CN102549517A - 用于填充衬管的系统 - Google Patents

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Abstract

系统用于向衬管注入环氧树脂及其硬化剂，其包括：具有设置有泵(5)的排出管道(3)的环氧树脂储料罐(1)，具有设置有泵(6)的排出管道(4)的硬化剂储料罐(2)。每根排出管道(3，4)通过流量计(9，10)。控制单元(25)用作处理流量计(9，10)的信号，其中树脂的流量值被用作控制变量。其中期望的混合比可被设置为参数的控制单元25，设置或重新调节硬化剂泵以达到所需硬化剂的精确量。三通阀(13、14)被构建到每个环氧树脂和硬化剂排出管道(3、4)中，位于泵(5、6)和流量计(9、10)的下游。从三通阀(13，14)开始，管道(15，16)返回通入相应的储料罐(1，2)中，另一管道(17，18)通向混合喷嘴(19)。另外，每个设置有阀门(23，24)的重新填充管道(21，22)通入相应的排出管道(3，4)，这样系统能够自己重新填充。

Description

用于填充衬管的系统
技术领域
本发明涉及一种用于向衬管填充环氧树脂及其硬化剂的系统，用于连续注入。作为特点所述系统被设计为组合系统，如恰好所需要的那样，该组合系统允许树脂和硬化剂的混合、填充以及在回路中循环。
背景技术
使用衬管修复管道或者下水道管道的方法多年来已是众所周知，并且由于其节省费用和不必挖掘道路而得到越来越多的实际应用。原则上由针刺无纺布或者由玻璃纤维或者聚酯纤维构成的软管被套入受损的管道。软管材料首先被适合的树脂注入，其中例如使所述软管经过槽，或者将树脂通过开口泵入外侧涂有不渗透膜的软管内，该软管此后经过定径轧机(kalibierwalze)拉伸。为此所述软管在其上侧沿纵向被切开几个厘米，这样产生一个切口，喷嘴通过这个切口被插入到软管内部；该喷嘴被安装在泵软管的前端上并且反向于输送方向被插入软管中。通过这个喷嘴，树脂和硬化剂的混合物被泵入所述软管的内部。树脂-混合物泵入衬管形成隆起，由此在软管的内部形成有由树脂和硬化剂-混合物构成的块。喷嘴被拔出并且切口被粘结带封住。然后，软管连同这个隆起移动到所述定径轧机的入口处并在其轧辊之间被拉伸，从而树脂被深深地压入软管的内侧多细孔材料中。所述衬管内部多细孔材料的深入、连续、均匀的注入，对于硬化衬管的以后的稳定性具有决定性的意义。
树脂和硬化剂在被混合并被泵入管道之前被保存在单独的储料罐内。当树脂混合物应该被泵入衬管软管内时，那么树脂必须以正确的比例与硬化剂混合，该混合在泵送喷嘴内部的静态混合器中进行。从那里，最后的树脂-硬化剂混合物进入管道中，在该管道中然后定径轧机使其结合入管道中。
一些传统的系统利用液压升降缸运行，该升降缸分批地添加单独成分或者所述成分由螺杆泵输送。不能进行连续混合而只能总是分批地混合。另一方面，使用螺杆泵具有如下的缺点，即所述螺杆泵堵塞并且剂量精度不理想。两种成分的流量体积被检测和所需混合比和所需量被调节。然后这些目前被调节完毕的泵送参数就是固定值，这些固定值一方面有助于确定树脂的量另一方面有助于确定硬化剂的量，这两方面彼此独立。如果树脂或者硬化剂的粘度发生变化，或者阀门没有精确地被关紧或者被打开，或者在出现摩擦损失情形下，或者管道内阀门变脏等等，那么虽然所述树脂与所述硬化剂之间的混合比发生了变化，但是每个泵不顾该摩擦或该变脏以被调节完毕的参数(诸如转速或者叶片位置)进行泵送运行。由于这些原因，因此会出现如下情况：衬管未被察觉地具有树脂与硬化剂之间的错误的或者非最佳的混合比，并且这种状态下衬管被插入管道中。最终在例如长60m的经过修整的管道中间有数米不合格的衬管，该衬管已经不可能再被去除！该系统检测到混合比不是更精确并且能够最佳地关闭混合器。然后，操作人员却不得不手动重新设置正确的数值(诸如粘度、压力降等等)，直到混合比重新符合要求值为止。另外的缺陷在于，传统系统为了填充存储罐，就是说，为了填充环氧树脂和硬化剂，需要附加的单独的泵。为了填充必须挂起软管并且通常需要单独的设备。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种用于向衬管注入环氧树脂及其硬化剂的系统，该系统比现有技术的系统简单，需要最少的维护并且或者自动且准确地保持确定的树脂和硬化剂目标值或者将树脂与硬化剂的确定的混合比每次动态地保持在一个很窄的区域宽度内。在一个特别的实施中，所述系统在不需要外接泵的情况下应该也能够自动再填充。
这个目的通过一种特征在于权利要求1的、用于向衬管注入作为混合成分的环氧树脂及其硬化剂的系统得以实现。
在一个特别的实施中，如前序部分所述的系统的特征在于，为了填充储料罐，设置有截止阀的填充管道接入相应的排出管道中，这样泵能够可选地被用于所述系统的自动填充。
泵直接由与流量测量系统连接的控制单元按照树脂与硬化剂的正确的混合比进行调节。这意味着：如果数值之一与目标值产生偏离的话，无论是偏离树脂的目标值还是偏离硬化剂的目标值，那么通过重新调节相应的泵以便始终保持相同的精确的混合比。通过使何物确切在何时于何地和使用何样参数被泵入衬管内成为有据可查，所述系统还提供质量保障。在一个特别的实施中，所述系统能够借助于设置有接合器和阀门的附加填充管道，通过现有的输送和混合泵对其自身相关的用于树脂和硬化剂的储料罐自动填充。已经存在的泵的功能还会被扩展到在无外接泵的情况下填充树脂和硬化剂储料罐。
附图说明
下面参考附图中的示意性表示对所述系统进行阐述并对其功能进行说明。
具体实施方式
所述系统包括两个储料罐1，2。第一储料罐1装有环氧树脂，第二储料罐2装有硬化剂。从两个储料罐1，2中引出有排出管道3，4，该排出管道装置有阀门33，34，例如截止阀或者止回阀的形式，并且每个排出管道3，4穿过泵5，6。这些泵5，6在所示的例子中为齿轮泵，其中这并不是非此不可的。作为选择，例如也可以使用柱塞泵，那么为了调节传送效率可以通过例如伺服电机的驱动装置对该柱塞泵的泵行程进行调节。而齿轮泵具有如下优点，即它们基本上只由3个构件组成，即具备入口和出口的外壳，以及两个齿轮，至少一个齿轮被驱动。在渐开线啮合的外齿轮泵中，要被传输的介质在齿与外壳之间的空间内被传送。由于这种简单的构造，所述泵坚固耐用而价格低廉并且具有不会僵化的极大优点，即这种构造不会僵化，即使是其长时间不运行。此处使用的齿轮泵各由电子控制的电动机7，8驱动。
如上所述，在所述排出管道3，4从这些齿轮泵5，6引出后，所述管道3，4各被引导经过流量计9，10。其中涉及的是一个体积流量计或者质量流量计。质量流量计9，10可以是科里奥利质量流量计(CMD)，因为这种流量计特别精确。在被安装在此处的质量流量计上设置有显示单元11，12，这样可以立刻读出各个流量。数据通过电导线27，29被传输到中央控制单元25并在那里被处理。这个控制单元25被连接到泵(此处为齿轮泵5，6)的电动机7，8上。因此这些电动机7，8能够根据流量测量得到控制。
通过所述控制单元25能够非常准确地对树脂与硬化剂之间的混合比进行编程输入。其中一个混合成分的质量流量总是被用作第二成分的质量流量值的参考值，不论树脂或者硬化剂是否可以被作为第一混合成分。该参考值以及相应的泵功率为主导体(Master)，而泵是第二混合成分的从动体(Slave)。与确定流量值的树脂混合的例如硬化剂的质量流量通过该控制单元被计算出并且必须被严格遵守。当该控制单元通过流量测量系统已经在开始就判定出现偏差时，所述控制单元通过循环地或者动态地调节转数或者其他决定传送效率的参数使所述泵达到最佳混合值。同时混合比被记录下来，完全一样地被记录下来的还有实时被实际传送的两种成分的质量。这个记录此后被进行电子处理并且随后必要时还被打印。因此随时都能够为被泵入衬管内的树脂/硬化剂-混合物提供质量密封。
在所述泵5，6之外并且可选地在树脂和硬化剂用两个管道3，4的质量流量计9，10之前或者之后，这些管道各通入三通阀13，14或者通入具有三通阀效果的阀装置，其中从所述三通阀13，14或者阀装置出来的一条通路通入管道17，18，这些管道然后通入混合喷嘴19。在那里两种相互配合的成分进行有效混合，此后混合成分被输入衬管中。从这些三通阀13，14或者阀装置中引出的两根另外的管道15，16返回通入相应的成分储料罐1，2。所述储料罐1，2设置有料位测量传感器31，32，并且测量信号同样被传输到控制单元25。两个三通阀13，14与控制导线20相连，或者在具有三通阀效果的阀装置的情况下这个阀装置与控制导线20相连。在如图所示的该系统的一个特别实施中，设置有截止阀23的加料管道21通入用于树脂的储料罐1的排出管道3中，以及设置有截止阀24的相似加料管道22通入用于硬化剂的储料罐2中。
所述系统允许各种不同的运行状态。为了准备将两种成分泵送到混合喷嘴19中，阀门33，34被打开和三通阀13，14或者具有三通阀效果的阀门布置首先被如此调节，即所述两种成分通过回流管道15，16被泵送返回相应的储料罐1，2中，就是说所述两种成分循环流动。然后混合比和质量流量作为参数被输入到控制装置中。这也可以在所述泵5，6运行之前进行。树脂的质量流量或者体积流量被用作参考值，并且通过控制单元25计算出硬化剂的确定的关联流量值，并且泵6被自动调节到关联的传送效率。如果由于某种影响树脂或者硬化剂的质量流量或者体积流量发生变化的话，控制单元25在开始就立即判定出这个变化并且微调相应第二成分的泵，以使混合比总是恒定地在一个极狭小的区域宽度内变动。系统在循环模式中能够几乎“干”运转，而不进行实际混合，并且能够精确地测量和检验混合比。而成分已经以完美的、可检验的混合比和事先选定的质量速度在封闭的回路中被输送和相应地循环。当期望混合时，两个三通阀13，14或者具有三通阀效果的阀装置马上就被同步转换，这样成分被输送进入管道17，18并且因此被输送进入混合喷嘴19。
只要料位测量传感器显示储料罐内容物快用尽了，在成分缺乏之前系统就已经被自动停止。通常，系统由控制单元25自动停止或者当流量测量时被转入循环方式，即，质量流量测量或体积流量测量在选定的时间段期间探测偏离目标值的可调节区域宽度的偏差，并且该偏差被传送给控制单元25。当必要时，系统能够自己填充其储料罐。为此三通阀13，14或者具有三通阀效果的阀装置被转换到内部循环方式。只要被送达的储料罐或者容器的填充软管与截止阀23，24一连接，截止阀23，24便马上被打开。现在泵5，6可以被启动运行。因此这些泵从供货储料罐或者供货容器抽吸成分并将其内容物泵送到装置的储料罐1，2中。当料位传感器检测出确定的、可调节的最大填充料位后，控制单元25马上自动使系统停机，这样防止储料罐被过度填充。两个储料罐1，2由控制单元25控制能够一个一个单独地以这种方式被填充。当所述储料罐1，2被填充后，所述截止阀23，24被关闭以便如所期望地进行混合。

Claims (12)

1.用于向衬管注入作为混合成分的环氧树脂及硬化剂的系统，包括：具有设置有泵(5)的排出管道(3)的环氧树脂储料罐(1)，具有设置有泵(6)的排出管道(4)的硬化剂储料罐(2)，用于每根排出管道(3，4)的流量计(9，10)，以及设置在用于树脂和硬化剂的每个排出管道(3，4)中的三通阀(13，14)或者具有三通阀效果的阀装置，在所述三通阀(13，14)或所述阀装置旁具有返回通入相应的储料罐中的管道(15，16)以及通向混合喷嘴(19)的管道(17，18)，
其特征在于，设置有至少一个用于处理来自所述两个流量计(9，10)的信号和用于控制至少所述泵(5，6)之一的控制单元(25)，这样能够自动调节所述混合成分的混合比，其中：
a)或者来自一个控制单元(25)的一个混合成分的流量值能够被用作另一混合成分的参考值，并且借助这个控制单元(25)或者另外的控制单元能够调节所述泵的传送效率达到对于相应另一混合成分预先确定的混合比，或者
b)通过控制所述泵(5，6)的传送效率，所述两种混合成分的流量值可彼此独立地作为可输入到控制单元(25)中的目标值被遵守，并且当变化超出泵的能够被可选择地调节的区域宽度值时所述流量值能够被停止。
2.用于向衬管注入环氧树脂及硬化剂的系统，包括：具有设置有泵(5)的排出管道(3)的环氧树脂储料罐(1)，具有设置有泵(6)的排出管道(4)的硬化剂储料罐(2)，用于每根排出管道(3，4)的流量计(9，10)，以及设置在每根树脂和硬化剂用的排出管道(3，4)中的三通阀(13，14)或者具有三通阀效果的阀装置，在所述三通阀或所述阀装置旁设有返回通入所述相应的储料罐中的管道(15，16)和通向混合喷嘴(19)的管道(17，18)，
其特征在于，每次为了给所述储料罐加料，设置有阀门(23，24)的加料管道(21，22)接入所述相应的排出管道(3，4)中，这样所述泵(5，6)能够可选地被用于对所述系统自动加料。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，设置有至少一个用于处理所述两个流量计(19)的信号和用于控制至少所述泵(5，6)之一的控制单元(25)，这样能够自动遵守所述混合成分的所述混合比，其中来自一个控制单元(25)的一个混合成分的流量值能够被用作所述另一混合成分的参考值，并且借助这个控制单元(25)或者另外的控制单元能够将所述泵的传送效率调节达到对于相应另一混合成分预先确定的混合比，以及其特征在于，为了给所述储料罐加料，设置有阀门(23，24)的加料管道(21，22)接入所述相应的排出管道(3，4)中，这样所述泵(5，6)能够可选地被用于对所述系统自动加料。
4.根据权利要求1至2中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，设置有至少一个用于处理所述两个流量计(19)的信号和用于控制至少所述泵(5，6)之一的控制单元(25)，这样能够自动遵守所述混合成分的混合比，其中通过控制所述泵(5，6)的传送效率，两种混合成分的流量值可彼此独立地作为可输入到控制单元(25)中的目标值被遵守，并且当变化超出泵的被确定的区域宽度的值时所述流量值能够被停止，以及其特征在于，每次为了给所述储料罐加料，设置有阀门(23，24)的加料管道(21，22)接入所述相应的排出管道(3，4)中，这样所述泵(5，6)能够可选地被用于对所述系统进行自动加料。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的用于衬管注入的系统，
其特征在于，在树脂/硬化剂混合物的输送量和输送时间已经传送给所述控制单元(25)之后，借助至少一个控制单元(25)能够中断所述树脂/硬化剂-混合物向所述混合喷嘴的输送，以及
所述泵(5，6)能够自动被停止或者所述输送能够自动被转换为循环方式。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，所使用的泵为齿轮泵(5，6)，该齿轮泵各由专用的电动机驱动。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，所使用的泵为各由专用电动机驱动的齿轮泵(5，6)，并且至少这些电动机之一能够通过专用变频器被至少一个中央控制单元(25)控制。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，所使用的泵为各由专用电动机驱动的齿轮泵(5，6)，并且这些电动机每个能够通过专用变频器被专用的或中央控制单元(25)单独地控制。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，所使用的流量计(9，10)为科里奥利质量流量计(CMD)，用于按照科里奥利原理测量流体的流动质量。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，专用于所述系统的储料罐(1，2)设置有用于确定料位的测量传感器(31，32)；至少一个控制单元(25)能够获得所述传感器的信号；以及其特征在于，在达到在所述控制单元(25)上能够调节的填充料位后或者达到在所述控制单元(25)上能够调节的填充量后，所述泵(5，6)能够被自动停止运行。
11.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，所述泵为柱塞泵，为了控制所述传送效率可通过驱动装置或者伺服电机调节所述柱塞泵的泵行程。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的用于衬管注入的系统，其特征在于，所使用的三通阀(13，14)或者具有三通阀效果的阀装置，所述储料罐排出管道(3，4)中的所述阀门(33，34)以及所述泵管道(21，22)中的所述阀门(23，24)通过至少一个控制单元(25)能够被电力地、气动地、液压地操作或者被电机驱动。
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