CN1096245A - 管道和通道的衬里 - Google Patents

Abstract

在衬里地下管道和通道的成型方法中，用可固化 的合成树脂浸渍的衬里管充以热水使之紧贴在管道 或通道的表面上并热固化树脂。当树脂完全固化，衬 里自由挺立于管道或通道中，其特征是，通过依次的 衬里管的分隔管段分阶段地并且是依次循环穿过分 隔管段的热水来加热，其优点是很少的水需加热。

Description

本发明涉及使用所谓软衬里，也即固化就位的方法作管道和通道的衬里，特别不排除地下管道和通道的衬里。

在此方法中，通过不透水性材料的覆盖层隔膜或薄膜环绕的树脂吸收性材料的管状衬里是以可固化的合成树脂浸渍的。然后，当仍然为柔性的也即树脂未固化时，通过任何合适的流体介质，诸如空气或水，使衬里管充气扩张到地下管道或通道的表面。而衬里管是这样被固持的，即树脂被固化或者使之固化，以便使它坚硬到成为实质上的刚性管而位于现在的管道和通道内，吸收性材料是被夹嵌在固化的树脂中。这种过程主要是用于下水道的更换衬里，它是用于下水道的第一步的修复并且已是非常成功的。

一种杰出有效的管道结构产生了，事实上以此方法安装的管道衬里穿越土地并达到相当的延伸。

此种方法的例子公开在美国专利（专利号：4009063和4064211）中，该专利显示衬里管是用若干方法被镶嵌在管道或通道中，该方法包含外翻方法，其中，衬里管的一端被握持在要被加衬里的通道长度上的一端，为了同时将衬里管施加到管道或通道的表面，并且当固化发生时衬里管固持到这表面上，剩余的衬里管用合适的流体（通常是水）通过握持端而被外翻。

一种选择的方法中，涉及拉入和吹胀，例如，衬里管通过拉入管道或通道而简单地嵌入，然后以合适的装置，诸如吹胀管而被吹胀起来直达管道或通道的表面，该吹胀管是被翻转进入衬里管的内侧。

这些装配方法的结合已被建议而有采用的，其中可使用两种浸渍衬里管，第一衬里是被拉入到管道或通道中，当衬里在管道或通道内侧时，其第二衬里管外翻进入第一衬里管。

有关于当衬里管到位时，固化树脂的方法而言，其他固化树脂的方法已被建议，诸如用光辐射或用超声波固化，极大多数固化到位衬里的工作包含用热来固化树脂，大多数用来浸渍衬里管的普通树脂是聚酯树脂，该聚酯树脂是热固化的热固性树脂。

本发明涉及软衬里工艺过程中的改进，其中热被用来固化树脂，而树脂典型地可采用聚酯树脂，上面指出的任何它种热固化树脂也可被使用。

在已知的工艺过程中包含热固化，为了有效或至少初步固化，用热水来充填吹胀的衬里管是通常采用的。应当指出，一旦初始固化反应已开始，聚酯树脂自身就固化着，在此，反应是放热的，这就意味着树脂以其自身固化产生热量，并且该热量又反过来促进固化速率。

如上所述，当由于产生热而固化时，通常为在衬里管内部充以热水，正如能推荐的，特别是相当大的管道或通道的直径和/或长度的情况下，必须提供大量热水。这就其自身而言就意味着相当的问题。通常由补给车辆，诸如运输车或卡车来提供热水，该卡车或运输车设置有锅炉并且还与冷水供应相连接。加热如此大量的水需花费相当长的时间和许多资金，并由于大量热水必须达到温度，这就导致衬里操作完成的延滞。此外，为了有效的固化，必须保持这温度，衬里操作的成本增大了。因为涉及到了大量的水，出危险会危及到人，所以不可能将温度升高到高于安全界限，这就在操作速度方面更具有限制作用。

在装设衬里管的地方，通常是地下污水管的状况，通常衬里管是在夜里当主要居民至少是邻近的居民在睡觉时装设，使干扰最小。因此，关键重要的是衬里操作应该尽可能短的时间来实现。当衬里管已被施加，因此最理想的是，树脂固化的完成或者至少是初步固化应该是在尽可能短的时间内。由于采用较高温度的流体介质而减少时间，因为一般是流体温度越高，固化速率越大，但是，由于上述原因，温度是限制的。

本发明的目的是在于改进这种过程而使固化时间减少，以特别有效的方法，有效地固化。

根据本发明提出一种衬里管道或通道的方法，其中，衬里管包含树脂吸收性材料，该材料以热可固化合成树脂浸渍，衬里管由于压力抵靠在管道或通道表面而被加力，以下述步骤将热分阶段地施加到衬里管的管段上。

（1）通过位于管的内侧的可膨胀和可收缩的装置，将第一管段与衬里管的剩余部分分隔开;

（2）热流体介质被供应到所述第一管段内侧，以便在该处热固化在所述第一管段中的树脂;

（3）可膨胀和可收缩装置被收缩并沿着衬里管内侧被移动到新的位置;

（4）可膨胀和可收缩装置被扩胀以分隔出衬里管的第二管段;

（5）热流体介质被供应到所述第二管段的内侧，以便在该处热固化在所述第二管段中的树脂;

（6）如果需要，为了完成整个衬里管的树脂的固化，对于衬里管的第三管段和下一管段而重复上述步骤。

最好是沿着管的长度分段并且逐一操作来固化树脂，该操作包含第一段的固化树脂或初始固化树脂，接着是下一邻接段的树脂固化，该下一段最好是与第一段有相似的长度。以这种方法，随着进程附加优点即可获得，因为当聚酯树脂固化时，它进行收缩，如果长的管段被固化，通过管的树脂是同时被固化的，这种收缩就产生了问题。如果在短的段中的树脂固化，不固化的邻近段能够适应固化部份的收缩。

执行此方法的装置可包含密封的或者是阻塞的环，当其固化时，该环位于所述衬里管内的每一段的端部处，热的流体热介质，热空气，蒸汽或者水或者上述这些的结合物被循环穿过仅仅是这段管道或通道的内部。

在固化第一段的过程中，在衬里管被外翻进入管道或通道处，只需要一个阻塞环，在这种连接中第二阻塞环最好是能够崩坍和膨胀的，以便为了邻近和依次段的固化第二阻塞环能被膨胀。

在衬里管外翻进入管道或通道处，在尾端可以连接一索眼或者环圈，后握持绳索穿过该环圈，一方面当衬里置入管道或通道中时后握持绳索用于控制管段外翻速率，另一方面，用于作为支承一对形成所述阻塞装置的吹胀环的装置，当管外翻进入管道或通道时，环是崩坍的，这些环是被连接到后握持绳索的一索段上而另一段则自由地穿过环。

有一吹胀软管连接到每一环，用该软管在压力下从地面上将空气供应到环或从环处抽走使之膨胀和坍瘪环。

此外，循环软管可以连接到至少一个环上，最好是当衬里管已充分外翻时，该环远离衬里管的尾端。

通过控制供应给环的压缩空气，和通过绕过索眼或圈环馈给后握持绳索随之完成衬里管的外翻，使环就能逐一固定住在衬里管的不同管段处，并且环能被选择地吹胀和坍瘪以允许这种移动的发生并允许从两个环之间的管段排放流体和在两个环之间阻塞管段以便通过循环软管使热流体仅只循环于此管段。

本发明提出的用于初始或有效固化树脂的衬里管的热是能以受控的步骤产生的。

因为采用热流体量相对小，这可允许采用比现有更高温度的热流体，在任何情况下都可能很快地将这流体加热到此温度，并且使用较小的现场设备，所有这些设备是被要求的。当然，热流体可以是超高加热的蒸汽以便有一非常高的温度施加到整个衬里管的固化管段。当固化已开始发生并且衬里管挺立于整个管段时，环能移动到下一管段处并且热流体循环于在此之间的间隔中以开始固化这个下一管段。

以此方式进行固化，特别是只要能采用非常高温的介质，固化时间能相对减小，这对于大直径和/或大长度的管或通道在固化衬里时将是个特别的优点。

在环之间的间隔能被选择以适合热流体的量，该热流体以加热装置供应，相应地也达到树脂固化的高速率。

通过实例并参考图示的附图，本发明的实施例将予以描述。其中：

图1以示意图形式显示用外翻方法如何将树脂浸渍管放置到位给地下下水管道做衬里;

图2显示了一地下下水管，其中用外翻过程，在其一对检修孔之间的表面已被设置软衬里或者衬里已固化到位;

图3、4和5显示根据本发明的顺序方法的衬里固化树脂的相继步骤。

如图1以简单示意图形式所示，显示设置树脂浸渍衬里管于地下下水管表面的已知过程，衬里的下水管长度段以标号10指示，并且下水管长度段位于开在地平面L上的两个检修孔12，14之间。检修孔12内侧是一弯管P。管16的引导端初始被往下送进到弯管P之下并被外翻，所以，所述引导端能被连接到弯管P的下端，该下端面对着被衬里的下水管10。外翻用流体，冷水，被充填进入弯管P的顶端，这就产生使管16外翻进入并沿着下水管10的效果，因此管16被位于下水管的表面上正如图1所示。在管16的尾端T处，一接头使后握持绳索R能被联接。

绳索R如所示那样连接到绞盘W上，绞盘W位于用来送进管16到弯管P的架子S顶上，架子S不是在所有情况下都采用的，但是通常这个被描述的方法是已知的，因此在此处仅用轮廓部分给出。

当衬里管16完全设置到位，如图1虚线所示，整个管16的内部以热水充填，热水由服务车辆V中的锅炉组件加热，服务车辆是作为现场设备的一部分提供的。热使树脂固化，当树脂充分固化时，衬里管成为衬在下水管10里的独立设立的管。

美国专利4009063号和4064211号充分公开了软衬里或者固化衬里系统，并指出衬里管的例子，该衬里管能被用于这些过程。被参考的这些现有美国专利是特别详细地论及衬里管的品种以及将衬里管设置在管道或通道中所用的方法。美国专利4446181公开一种特别推荐的衬里管的形式。

参考图2，该图显示延伸于一对检修孔12和14之间的地下下水管10，这些检修孔可以隔得很开，也即有规律地相隔300米，并且下水管的直径可为有规律的1.5米。

通过外翻方法，下水管已由软衬里管16衬里，正如在美国专利4，064，211中详细描述和公开的那样，并显示了当其已完全外翻时的位置。衬里管的尾端设置有索眼、环圈或滑轮18，绕过它们而环扣后握持绳索20，该绳索20具有两个延伸段20A和20B。

应该作解释的是，当衬里管被嵌入时，后握持绳索延伸段延伸到地面而被握持并被逐渐送出，例如用手动或通过机械装置。为此而控制衬里管外翻的速率（见图1中的绳索R）。在太高的速度下，外翻是不能发生的，这点很重要，此外，衬里的封闭尾端21在外翻过程结束时可能被吹开，后握持绳索20A和20B就是防止这点的。

用于衬里16的外翻用流体是采用水或者冷水，这时因为它要求不过早地固化能固化的合成树脂，该合成树脂浸渍并渗入衬里管16，衬里管具有树脂吸收层，典型地是粘结层以改进树脂的吸收性。

图2所示一个位置，其中衬里管16已充分外翻，为了最初有效的树脂浸渍衬里管的固化现在的步骤是用热措施。

正如描述过的传统方法，它是简单的循环热水穿过整个衬里管内部的方式。用软管装置施加热水，软管典型地再被连接到衬里管的尾端，可被贯穿以允许热水循环穿过软管到达整个衬里管的内部。

然而，根据本发明的方法，后握持绳索延伸段上装载着如所示的两个能吹胀的环22和24。这些环显示在图2中的是瘪下状态，但它们能被选择地吹胀到衬里管，使之密封地完全一样地与之啮合，显示在图3中的环24是吹胀状态。通过空气管26和28，环能选择地吹胀，空气管分别连接到环22和24。空气管26密封地并可滑动地穿过环24。

最后，用来供应和返回热流体的循环软管30和32密封地连接到环24，使之用来循环热流体介质，如将要在下面解释的那样。

如图2所示，当衬里管被外翻到位时，保持预定间隔距离（A）的环被拉进到衬里的内部，但环不阻塞外翻用水的导入。当图2所示位置已达到时，环24被吹胀，如图3所示，因而从剩余部分截断出衬里管段（A），热水（或蒸汽或其它热流体）现在能被仅只在管段（A）中以从地平来的循环热水来循环。管子30和32用作为一种用来供应和返回热流体的装置。热流体能有比现今为止高得多的温度，因为仅仅是用相对小量的热流体充填到管段（A）。

当图3中阴影线指示的（A）管段中的树脂已开始固化，下一管段的固化就能开始。这样做是通过坍瘪环24并用拉动后握持绳索20的索段20A而移动两个环，从而允许索段20B送进到管道和通道中，该环22和24是牢固地装接在索段20A上的，索段20B能被穿过环22和24而被送进，并且，绳索能绕过滑轮18、环22和24移位距离从地面精确地控制以保证第二管段精确地邻接第一管段而在它们之间没有没固化的部分。

环被移动到图4所示位置。当图4所示位置到达时，吹胀环22和24而使管段（B）从衬里管内部的剩余部分中隔离出来（如图5所示），然后热流体能通过管30和32进入衬里管的内部循环于整个管段（B）中，在衬里管的此管段中的树脂开始固化，正如图5阴影线所指示。

在考虑到管段（B）中初始固化期结束时，环22和24坍瘪，组件被进一步后移到邻接管段（B）的新管段处，并且再重复诸过程。这些过程被连续地重复直到整个衬里固化或者已经开始固化。

应注意的是，一旦一个管段的固化已开始发生，树脂段的固化的放热效果将趋向于渗透越过到下一管段而有助于同样的固化。如例子中描述的，固化从衬里管的一端开始并进展到另一端，所以前述收缩问题被避免了，因为邻接的非固化管段能吸收固化管段的收缩（小的收缩）。

一种改进而又简便的过程方法得到了，对于涉及用热来固化的软衬里是特别重要的，因为生产热流体介质的设备能比以往的小，并且流体介质能因此被提升到较高的固化温度，该温度能应付快速固化时间的要求。

Claims (8)

1、一种衬里管道或通道的方法，其特征是，衬里管包含树脂可吸收性材料，该材料是用热可固化合成树脂浸渍的，衬里管通过压力抵靠到管道或通道表面而被加力，用下述步骤分阶段的对衬里管的管段施加热：

(1)通过位于管内侧的可膨胀和可收缩的装置，将第一管段从衬里管的剩余部分分隔开来；

(2)热流体介质被供应到所述第一管段内侧，以便在该处热固化在所述第一管段中的树脂；

(3)可膨胀和可收缩的装置被收缩并沿着衬里管内侧移动到新的位置；

(4)可膨胀和可收缩的装置被膨胀以分隔出衬里管的第二管段；

(5)热流体介质被供应到所述第二管段的内侧，以便在该处热固化在所述第二管段中的树脂；

(6)如果需要，为了完成整个衬里管的树脂的固化，对于第三管段和下一管段重复上述步骤。

2、根据权利要求1所述方法，其中，所述管道或通道是位于地下的，并且热介质是从地面穿过连接到所述可膨胀和可收缩装置的管而供应的。

3、根据权利要求2所述方法，其中，热介质从地面穿过供应管流通到每一分隔管段并穿过返回管回到地面。

4、根据权利要求3所述方法，其中，所述热介质是热水。

5、根据权利要求1所述方法，其中，所述可膨胀和可收缩装置是为了相同的膨胀而可吹胀的，并且为了相同的收缩是可坍瘪的。

6、根据权利要求5所述方法，其中，管道或通道位于地下，并且，可膨胀和可收缩装置的膨胀和收缩通过由地面上供应到此的压缩空气控制的。

7、根据权利要求6所述方法，其中，可膨胀和可收缩装置包含连接拉索装置的一对吹胀环，通过拉索装置环能被沿着管的内侧拉移，所述环是连接到拉索装置的，当拉索装置被拉时以便开启该处。

8、根据权利要求7所述方法，其中，所述拉索装置包含绳索，该绳索绕过固定在衬里管一端上的滑轮而被拖拉以便界定两条绳索段，该绳索段从滑轮延伸到衬里的另一端，一条绳索段是连接到可膨胀和可收缩环，另一绳索段可滑动地穿过环而延伸，在每一段衬里管的管段中的树脂被固化后，环被坍瘪并用绳索被拉到新的位置。

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