CN101479518A - 内衬管道中已有连接器的修复 - Google Patents

Abstract

提供一种用于在内衬管道中内部修复连接器的方法和设备。所述连接器可以是可能突出或不突出到所述管道内的支管或组合制动装置。所述连接器在衬砌之前可进行加工。所述方法包括以下步骤：通过视觉或使用探针，例如所有涡流探针来确定所述连接器的位置，在所述连接器处，在所述内衬中形成孔，然后以密封垫片面向内衬的方式安装T型螺母，以将内衬保持在合适的位置，并且在所述T型螺母和内衬和所述连接器之间形成密封。所述设备包括接合到转台的发动机和T型螺母供给装置，所述转台具有用于安装T型螺母的驱动装置，所述T型螺母供给装置安装在用于将T型螺母装载到所述驱动装置上的滑道上，以用于安装T型螺母而无需在每一次安装之间拆卸组件。

Description

内衬管道中已有连接器的修复

相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求2006年4月27日递交的美国临时专利申请No.60/795,364，2006年5月16日递交的美国临时专利申请No.60/800,914，和2006年12月5日递交的美国临时专利申请No.60/872,826的优先权。

技术领域

本发明涉及用于内部修复内衬管道中的连接器的设备和方法，更具体地，涉及具有已经安装的组合制动装置(corporation stop)的管道中使用的内部修复。

背景技术

存在期望从流体输送总管道形成交叉或分支管线的各种情况。例如，在城市地区，通常需要将分支管线安装到总水管、气总管或污水总管。类似的需求也存在于例如化工管道行业等其他行业中。

在城市地区，许多总水管是很多年前建造的，管壁结构现在被严重侵蚀或毁坏。为了修复这种损坏，有人提议在这些管线内安装内衬来给系统提供新的防渗水壁。现有技术中具有用于将内衬插入现有管道中的很多不同方法。这些衬砌方法包括原位固化、折叠成型和直径减小方法，每一种方法均将内衬从管道一端插入另一端。但是，由于分支管线和用户连接器使主管道在各入口端交叉，从而使流体从主管线到分支用户管线自由流动，因此管线壁通常不连续。在现有的和新形成的入口端中，期望在交叉处使用组合制动装置来临时或永久控制流体。

期望的是，在衬砌操作之后内部修复连接器。要取得成功，修复必须在重新连接的部件(number)和内衬之间以及在重新连接的部件和分支或用户连接器之间形成密封。

在用户连接器情况下，在现有技术中存在各种组合制动装置。所有组合制动装置都存在一些缺陷。许多现有技术组件设计复杂，并且安装费时。已经开发出标准化机械来在处于压力下的流体输送管道中安装组合制动装置，例如由Mueller Co.制造的B-101钻孔和攻丝机。但是这种机器不是很适合用于已经装有内衬或使用合成内衬修复的管道。

授予McMillan等人的美国专利No.5,199,145公开了一种专为从外部安装在以合成内衬衬砌的管道中的现有技术的组合制动装置组件。虽然完全适用，但是这样的方法需要挖开埋地管道来从外部安装连接器。McMillan等人的组合制动装置具有柔性套管部件和带有增大头部的螺纹杆，并且通过紧固螺母安装到内衬管道中，所述紧固螺母与螺纹杆的颈部接合来将套管部件的下端推动到杆部的头部上方，以扩大管道内部的套管部件下端，从而与管道中的孔形成内部密封。

授予Driver等人的美国专利No.5,737,822公开了从管道外部安装外舌止动垫圈的另一个示例。其公开了与标准攻丝装置一起使用的组合制动装置组件，该攻丝装置包括螺纹杆，其具有增大的圆锥形头部，用于形成盲侧(blindside)密封。具有径向向里凸起的标准滑架(saddle)围绕所述孔设置在管道外侧壁上，并且容纳压缩环，该凸起接合压缩环中的凹槽。杆、滑架和压缩环彼此接合，以防止在安装过程中相对旋转。

虽然这些装置允许内衬管道中的连接器安装，但是其需要到连接器接头的外部入口。因此，期望提供一种改进的方法和设备来修复内部连接器，从而不需要在每一个连接器处进行挖掘。

发明内容

通常来讲，根据本发明，提供一种对内衬管道中的连接器处的流动进行内部修复以及内部密封连接的方法。孔形成在内衬中的所述连接器处，并且T型螺母安装到所述连接器中，用于修复连接器和将所述内衬保持在合适的位置，其中T型螺母具有管状部分和位于该管状部分一端的头部，并且具有围绕该T型螺母轴(shaft)的密封垫片(sealing gasket)。所述T型螺母可通过给所述管状部分设置自攻丝螺纹，或通过给所述管状部分设置用于压装入已有连接器内的压花表面来安装，或所述T型螺母旋入已经形成在所述连接器中的螺纹内。

根据本发明构造和布置的用于对所述连接器的流动进行内部修复的设备包括这样类型的机械手：其利用非开挖管道修复技术在内衬管道中用于检查和切割侧部连接。这样的装置配备有灯、照相机和定位切割装置。所述机械手具有带轨道的支撑雪橇和至少一个具有可旋转升高杆的定位发动机，所述升高杆可轴向移动和旋转。转台安装到所述升高杆，并且包括例如六角形驱动装置的驱动机构，用于在中心孔中安装具有可驱动形状的T型螺母。所述升高杆可定位成将所述T型螺母安装到已有连接器中。当安装完成时，所述升高杆升高并且转动，所述驱动装置与T型螺母接合，所述T型螺母放置在与所述发动机相邻的托架中并且安装到下一个连接器中。在安装完每一个T型螺母后，下一个可用的T型螺母通过驱动机构拾取来安装，无需从所述管线拆卸雪橇组件。

因此，本发明的目的是提供一种改进的方法，用于在内衬管道中修复连接器，以在所述连接器和所述内衬之间形成密封连接。

本发明的另一个目的是提供一种改进的方法，用于在内衬管道中内部修复连接器，以在所述管道的内外侧壁和所述连接器上形成密封。

本发明的又一个目的是提供一种改进的方法，通过从所述管道内部到所述管道内径在所述内衬中切割孔，以在内衬管道中修复连接。

本发明的另一个目的是提供一种改进的装置，用于内部修复内衬管道中的连接。

本发明的又一个目的是提供一种T型螺母，用于安装在连接器中来恢复使用。

本发明的其他目的和优点一部分是明显的，并且一部分从说明书显而易见。

因此本发明包括几个步骤，一个或多个这样的步骤相对于其他步骤的关系，和体现用于实现这样的步骤的结构、元件的组合和部件的布置特征的设备，全部在详细公开中进行了说明，并且本发明的范围将在权利要求中指出。

附图说明

参照下面结合附图的描述来更全面理解本发明，附图中：

图1是一段内衬流体输送管道的立体视图，所述内衬流体输送管道具有根据本发明布置的安装在流体输送管道上的组合制动装置；

图2A是流体输送管道的局部横截面视图，示出了安装在图1的具有突出的组合制动装置的流体输送管道中的内衬；

图2B是流体输送管道的另一个局部横截面视图，示出了安装在图1的具有平齐组合制动装置的流体输送管道中的内衬；

图2C是流体输送管道的又一个局部横截面视图，示出了安装在图1的流体输送管道中的内衬，所述流体输送管道具有安装在连接到所述管道外壁的外部滑架内的组合制动装置；

图3A是根据本发明的具有中心钻头(centering bit)的孔锯(hole saw)的立体视图，所述孔锯用于在内衬中形成两个同心孔；

图3B是根据本发明的孔锯片(hole saw bit)的立体视图，所述孔锯片用于在合成内衬中形成一个同心孔；

图3C是根据本发明的铣磨钻头(milling bit)的立体视图，所述铣磨钻头用于在合成内衬中形成一个同心孔；

图3D是根据本发明的具有中心钻头的铣磨钻头的立体视图，所述铣磨钻头用于在内衬中形成两个同心孔；

图3E是根据本发明的加热的孔锯片的立体视图，所述加热的孔锯片用于在合成内衬中形成一个同心孔；

图3F是根据本发明的加热孔锯片和中心钻头的立体视图，所述加热孔锯片和中心钻头用于在合成内衬中形成两个同心孔；

图3G是根据本发明的具有轴承端的铣磨钻头的立体视图，所述轴承端用于在内衬插入之前卸下组合制动装置的突出部；

图4是根据本发明的用于在组合制动装置中形成内螺纹的自对准丝锥的立体视图；

图5A是根据本发明的旋入组合制动装置中的自攻丝T型螺母的立体视图；

图5B是根据本发明的旋入组合制动装置中的具有直螺纹的带螺纹T型螺母的立体视图；

图5C是根据本发明的旋入组合制动装置中的具有锥形螺纹的带螺纹T型螺母的立体视图；

图5D是根据本发明的密封垫片的立体视图，所述密封垫片围绕T型螺母的轴放置并且旋入组合制动装置内；

图5E是根据本发明的包括密封垫片和密封垫圈的T型螺母组件的立体视图，所述T型螺母组件旋入组合制动装置内；

图5F是T型螺母和密封垫片的立体视图，所述T型螺母旋入根据本发明的组合堵塞组合制动装置内，并且包括根据本发明的密封垫圈；

图5G是具有内衬和根据本发明的修复组合制动装置的流体输送管道的剖视图；

图6是类似于图2的视图，示出了在组合制动装置和合成内衬之间形成内部密封连接的起始处的内衬中的同心孔；

图7是类似于图6的视图，示出了根据本发明的待插入合成内衬的孔内和组合制动装置中的T型螺母和密封垫片；

图8是类似于图7的视图，示出了根据本发明构造和布置的已安装的内部丝锥，所述内部丝锥实现组合制动装置和合成内衬之间密封；

图9是根据本发明另一个实施例的自攻丝T型螺母的立体视图，所述自攻丝T型螺母在引导端上具有钻头(drilling bit)，用于在内衬中形成同心孔；

图10是根据本发明又一个实施例的自攻丝T型螺母的立体视图，所述自攻丝T型螺母在引导端上具有冲头，用于在内衬中形成同心孔；

图11是根据本发明又一个实施例的T型螺母的立体视图，所述T型螺母具有压花主体和O型环密封圈，所述O型环密封圈具有在组合制动装置内径中辅助引导T型螺母的内部型模螺母(swage nut)；

图12是根据本发明的具有呈可拆卸六角形或其他形状驱动装置的转台的立体视图，在该驱动装置中具有用于在合成内衬中形成中心孔的钻头，以用于加工组合制动装置，用于攻丝并且用于安装T型螺母；

图13是根据本发明构造和布置的自动T型螺母装载机的立体视图；

图14是用于内衬管道中安装孔切割锯片和例如涡流探头等遥感技术的空气发动机的正视图；

图15是图14的切割/加工设备的立体视图；

图16是用于在图14和15的装载机上安装钻头的空气发动机的正视图；

图17是根据本发明构造和布置的具有装载机的组件的立体视图；

图18是图17的组件的发动机和模块装载机部分(cartridge loadersection)的立体视图；

图19是具有安装好的T型螺母的转台和具有图17的攻丝组件升高装置的机械手的立体视图；和

图20是六角形驱动装置的立体视图，所述六角形驱动装置具有图19中所示的转台的球形锁销。

具体实施方式

图1示出了安装在纵向延伸主管道13上的组合制动装置11。主管道或管路13可以是例如总水管、气总管、污水管等。在该例子中，管道13由钢制成，并且具有通常柱状内侧壁15，所述内侧壁15使用合成内衬17衬砌，合成内衬17由原位固化内衬或聚烯烃、例如聚乙烯或其他类似合成衬砌系统形成。

通常使用待原位固化的柔性内衬修复现有管道的公知方法是美国专利No.4,009,063和No.4,064,211中描述的Insituform

法，其内容通过引用并入本文。美国专利No.4,867,921和No.5,255,624中描述了另一种已知为NuPipe

法的修复方法，其内容通过引用并入本文。在该后一种方法中，大致刚性的替代管道以平伸或弯折的形状安装，并被加热和膨胀为原始管道形状。本领域技术人员熟悉的另一种管道衬砌方法是直径减小法，授予McMillan的美国专利No.5,923,663中对其进行了描述。授予Rodriguez等人的美国专利No.5,934,332中对另一种衬砌管道及其方法进行了描述，其内容通过引用并入本文。该后面的衬砌管道用于本文附图中所示的示例中。

图2A示出了管道13的局部横截面视图，其中示出安装在具有组合制动装置11的管道13中的内衬17，组合制动装置11没有完全连接到管道13。一般来说，组合制动装置通常如这里所示突出到管道内。组合制动装置11突出到管道13内，并且因而在内衬17中形成凹部。该凹部可通过将具有用于检测凹部位置的照相机的机械手插入管道中来搜寻。一旦找到凹部，则可由相同的机械手使用切割刀头(cutting tool bit)来在内衬17中在组合制动装置11的位置处形成至少一个孔。

图2B示出了管道13的局部横截面视图，其中示出安装在具有组合制动装置11的管道13中的内衬17，组合制动装置11不完全连接到管道13，并且没有突出到管道13内。

图2C示出了管道13的局部横截面视图，其中示出安装在具有组合制动装置11的管道13中的内衬17，该组合制动装置11没有完全连接到管道13，也没有突出到管道13内，并且连接到外部座架，所述外部座架连接到管道13的外壁。由于组合制动装置11没有突出到管道13内，因此在内衬17中没有可看到的凹部，并且拆卸掉任何临时插入的附件。在不采用视觉检测的情况下，可使用另一种检测方法来确定组合制动装置的位置，该检测方法使用安装在机械手上的例如涡流技术的遥感检测技术。一旦发现组合制动装置，可由相同的机械手使用切割刀头以在内衬17中形成至少一个同心孔。

图3A和图3B分别示出了一端具有中心钻头22和锯片26而另一端具有六角形端23的孔锯片21，以及一端具有锯片26而不具有中心钻头22且另一端不具有六角形端23的孔锯片21。中心钻头22用于在内衬17中钻出第一孔19，其中中心钻头22的外肩部24的尺寸为组合制动装置11的内径。锯片26用于在内衬17中钻出第二中心孔27，锯片26的尺寸为组合制动装置11的外径。应注意的是，大约同时钻出第一孔19和第二中心孔27。在没有中心钻头22的情况下，在内衬17中形成一个较大的孔27，其中锯片26的尺寸为组合制动装置11的外径。孔锯片21的六角形端23安装到转台61(图12中所示)中，并且使用止动环槽28固定。转台61驱动孔锯片23。转台61安装在标准的侧部修复切割机63上，侧部修复切割机63安装在变型的机械手上。安装在标准侧部修复切割机63上的空气发动机71可用作用于安装切割装置的一种替换方法，如图12和14中所示。

图3C和3D示出了在一端具有和不具有中心钻头25的铣磨钻头20。中心钻头25用于在内衬17中钻出第一孔19，其中中心钻头25的外肩部24尺寸为组合制动装置11的内径。铣磨钻头20用于在内衬17中加工出第二个同心孔27，其中铣磨钻头20尺寸为组合制动装置11的外径。应注意的是，第一孔19和第二孔27几乎同时进行加工。在没有中心钻头25的情况下，在内衬17中形成一个孔27，其中铣磨钻头20的尺寸为组合制动装置11的外径。安装在标准侧部修复切割机63上的空气发动机71用作用于安装切割装置的方法，如图14中所示。可选地，铣磨钻头20的六角形端安装到转台61中，并且使用止动环槽28固定。转台61驱动铣磨钻头23。转台61安装在标准侧部修复切割机63上，标准侧部修复切割机63安装在变型的机械手上。

图3E和图3F分别示出了一端不具有中心钻头31而另一端具有六角形端23的加热孔锯片29以及一端具有中心钻头22且另一端具有六角形端23的加热孔锯片29。中心钻头29用于在内衬17中钻出第一孔19，其中中心钻头22的外肩部24大小为组合制动装置11的内径。加热孔锯片29用于在内衬17中钻出第二同心孔27，其中加热锯片29的尺寸为组合制动装置11的外径。第一孔19和第二同中心孔27几乎同时进行加工。在没有中心钻头30的情况下，在内衬17中形成一个孔27，其中加热孔锯片26的尺寸为组合制动装置11的外径。加热孔锯片21的六角形端23安装到转台61内，并且使用止动环槽28固定。转台61驱动加热孔锯片23。转台61安装在标准侧部修复切割机63上，标准侧部修复切割机63安装在变型的机械手上，如图12中所示。

图3G示出了具有轴承端45的铣磨钻头20’的立体视图，所述轴承端45用于在内衬插入前拆卸组合制动装置11的突出部。现在参照图4，示出了具有自对准引导端32和六角形端33的丝锥31。丝锥31的六角形端33安装到转台61内(参见图12)，并且使用止动环槽34固定。丝锥31用于形成组合制动装置11的内孔螺纹。形成的螺纹为左旋螺纹，以在使用丝锥31攻丝或安装T型螺母36的过程中不会松开组合制动装置11。引导端32的尺寸为组合制动装置11的内径，并且如果需要，引导端32的端部削尖来去除材料或缩小(scale)。如果使用自攻丝T型螺母36，则不适用丝锥攻丝。

图5A示出了待旋入组合制动装置11中的自攻丝T型螺母36。自攻丝T型螺母36具有管状或引导端37和六角形端38。引导端37的尺寸为组合制动装置11的内径，用于笔直地引导组合制动装置11，并且防止形成交叉螺纹。六角形端38的中心具有钻出的六角形孔39。当使用自攻丝T型螺母36时，组合制动装置11不需要形成螺纹，因为自攻丝T型螺母36形成其自己的螺纹。优选地，螺纹为粗螺纹，以防止周围折断，并且螺纹设计为约10度，并且螺纹牙形窄，以在未知或变化的内孔直径情况下可在组合制动装置11中实现自攻丝。螺纹为左旋螺纹，以在自攻丝T型螺母36安装过程中不会松开组合制动装置11。自攻丝T型螺母36可通过六角形端38的外周驱入组合制动装置11中，或可通过在六角形端38内径中钻出的六角形孔39而驱入组合制动装置11中。T型螺母36可从内衬17内部机械拆卸或从外部通过进入组合制动装置11内孔拆卸。在需要盲孔连接的情况下(例如中止连接)，T型螺母36可制成不贯通。

图5B示出了待旋入组合制动装置11中的标准直螺纹(不是自攻丝)T型螺母36’。图5C示出了待旋入组合制动装置11中的标准锥形T型螺母36”。带螺纹的T型螺母具有引导端37和六角形端38。引导端37的尺寸为组合制动装置11的内径，以笔直引导组合制动装置11，并且防止形成交叉螺纹。六角形端38的中心具有钻出的六角形孔39。当使用T型螺母36时，组合制动装置11必须预先使用丝锥31形成螺纹。螺纹为左旋螺纹，以在使用丝锥31攻丝或安装T型螺母36的过程中不会松开组合制动装置11。T型螺母36可通过六角形端38的外周驱入组合制动装置11，或可通过六角形端38的内径中的钻出六角形孔39驱入组合制动装置11中。可从内衬17内部机械拆卸T型螺母36以进行修复或从外部通过进入组合制动装置11内孔拆卸T型螺母36以进行修复。在需要盲孔连接(blind connection)的情况下(例如中止连接(，abandoned connection))，T型螺母36可制成不贯通。

图5D为围绕T型螺母的轴放置并且旋入组合制动装置11中的密封垫片41的立体视图。图5E示出了具有密封垫片41和刚性密封垫圈35的T型螺母组件40的立体视图，密封垫片41和刚性密封垫圈35围绕T型螺母36的引导端37放置并且旋入组合制动装置11中。密封垫片41可以是管道中输送的流体可接受的任何适当的垫片材料，例如橡胶或可压缩合成材料。优选地，垫片41为EPDM橡胶或其他合适的弹性密封材料。图5F是具有密封垫片41和密封垫圈39的T型螺母组件的立体视图，且图5G是具有安装在组合制动装置11中的T型螺母组件的内衬管道的横截面。

图6-8示出在内衬17中设置的孔内的组合制动装置11中密封连接的安装。内衬17不渗水并且不透气。

图6示出了内衬17中在组合制动装置11和内衬17之间形成内部密封连接的起始处的孔14。图7示出待插入内衬17和组合制动装置11中的孔14内的具有或不具有密封垫圈35的自攻丝T型螺母36和密封垫片41。T型螺母36的密封垫片41和六角形端38推抵内衬17，并且在内衬17处形成到管道的密封连接，如图8中所示。这里，内部连接完全形成组合制动装置11和内衬17之间的内部密封连接。通常，一旦自攻丝T型螺母36安装在内衬17中，则其形成机械锁定点，并且将内衬17固定就位。

在所使用的T型螺母不是自攻丝螺母的情况下，如图4中所示的丝锥31用于为组合制动装置11形成螺纹。引导端32的尺寸为组合制动装置11的内径，并且如果需要，引导端32的端部削尖来去除材料或缩小。在组合制动装置11形成螺纹后，可将T型螺母36安装在设置在内衬17中的孔内的组合制动装置11中，如图6-8中所示。T型螺母36以密封垫片41面向内衬17的方式旋入组合制动装置11中，在组合制动装置11和内衬17之间形成内部密封连接。

图9中示出了待旋入组合制动装置11中的称为钻头自攻丝T型螺母46的另一种类型的T型螺母。自攻丝T型螺母46具有钻头引导端47和六角形端48。钻头引导端47的尺寸为组合制动装置11的内径，用于笔直引导组合制动装置并且直接在内衬17中钻孔来防止形成交叉螺纹。另外，钻头引导端47为组合制动装置11形成螺纹，并且抵靠内衬17形成密封。六角形端48的中心具有钻出的六角形49(未示出)。优选地，螺纹为粗螺纹，以防止周围折断，并且螺纹设计为约10度。自攻丝T型螺母46可通过六角形端48的外周驱入组合制动装置11中或可通过六角形端48的内径中钻出的六角形49驱入组合制动装置11。

图10中示出了待旋入组合制动装置11中的称为冲头自攻丝T型螺母56的另一种类型的T型螺母。自攻丝T型螺母56具有冲头引导端57和六角形端58。冲头引导端57的尺寸为组合制动装置11的内径，以笔直引导组合制动装置11并且直接在内衬17中冲孔来防止螺纹交叉。另外，冲头引导端57为组合制动装置11形成螺纹，并且抵靠内衬17形成密封。六角形端58的中心具有钻出的六角形59(未示出)。优选地，螺纹为粗螺纹，以防止周围折断，并且螺纹设计为约10度。自攻丝T型螺母56可通过六角形端58的外周驱入组合制动装置11中，或可通过六角形端58的内径中的钻出六角形59驱入组合制动装置11中。

当使用钻头自攻丝T型螺母46或冲头自攻丝T型螺母56时，内衬17中的最初的孔由钻头T型螺母46或冲头T型螺母56形成，同时为组合制动装置形成螺纹，并且密封内衬。在该情况下，图5F和图19中所示的密封垫圈39或139与图5F和图5G中所示的T型螺母36一起使用。当组合制动装置具有螺纹时，密封垫圈39或139不是必须的，因为T型螺母37上的螺纹可使用Teflon带进行包裹以形成密封。

图11中示出了待放置在组合制动装置11中称为压缩T型螺母66的另一种类型的T型螺母。这里，压缩T型螺母66具有压花主体70、O型环密封圈72和内部型模螺母(swage nut)73(未示出)，所述型模螺母73将压缩自攻丝T型螺母66的主体压抵组合制动装置11的内径。将螺纹杆或螺栓74在安装之前插入压缩T型螺母66中，并且顶紧使型模螺母73向外抵压压缩T型螺母66的主体，并且使螺纹杆或螺栓74抵压就位。然后将螺纹杆74卸下，并且重新装载机械手，用于下一个压缩T型螺母66的另一次安装。

在所有示出的不同T型螺母中，密封垫片41优选用于使用或无需密封垫圈39将内衬17抵靠管道11进行密封。

图12示出了具有可拆卸六角驱动装置62的转台61。转台61安装在标准侧部修复切割机63(未示出)上。转台61用于保持和驱动丝锥31、锯片21、插口(socket)和六角形驱动装置62，该插口用于从外部六角形驱动T型螺母，该六角形驱动装置62用于利用球形锁销64驱动六角形或其他形状的T型螺母的内径，以在使用自动装载机构操纵T型螺母时用于将T型螺母固定就位的同时向下移动管道并且防止T型螺母滑出(图13)。转台61由设置在承载标准侧部修复切割机机械手63的滑道上的发动机驱动。发动机安装在能够随着切割机机械手在组合制动装置11的附近轴向延伸和缩回而轴向移动的滑道上。安装在标准侧部修复切割机63上的空气发动机71可用作安装切割装置的另一种方法。

带有照相机和切割刀头的机械手组件101送入管道13内来寻找突出部，以视觉确定组合制动装置11的位置。一旦机械手找到组合制动装置11，则其用于在内衬17中形成一个或多个孔。在另一个示例中，涡流探针72可用于寻找制作组合制动装置11或主管道13的传导材料。探针72可安装到转台上且安装有切割刀头，以在组合制动装置11的突出部不可见的情况下或组合制动装置11已经特意在衬砌之前加工成与管道13的内壁平齐时确定组合制动装置11的位置。当探针72确定出黄铜组合制动装置11的位置时，信号发送给识别组合制动装置11的中心的操作员。此时，转台61或空气发动机71可旋转到允许切割刀头在内衬17中形成一个或多个孔的位置。一旦在内衬17中切割出孔，则带有自攻丝T型螺母46的另一个机械手插入管道13中以安装自攻丝T型螺母46和密封垫片，或在组合制动装置11已经具有螺纹的情况下，安装的T型螺母不是自攻丝螺母。

涡流探针72在圆柱形壳体73中安装有弹簧。以这种方式，探针72可延内衬17的表面行进，并且给操作者提供组合制动装置11的中心所在位置的强信号。除了涡流探针，可利用超声、穿透雷达、X射线、电流微分和声纳等定位连接。

图13示出了用于保持附加T型螺母的自动装载机。这不需要在修复后将机械手拉出管道、插入新的T型螺母，然后将其重新定位以在管道中安装另一个T型螺母。从时间方面考虑，这样做成本高。

气缸75安装在滑道的一个或多个分支上，所述滑道推动“滑动装置”，所述滑动装置将密封螺母的机架供应到机械手可操纵并且拾起一个T型螺母的位置。一旦T型螺母从机架移除，则气缸将滑动装置缩回，以使其不妨碍修复和密封操作。滑动装置和滑道允许用于多于一个螺母，如当前的图13所示和图17和18中所示。

图14示出了安装到标准侧部修复切割机63(未示出)上的空气发动机71。空气发动机71用于保持和驱动锯片21。空气发动机71可包括自定中心弹簧机构，该机构允许锯片自身与管道13的轴向对准。空气发动机71还可包括遥感技术，例如涡流探针72。感测探针可安装在弹簧机构中以与内衬17紧密接触，同时还在内衬17中形成同心孔的同时使切割刀头径向运动。这在图15中以空气发动机和感测设备的立体视图示出。图16为用于在图14和15中安装锯片21的空气发动机71的正视图。

有很多种方法将密封螺母装载在机械手上。例如，螺母可放置在六角形插口中。这易于形成间隙配合，并且可“摇晃”出插口。图13的用于将螺母拾出装载机架的机械手使用六角形驱动杆，该驱动杆安装在机械手的转台中。该驱动杆包括球形锁销(ball detent)，并且插入密封螺母的六角形孔内。驱动杆在一侧上具有球形锁销，这防止螺母从驱动杆滑脱，并且在使用自动装载机构(图13)操纵T型螺母时防止T型螺母滑出。图17-20的密封组件中示出了用于多个T型螺母的改进的装载机构。

现在参照图17-20，示出了根据本发明构造并布置的内部修复和密封组件。密封组件101包括具有一对滑道103和104的雪橇形式的框架102。照相机106设置在框架102的一端，大致在107处示出的发动机子组件包括电动机108，并且从照相机106向内的位置安装装载机109。装载机109包括具有模块滑架(cartridge slide)112的气缸111，模块滑架112连接到气缸111中的活塞。模块滑架112在如图19中所示的雪橇102中的凹槽105内滑动，并且装载多个T型螺母配件131。模块滑架112从气缸111延伸到下面描述的用于装载的T型螺母填充位置。

组件101包括在框架102相对端的机械手部分116。机械手部分116为具有延伸臂119的细长刚性电控气缸117，所述延伸臂119从气缸117延伸，气缸117可选择性地伸长或缩回。可选择顺时针或逆时针旋转的旋转气缸118安装到延伸臂119，且升高架120固定到旋转气缸118。具有六角形驱动装置122的转台121通过驱动轴110和第一万向接头124及第二万向接头126可操作地连接到发动机108。

通过设置例如旋转气缸118、延伸臂气缸119和升高架120等这些不同的部件，T型螺母131可成功安装到内衬管道的已有组合制动装置的孔内。如前面描述并且图19和20中所示的，带有密封垫片132的T型螺母131具有六角形基底133。在该情况下，基底133为六角形，其允许利用转台来安装，所述转台具有在密封和/或安装过程中用于转动T型螺母131的六角形主空腔。

在图17-20中示出的实施例中，T型螺母131包括如图20中所示的六角形内孔137。六角形驱动装置122包括用于将T型螺母131在拾起和安装过程中固定到六角形驱动装置122的球形锁销138。基本上刚性的密封垫圈139围绕T型螺母131的自带螺纹部分134安装，并且安装在可压缩密封圈132的中心内，以确保与管道中的已有组合制动装置形成密封。密封垫圈139由例如尼龙、LDPE、聚酯、聚缩醛、PTFE等基本上刚性的工程塑料形成，以辅助T型螺母131的基底和组合制动装置及带内衬的管道壁之间形成密封。

T型螺母131包括具有引导端136的圆柱形自带螺纹部分134。自带螺纹部分134包括防止折断的粗螺纹或设置为约10°的以容许在水公司内直径发生变化的粗螺纹。这也减小了使T型螺母131形成螺纹所需要的扭矩量。

再次参照图17、18、19和20，详细示出了具有多个托架113的模块滑架112的细部。这里，T型螺母131的自带螺纹部分134安装在托架113中，且六角形孔137面向管道的中心。在这种情况下，一旦内部修复已经完成，并且转台121设置在从气缸111延伸的模块滑架112的上方，则转台121可下降来允许六角形驱动装置122进入并且接合T型螺母131的内孔137。通过以顺时针方向旋转旋转气缸118和转台121，将T型螺母131从托架113卸下，并且易于安装到下一个待修复的组合制动装置中。照相机141和照相机安装托架142辅助T型螺母131在托架113中的视觉定位。

通过提供具有保持多个T型螺母131的模块滑架112的内部攻丝组件101，可完成几个内部丝锥，而无需从内衬管道拆卸内部攻丝组件101以重新装载转台121。

装载机部分109包括便于定位并且在定位并且安装T型螺母131时给操作者提供信息的照相机141。发动机108为可变速发动机，其提供用于将T型螺母131安装到现有组合制动装置中的适当速度。发动机108通常为电驱动。虽然内部修复和密封组件101以刚性雪橇102示出，但应可考虑在本发明范围内使用例如牵引机和/或机器(wheels)等任何机械手定位装置。此时T型螺母的安装可限制到连接器处的流动。在该情况下，可扩大连接器或组合制动装置的孔，并且可安装具有更大孔的更大直径的T型螺母来恢复完全流体流动。

可容易看出，根据本发明的方法易于使人方便地安装内部丝锥以连接并密封组合制动装置和合成内衬。因而可看出，可有效地获得从前述描述显而易见得出的目的中的上面提出的目的，并且由于在提出的结构中可进行一些改变并且可进行一些改变来执行上述方法而不偏离本发明的精神和范围，因此意思是，包含在上面描述中并且示出在附图中的所有内容应解释为示例性的，并且不是限制的意思。

还应理解，下面的权利要求旨在覆盖本文描述的本发明的所有一般的和特定的特征和本发明范围的所有陈述，从语言内容看，其可被认为落入其中。

可容易地看出，根据本发明的方法容易地允许人们方便地安装内部丝锥来连接和密封组合制动装置和合成内衬。因而可看到，可有效地获得上面提出的在从前面描述显而易见得出的目的中的目的，并且由于可对上述方法和提出的结构做出一些改变而不偏离本发明的精神和范围，因此意思是，包含在上面描述中并且示出在附图中的所有内容应解释为示例性的，并且不是限制的意思。

还应理解，下面的权利要求旨在覆盖本发明的所有一般的和特定的特征，其从语言内容看，可被认为落入其中。

Claims (28)

1.一种对具有安装于其中的内衬的管道已有连接器进行内部修复的方法，包括：

在所述连接器位置处，在所述内衬中形成孔；和

将具有管状部分和头部的T型螺母插入所述内衬中的所述孔中以及待接合在该孔内的所述连接器中，由此在内衬和所述管状部分和所述连接器之间形成压力紧密封。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接器为组合制动装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述内衬为合成内衬。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述T型螺母具有自攻丝外螺纹。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述T型螺母具有内部几何形状，并且由具有互补几何形状的驱动部件驱动。

6.根据权利要求1所述的方法，包括在插入所述连接器之前将密封垫片放置在所述T型螺母的管状部分上，以提高所述T型螺母和内衬之间的密封。

7.根据权利要求1所述的方法，包括将基本上刚性的密封垫圈放置在所述密封垫片和所述连接器之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，T型螺母具有待抵压到所述连接器中的外部压花表面。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接器突出到所述管道内，并且在安装所述T型螺母之前将所述突出部加工成与所述管道平齐。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接器突出，并且在衬砌所述管道之前加工所述突出部。

11.一种T型螺母，用于在具有安装于其中的内衬的管道中修复连接器并且与所述连接器形成密封，所述T型螺母包括：

基本上刚性的部件，其具有中空管状部分和在所述管状部分的一端的较长的头部，

所述管状部分的外表面具有用于与所述连接器内部接合的接合表面，和安装结构，用于允许在内衬管道中进行内部安装。

12.根据权利要求11所述的T型螺母，其中，所述中空管状部分为六角形，用于接合六角形驱动装置。

13.根据权利要求11所述的T型螺母，其中，所述管状部分具有自攻丝的外螺纹。

14.根据权利要求11所述的T型螺母，其中，所述管状部分具有用于在管道内衬中冲孔的引导端。

15.根据权利要求11所述的T型螺母，其中，所述管状部分具有引导端，所述引导端装配有用于在管道内衬中形成孔的钻头。

16.一种用于在具有内衬的管道中重新安装连接器的组件，包括：

细长框架，具有第一端和第二端；

照相机，设置在所述框架的一端，和机械手组件，设置在所述框架的另一端；

发动机，安装在所述框架上；

气缸，具有接合到模块发动机的模块滑架，所述模块滑架保持多个用于安装到所述管道中的连接器内的T型螺母；

所述机械手组件包括气缸，所述气缸具有可选择地旋转、伸长和缩回的臂；

升高架，安装到所述臂；和

转台，包括安装到所述升高架上并且可操作地连接到所述发动机的驱动部件，

由此，所述驱动部件可选择地设置为接合存储在所述模块滑架上的配件并且使用于安装到所述管道中的连接器内的所述配件定位。

17.根据权利要求13所述的组件，还包括在所述转台上的切割部件，用来在内衬中切割出至少一个用于插入所述T型螺母的孔(greening)。

18.根据权利要求13所述的组件，还包括安装在所述框架上并且朝向管道壁偏置的遥感机构。

19.根据权利要求18所述的组件，其中，所述遥感机构为涡流检测器。

20.一种衬砌具有至少一个连接器的管道的方法，包括：

在所述连接器内部形成螺纹；

衬砌所述具有内衬的管道；

在所述内衬中，在所述连接器突出到所述管道中的位置处形成至少一个孔；和

将T型螺母以密封垫片和密封垫圈面向所述内衬的方式旋入具有螺纹的所述连接器，以在所述密封垫片、合成内衬和组合制动装置之间实现压力紧密封。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述连接器为组合制动装置，并且所述孔尺寸为所述组合制动装置的内径。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述组合制动装置突出到所述管道内，并且在衬砌之前加工成与所述管道平齐。

23.根据权利要求21所述的方法，其中，使用例如涡流技术的遥感技术确定所述连接器的位置。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述遥感技术利用涡流检测。

25.根据权利要求1所述的方法，包括使用遥感装置确定所述连接器的位置的步骤。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述遥感装置为涡流检测器。

27.一种从内部确定连接器在内衬管道中位置的方法，包括：

提供携带遥感装置的机械手，和

将所述遥感装置偏置，以将所述内衬接合到所述连接器上并位于所述连接器上的准确位置。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述遥感装置为涡流检测器。

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