CN1073681C - 给管道加衬的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于给管道加衬、特别是给需要修理的管道加衬的管道加衬方法和设备。该设备包括一个纵向延伸的衬圈(1)，所说衬圈(1)开始时横向卷曲在一预装位置，但能在一安装位置展开，从而形成一个纵向延伸的大体圆柱形的衬圈(1)，以便可靠近要加衬的或要修理的管道的内表面放置。衬圈(1)有纵向延伸的锁定边缘，当衬圈(1)处在卷曲的预装位置时，在把鱼雷形件(9)插入衬圈(1)，并且纵向移动所说部件时，所说边缘相互啮合。

Description

给管道加衬的方法和设备
技术领域
本发明涉及给管道加衬的方法和设备。具体而论，本发明涉及的为管道加衬的方法和设备专门用于修理位于难以接近的区域的、损坏的、磨损的、或泄漏的管道，例如下水管或其它位于地下的管道。
技术背景
携带例如水或废水的管道系统、其它的液体和流体输送系统，以及容纳例如通信线路的管道系统一般都位于地下，并且一般来说安装后都是难以接近的。在先前的美国专利No.5,119,862和No.5,351,720中公开了这样一些系统。
这样一些管道系统经过一段时间就可能损坏、磨损、或者例如在相邻管道部分之间的接合部开始泄漏。例如在上述美国专利No.5,119,862和No.5,351,720中公开了与这些系统相关的一些问题、以及一系列先前的修理方法和设备。
给损坏的管道加衬和/或修理损坏的管道，其中有的需要挖掘，有的不需要挖掘，这是公知的。这样的方法和设备利用了放在一个破碎的或损坏的管道内部的衬圈部分，所说破碎的或损坏的管道从一个卷曲的外形膨胀至衬圈被固定到管道内表面的最终的外形。可以使用各种装置(例如经一压缩空气源可膨胀的柔软弹性容器)从卷曲的衬圈内部施加内部压力，使所说衬圈径向向外膨胀进入最终位置。在施加径向膨胀力的过程中必须要保证：力(特别是过大的力)不得作用在损坏的管道上，否则将会使已损坏的管道进一步损坏。
本发明简述
本发明的目的是对现有的管道内部加衬的方法和设备、尤其是修理方法和设备，进行改进。虽然期望本发明在修理方面有其最大实用性，但也期望在需要修理之前可以使用本发明的加衬设备。
本发明提供的方法和设备不需要向自己损坏的管道部分施加显著的内部压力，因此没有使已损坏的和/或磨损的管道部分可能发生额外损伤的风险。进而，实现本发明不必使用压缩空气设备。此外还有，用本发明的方法和设备修理的管道接合部是稳定坚固的，并且完全密封，因此这种修理是长期耐用的。
为此，本发明涉及一种用于修理管道的加衬设备，其中由于其开放的横截面，可把横向截面螺旋卷曲的一个塑料片卷到一个转盘上。这样一种用于塑料的转盘是公知的。
有开口的横截面的纵向边缘有一个配接的或互补的外形。这样的外形例如可取配接的锯齿部分的形状，从而在圆柱形管道衬圈内形成螺旋形塑料片的机械锁定。
从远处入口室把螺旋形卷曲的塑料片或衬圈拉入正在修理的管道内，例如下水道内，从而把衬圈按卷曲的外形首尾相接地定位在下水道内。
一旦卷曲的衬圈在下水道内准确就位，可通过一个缆绳拉住一个鱼雷形状的部件或鱼雷形件穿过该衬圈。所说鱼雷形件的直径(ID)最好略大于衬圈的期望内径，因此当拉住所说鱼雷形件通过螺旋形的衬圈时，使衬圈充分展开，使得衬圈的配接锁定边缘排齐，并且把所说衬圈固定成靠近正在修理的管道的内表面的一个期望的圆柱形状。
具体而论，当所说鱼雷形件的最大直径通过沿卷曲的衬圈的长度方向的一个指定位置时，使所说衬圈的相应纵向边缘的膨胀略有过度。当鱼雷形件通过时，由于制造衬圈的材料的内部应力或锁定应力，先前卷曲的衬圈趋向于沿保持它原先卷曲的外形的方向移动。在这种移动期间，所说边缘的锯齿形或其它配接的机械锁定形状啮合，并使衬圈保持为期望的圆柱外形。由于锯齿形或其它机械锁定形状是在该塑料衬圈的纵向边缘表面，所以最终的横截面最好是圆形的，而没有重叠。
在本发明的另一个实施例中，衬套在展开位置的锁定方法除了上述的边缘机械锁定以外还可包括：至少在锁定边缘附近的衬圈上使用热固的、热塑的、或热熔融的涂料，对涂料加热，使涂料熔化，其中包括在衬套的锁定边缘上的涂料的熔化。通过撤去加热源，把衬套的边缘焊在一起。加热并熔化例如热塑涂料层的一种方法就是借助于埋置在涂料层中的电阻元件，即电热丝。在鱼雷形件的上述移动后，衬圈一旦就位，就把电流加到电阻元件上，从而使边缘处的塑料熔化，并把两个边缘融接在一起。
作为一种替换，为了融接塑料衬圈的锁定边缘，可提供一定数量的溶剂，以便用化学方法融接所说边缘。
可以设想，塑料衬圈可由高密度的聚乙烯或者较软的PVC制成。也可以使用其它塑料。可以设想，鱼雷形件可由能实现这里描述的功能的任何适宜材料制成，其中包括金属和/或塑料和/或它们的组合，鱼雷形件的内部和外形结构及形状也可取任何适宜的形式，其条件只是所说鱼雷形件具有可实现这一功能的足够好的结构整体性。
附图简述
在下面参照附图对本发明的优选实施例的详细描述中，本发明的上述目的和其它目的、特征、和优点将变得更加清楚明白，这些附图是作为非限制性的实例给出的，其中：
图1表示本发明的衬圈的横向剖面，所说衬圈处在卷曲的预装外形中；
图2示意地表示一个处于卷曲的预装外形中的衬圈从一个存贮转盘加入到一个下水道系统，用于给至少一部分下水道系统加衬；
图3表示处在展开的安装外形的衬圈的横向剖面；
图4详细地表示了图3所示的衬圈的一部分；
图5示意地表示定位在卷曲的衬圈的长度的一端内的一个鱼雷形部件，所说衬圈定位在要加衬的或要修理的一个管道部分内，在此之后移动该鱼雷形部件通过衬圈使衬圈展开，从而使锁定边缘啮合，因此使衬圈取它的展开的锁定外形；以及
图6表示该鱼雷形部件；
图7类似于图4，表示衬圈的锁定边缘的一种替换形式。
就附图而论，已足够描述本发明的结构，从而简化了说明，这一说明是本领域内普通技术人员容易理解本发明的下述原理并因此能制造和使用本发明所必须的。
图1表示处在松散卷曲外形的塑料片1，所说塑料片例如用作地下管道的衬圈。该衬圈有一对纵向延伸的边缘部分2、3，如下面将要描述的那样，所说边缘部分2、3被锁定在最终的外形中。
在图2中，所示的卷曲的衬圈1从存贮转盘4加入一下水管道系统5，确切地说进入需要修理的长管或管道6中。可以使用一安装缆绳11施加拉力，从而可在打开衬圈时纵向延伸卷曲的衬圈1。
如图3和4所示，卷曲的衬圈1的纵向边缘2、3有一个配接的或互补的外形。这些外形例如可取为配接的锯齿形表面2a、3a，例如图4的详图所见。当使该衬圈从图1所示的外形展开到图3所示的外形、即变为圆柱形管道衬圈时，这些表面2a、3a起一个机械锁的作用。
要完成一次修理，通过缆绳7例如从远处的入口室8把螺旋形卷曲的塑料片形式的衬圈1拉入要加衬圈的管道或“主管道”中，例如下水道，从而使该衬圈以卷曲的外形首尾相接地定位在下水道中。
图5所示的卷曲的衬圈1在要修理的(或者在要用衬圈加衬的任何情况下的)下水道管6中首尾相接地放置。一旦卷曲的衬圈1在下水道管中准确就位，一个鱼雷形的部件，或者叫鱼雷形件9就被缆绳7拉住通过衬圈1。把一个控制缆绳10固定到鱼雷形件的相对端。当然，在安装鱼雷形件9之前，衬圈1处在图1所示的卷曲外形中。如果必要，可首尾相接地定位卷曲的衬圈的附加部分(一个或多个)，可通过公知的方法，其中包括机械连接、或塑料或化学方式熔融各端头在一起。
如图6所示的大体和鱼雷形件9的最大直径相应的衬圈1的直径(ID)最好略大于衬圈1的期望内径，从而，当拉住鱼雷形件通过卷曲的衬圈时，使衬圈打开得很充分，进而使衬圈1的配接锁定边缘2、3对齐，并且保证衬圈变为靠近该管道或主管的一个期望的圆柱形状。
确切地说，当鱼雷形件的最大直径沿卷曲的衬圈的长度方向通过一指定位置时，衬圈的各个纵向边缘的位置大体呈相互面对面的关系，因此当鱼雷形件通过时，由于制造衬圈的材料的内部应力或锁紧应力的作用，先前卷曲的衬圈趋向于沿保持它的原先的卷曲外形的方向移动。在这样一种移动期间，这些边缘的锯齿形或其它配接的机械锁定形状2a、3a相互啮合，并使衬圈1保持在期望的圆柱外形。由于锯齿形、或其它机械锁定形状是在塑料衬圈的纵向边缘表面，因此最终的横断面最好是圆形的，而不重叠。
在本发明的另一个实施例中，衬套在非卷曲位置的锁定方式除了上述的边缘机械锁定外，还可包括使用可热固的涂料、热塑涂料、或热熔融涂料，将它们涂在衬圈上，至少是在靠近锁定边缘的位置，从而在衬圈膨胀进入已展开的安装位置后，可对涂料加热，使涂料熔化，其中包括使衬套的锁定边缘上的涂料熔化。通过撤去加热源，使衬套边缘焊在一起。加热熔化热塑涂层的一种方法例如是借助于埋入涂层中的电阻元件，即电热丝。在上述鱼雷形件移动之后，衬圈一旦就位，电流就加到该电阻元件上，从而熔化了边缘处的塑料并把所说边缘融接在一起。
作为一种替换，可提供一定数量的溶剂来熔融塑料衬圈的锁定边缘，从而可用化学方法融接这些边缘。
可以设想，该塑料衬圈可由高密度聚乙烯或较低的PVC制成。也可以使用其它的塑料。可以设想，鱼雷形件可由任何适宜的材料制成，其中包括金属、塑料、合金、或者其它适宜完成这里所述的功能的材料，鱼雷形件的内部和外部结构以及形状也可采用任何适宣的形式，其条件是所说鱼雷形件具有足够好的结构完整性以实现它的功能。
这里使用的术语“鱼雷形件”的目的不是在于把本发明限制在部件9的一个特殊的形状上。事实上，该术语旨在概括包括一个逐渐变细的导向端在内的、可使卷曲的衬圈容易膨胀的任何其它形状。
最后要指出，虽然参照特定的装置、材料、和实施例描述了本发明，但应该理解，本发明不限于这里公开的特例，本发明可扩展到在权利要求书范围内的所有的等同物上。
图7表示图4所示的锁定边缘的一种变化。其中，锯齿表面2a包括一个靠紧主管道6的延伸部分12，在所说衬圈取安装位置之前所说延伸部分12就位。在借助于鱼雷形件9膨胀期间，锯齿表面3a的配接部分13与表面2a的延伸部分12啮合，从而可防止衬圈1相对于主管道的过度膨胀，并可保证衬圈1的边缘2和3的准确装配和锁定。
工业应用
这里公开的发明可应用到给管道加衬的方法和设备上，特别是针对修理位于难以接近的区域的损坏的、磨损的、或泄漏的管道的方法和设备，所说管道例如是这里描述和表示的位置地下的下水管或其它管道。

Claims (14)

1、一种用衬圈(1)给管道加衬的方法，所说衬圈纵向延伸并且横向卷曲在一预装位置，所说衬圈具有纵向延伸的锁定边缘(2、3)，所说衬圈能够在一安装位置展开以形成纵向延伸的大体圆柱形的衬圈，从而可靠近要加衬的管道的内表面放置，所说方法包括如下步骤：
把在要加衬的管道(6)内的一预定长度的所说衬圈(1)定位在所说衬圈的所说卷曲预装位置：
在所说预定长度的所说衬圈(1)的一端放置一个鱼雷形件(9)；以及
施加一个力以纵向移动所说衬圈(1)内的所说鱼雷形件(9)，从而把所说衬圈从所说卷曲的预装位置移动到所说展开的安装位置，由此，纵向位于所说衬圈(1)中的所说鱼雷形件(9)的运动使所说衬圈(1)的所说锁定边缘(2、3)相互啮合，从而使所说衬圈锁定在靠近管道(6)中加衬的内表面处。
2、如权利要求1的方法，其特征在于，它还包括：
完成一个附加步骤以强化所说衬圈(1)的所说边缘(2、3)的锁定就位。
3、如权利要求2的方法，其特征在于：
所说衬圈(1)由塑料制成；并且
所说附加步骤包括：熔化所说边缘以便把所说边缘融接在一起。
4、如权利要求2的方法，其特征在于：
所说衬圈(1)由塑料制成；并且
所说附加步骤包括：在所说边缘(2、3)上加上溶剂以便用化学方法把所说边缘融合在一起。
5、如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该方法包括提供一鱼雷形部件(9)，其具有略大于处于展开的安装位置的衬圈内径的最大外径；并使所说鱼雷形部件(9)在所说衬圈(1)内纵向移动以使所说衬圈(1)从所说卷曲的预定位置扩展，并当所说鱼雷形部件(9)被驱使通过所说衬圈(1)时，使其充分扩展到一预锁定位置，并且，在所说鱼雷形部件(9)通过后可缩进到安装位置，借此啮合所说衬圈(1)的所说锁定边缘(2、3)，从而使所说衬圈(1)在靠近要加衬的管道(6)的内表面处锁定就位。
6、一种管道加衬设备，包括：
一个纵向延伸并且横向卷曲在一预装位置的衬圈(1)，所说衬圈(1)能够展开而进入安装位置，以形成纵向延伸的大体圆柱形的衬圈，从而可在要加衬的管道(6)的内表面附近放置；
所说衬圈(1)具有纵向延伸的锁定边缘；以及
一个用于插入处于所说卷曲的预装位置的所说衬圈内的部件(9)；
所说部件(9)具有基本上等于处于所说安装位置的所说衬圈内径的最大外径，因此当所说部件(9)放在处于所说预装位置的所说衬圈(1)的预定长度的一端并且纵向移动所说部件(9)使其与衬圈(1)相接触地从所说衬圈(1)穿过时，所说衬圈(1)从所说卷曲的预装位置移动到所说展开的安装位置，借此啮合所说衬圈(1)的所说锁定边缘(2、3)，从而使所说衬圈(1)在靠近要加衬的管道(6)的内表面处锁定就位。
7、如权利要求6的管道加衬设备，其特征在于：
所说衬圈(1)由塑料制成。
8、如权利要求6的管道加衬设备，其特征在于：
所说衬圈(1)由高密度聚乙烯制成。
9、如权利要求6的管道加衬设备，其特征在于：
所说衬圈(1)由聚氯乙烯制成。
10、如权利要求6的管道加衬设备，其特征在于：
所说部件(9)是鱼雷形的。
11、如权利要求6的管道加衬设备，其特征在于，它还包括：
沿所说展开的衬圈移动所说部件(9)的装置(11)。
12、如权利要求11的管道加衬设备，其特征在于：
所说移动装置(11)包括至少一根缆绳。
13、如权利要求6的管道加衬设备，其特征在于：
所说部件(9)具有一整体结构，所说整体结构包括当所说部件(9)纵向穿过所说衬圈(1)时为从所说卷曲的预安装位置展开的所说衬圈(1)施加一内力的装置。
14、如权利要求6至13中任一权利要求所述的管道加衬设备，其特征在于：
所说鱼雷形部件(9)具有略大于处于所说安装位置的所说衬圈内径的最大外径，因此当所说部件(9)放在处于所说预装位置的所说衬圈(1)的预定长度的一端并且被纵向移动时，所说衬圈(1)从所说卷曲的预装位置移动到所说展开的安装位置，借此啮合所说衬圈(1)的所说锁定边缘(2、3)，从而使所说衬圈(1)在靠近要加衬的管道(6)的内表面处锁定就位。
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