具有光滑的、位于内衬外部的外层，该外层由相对柔软的、基本非渗透的聚合物覆层制成。当翻转时，在安装期间内衬被翻转之后，这种非渗透层在内衬的内部终止。当柔性内衬在管线中安装到位时，从内部对管线进行加压，优选利用诸如水或空气之类的翻转用流体沿径向向外推压内衬，使其与现有管线的内表面接合并一致。
通常，翻转塔竖立于安装地点，以提供翻转内衬或囊所需要的压位差。备选地，翻转单元如美国专利No.5,154,936、No.5,167,901(RE 35,944)以及No.5,597,353中所示出和描述，其内容通过援引全部并入本说明书。可以通过连接于翻转内衬端部的再循环软管，将热水引入到翻转内衬内，而开始固化。翻转用水通过诸如锅炉或热交换器之类的热源再循环并返回到翻转管中直到管的固化完成。然后，浸渍在可浸渍材料中的树脂固化，以在现有管线中形成坚硬的、紧密配合的刚性管内衬。这种新的内衬有效地密封任何裂缝，并修补任意管段或者管接头部分的退化，从而防止向现有管线的内部或外部的进一步泄漏。固化的树脂还用于强化现有管线壁，从而提供对周围环境的附加的结构支撑。
当通过拉进充胀法安装管状的现场固化内衬时，内衬采用与翻转法相同的方式浸渍树脂，并在扁平(collapsed)状态下将内衬置于现有管线中。通常，在现有的人孔或者进出点处设置向下的管道(downtube)——底端具有弯头(elbow)的膨胀管或管道，并且使翻转的囊通过该向下的管道，展开，并从弯头的水平部分的开口出来之后向后翻边(cuff)。然后，将现有管道中的扁平内衬置于膨胀囊向后翻边的端部之上并固定于该端部。然后将诸如水之类的翻转用流体送入该向下的管道，水压将膨胀囊从弯头的水平部分推出，并使扁平的内衬展开贴紧现有管道的内表面。所述膨胀囊的这种翻转将持续到该膨胀囊到达并延伸进下游的人孔或者第二进出点处。此时，被挤压紧靠现有管道的内表面的内衬可以进行固化。通过将循环热水引入到膨胀囊内而开始固化，以促使可浸渍内衬中的树脂固化。
内衬中的树脂固化后，膨胀囊可以去除，或者留在固化内衬的现场。如果膨胀囊留在现场，则囊通常是一种在非渗透外层的内部具有相对薄的树脂浸渍层的囊。在这种情况下，如本领域所公知的，翻转的可浸渍层将使囊附着于内衬的浸渍树脂层。同时，需要进入人孔或进出点来打开内衬以释放用来充胀囊的水并切断延伸到人口内的端部。当膨胀囊去除时，其可以通过在逃逸端拉进连接到用来控制翻转速度的膨胀囊尾部的缓冲绳索而移除。这通常是在刺破囊的容置端以释放用于翻转囊的水并开始树脂固化之后完成的。最后，随后可以除去该向下的管道，并且可以通过内衬管线重新连接服务(service)。如果存在交叉的服务连接，则在通过内衬管线恢复服务之前，重新打开这些服务连接。
在采用Insituform方法的现有水翻转方法中，使用冷水翻转内衬。内衬在现有管道中被完全翻转之后，热水循环通过连接到内衬的翻转面的平放的管子。热水在固化周期过程中循环。在中等和大直径的管线内，随着内衬直径增加，翻转所需要的水的容积急剧增加。用于充胀内衬—无论是翻转还是拉进充胀—的所有水必须在加热和固化周期中被加热。另外，一旦固化完成，固化水必须通过加入冷水或者连续循环来冷却，直到在内衬在管道端部处被切断后，固化水处于可释放到下游管道的温度。
使用这些利用水的设备的主要缺点是翻转水的量和可获得性。水通常必须从55加热到180从而实现固化，然后在释放至可接受的处理系统之前，通过加入更多的水而冷却至100。
这种缺点可以通过使用空气代替水以产生翻转力来克服。一旦浸渍内衬完全翻转，则该内衬可以接着用蒸汽进行固化。虽然水对于产生蒸汽来说是必需的，但以蒸汽形式的水的量仅为水翻转、固化以及冷却所需要的水的量的5-10％。这意味着即使现场不容易获得水，也可以使用蒸汽进行固化。这种水量的急剧降低是因为从1磅以蒸汽形式的水可获得的能量高于从1磅热水可获得的能量。1磅蒸汽冷凝成1磅水释放约1000BTU，而1磅水温度每下降一度仅释放约1BTU。减少的对水的需求加上实际上消除了加热周期，这极大减少了固化周期和安装时间。
既然使用空气翻转和蒸汽固化具有如此显著的优点，业界为何在弃用水翻转和热水固化上面的进展还如此缓慢呢？
当水用来翻转浸渍树脂的内衬时，内衬从翻转前端到翻转设备的未翻转部分通过等于被内衬排出的水量的力而浮起。在CIPP内衬的情况下，这意味着内衬的有效重量显著降低，将未翻转内衬向前拉到翻转前端所需的力也显著降低。当空气用于产生翻转力时，未翻转内衬置于管的底部，而作用于内衬的翻转前端的空气压力必须向前拉进内衬的总重量。
无论使用什么来产生翻转能，均必须克服三种力以翻转CIPP内衬。这些力为：
1.翻转内衬(将内衬的内部翻出)所需的力。该力随着内衬的厚度、材料类型以及内衬厚度与直径的关系而改变。
2.将内衬从翻转设备拉到翻转前端所需的力。
3.将内衬拉动穿过翻转设备所需的力。
上述的第一种力通常对于空气和水翻转来说是相同的。
第二种力在空气与水之间大幅地变化并且可以限制空气翻转的长度。存在在不有害地影响安装的CIPP内衬的质量与/或损坏现有管道的情况下，对可以使用多大的压力来翻转内衬的限制。对于水和空气翻转，均可以使用滑润剂以减小所需的拉力。
第三种力可以基于设备的设计而变化。在大多数目前使用的设备中，当第一种力和第二种力之一或两者增加时，将内衬拉动穿过设备所需的力将增加。这是由于以下事实所引起的，即，为了增加可获得的翻转能量，目前使用的通常设备限制增压流体从在内衬入口点下方的压力室进入到设备和翻边以及正被翻转的内衬的绑扎端部(banded end)的损失。这种限制通常是通过增加气动松紧口设备压盖(gland)中的空气压力或者通过使用由翻转流体激励的压盖来实现。在典型情况下向内运动通过压盖材料和翻转CIPP内衬的压缩来限制。这反过来引起翻转CIPP内衬和压盖之间的摩擦的增加。
考虑到与热水相比蒸汽的明显优势，鉴于其携带能量，已经提议使用蒸汽。使用空气来充胀膨胀囊并使蒸汽流过已经在Insituform专利No.6,708,728和No.6,679,293中披露，其内容通过援引并入本说明书。在这些目前发行的专利中披露的方法使用拉入充胀技术并且目前用于小直径的内衬。对于这些尺寸的内衬，它们提供了优于水翻转的优点。而且，在这些专利中披露的容置金属罐(canister)的使用不总是适于中等和大直径的内衬。中等尺寸的内衬是那些直径在约21和45英寸之间的内衬。大直径内衬是那些直径超过约45英寸的内衬。
虽然使用热水来固化的现有方法具有上面提到的各种优点，但具有以下缺点，即，倾向于增加能量和劳动力成本，以及涉及使用大量由于通常使用的树脂的类型而可能具有输送(entrained)的苯乙烯的水。因此，期望提供一种修复方法，其中装配有隔离配件(bulkhead fitting)的浸渍有树脂的内衬在拉进端利用浸渍树脂的膨胀囊通过空气进行充胀。在囊翻转之后，穿过隔离配件形成一端口，且一体的空气/蒸汽排出管连接至隔离端口，树脂通过流过的蒸汽而固化。备选地，隔离配件可以安装在置于容置通路的套管上以将端口安装在翻转的CIPP内衬上。这提供了一种比目前实施的各种修复方法更快且更有效经济的安装方法。
发明内容
提供了一种在不缩小内衬的情况下导入充胀的现场固化内衬的下游端的方法。在拉进或通过在拉进充胀内衬或充胀翻转内衬的端部固定配件之前，将隔离配件连接到拉进内衬的下游端。将导入排气套管和阀组件连接到该隔离配件，且在该内衬以及在拉进内衬情况下的膨胀囊中切割形成孔。在不缩小内衬的情况下去除切割装置。使阀组件闭合以允许排气软管连接到排气套管组件。
在通过翻转安装现场固化内衬的情况下，可以在内衬完全翻转之后安装该隔离配件。通过使用张力棘轮带刺穿翻转内衬的壁来安装具有下空气/蒸汽阻挡壁的隔离配件。备选地，翻转的现场固化内衬可以通过先前装配有隔离配件的柔性或刚性的捕获套管而翻转进入该内衬中的孔。
在拉进充胀现场固化内衬的情况下，在拉进之前，将隔离配件安装在远端。该内衬也可以拉进穿过先前装配有隔离配件的捕获套管。在另一个实施例中，利用具有空气/蒸汽阻挡壁和棘轮带的隔离配件刺穿现场固化层，从而可以同时导入拉进内衬和膨胀囊。
在每一种情况下，一旦内衬被充胀且隔离配件就位，则翻转空气在内衬与/或膨胀囊中保持隔离。封闭阀通过闭合配件或外螺纹而连接到隔离配件，以用于连接切割装置。阀打开以允许切割装置刺穿现场固化层，然后移除以允许阀密闭且使切割装置从隔离配件组件退出。最后，连接排气软管，打开阀以使排气控制方便地在远处完成。利用流过蒸汽在不缩小内衬的情况下进行固化是本发明的一个重要方案。这避免了现有管道的松散部分将被移去并在再膨胀时随机地在内衬和主管之间现场固定的潜在可能。
在本发明的另一个实施例中，树脂浸渍拉进内衬在拉进端设置有第二隔离配件，该第二隔离配件用于形成用于冷凝排水管的端口。
因此，本发明的一个目的是提供一种通过在内衬的远端用至少一个隔离配件来安装现场固化内衬而修复现有管线的改进方法。
本发明的另一个目的是提供一种通过至少一个隔离配件用于安装现场固化内衬的改进的膨胀囊，所述至少一个隔离配件用于进入膨胀囊或翻转内衬内以允许流过安装在隔离配件上的排气软管。
本发明的又一个目的是提供一种通过使用流入蒸汽以固化树脂而用于拉进充胀安装现场固化内衬的改进方法。
本发明的再一个目的是提供一种通过翻转以及提供流入蒸汽来固化的隔离配件而用于安装现场固化内衬的改进方法。
本发明的另一个目的是提供一种安装现场固化内衬的改进方法，其中空气用来充胀内衬，而流入蒸汽用来固化树脂。
本发明的另一个目的是通过将带拧紧在内衬周围以刺破内衬层并允许在不缩小内衬的情况下流入而将排气隔离配件安装在充胀内衬上。
本发明的其它目的和优点通过该说明书将会部分地清楚和显而易见。
因此，本发明包括若干步骤以及一个或多个所述步骤彼此之间的联系，以及具有特征、性能以及元件之间联系的设备；这些内容示例在下面的详细说明中，且本发明的保护范围将在权利要求书中阐明。
附图说明
为了更全面地理解本发明，现结合附图进行下述的说明，在附图中：
图1是示出在排列主管的安装方法开始时，在典型州际公路管路中从管路的上游或翻转端到管路的下游或远端拉进树脂浸渍现场固化内衬的截面正示意图；
图2是具有安装在拉进现场固化内衬拉进端的盖的隔离配件的截面图；
图3是具有两个安装的隔离配件的图中的内衬的拉进端的平面图；
图4是图3的内衬的截面图；
图5是根据本发明一个方案的用于使膨胀囊通过空气翻转进入拉进的内衬中的增压翻转单元的截面示意图；
图6是根据本发明在安装过程中在拉进的内衬的远端处具有隔离配件的膨胀囊的翻转面的截面示意图；
图7(a)-图7(g)是在现场固化内衬的远端处形成排气口的过程的截面示意图；
图8(a)和图8(b)是在执行图7(a)-图7(g)所示的步骤之后，在膨胀囊的远端处安装冷凝排水管的步骤的截面示意图；
图9(a)是示出根据本发明通过结合至图7(g)的导入隔离配件的排气软管安装树脂浸渍内衬的固化步骤的正面示意图；
图9(b)是图9(a)的内衬的容置端的截面图；
图10(a)和图10(b)是供翻转内衬管使用的导入套管的示意性平面图和截面图；
图11是具有完全翻转内衬管的翻转端的、图10中的入口套管的截面示意图；
图12(a)-图12(d)是利用具有棘轮带的包括空气/蒸汽阻挡壁的配件在空气翻转的现场固化内衬中安装隔离配件的步骤的截面示意图；
图13(a)-图13(d)是利用与图12(a)-图12(d)一致的棘轮带，在被膨胀囊扩大的拉进管中形成排气支架的步骤的截面示意图；以及
图14(a)-图14(g)示出了利用与图7(a)-图7(g)一致的入口套管导入翻转的现场固化内衬的相同步骤。
具体实施方式
图1示出了典型的公路涵洞道口(culvert crossing)12的上端11，该道口穿过道路的下方且具有下端13。树脂浸渍内衬16通过下端的绞盘从上端拉进。贮藏在冷藏车17内的内衬16用聚丙烯套管18缠绕，以在通过由位于下端13处的绞盘21牵引的绳索19从上端11拉进到下端13的过程中防止发生损坏并控制径向伸展。
内衬16是一种通常本领域公知类型的柔性现场固化内衬。内衬16由至少一层柔性树脂可浸渍材料22制成，例如具有外部非渗透聚合物膜层23的毛毡层。毛毡层22和膜层23沿着接缝线缝合以形成管状内衬。为了确保内衬的非渗透性，在接缝线上设置适合的带状热塑性膜或者将挤出材料挤压在接缝线上。
对于直径较大的内衬，可以如图2所示使用多层毛毡材料22。毛毡层22可以是天然的或合成的柔性树脂吸附材料，例如，聚酯或丙烯酸酯类纤维。非渗透膜层23可以是现有技术中公知的诸如聚乙烯或聚丙烯之类的聚烯烃、诸如聚氯乙烯之类的乙烯基聚合物、或聚氨酯。在所有非开挖修复安装的初始步骤中，会对现有管线或管道12进行清理和摄像的准备工作。
图2所示的隔离配件31安装在树脂浸渍内衬16的拉进端(如图2的横截面所示)并处于图4所示的平放状态。隔离配件31是具有套管33的刚性衬套32，该套管33穿过内衬16中的孔或开口34，且内界36位于带层22的内侧。套管33的外部具有外部闭合配件，如外螺纹37，其用于容置具有相应内螺纹39的盖38。备选地，可以使用芝加哥(Chicago)配件来连接阀组件。在套管33上放置具有内螺纹42的锁紧垫圈或压紧螺母41，以将隔离配件31牢固地紧固在内衬16上的适当位置处。
隔离配件31由钢、聚丙烯或其它具有足够强度和温度特性以能够在固化期间承受蒸汽温度的刚性塑性材料制成。
如图3和图4所示，内衬16的拉进端16a固定有多个拉进/限制板43。板43是钢或其它刚性塑性材料，放置于平放的内衬16的顶部和底部，并通过多个螺栓44穿过平放的内衬16而固定。图4中示出的隔离配件31安装在内衬16的顶部。两个隔离配件31如图3所示安装在内衬16中，用于结合蒸汽排气管和冷凝排水管。
在按照根据本发明的方法开始安装之前，通过称作“浸湿”的方法使可固化的热固性树脂浸渍到内衬16的毛毡层22中。如内衬技术领域所公知的，该浸湿方法通常包括：使树脂通过形成于非渗透膜层的端部或开口注入到毛毡层中；抽真空；并使浸渍内衬穿过轧辊。真空浸渍的一种这样的过程描述于Insituform的美国专利No.4,366,012中，其内容通过援引并入本说明书。很多种树脂都可使用，如聚酯树脂、乙烯酯类树脂、环氧树脂等，可以根据需要而进行改变。优选使用在室温下相对稳定、但在加热时易于固化的树脂。
浸渍内衬16设置于从主管的入口到翻转端11约20英尺处。将一绳索从上端11穿到下端13。随后，该绳索连接到被拉至上端的拉进绞盘缆绳19。
套管18是聚丙烯或其它合适的塑料膜，当进入主管12时，套管18被置于拉进内衬16的下方并缠绕在拉进内衬16的周围。套管18可以折叠在内衬16上并被绑扎或捆绑，从而在其通过绞盘被拉进主管12时保护内衬16。继续拉进直到内衬16的尾端与主管12的下端13相距期望的距离。这取决于现场条件。
具有美国专利No.5,154,936中所示类型的松紧阀(sphincter valve)47的翻转单元46设置于拉进内衬16的尾端。翻转单元包括入口端48和具有配合内衬16的直径的翻转套(boot)51的出口端49。使用空气来操作松紧阀47，且翻转套51适于容置用于翻转膨胀囊56的空气。用于固化的蒸汽通过不锈软管91从锅炉92供应到用膨胀囊56拉进的穿孔的平放软管93中。
膨胀囊56是如内衬16所使用的至少一层树脂可浸渍材料的树脂浸渍管并且具有外部非渗透层。在将层16安装在管道12中之后，折叠膨胀囊并将其拉进翻转单元46直到完全穿过条带套(banding boot)51的表面。然后，在套的上方折叠囊，并牢固地捆绑囊。随后，拉进的内衬16捆绑至捆绑的膨胀囊56上方的条带套51。用于操作翻转单元的囊和翻转膨胀囊的翻转空气软管连接到翻转单元46。
根据本发明的另一个实施例，通过在美国专利No.4,064,211中描述的翻转方法在现有管道中安装内衬116。为了在内衬116的翻转端提供流通端口，设置如图10(a)和图10(b)所示的用于翻转内衬的端口套管117。套管117可以是刚性的，或者优选是柔性的以与容置人孔相配合。
套管117包括排气隔离配件118和冷凝排水管隔离件119。隔离配件118和隔离件119与如图2所示以及上文所详细描述的设置在拉进内衬16上的隔离配件相同。图2示出了一个配件的截面图。
套管117设置于现有管道的容置端，且内衬116通过套管117翻转并被限制。此时，端口118和119使用结合图7(a)-图7(g)和图8(a)-图8(b)所概述的工艺形成。
图12(a)-图12(d)和图13(a)-图13(d)示出了隔离配件201连接到现场固化内衬。隔离配件201具有：管状部204，其具有外螺纹204a和开槽凸缘202；以及渐缩空气/蒸汽壁203，其向下突出到充胀的现场固化内衬。内衬可以是如图12(a)-图12(d)所示的翻转内衬206，或者是如图13(a)-图13(d)所示的拉进充胀内衬207。在这两种情况下，隔离配件201使用带子(webbing)或条带(strap)208安装到充胀内衬中，该带子或条带208穿过内衬的下方，并通过在配件201每一侧上的棘轮带209而结合到隔离配件201。
特别地，回到图12(a)-图12(d)，其以截面图示出了顶部设置有隔离配件201的翻转现场固化内衬206。内衬206包括内部树脂浸渍层206a和外部浸渍层206b以及非渗透内层206c。在内衬206的周围缠绕保护片211，以覆盖树脂浸渍层206中暴露的树脂。带子208位于完全翻转并充胀的内衬206的下方。带子208的端部插入到一对棘轮211中。具有棘轮带钩207的一对棘轮带206插入到隔离配件201上的开槽凸缘202中。
隔离配件201包括用于容置如图2所示的螺纹盖38的外螺纹端204。由于螺纹盖38处于适当的位置，因此棘轮211被拧紧以在内衬201内产生凹陷213。类似于结合图7(a)-图7(g)中使用的孔锯或组件212插入到隔离配件201中的适当位置内。在内衬206中形成钻孔217，且空气/蒸汽阻挡壁203进入内衬206的内部。在这一点上，棘轮带209完全被紧固以定位(position)隔离配件201，从而准备好与如结合图7(a)-图7(g)所述工艺一致地容纳蒸汽。这在图14(a)-图14(g)中详细描述的步骤中示出。
现在参考图13(a)-图13(d)，其以截面图示出了隔离配件201置于顶部的拉进现场固化内衬207和完全翻转膨胀管251。内衬207包括内部树脂浸渍层207a和外部浸渍层207b以及非渗透外部涂层207c。带子208设置于完全翻转和充胀的内衬212的下方。带子208的端部插入到一对棘轮211中。一对棘轮带209插入到隔离配件201上的开槽凸缘202中，其中每一个棘轮带均具有棘轮带钩212。
隔离配件201包括用于容置如图2所示的螺纹盖38的外螺纹端204。当螺纹盖38就位时，棘轮211被拧紧以在内衬207内产生凹陷213。将类似于结合图7(a)-图7(g)中使用的孔锯或组件212插入到隔离配件201中的适当位置内。在内衬207中形成钻孔217，且空气/蒸汽阻挡壁203进入内衬207的内部。在这一点上，棘轮带209完全被紧固以定位隔离配件201，从而准备好容纳与如结合图7(a)-图7(g)所描述的方法一致的蒸汽。
在使用水翻转方法的传统的拉进充胀安装方法中，由于向下的管内的水柱的高度，囊和内衬内的压力被维持。通过使浸渍内衬暴露于热而开始固化。这通常通过将热水引入到翻转管内或者通过使热水在再循环软管中循环而实现，该再循环软管通过连接至翻转囊尾端的一段绳索被拉进翻转囊内。通常，固化耗时约3至5小时，这取决于所选树脂的类型和内衬的厚度。在固化之后，需要进入下游人孔以在去除膨胀囊之前释放固化后的热水。
对于中等和大直径内衬，这将产生严重的问题，尤其是在对具有如图1所示的显著斜面的典型公路管路更换内衬时会产生严重的问题。不但所需的水体积大，而且来自竖直降落的附加压力将使膨胀囊破裂。为了避免这种问题，期望使用空气充胀且使用蒸汽固化。另外，通过蒸汽获得的能量将更快地固化内衬，并且能量成本更低。
例如，下面的表1示出了用于固化具有9.5英尺向下的管和3.5英尺下游的、114英尺长且直径为42英寸的现场固化内衬时，水和蒸汽固化所需要的能量和水的比较。
表1
对于CIPP用于蒸汽固化和水固化所需要的能量和水的比较
42″直径114.1英尺的CMP(101CMP+9.6英尺(ft)向下的管+3.5下游端)
地面温度60没有地下水
水翻转和固化 空气翻转和蒸汽固化
108 ft×39.67#/ft树脂 4284
水的磅数 68,501 所需蒸汽的磅数@每磅蒸汽1.5磅树脂 2856
估计水的加仑数 342
水的加仑数 8,208 所使用的实际加仑数 225
水温 55 所使用的蒸汽的实际磅数 1878
固化温度 180
温差 125
加热水所需要的BTU 8,562,631
用五百万BTU锅炉加热的时间的小时数 2.4
固化时间：一个锅炉@三百五十万间隔烧制时(时间的20％)的小时数 2.5
固化所需要的BTU 1,750,000
估计的总BTU 10,312,631 用于蒸汽固化的BTU 1.821,362
总的加热和固化 5小时* 总的加热和固化 3小时*
1.空气翻转蒸汽固化使用的水为水翻转使用的水的2.7％；225加仑对8208加仑。(注意这不包括大多数水翻转中用于冷却所加入的水)
2.空气翻转蒸汽固化使用的能量为热水固化使用的能量的17.7％(用于蒸汽固化的1,821,362 BTU对用于热水固化的10,312,631 BTU)。
3.用于蒸汽固化的加热和固化周期为热水固化的周期的60％。
图3示出了用于连接拉进绳索以拉进内衬的隔离配件和限制板的位置。
在根据本发明优选实施例中使用美国专利No.5,154,536中披露的类型的典型翻转设备，该美国专利的内容通过援引并入本说明书。翻转设备可以水平地安装于主管的上游端。在捆绑之后，膨胀囊56和内衬16被捆绑在翻转端51。对阀47施压，并将囊56翻转到内衬16中。施加充分的空气压力到空气入口以实现翻转。随着润滑剂的供入，润滑剂被涂敷于囊56的表面，从而有助于在囊56的翻转过程中通过阀47上的压盖(gland)进行移动。
膨胀囊56可以包括在距囊的末端约2至4英尺处形成的空气释放通气孔。这样，随着囊的翻转，囊内的空气可以在穿过翻转设备中的阀之前被排出。如图所示，该通气孔通过在囊的顶层切割1/2英寸的孔并用两个相对的衬片(patch)覆盖它而形成。
调整翻转气源和囊压力以维持均匀的翻转速度。建议的压力为：
直径Psig 36”4.0 42”3.5 48”3.0 54”2.5
当翻转继续并且膨胀囊56接近下开口13时，翻转端通过图3和图4所示的拉进/限制板而停止。这示于图6。当翻转停止时，膨胀囊56内的空气压力保持不变。同时，如下在图7(a)-图7(g)所示的步骤之后在膨胀囊56中形成端口30，以安装如图7(g)所示的阀排气管61。浸渍树脂拉进内衬16在拉进端16a处设置有第二隔离配件31，以形成用于冷凝排水管64的第二端口63，如图8(a)和图8(b)所示。
在膨胀管56被完全翻转之后，去除盖38，并将球阀71安装在接头套管39上。闭合球阀71。将喷嘴72安装在球阀71上。将具有气钻(drill steam)74的孔锯73插入喷嘴72，并将线孔锯杆导管(thread hole saw stem guide)76固定至喷嘴72的端部。将钻孔器73连接至杆(stem)74。
球阀71在孔30或63处打开，启动钻孔器77以切割孔30或63，同时保持囊56内的空气压力。当端口30或63被完全切割时，闭合球阀71，并将钻孔器77和孔锯73从配件31上移出。然后将排气管(exhaust hoe)61连接于喷嘴72。
现在参考图8(a)和图8(b)，按照如图7(a)至图7(f)所示的相同的步骤形成冷凝端口63。在去除钻孔器77之后，将冷凝管压盖81放置于喷嘴72上，并将冷凝排水软管82放置在压盖81上，以到达囊56的底部。拧紧压盖81以防止软管82移动。
现在参考图9(a)和图9(b)，将蒸汽引入到连接的、穿孔的平放软管86中，以开始拉进内衬16和膨胀囊56中树脂的固化。在本发明的示例性实施例中，平放软管86是直径为4英寸的高温热塑性管。例如，1/8英寸的孔(orifice)。尺寸和间距可以依据锅炉以及内衬尺寸和长度而变化，在相对边缘处的折叠边缘上以一英尺间隔钻1/2英寸的孔。该孔板图案在内衬16的近端提供更多的蒸汽并保证即使软管86变扭曲也能进行良好的混合。这也确保了将蒸汽注入任何冷凝物中，所述冷凝物在管翻转内形成以固化被冷凝池(condensatepool)覆盖的内衬中的部分树脂。蒸汽从蒸汽入口软管供应至入口管路(inletline)以提供蒸汽，该蒸汽入口软管由阀导管调节以提供空气/蒸汽混合物。调节空气/蒸汽气流以维持约3-6psi的固化压力，直到混合的空气/蒸汽流的温度达到在排气管处测量的约170-220???的期望温度。
建议的加热和固化压力(单位为psig)如下：
管DR加热Psig固化Psig 506.06.0 605.05.0 704.24.2 803.73.7 903.33.3
根据具体的树脂和管厚度，一旦固化完成，就断开蒸汽流同时调节空气流以维持固化压力。调节排气阀同时在6点钟位置冷却至约130???，用于至少使内衬16和现有管道12之间接合。
一旦将温度冷却到期望水平，空气流压力降低至零；排气阀完全打开。任何可能聚集在囊内的冷凝物通过排气组件上的冷凝排水管去除。
可以容易地看出，根据本发明的方法容易地允许人们用适合于拉进充胀和翻转内衬的流过的蒸汽来获得空气膨胀和固化树脂内衬的优点。通过实施该方法，管状构件可以容易地穿过现有管线翻转。通过提供嵌入的用于形成选择性的可开口排气阀的隔离配件，可以保持翻转内衬或囊内的压力，且可以在不缩小充胀的内衬的情况下将充胀的拉进内衬和蒸汽引入到翻转进出端并流过固化内衬。这采用可从蒸汽中获得的更高的能量以固化树脂，其固化速度明显比可以采用循环热水固化树脂的速度更快。
由此可见，可以有效获得上述目的，其中一些目的在前述的说明中已变得清晰；并且，由于可以在不脱离本发明的构思和范围的前提下进行特定变化并实施上述方法以及所述构造，因此，包含在上述说明书中以及附图中所示的内容都应当被解释为示意性的而非限制性的。
还应理解的是，所述权利要求书旨在覆盖本说明书描述的本发明的所有一般和特定的特征，以及可能落入本发明的保护范围内的所有陈述。

Claims (23)

1.一种在不缩小内衬的情况下导入充胀的现场固化内衬的下游端的方法，包括：
将隔离配件连接到所述内衬的下游端的端部；
将导入排气套管和阀组件连接到所述隔离配件；
在不缩小所述内衬的情况下形成穿过充胀内衬层的孔；
隔离充胀内衬；以及
将排气软管连接到所述导入排气套管和阀组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述内衬是拉进内衬，该拉进内衬具有穿过形成于所述内衬的拉进端内的孔的隔离配件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中设置有具有连接的隔离配件的拉进套管；
拉动所述内衬穿过主管远端处的导入套管。
4.根据权利要求1所述的方法，包括：
在所述充胀内衬的下游端处，空气/蒸汽隔板与隔离配件紧固在一起；
将所述隔离配件紧固至形成有通孔的所述内衬；以及
将所述隔离配件紧固在适当位置。
5.根据权利要求4所述的方法，包括：通过紧固在所述充胀内衬周围的棘轮带将所述隔离配件紧固在适当位置。
6.根据权利要求1所述的方法，包括：
通过翻转所述内衬将所述内衬插入到主管中；以及
将一隔离配件连接到所述充胀内衬。
7.根据权利要求6所述的方法，其中设置具有连接的隔离配件的导入套管；
使所述内衬翻转穿过所述主管远端处的导入套管。
8.根据权利要求6所述的方法，包括：
在所述充胀内衬的下游端处，空气/蒸汽隔板与隔离配件紧固在一起；
将所述隔离配件紧固至形成有通孔的所述内衬；以及
将所述隔离配件紧固在适当位置。
9.根据权利要求8所述的方法，包括：通过紧固在所述充胀内衬周围的棘轮带将所述隔离配件紧固在适当位置。
10.一种用于导入充胀的现场固化管的下游端的导入隔离配件，包括：
中空管状管道，具有开槽凸缘和在所述开槽凸缘的一个端侧上延伸的渐缩的空气/蒸汽阻挡部；和封闭装置，用于封闭位于所述管状管道的相对端上的构件。
11.根据权利要求10所述的配件，还包括阀和切割组件，所述切割组件包括用于在所述充胀内衬中切割孔的孔切割器。
12.一种用于从第一进出位置到第二进出位置非开挖修复现有管线并使柔性树脂浸渍内衬从一个进出位置翻转至另一个进出位置以使所述内衬适应所述现有管线以及固化所述内衬和囊内的树脂的方法，包括：
在所述管线的拉进端处设置隔离配件；
提供柔性树脂浸渍内衬；
密封地接合所述内衬以隔离内部；
将空气引入到所述内衬中以将所述内衬翻转到所述现有管线内；
通过空气的引入速度和维持翻转内衬延伸至另一个进出位置的张力来控制所述内衬翻转的速度；
打开所述隔离配件同时维持所述内衬内部的压力，在不缩小所述内衬的情况下形成穿过所述隔离配件的端口；
将排气软管安装在导入的隔离配件上；
将蒸汽引入到所述内衬的内部，并允许蒸汽流过所述内衬，且通过所述排气软管排出；以及
使所述内衬和囊内的树脂固化。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述隔离配件在用于接收的进出位置形成于被拉进到所述现有管道内的现场固化内衬的一端，且所述现场固化内衬通过翻转膨胀囊充胀。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述隔离配件安装在所述用于接收的进出位置的导入套管上，且所述内衬翻转到所述套管内。
15.一种用于安装在现场固化内衬上的导入隔离配件，包括：
位于一端的、具有凸缘的中空管状管道；以及
位于另一端的、用于容置盖和辅助管线的结合装置。
16.一种用于导入充胀的现场固化内衬的端部的导入套管，包括：
一段管状材料，其尺寸设置为能容置充胀内衬，所述充胀内衬包括固定于其上的导入隔壁组件，所述组件包括中空管状管道，在所述管道的自由端具有结合装置。
17.根据权利要求16所述的导入套管，其中所述套管是一段现场固化管材。
18.根据权利要求16所述的导入套管，其中所述套管是一段刚性管状材料。
19.一种导入阀和排气套管组件，包括：
一段在两端均具有结合装置的管道；
设置在一端的可选择性闭合的阀；以及
压盖，用于容置结合至所述套管的自由端的孔锯的轴。
20.一种用于从第一进出位置到第二进出位置非开挖修复现有管线并使柔性树脂浸渍管内衬从一个进出位置翻转至另一个进出位置以使所述内衬适应所述现有管线并固化所述内衬和囊内的树脂的方法，包括：
在所述管线的远端设置隔离配件；
安装并打开所述隔离配件同时维持管内的压力，在不缩小所述管的情况下形成穿过所述隔离配件的端口；
将排气软管安装在导入的隔离配件上；
将蒸汽引入到管内，并使蒸汽流过所述管且通过排气软管排出；以及
使所述内衬和囊内的树脂固化。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述隔离配件在用于接收的进出位置形成于现场固化内衬的被拉进到所述现有管道内的一端，且所述现场固化内衬通过翻转膨胀囊充胀。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述隔离配件安装在所述用于接收的进出位置的导入套管上，且所述内衬翻转到所述套管内。
23.根据权利要求20所述的方法，包括：通过紧固在所述充胀内衬周围的棘轮带将隔离配件紧固到所述内衬的步骤。
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