CN109937130B - 制造用于管道修复的干燥衬里的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种制造用于增强管的衬里的方法，该方法包括：提供沿第一方向延伸的连续的第一增强纤维；将第一增强纤维沿机器方向移动，使得第一方向平行于机器方向；提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的材料的片材；将片材放置在移动的第一增强材料上，使得第二方向基本上垂直于第一方向；并且将片材折叠成闭合形状。

Description

制造用于管道修复的干燥衬里的方法和设备
相关申请
本申请要求于2016年10月31日提交的序列号为16382498.0且题为“制造用于管道修理的干燥衬里的方法和设备”的欧洲专利申请的优先权和全部权益，其全部公开内容通过援引全部并入本文。
技术领域
本申请涉及用于修复受损或变质的管道系统的衬里以及制造这种衬里的方法。
背景技术
地下管道系统对于将液体和气体输送到家庭和企业是至关重要的。公用设施通常将这些管道系统用于下水道、水、气体和其他应用。这种管道系统安装在地下几英尺处，因此对管道系统的访问受到限制。
地下管道经受周期性负载、过早磨损、腐蚀、孔隙和周围地基或土壤的运动。因此，管道可能会出现需要维修的受损或弱化区域。为了保持地下管道系统所提供的服务，必须及时检测和修理任何裂缝或泄漏。通过焊接、修补或其它方式修复管道的一小部分通常是不令人满意和困难的，这是因为管道直径不允许人员在安全条件下进入。同样地，挖掘和更换管道的部分是困难、昂贵且耗时的。
用于修复地下管道的解决方案是在管道仍然保持就位的情况下修复管道。一些现场的管道修复程序包括在受损管道中插入柔韧的增强衬里。有几种类型的增强件或增强衬里。一些增强衬里包括用于支撑和强度的玻璃纤维。
衬里可以通过几种已知技术之一从一个进入点至另一个进入点安装到受损的管道中。衬里的外径通常与受损的管道的内径基本相同。衬里被加压，使该衬里沿受损的管道的内壁被牢固地压紧。然后将扩张的衬里固化，以在原始管道内形成新的刚性衬里或表面。在安装后硬化或固化的衬里被称为“原位固化管(CIPP)”衬里。树脂可以通过几种已知技术中的一种固化，包括UV固化。
用于生产CIPP玻璃衬里的生产方法包括折叠过程。如图1所示，在传统的折叠过程中，衬里100包括多层织物102，例如编织的粗纱垫织物，这些织物折叠在一起，其中每层织物围绕内部管状薄膜104(例如苯乙烯紧密管状薄膜)重叠几厘米。然后将衬里100包裹在外膜106(例如，接合焊接的外膜)中。织物层102的数量取决于所需的壁厚。衬里100还浸渍有树脂。为了防止树脂过早固化，如果使用的树脂是UV光可固化的，则浸渍的衬里被遮挡以免受日光/UV光，或者如果使用的树脂是可热固化的，则浸渍的衬里被遮挡以免受高温。
由于衬里100的外径与受损管道的内径基本相同，因此织物层102的宽度必须根据被修复的管道的直径来定制。因此，衬里制造商通常存储具有许多不同宽度的织物层，以便生产用于不同直径的管道的衬里。
发明内容
本申请描述了一种用于制造用于增强管道的衬里的方法和设备。
在示例性实施例中，该方法包括：提供沿第一方向延伸的多个连续的第一增强纤维；沿机器方向移动第一增强纤维，使得第一方向平行于机器方向；提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的材料的多个片材；将多个所述片材放置在移动的第一增强纤维上，使得第二方向基本垂直于第一方向；并将多个片材折叠成闭合形状。
所述用于制造的方法和设备可用于制造具有不同直径的管增强衬里。在示例性实施例中，该方法包括通过以下方式形成具有第一直径的第一衬里：提供一层沿第一方向延伸的连续的第一增强纤维；使该第一增强纤维沿机器方向移动，使得第一方向平行于机器方向；提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的连续材料的供给部，该连续材料具有第一宽度；切割连续材料的大致上长度相等的多个离散的片材，该离散的片材具有第一长度；放置多个片材在移动的第一增强纤维上，其中所述第二方向基本垂直于所述第一方向，其中所述多个片材中的每一个与所述多个片材中的一个或多个相邻的片材部分地重叠；并将所述多个片材折叠成闭合形状以形成具有第一直径的第一衬里。具有第二直径的第二衬里可以通过以下方式形成：提供沿第一方向延伸的一层连续的第一增强纤维；沿机器方向移动第一增强纤维，使得第一方向平行于机器方向；提供具有沿着第二方向延伸的第二增强材料的连续材料的供给部，该连续材料具有第一宽度；切割所述连续材料的大致相等长度的多个离散的片材，所述离散的片材具有不同于第一长度的第二长度；放置多个片材在移动的第一增强纤维上，使得第二方向基本垂直于第一方向；并且将多个片材折叠成闭合形状以形成具有第二直径的第一衬里。
从以下参考附图的详细描述中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
为了更全面地理解本发明的总体构思的本质和优点，应参考以下结合附图的详细描述，其中：
图1是通过折叠工艺形成的传统CIPP衬里的横截面透视图；
图2是CIPP衬里的示例性实施例的剖视图；
图3是用于制造CIPP衬里的设备的示例性实施例的示意图；
图4是图3的设备的侧部输送机系统的示例性实施例的示意图；
图5是图3的设备上的材料的局部顶视图；
图6是使用图3的设备制造CIPP衬里的过程的示例性实施例的流程图；并且
图7是使用图3的设备制造具有不同直径的CIPP衬里的过程的示例性实施例的流程图。
具体实施方式
虽然本发明总体构思可以以许多不同的形式的实施例实现，本发明的特定实施例在附图中示出，并且将在本文中详细描述，但是应理解，本公开被视为本发明总体构思的原理的示例。因此，总体的发明构思不旨在限于本文所示的特定实施例。
除非另外定义，否则本文使用的术语具有与包括本发明总体构思的领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。本文使用的术语仅用于描述本发明总体构思的示例性实施例，而不旨在限制本发明的总体构思。如在本发明总体构思的说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。
本申请描述了用于形成用于增强管道的修复衬里的各种示例性方法和设备。在示例性实施例中，该方法利用改进的折叠工艺，其中单宽度的增强织物可用于制造具有不同直径的衬里。
图2示出了用于修复管道的衬里200的示例性实施例的横截面。衬里200可以以各种方式配置。例如，不同的实施例可以包括不同的材料，具有不同的直径和厚度，并且材料的数量和所用层的数量可以不同。在图2的示例性实施例中，衬里200被示出为具有外径OD和厚度T的环形横截面。然而，衬里200在固化之前是柔性的。因此，衬里200可以大致折叠成平坦的以便存放或者折叠成较小的横截面以便插入管道中。此外，衬里200的外径OD可在插入管道后膨胀。
在示例性实施例中，衬里200包括一层外箔202、一层或多层第一增强材料204、多层第二增强材料206和一层内箔208。
外箔层202配置成将第一增强材料相对于第二增强材料保持就位，并防止在衬里200浸渍之后发生树脂泄漏。外箔层202还可以为树脂提供遮蔽以免受日光/UV光，以防止可用UV光固化的树脂过早地发生固化。外箔层202可以以各种方式配置。例如，用于外箔层202的材料的类型和数量可以针对衬里200的不同实施例而变化。可以使用能够将第一增强材料相对于第二增强材料保持在适当位置并防止树脂泄漏的任何材料。用于外箔层202的合适材料包括但不限于聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯或聚酯中的一种或多种。在示例性实施例中，外箔层202包括用作苯乙烯阻挡层的聚酰胺层和用以提高焊接外箔层202的能力的聚乙烯层。
如图所示，外箔层202具有第一半部209和与第一半部相对的第二半部210。第一半部209和第二半部210沿着它们各自的边缘连接在一起以形成封闭的形状，例如管。第一半部209和第二半部210可以以任何合适的方式连接，例如热焊接、超声波结合、胶合和胶带连接。
第一增强材料204定位成相对于外箔层202在径向内侧。第一增强材料204配置成在衬里200的纵向方向上提供增强支撑。第一增强材料204可以以各种方式配置。例如，用于第一增强材料204的材料的类型和数量可以在不同的实施例中变化。可以使用适合用于CIPP衬里并且能够为衬里200提供纵向增强的任何材料。在一些实施例中，第一增强材料204可以是多个增强纤维，或者可以包括结合到另一种材料(例如织物)中的增强纤维。合适的第一增强材料204包括但不限于玻璃纤维粗纱(例如T-30玻璃)、玻璃纤维织物(可以是织造的、非织造的、针织的或缝合的)、玻璃纤维垫、或其他的增强纤维或含有纤维的材料中的一种或多种。增强纤维可以是任何类型的有机纤维或合成纤维。在一些示例性实施例中，增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维、聚(苯硫醚)纤维、聚砜(PS)纤维、聚醚砜(PES)纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、碳化硅(SiC)纤维、氮化硼纤维等中的任何一种或多种。在一些示例性实施例中，织物(或层)可以是包括多种不同类型纤维的混合织物(或层)。
在示例性实施例中，第一增强材料204包括沿纵向方向定向的多根连续的玻璃纤维，所述纵向方向大致平行于衬里200的纵向轴线A。第一增强材料204的玻璃纤维可大致均匀地围绕衬里200的周边分布。然而，在其他实施例中，第一增强材料204的玻璃纤维可能不均匀分布。第一增强材料204的玻璃纤维的数量可以在衬里200的不同实施例中变化。例如，具有较大外径OD的衬里200可以比具有较小外径OD的衬里具有更多的玻璃纤维。
第二增强材料206定位成在第一增强材料204的径向内侧。第二增强材料206配置成在衬里200的径向方向上提供增强支撑。第二增强材料206可以以各种方式配置。例如，用于第二增强材料206的材料的类型和数量可以在不同的实施例中变化。可以使用适合用于CIPP衬里的并且能够为衬里200提供径向增强的任何材料。用于第二增强材料206的合适材料包括但不限于玻璃纤维粗纱(例如T-30玻璃)、玻璃纤维织物(可以是织造的、非织造的、针织的或缝合的)、玻璃纤维垫、或其他的增强纤维或含有纤维的材料中的一种或多种。
第二增强材料206可包括增强纤维。第二增强材料206可包括适于提供期望的结构质量的任何类型的纤维。增强纤维可以是任何类型的有机纤维或合成纤维。在一些示例性实施例中，增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维、聚烯烃纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维、聚(苯硫醚)纤维、聚砜(PS)纤维、聚醚砜(PES)纤维、聚丙烯腈(PAN)纤维、碳化硅(SiC)纤维、氮化硼纤维等中的任何一种或多种。在一些示例性实施例中，织物(或层)可以是包括多种不同类型纤维的混合织物(或层)。
在示例性实施例中，第二增强材料206包括定向的、连续的玻璃纤维片材。然而，在其他实施例中，第二增强材料206可包括非连续的纤维、条带或包括经切割的织物或垫。玻璃纤维在垂直于或几乎垂直于衬里200的纵向轴线A的方向上定向，从而为衬里提供径向增强。在示例性实施例中，所形成的衬里200具有沿衬里长度定向的连续纤维和大体上垂直于衬里长度定向的连续纤维。
在所示的示例性实施例中，衬里200包括第二增强材料层206的第一层212和第二增强材料206的第二层214。然而，在其他实施例中，衬里200可包括多于或少于两层的第二增强材料206。例如，可以通过改变第二增强材料206的层数来改变衬里的厚度T。如果期望更厚的衬里200，则可以使用更多层的第二增强材料206，反之亦然。
如图所示，第二增强材料206的第一层212具有第一边缘部分216和与第一边缘部分216相对的第二边缘部分218。当在折叠过程中形成衬里200时，第一边缘部分216与第二边缘部分218重叠，以允许第一边缘部分216和第二边缘部分218相互滑动。由于第一边缘部分216和第二边缘部分218能够相互滑动，衬里200可以扩张以匹配被修复的管道的内径的形状。
同样地，第二增强材料206的第二层214具有第一边缘部分220和与第一边缘部分220相对的第二边缘部分222。当在折叠过程中形成衬里200时，第一边缘部分220与第二边缘部分222重叠以允许第一边缘部分220和第二边缘部分222相互滑动。
内箔层208配置成防止树脂泄漏并提供光滑的内表面。内箔层208也可以用作苯乙烯阻挡层。此外，在一些实施例中，内部箔层208可以配置成允许UV光穿过内部箔层以固化树脂。内箔层208可以以各种方式配置。例如，用于内箔层208的材料的类型和数量可以在不同的实施例中变化。可以使用能够防止树脂泄漏、提供光滑的内表面、并且在一些情况下允许UV光固化树脂的同时提供苯乙烯蒸汽阻挡层的任何材料。用于内箔层208的合适材料包括但不限于聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯或聚酯中的一种或多种。在示例性实施例中，内箔层208和外箔层202是相同的材料。然而，在其他实施例中，内箔层208和外箔层202可包括不同的材料。
图3示出了制造用于修复管道的衬里200的设备300的示例性实施例。设备300包括输送机系统302。输送机系统302可以以各种方式配置。可以使用能够支撑和移动用于形成衬里200的材料层(例如外箔层202和内箔层208、第一增强材料204和第二增强材料206)的任何系统。输送机系统302可包括例如一个或多个传统的带式输送机。然而，可以使用任何合适的输送机。在所示实施例中，输送机系统302包括第一输送机304和第二输送机306。在一些实施例中，输送机系统302可包括多于或少于两个输送机。
第一输送机304具有第一端310、第二端312和连续带314，该连续带在机器方向B上沿着第一输送机304的顶侧316移动。类似地，第二输送机306具有第一端320、第二端322和连续带324，该连续带在机器方向B上沿着第二输送机306的顶侧326移动。在示例性实施例中，第一输送机304和第二输送机306沿着中心纵向轴线C端对端地对齐，使得第一输送机304的第二端312与第二输送机306的第一端320相邻。从而，在第一输送机304的顶侧316上沿机器方向B被运送的材料将被转移到第二输送机306的顶侧326上，并由第二输送机306在机器方向B上运送。
设备300可包括连续的外箔202的第一辊330。连续的外箔202的第一辊330布置在第一输送机304的第一端310附近，使得外箔202的一层被供给或拉到第一输送机304的顶侧316并且沿机器方向B被移动。在所示实施例中，连续的外箔202的第一辊330位于第一输送机304的第一端310下方。然而，在其他实施例中，第一辊330可以定位在任何合适的位置，以允许一层外箔202被供给或拉动到第一输送机304的顶侧316上。在输送机304的顶侧316上的所述一层外箔202用作衬里200的外箔层202的第一半部209，如图2所示。外箔层202的第一半部209具有宽度W1。
设备300可包括第一增强材料204的第一供给部。第一增强材料204的第一供给部可以以各种方式配置。可以使用任何这样的构造，该构造允许第一增强材料204的连续供给以向衬里200提供纵向增强的方式被布置在第一输送机304上。在示例性实施例中，第一增强材料204的供给部包括玻璃纤维的筒子架330或卷轴架。
筒子架330布置成使得多个玻璃纤维从筒子架330通过纤维引导件332并且在引导辊333下方被拉出。纤维引导件332将多个玻璃纤维排列成大致平行的纤维的平面层334。大致平行的纤维的平面层334被放置在第一输送机304的顶侧316上的外箔202上。大致平行的纤维的平面层334具有宽度W2。
设备300包括可移动的侧部输送机系统340。可移动的侧部输送机系统340设计成以预定和可重复的定向将第二增强材料层206放置到第一增强材料204上。可移动的输送机系统340可以以各种方式配置。可以使用能够以预定和可重复的定向将第二增强材料层被放置到第一增强材料204上的任何配置。
参照图3和4，在示例性实施例中，可移动的侧部输送机系统340包括安装在可移动托架344上的侧部输送机342。该侧部输送机342包括第一端346、第二端348和沿中心纵向轴线D延伸的连续带350(图3)。如图3所示，连续带350沿着机器方向E沿侧部输送机342的顶侧352移动，该机器方向基本上平行于中心纵向轴线D并且基本上垂直于第一输送机304的机器方向B。侧部输送机342的第二端348定位成使得经由第二端348离开侧部输送机342的材料将被放置在第一输送机304的带314的顶侧316上。
可移动的侧部输送机系统340包括连续第二增强材料206的由托架344承载的辊354或其它合适的供给部。辊354具有宽度W3(图3)并且定位在侧部输送机342的第一端346附近，使得第二增强材料206被拉动或进给到带350上并沿着机器方向E沿侧部输送机342的顶侧352移动。在所示实施例中，辊354位于侧部输送机342的第一端346的上方。然而，在其他实施例中，辊354可以定位在任何合适的位置，以允许第二增强材料206被拉动或进给到带350上。
如上所述，在示例性实施例中，第二增强材料206包括定向的连续玻璃纤维。第二增强材料206的辊354构造成使得玻璃纤维基本上平行于中心纵向轴线D和机器方向E定向。
参考图4，可移动的侧部输送机系统340包括切割器356。切割器356设计成将连续的第二增强材料206切割成第二增强材料206的具有长度L的离散的片材358，并且可以被编程或配置成在期望的时间和以可重复的方式切割连续的第二增强材料206。切割器356可以以各种方式配置。可以使用能够在期望的时间和以可重复的方式将连续的第二增强材料206切割成离散长度的任何设备。
在示例性实施例中，切割器356包括靠近侧部输送机342的第一端346定位的刀刃。切割器356可以在第二增强材料206的整个宽度W3(图3)上垂直于第二增强材料延伸，使得第二增强材料206的整个宽度W3可以被同时切割。
可以以任何合适的方式控制切割器356。例如，控制器360可以被编程为控制侧部输送机系统340的操作。控制器360可以例如连接到切割器356、侧部输送机342和可移动托架344中的一个或多个，并且编程为控制切割器的致动、侧部输送机的速度和托架的运动。因此，控制器360可以在适当的时间致动切割器356，以产生第二增强材料206的离散的片材358，每个离散的片材具有预定长度。此外，控制器360的编程可以被配置为容易地修改第二增强材料206的离散的片材358的长度L，以便产生具有更大或更小直径的衬里。例如，控制器360可以在切割器被致动时改变或者改变侧部输送机342的速度以产生具有不同长度L的离散的片材358。以这种方式，控制器和切割器的布置可以基于所生产的衬里的直径来改变离散的片材358的长度。
可移动托架344可以使侧部输送机342平行于输送机系统302的中心纵向轴线C移动，同时保持机器方向E基本垂直于第一输送机304的机器方向B。可移动托架344可以平行于输送机系统302的中心纵向轴线C以等于第一输送机304的带314的速度的速度移动。以这种方式，第二增强材料206的经由第二端348离开侧部输送机342的离散的片材358可以被放置在第一输送机304上，其中增强纤维保持基本垂直于第一增强材料204的纤维。
如图3和5所示，可移动的输送机系统340可以将离散的片材358放置到第一输送机304上，使得多个离散的片材358中的每一个横向地与多个片材中的一个或多个相邻片材至少部分地重叠。例如，参照图5，其为了简单起见仅示出了多个离散的片材358中的两个，第二增强材料的第一离散片材502包括第一边缘部分504、与第一边缘部分504基本平行且与第一边缘部分相对的第二边缘部分506、基本垂直于第一边缘部分504和第二边缘部分506并在第一边缘部分和第二边缘部分之间延伸的第三边缘部分508，以及与第三边缘部分508相对并且基本垂直于第一边缘部分504和第二边缘部分506并在第一边缘部分和第二边缘部分之间延伸的第四边缘部分。同样，第二增强材料的第二离散片材512包括第一边缘部分514、基本平行于第一边缘部分514并与第一边缘部分相对的第二边缘部分516、基本上垂直于第一边缘部分514和第二边缘部分518并且在第一边缘部分和第二边缘部分之间延伸的第三边缘部分518，以及与第三边缘部分518相对并且基本垂直于第一边缘部分514和第二边缘部分516并在第一边缘部分和第二边缘部分之间延伸第四边缘部分520。
如图5所示，第二离散片材512可以至少部分地被放置在第一离散片材502的顶部上，使得第二离散片材512的第三边缘部分518从第一离散片材205的第三边缘部分508偏置距离X1。另外，第二离散片材512可以至少部分地被放置在第一离散片材502的顶部上，使得第二离散片材512的第二边缘部分516从第一离散片材502的第二边缘部分506偏置距离Y1。距离X1和Y1可以在不同的实施例中变化。例如，偏置的距离X1可以对于较厚的衬里较小而对于较薄的衬里较大。此外，距离Y1可以是零或者可以针对具有不同直径的衬里进行调整。例如，对于较大直径的衬里，距离Y1可以较大。
在一些示例性实施例中，设备300可包括类似于侧部输送机系统340的一个或多个附加的可移动的侧部输送机系统(未示出)。所述一个或多个附加的侧部输送机系统可与侧部输送机系统340协同工作以将第二增强材料206的离散的片材358放置在第一输送机304上。例如，侧部输送机系统340和附加的侧部输送机系统(未示出)可将第二增强材料206的交替的离散的片材358放置在第一输送机304上。
附加的侧部输送机系统(未示出)可以在第一输送机304的同一侧上被放置在侧部输送机系统340的旁边。两个侧部输送机系统可以被编程为彼此一致地移动。附加的侧部输送机系统(未示出)也可以被放置在第一输送机304的与第一侧部输送机系统340的相对侧上，并且被编程为与侧部输送机系统340协同工作。
参照图3，设备300可包括连续的内箔208的第一辊374。连续的内箔208的第一辊374布置在侧部输送机342的下游，并可旋转地被支撑在第一输送机304的中心上方。内箔208的第一辊374布置成使得一层内箔208在第二增强材料206的离散的片材358的顶部上被进给或拉动到第一输送机304的顶部侧316上并且沿着机器方向B移动。内箔208具有宽度W4。
靠近第一输送机304的第二端312的是折叠工作站376。折叠工作站376被设计成将第二增强材料206的离散的片材358折叠成闭合形状的构造，其中，离散的片材的边缘部分重叠，例如，如上面关于图2所讨论的那样。闭合形状的构造可以例如是扁平的、管形状，或者是由于片材在其自身上折叠而使得相对的边缘重叠以形成闭合的形状所产生的任何形状。
折叠工作站376可以以各种方式配置。可以使用能够将离散的片材358折叠成闭合形状构造378的任何设备或过程。例如，在一些实施例中，折叠过程可以手动完成。在其他实施例中，折叠机构(未示出)可用于以重叠的方式机械地折叠离散的片材的边缘部分。
在所示的实施例中，第二输送机306的第一端320相邻于第一输送机304的第二端312定位。第二输送机306的使用提供了例如用于施加外箔层202的第一半部209的替代位置。特别地，类似于相邻于第一输送机304的第一端310布置的连续的外箔202的第一辊330，连续的外箔202的替代的辊380可定位在第二输送机306的第一端320附近，从而使得一层外箔202在第一增强材料204和第二增强材料206下方被供给或拉动到第二输送机306的顶侧326上并沿机器方向B移动。在所示实施例中，连续的外箔202的替代的辊380位于第二输送机306的第一端320下方。然而，在其他实施例中，替代的辊380可定位在允许一层外箔202被进给或拉动到顶侧326上的任何合适的位置处。
设备300可包括连续的第一增强材料204的第二供给部。连续的第一增强材料204的第二供给部可以以各种方式配置。可以使用允许连续的第一增强材料204的供给以提供纵向增强的方式被布置在第二增强材料206的折叠构造378上的任何构造。在示例性实施例中，第一增强材料204的第二供给部基本上类似于第一增强材料的第一供给部布置。第二供给部包括T-30玻璃纤维的筒子架384或卷轴架。
筒子架384布置成使得多个T-30玻璃纤维从筒子架384通过纤维引导件(未示出)并且在引导辊386下方被拉动。纤维引导件(未示出)将多个T-30玻璃纤维排列成为大致平行的纤维的平面层388。大致平行的纤维的平面层388被放置在第二增强材料206的折叠构造378上。大致平行的纤维的平面层388具有宽度W5。
设备300可包括连续的外箔202的第二辊390。连续的外箔202的第二辊390布置在第二输送机306的顶侧326上方，使得一层外箔202在筒子架384的下游被进给或拉动到第二输送机306的顶侧326上的材料上，并且沿机器方向B移动。来自第二辊390的外箔202层用作衬里200的外箔层202的第二半部210(图2)。外箔层202的第二半部210具有宽度W6。
在连续外箔202的第二辊390附近是密封工作站392。参见图2和3，密封工作站396设计成沿着衬里200的侧边缘394、396将外箔202的第一半部209附接到外箔202的第二半部210。密封工作站392可以以各种方式配置。可以使用能够沿着衬里200的侧边缘394、396将外箔202的第一半部209附接到外箔202的第二半部210的任何设备或工艺。外箔202的第一半部209和外箔202的第二半部210可以沿侧边缘394、396以任何合适的方式连接，例如热密封、粘合、胶带连接或胶合。
图6示出了形成衬里200的示例性方法600的流程图。示例性方法600是连续的，其中两种或更多种连续材料结合以形成连续的衬里。方法600包括提供沿第一方向延伸的多个连续的第一增强纤维的步骤602，并沿机器方向移动第一增强纤维(并使得第一方向平行于机器方向)的步骤604。该方法还包括提供具有沿着第二方向延伸的第二增强纤维的材料的多个片材的步骤606。当第一材料沿机器方向移动时，进行将第二材料的多个片材放置在移动的第一增强纤维上(并使得第二方向基本上垂直于第一方向)的步骤608。多个片材中的每一个还可以在机器方向上与该多个片材中的一个或多个相邻的片材部分地重叠。
在将第二材料的多个片材放置在移动的第一增强纤维上之后，进行将该多个片材折叠成闭合形状610的步骤。例如，将第二材料的多个片材中的每一个的相对的纵向边缘朝向每个片材的中心折叠，使得所述相对的纵向边缘重叠形成闭合形状，例如扁平管。参照图5，例如，第一离散片材502的第一边缘506和第二边缘504朝向每个第一离散片材502的中心折叠，使得边缘重叠形成闭合形状。因此，离散的片材在第二方向上折叠或折叠成平行于第二方向。
在第一方向上具有增强纤维的附加的连续的第一材料可以被提供并被定位在闭合形状的顶部上。在制造过程中，内箔层可以定位成使得内箔层形成闭合形状的内表面，并且外箔层可以定位成使得外箔层围绕第一材料和第二材料。
图7示出了形成具有不同直径的两个或更多个衬里的示例性方法700的流程图。图7的方法700可以基本上类似于图6的形成衬里的方法600。然而，为了形成具有与第一衬里不同直径的第二衬里，第二增强材料的离散的片材的长度被改变。例如，为了形成具有比第一衬里更大直径或更小直径的衬里，分别增加或减少第二增强材料的离散的片材的长度。示例性方法700是连续的，其中两种或更多种连续材料被结合以形成连续的衬里。
特别地，方法700包括通过提供沿第一方向延伸的多个连续的第一增强纤维的步骤702和将第一增强材料在机器方向上移动并使得第一方向平行于机器方向的步骤704来形成具有第一直径的第一衬里。方法700还包括提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的连续材料的供给部的步骤706，该连续材料具有第一宽度。然后进行将连续材料的供给物切割成该连续材料的大致相等长度的多个离散的片材的步骤708，该离散的片材具有第一长度。当第一材料沿机器方向移动时，进行将第二材料的多个经切割的片材放置在移动的第一增强纤维上的步骤710，其中使得第二方向基本上垂直于第一方向。多个片材中的每一个也可以在机器方向上与该多个片材中的一个或多个相邻的片材部分地重叠。
在将第二材料的多个片材放置在移动的第一增强纤维上之后，进行将该多个片材折叠成闭合形状的步骤712。例如，第二材料的多个片材中的每一个的相对的纵向边缘朝向该多个片材中的每一个的中心折叠，使得所述相对的纵向边缘重叠形成闭合形状，例如扁平管。在第一方向上具有增强纤维的附加的连续的第一材料可以被提供并且被定位在闭合形状的顶部上。在制造过程中，内箔层可以定位成使得该内箔层形成闭合形状的内表面，并且外箔层可以定位成使得该外箔层围绕第一材料和第二材料。
为了形成具有第二直径的第二衬里，重复这些步骤，但是当连续材料的供给物被切割成该连续材料的多个大致相等长度的离散片材时，该离散片材被切割成与第一长度不同的第二长度。以这种方式，当具有第二长度的离散片材被折叠成闭合形状以形成衬里时，该衬里将具有与由具有第一长度的离散片材形成的衬里所不同的直径。因此，离散片材的宽度不会被改变以制造具有不同直径的衬里。相对地，离散片材的长度被适应成一旦材料被折叠，就为衬里提供期望的直径。
特别地，方法700还包括通过提供沿第一方向延伸的多个连续的第一增强纤维的步骤714和沿机器方向移动第一增强纤维(并使得第一方向平行于机器方向)的步骤716来形成具有第二直径的第一衬里。方法700还包括提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的连续材料的供给部的步骤718，该连续材料具有第一宽度。然后进行将该连续材料的供给物切割成该连续材料的大致相等长度的多个离散的片材的步骤720，该离散的片材具有第二长度。当第一材料沿机器方向移动时，进行将第二材料的经切割的多个片材放置在移动的第一增强纤维上的步骤722，并使得第二方向基本上垂直于第一方向。该多个片材中的每一个还可以在机器方向上与该多个片材中的一个或多个相邻的片材部分地重叠。在将第二材料的多个片材放置在移动的第一增强纤维上之后，进行将该多个片折叠成闭合形状的步骤724。
在该方法的一些实施例中，当制造与第一衬里具有不同直径的衬里时，也可以改变外箔层的宽度W1、W6、第一增强纤维的平面层的宽度W2、W5和内箔层的宽度W4。然而，在其他实施例中，不需要改变外箔层和内箔层的宽度以及第一增强纤维的平面层的宽度。
其他变形
下面描述制造用于增强管的衬里的方法和设备的示例性实施例的其他变形。
[A]一种制造用于增强管的衬里的方法，该方法包括：提供沿第一方向延伸的多个连续的第一增强纤维；沿机器方向移动第一增强纤维，且使得第一方向平行于机器方向；提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的材料的多个片材；将多个片材放置在移动的第一增强纤维上，并使得第二方向基本垂直于第一方向；并且将多个片材折叠成闭合形状。
[B]在方法[A]中，提供多个片材还包括将具有第二增强纤维的连续材料的供给物切割成离散的片材。
[C]在方法[B]中，将具有第二增强纤维的连续材料的供给物切割成离散的片材在输送机附近进行，该输送机将多个片材放置在第一增强纤维上。
[D]在方法[C]中，具有第二增强纤维的连续材料的供给部和输送机安装在可移动的载体上，该载体可平行于机器方向移动。
[E]在方法[B或C]中，具有第二增强纤维的连续材料具有宽度，并且其中将具有第二增强纤维的连续材料的供给物切割成离散的片材还包括基于所生产的衬里的直径改变所述离散的片材的长度，同时保持所述连续材料的宽度。
[G]在[A-E]中任一项的方法中，连续的第一增强纤维是玻璃纤维。
[H]在[A-G]中任一项的方法中，进一步包括将沿第一方向延伸的多个连续的第三增强材料提供到经折叠的多个片材上。
[I]在[A-H]中任一项的方法中，进一步包括在折叠多个片材之前，在多个片材上提供连续的箔层。
[J]在[A-I]中任一项的方法中，第二增强纤维是定向的、连续的玻璃纤维。
[K]在[A-J]中任一项的方法中，将多个片材放置在移动的第一增强纤维上还包括使多个片材中的每一个与该多个片材中的一个或多个相邻的片材至少部分地重叠。
[L]在[A-K]中任一项的方法中，将多个片材放置在移动的第一增强纤维上还包括用输送机将多个片材移动到第一增强纤维上，同时沿机器方向移动输送机。
[M]在[L]中的任一项的方法中，第一增强纤维沿机器方向以第一速度移动，并且输送机以基本相同的速度移动。
[N]一种制造具有不同直径的用于增强管的衬里的方法，该方法包括：(a)通过以下方式形成具有第一直径的第一衬里：提供一层沿第一方向延伸的连续的第一增强纤维；沿机器方向移动第一增强纤维，并使得第一方向平行于机器方向；提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的连续材料的供给部，所述连续材料具有第一宽度；切割连续材料的多个相等长度的离散的片材，该离散的片材具有第一长度；将多个片材放置在移动的第一增强纤维上，并使得第二方向基本垂直于第一方向，其中多个片材中的每一个与该多个片材中的一个或多个相邻的片材部分地重叠；将多个片材折叠成闭合形状以形成具有第一直径的第一衬里；和(b)通过以下方式形成具有第二直径的第二衬里：提供沿第一方向延伸的一层连续的第一增强纤维；沿机器方向移动第一增强纤维，并使得第一方向平行于机器方向；提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的连续材料的供给部，该连续材料具有第一宽度；切割连续材料的多个相等长度的离散的片材，该离散的片材具有不同于第一长度的第二长度；将多个片材放置在移动的第一增强纤维上，使得第二方向基本垂直于第一方向；并且将多个片材折叠成闭合形状以形成具有第二直径的第二衬里。
[O]在方法[N]中，在输送机附近切割连续材料的多个相等长度的离散的片材，所述输送机将多个片材放置在第一增强纤维上。
[P]在权利要求[O]的方法中，具有第二增强纤维的连续材料的供给部和输送机安装在可移动的载体上，该载体可平行于机器方向移动。
[Q]方法[P]还包括切割器，该切割器将具有第二增强纤维的连续材料切割成多个相等长度的离散的片材，其中切割器安装在可移动的载体上。
[R]在[N-Q]中任一项的方法中，连续的第一增强纤维是玻璃纤维。
[S]在[N-R]中任一项的方法进一步包括在折叠多个片材之前在多个片材上提供连续的箔层。
[T]在[N-S]中任一项的方法中，第二增强纤维是定向的、连续的玻璃纤维。
[U]在[N-T]中任一项的方法中，将多个片材放置在移动的第一增强纤维上还包括使多个片材中的每一个与该多个片材中的一个或多个相邻的片材至少部分地重叠。
[V]在[N-U]中任一项的方法中，将多个片材放置在移动的第一增强纤维上还包括用输送机将多个片材移动到第一增强纤维上，并且在将多个片材放置在移动的第一增强纤维上的同时沿机器方向移动输送机。
[W]在[N-V]中任一项的方法中，第一增强纤维沿机器方向以第一速度移动，并且输送机以基本相同的速度移动。
[X]一种制造用于增强管的衬里的设备，该设备包括：待在第一机器方向上被移动的连续的第一增强纤维的供给物；第一输送机，其具有能够沿第一机器方向移动连续的第一增强纤维的输送带；侧部输送机系统，其能够相对于第一输送机移动，侧部输送机系统包括：具有沿垂直于第一机器方向的第二机器方向延伸的第二增强纤维的连续的第二增强材料的供给部；侧部输送机，其具有能够沿第二机器方向移动第二增强材料的输送带；以及切割器，其将连续的第二增强材料切割成该第二增强材料的离散的片材，其中侧部输送机可操作以将该离散的片材放置在第一输送机上的连续的第一增强材料上，并使得第二增强纤维基本垂直于第一增强纤维。
[Y]在设备[X]中，侧部输送机系统沿第一机器方向移动，同时将多个片材放置在移动的第一增强纤维上。
[Z]在设备[Y]中，第一输送机在第一机器方向上以第一速度移动第一增强纤维，而侧部输送机系统在机器方向上以基本相同的速度移动。
[AA]在设备[X-Z]中的任一项中，连续的第一增强纤维是玻璃纤维。
[BB]在[X-AA]中的任一项的设备中还包括用于将多个片材折叠成闭合形状的折叠工作站。
[CC]在[X-BB]中的任一项的设备进一步包括沿第一机器方向延伸的连续的第一增强纤维的第二供给部，该第二供给部定位成在将多个片材折叠成闭合形状之后将连续的第一增强纤维放置在该多个片材上。
[DD]在[X-CC]中的任一项的设备还包括控制侧部输送机系统的控制器，该控制器适于根据所生产的衬里的直径改变离散的片材的长度。
虽然在各种示例性实施例的上下文中描述和说明了本发明总体构思的各种发明方面、构思和特征，但是这些各种方面、构思和特征可以在许多替代实施例中单独地或以各种组合形式和其子组合的形式使用。除非在本文中明确排除，否则所有这样的组合和子组合都在本发明总体构思的范围内。此外，尽管可能在本文中描述了关于本发明的各个方面、构思和特征的各种替代实施例(诸如替代材料、结构、构造、方法、电路、设备和部件、软件、硬件、控制逻辑，以及成形、装配和功能的替代形式等等)，这样的描述并非旨在是可用的替代实施例的完整或穷举的罗列，无论是目前已知的还是以后开发的。本领域技术人员可以容易地将发明方面、构思或特征中的一个或多个采用到额外的实施例中并且在本发明构思的范围内进行使用，即使这些实施例未在本文中明确公开。另外，即使本发明的一些方面、构思或特征可能在本文中被描述为优选的布置或方法，但是这样的描述并不旨在暗示这样的特征是必需的或必要的，除非明确地这样说明。更进一步地，可以包括示例性或代表性的数值和范围以帮助理解本公开；然而，这些数值和范围不应被解释为限制意义，并且仅在明确地这样陈述的情况下才旨在为临界的数值或范围。此外，尽管本文中可明确地将各种方面、构思和特征指出为具有创造性或形成本发明的一部分，这样的指出不旨在是排他性的，相对地，在没有被明确地这样指出或没有被明确地指出为特定发明的一部分的情况下，可能存在本文中完整描述的发明方面、构思和特征。示例性方法或过程的描述不限于包括在所有情况下都需要的所有步骤，并且除非明确说明，否则所呈现的步骤顺序不被理解为是必需的或必要的。

Claims (15)

1.一种制造用于增强管道的衬里的方法，所述方法包括：
提供沿第一方向延伸的多个连续的第一增强纤维；
沿机器方向移动所述第一增强纤维，使得所述第一方向平行于所述机器方向；
提供具有沿第二方向延伸的第二增强纤维的材料的多个片材；
将所述多个片材放置在移动的所述第一增强纤维上，使得所述第二方向基本垂直于所述第一方向；和
将所述多个片材折叠成闭合形状。
2.根据权利要求1所述的方法，其中提供多个片材还包括将具有第二增强纤维的连续材料的供给物切割成离散的片材。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在输送机附近进行将具有第二增强纤维的连续材料的供给物切割成离散的片材，所述输送机将所述多个片材放置在所述第一增强纤维上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，将具有第二增强纤维的连续材料的供给部和所述输送机安装在可移动的载体上，所述可移动的载体能够平行于所述机器方向移动。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中具有第二增强纤维的连续材料具有宽度，并且其中将具有第二增强纤维的连续材料的供给物切割成离散的片材还包括基于被生产的衬里的直径改变所述离散的片材的长度，同时维持所述连续材料的宽度。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述连续的第一增强纤维是玻璃纤维。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，还包括将沿所述第一方向延伸的多个连续的第三增强纤维提供至经折叠的所述多个片材上。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述第二增强纤维是定向的、连续的玻璃纤维。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中将所述多个片材放置在移动的所述第一增强纤维上还包括使所述多个片材中的每一个与所述多个片材中的一个或多个相邻的片材至少部分地重叠。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中将所述多个片材放置在移动的所述第一增强纤维上还包括用输送机将所述多个片材移动到所述第一增强纤维上，同时沿所述机器方向移动所述输送机。
11.一种制造用于增强管道的衬里的设备，该设备包括：
在第一机器方向上被移动的连续的第一增强纤维的供给物；
第一输送机，所述第一输送机具有能够沿所述第一机器方向移动所述连续的第一增强纤维的输送带；
侧部输送机系统，所述侧部输送机系统能够相对于所述第一输送机移动，所述侧部输送机系统包括：
具有在垂直于所述第一机器方向的第二机器方向上延伸的第二增强纤维的连续的第二增强材料的供给部；
侧部输送机，所述侧部输送机具有能够沿所述第二机器方向移动所述第二增强材料的输送带；和
切割器，所述切割器将所述连续的第二增强材料切割成所述第二增强材料的离散的片材，
其中，所述侧部输送机能够操作以将所述离散的片材放置在所述第一输送机上的所述连续的第一增强材料上，使得所述第二增强纤维基本垂直于所述第一增强纤维。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述侧部输送机系统沿所述第一机器方向移动，同时将多个所述片材放置在移动的所述第一增强纤维上。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述第一输送机在所述第一机器方向上以第一速度移动所述第一增强纤维，且所述侧部输送机系统在所述机器方向上以基本相同的速度移动。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的设备，其中所述连续的第一增强纤维是玻璃纤维。
15.根据权利要求11-13中任一项所述的设备，还包括用于将多个所述片材折叠成闭合形状的折叠工作站和沿所述第一机器方向延伸的连续的第一增强纤维的第二供给部，所述第二供给部定位成在多个所述片材被折叠成所述闭合形状之后将连续的第一增强纤维放置在多个所述片材上。
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