CZ299249B6

CZ299249B6 - Zpusob vložkování potrubního vedení

Info

Publication number: CZ299249B6
Application number: CZ0216799A
Authority: CZ
Inventors: Stephen Boyce@Gerard
Original assignee: Ncc Danmark A/S
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2008-05-28
Also published as: NO992920L; CZ216799A3; US6228312B1; AU723781B2; WO1998026919A1; DE69719223T2; JP4076188B2; EP1007330A1; NZ335971A; NO318141B1; CA2273246A1; GB9626060D0; TR199901317T2; JP2001507639A; NO992920D0; ATE232789T1; ZA9711266B; DK1007330T3; CA2273246C; DE69719223D1

Abstract

Potrubí (4) se obnovuje pomocí trubicovité vložky(5, 5a, 5c), která se zavádí do potrubí (4) ve složeném stavu, uvede se do styku se stenou potrubí (4) a vytvrdí se pro zachování jejího tvaru. Vložka (5, 5a, 5c) obsahuje kompozitní materiál vytvorený navazováním, pletením, nebo tkaním praden promíchaných termoplastických a výztužných vláken (1, 2). Vložka (5, 5a, 5c) se pri aplikaci na potrubí (4) zahrívá pro roztavení termoplastu. Kompozitní materiál muže být vytvoren jako rukáv. Alternativnese kalandruje tabulový materiál a svinuje se do trubicovité formy, pricemž prekrývající se okraje tabule se vzájemne spojují po uvedení do styku se stenou potrubí (4).

Description

Způsob vložkování potrubního vedení (57) Anotace:

Potrubí (4) se obnovuje pomocí trubicovité vložky (5, 5a, 5c), která se zavádí do potrubí (4) ve složeném stavu, uvede se do styku se stěnou potrubí (4) a vytvrdí se pro zachování jejího tvaru. Vložka (5, 5a, 5c) obsahuje kompozitní materiál vytvořený navazováním, pletením, nebo tkaním přaden promíchaných termoplastických a výztužných vláken (1,2). Vložka (5, 5a, 5c) se při aplikaci na potrubí (4) zahřívá pro roztavení termoplastu. Kompozitní materiál může být vytvořen jako rukáv. Alternativně se kalandruje tabulový materiál a svinuje se do trubicovité formy, přičemž překrývající se okraje tabule se vzájemně spojují po uvedení do styku se stěnou potrubí (4).

Způsob vložkování potrubního vedení

Oblast techniky

Vynález se týká výroby a použití výrobků vyrobených z vlákny vyztužených termoplastických kompozitních materiálů. Zejména se vynález týká způsobů vložkování potrubí a jiných potrubních vedení těmito materiály, a výroby potrubních vložek a trubek z těchto materiálů.

Termínem „potrubní vedení“ se zde rozumí potrubí, trubky a kanály, ať již pro dopravu kapalin (např. kanalizace) nebo pro jiné účely.

Dosavadní stav techniky

V současné době se používají různé techniky pro obnovu existujících potrubních systémů vložkováním existujícího potrubí, spíše než jeho odstranění a nahrazení. Vložkování existujícího potrubí je obecně levnější a způsobuje menší narušení, než programy kompletního nahrazování, a proto se široce používá v průmyslu zásobování vodou a plynem.

Například většina vodních řadů v UK je z litiny (většinou o průměru 150 mm nebo méně). Selhání takovéhoto potrubí v důsledku koroze (vnější i vnitřní) se stává při stáří existujících systémů narůstajícím problémem. Odhaduje se například, že více než 50 % všech vodních řadů v UK je v provozu více než čtyřicet let, a že 20 % je v provozu více než osmdesát let. Existuje tedy rostoucí potřeba vývoje efektivních technik obnovy.

Konvenční způsoby vložkování potrubí zahrnují postupy povlékání cementem a epoxidovou pryskyřicí, a postupy „suvného vločkování“. Ty zahrnují vsunutí potrubní vložky, zpravidla vyrobené z polyetylénu nebo PVC, do existujícího potrubí.

Suvné vložkování se provádí mnoha způsoby za použití množství různých forem trubkových vložek. Například, jeden typ suvného vložkování široce používaný v plynárenství, takzvané „vložkování zúžením“ zahrnuje vtahování vložky tvořené trubkou z MDPE do trubky in šitu, přičemž se vložka nejprve protahuje formou pro redukci jejího průměru. Když je již ve své poloze, vložka expanduje a snaží se obnovit svůj původní průměr. Po uplynutí dvanácti hodin nebo podobně vložka expanduje do těsného spojení s výchozí trubkou.

Výhodou vložkování zúžením a také jiných způsobů suvného vložkování je, že vložka poskytuje výchozí trubce konstrukční pevnost pro splnění požadavků rozvodů vysokých tlaků. Nicméně za použití takovýchto konstrukčních vložek musí být učiněny kroky k redukci průměru vložky, aby mohla být vtažena do trubky, jestliže se má získat těsné spojení mezi vložkou a stěnou trubky. Použité vtahovací síly mohou být velké, což může přinášet riziko při montáži. Dále, i při použití technik „těsného“ vložkování, jako například vložkování zúžením, se nemusí vložka vrátit do původního stavu pro těsné spojení s výchozí trubkou po její celé délce, jestliže existují změny průměru trubky. To může mít za následek mezery zanechané mezi vložkou a stěnou trubky, což je nežádoucí. Například, jestliže dojde k poruše vložky, může tekutina téci mezi vložkou a stěnou trubky než se dostane ven, takže zvnějšku pozorovatelný projev prosakování nebo protržení vložky může nastat ve značné vzdálenosti od skutečného místa poruchy, což může ztížit identifikaci místa poruchy.

Dále US 5 205 886 popisuje způsob vkládání vložky do kovového potrubí, kde vložka je tvořena sérií souosých trubek. Nejzevnější trubka obsahuje materiál odolný proti porušení k ochraně vložky, jak je tato vkládána do potrubí. EP 0 033 244 objasňuje materiál obsahující výztužná vlákna jemně prorostlá s termoplastickou pryskyřicí. WO 92/12847 popisuje kompozitní materiál

- 1 CZ 299249 B6 pro použití v rámech tenisových raket, který obsahuje uhlíková výztužná vlákna zalitá v termoplastu.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je poskytnout nový způsob vložkování potrubí nebo jiných forem potrubního vedení.

ío Podle prvního provedení předloženého vynálezu je vytvořen způsob vložkování potrubního vedení, který zahrnuje vložení vložky do potrubního vedení, přičemž vložka obsahuje vrstvu kompozitního materiálu obsahujícího termoplastická vlákna a výztužná vlákna, a vnější vrstvu termoplastického materiálu, ohřátí vložky pro roztavení termoplastických vláken, aplikaci tlaku pro přitlačení ohřáté vložky do styku s potrubním vedením, a umožnění nebo dovolení vložce zchladnout, zatímco je ve styku s potrubním vedením, pro vytvrzení kompozitu z termoplastických a výztužných vláken.

Vhodný kompozitní materiál je dostupný od Vetrotex International, 767 quai des Allobroges BP 929 73 009 Chambery Cedex. Francie (pobočka St. Gobain) pod registrovaným obchodním názvem TWINTEX. TWINTEX je dostupný například jako svinutá přadena, nebo tkanina, nebo příze obsahující homogenní promíchaná dlouhá vlákna termoplastů jako polypropylén, polyetylén, polyetyléntereftalát (PET) a polybutyltereftalát PBT) s E-sklem, přičemž obsah skelných vláken je zpravidla 45 až 75 % hmotn. (20 až 50 % obj.) . Postup výroby TWFNTEXu umožňuje míchání termoplastických a skelných vláken „za sucha“ s vysokým stupněm kontroly nad distri25 bučí obou typů vláken.

Zpevnění „prepregu“ z TWFNTEXu na tuhý kompozit se provádí ohříváním materiálu pod tlakem pro roztavení termoplastu a jeho rozptýlení mezi skelná vlákna. Ochlazením materiálu pak ztuhne termoplast, kteiý tvoří pevnou matrici kolem vyztužujících skelných vláken.

Homogenní distribuce vláken ve výrobku TWINTEX zajišťuje příznivé zpracovací podmínky pokud jde o teplotu a tlak, a výsledný zpevněný kompozitní materiál má dobré mechanické vlastnosti. Další podrobnosti o výrobku TWINTEX jsou dostupné od výrobce.

Před zpevněním je kompozitní materiál poměrně flexibilní a může být vložen do potrubního vedení ve složeném stavu a následně se uvede do styku se stěnou potrubního vedení.

Během postupu instalace může být na materiál vložky aplikován tlak pro zpevnění kompozitu v průběhu kroku ohřevu a/nebo mezi krokem ohřevu a krokem chlazení a/nebo v průběhu kroku chlazení.

Pro ohřev vložky mohou být použity různé způsoby, včetně ozařování vložky infračerveným zářením nebo ohřevu vložky pomocí horkého plynu nebo páry.

Další výhodný způsob podle vynálezu spočívá v tom, že se následně po vložení vložky do potrubního vedení vede skrze vložku zařízení zahrnující na svém čelním konci prostředky pro přitlačování vložky do styku s potrubním vedením, ohřívací prostředky, umístěné za protlačovacími prostředky, pro ohřívání vložky, a zpevňovací prostředky, umístěné za ohřívacími prostředky, pro aplikaci tlaku na ohřátou vložku pro zpevnění kompozitního materiálu.

V tom případě je dále podle vynálezu navrženo, že zařízení dále zahrnuje chladicí prostředky, umístěné za zpevňovacími prostředky, pro chlazení zpevněné vložky.

. 5 CZ 299249 B6

Variantní výhodně provedení podle vynálezu spočívá v tom, že po vložení vložky do potrubního vedení se do vložky zavede stlačený plyn pro přitlačení vložky proti potrubnímu vedení, a plyn se zahřívá pro zahřátí vložky.

V takovém případě je dále přednostně navrženo, že je do vložky vsunut nafukovatelný vak pro stlačený plyn, přičemž stěna vaku se opírá proti vložce a přitlačuje ji proti potrubnímu vedení.

Způsoby vložkování podle předloženého vynálezu nejsou omezeny na vložkování in šitu, ale mohou být použity pro vložkování nových trubek v místě jejich výroby. Obdobně nejsou způsoby podle vynálezu omezeny na vnitřní vložky potrubí, ale mohou být upraveny pro vytvoření vnějších povlaků trubek.

Podle dalšího vytvoření vynálezu je předmětem vynálezu způsob vložkování potrubního vedení, zahrnující vložení vložky do potrubního vedení, přičemž vložka obsahuje vrstvu kompozitního materiálu obsahujícího termoplastická vlákna a výztužná vlákna, přičemž dále zahrnuje zavedení stlačeného plynu do vložky pro přitlačení vložky do styku s potrubním vedením a ohřátí plynu pro roztavení termoplastických vláken, a umožnění nebo dovolení vložce zchladnout, zatímco je ve styku s potrubním vedením, pro vytvrzení kompozitu z termoplastických a výztužných vláken.

Výhodné provedení podle vynálezu pak spočívá v tom, že vložka se vkládá do potrubního vedení ve složeném stavu a následně se uvede do styku s potrubním vedením.

Přednostně zpevňuje kompozitní materiál při ohřívání vložky stlačený plyn.

Přednostně se při chlazení vložky aplikuje tlak pro zpevnění kompozitního materiálu.

Další přednostní provedení podle vynálezu spočívá v tom, že se následně po vložení vložky do potrubního vedení vede skrze vložku zařízení mající na svém čelním konci prostředky pro potlačování vložky do styku s potrubním vedením, ohřívací prostředky pro ohřívání plynu, a zpevňovací prostředky, umístěné za ohřívacími prostředky, pro aplikaci tlaku na ohřátou vložku pro zpevnění kompozitního materiálu.

V takovém případě je dále přednostně navrženo, že zařízení dále zahrnuje chladicí prostředky, umístěné za zpevňovacími prostředky, pro chlazení zpevněné vložky.

Jako dalším prostředkem pro omezení tepelných ztrát z vložky do potrubního vedení a do okolí může být vložka opatřena vnější vrstvou izolačního plastového materiálu, například toho termoplastického materiálu, který je použit v kompozitu.

Další výhodný způsob podle vynálezu spočívá v tom, že vrstva kompozitního materiálu je provedena ve formě rukávu.

Další výhodný způsob podle vynálezu spočívá v tom, že vrstva kompozitního materiálu vložky zaváděné do potrubního vedení je provedena jako kalandrovaná tabule, svinutá do trubicovité formy.

V takovém případě se dále výhodně podle vynálezu navrhuje, že způsob zahrnuje krok vzájemného spojování překrývajících se okrajů tabulového materiálu pro vytvoření trubice.

Při způsobu vložkování podle předloženého vynálezu je výhodné použiti vložky obsahující skelná výztužná vlákna (např. TWINTEX), a použití infračerveného záření pro ohřev vložky. Bylo zjištěno, že skelná vlákna jsou zvláště citlivá/absorbující zvláště ve frekvenčním pásmu krátkovlnného infračerveného záření (tj. s vlnovou délkou menší než 2 pm). Skelná vlákna se tedy ohřívají poměrně rychle a taví termoplastická vlákna s nimi smíchaná, s poměrně malými tepelnými ztrátami do okolí. To je zvláště výhodné, když se tohoto způsobu použije pro vložkování tepelně vodivých trubek, jako například litinových vodních řadů.

Podle výhodného provedení vynálezu je vrstva kompozitního materiálu navazovaná, pletená nebo tkaná z přaden zahrnujících homogenně promíchaná termoplastická vlákna a výztužná vlákna, např. TWINTEX.

Použití takovéhoto způsobu spřádání promíchaných vláken, např. TWINTEX, umožňuje produkio ci výrobků majících velkou rozmanitost konfigurace, tubulámí nebo jiné. Například pletením do vhodných vzorů je možno vyrobit mnoho rozmanitých spojovacích prvků potrubí a jiných výrobků.

Výhodně podle vynálezu přadena zahrnují přibližně 40 až přibližně 75 % hmotn. výztužných vláken.

Ještě výhodněji pak přadena zahrnují přibližně 20 až přibližně 50 % hmotn. výztužných vláken. Dále je podle vynálezu výhodně navrženo, že každé přadeno je obaleno termoplastickým obalem.

Dále je podle vynálezu výhodně navrženo, že termoplastická a výztužná vlákna jsou po délce každého přadena v podstatě spojitá.

Dále je podle vynálezu výhodně navrženo, že termoplastická vlákna zahrnují vlákna z polyolefi25 nu nebo termoplastického polyesteru.

Obdobně může být vložka opatřena vnitřní vrstvou plastového materiálu, jako například polypropylénu nebo polyetylénu, což poskytuje vložku s vnitřním povrchem splňujícím normy pro dopravu například pitné vody.

Pro pleteni materiálů podle předloženého vynálezu mohou být upraveny existující průmyslové pletací stroje. Pro existující podzemní potrubí se za použití různých pletených ěi jiných struktur vyrábějí rozmanité průměry pletených tkanin, majících různé vlastnosti pokud jde o protažení a návrat do původního tvaru. To ve spojení s různými průměry válce pletacího stroje a s různými tloušťkami poskytuje předem vytvořené tloušťky stěny a charakteristiky protažení a pevnosti, požadované v souvislosti s aplikací potrubí pro vodárenství.

Pro získání kontinuální prefabrikované trubky rovnoměrné kvality bez „zatržení“ se používají různé způsoby posunování, zahrnující způsoby s „posunovací cívkou“ a „vyrovnávací zásobou“.

Produktivita stroje se zlepšuje nalezením optima mezi tloušťkou, průměrem, rychlostí, velikostí hlavy a kolénka jehly, snížením napnutí a posunem. Používají se různé lubrikanty příze a způsoby zlepšení podávání a pohyblivosti příze. Byly zkoumány různé polohy a konstrukce podavače příze vzhledem k polohování příze do hlavy jazýčkové jehly, a nastaveny na pomoc pohyblivosti příze „TWINTEX“ vytahované z baleni, vnější i vnitřní.

Pro zajištění nejjednodušší, avšak víceúčelové struktury pletení se používá elektrických i mechanických vzorovacích systémů.

Použití infračerveného záření k ohřevu kompozitního materiálu z termoplastických a výztužných vláken, a zejména použití infračerveného záření vlnové délky, na kterou je výztužné vlákno zvlášť citlivé, dále poskytuje výhody při tvarování výrobků za použití termoplastického kompozitního materiálu vyztuženého konvenčními tkanými nebo podobnými vlákny.

-4CZ 299249 B6 i

Přehled obrázků na výkresech

Nyní budou popsána, pouze jako příklady, konkrétní provedení předloženého vynálezu za pomoci výkresů, na kterých představuje obr. la, lb schematický řez dvěma různě vytvořenými přadeny kompozitních vláken termoplast/sklo, vhodnými pro použití v předloženém vynálezu, obr. 2 schematické znázornění způsobu vložkování podle předloženého vynálezu, obr. 3 schematické znázornění způsobu vložkování podle prvního výhodného provedení předloženého vynálezu, obr. 4 schematické znázornění způsobu vložkování podle druhého výhodného provedení předloženého vynálezu, obr. 5 schematický řez vložkou potrubí podle předloženého vynálezu, obr. 6 schematický řez alternativní vložkou potrubí podle předloženého vynálezu a obr. 7 schematické znázornění způsobu, pří kterém může být s vložkovaným potrubím podle předloženého vynálezu spojen nátrubek.

Příklady provedení vynálezu

Je třeba poznamenat, že všechny aspekty předloženého vynálezu zahrnují použití materiálu zahrnujícího termoplastická vlákna I a výztužná vlákna 2. zvláště výhodný materiál pro použití podle předloženého vynálezu je navazovaný, pletený nebo tkaný (nebo jinak strukturovaný) z přaden zahrnujících v podstatě nepřetržitá termoplastická vlákna 1 a obdobně nepřetržitá výztužná vlákna 2. zvláště výhodný materiál je materiál dostupný od Vetrotex International pod zapsaným obchodním názvem TWINTEX.

Obr. la a lb jsou řezy dvěma výhodnými formami přaden TWINTEX pro použití podle předloženého vynálezu. Na obou obrázcích la a lb jsou termoplastická vlákna 1 znázorněna jako plné tečky, zatímco skelná výztužná vlákna 2 jsou znázorněna jako kroužky. Obě přadena se navzájem liší tím, že v přadenu na obr. lb jsou promíchaná vlákna 1, 2 spolu pokryta obalovou vrstvou 3 z termoplastu, kterým je obecně týž termoplast, jako je použit pro termoplastická vlákna 1.

Na obr. 2 je celkové schéma způsobu vložkování potrubí 4 podle předloženého vynálezu. Podzemní výchozí potrubí 4 je vložkováno potrubní vložkou 5 zahrnující hadici (tj. rukáv) navazovaný, pletený nebo tkaný z přadena TWINTEX. Zpravidla se hadice plete ze svinutých pramenů přadena TWINTEX. Složená vložka 5a se vtahuje do potrubí 4 ve složeném stavu pomocí neznázoměného navijáku. Jakmile je ve své poloze uvnitř výchozího potrubí 4, složená vložka 5a se otevře a přitlačí se do styku se stěnou potrubí 4. Pak se na vložku 5 aplikuje teplo a tlak pro roztavení termoplastických vláken i a pro stlačení vložky 5 proti stěně potrubí 4 pro zpevnění kompozitního materiálu. Například, jestliže je termoplast polyetylén, zahřívá se vložka 5 na teplotu kolem 148 °C. Vložka 5 se potom ponechá zchladnout ve styku se stěnou potrubí 4, načež termoplast tvrdne, přičemž se vytváří v podstatě tuhá, vlákny I, 2 vyztužená kompozitní vložka 5.

Obr. 3 ilustruje použití robotického prasátka 6 při způsobu vložkování popsaném v souvislosti s obr. 2. Robotické prasátko 6 zahrnuje polohovací válečky 7 protažené z jeho předního konce, ohřívací prostředky 8 umístěné za polohovacími válečky 7, a chladicí a zpevňovací válečky 9 protažené z jeho zadního konce. Při použití, jakmile je složená vložka 5c vložena do výchozího potrubí 4 ve svém složeném stavu, prochází prasátko 6 podélně potrubím 4 skrze vložku 5. Jak prasátko 6 pokračuje skrze vložku 5, rozevírají nejprve polohovací válečky 7 složenou vložku 5c před prasátkem 6, a polohují vložku 5 proti stěně potrubí 4. Mírný tlak vzduchu nafukuje před-5 CZ 299249 B6 tvarovaný TW1NTEX proti povrchu potrubí 4. Bezprostředně za polohovacími válečky 7 pak ohřívací prostředky 8, například radiační ohřívač nebo ohřívač na horký plyn, ohřívají vložku 5 na teplotu dostatečnou pro roztavení termoplastu. Jak prasátko 6 pokračuje v postupu, přicházejí do styku s ohřátou oblastí vložky 5 chladicí a zpevňovací válečky 9 a přitlačují vložku 5 proti povrchu potrubí 4 jednak pro zpevnění kompozitního materiálu a jednak na pomoc chlazení materiálu pro urychlení vytvrzovacího procesu. Jak prasátko 6 cestuje po délce potrubí 4, fakticky přeměňuje flexibilní hadici na zcela vytvarovanou vytvrzenou kompozitní vložku 5.

Jak bylo výše uvedeno, ohřívacím prostředkem 8 je s výhodou krátkovlnný infračervený zářič, ío Bylo zjištěno, že skelná výztužná vlákna 2 jsou zvlášť citlivá vůči záření, takže většina tepelné energie emitované ohřívačem je absorbována skelnými výztužnými vlákny 2 a následně převáděna do termoplastu. To minimalizuje tepelné ztráty do okolního materiálu potrubí 4 a velmi redukuje jak energii, tak dobu potřebnou pro ohřev vložky 5 na požadovanou teplotu.

Alternativní způsob instalace vložky 5, rovněž sledující obecné schéma popsané v souvislosti s obr. 2, je ilustrován na obr. 4. Zde je do vložky 5 vložen nafukovací vak 10, např. vak vyrobený ze silikonového kaučuku. Vak 10 se pak nafoukne horkým plynem, jednak pro zahřátí vložky 5, jednak pro její přitlačení proti stěně potrubí 4 pro zpevnění termoplastických vláken i a výztužných vláken 2. Je-li třeba, může být řízena teplota a tlak uvnitř vaku 10. Poté se bud prostě nechá vychladnout plyn uvnitř vaku 10 pro umožnění vytvrzení termoplastu, nebo se do vaku 10 vhání chladný plyn pro nahrazení horkého a urychlení tak procesu chlazení.

Podle modifikace výše uvedeného způsobu může mít plyn dodávaný do vaku 10 teplotu okolí, a vak j0 se může ohřívat jinými prostředky. Například mohou být ve stěně vaku 10 rozděleny elektrické topné prvky nebo systém topných trubek (např. s horkým olejem).

Jak bylo zmíněno výše, tepelné ztráty do okolního potrubí 4 a země mohou být podstatné, přičemž značně zvyšují energii a/nebo dobu potřebnou pro ohřátí vložky 5 na bod tavení termoplastu. Tento problém může být zvláště významný při vložkování litinového vodního řadu. V souladu s tím může být vložka 5 opatřena krycí vrstvou izolačního plastového materiálu, například téhož termoplastu, který je zabudován v kompozitním materiálu použitého pro výrobu vložky 5. Příčný řez takovouto vložkou 5 je znázorněn na obr. 5. Vložka 5 zahrnuje trubku H z kompozitu a vnější obal 12 z polypropylénu nebo podobného materiálu.

Podle další modifikace, ilustrované na obr. 6, může být také vnitřní povrch trubky 11 z kompozitu opatřen vrstvou plastového materiálu 13, například polyetylénu nebo polypropylénu. To je zvlášť vhodné, jestliže má vložka 5 být použita pro vložkování řadu pro pitnou vodu. Například HDPE je materiál široce používaný pro dopravu pitné vody a splňuje všechny požadované normy, které ne vždy musí splňovat kompozitní materiál použitý pro výrobu vložky 5. Zabudo40 vání vrstvy HDPE, nebo podobného materiálu, na vnitřní povrch vložky 5 vytváří bariéru mezi kompozitním materiálem a tekutinou, dopravovanou vložkou 5.

Je třeba poznamenat, že vložka 5 může být vyrobena s oběma, vnější i vnitřní vrstvou termoplastického materiálu, například HDPE.

Protože vložka 5 je při vkládání do výchozího potrubí 4 poměrně flexibilní, -je proces vkládání poměrně přímý. Dále, když je vložka 5 expandována a přitlačena proti povrchu potrubí 4, flexibilita vložky 5 může snadno vyrovnat odchylky průměru výchozího potrubí 4.

Pletení vložky 5 poskytuje vhodný způsob rychlé výroby vložky 5 v jakémkoliv požadovaném tvaru, délce a tloušťce stěny. Kromě toho, jak bylo zmíněno výše, za použití nových a existujících technik pletení může být vložka 5 pletena v množství konfigurací. Například mohou být do vložky 5 vpleteny větve tak, že lze použít jediný kus vložky 5 pro vložkování hlavního řadu i bočních přípojek.

-6 CZ 299249 B6

I

Vložky 5 podle předloženého vynálezu mají také tu výhodu, že jednotlivé sekce vložky 5 mohou být snadno vzájemně spojeny prostým zahřátím a vzájemným stlačením konců příslušných sekcí vložky 5 pro vytvoření svaru. Není tedy třeba používat zvláštních spojek.

Kromě toho, podle obr. 7, připojení nátrubku 14 na potrubí vyvložkované podle předloženého vynálezu je relativně přímý proces. Vnitřní příruba 14a nátrubku 14 tak může být snadno připevněna a utěsněna k vložce 5 potrubí 4 pomocí vrstvy J_5 termoplastického materiálu nebo podobně.

Je třeba poznamenat, že výše diskutované způsoby vložkování potrubí 4 představují jen příkladné aplikace předloženého vynálezu, výše uvedené způsoby například mohou být snadno uzpůsobeny pro vložkování nebo povlékání potrubí 4 v místě výroby. Modifikace výše uvedených způsobů mohou být použity pro vytvoření vnitřního vyvložkování nebo vnějšího povlaku nových trubek z tvárné litiny.

Vynález také není omezen na výrobu trubek a potrubních vložek 5, ale popsaný způsob pletení může být použit pro výrobu výrobků různých forem, trubicovitých nebo jiných. Například různé potrubní spojky a podobné výrobky mohou být snadno vyrobeny pletením kompozitního materiálu na vhodné předtvary. Dále, zatímco mnohá vytvoření předloženého vynálezu zahrnují použití pleteného materiálu, použití infračerveného záření o zvláštní vlnové délce, na kterou jsou výztužná vlákna 2 zvláště citlivá, může být s výhodou aplikováno na tvarování jakýchkoliv kompozitních výrobků z termoplastických a výztužných vláken 1, 2, ať je či není kompozit pleten, tkán či jinak strukturován, a ať kompozit zahrnuje či nezahrnuje přadena TWINTEXu nebo jiný materiál. Široká použitelnost tohoto a dalších vytvoření předloženého vynálezu je odborníkovi v oboru snadno zřejmá.

Jak bylo dosud popsáno, vložka 5 zavedená do potrubí 4 je poměrně flexibilní, i s termoplastickými povlaky nanesenými na vnitřní a/nebo vnější povrch kompozitního materiálu. Zatímco to umožňuje snadné stlačení vložky 5, za některých okolností může být akceptovatelné, nebo dokonce výhodné, když je vložka 5 pro zavádění do potrubí 4 tuhá a poměrně neflexibilní. Toho může být dosaženo alespoň částečným zpevněním kompozitního materiálu, pomocí tepla a tlaku, pro vytvoření profilového samonosného předtvaru před vložením do potrubí 4. Předtvar může být ve formě složené trubky, přičemž trubka za tepla a pod tlakem expanduje pro vložkování potrubí

4.

Alternativně může být tabule kompozitního materiálu ohřívána a kalandrována, např. mezi protilehlými chlazenými válci, pro vytvoření zpevněného tabulového materiálu. Tuhý tabulový materiál pak může být stočen do v podstatě válcovité formy pro vložení jako složená vložka 5a, 5c do potrubí 4, přičemž svitek materiálu je zajištěn například ocelovým drátem. Při uvolnění drátového upevnění, když je složená vložka 5a, 5c uvnitř potrubí 4, má svitek sklon rozvinout se na vnitřní průměr potrubí 4. Překrývající se okraje předtvaru pak mohou být vzájemně spojeny. Vhodné spojovací prostředky pro dosažení toho spojení mohou zahrnovat elektrické odporové dráty, zabudované do tabule kompozitního materiálu na jeho krajích, nebo za horka adhezívní pásku. Páska může být ohřátá například pomocí zabudovaných odporových drátů nebo kovového plniva, které se může zahřívat indukcí. Pro spojování může být použito robotické prasátko 6, pro svařování švů za použití například horkého válečku, ultrazvuku nebo infračerveného záření, načež následuje chladný váleček.

-7CZ 299249 B6

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

I. Způsob vložkování potrubního vedení, vyznačující se tím, že zahrnuje:

vložení vložky (5, 5a, 5c) do potrubního vedení, přičemž vložka (5, 5a, 5c) obsahuje vrstvu kompozitního materiálu obsahujícího termoplastická vlákna (1) a výztužná vlákna (
2), a vnější vrstvu termoplastického materiálu, ío ohřátí vložky (5, 5a, 5c) pro roztavení termoplastických vláken (1), aplikaci tlaku pro přitlačení ohřáté vložky (5, 5a, 5c) do styku s potrubním vedením, a umožnění nebo dovolení vložce (5, 5a, 5c) zchladnout, zatímco je ve styku s potrubním vedením, pro vytvrzení kompozitu z termoplastických a výztužných vláken (1,2).

15 2, Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vložka (5, 5a, 5c) se vkládá do potrubního vedení ve složeném stavu a následně se uvede do styku s potrubním vedením.
3 výkresy

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vy znač u j í c í se tí m , že při ohřívání vložky (5, 5a, 5c) se aplikuje tlak pro zpevnění materiálu vložky (5, 5a, 5c).
4. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že při chlazení vložky (5, 5a, 5c) se aplikuje tlak pro zpevnění materiálu vložky (5, 5a, 5c).
5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se

25 vložka (5, 5a, 5c) ohřívá ozařováním infračerveným zářením.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vy znač u j í cí se tí m , že se vložka (5, 5a, 5c) ohřívá pomocí horkého plynu.

30
7. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se vložka (5, 5a,

5c) ohřívá pomocí páry.
- 8 CZ 299249 B6

I vložení vložky (5, 5a, 5c) do potrubního vedení, přičemž vložka (5, 5a, 5c) obsahuje vrstvu kompozitního materiálu obsahujícího termoplastická vlákna (1) a výztužná vlákna (2), zavedení stlačeného plynu do vložky (5, 5a, 5c) pro přitlačení vložky (5, 5a, 5c) do styku s potrubním vedením a ohřátí plynu pro roztavení termoplastických vláken (1), a umožnění nebo dovolení vložce (5, 5a, 5c) zchladnout, zatímco je ve styku s potrubním vedením, pro vytvrzení kompozitu z termoplastických a výztužných vláken (1,2).

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že vložka (5, 5a, 5c) se vkládá do potrubního vedení ve složeném stavu a následně se uvede do styku s potrubním vedením.

14. Způsob podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se tím, že stlačený plyn zpevňuje kompozitní materiál při ohřívání vložky (5, 5a, 5c).

15. Způsob podle nároku 12 nebo 13, vy z nač u j í c í se t í m , že při chlazení vložky (5, 5a, 5c) se aplikuje tlak pro zpevnění kompozitního materiálu.

16. Způsob podle některého z nároků 12 až 15, vyznačující se tím, že následně po vložení vložky (5, 5a, 5c) do potrubního vedení se vede skrze vložku (5, 5a, 5c) zařízení mající na svém čelním konci prostředky pro přitlačování vložky (5, 5a, 5c) do styku s potrubním vedením, ohřívací prostředky (8) pro ohřívání plynu, a zpevňovací prostředky, umístěné za ohřívacími prostředky (8), pro aplikaci tlaku na ohřátou vložku (5, 5a, 5c) pro zpevnění kompozitního materiálu.

17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že zařízení dále zahrnuje chladicí prostředky, umístěné za zpevňovacími prostředky, pro chlazení zpevněné vložky (5, 5a, 5c).

18. Způsob podle některého z nároků 12 až 17, vy z n a č uj í c í se t í m , že vložka (5, 5a, 5c) také zahrnuje vnější vrstvu termoplastického materiálu.

19. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vy z n a č u j í c í se tím, že vrstva kompozitního materiálu je provedena ve formě rukávu.

20. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vy z n a č u j í c í se tím, že vrstva kompozitního materiálu vložky (5, 5a, 5c) zaváděné do potrubního vedení je provedena jako kalandrovaná tabule, svinutá do trubicovité formy.

21. Způsob podle nároku 20, v y z n a č u j í c í se t í m , že zahrnuje krok vzájemného spojování překrývajících se okrajů tabulového materiálu pro vytvoření trubice.

22. Způsob podle některého z předcházejících nároků, v y z n a č uj í c í se t í m , že výztužná vlákna (2) zahrnují výztužná skelná vlákna.

23. Způsob podle některého z nároků 19až 22, vyznačující se tím, že vrstva kompozitního materiálu je navazovaná, pletená nebo tkaná z přaden zahrnujících homogenně promíchaná termoplastická vlákna (1) a výztužná vlákna (2).

24. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že přadena zahrnují 40 až 75 % hmotn. výztužných vláken (2).

25. Způsob podle nároku 23 nebo 24, v y z n a č u j í c í se t í m , že přadena zahrnují 20 až 50 % hmotn. výztužných vláken (2).

-9CZ 299249 B6

26. Způsob podle některého z nároků 23 až 25, v y z n a č u j í c í se t í m , že každé přadeno je obaleno termoplastickým obalem.

27. Způsob podle některého z nároků 23 až 26, v y z n a č u j i c í se t í m , že termoplastická 5 a výztužná vlákna (1,2) jsou po délce každého přadena v podstatě spojitá.

28. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vy z n a č uj í c í se t í m , že termoplastická vlákna (1) zahrnují vlákna z polyolefinu nebo termoplastického polyesteru.

ío 29. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vy z n a c u j í c í se tím, že vložka (5, 5a, 5c) také zahrnuje vnitřní vrstvu (15) termoplastického materiálu.

8. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vy z n a č uj í c í se t í m , že následně po vložení vložky (5, 5a, 5c) do potrubního vedení se vede skrze vložku (5, 5a, 5c) zařízení

35 zahrnující na svém čelním konci prostředky pro přitlačování vložky (5, 5a, 5c) do styku s potrubním vedením, ohřívací prostředky (8), umístěné za přitlačovacími prostředky, pro ohřívání vložky (5, 5a, 5c), a zpevňovací prostředky, umístěné za ohřívacími prostředky (8), pro aplikaci tlaku na ohřátou vložku (5, 5a, 5c) pro zpevnění kompozitního materiálu.

40
9, Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že zařízení dále zahrnuje chladicí prostředky, umístěné za zpevňovacími prostředky, pro chlazení zpevněné vložky (5, 5a, 5c).

10. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že po vložení vložky (5, 5a, 5c) do potrubního vedení se do vložky (5, 5a, 5c) zavede stlačený plyn pro přitlačení

45 vložky (5, 5a, 5c) proti potrubnímu vedení, a plyn se zahřívá pro zahřátí vložky (5, 5a, 5c).

II. Způsob podle nároku 10, vyzn ač u j í cí se tí m , že se do vložky (5, 5a, 5c) vsune nafukovatelný vak (10) pro stlačený plyn, přičemž stěna vaku (10) se opírá proti vložce (5, 5a, 5c) a přitlačuje ji proti potrubnímu vedení.

12, Způsob vložkování potrubního vedení, vy z n a č uj í c í se t í m , že zahrnuje:
- 10 CZ 299249 B6 obr. 1a

ÍVee⁰.⁰⁰.⁰⁰.⁰»®⁰··^

Λ°2· ·*>O 4° 3/ * '<?.&£>·· obr. 1b

CiiiSiSi SM

obr. 3