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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur partiellen oder vollständigen Sanierung oder Reparatur einer Rohrleitung. Die Sanierung oder Reparatur erfolgt durch das Einbringen eines nachgiebigen Schlauches dessen Wandung, mit einem durch Einbringen von elektromagnetischen Wellen aushärtbaren Ein- oder Mehrkomponentenharz, getränkt ist. Der Schlauch kann hierbei auf verschiedenste Arten, z. B. durch Einziehen oder im Inversionsverfahren, in die vorhandene Rohrleitung eingebracht werden. Durch Aufbau eines Innendruckes passt sich der so eingebrachte Schlauch der Kontur der vorhandenen Rohrleitung an und kann dann mit Hilfe eines einzelnen oder mehrerer gekoppelter elektromagnetischer Strahler ausgehärtet werden. Die Erfindung bezieht sich auf die Vorrichtung, die zur Durchführung eines solchen Verfahrens geeignet ist.
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Stand der Technik
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Solche, allgemein als Schlauch- oder Relining bekannten Verfahren werden bereits zur Sanierung von defekten Trink-, Abwasser- und Gasleitungen eingesetzt um Undichtigkeiten und Folgen von Korrosion und Wurzeleinwüchsen zu beheben. Das Verfahren wird weiterhin auch angewandt um die statischen Eigenschaften der vorhandenen Leitungen zu verbessern oder an eine neue Nutzung anzupassen. Die mit Harz getränkten Schläuche werden hierbei in die Rohrleitungen eingebracht und vor Ort ausgehärtet.
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Der getränkte Schlauch wird in der Regel durch Einziehen oder Inversieren in das vorhandene Rohr eingebracht. Das Einziehen erfolgt dem Stand der Technik entsprechend durch die Verwendung von verbrennungsmotorisch, elektrisch oder hydraulisch angetriebenen Seilwinden. Sofern zum Schutz der Schläuche notwendig werden Folien verwendet um die Wandung gegen Beschädigungen zu schützen. Der Einbau im Inversionsverfahren erfolgt gemeinhin unter Verwendung von so genannten Inversionstrommeln oder funktionell gleichartigen Geräten. Hierbei wird der getränkte Schlauch zunächst im Inneren einer Inversionstrommel aufgewickelt und dann durch Beaufschlagung der Inversionstrommel mit Druckluft oder Wasser in das bestehende Rohr gestülpt. Durch das Umstülpen wird die harzgetränkte Innenseite des Schlauches nach Außen gewandt und durch die Druckluft bzw. das anstehende Wasser an die Wand des vorhandenen Rohres angepresst.
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Die verwendeten Schläuche bestehen in der Hauptsache aus Gelegen, Gewirken, Geweben oder Matten die aus Kunst-, Glas- oder Carbon-Fasern bestehen können. Üblicherweise sind die Trägermaterialien auf der Innenseite mit Folien aus Hochleistungsthermoplasten wie z. B. Polyolefinen oder Polyurethan beschichtet. Der ein- oder beidseitig durch dieses Folien abgedichtete, mehrlagige Aufbau der Schlauchwandung, erlaubt es das Trägermaterial mit flüssigem Kunstharz zu durchtränken das später, durch Zufuhr von Energie in Form von elektromagnetischen Wellen, deren Wellenlänge auf die im Harz verwendeten Photoinitiatoren abgestimmt ist, ausgehärtet werden kann.
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Gegenüber dem, ebenfalls weit verbreiteten Verfahren der Warmaushärtung des Schlauches durch Einbringen von Wärme in Form von Heißwasser oder Dampf, hat das Einbringen von elektromagnetischer Strahlung den anerkannten Vorteil das hierdurch erhebliche Mengen an Energie und Arbeitszeit eingespart werden können.
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Die Wellenlänge der angewendeten elektromagnetischen Strahlung liegt in den meisten Fällen im Bereich von 200 nm–100 μm. Durch die anteilige Beimischung von Photoinitiatoren die auf verschiedene Wellenlängenbereiche elektromagnetischer Strahlung reagieren kann eine Anpassung der Harze an das Strahlungsspektrum der verfügbaren elektromagnetischen Strahler angepasst werden. Die Strahler werden auf einem, auf Rollen oder Kufen montierten, Geräteträger durch den, mittels Innendruck an die Rohrwand angepressten Schlauch, hindurchbewegt. Die Bewegung kann durch einen, im Geräteträger befindlichen, eigenen Antrieb oder über eine außen am Rohr angebrachte Zugvorrichtung wie z. B. eine Winde erfolgen. Die Energieversorgung der Strahler erfolgt hierbei über ein rückseitig, also gegenüber dem Anschlagpunkt der verwendeten Zugvorrichtung, am Geräteträger angebrachtes Energieversorgungskabel. Gegenwärtig liegen die technischen Grenzen der beschriebenen Systeme bei Verwendung von elektromagnetischen Strahlern bei Schlauchlängen von 300 m und Rohrdurchmessern von maximal 1500 mm. Begrenzender Faktor bei allen zur Zeit verfügbaren Verfahren und Vorrichtungen ist die, aufgrund der über lange Kabelstrecken zu übertragenden hohen Energiemengen, anfallende Abwärme innerhalb der Versorgungsleitungen. Bei der Auslegung der Anlagen muss, aus Gründen der Anwendbarkeit im täglichen Betrieb sowie der Wirtschaftlichkeit, ein wie auch immer gearteter Kompromiss zwischen Leitungsquerschnitt und somit Kabelgewicht und der Summe der daraus resultierenden Leistungsverluste durch Ohm'schen Widerstand und Scheinwiderständen gefunden werden. Die Summe der Widerstände welche zum überwiegenden Teil in Wärme umgewandelt werden führt deshalb zu einer nicht unerheblichen Erwärmung des noch auf der Kabeltrommel befindlichen Teiles des Kabels dem man durch diverse Maßnahmen entgegenzuwirken versucht.
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Aufgabenstellung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die zuvor beschriebene Vorrichtung so weiterzuentwickeln das die Installation von harzgetränkten Schläuchen mit einer Länge von mehr als 300 m Länge oder Durchmessern von mehr als 1500 mm ermöglicht wird.
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Dem beschriebenen Problem der Wärmeentwicklung innerhalb der Energieversorgungsleitungen des elektromagnetischen Strahlers soll hierbei erfindungsgemäß dadurch entgegengewirkt werden, dass eine Vorrichtung zur, zumindest partiellen Sanierung bzw. Reparatur einer Rohrleitung bereitgestellt wird, wobei ein harzgetränkter Schlauch in die Rohrleitung einbringbar ist, der durch das Einbringen elektromagnetischer Strahlung aushärtbar ist, nachdem er durch Anlegen eines Überdruckes an die Rohrwandung der Rohrleitung angepresst ist, wobei ein die elektromagnetische Strahlung emittierender Strahler auf einem in dem Schlauch in der Rohrleitung verfahrbaren Geräteträger angeordnet ist und der Strahler über mindestens zwei Energieversorgungskabel, die an gegenüberliegenden Seiten des Geräteträgers angebracht sind, mit Energie versorgbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Energiezufuhr der elektromagnetischen Strahlers zukünftig über zwei oder auch mehr separate Leitungen, die an den gegenüberliegenden Enden des Geräteträgers angeschlossen werden, erfolgen. Eine, Beide oder Mehrere dieser Energieversorgungsleitungen können hierbei zudem die Aufgabe der Kraftübertragung zur Bewegung des Strahlers innerhalb der Rohrleitung übernehmen, das heißt, der Geräteträger ist insbesondere mit Hilfe der Energieversorgungskabel innerhalb der Rohrleitung bewegbar.
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Durch den erfindungsgemäßen Einsatz zweier oder mehrerer Energieversorgungskabel wird, je nach Aufbauform des Energieversorgungskabels, eine bis zu 70% größere Oberfläche zur Abgabe der im Kabel entstehenden Wärme zur Verfügung gestellt, wodurch, aufgrund der niedrigeren Gesamterwärmung und des damit deutlich geringeren Anstiegs des Ohm'schen Widerstandes, eine verbesserte Effektivität des Gesamtsystems erreicht werden kann.
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In der bevorzugten Ausführung ist die Verwendung von zwei Energieversorgungsleitungen vorgesehen die, an den gegenüberliegenden Enden des Geräteträgers angebracht, die Aufgabe der Kraftübertragung zur Bewegung des Strahlers innerhalb der Rohrleitung übernehmen. Die Verbindung des Kabels mit dem Geräteträger erfolgt hierbei wahlweise fest oder über eine entsprechende ausgeführte lösbare Verbindung.
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Des Weiteren ist in der bevorzugten Ausführung vorgesehen die Steuerung der, an den gegenüberliegenden Enden des zu sanierenden Rohres, aufgestellten Kabelwinden, die wahlweise verbrennungsmotorisch, elektrisch oder hydraulisch angetrieben sein können, durch eine Funk- oder Kabelverbindung herzustellen um somit deren Bewegungen automatisch oder manuell aufeinander abstimmen zu können. Wahlweise kann diese Verbindung auch über die an beiden Enden des Geräteträgers befestigten Energieversorgungskabel hergestellt werden.
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Darüber hinaus ist vorgesehen das, auf der Kabeltrommel der Winde befindliche, Energieversorgungskabel durch entsprechende Maßnahmen aktiv oder passiv zu kühlen. Das Kühlen kann hierbei erfindungsgemäß durch Flüssigkeits-, Luft-, Öl- oder Natriumkühlung sowie Peltier-Elemente erfolgen.
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Um eine Bewegung des Geräteträgers innerhalb der Rohrleitung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die freien Enden der Energieversorgungskabel jeweils an einer als Zugvorrichtung ausgestalteter Kabeltrommel festgelegt sind, so dass der Geräteträger in der Rohrleitung in zwei Richtungen verfahrbar ist. Die freien Enden der Energieversorgungskabel bezeichnen hierbei die Enden, die nicht am Geräteträger festgelegt sind.
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Eine einfache und an die Gestaltung der Rohrleitung angepasste Führung der Energieversorgungskabel kann dadurch erreicht werden, dass die Vorrichtung in einer Ausgestaltung Umlenkrollen umfasst, über die das Energieversorgungskabel umlenkbar ist.
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Um eine schnelle und effiziente Aushärtung des harzgetränkten Schlauches zu realisieren, kann mindestens ein weiterer Strahler auf dem Geräteträger angeordnet sein. Auch der oder die weiteren Strahler können über die an dem Geräteträger angebrachten Energieversorgungskabel mit Energie versorgt werden, wobei es diesbezüglich zweckmäßig sein kann, weitere Energieversorgungskabel an dem Geräteträger anzubringen.
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Die Energieversorgungskabel sind insbesondere jeweils an einer einer Rohrleitungsöffnung zugewandten Seite des Geräteträgers angebracht. Hierdurch wird ein ruckelfreies Verfahren des Geräteträgers innerhalb der Rohrleitung erreicht.
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Ausführungsbeispiel
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Im Folgenden ist die Erfindung, anhand eines Beispiels, unter Bezug auf Zeichnung (1), näher erklärt. Die Darstellung zeigt die Seitenansicht einer zumindest partiellen Sanierung bzw. Reparatur einer Rohrleitung.
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In der Zeichnung ist der Längsschnitt durch eine, auf beiden Seiten durch einen Schacht oder ein Kopfloch zugängliche, Rohrleitung dargestellt. Im Rohr befindet sich ein, durch Einziehen oder Inversieren, eingebrachter harzgetränkter Schlauch 4, der durch einen Innendruck an die Rohrwandung angepresst wird. Der Innendruck wird durch das Verschließen der beiden Rohrenden mit jeweils einer Schleuse 5 und das anschließende Einleiten von Druckluft erzeugt.
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Vor dem Verschließen der Rohrenden wird der, mit den beiden Energieversorgungskabeln 2, 10 verbundene, auf Rollen- oder Kufen 6, 7 montierte Geräteträger 8 welcher mit einem oder mehreren gekoppelten elektromagnetischen Strahlern 9 ausgestattet ist, in den Schlauch 4 eingebracht.
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Die von den elektromagnetischen Strahlern 9 erzeugte Strahlung, deren Wellenlänge zwischen 200 nm und 100 μm liegt, sorgt für die Aushärtung des im Schlauch befindlichen Harzes.
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Die gesamte Vorrichtung aus Geräteträger 8 und elektromagnetischen Strahlern 9 wird hierbei durch die von den beiden Kabeltrommeln 1, 11 erzeugte Zugkraft kontinuierlich von einem Ende des Rohres zum anderen bewegt. Die Kabeltrommeln 1, 11 sind über einen Antrieb antreibbar und fungieren somit als Zugvorrichtung für die Bewegung des Geräteträgers 8 innerhalb der Rohrleitung, bzw. innerhalb des Schlauches 4. Die Führung der Energieversorgungskabel kann über Umlenkrollen 3 erfolgen.
