DE212006000006U1

DE212006000006U1 - Vorrichtung zur Luftinversion und zum Dampfhärten von vor Ort aushärtenden Einsätzen

Info

Publication number: DE212006000006U1
Application number: DE212006000006U
Authority: DE
Original assignee: Insituform Holdings UK Ltd
Current assignee: Insituform Holdings UK Ltd
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: RU2007143480A; RU2439420C2

Abstract

Luftinversions- und Dampfaushärtevorrichtung zum Installieren eines harzgetränkten, vor Ort aushärtenden Rohreinsatzes, umfassend:
ein im Wesentlichen starres Gefäß, das so bemessen ist, dass es einem getränkten, vor Ort aushärtenden Einsatz gestattet, hindurchzupassieren;
das Gefäß, aufweisend eine gestreckte Einschuböffnung an einer Oberfläche und eine Inversionskammer und einen Auslass an der entgegengesetzten Oberfläche;
einen Luft- und Dampfeinlass an der Inversionskammer;
ein komprimierbares Material, das auf beiden Seiten der Einschuböffnung aufgebracht ist; und
eine Aussparung längs des gestreckten Einschubs, die in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Einsatz ist, verstellbar ist, während dieser durch die Einschuböffnung in das Gefäß hindurchpassiert, und aus der Inversionskammer hinausinvertiert wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der anhängigen vorläufigen ("Provisional")-Anmeldungen Nr. 60/674,420 und Nr. 60/700,632, eingereicht am 25. April 2005 bzw. am 19. Juli 2005.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die einen Verschluss mit einer niedrigen Reibung zwischen dem umstülpenden Einsatz und einer Blende aufweist, zur Installation eines vor Ort aushärtenden Einsatzes durch Luftinversion eines harzgetränkten Einsatzes in ein existierendes Rohr. Das Harz kann mit kontinuierlichem Durchfluss von Dampf ohne Druckverlust ausgehärtet werden und an den Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens. Die Vorrichtungen sind besonders gut zum Auskleiden von Rohren von kleinem bis mittlerem Durchmesser geeignet.
Es ist allgemein gut bekannt, dass Kanäle und Leitungen („pipelines"), insbesondere unterirdische Rohre, wie z.B. Schmutzwasserkanalisationsrohre, Regenwasserkanalisationsrohre, Wasserleitungen und Gasleitungen, die für die Leitung von Regenwasserkanalisationsrohre, Wasserleitungen und Gasleitungen, die für die Leitung von Flüssigkeiten verwendet werden, aufgrund des Leckens von Flüssigkeiten oder Verschleiß Reparatur benötigen. Die Undichtigkeit kann einwärts aus der Umgebung in das Innere oder in den leitenden Teil der Leitungen vorliegen. Alternativ kann das Leck auswärts aus dem leitenden Teil der Leitung in die umgebende Umwelt sein. In beiden Fällen ist es wünschenswert, diese Undichtigkeit zu vermeiden.
Die Undichtigkeit kann auf falsche Installation des Originalrohres oder auf Verschlechterung des Rohrs selbst wegen normaler Alterung oder der Wirkung der Beförderung korrosiven oder abrasiven Materials zurückzuführen sein. Risse an oder nahe an Rohrgelenken können auf Umweltbedingungen wie Erdbeben oder der Bewegung von großen Fahrzeugen auf der Oberfläche, oder ähnlichen natürlichen oder von Menschen verursachten Vibrationen oder anderen derartigen Ursachen beruhen. Unabhängig von der Ursache sind solche Undichtigkeiten unerwünscht und können zum Verlust der innerhalb der Leitung beförderten Flüssigkeit führen, oder zur Schädigung der umgebenden Umwelt und der möglichen Erzeugung eines gefährlichen Gesundheitsrisikos für die Öffentlichkeit führen. Falls die Undichtigkeit besteht, kann dies zum strukturellen Ausfall des bestehenden Rohres durch Verlust von Erdreich und Seitenstützung des Rohres führen.
Aufgrund der stets wachsenden Arbeits-, Energie- und Maschinenkosten wird es zunehmend schwieriger und weniger ökonomisch, unterirdische Rohre oder Abschnitte, die undicht sein können, durch Aufgraben und Ersetzen der Rohre zu reparieren. Als Folge sind verschiedene Verfahren zur Reparatur vor Ort oder Sanierung von existierenden Rohrleitungen entwickelt worden. Diese neuen Verfahren vermeiden die Ausgaben und Risiken, die mit dem Aufgraben und Ersetzen des Rohres oder Rohrabschnitten verbunden sind, sowie die erheblichen Unannehmlichkeiten für die Öffentlichkeit. Eines der erfolgreichsten Leitungsreparatur- oder grabenlosen Sanierungsverfahren, das gegenwärtig in weiter Verwendung ist, heißt „Insituform^® Verfahren". Dieses Verfahren wird in den U.S. Patenten Nr. 4,009,063, Nr. 4,064,211 und Nr. 4,135,958 beschrieben, deren Inhalte alle hier durch Verweis eingeschlossen sind.
Nach der Standardpraxis des Insituform-Verfahrens wird ein gestreckter, flexibler, rohrförmiger Einsatz aus Filzfasern, Schaumstoff oder ähnlichem harztränkbaren Material mit einer äußeren, undurchlässigen Beschichtung, die mit einem wärmehärtbaren Harz ("thermosetting curable resin") beschichtet ist, innerhalb der bestehenden Leitung installiert. Allgemein wird der Einsatz unter Verwendung eines Umstülpverfahrens installiert, wie es in den letzteren genannten Insituform-Patenten beschrieben ist. Im Umstülpverfahren drückt radialer Druck, der auf die Innenseite eines umgestülpten Einsatzes angewendet wird, diesen gegen die innere Oberfläche der Leitung und bringt ihn in Berührung mit dieser. Jedoch wird das Insituform-Verfahren auch durch Einziehen eines harzgetränkten Einsatzes in das Rohr durch ein Seil oder Kabel und Verwendung einer separaten flüssigkeitsundurchlässigen aufblasbaren Blase oder eines Einsatzes, die bzw. der innerhalb des Einsatzes umgestülpt wird, um zu bewirken, dass der Einsatz gegen die innere Wand der bestehenden Leitung aushärtet, durchgeführt. Solche harzgetränkten Einsätze werden generell "cured-in-place-pipes" (vor Ort aushärtende Rohre) oder "CIPP liners" (CIPP-Einsätze) genannt, und die Installation wird als CIPP-Installation bezeichnet.
Die flexiblen, rohrförmigen CIPP-Einsätze besitzen eine glatte Außenschicht aus einem relativ flexiblen, im Wesentlichen undurchlässigen Polymer, das die Außenseite des Einsatzes in seinem Ausgangszustand überzieht. Beim Umstülpen gelangt diese undurchlässige Schicht auf die Innenseite des Einsatzes, nachdem der Einsatz während der Installation umgestülpt wird. Wenn der flexible Einsatz vor Ort innerhalb der Rohrleitung installiert ist, wird die Rohrleitung von innen unter Druck gesetzt, vorzugsweise unter Verwendung eines Umstülpfluids wie Wasser oder Luft, um den Einsatz radial nach außen zu drängen und diesen so mit der inneren Oberfläche der bestehenden Rohrleitung zu verbinden und an diese anzupassen.
Typischerweise wird ein Umstülpturm am Installationsort errichtet, um die nötige Druckhöhe zum Umstülpen des Einsatzes oder einer Blase bereit zu stellen. Alternativ: eine Umstülpeinheit wie gezeigt und beschrieben in den U.S.-Patenten-Nr. 5,154,936, Nr. 5,167,901 (RE 35,944) und Nr. 5,597,353, deren Inhalte durch Verweis eingeschlossen werden. Die Aushärtung kann durch Einleiten von heißem Wasser in den umgestülpten Einsatz durch einen Rezirkulationsschlauch, der an das Ende des umgestülpten Einsatzes angeschlossen ist, eingeleitet werden. Das Inversionswasser wird durch eine Wärmequelle, wie einen Boiler oder Wärmetauscher, rezirkuliert und zu dem invertierten Einsatz zurückgeführt, bis das Aushärten des Einsatzes abgeschlossen ist. Das Harz, das in das tränkbare Material getränkt ist, wird dann gehärtet, um einen harten, eng anliegenden, starren Rohreinsatz innerhalb der bestehenden Leitung zu bilden. Der neue Einsatz verschließt wirksam alle Risse und repariert alle Rohrabschnitts- oder Rohrverbindungsverschlüsse, um so weiterem Durchsickern sowohl in die als auch aus der bestehenden Rohrleitung vorzubeugen. Das ausgehärtete Harz dient ebenfalls dazu, die Wand der bestehenden Rohrleitung zu verstärken, und bietet so zusätzliche strukturelle Stärkung für die umliegende Umgebung.
Der Umstülpturm, der zeitaufwendig zu konstruieren war, führte dazu, dass sich Arbeiter 30 Fuß über der Erde befanden, oft nahe Bäumen und elektrischen Leitungen. Dieses Verfahren wurde durch eine Vorrichtung verbessert, welche es Insituform erlaubte, durch die Verwendung eines Sphincter-Ventils eine hydraulische Druckhöhe aufzubauen. Der Einsatz wurde in die Spitze der Vorrichtung eingeführt und durch unter Druck stehendes Wasser unter dem Ventil durch das Sphincter-Ventil hindurchgezogen. Das unter Druck stehende Wasser übte eine Kraft auf die Nase des Einsatzes aus, was dazu führte, dass er sich in das Rohr umstülpte, das saniert wurde. Diese Vorrichtungen zur Sanierung eines Rohres mit kleinem Durchmesser sind seit ungefähr 14 Jahren in Verwendung.
Der Hauptnachteil bei der Verwendung dieser Vorrichtungen mit Wasser ist die Menge und Verfügbarkeit des Invertierwassers. Das Wasser muss typischer Weise von 55 °F auf 180 °F geheizt werden, um die Aushärtung zu bewirken und dann durch den Zusatz weiteren Wassers auf 100 °F gekühlt werden, bevor es in ein zulässiges Entsorgungssystem abgelassen werden kann.
Diesen Nachteil kann man durch die Verwendung von Luft anstelle von Wasser zur Erzeugung der invertierenden Kraft umgehen. Sobald der getränkte Einsatz vollständig invertiert ist, kann er mit Dampf ausgehärtet werden. Obwohl Wasser zur Dampfproduktion nötig ist, beträgt die benötigte Wassermenge in Form von Dampf nur 5-10 % von der Menge, die für die Wasserinversion, Aushärtung und Herunterkühlung benötigt wird. Das bedeutet, dass Dampf für das Aushärten verwendet werden kann, selbst wenn Wasser vor Ort nicht leicht verfügbar ist. Die drastische Reduzierung der Wassermenge ist das Ergebnis der höheren Energie, die in einem Pfund Wasser in Form von Dampf gegenüber einem Pfund geheiztem Wasser vorhanden ist. Ein Pfund Dampf, das zu einem Pfund Wasser kondensiert, gibt ungefähr 1000 BTU (british thermal unit) ab, während ein Pfund Wasser nur ein BTU für jedes Grad Temperaturabfall abgibt. Dieser reduzierte Wasserbedarf plus die virtuelle Eliminierung des Aufheizzyklus verringert den Aushärte-Zyklus und die Installationszeit außerordentlich.
Warum hat die Industrie angesichts dieses offensichtlichen Vorteils in der Verwendung der Luftinversion und Dampfaushärtung so lange benötigt, die Wasserinversion und die Heißwasseraushärtung aufzugeben?
Wenn Wasser verwendet wird, um den harzgetränkten Einsatz zu invertieren, bekommt der nicht invertierte Teil des Einsatzes, von dem invertierenden Ansatz bis zur Invertiervorrichtung, Auftrieb durch eine Kraft, die der Menge des Wasser, das durch den Einsatz verdrängt wird, entspricht. Im Fall der CIPP-Einsätze bedeutet dies, dass das tatsächliche Gewicht des Einsatzes wesentlich reduziert wird, ebenso wie die Kraft, die nötig ist um den nicht invertierten Einsatz vorwärts zum invertierenden Ansatz zu ziehen. Wenn Luft zur Erzeugung der Inversionskraft verwendet wird, liegt der nicht invertierte Einsatz am Boden des Rohres, und der Luftdruck, der auf den invertierenden Ansatz des Einsatzes wirkt, muss das volle Gewicht des Einsatzes nach vorn ziehen.
Drei Kräfte müssen überwunden werden, um den CIPP-Einsatz zu invertieren, gleichgültig was zur Erzeugung der Inversionsenergie verwendet wird. Diese Kräfte sind:

1. Die Kraft, die zum Invertieren des Einsatzes (Umkrempeln des Einsatzes) nötig ist. Diese Kraft variiert mit der Einsatzdicke, der Materialart und dem Verhältnis zwischen Einsatzdicke und -durchmesser.
2. Die Kraft, die nötig ist, um den Einsatz von der invertierenden Vorrichtung zu dem Invertieransatz zu ziehen.
3. Die Kraft, die nötig ist, um den Einsatz durch die invertierende Vorrichtung zu ziehen.

Die obige Kraft Nummer eins (1) ist im allgemeinen sowohl für Luft- als auch für Wasser-Inversionen gleich.
Die Kraft Nummer zwei (2) variiert stark zwischen Luft und Wasser und kann die Länge der Luftinversionen begrenzen. Es gibt eine Grenze, wie viel Druck verwendet werden kann, um einen Einsatz zu invertieren, ohne die Qualität des installierten CIPP-Einsatzes zu beeinträchtigen und/oder das existierende Rohr zu beschädigen. Gleitmittel können sowohl bei der Wasser- als auch bei der Luft-Inversion verwendet werden, um die benötigte Zugkraft zu reduzieren.
Die Kraft Nummer drei (3) kann basierend auf der Ausführung der Vorrichtung variieren. In den meisten zur Zeit verwendeten Vorrichtungen erhöht sich die Kraft, die nötig ist, um den Einsatz durch die Vorrichtung zu ziehen, wenn eine oder beide Kräfte eins und zwei zunehmen. Dies wird durch die Tatsache verursacht, dass typische, heute verwendete Vorrichtungen den Verlust der unter Druck stehenden Flüssigkeit von der Druckkammer unterhalb der Einsatzzugangsstelle in die Vorrichtung und dem zurückgeschlagenen und verbundenen Ende des umzustülpenden Einsatzes, begrenzen, um die verfügbare Inversionsenergie zu erhöhen. Diese Beschränkung wird typischerweise durch Erhöhung des Luftdrucks in einer pneumatischen Blende (d.h. Insituforms CHIP-Einheit) oder durch Verwendung einer Blende, die durch die invertierende Flüssigkeit betätigt wird, (d.h. "The Shooter cup seal", "shooter"-Rollmembrane), erreicht. Die Einwärtsbewegung ist in beiden Fällen durch das Blendenmaterial und die Komprimierung des invertierenden CIPP-Einsatzes beschränkt. Dies verursacht wiederum einen Anstieg der Reibung zwischen dem invertierenden CIPP-Einsatz und der Blende.
Im Hinblick auf diese offensichtlichen Vorteile der Dampfhärtung verglichen mit der Heißwasserhärtung ist die Verwendung von Dampf im Hinblick auf die transportierte Energie vorgeschlagen worden. Die Luftinversion mit einer aufblasbaren Blase und Durchfluss von Dampf zur Aushärtung wurde in den Insituform U.S.-Patenten Nr. 6,708,728 und Nr. 6,679,293 vorgeschlagen, deren Inhalte hiermit eingeschlossen sind. Die Verfahren, die in diesen vor kurzem erteilten Patenten offenbart werden, verwenden die Einzieh- und Aufblas-Technologie und werden gegenwärtig für Einsätze mit kleinem Durchmesser verwendet. Sie bieten Vorteile gegenüber der Wasserumstülpung bei kleinen Durchmessern. Weiterhin ist die Verwendung eines Einstichbehälters ("puncturing canister"), der in diesen Patenten offenbart ist, für Einsätze mit mittlerem und großem Durchmesser nicht geeignet. Einsätze mit mittlerer Größe sind solche zwischen ungefähr 18 und 45 Inches im Durchmesser. Große Durchmesser sind solche, die größer als ungefähr 45 Inches und mehr im Durchmesser sind.
Demgemäß ist es wünschenswert, eine verbesserte Vorrichtung einer Luftinversions- und Portieranordnung ("porting assembly") für die CIPP-Aushärte-Installation mittels Durchfluss von Dampf bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Allgemein wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Invertieren eines harzgetränkten, vor Ort aushärtenden Einsatzes mit Luft, die einen Verschluss mit niedriger Reibung zwischen dem sich bewegenden CIPP-Einsatz und einer stationären, Invertierungsblende aufweist, bereitgestellt. Anders als andere Unterstützungsvorrichtungen, die heute verwendet werden, erhöht diese vorgeformte einstellbare Blende, sobald sie eingestellt ist, die Reibung am Einsatz, sobald die Drücke der invertierenden Flüssigkeit erhöht werden, nicht. Ein Proben- und Portierrohr ("sample and porting pipe"), das ein Auslassrohr mit einer Portierblende zum Aufnehmen eines Portierwerkzeuges ("porting tool") aufweist, wird am entfernten Zugangspunkt positioniert. Sobald die Inversion vollendet ist, wird das Portierwerkzeug in den aufgeblasenen Einsatz eingesetzt, und ein Auslassschlauch wird angeschlossen.
Die Blende umfasst einen Spalt mit einer in mindestens ihrer Dicke einstellbaren Aussparung. Die Einstellung der Aussparung über die Blende wird durch Bewegen starrer Elemente, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Einsatz sind, der durch die Blende läuft, bewirkt. Die Blende kann eine stationäre Seite und eine einstellbare Seite aufweisen. In diesem Fall weist die stationäre Seite eine Rückseitenplatte aus Stahl mit einer temperaturwiderstandsfähigen, ungefähr ¼" dicken komprimierbaren Materialschicht auf, etwa ein elastischer Silikongummi, und eine dünne absorbierende Schicht (1/8" oder weniger), wie z. B. ein Polyester-Filz, der der undurchlässigen Schicht des Einsatzes zugewandt ist. Dies erlaubt einem, Gleitmittel auf die Oberfläche des invertierenden CIPP-Einsatzes aufzubringen. In dieser Ausführungsform weist die einstellbare Seite der Blende einen im Wesentlichen starren, ein Inch dicken, geformten Nylonblock oder etwas ähnliches auf, der mit einer ähnlichen, komprimierbaren und absorbierenden Schicht beschichtet ist. Der geformte Block ist speziell für die Dicke und Größe des CIPP-Einsatzes, der invertiert werden soll, ausgemessen und geformt. Der geformte Block kann ein einteiliges Element oder in Abschnitten, z. B. drei oder vier, geformt sein, abhängig von der flach liegenden Größe des zu installierenden CIPP-Einsatzes. Ein separater Einstellungsbolzen wird für jeden Abschnitt des Blocks bereitgestellt.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Blende durch eine Vielzahl von entgegengesetzten Fingern quer über die Öffnung in der Vorrichtung gebildet. Jeder Finger ist ein luftgetriebener Kolben oder Stab, der in einem Zylinder eingeschlossen ist, der sich von einem über der Öffnung positionierten Verteiler erstreckt. Die Finger können an einer Seite, die einer stationären, gegenüberliegenden Seite gegenüberstehen, positioniert sein oder können den Einsatz an beiden abgeflachten Oberflächen umgeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Blende eine stationäre Seite und eine einstellbare Seite auf. Die stationäre Seite weist eine Rückseitenplatte aus Stahl auf, die mit einer temperaturwiderstandsfähigen, ungefähr ¼" dicken, komprimierbaren Schicht aus einem Material, wie z. B. Silikongummi und einer dünnen, absorbierfähigen Schicht (1/8" oder weniger), wie z. B. Polyester-Filz beschichtet ist, um Gleitmittel auf die Oberfläche des CIPP-Einsatzes aufzubringen. Die einstellbare Seite weist einen ein Inch dicken geformten Nylonblock auf, der mit einer ähnlichen, komprimierbaren und absorbierenden Schicht beschichtet ist. Der geformte Block ist speziell für die Größe und Dicke des zu invertierenden CIPP-Einsatzes ausgemessen und geformt. Typischerweise werden CIPP-Einsätze, die für die Inversion gedacht sind, so hergestellt, dass die Schichten für die endgültige Position ausgemessen werden. Dies bedeutet, dass vor der Inversion die Schicht mit dem größten Umfang an der Innenseite ist, und dass sich die Schicht, die mit dem kleinsten Umfang beschichtet ist, auf der Außenseite befindet. Das resultiert darin, dass die innere Schicht eine gefaltete Gegend oder eine dicke Stelle im Einsatz-Querschnitt aufweist. Die komprimierbaren Schichten an jeder Seite der Blende tragen dem und jeder anderen Unregelmäßigkeit im Einsatzquerschnitt Rechnung. Die gefaltete Gegend kann sich vor und zurück quer über die Oberfläche des CIPP-Einsatzes bewegen, daher wäre eine feste Anpassung für diese Änderung der Einsatzpunktdicke unwirksam. Die komprimierbare Schicht, die den CIPP-Einsatz umgibt, ist gut geeignet, um jegliche Einsatzpunktdicke, unabhängig vom Ort, aufzunehmen. Der begrenzte Bereich erhöhter Reibung, der durch diese dicken Stellen verursacht wird, trägt dazu bei, die Funktion niedriger Reibung dieses Blendenaufbaus zu gewährleisten.
Demgemäß ist es ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Invertieren eines CIPP-Einsatzes mit Luft bereitzustellen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung für die Luftinversion eines CIPP-Einsatzes mit einer einstellbaren Blende bereitzustellen, die die Reibung am Einsatz nicht erhöht, wenn der Druck der umstülpenden Flüssigkeit sich erhöht.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung für die Luftinversion eines CIPP-Einsatzes und die Dampfhärtung bereitzustellen.
Es ist weiterhin ein der Erfindung verwandter Aspekt, ein Verfahren für die Luftinversion eines CIPP-Einsatzes und das Portieren ("porting") des nachgelagerten Endes des invertierten Einsatzes bereitzustellen, um den Durchfluss von Dampf zum Härten des Harzes zuzulassen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, für die Luftinversion und Dampfhärtung eines CIPP-Einsatzes zu sorgen, ohne dem invertierten Einsatz zu gestatten, vor der Dampfhärtung zusammenzufallen.
Noch weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden teilweise offensichtlich sein und werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich werden.
Die Beschreibung umfasst demgemäß die verschiedenen Schritte und die Beziehung eines oder mehrerer derartiger Schritte im Hinblick aufeinander, die Vorrichtungen, die die Merkmale verkörpern, Eigenschaften und Beziehung von Komponenten, die in der detaillierten Offenbarung exemplifiziert sind, und das Ausmaß der Erfindung wird in den Ansprüchen angezeigt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird Bezug genommen auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, wobei:
1(a) und 1(b) ein Aufriss einer Luftinversionseinheit und eine Draufsicht einer Blende zum Verschluss gegen einen vor Ort aushärtenden Einsatz, der gemäß der Erfindung konstruiert und gestaltet wurde, sind;
2 eine vergrößerte Draufsicht von oben der Blende der Luftinversionseinheit von 1 ist;
3 eine vergrößerte Draufsicht von oben einer Blende, die einen segmentierten, geformten Block gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufweist, ist;
4 ein Aufriss einer Luftinversions- und Dampfaushärtevorrichtung mit einem CIPP-Einsatz, die für die Inversion bereit ist und gemäß der Erfindung konstruiert und gestaltet wurde, ist;
5(a) und 5(b) schematische Draufsichten, die eine Vielzahl der Finger der Blende der Vorrichtung der 1 in einer offenen und bzw. in einer im Betrieb befindlichen Position zeigen, sind;
6 ein Aufriss im Querschnitt der Luftinvertier- und Dampfhärtevorrichtung aus 4 gemäß der Erfindung ist;
7(a) und 7(b) schematische Ansichten eines invertierenden, vor Ort aushärtenden Einsatzes, der in ein Proben- und Portierrohr eintritt, vor und nach dem Portieren mit einem Portierwerkzeug, sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Offenbarung wird eine verbesserte Vorrichtung sowie, zum besseren Verständnis der Erfindung, ein verbessertes Verfahren, für das Luftinvertieren und Dampfaushärten eines CIPP-Einsatzes gemäß ASTM F1216 "Standard Practice for Rehabilitation of Existing Pipelines and Conduits by the Inversion and Curing of a Resin-Impregnated Tube " (Standardverfahren für die Sanierung von bestehenden Rohrleitungen und Rohren durch Inversion und Aushärten eines harzgetränkten Einsatzes) beschreiben. Das Verfahren und die Vorrichtung, wie sie beschrieben sind, sind gut geeignet für das Arbeiten von der Oberfläche durch Strukturen, wie z. B. Schächte, um bestehende, vergrabene Leitungen und Rohre zu sanieren.
Mit Bezug auf 1 wird nun eine Luftinversions- und Dampfaushärteeinheit 11, die gemäß der Erfindung konstruiert und gestaltet wurde, im Aufriss gezeigt. Einheit 11 ist aus einem starren Material, typischerweise ein Metall, wie z. B. Stahl oder Aluminium und ähnliches, konstruiert. Komposit-Materialien oder Plastik sind ebenfalls geeignet, so lange sie den Innendrücken und Temperaturen widerstehen können, die während der Verwendung erzeugt werden.
Die Einheit 11 umfasst eine im Wesentlichen zylindrische, hohle Druckkammer 12, die einen oberen Flansch 13 und einen unteren Flansch 14 aufweist. Ein hohler Inversionsraum ("inversion boot") 16 ist an den unteren Flansch 14 montiert. Der Inversionsraum 16 umfasst einen oberen kegelstumpfförmigen ("frusto-conical") Abschnitt 17 mit einer größeren Öffnung 17a und einer kleineren Öffnung 17b und einem ringförmigen Flansch 18 zum Sichern des Raumes 16 an den unteren Flansch 14. Dies gestattet es, dass Räume mit verschiedenen Durchmessern leicht an die Einheit 11 installiert werden können. Die kleinere Öffnung 17b des kegelstumpfförmigen Abschnitts 17 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Binderaum ("banding boot") 19 mit externen Lamellen 21 zum Sichern eines zurückgefalteten Teils eines vor Ort aushärtenden Einsatzes 20, der hindurch zugeführt werden soll. Der Inversionsraum ("inversion boot") 17 ist ebenso mit einem Luft-Dampf-Einlass-Anschlussstück 25 ausgerüstet.
Das Oberteil der Druckkammer 12 wird durch eine Abdeckung für das Oberteil 22 geschlossen, die durch einen ersten halbkreisförmigen Abschnitt 23 und einen zweiten halbkreisförmigen Abschnitt 24 gebildet wird. Beide halbkreisförmige Oberteil-Abschnitte 23 und 24 sind an dem oberen Flansch 13 und an den zugewandten, ausgeschnittenen Gegenden 23a und 24a befestigt, um eine Aussparung 26 dazwischen zu bilden, um den passierenden Einsatz 27 in die Einheit 11 eintreten zu lassen. Die Details der Konstruktion der Aussparung 26, um eine Blende 28 zu bilden, so dass ausreichender Inversionsdruck in der Druckkammer 12 und dem Inversionsraum 16 erzeugt werden kann, werden unten beschrieben.
Die halbkreisförmigen Teile 23 und 24 mit den Ausschnitten 23a und 24a sind an dem oberen Flansch 13 gesichert, um eine Aussparung 26 längs der Mittellinie zwischen ihnen zu bilden. Der halbkreisförmige Teil 23 umfasst einen horizontalen Teil 37 des stationären Blendenbügels 31 mit einem horizontalen Teil der Halterung 32, einen im Wesentlichen vertikalen Abschnitt 32 quer über den Durchmesser der Druckkammer 12 und einen erweiterten Abschnitt 34. Der halbkreisförmige Abschnitt 23 umfasst die ausgeschnittene Gegend, die dem halbkreisförmigen Teil 24 zugewandt ist.
Der passende verstellbare, halbkreisförmige Teil 24 umfasst auch einen verstellbaren Halter 36 mit einem horizontalen Halterungsabschnitt 37, einen im Wesentlichen vertikalen Abschnitt 38 und einen aufgeweiteten Teil 39. Der Verstellungsbügel 36 zeigt auch eine ausgeschnittene Gegend 24a bis ???????. Hier umfasst der bewegliche Verstellungsbügel 36 eine ausgeschnittene oder Einschubgegend 41 zum Montieren mindestens eines im Wesentlichen starren geformten Blocks 42. Der Block 42 umfasst einen Ausschnitt 43 für einen Röhreneinlass, der dem vertikalen Abschnitt 33 des stationären Bügels 31 zugewandt ist. Der Röhrenausschnitt 43 wird durch einen Einschnitt im geformten Block 42 gebildet. Drei Aussparungs-Verstellungsschrauben 44 sind hinter dem geformten Block 42 zum Einstellen der Position des Blocks 42 montiert, um die Größe der Aussparung 26 zu variieren, um den Einsatz 26 während der Verwendung zu erfassen.
Zwei Bahnen ("sheets") eines komprimierbaren Elementes 46 sind zwischen beiden Abschnitten der Abdeckung 22 des Oberteils und dem oberen Flansch 13 positioniert. Das komprimierbare Material 46 wird längs der sich zugewandten Oberflächen der Blendenbügel 31 und 36 entlanggezogen und an die aufgeweiteten Abschnitte 34 und 39 der Bügel gesichert. Dies stellt einen glatten, komprimierbaren und elastischen Weg für den Einsatz 27 bereit, um in der Blende 28 eingespannt zu werden, während er hindurch passiert. Zusätzlich zu dem komprimierbaren Material 46 ist eine absorbierfähige Schicht 47 an der Außenseite des komprimierbaren Materials 46, das der Blende 28 zugewandt ist, positioniert. Dieses Material kann ein absorbierfähiges Material sein, wie z. B. eine Schicht aus Filz 47, die geölt werden kann, um gute Gleiteigenschaften für den invertierenden Einsatz 27 bereitzustellen. Alternativ kann eine Schicht aus einem Material mit niedriger Reibung, wie z. B. FEP, PFA oder PTFE verwendet werden, um die Passage des Einsatzes 27 durch die Blende 28 zu vereinfachen. Die Verwendung des komprimierbaren Materials 46 hilft der Blende 28, sich dem Querschnitt und Profil des Einsatzes 27 anzupassen. Die Aussparungs-Verstellungsschrauben 44 sind auf dem verstellbaren Bügel 36 montiert, um den geformten Block 42 hin zum gegenüberliegenden vertikalen Abschnitt 33 zu verrücken, um die Öffnung der Blende 28 zu verstellen.
In der Ausführungsform, die in 3a illustriert ist, ist der geformte Block 51 in drei individuellen Segmenten geformt, umfassend zwei äußere Abschnitte 52 und 53 mit gebogenen Ausschnitten 52a und 53a und einem geraden mittleren Abschnitt 54. Hier umfasst der Bügel 36 individuelle Fächer, um die Blöcke 52, 53 und 54 zu halten, wobei die Öffnung im vertikalen Abschnitt 38 des Bügels die Bewegung hin zum stationären Bügel 31 in Antwort auf die Verengung der Aussparungs-Verstellschrauben 44 der Aussparung erlaubt. Der Mittelabschnitt 54 des Blocks bildet eine gerade Kante, wobei die äußeren Abschnitte 52 und 53 gebogene Öffnungen bilden, um sich an die flach liegende Form des Einsatzes 27 anzupassen.
Die Einheit 11 umfasst drei Bein-Halterungsbügel 56, die an die Seitenwand der Druckkammer 12 geschweißt sind, um die Beine 57 zum Tragen der Einheit 11 über einer Installationszugangsöffnung zu fixieren. Die Einheit 11 ist aus einem starren metallischen Material konstruiert, wie z. B. Stahl oder Aluminium. Sobald sie zusammengebaut sind, bilden die halbkreisförmigen Abschnitte 31 und 36 mit dem geformten Block 42 und dem komprimierbaren Material 46 die verstellbare Blende 28, um dem Einsatz 27 zu erlauben, hindurch zu passieren, wenn Luftdruck in den Luft-/Dampfeinlass 20 eingeführt wird.
Der geformte Block 42 kann ein Einzelelement sein, wie es in der Ausführungsform von 2 gezeigt ist, oder kann drei Abschnitte 52, 53 und 54 umfassen, wie in der Ausführungsform in 3 gezeigt. Es können auch weitere zusätzliche Abschnitte gebildet werden, die größere Flexibilität beim Verstellen der Aussparung zum Umgang mit dem Ort der Faltungen und der Variationen in der Dimension der Querschnitte des hindurchpassierenden Einsatzes 27 bereitstellen.
Das komprimierbare Material 46 ist eine temperaturwiderstandsfähige, ungefähr 3 bis 20 mm elastische Materialschicht, wie z. B. Silikongummi. Eine dünne, absorbierfähige Schicht (2-8 mm) eines Polyester-Filzes, wird um ein Gleitmittel auf die Oberfläche des CIPP-Einsatzes 27 aufzubringen, auf die äußere Oberfläche der komprimierbaren Schicht 46 aufgebracht. Wie oben bemerkt, kann ein Material mit niedriger Reibung, wie z. B. ein PTFE-Gitterstoff ("scrim"), anstelle des geölten Filzes verwendet werden. Die Blende 28, die durch die Aussparung 26 in den Oberteil-Abschnitten 23 und 24 gebildet wird, kann durch Verwendung einer Ausführungsform, die eine Vielzahl von hydraulischen Fingern aufweist, wie z. B. in 4 und 5 gezeigt, unendlich variabel sein.
Die Einheit 11 ist besonders gut geeignet, um einen CIPP-Einsatz mit einem kleinen Durchmesser in ein existierendes Rohr unter Verwendung von Luft zur Inversion und Dampf zur Ausleitung zu installieren. Einsätze mit kleinem Durchmesser sind diejenigen, welche einen Durchmesser zwischen ungefähr 6 und 12 Inches (15 bis 30 mm) aufweisen.
Es werden die folgenden Verfahren angewendet, um einen vor Ort aushärtenden Einsatz durch Luftinversion und Dampfaushärten unter Verwendung von Einheit 11 zu installieren.

1. Die Verstellschrauben 44 an dem verstellbaren Bügel 36 der Blende 28 werden geöffnet und ein befeuchteter ("wet out") CIPP-Einsatz 27 wird durch die Blende 28 in die Druckkammer 12 und den Binderaum ("banding boot") 19 eingezogen. Der Einsatz 27 wird über das Ende des Binderaumes 19 umgestülpt und mit zwei rostfreien Stahlbändern gesichert. Ein Luft-/Dampfschlauch wird an den Dampf-/Lufteinlass 20 an dem Inversionsraum 16 befestigt. Ein Rückhalteseil oder -kabel wird an dem anderen Ende des CIPP-Einsatzes 27 befestigt. Ein geeignetes Gleitmittel wird auf die absorbierfähigen Filzschichten 47 am Einlass zur Luft-Invertiereinheit 11 aufgetragen. Die Blende 28 wird mit den Verstellschrauben 44 eingestellt, um die Blende 28 um den CIPP-Einsatz 27 einheitlich zu schließen.
2. Das andere Ende der Luft-/Dampfleitung wird an den Luft/Dampfverteiler angeschlossen. Eine Dampfvorratsleitung und eine Luftvorratsleitung werden an den Luft-/Dampfverteiler angeschlossen. Alle Luft- und Dampfverbindungen werden auf installierte Sicherheitsnadeln oder Stäbe ("whip checks") untersucht. Sobald das Luftventil an dem Verteiler geschlossen ist und der Luftregulator rückwärts gedreht wurde, um einen Luftfluss hindurch zu verhindern, wird die Luftvorratsleitung an einen Luftkompressor angeschlossen. Die Luftaustrittsleitung am Kompressor wird geschlossen und der Luftkompressor wird dann gestartet.
3. Dann überprüft der Luft-/Dampfbediener, dass alles sicher und bereit ist, um mit dem Durchleiten von Luft an den Luft-/Dampfverteiler fortzufahren. Der Luft/Dampfverteilerbediener öffnet dann die Luft-/Dampfvorratsleitung zum Luft-Invertierer und schraubt die Verstellschraube am Luftregulator langsam herunter, um die Luftzufuhr auf den gewünschten Inversionsluftdruck zu erhöhen. Der Luftinvertierer-Bediener wird gleichzeitig den CIPP-Einsatz aus dem gekühlten Lagerlastwagen oder -behälter ziehen, um ihn in den Luft-Invertierer 11 zuzuführen.

Die Inversion wird fortgeführt, bis das zurückliegende Ende des Einsatzes nahe an der Luftinvertiereinheit 11 ist. Zu dieser Zeit wird das Rückhalteseil über Rollen über die Luftinvertiereinheit eingezogen. Genau bevor das Ende des Einsatzes in den Luftinvertierer eintritt, wird das Rückhalteseil um einen Rollenantrieb ("capstan") gewickelt, so dass es eine Spannung an dem Seil, das in den Luftinvertierer 11 führt, gibt.
Sobald das Ende des Einsatzes durch die Blende im Oberteil des Luftinvertierers läuft, wird die Blende verstellt, um das Ausströmen von Luft zu reduzieren. Das Rückhalteseil und der Inversionsluftdruck werden kontrolliert, um die gleiche Inversionsgeschwindigkeit und -druck aufrecht zu erhalten, wie sie während der ersten Hälfte der Inversion verwendet wurden.
In 7(a) und 7(b) sind eine aus PVC bestehende oder starre Rohrprobenform aus Metall mit einer Auslassrohranordnung 61 mit einer Form 62 ("mold") und einem Stahlrohr 63 im entfernten Schacht, um es so anzupassen, dass es ein invertierendes Rohr aufnehmen kann, gezeigt. Wenn sich der invertierende Ansatz dem entfernten Schacht nähert, wird die Inversion verlangsamt, um dem Einsatz zu gestatten, in die Probenform 62 und das Stahlrohr 63 einzutreten. Die Inversion wird beendet, sobald der Ansatz des invertierenden Einsatzes ungefähr einen Durchmesser hinter dem Ende der Probenform 62 ist.
Das Rückhalteseil wird abgeschnürt und der invertierte Einsatz wird durch Einsetzen eines Stahlportierrohres 64 mit einem Durchstichpunkt 66 am unteren Ende und einem Ventil 67 am oberen Ende portiert. Ein Flansch oder O-Ring 68 wird an einer Stelle am Portierrohr 64 bereitgestellt, um zu verhindern, dass das Rohr 64 die entgegengesetzte Seite des Einsatzes durchsticht.
Ein Mitglied des Personals, das für das Portieren ("porting") verantwortlich ist, verständigt die Leute am invertierenden Ende, dass es vorbereitet, den invertierten Einsatz zu portieren, so dass sie vorbereitet sind, die Luftzufuhr anzupassen, um den Druck an dem invertierten Einsatz aufrecht zu erhalten, sobald er portiert wurde.
Sobald der Einsatz erfolgreich portiert wurde, wird das Portierrohr-Ventil 67 geschlossen und ein Auslassschlauch mit einem Ventil am entfernten Ende wird an das Portierrohr-Ventil 67 angeschlossen. Die Kontrolle des Abgases liegt nun am entfernten Ende des Auslassschlauches.

5. Das Auslassventil und der Lufteinlassregulator werden so eingestellt, dass sie einen guten Durchfluss und die empfohlene Aufheizung und den Aushärtedruck aufrecht erhalten. Der Boiler wird abgeschlämmt ("blown down") und der Dampfzufuhrschlauch wird an den Luft-/Dampfverteiler angeschlossen. Der Verteiler-Bediener wird verständigt, dass Dampf zum Luft-/Dampfverteiler geleitet wird. Der Luft-/Dampfverteiler-Bediener verständigt die Leute am entfernten Ende, dass das Aufwärmen beginnt. Die Temperatur an der Übergangsstelle ("interface") in der 6-Uhr-Position im entfernten Schacht wird aufgezeichnet. Die Luft-/Dampfmischung beim Aufwärmen sollte ungefähr 180 °F betragen. Das Aufwärmen wird fortgesetzt, bis es eine 3 °F-Erhöhung an der Innenseite im entfernten Schacht gibt.
6. Sobald das Aufwärmen beendet ist, wird der Luftfluss langsam reduziert und der volle Dampf wird verwendet, um den empfohlenen Aushärtedruck aufrecht zu erhalten. Das Aushärten mit vollem Dampf wird für ungefähr eine Stunde fortgesetzt, wobei die Temperaturen an der Innenseite in Intervallen von 15 Minuten aufgezeichnet werden. Und sobald es eine Temperatur von 130 °F an der Innenseite für mindestens 30 Minuten des Ein-Stunden-Aushärtens gibt, ist das Aushärten beendet. Falls nicht, wird das Aushärten verlängert, bis es zumindest 30 min. 130 °F gibt.
7. Sobald der Aushärtezyklus beendet ist, wird der Dampf langsam abgedreht, während gleichzeitig Luft zugegeben wird. Der Aushärtedruck sollte während des Abkühlens nicht überschritten werden. Der Einsatz wird für ein Minimum von 15 Minuten abgekühlt oder bis die Übergangsstelle am entfernten Ende 130°F aufweist, je nach dem, was länger dauert. Dann wird die Dampfzufuhr am Boiler abgedreht. Wenn der Boilerzufuhrschlauch-Druck Null erreicht, wird der Dampfzufuhrschlauch am Verteiler abgenommen. Wenn das Abkühlen vollendet ist, wird der Luftkompressor abgeschaltet und der Druck im Luftschlauch wird vor dem Abnehmen des Luftzufuhrschlauchs vom Verteiler freigesetzt.

Abhängig von dem jeweiligen Harz und der Einsatzdicke wird, sobald das Aushärten vollendet ist, der Dampffluss abgedreht, während gleichzeitig der Luftfluss eingestellt wird, um den Aushärtedruck aufrecht zu erhalten. Das Auslassventil wird, während auf ungefähr 130°F abgekühlt wird, für mindestens eine Stunde in der 6-Uhr-Position eingestellt.
Sobald die Temperatur auf ein gewünschtes Niveau abgekühlt ist, wird der Luftdurchfluss-Druck auf Null reduziert und das Auslassventil wird vollkommen geöffnet. Jegliches Kondensat, das sich möglicherweise in der Blase angesammelt hat, wird durch den Kondensat-Ablass an der Auslassanordnung entfernt.
Zu dieser Zeit folgt man den Verfahren für den begrenzten Raumeingang ("confined space entry procedures are followed"), um die Enden vom ausgekleideten Rohr zu entfernen und um den Betrieb unter Verwendung von Standardverfahren wieder aufzunehmen.
Der flexible, vor Ort aushärtende Einsatz ist von der Art, wie er in der Fachwelt gut bekannt ist. Er ist aus mindestens einer Schicht eines flexiblen, harztränkbaren Materials gebildet, wie z. B. einer Filzschicht, die eine äußere undurchlässige Polymerfilmschicht aufweist. Die Filzschicht und Filmschicht sind längs eines Saums vernäht, um einen röhrenförmigen Einsatz zu bilden. Ein kompatibler Thermoplastfilm in der Form eines Bandes oder extrudiertes Material wird aufgebracht auf oder über den Saum extrudiert, um die Undurchlässigkeit des Einsatzes zu gewährleisten.
Für größere Einsatzdurchmesser können mehrere Schichten an Filzmaterial verwendet werden. Die Filzschichten können natürliche oder synthetische, flexible, harzabsorbierbare Materialien sein, wie z. B. Polyester- oder Acrylfasern. Der undurchlässige Film in der äußeren Schicht kann ein Polyolefin sein, wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, ein Vinylpolymer, wie z. B. Polyvinylchlorid, oder ein Polyurethan, wie es in der Fachwelt gut bekannt ist. Im anfänglichen Schritt bei allen grabenlosen Sanierungsinstallationen wird die existierende Rohrleitung durch Reinigen und Bandaufzeichnung vorbereitet.
Vor dem Beginn der Installation wird ein härtbares Duroplastharz ("thermosetting resin") in den Filz eines Einsatzes durch ein Verfahren, das als "Feuchten" ("wet-out") bezeichnet wird, getränkt. Das Wet-Out-Verfahren umfasst im Allgemeinen das Einspritzen von Harz in die Filzschicht durch das Ende oder eine Öffnung, die in der undurchlässigen Filmschicht gebildet ist, Anlegen eines Vakuums und Durchführen des getränkten Einsatzes durch Druckwalzen, wie sie in der Auskleidungstechnik bekannt sind. Ein derartiges Verfahren dieser Vakuumtränkung wird in Insituform-US-Patent Nr. 4,366,012 beschrieben, das inhaltlich hier mit einbezogen wird. Eine breite Vielzahl an Harzen kann verwendet werden, wie z. B. Polyester, Vinylester, Epoxyharze und dergleichen, die wie gewünscht, modifiziert werden können. Es wird bevorzugt, ein Harz zu verwenden, das bei Raumtemperatur relativ stabil ist, das jedoch sofort aushärtet, wenn es erwärmt wird.
Es kann leicht gesehen werden, dass es dieses Verfahren einem leicht erlaubt, den Vorteil des Härtens eines Einsatzes mittels Durchflussdampf zu erreichen. Durch Durchführen dieses Verfahrens kann ein röhrenförmiges Element leicht durch eine bestehende Leitung umgestülpt werden. Durch Bereitstellen einer Blende mit niedriger Reibung an einer Umstülpungs-Kammer kann der Umstülpdruck ohne Erhöhung der Reibung an dem sich bewegenden Einsatz erhöht werden. Es wird dann Dampf durch den aushärtenden Einsatz hindurchgeleitet, um die höhere Energie, die in dem Dampf vorhanden ist, auszunutzen, um das Harz signifikant effizienter auszuhärten, als man es unter Verwendung von zirkulierendem heißen Wasser aushärten kann.
Eine Einheit zur Luftinversion 110, die gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung konstruiert und angeordnet ist, wird in 4 gezeigt. Die Einheit 110 umfasst eine rechteckige Wanne oder einen Behälter 111, der auf einem Rahmen 112 montiert ist, um über dem invertierenden Zugang zu dem Rohr positioniert zu werden, das ausgekleidet werden soll. Eine Rolle 113 ist am Oberteil des Rahmens 112 über dem Behälter 111 positioniert, um das Zuführen des harzgetränkten Einsatzes 116 in den Behälter 111 zu vereinfachen. Das Oberteil des Behälters 111 wird durch ein Paar von entgegengesetzten Platten 121 und 122 geschlossen, die eine Öffnung 123 zwischen den Seitenwänden des Behälters 111 bilden. Das Unterteil des Behälters 111 ist verschlossen und weist einen Inversionsnippel oder Raum 131 auf, um den invertierten Einsatz 116 darum zu sichern. Ein Luft- und Dampfeinlass 132 wird an einer Seitenwand des Behälters 111 bereitgestellt, um Luft/Dampf von einer Luftzufuhrleitung 133 und einer Dampfleitung 134 einzuführen. Die Größe des Behälters 111 ist so ausgewählt, dass der abgeflachte Einsatz 116 nicht die volle Breite der Öffnung 123 belegt. Dies gewährleistet, dass Luft und Dampf frei um den vollen Umfang des Einsatzes fließen können, um den Einsatz durch den Inversionsraum 131 zu drücken.
Eine Elastomerbahn ("elastomeric sheet") 136 wird quer über die obere Öffnung gefaltet und eine Vielzahl von Fingern 133 sind hinter und in der Falte der Elastomerbahn 136 positioniert, um die Öffnung 123 teilweise zu schließen, wie es schematisch in den 5(a) und 5(b) gezeigt ist. Dies erlaubt dem abgeflachten Einsatz 116, durch die Öffnung 123 hindurchzupassieren, und den Fingern 137, die Öffnung 123 an den Kanten des Einsatzes zu schließen, wie es schematisch in 5(b) gezeigt ist.
Die Finger 137 sind starre Stäbe, die in einzelnen Zylindern 137 sitzen, die mit einem Luftverteiler 139 verbunden sind, wie es im Querschnitt in 7 gezeigt ist. Der Verteiler 139 weist ein Luft-Auslassventil ("bleeder valve") und eine Druckanzeige ("gauge") 141 und ein Druckentlastungsventil ("pressure relief valve") 142 auf. Ein starrer, torusförmiger Raum ("donut") 146, der ungefähr 1 bis 3 cm im Durchmesser aufweist, ist am Ende jedes Stabes montiert, und kontaktiert die hintere Oberfläche der gefalteten Elastomerbahn 136. Jeder Finger 137 ist so positioniert, dass die Enden der Torus-Räume 146 ein kontinuierlich variables Profil um den Einsatz 116 bilden und den unbelegten Teil der Öffnung 123 im Behälter 111 schließen.
Die Elastomerbahn 136 ist eine temperaturwiderstandsfähige, ungefähr 3 bis 20 mm dicke, komprimierfähige Schicht aus einem Material, wie z. B. Silikongummi mit einer dünnen, absorbierfähigen Schicht (2 bis 8 mm), wie z. B. einem Polyester-Filz, um ein Gleitmittel auf die Oberfläche des CIPP-Einsatzes 116 aufzubringen. Die sich erstreckenden Finger 137 sind hinter beiden Seiten der Elastomerbahn 136 positioniert, um die Elastomerbahn 136 und den Filz in die entgegengesetzten Seiten des CIPP-Einsatzes 116 zu drücken. Typischerweise werden CIPP-Einsätze, die für die Inversion gedacht sind, mit Schichten hergestellt, die für die endgültige Position ausgemessen sind. Dies bedeutet, dass vor der Inversion die Schicht mit dem größten Umfang an der Innenseite ist, und dass die Schicht, die mit dem kleinsten Umfang beschichtet ist, sich auf der Außenseite befindet. Das resultiert darin, dass die innere Schicht eine gefaltete Gegend oder eine dicke Stelle im Einsatz-Querschnitt aufweist. Die variablen Finger 137 an jeder Seite der Blendenöffnung 123 tragen dem und jeder anderen Unregelmäßigkeit im Querschnitt des Einsatzes 116 Rechnung. Die gefaltete Gegend kann sich auch vor und zurück quer über die Oberfläche des CIPP-Einsatzes 116 bewegen und die sich variabel erstreckenden Finger 137 tragen dieser Änderung in der Dicke der Stelle Rechnung.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Gerät 110 64 Finger 137, wobei sich 32 auf jeder Seite der Blendenöffnung 123 befinden. Man kann sich überlegen, dass jede Zahl von Fingern, wie z. B. von 32 bis 128, mit Torus-Räumen ("donuts"), die irgendwo von 1 bis 5 cm im Durchmesser sind, verwendet werden kann. Offensichtlicherweise können, je kleiner die Größe des Raumes ist, desto mehr Finger eingeschlossen werden und desto feinere Variationen in der Form oder im Profil der Öffnung sind möglich. Jedoch muss man vorsichtig sein, dass die Räume nicht die undurchlässige Beschichtung des Einsatzes durchstechen. Die Räume sollten nicht so groß sein, dass sie Aussparungen an den Kanten des abgeflachten Einsatzes oder in Gegenden der Veränderungen in der Dicke bilden.
Der Inversionsraum 131 oder Nippel ist gestreckt, um den abgeflachten Einsatz 116 aufzunehmen, der durch den Behälter 111 hindurchpassiert und weist Lamellen oder Leisten ("ridges") auf, um Stahlbänder aufzunehmen, um den Einsatz 116 zu sichern. Es werden Klemmplatten ("clamping plates") bereitgestellt, um den Einsatz 116 gegen die gestreckten Seiten des Inversionsraums 131 zu sichern.
Das Installationsverfahren unter Verwendung der Invertiereinheit 110 ist identisch mit demjenigen, das für die früher beschriebene Ausführungsform unter Verwendung der Luftinvertiereinheit 11 beschrieben wurde.
Man wird wohl erkennen, dass die oben dargelegten Ziele, unter denen diese, die aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich wurden, wirksam erreicht wurden, und, da gewisse Änderungen bei der Durchführung des obigen Verfahrens und in der Konstruktion, die beschrieben wurden, gemacht werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, dass es beabsichtigt ist, dass alles, was in der obigen Beschreibung enthalten ist, und in den begleitenden Zeichnungen gezeigt ist, als illustrierend und nicht auf eine beschränkende Weise interpretiert werden soll.
Es sollte auch verstanden werden, dass es beabsichtigt ist, dass die folgenden Ansprüche alle der generischen und spezifischen Merkmale der Erfindung, die hier beschrieben wurden, abdecken, und alle Darstellungen des Umfangs der Erfindung, die in sprachlicher Hinsicht, darunter fallen könnten, abdecken sollen.

Claims

Luftinversions- und Dampfaushärtevorrichtung zum Installieren eines harzgetränkten, vor Ort aushärtenden Rohreinsatzes, umfassend: ein im Wesentlichen starres Gefäß, das so bemessen ist, dass es einem getränkten, vor Ort aushärtenden Einsatz gestattet, hindurchzupassieren; das Gefäß, aufweisend eine gestreckte Einschuböffnung an einer Oberfläche und eine Inversionskammer und einen Auslass an der entgegengesetzten Oberfläche; einen Luft- und Dampfeinlass an der Inversionskammer; ein komprimierbares Material, das auf beiden Seiten der Einschuböffnung aufgebracht ist; und eine Aussparung längs des gestreckten Einschubs, die in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Einsatz ist, verstellbar ist, während dieser durch die Einschuböffnung in das Gefäß hindurchpassiert, und aus der Inversionskammer hinausinvertiert wird.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Gefäß mit einem Oberteil geformt ist, bei dem die Einschuböffnung mit zwei zugewandten Kanten geformt ist und mindestens eine Kante hin zur anderen beweglich ist, um die Größe der Aussparung einzustellen und um gegen einen Einsatz zu drücken, der durch die Einschuböffnung hindurchpassiert.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die mindestens eine bewegliche Kante ein beweglicher Block an einer Seite des Einschubs ist, der in der Lage ist, gegen und hin zu einem Einsatz gedrückt zu werden, der durch die Einschuböffnung passiert.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 3, umfassend einen Block, der mehr als einen Abschnitt aufweist, der unabhängig eingestellt werden kann, um den Einsatz zu erfassen, der durch den Einschub passiert.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die mindestens eine bewegliche Kante eine Vielzahl von beweglichen Fingern an einer Seite des Einschubs ist, die in der Lage ist, hin zu und gegen einen Einsatz gedrückt zu werden, der durch die Einschuböffnung passiert.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Block in drei Abschnitten vorliegt, wobei jeder Endabschnitt eine gebogene Öffnung umfasst, um die Kante eines abgeflachten Einsatzes zu erfassen, und der mittlere Abschnitt im Wesentlichen gerade ist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Gefäß im Wesentlichen zylindrisch und der Inversionsraum kegelstumpfförmig ist ("frustoconical").
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Gefäß aus einem metallischen Material geformt ist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der mindestens eine Block aus einem Polymermaterial geformt ist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der mindestens eine Block aus Nylon geformt ist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das komprimierbare Material ein Elastomermaterial ist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das Elastomermaterial Silikongummi ist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der mindestens eine Block durch einen Einstellbolzen eingestellt wird, der so positioniert ist, dass er den Block und das komprimierbare Material über die Einschuböffnung und gegen einen Einsatz, der hindurchpassiert, drückt.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Aussparung durch eine Vielzahl von verstellbaren Fingern an einer Kante eingestellt wird, die so positioniert sind, dass sie das komprimierbare Material über die Einschuböffnung und gegen einen Einsatz, der durch die Einschuböffnung passiert, drücken.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Aussparung durch eine Vielzahl von entgegengesetzt verstellbaren Fingern eingestellt wird, die an beiden Kanten positioniert sind, um das komprimierbare Material über die Einschuböffnung und gegen einen Einsatz, der durch die Einschuböffnung passiert, zu drücken.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei jeder Finger durch einen luftgetriebenen Kolben oder Stab geformt wird, der in einem Zylinder sitzt, der sich von einem rund um die Aussparung positionierten Verteiler erstreckt.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei es zusätzlich eine Schicht von absorbierfähigem Material an der Oberfläche des komprimierbaren Materials umfasst, um den Einsatz zu kontaktieren, während er durch den Einschub passiert.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Gefäß ein gestreckter Behälter mit einer eingeschobenen Öffnung ist und zwischen 16 und 24 Finger an jeder Seite der eingeschobenen Öffnung aufweist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei das komprimierbare Material Silikongummi und die absorbierfähige Schicht Filz ist.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei jeder Finger ein Stab ist, der in einem Luftzylinder mit einem torusförmigen Raum ("donut") am ausgesetzten Ende montiert ist, um die Elastomer-Folienbahn gegen den Einsatz zu drücken.
Luftinversions- und Dampfhärtevorrichtung gemäß Anspruch 18, wobei das Gefäß im Wesentlichen rechteckig und der Inversionsraum kegelförmig ("tapered") ist, um dem Einsatz zu gestatten, über die Öffnung zurückgestülpt und an diese festgemacht zu werden.
Flexibler, harzgetränkter Einsatz, installierbar in eine bestehende Leitung durch ein Verfahren, umfassend: Bereitstellen einer im Wesentlichen starren Portieranordnung ("porting assembly") mit einem röhrenförmigen Formsegment und einem Portierrohr ("porting pipe"), das sich von dem Formsegment mit Zugang zum Inneren des Formsegments erstreckt, und einem Ablassrohr mit einem Durchstoßende und einem Ventil am anderen Ende, das innerhalb des Portierrohres verstellbar ist; Platzieren der Portieranordnung am entfernten Ende der Leitung; Einsetzen des Einsatzes in und durch das Formsegment; Einsetzen des Ablassrohres in das Portierrohr und Durchstechen des Einsatzes; Einführen von Dampf in den Einsatz und Zulassen, dass der Dampf durch den Einsatz fließt und aus dem Auslassventil austritt, ohne dass sich der Einsatz entleert; und Zulassen, dass das Harz in dem Einsatz aushärtet.
Einsatz gemäß Anspruch 22, wobei das Verfahren den Schritt des Installierens des Einsatzes durch Invertieren des Einsatzes von einem Ende der Leitung und in das Formsegment umfasst.
Einsatz gemäß Anspruch 23, wobei das Verfahren das Invertieren des Einsatzes durch Einsetzen des Einsatzes in ein im Wesentlichen starres Luftinversions-Gefäß, das so bemessen ist, dass der Einsatz hindurchpassieren kann; das Gefäß aufweisend einen gestreckten Einschub mit einer Aussparung an einem Ende und eine Inversionskammer am anderen Ende; einen Luft-Dampfeinlass an der Inversionskammer; ein komprimierbares Material, das auf beiden Seiten des Einschubs aufgebracht ist; und eine Aussparung quer über den Einschub, die einstellbar in einer Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu dem Einsatz ist, ist während dieser durch den Einschub in das Gefäß hineinpassiert und durch den Inversionsraum invertiert wird, umfasst.
Einsatz gemäß Anspruch 22, wobei das Verfahren das Einstellen der Aussparung durch Bewegen mindestens eines beweglichen Elementes, das an dem Gefäß montiert und an einer Seite der Aussparung positioniert ist, umfasst.
Einsatz gemäß Anspruch 22, wobei das Verfahren den Schritt des Befestigens eines Auslassschlauchs an dem Auslassventil umfasst.
Eine Portieranordnung, umfassend: ein im Wesentlichen starres, röhrenförmiges Formsegment; ein Portierrohr, das sich von dem Formsegment mit Zugang zum Inneren des Formsegments erstreckt; und ein Auslassrohr mit einem Durchstoßende und einem Ventil am entgegengesetzten Ende, das so bemessen ist, dass es innerhalb des Portierrohres passieren kann, um einen aufgeblasenen Einsatz in dem Formsegment zu durchstoßen.
Portieranordnung gemäß Anspruch 27, weiterhin umfassend einen Flansch an dem Auslassrohr, um die Verstellung des Auslassrohres in das Formsegment zu begrenzen.