CN108370638B - 具有产生紫外光的灯的固化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固化设备，其具有至少一个紫外模块(3)，其中，所述紫外模块(3)具有用于照射所述管道(1)的内壁的至少一个紫外光源(6)，其中，引入所述管道(1)内的所述紫外模块(3)通过线缆(7)与处于所述管道(1)外面的控制装置(9)连接。本发明的任务是：提供一种固化设备，在所述固化设备的情况下，用于连接所述紫外模块(3)与所述控制装置(9)的所述线缆(7)具有相对于现有技术减小的横截面。由此，将能够完整无损地整修更长的导管线路区段。此外，将会降低所述线缆(7)中的电功率损耗。在此，本发明建议如下：在每个紫外模块(3)处布置有与所述线缆(7)和所述紫外光源(6)连接的至少一个运行装置(10)，其中，所述控制装置(9)通过所述线缆(7)操控所述运行装置(10)来运行所述紫外光源(6)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个紫外模块的固化设备，其中，紫外模块具有用于照射管道的内壁的至少一个紫外光源，其中，引入管道中的紫外模块通过线缆与处于管道外面的控制装置连接。
背景技术
由现有技术已知，为了整修铺设在土壤中的管道，在相应的管道内安装所谓的衬管(Liner)。衬管涉及由纤维材料构成的软管，所述软管以能够通过紫外光固化的树脂浸渍。在安装到管道内后，借助压缩空气将衬管压紧到管道的内壁处。然后使用固化设备使导体的树脂固化。固化设备具有多个彼此耦合的紫外模块，这些紫外模块中的每个配备有至少一个紫外光源。将由紫外模块构成的链引导穿过以衬管加衬的管道。由紫外模块的紫外光源发射的紫光光照射管道的内壁，由此使树脂固化。视管道直径而定，使用不同功率的紫外光源。
在已知的固化设备(参见例如DE 20 2005 020 431U1)的情况下，引入到管道中的紫外模块通过线缆与处于管道外面的、也就是说地面上的(主要呈开关柜的形式的)控制装置连接。在此，每个紫外光源配属有特别与其协调的运行装置，所述运行装置安装在控制装置中。通常，紫外光源涉及放电灯(例如水银灯)。运行装置设置用于，点燃放电灯并且在点燃后控制放电灯的运行电流。因为每个处于管道内的紫外光源必须一对一地配属有运行装置，所以连接控制装置与紫外模块的线缆包括作为各个紫外光源的电流供给线路的多个芯线(Ader)。大的运行电流流过大功率的紫外光源。相应地，线缆的芯线必须具有大的横截面。出于所述原因，线缆总体上具有非常大的横截面。由此引起如下缺点：线缆长度受限并且因此能够分别完整无损地整修的管道线路区段的长度受限。然而出于效率原因并且因此出于成本原因值得期待的是：能够完整无损地整修尽可能长的管道线路区段。由现有技术已知的固化设备的另一缺点是：由于流过线缆的电流供给线路的大电流，在线缆中产生非常大的功率损耗。
发明内容
在这些背景下，本发明的任务是：提供一种固化设备，在所述固化设备的情况下，用于连接紫外模块与控制装置的线缆可以具有相对于现有技术减小的横截面。由此，将能够完整无损地整修更长的管道线路区段。此外，应降低线缆中的电功率损耗。
本发明从开头提及的类型的固化设备出发通过如下方式解决所述任务：在每个紫外模块处布置有与线缆和紫外光源连接的至少一个运行装置，其中，控制装置通过线缆操控运行装置来运行紫外光源。
根据本发明的固化设备的特殊性在于如下：配属于相应的紫外光源的运行装置直接处于紫外模块处，也就是说，在待整修的管道内并且因此在紫外光源的紧挨着的附近。因此，在运行装置与紫外光源之间不需要跨接长的线路区段。用于连接紫外模块与处于管道外面的控制装置的线缆相对于现有技术需要连接有各个运行装置的更少的芯线作为电流供给线路。电流供给线路可以以更高的电压(例如线路电压)运行。相应地，功率损耗降低。因此，线缆的各个芯线可以具有更小的横截面。因此，整体上可以将线缆的横截面相对于现有技术明显地降低。线缆可以相应地更长，所述线缆例如借助车辆在线缆盘上运输到建筑工地/待整修的管道。本发明在实际情况中能够实现500m或更长的线缆长度。
优选地，根据本发明的固化设备的运行装置具有用于点燃构造为放电灯的紫外光源的点燃装置。点燃装置产生足够高的电压，使得放电灯点燃。
此外，运行装置根据目的具有电流供给电路，以便——也就是说，在放电灯已经点燃后——相应于放电灯的设计并且相应于所期望的紫外功率地控制和/或调节紫外光源的运行电流。
在一种优选的构型的情况下，连接紫外模块与处于管道外面的控制装置的线缆不仅如先前提及的那样具有两个或更多的芯线作为电流供给线路，而且附加地具有两个或更多的芯线作为数据线路。固化设备的两个或更多的运行装置——也就是说，各个紫外模块和紫外光源的运行装置——可以分别并联连接到电流供给线路和数据线路上。这意味着，多个运行装置连接到电流供给线路或数据线路的相同芯线处。相应地，相对于现有技术需要更少的芯线。
数据线路用于操控根据本发明的固化设备的运行装置。通过数据线路可以以已知的类型和方式实现数据总线。通过数据线路实现控制装置与运行装置之间的双向通信，使得可以单独地操控和监控紫外光源。在此，运行装置例如可以分别具有一个串行数据接口、优选RS485接口，所述数据接口使用数据线路的芯线用于运行装置与控制装置之间的数据传输。
在一种优选的构型的情况下，每个紫外光源的运行装置具有与电流供给线路连接的、输入侧的整流器和与整流器连接的、由微控制器操控的逆变器，所述逆变器在输出侧与紫外光源连接。在所述构型的情况下，运行装置类似如开关电源组(Schaltnetzteil)那样地构造。由施加在电流供给线路处的线路电压产生用于运行相应的紫外光源所需要的电压并且调节紫外光源的运行电流。运行电流调节借助微控制器实现，所述微控制器在此合适地操控逆变器。运行电流通过频率变化和/或脉宽调制控制。
在一种优选的构型的情况下，运行装置的逆变器在输出侧与电压升高电路连接，所述电压升高电路根据逆变器的输出电压的频率在紫外光源的连接端子处产生相对于紫外光源的运行电压升高的点燃电压。为了点燃通常用作紫外光源的放电灯，必须产生千伏范围内的点燃电压。这是能够实现的，例如其方式是：将由扼流圈和电容器构成的谐振回路在输出侧与逆变器连接。通过合适地控制逆变器的频率，在其谐振频率附近运行谐振回路，使得在所述谐振回路中，相应高的电压下降，所述电压足够用于点燃放电灯。
此外，根据本发明的固化设备的运行装置根据目的具有与微处理器连接的或集成到微控制器中的电流测量装置，所述电流测量装置测量流过紫外光源的电流。这能够实现，借助微控制器调节运行电流。
在根据本发明的固化设备的一种优选的构型的情况下，连接紫外模块与处于管道外面的控制装置的线缆构造为牵引线缆，借助所述牵引线缆，多个同类的、相继排成行的且彼此耦合的紫外模块能够运动通过管道。将彼此耦合的紫外模块借助线缆慢慢地牵引通过管道。在此，将树脂浸渍的衬管在紫外模块的运动方向上根据长度固化。
在根据本发明的固化设备的另一优选的构型中，每个紫外模块具有一个或多个与运行装置连接的或集成到运行装置中的温度探头。温度探头例如可以涉及测量在管道的内壁处的表面温度的红外传感器。
浸渍衬管的合成树脂的固化通过聚合作用实现，所述聚合作用通过紫外辐射触发。聚合作用是放热反应，在所述放热反应的情况下释放热量，所述热量导致在管道的内壁处的温度升高。温度上升不允许太强烈，因为这可能导致过热。衬管的材料或者甚至管道的材料可能熔化。可能也存在火灾的危险。如果将紫外模块太慢地牵引通过管道，那么发生过热。然后聚合作用由于太高的紫外强度实现得太快。如果另一方面将紫外模块太快地牵引通过管道，那么紫外强度不足以实现完全的聚合反应。然后固化是不完全的。不完全的固化可以如此识别：在管道的内壁处的表面温度太弱地上升。
与运行装置连接的或集成到运行装置中的温度探头根据本发明可以用于求取在管道以内的紫外模块的优化的运动速度。配属于相继布置的紫外模块的温度探头可以用于在紫外模块的运动方向上记录在管道的内壁处的温度曲线。所述温度曲线给出关于聚合反应的变化过程的情况并且因此可以用于控制紫外模块的优化的运动速度(参见DE 198 17413C2)。在此，将所测量的表面温度根据目的通过运行装置的数据端口传输到根据本发明的固化设备的处于管道外面的控制装置处。控制装置分析处理温度数据，并且操作员由此求取优化的运动速度。可选地，也可以实现自动化地调节运动速度。
此外，紫外模块的温度探头可以用于求取管道内的周围环境温度。紫外光源和所属的运行装置的电子部件设计用于确定的温度范围。通过测量周围环境温度可以确定，固化设备在可靠的温度范围以内运行。
根据本发明的固化设备的运行装置可以设置用于检测其他参数，例如放电灯的工作电压。由此可以确定，是否放电灯还正常，或者必须更换，因为放电灯已经达到其最大的使用寿命。光敏传感器可以用于测量所产生的紫外光强度。附加地，借助合适的传感器检测放电灯的工作电流、系统温度、空气温度、温度曲线、相应的紫外模块的态势(包括纵向倾斜和横向倾斜)以及位置，并且将相应的数据通过数据线路通信。所有这些数据可以为了质量保证的目的在管道线路整修的情况下使用。
附图说明
以下根据附图进一步阐述本发明的实施例。附图示出：
图1：根据本发明的固化设备的示意性视图；
图2：根据本发明的运行装置在第一构型中的电路图；
图3：根据本发明的运行装置在第二构型中的电路图。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的固化设备。应整修铺设在土壤中的管道1。在此，将衬管道2安装在管道内并且借助压缩空气膨胀并且贴靠在管道1的内壁处。衬管2以树脂浸渍，所述树脂能够通过以紫外光照射固化。
根据本发明的固化设备用于固化合成树脂。如图1中示出的那样，所述固化设备包括多个铰接地彼此耦合的紫外模块3，其中，每个紫外模块3具有布置在弹性地悬挂在臂4处的轮或滑撬5，所述轮或滑撬用于在管道2内引导模块3并且允许匹配于不同的管道直径。
每个紫外模块3具有紫外光源6，所述紫外光源涉及商业上通用的结构形式的放电灯(例如水银灯)。在所示出的实施例的情况下，每个紫外模块3具有恰好一个紫外光源6。然而视应用而定，也可以每个紫外模块3设置多个紫外光源6。多个紫外光源6例如可以均匀地分布在圆周上地布置在紫外模块3处，以便照射管道2的内壁。
引入管道2内的紫外模块3通过共同的线缆7与处于管道2外面的控制装置9连接，所述线缆通过管道2并且通过检查竖井8从管道出来引导到地面。
根据本发明，每个紫外模块3具有至少一个运行装置10，所述运行装置配属于相应的紫外光源6。运行装置10分别用于点燃以及调节紫外光源6的运行电流。每个运行装置10通过线缆7与控制装置9连接。控制装置9通过线缆7操控各个紫外光源6的运行装置10。为了紫外光源6的电流供给，线缆7包括构成电流供给线路11的两个或更多的芯线。此外，线缆7包括构成数据线路12的两个或更多的芯线。如从图1中可得出的那样，运行装置10与电流供给线路11和数据线路12并联连接。在控制装置9中，电流供给线路11与电源连接端13连接，使得紫外光源6相应地通过运行装置10供给能量。数据线路12与控制装置9的微型计算机14连接。运行装置10通过数据线路12与微型计算机14双向通信。微型计算机14通过数据线路12控制紫外光源6的点燃并且监控所述紫外光源的运行参数。此外，紫外模块3的可选地设置的传感器(例如温度传感器)的测量数据通过数据线路12传输给微型计算机14，在那里适合进一步处理所述测量数据。
图2和3示出图1中示出的运行装置10的可能的实施方式的电路图。运行装置10通过端子15与电流供给线路11、也就是说与电网连接。借助电源滤波器16过滤线路电压，并且然后借助整流器17将线路电压转换成直流电压。整流器17与后置的逆变器18连接，所述逆变器在所示出的实施例的情况下分别通过具有四个场效应晶体管的H-桥式电路实现。逆变器18在桥式电路的输出端处与构成紫外光源6的放电灯连接。逆变器18的场效应晶体管由运行装置10的微控制器19操控，以便借助控制逆变器18运行的频率和/或借助脉宽调制控制或调节紫外光源6的运行电压和运行电流。为了点燃紫外光源6，在图2中呈谐振回路的形式的电压升高电路设置为点燃装置，所述谐振回路通过扼流圈L和电容器C构成。为了点燃，如此操控逆变器18：扼流圈L和电容器C谐振。在此在电容器上下降的电压足够用于紫外光源6的点燃。与此不同，扼流圈L在图3中示出的实施例的情况下包括第二绕组。电压倍增电路20借助所施加的交流电压给点燃电容器C充电。如果点燃电容器C处的直流电压超过在电压倍增电路中包括的火花隙(Funkenstrecke)的点燃电压，则所述火花隙点燃并且电容器C脉冲式地通过扼流圈L的第二绕组放电。由此在扼流圈L中出现的高电压点燃紫外光源6。在点燃后，借助微控制器19改变逆变器18的频率并且将允许电流调节到所期望的期望值。在此，在紫外光源6的电流回路中设置有与微控制器19连接的电流测量装置A。为了使点燃过程开始、为了预给定运行电流的期望值并且为了传输其他的在运行装置10中积存的数据(紫外光源6的温度、运行电流、运行电压等)，微控制器19通过数据接口21(例如RS485)与数据线路12的芯线连接。为了给微控制器19供给电流，设置有电流供给电路22，所述电流供给线路以整流的线路电压运行。
因此，运行装置10根据本发明控制运行电流调节和相应的用作紫外光源6的放电灯的点燃。运行装置10直接在相应的紫外光源6处放置在所属的紫外模块3内。多个运行装置可以并联地连接到线缆7的芯线处。由此得出：线缆7可以具有更少的芯线，所述芯线具有此外相对于现有技术更小的横截面。因此，线缆7可以总体上具有相对于现有技术明显减小的横截面。结果是，在管道整修工作时通常使用的线缆盘可以接收显著更长的线缆7。相应地，可以完整无损地整修更长的管道线路区段。此外，由于在线缆7的电流供给线路的芯线上的更高的电压，功率损耗相对于现有技术更小。
Claims (14)
1.一种固化设备，其具有至少一个紫外模块(3)，其中，所述紫外模块(3)具有用于照射管道(1)的内壁的至少一个紫外光源(6)，其中，引入所述管道(1)中的所述紫外模块(3)通过线缆(7)与处于所述管道(1)外面的控制装置(9)连接，其特征在于，每个紫外模块(3)具有与所述线缆(7)和所述紫外光源(6)连接的至少一个运行装置(10)，其中，所述控制装置(9)通过所述线缆(7)操控所述运行装置(10)来运行所述紫外光源(6)，其中，所述运行装置(10)具有电流供给电路，所述电流供给电路控制或调节所述紫外光源的运行电流，其中，与所述线缆(7)和所述紫外光源(6)连接的至少一个运行装置(10)布置在每个紫外模块(3)处。
2.根据权利要求1所述的固化设备，其特征在于，所述运行装置(10)具有用于点燃构造为放电灯的紫外光源(6)的点燃装置。
3.根据权利要求1或2所述的固化设备，其特征在于，所述线缆(7)包括两个或更多的芯线作为电流供给线路(11)以及两个或更多其他的芯线作为数据线路(12)。
4.根据权利要求3所述的固化设备，其特征在于，两个或更多的运行装置(10)与所述电流供给线路(11)的芯线和所述数据线路(12)的芯线并联连接。
5.根据权利要求3所述的固化设备，其特征在于，所述运行装置(10)具有串行数据接口(21)，所述串行数据接口使用所述数据线路(12)的芯线用于运行装置(10)与控制装置(9)之间的数据传输。
6.根据权利要求3所述的固化设备，其特征在于，所述运行装置(10)具有与所述电流供给线路(11)连接的、输入侧的整流器(17)以及与所述整流器(17)连接、由微控制器(19)操控的逆变器(18)，所述逆变器在输出侧与所述紫外光源(6)连接。
7.根据权利要求6所述的固化设备，其特征在于，所述逆变器(18)在输出侧与电压升高电路(L，C)连接，所述电压升高电路根据所述逆变器(18)的输出电压的频率在所述紫外光源(6)的输入端处产生相对于所述紫外光源(6)的运行电压升高的点燃电压。
8.根据权利要求6所述的固化设备，其特征在于，所述逆变器(18)在输出侧与电压升高电路(20)连接，所述电压升高电路通过电容器(C)的脉冲式的放电在所述紫外光源(6)处产生相对于所述紫外光源(6)的运行电压升高的点燃电压，所述电容器通过在输出侧与所述逆变器(18)连接的扼流圈(L)的附加绕组脉冲式地放电。
9.根据权利要求6、7或8所述的固化设备，其特征在于，所述运行装置(10)具有与所述微控制器(19)连接的或者集成到所述微控制器中的电流测量装置(A)，所述电流测量装置测量流过所述紫外光源(6)的电流。
10.根据权利要求1或2所述的固化设备，其特征在于，所述线缆(7)构造为牵引线缆，借助所述牵引线缆，多个同类的、相继排成行的且彼此耦合的紫外模块(3)能够运动通过所述管道(1)。
11.根据权利要求1或2所述的固化设备，其特征在于，每个紫外模块(3)具有一个或多个与所述运行装置(10)连接的或集成到所述运行装置中的温度探头。
12.根据权利要求11所述的固化设备，其特征在于，所述温度探头测量所述管道(1)的内壁处的表面温度。
13.根据权利要求6至8中任一项所述的固化设备，其特征在于，所述运行装置(10)具有与所述微控制器(19)连接的或集成到所述微控制器中的另外的传感器，更确切地说，用于测量所产生的紫外光强度的光敏传感器、用于测量相应的紫外模块(3)的系统温度或者所述紫外模块(3)的周围环境中的空气温度的温度传感器、用于检测所述紫外模块(3)的纵向倾斜和横向倾斜的态势传感器和/或用于检测相应的紫外模块在所述管道(1)中的位置的位置传感器。
14.根据权利要求5所述的固化设备，其特征在于，所述串行数据接口(21)是RS485接口。
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