DE3932106C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einbau eines neuen Rohrs in eine vorhandene, unterirdische Leitung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Einbau eines neuen Rohrs in eine vorhandene, unterirdische LeitungInfo
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- F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber
- F05C2225/08—Thermoplastics
Description
Die Erfindung befaßt sich mit Weiterentwicklungen zum Ein
bau von Ersatzstücken zum Einbringen einer Ersatzleitung
im Innern einer vorhandenen, unterirdischen Leitung unter
Verwendung eines starren, thermoplastischen Rohrs bzw.
Schlauchs als Ersatzrohr.
Die Erfindung befaßt sich mit der Überwindung folgender Pro
bleme:
- 1. Die Beibehaltung insbesondere großer Durchmesser und großer Längen des thermoplastischen Schlauchs in einem er wärmten und flexiblen Zustand während des Einführens in die unterirdische Leitung, wobei insbesondere die Leitung stehen des Wasser und andere Fluide enthalten kann, die den thermo plastischen Schlauch während des Einführungsvorganges abzu kühlen versuchen;
- 2. Austreiben bzw. Verdrängen der stehenden oder strö menden Fluide, die sich in einer vorhandenen Leitung befinden, und Verhindern, daß zusätzliche Fluide in die vorhandene Lei tung einströmen;
- 3. Ausrunden und Expandieren des thermoplastischen Schlauches ausgehend von seinem gefalteten Zustand nach dem Einführen derart, daß das neue Rohr genau sitzend und eng anliegend gegen die Innenwände der vorhandenen Leitung vor gesehen ist, ohne daß Luftblasen oder Flüssigkeiten zwischen dem vorhandenen und dem neuen Rohr eingeschlossen werden und ohne daß Falten gebildet werden, die zu Unregelmäßig keiten in dem vorhandenen Rohr führen;
- 4. Aufheben der Längsbelastungen in dem neuen Kunststoff schlauch nach seiner Erwärmung und Expansion gegen die Wände der vorhandenen Leitung, um Belastungsbrüche insbesondere in den Fällen zu verhindern, bei denen Öffnungen in das neue Rohr zum Anschluß einer Querversorgungsleitung geschnitten wer den;
- 5. Verbinden eines neuen Rohrs in einer vorhandenen Hauptleitung und eines neuen Rohrs in einer vorhandenen Ver sorgungsleitung, welche die Hauptleitung schneidet;
- 6. Schnelles und sorgfältiges Erwärmen einer Rolle des gefalteten, thermoplastischen Schlauchs zum Einführen an einer Arbeitsstelle, um denselben zum Abwickeln und Einführen in eine Leitung flexibel zu machen, wobei die hohe Tempera tur und die Flexibilität des Schlauches nach dem Abspulen und während seiner Einführung in lange Verlaufserstreckungen der unterirdischen Leitung aufrechtzuerhalten sind, und
- 7. Reparieren relativ kurzer Abschnitte der langen, un terirdischen Leitung entfernt von einer Zugangsöffnung zu der Leitung.
Verschiedene Verfahrensweisen und Vorrichtungen wurden für
die Reparatur von unterirdischen Förderleitungen, wie Ka
nalisationsleitungen u. dgl. vorgeschlagen, wobei die vorhan
dene Förderleitung an Ort und Stelle unter dem Baden verlegt
bleibt. Hierzu wurde vorgeschlagen, in das vorhandene Rohr
eine flexible Membrane oder eine Auskleidung aus Kunststoff
einzubringen oder in das vorhandene Rohr ein neues Kunst
stoffrohr einzuführen.
Bei einem bekannten Verfahren werden Rohre mit einem flexiblen
Kunststoff, wie Polyethylen, ausgekleidet. Bei diesem Verfah
ren wird die Auskleidung über Einführungsschächte in Abstän
den längs der Förderleitung eingebracht, wodurch diese Vor
gehensweise teuer wird.
Gemäß einem anderen Verfahren nach US-PSen 3 927 164 und
4 064 211 wird ein flexibler Schlauch von innen nach außen
gewendet, wenn er aufgeblasen und in einen Förderleitungsab
schnitt von einem Ende desselben eingeblasen wird. Dieses
Verfahren ist teuer, da spezielle Ausrüstungen und Anlagen,
eine sehr starke Erwärmung und teure Materialien erforder
lich sind.
Die vorstehend genannten Verfahren und die meisten anderen Ver
fahren verwenden eine flexible oder halbflexible Auskleidung,
die keinen nennenswerten externen hydrostatischen Drücken oder
Erddrücken standhalten kann. Daher wird das vorhandene Rohr
bzw. die vorhandene Leitung nicht in geeigneter Weise repa
riert, da dann, wenn irgendein Teil abbricht, die Auskleidung
möglicherweise durch den Außendruck in beliebiger Höhe, bei
spielsweise durch Drücke, zusammenfallen kann, die etwa 0,27 bar
(4 psi) überschreiten.
Beide US-PSen 4 394 202 und 2 794 758 beschreiben ebenfalls
Verfahren zum Einbringen eines flexiblen Schlauches in eine
vorhandene Förderleitung als eine Auskleidungsmembrane für
diese Förderleitung. In der erstgenannten US-PS ist ein Ver
fahren zum Anbringen eines flexiblen Schlauches an der vor
handenen Förderleitung unter Verwendung eines expandierbaren
kurzen Abschnittes aus einem mit Klebstoff beschichteten star
ren Kunststoff beschrieben. Bei beiden aus den vorstehend ge
nannten Patenten angegebenen Verfahren ergeben sich dieselben
Nachteile, wie zuvor im Zusammenhang mit den anderen üblichen
Verfahrensweisen erörtert, bei denen ein flexibles Membranmaterial
eingesetzt wird, da auch hierbei die erforderliche
Umfangssteifigkeit fehlt, um dem äußeren Erddruck oder den
hydraulischen Drücken standzuhalten.
Von anderen wurde vorgeschlagen, ein starres Rohr in das
Innere der vorhandenen Förderleitung im Reparaturfalle ein
zuführen. In der veröffentlichten GB-OS 2 084 686 wird bei
spielsweise vorgeschlagen, ein übergroß bemessenes, rundes,
starres Kunststoffrohr abzuflachen oder auf eine andere Art
und Weise an der Arbeitsstelle hinsichtlich den Abmessungen
herabzusetzen, und dann das kalte und starre Rohr in die vor
handene Vorderleitung über eine große Aushubstelle an einer
Zugangsöffnung einzuführen. Nach dem Einführen wird das
Kunststoffrohr unter Verwendung von Wärme und Innendruck ex
pandiert. Das Kunststoffrohr wird durch Expansion gegen das
vorhandene Rohr gelegt.
Gemäß der GB-PS 1 580 438 wird eine vorhandene, unterirdische
Rohrleitung mit einem Kunststoffauskleidungsschlauch ausge
kleidet, der aus einem Kunststoffmaterial, wie Polyethylen
oder Polypropylen besteht, das ein plastisches Memoryverhal
ten hat. Der Auskleidungsschlauch wird in unrunder Form bei
spielsweise in Form eines "U" derart hergestellt, daß er in
das Innere des vorhandenen Rohrs paßt, dann wird er in der
unrunden Form in das vorhandene Rohr eingeführt und dann
wird er durch Expansion gegen das vorhandene Rohr unter Ein
wirkung von Wärme und Druck zu einem runden Zustand expan
diert.
Die veröffentlichte EP-A-0 000 576 schlägt vor, einen halb
starren Kunststoffrohreinsatz in das Innere eines vorhande
nen Rohrs einzuführen. Das halbstarre Kunststoffrohr hat
eine ausreichende Umfangssteifigkeit, um allen oder wenig
stens teilweise den externen Drücken standzuhalten, die auf
dasselbe einwirken können.
Aus der GB 10 39 836 ist es bekannt, mittels später zu
entfernender Schläuche 10 ein flüssiges Klebemittel 19 auf
die Innenwand des alten Rohrs 1 aufzutragen. Dann wird ein
durchmessergeschrumpftes Kunststoffrohr eingezogen. In das
durchgezogene Ende des Rohrs wird eine Kugel eingesetzt und
mittels Heißdampf durch das geschrumpfte Rohr getrieben, so
dass es ringsum durch das Klebemittel 19 an der Innenseite
des alten Rohrs anhaftet.
Um das neue Rohr zu einer Zweigleitung zu öffnen, wird
dieses an der Abzweigung mit Hilfe eines elektrischen
Heizers 24 ausgebrannt.
Aus der GB 20 18 384 ist es bekannt, einen dreilagigen
Schlauch 11 in gefaltetem Zustand in das alte Rohr hinein
zuziehen. Die äußerste Lage des Schlauchs 11 wird unmittel
bar vor dem Einziehen aufgetragen. Der Schlauch wird dann
mit Hilfe eines ungebremsten Gleitstopfens aufgeweitet, der
wiederum mit Hilfe von Druckfluid vorangetrieben wird. Der
in Bewegungsrichtung F des Stopfens 21 liegende Bereich
wird nicht erwärmt und darf auch gar nicht erwärmt werden,
weil ansonsten die Klebstoffschicht an der Außenseite des
Schlauchs 11 vor Anlage an der Innenwand des alten Rohrs
aushärten würde. Der Schlauch und somit die äußere
Schlauchschicht wird mit Hilfe des eingeführten Druckfluids
zum Vorantreiben des Stopfens erwärmt, damit die äußere
Schlauchschicht, nämlich die Klebstoffschicht, aushärten
kann. Die Aufweitung des Schlauchs erfolgt nur mit Hilfe
des Aufweitstopfens 21, da in Laufrichtung vor dem Gleit
stopfen 21 der den Stopfen vorantreibende Fluiddruck nicht
zur Wirkung kommt.
Aus der DE 35 19 439 A1 ist es bekannt, in das alte Rohr
einen längsgefalteten Kunststoffschlauch mit Memory-Effekt
einzuziehen. Nach dem Einziehen wird eine Heizquelle 13
oder/und eine Heißluftheizung 19 in den gefalteten Schlauch
eingezogen, wodurch sich der Schlauch aufgrund des Memory-
Effekts entfaltet und sich an das alte Rohr anlegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Auskleiden
einer vorhandenen Rohrleitung mit einem neuen Rohr anzuge
ben, mit dem sich das neue Rohr vor dem Aufrunden durch
heißes Druckfluid besonders gründlich erwärmen läßt, damit
es sich anschließend problemlos aufweiten und an die Innen
wand des alten Rohrs dauerhaft und satt anlegen läßt.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren nach Anspruch 1
vorgeschlagen. Bevorzugte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Schlauch kann aus einer dünnen,
flexiblen, rohrförmigen Membrane bestehen, die aus irgend
einem Material hergestellt ist, das widerstandsfähig, nach
giebig, luft- und wasserdicht ist, und das dem Frischdampf
und den hohen Temperaturen standhalten kann. Dieser Wärme
transportschlauch wird eingesetzt, um eine effiziente Er
wärmung des thermoplastischen Rohrs zu unterstützen, nach
dem dieses in die vorhandene Leitung im gefalteten Zustand
eingeführt worden ist, so daß es dann über seine gesamte Län
ge hinweg flexibel gemacht und gehalten werden kann. Der
Wärmetransportschlauch kann auch dazu genutzt werden, Fluide
in der vorhandenen Leitung zu verdrängen oder das Eintreten
von Fluiden in die vorhandene Leitung zu verhindern, wenn die
se Fluide eine adäquate Erwärmung des neuen Rohrs behindern.
Der Wärmetransportschlauch wird in das neue Rohr eingesetzt
und wenigstens teilweise vor dem Einführen des thermoplasti
schen Rohrs in seinem gefalteten Zustand aufgeblasen. Ein
heißes Fluid wird dann über einen Schlauch zu einem Ende des
Wärmetransportschlauches gefördert. Das andere Ende kann ge
schlossen sein. Hierdurch wird das heiße Fluid über die Längs
erstreckung des Schlauches zur Außenseite des Kunststoffrohrs
durchgedrückt und zurück zu dem Rohr über das Kunststoffrohr
geleitet, um dieses Rohr sowohl von innen als auch von außen
zu erwärmen. Alternativ kann das andere Ende mit einer Dros
selstelle versehen sein, so daß es nicht vollständig geschlos
sen ist, um zu ermöglichen, daß heißes Fluid austreten kann,
nachdem es durch den Schlauch sowohl innenseitig als auch
außenseitig des thermoplastischen Rohrs durchgegangen ist.
Hierdurch erhält man eine effektive, sich über die gesamte
Länge ausdehnende Erwärmung des Rohrs, so daß dieses flexibel
gemacht wird, sich hierdurch ausrunden und expandieren kann.
Das Rohr kann mit einem kompressiblen Dichtungsmaterial be
schichtet sein, um eine durchgehende Dichtung zwischen der
vorhandenen Leitung und dem neuen Rohr zu erhalten, nachdem
das neue Rohr ausgerundet und zur Anlage gegen die Innen
wandung der vorhandenen Leitung expandiert wurde.
Bevorzugt wird das Ausrunden und Expandieren des neu einge
brachten, thermoplastischen Rohrs zur Anlage gegen die
Innenwand der vorhandenen Leitung mittels eines von dem
einen Ende des neuen Rohrs zu dem anderen bewegten Stopfens
vorgenommen. Als Folge hiervon - erden Fluide in der
vorhandenen Leitung aus der Leitung vor dem aufgefalteten
neuen Rohr verdrängt, und nicht als Blasen zwischen dem neuen
Rohr und der vorhandenen Leitung eingeschlossen. Der sich be
wegende Stopfen ist etwas flexibel und vorzugsweise auf
blasbar, so daß er Unregelmäßigkeiten in der Leitung über
winden und Faltenbildungen im neuen Rohr an diesen Stellen
verhindern kann. Der Stopfen bewegt sich durch das gefal
tete neue Rohr mittels Fluiddruck, der auf der Rückseite
einwirkt, oder durch eine Kraft eines Seiles, welches die
sen nach vorne zieht. Der Stopfen ist so bemessen und aus
gelegt, daß ein Erwärmungsfluid, das in das gefaltete neue
Rohr unter Druck von der Rückseite des Stopfens eingeleitet
wird, nicht nur eine Druckkraft gegen die Stopfen ausüben
kann, sondern auch an dem Stopfen vorbeigehen kann, um das
gefaltete, neue Rohr vor dem Stopfen zu erwärmen und flexibel
zu machen. Ein Halteseil, das an dem Stopfen angebracht ist,
steuert die Bewegungsgeschwindigkeit durch das neue Rohr.
Der Stopfen übt eine ausreichende nach außen gerichtete Druck
kraft auf die Wände des neuen Rohrs aus, so daß dieses auf
gefaltet wird und unter enger Anlage gegen die Wände der
vorhandenen Leitung gelegt wird.
Zum Aufheben der Längsbelastung bei einem neu eingebrach
ten, thermoplastischen Rohr nach seiner Ausrundung und
Expansion in der vorhandenen Leitung und zum Verhindern,
daß an dem neuen Rohr Risse entstehen, und zwar insbeson
dere an jenen Stellen, an denen Öffnungen in das neue Rohr
zum Anschluß von Versorgungsleitungen eingeschnitten wer
den, wird vorgeschlagen,
das ausgerundete und expandierte neue Rohr progressiv auf kurzen Segmenten wieder zu erwärmen, wobei zugleich angrenzende Abschnitte des neuen Rohrs in einem ab gekühlten Zustand verbleiben. Die Wiedererwärmung erhöht die Temperatur des erwärmten Segments in so ausreichendem Maße, so daß dieses plastisch wird, so daß eine physika lische Kontraktion der benachbarten, kalten Rohrabschnitte durch eine physikalische Streckung des erwärmten Segments bewirkt werden kann. Die Belastungsaufhebung erfolgt unter Verwendung eines Paars von beabstandeten, expandierbaren Stopfen, die zusammengekoppelt und langsam durch das ausge rundete und expandierte neue Rohr gezogen werden. Unter Druck stehender Dampf, der über den hinteren, sich bewegen den Stopfen eintritt, erwärmt den Raum zwischen den beiden Stopfen. Kaltes Wasser, das in einen geschlossenen Raum hin ter dem hin einen Stopfen unter Druck eingeleitet wird, er möglicht einen konstanten Kaltwasserdurchfluß, wodurch dieser Raum gekühlt wird und das neue Rohr im ausgerundeten, ex pandierten Zustand hält, bis es wiederum vollständig abge kühlt ist.
das ausgerundete und expandierte neue Rohr progressiv auf kurzen Segmenten wieder zu erwärmen, wobei zugleich angrenzende Abschnitte des neuen Rohrs in einem ab gekühlten Zustand verbleiben. Die Wiedererwärmung erhöht die Temperatur des erwärmten Segments in so ausreichendem Maße, so daß dieses plastisch wird, so daß eine physika lische Kontraktion der benachbarten, kalten Rohrabschnitte durch eine physikalische Streckung des erwärmten Segments bewirkt werden kann. Die Belastungsaufhebung erfolgt unter Verwendung eines Paars von beabstandeten, expandierbaren Stopfen, die zusammengekoppelt und langsam durch das ausge rundete und expandierte neue Rohr gezogen werden. Unter Druck stehender Dampf, der über den hinteren, sich bewegen den Stopfen eintritt, erwärmt den Raum zwischen den beiden Stopfen. Kaltes Wasser, das in einen geschlossenen Raum hin ter dem hin einen Stopfen unter Druck eingeleitet wird, er möglicht einen konstanten Kaltwasserdurchfluß, wodurch dieser Raum gekühlt wird und das neue Rohr im ausgerundeten, ex pandierten Zustand hält, bis es wiederum vollständig abge kühlt ist.
Um ein neu installiertes, thermoplastisches Rohr in einer
Hauptleitung, und ein neu installiertes, thermoplastisches
Rohr in einer diese schneidenden Versorgungsleitung zu ver
binden, wird vorgeschlagen, ein Stopfwerkzeug durch die ausge
rundete, thermoplastische Versorgungsleitung von einer ent
fernt liegenden Zugangsöffnung nach unten zu bewegen, bis es
sich in der Nähe der Schnittstelle mit der Hauptleitung be
findet. Mittels eines aufblasbaren Elements wird das Stopf
werkzeug an dieser Stele festgelegt, ein von einer Patrone
in dem Stopfwerkzeug mitgeführtes Dichtmittel unter Druck
in die Räume gespritzt, an denen das neue Versorgungsrohr
an der neuen Hauptleitung anliegt, um diese Räume dicht abzuschließen.
Nachdem das Stopfwerkzeug abgezogen ist, wird
ein spezielles Öffnungsschneidwerkzeug in der Versorgungs
leitung zu der Schnittstelle nach unten bewegt, und es wird
eine vollständige Öffnung durch das Dichtungsmittel und die
Wand der neuen Hauptleitung geschnitten, um eine offene Ver
bindungsstelle zwischen den Rohren herzustellen. Sowohl das
Stopfwerkzeug als auch das Schneidwerkzeug werden von einer
Zugangsöffnung über flexible Versorgungsleitungen fernge
steuert betätigt.
Zum effizienten Erwärmen einer Rolle des thermoplastischen
Schlauches zur Vorbereitung und während des Einführens in
eine vorhandene Leitung wird eine Vorrichtung vorgeschla
gen, die ein transportables Gestell, eine Dampfhaube und
eine Rolle bzw. einen Spulenkörper zum Tragen eines großen
Wickels des gefalteten, thermoplastischen Schlauches auf
weist, mittels welchem der
Wickel zu der Arbeitsstelle transportiert und der Wickel an
der Arbeitsstelle erwärmt wird. Der Spulenkörper umfaßt eine.
Achse mit einer internen Wärmekammer, die mit einer Dampf
quelle über eine Drehverbindung derart verbindbar ist, daß
der Spulenkörper gedreht werden kann und hierbei zugleich die
Verbindung mit der Dampfquelle aufrechterhalten bleibt. Die
Achse umfaßt eine zweite Verbindung, mittels welcher das In
nerste oder das auslaufende Ende des gefalteten, thermoplasti
schen Schlauches mit der Wärmekammer verbunden wird, wenn
der Schlauch auf die Achse bzw. Welle aufgespult wird. Während
des Einbringens wird heißer Dampf von der Dampfquelle über
die Achse zu der Rolle aus dem gefalteten Schlauch übertra
gen, um den aufgewickelten Schlauch über seine gesamte Länge
hinweg von innen her zu erwärmen. Wenn das erwärmte und
flexible neue Rohr von der Achse abgewickelt wird und an
schließend in eine vorhandene, unterirdische Leitung einge
führt wird, wird hierdurch eine kontinuierliche innere Er
wärmung des gefalteten, neuen Rohrs während des Einbauvor
ganges ermöglicht.
Bevorzugt wird
ein geringfügig kleiner bemessenes Kunststoffrohr unter Erwärmung von innen und Druck so expandiert, daß es sich eng gegen die Innenwände der vorhandenen Leitung anlegt, um ein zusammengesetztes, neues Rohr zu bilden, das sowohl äußeren Drücken als auch inneren Drücken Standhalten kann, die größer als jene sind, denen die vorhandene Leitung oder das Kunststoffrohr alleine standhalten könnte.
ein geringfügig kleiner bemessenes Kunststoffrohr unter Erwärmung von innen und Druck so expandiert, daß es sich eng gegen die Innenwände der vorhandenen Leitung anlegt, um ein zusammengesetztes, neues Rohr zu bilden, das sowohl äußeren Drücken als auch inneren Drücken Standhalten kann, die größer als jene sind, denen die vorhandene Leitung oder das Kunststoffrohr alleine standhalten könnte.
Zum Reparieren eines kurzen Abschnitts
einer langen, vorhandenen Leitung an einer von einer Zugangs
öffnung liegenden Stelle kann man einen vergleichsweise
kurzen Abschnitt des starren, gefalteten, thermoplastischen
Schlauchs verwenden. Der Abschnitt des gefalteten,
thermoplastischen Schlauchs wird zeitweilig ausgerundet, um
einen sich über die gesamte Länge erstreckenden, aufblasba
ren Sack aufzunehmen. Der Rohrabschnitt wird dann wiederum er
wärmt und wiederum gefaltet, wobei der Sack im Innern ist. An
schließend wird die Rohr-Sackanordnung in einen Abschnitt ei
nes Wärmetransportschlauches eingebracht, der um die Anordnung
an beiden Enden geschlossen wird. Der Schlauch wird durch Ein
leiten von Dämpf über ein geschlossenes Ende erwärmt, um das
im Innern darin befindliche Rohr flexibel zu machen. Ein Zug
seil, das mit dem gegenüberliegenden, geschlossenen Ende ver
bunden ist, zieht das Rohr und die darin enthaltene und nun
mehr flexible Rohr-Sackanordnung in die Leitung und zu dem
zu reparierenden Leitungsabschnitt. Das Rohr bzw. der Schlauch
wird nunmehr mit Dampf über eine Dampfleitung beaufschlagt,
die mit dem vorderen Ende des Rohrs beim Einführen verbunden
ist. Wenn das Rohr im Innern des Schlauches heiß und flexibel
ist, wird der Sack im Innern mittels eines Luftschlauches
aufgeblasen, der mit dem Sack verbunden ist, um den Schlauch
auszurunden und derart zu expandieren, daß er gegen die Wände
des zu reparierenden Leitungsabschnittes anliegt. Der Luftdruck
in dem Sack wird aufrechterhalten, bis das neue Rohr
in seinem ausgerundeten, expandierten Zustand ausgehärtet
ist. Anschließend wird der Sack abgelassen, und der Dampf
schlauch und das Zugseil werden von der Leitung abgezogen
und die Rohrenden weggetrennt, so daß der abgelassene Sack
mittels des Luftschlauches von dem neuen Rohr abgezogen
werden kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung er
geben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeich
nung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer vorhandenen,
unterirdischen Leitung zur Verdeutlichung
des Verfahrens zum Einbringen eines neuen,
starren, thermoplastischen Rohrs in die
Leitung unter Verwendung eines Wärmetransport
schlauches nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht durch einen kurzen
Abschnitt der vorhandenen Leitung von Fig. 1
zur Verdeutlichung des neuen thermoplastischen
Rohrs in seinem ausgerundeten und expandierten
Zustand in der Leitung und dem Wärmetransport
schlauch an der jeweiligen Stelle,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch die vorhandene
Leitung von Fig. 1 längs der Linie 3-3 in
Fig. 1 vor der Expansion des neuen Rohrs in
dem Wärmetransportschlauch,
Fig. 4 eine Fig. 3 ähnliche Schnittansicht, aber
nach dem Ausrunden und Expandieren des neuen
Rohrs, wobei der Wärmetransportschlauch gegen
die Innenwand der vorhandenen Leitung ge
drückt wird, um eine Dichtung zwischen dem
neu eingebrachten Rohr und der vorhandenen
Leitung herzustellen,
Fig. 5 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung
eines Verfahrens unter Verwendung eines sich
bewegenden Stopfens in einem gefalteten,
thermoplastischen Schlauch in einer Leitung,
um progressiv den Schlauch unter Anlage gegen
die Innenwand der vorhandenen Leitung rund
zu machen und zu expandieren, wobei unter
Druck stehender Dampf hinter dem Stopfen ver
wendet wird, um diesen durch das Rohr zu
treiben, und wobei ein Halteseil verwendet wird,
um die Bewegungsgeschwindigkeit des Stopfens
durch das Rohr zu steuern,
Fig. 6 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung
des Verfahrens zur Belastungsaufhebung bei
einem neu eingesetzten, ausgerundeten und ex
pandierten, thermoplastischen Rohr in einer
vorhandenen, unterirdischen Leitung,
Fig. 7, 8 und 9 schematische Ansichten zur Verdeutlichung
eines vorteilhaften Verfahrens zum Verbinden
eines in eine vorhandene Hauptleitung einge
setzten, neuen thermoplastischen Rohrs und
eines in eine vorhandene Versorgungsleitung
eingesetzten, neuen, thermoplastischen Rohrs,
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines Stopf
werkzeugs zur Durchführung des Verfahrens
nach den Fig. 7 bis 9,
Fig. 11 eine schematische Ansicht eines Schneidwerkzeugs
zur Durchführung des Verfahrens nach den Fig. 7
bis 9,
Fig. 12 eine schematische Vorderansicht eines tragbaren
Rollenständers und einer Rollenanordnung, wel
che bei der Erfindung eingesetzt werden,
Fig. 13 eine schematische Seitenansicht der Anordnung
von Fig. 12,
Fig. 14 eine schematische Ansicht eines Dampfzelts
zur Verwendung in Verbindung mit der Rollen
standanordnung nach den Fig. 12 und 13,
Fig. 15 eine schematische Seitenansicht eines Spulen
körpers bzw. einer Rolle mit einer speziellen
Achse, die eine innere Dampfkammer hat, um
einen Spulenkörper bzw. eine Rolle des gefal
teten, thermoplastischen Schlauches während
dem Abwickeln und Einführen und während des
Einführens des Schlauches in eine vorhandene
Rohrleitung gemäß dem Verfahren nach der Erfin
dung effektiv zu erwärmen,
Fig. 16 eine schematische Seitenansicht eines Abschnitts
eines gefalteten, neuen Rohrs, welches im In
nern einen sich über die gesamte Länge erstrecken
den, aufblasbaren Sack und eine angeschlossene
Luftleitung zur Anwendung bei einem Verfahren
nach der Erfindung zum Reparieren von kurzen Ab
schnitten der vorhandenen Leitung hat, und
Fig. 17 eine Fig. 16 ähnliche schematische Ansicht,
wobei jedoch ein Wärmetransportschlauch vorgesehen
ist, der die Anordnung nach Fig. 16
umgibt und zur Durchführung des Verfahrens
zum Reparieren von kurzen Abschnitten der
vorhandenen Leitung verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine vorhandene, unterir
dische Leitung 10 vorgesehen, die zwischen den Einstiegs
schichten 12, 13 verläuft, welche einen Zugang zu der Lei
tung vom Erdboden 14 aus ermöglichen. Ein Wärmetransport
schlauch 16 erstreckt sich von einem Luftgebläse 18 an ei
nem Rohrende 19 durch den Einstiegsschacht 12 nach unten,
verläuft durch die Längserstreckung der vorhandenen Leitung
10 und nach oben zu dem Einstiegsschacht 13 zu einem geschlos
senen oder in ausreichendem Maße verengten, gegenüberliegen
den Ende 20.
Ein Längsstück des starren, thermoplastischen Rohrs bzw.
Schlauchs 22, jedoch in einem erwärmten, flexiblen und ge
falteten Zustand, welcher in den vorangehend angegebenen An
meldungen näher beschrieben ist, wird in die vorhandene Lei
tung durch den Schlauch 16 mittels eines Zugseiles 30 ge
zogen, das mit einer Seilwinde 28 verbunden ist, die in der
Nähe des Einstiegsschachtes 13 vorgesehen ist. Der gefaltete
Zustand des thermoplastischen Schlauches 22 ist in Fig. 3
im Innern der Leitung 10 und des Wärmetransportschlauches 16
verdeutlicht. Das thermoplastische Rohr 22 ist in seinem aus
gerundeten und expandierten Zustand in Fig. 4 dargestellt.
Das Rohr 22 wird in typischer Weise erwärmt und flexibel ge
macht, um in die Leitung eingeführt zu werden, indem ein Rol
lenkörper 24 des gefalteten Schlauches in einem Gehäuse 25
auf einem Fahrzeug 26 erwärmt wird, wie dies in den vorange
hend angegebenen Anmeldungen näher beschrieben ist.
Der Wärmetransportschlauch 16 ist eine dünne, flexible, rohrförmige
Membrane, die aus einem beliebigen Material her
gestellt ist, das widerstandsfähig, nachgiebig, luft- und
wasserdicht ist, und das dem Frischdampf bei hohen Tempera
turen bis zu etwa 121°C (bis zu 250°F) und beträchtlichen In
nendrücken standhalten kann. Eine geeignete Membrane hierzu
läßt sich beispielsweise von Nylon-verstärktem Polyethylen
herstellen und hat eine Dicke von 6 µm, obgleich es zweifels
ohne auch andere geeignete Materialien gibt, die hierfür
ausreichend sind und eine Dicke im Bereich von etwa 3 bis
20 µm haben.
Der Wärmetransportschlauch dient wenigstens sechs wichtigen
Zwecken. Erstens erleichtert er die Erwärmung des gefalteten,
thermoplastischen Schlauchs und die Aufrechterhaltung dessel
ben im warmen Zustand nach dem Einführen des Schlauchs in die
zu reparierende Leitung. Zweitens hält er Wasser und andere
Fluide in der vorhandenen Leitung von der Berührung und dem
Abkühlen des thermoplastischen Schlauchs fern, wodurch eine
effektive Erwärmung unterstützt und ein Wärmeverlust an dem
Schlauch verhindert wird. Zum anderen hält der Schlauch Dampf
und andere heiße Fluide, die zum Erwärmen des Kunststoff
schlauches in dem Schlauch benutzt werden, so in demselben, daß
diese nicht zu den Versorgungsleitungen oder über Bruchstellen
in die vorhandene Leitung austreten können. Zum Vierten nimmt
der Schlauch den Dampf derart auf, daß vorhandene oder einge
schlossene Leitungen nicht beschädigt werden. Zum Fünften kann
der Schlauch mit ein oder mehreren Schichten eines kompres
siblen Dichtungsmaterials beschichtet sein, so daß, wenn der
Schlauch ausgerundet und expandiert wird, um den Wärme
transportschlauch gegen die Wände der vorhandenen Leitung zu
drücken, eine kontinuierliche Dichtung längs der wiederher
gestellten Förderleitung zwischen der vorhandenen Leitung
und dem neuen, thermoplastischen Rohr aufrechterhalten wird.
Zum Sechsten kann der Wärmetransportschlauch unter Druck ge
setzt werden und unter einem ausreichenden Druck gehalten werden,
wenn Kühlfluide sich im Innern der vorhandenen Leitung
befinden oder in dieser strömen, so daß Fluide in dieser
Leitung verdrängt werden können und andere Fluide an einem
Eintritt gehindert werden können.
Das Verfahren zum Einbauen eines neuen Rohrs unter Verwendung
des Wärmetransportschlauches läuft wie folgt ab:
Zuerst wird der Wärmetransportschlauch durch einen Abschnitt der vorhandenen Leitung, ausgehend von einem Einstiegsschacht 12, zu dem nächsten Einstiegsschacht 13 mit einer gewissen zusätzlichen Länge des Schlauchs gezogen, welches sich von dem jeweiligen wiederherzustellenden Leitungsabschnitt weg erstreckt. Der Durchmesser des Schlauches ist vorzugsweise we nigstens so groß oder größer als der Innendurchmesser der vorhandenen Leitung.
Zuerst wird der Wärmetransportschlauch durch einen Abschnitt der vorhandenen Leitung, ausgehend von einem Einstiegsschacht 12, zu dem nächsten Einstiegsschacht 13 mit einer gewissen zusätzlichen Länge des Schlauchs gezogen, welches sich von dem jeweiligen wiederherzustellenden Leitungsabschnitt weg erstreckt. Der Durchmesser des Schlauches ist vorzugsweise we nigstens so groß oder größer als der Innendurchmesser der vorhandenen Leitung.
Wenn sich der Schlauch 16 über die gesamte Länge der Leitung
10 erstreckt, wird das Ende 19 des Schlauchs zeitweilig mit
einem Luftgebläse 18 verbunden, und Luft wird durch den
Schlauch zur Expansion desselben geblasen. Wenn der Schlauch
expandiert ist, wird der gefaltete Schlauch 22, der erwärmt
und flexibel ist, durch den Wärmetransportschlauch unter Ver
wendung der Winde 28 und des Seils 30 gezogen.
Wenn der gefaltete Schlauch 22 an Ort und Stelle sich in dem
Wärmetransportschlauch befindet, wie dies in den Fig. 1 und
3 gezeigt ist, wird ein heißes Fluid, vorzugsweise Dampf, in
das Ende 19 des Schlauchs eingeleitet, während das gegenüber
liegende Ende 20 geschlossen oder verengt ist. Wenn Fluide aus
der vorhandenen Leitung verdrängt oder das Eintreten von Flui
den in dieselbe verhindert werden soll, werden Dampf oder ei
ne Kombination aus Dampf und Luft in den Wärmetransportschlauch
mit einem so ausreichenden Volumen eingeleitet, daß ein aus
reichender Druck in dem Schlauch aufrechterhalten wird, um das
Verdrängen dieser Fluide zu erreichen oder den Eintritt
von Fluiden zu verhindern. Wenn Dampf verwendet wird,
kann eine Dampfleitung, die mit einer Dampfquelle (nicht
gezeigt) verbunden ist, mit dem Ende 19 des Schlauchs
verbunden werden, und das andere Ende 20 kann abgesperrt
werden. Der Dampf wird durch die Längserstreckung des Schlau
ches auf der Außenseite des gefalteten Schlauches 22 nach
unten gedrückt und dann in Gegenrichtung durch den Schlauch,
jedoch im Innern des gefalteten Schlauchs 22, gedrückt. Al
ternativ kann der Dampf zu Beginn in ein Ende des gefalteten
Schlauchs 22 eingeleitet werden und dann in Gegenrichtung
auf der Außenseite des Schlauchs in den Schlauch 16 zurück
geleitet werden. Eine weitere Alternative ist darin zu sehen,
den Schlauch am Ende 20 zu verengen, es aber zu ermöglichen,
daß das heiße Fluid an diesem Ende austreten kann, wobei die
ses heiße Fluid sowohl dem Innern des Schlauchs als auch dem
Innern des Kunststoffschlauchs an dem Ende 19 zugeleitet
wird. Alle diese Wegführungen des Dampfes ermöglichen eine
schnelle und effektive Erwärmung des Schlauches 22 über seine
gesamte Länge hinweg und von außen und innen.
Wenn sich der thermoplastische Schlauch in einem erwärmten,
flexiblen Zustand in dem Schlauch befindet, wird der Schlauch
ausgerundet und expandiert, wozu es mehrere Möglichkeiten
gibt, die in den voranstehend abgehandelten Anmeldungen und Do
kumenten angegeben sind. Eine weitere Möglichkeit wird in die
ser Anmeldung angegeben. Wenn der Wärmetransportschlauch mit
einer Beschichtung aus einem kompressiblen Dichtungsmaterial
versehen ist, erhält man eine kontinuierliche Dichtung zwi
schen der Innenwand der vorhandenen Leitung und der Außen
wand des ausgerundeten und expandierten Schlauchs bzw. Rohrs
22.
Fig. 5 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum progressi
ven Ausrunden und Expandieren des gefalteten, thermoplastischen
Schlauchs 22 im Innern der vorhandenen Leitung 10, nachdem
der Schlauch in seinem gefalteten Zustand in die Leitung ein
gebracht wurde. Das Verfahren weist zum Ausrunden und Expan
dieren des gefalteten Kunststoffschlauches 22 die Schritte auf,
gemäß denen dieser, ausgehend von einem Ende des Leitungsab
schnittes zum anderen progressiv durchgeführt wird, so daß die
gesamten Fluide in der vorhandenen Leitung vor dem ausgefalte
ten Kunststoffrohr verdrängt und nicht als Blasen zwischen dem
Kunststoffrohr und der vorhandenen Leitung während des Ausrun
dens und Expandierens eingeschlossen werden. Das progressive
Ausrunden und Expandieren unterstützt auch, daß das neue Rohr
eine gleichförmige Innenfläche hat, wenn es ausgerundet ist,
selbst wenn möglicherweise die vorhandene Leitung Unregelmäs
sigkeiten hat.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt einen
durchströmten Endstopfen 32, der derart bemessen ist, daß er
an einem abgerundeten Ende 33 des gefalteten, thermoplastischen
Schlauchs 22 vorgesehen werden kann. Dieser Stopfen umfaßt
einen Durchgang 34, der durch diesen geht und eine Eintritts
leitung 35 aufnimmt, mit der eine Dampfleitung oder eine an
dere Heißfluidversorgungsleitung 36 verbunden ist, die mit einer
entfernt liegenden Quelle (nicht gezeigt) für ein derartiges
heißes Fluid verbunden ist. Der Durchgang 34 des Stopfens 32
ermöglicht auch, daß ein Halteseil 42 frei gleitend durchgehen
kann, das den nachstehend angegebenen Zweck hat.
Eine Gleitkugel oder ein Stopfen 40 ist derart bemessen und ausgelegt,
daß er durch den gefalteten Kunststoffschlauch 22
bewegt werden kann und den Schlauch während seiner Bewegung
auffaltet, ausrundet und expandiert. Der Stopfen 40 ist vor
zugsweise eine aufblasbare Kautschukkugel, die eine mit
Schlitzen versehene Fläche hat, welche ermöglicht, daß heis
ser Dampf oder ein anderes Druckfluid, das von hinten her
eingeleitet wird, an der Kugel in gewissem Maße vorbeigehen
kann, um in den Kunststoffschlauch vor der Kugel einzutreten
und diesen somit vorzuwärmen, so daß dieser ausreichend fle
xibel gemacht wird, so daß er sich leicht auffalten kann, wenn
sich die Kugel weiterbewegt.
Der Stopfen 40 kann entweder mittels Druckfluid von hinten oder
mittels eines Zugseiles (nicht gezeigt) weitergetrieben wer
den, das an einer vorauslaufenden Fläche der Kugel angebracht
ist. Mit der in Fig. 5 dargestellten bevorzugten Ausführungs
form wird der Stopfen 40 mittels Druckfluid von hinten getrie
ben, welches über ein Ende 32 eintritt. Der Stopfen 40 bringt
eine ausreichende, nach außen gerichtete Druckkraft auf die
Wände des aufgefalteten Kunststoffschlauches 22 auf, wenn sich
dieser im erwärmten und flexiblen Zustand befindet, so daß die
Wände des Kunststoffschlauches eng gegen die Wände der vorhan
denen Leitung mit der Unterstützung des Fluiddruckes von hinten
angedrückt werden. Der sich bewegende Stopfen 40, der als ei
ne aufblasbare Kautschukkugel ausgebildet ist, hat dennoch
eine ausreichende Flexibilität, um irgendwelche Unregelmässig
keiten zu überwinden, auf die dieser während seiner Bewegung
in der vorhandenen Rohrleitung trifft. Die Kugel in ihrer mit
Schlitzen versehenen Fläche ist derart bemessen, daß der Strom
des erwärmten Druckfluides hinter derselben gedrosselt ist, so
daß die Kugel durch die Leitung 22 getrieben wird. Dennoch er
möglicht die Kugel, daß eine ausreichende Druckfluidmenge an
dieser mit Schlitzen versehenen Fläche vorbeigehen und in den
davorliegenden gefalteten Kunststoffschlauch gelangen kann, um
den gefalteten Schlauch vor der Kugel zu erwärmen, wodurch das
Ausrunden und Expandieren desselben mittels der Kugel unter
stützt wird.
Eine vordere Fläche der Kugel 40 hat ein Halteseil 42, das
mit dieser verbunden ist. Das Seil 42 geht durch den Durch
gang 34 des Endstopfens 32 zu einer Haltewinde oder einer
anderen geeigneten Halteeinrichtung 44, um die Fortschreitungs
geschwindigkeit der Kugel durch die Leitung 22 zu steuern und
diese zu überwachen.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird der gefaltete Schlauch
22 über die gesamte Länge hinweg in der Längserstreckung der zu
reparierenden Leitung 10 gemäß der einen oder den anderen Vor
gehensweisen eingebracht, die hierin oder in den voranstehend
angegebenen Anmeldungen beschrieben sind. Anschließend wird
das Ende 33 des vorhergehenden Schlauches 22 erwärmt und aus
gerundet, so daß die sich bewegende Kugel 40 mit dem daran an
gebrachten Halteseil 42 in dieses Ende eingeführt werden kann.
Nach dem Einführen der Kugel 40 wird der Endstopfen 32 in
das Ende 33 des Schlauchs 22 eingeführt, um dieses Ende zu
verschließen.
Dann wird ein Erwärmungsfluid, wie heißer Dampf, unter Druck
in das ausgerundete Ende des Schlauchs 42 über die Leitung 36
und den Durchgang 34 des Endstopfens 32 eingeleitet. Während
des Einleitungsbeginns des heißen Druckfluids wird die Bewe
gung der Kugel 40 durch das Seil 42 verhindert, so daß sich
diese nicht in Richtung nach vorne bewegen kann. Hierdurch
wird ermöglicht, daß der Dampf zuverlässig den Kunststoff
schlauch 22 sowohl hinter als auch vor der Kugel 40 zur Vor
bereitung der gesteuerten Bewegung der Kugel durch den Schlauch
erwärmt.
Wenn der Schlauch 22 ausreichend erwärmt ist, wird ermöglicht,
daß die sich bewegende Kugel 40 mit einer gesteuerten Ge
schwindigkeit durch den gefalteten Schlauch sich fortschrei
tend bewegt, wodurch progressiv dieser ausgerundet und ex
pandiert wird. Der Stopfen 40 bewegt sich unter einer Druck
kraft des Druckfluids, welches denselben von hinten mit ei
ner Druckkraft beaufschlagt, oder gegebenenfalls kann eine
Zugkraft mit einem Zugseil(nicht gezeigt) aufgebracht werden, das
an einer vorauslaufenden Seite der Kugel angebracht ist. In
jedem Fall wird der Druck hinter der Kugel 40 aufrechterhal
ten, um den Schlauch 22 bis zur Abkühlung in seinem expandier
ten Zustand zu halten, insbesondere wenn der Schlauch 22 in
einem gefalteten Zustand hergestellt ist, so daß dieser die
Neigung besitzt, daß er in diesen Zustand zurückzukehren ver
sucht, wenn er erwärmt und flexibel gemacht wird. Dieser Druck
kann hinter der Kugel 40 aufrechterhalten werden, nachdem die
gesamte Längserstreckung des Schlauches 22 expandiert worden
ist, indem ein Kühlfluid unter Druck über den Endstopfen 32
eingeleitet wird. Die fortschreitende Bewegung der sich bewegen
den Kugel 40 durch den Schlauch 22 wird mit Hilfe des Halte
seils 42 gesteuert und überwacht.
Wenn bei der voranstehend beschriebenen Verfahrensweise Wasser
oder ein anderes Fluid sich in der Leitung 10 befinde t, wird
dieses von der Vorderseite der Kugel her verdrängt. Die er
haltenen, expandierten Innenwände des Kunststoffschlauches 22
sind glatt und ohne Falten.
Fig. 6 verdeutlicht ein Verfahren zum Aufheben von Längsbe
lastungen bei einem zuvor in eine vorhandene Leitung 10 ein
gesetzten thermoplastischen Schlauch bzw. Rohr 22, wobei man
zu der vorhandenen Leitung 10 über Einstiegschächte 12, 13
Zugang hat und diese unter dem Erdboden 14 verlegt ist. Längs
beanspruchungen in dem Schlauch 22 entstehen häufig während
des Einbringens, wenn der gefaltete Schlauch von etwa 21°C
auf etwa 104°C (70°F bis etwa 220°F) zum Einbringen, Ausrunden,
Expandieren gegen die vorhandene Leitung erwärmt wird und dann
an Ort und Stelle abgekühlt wird. Ein typisches thermoplasti
sches Rohr, das bei solchen Verlegungen eingesetzt wird, dehnt
sich um etwa 13,71 cm (5,4 inch) pro 3048 cm infolge der Wärme
dehnung. Wenn ein solches Rohr bzw. ein solcher Schlauch aus
gerundet und expandiert wird, ist er physikalisch in der vor
handenen Leitung insbesondere an den Verbindungsstellen zwi
schen den anstoßenden Abständen der Leitung festgelegt. Das
anschließende Kühlen des thermoplastischen Schlauches indu
ziert Kontraktionskräfte und somit Längsbelastungen. Diese
Belastungen können so stark sein, daß der Schlauch bzw. das
Rohr Risse bekommt, insbesondere wenn Öffnungen für Verbindungs
rohre eingeschnitten werden.
Beim Verfahren nach der Erfindung erfolgt die Aufhebung der
artiger Längsbelastungen dadurch, daß progressiv kurze Segmente
des zuvor ausgerundeten und expandierten Kunststoffrohrs noch
mals erwärmt werden, während die benachbarten Kunststoffrohr
abschnitte in einem kalten Zustand verbleiben. Das nochmalige
Erwärmen reicht aus, um das erwärmte Segment in den plasti
schen Zustand zu überführen, so daß eine physikalische Kon
traktion der benachbarten, kalten Rohrabschnitte über ein phy
sikalisches Strecken des erwärmten Segments auftreten kann.
Dieses Verfahren der Belastungsaufhebung läßt sich auf die
folgende Weise unter Bezugnahme auf Fig. 6 durchführen. Zwei
expandierbare oder aufblasbare, sich bewegende Stopfen 46, 48
sind mit einer Verbindungsleitung 50 miteinander verbunden,
wobei ein fester Abstand zwischen denselben unter Bildung
eines Raumes 52 vorhanden ist. Die sich bewegenden Stopfen werden
in das zuvor expandierte Kunststoffrohr 22 mit Hilfe ge
eigneter Einrichtungen, wie eines Zugseils 54, gezogen, das mit
einer Winde (nicht gezeigt) in der Nähe des Einstiegs
schachts 13 verbunden ist.
Ein Dampfschlauch 56 ist an dem hinteren Stopfen 48 ange
bracht und verläuft durch den Stopfen, um Dampf in den
Raum 52 zwischen den Stopfen 46 und 48 einzuleiten. Eine
Dampfquelle (nicht gezeigt) ist in der Nähe des Einstiegs
schachts 12 vorgesehen. Unter Druck stehender Dampf wird von
der Dampfquelle über die Dampfleitung 56 und den hinteren
Stopfen 48 in den Raum 52 eingeleitet, um diesen Raum zu er
wärmen, wodurch das expandierte Rohr 22 in diesem Raum er
wärmt und plastisch oder flexibel gemacht wird.
Ein Wasserschlauch 58 ist ebenfalls an dem hinteren Stopfen 48
angebracht, sodaß über die Düse ein konstanter Kühlwasserstrom
in den Raum 60 hinter den hinteren Stopfen 48 eingeleitet wird.
Dieser Raum 60 ist mit unter einem geeigneten Druck stehenden
Wasser gefüllt, so daß das gesamte, erwärmte Kunststoffrohr,
das bei der Bewegung des Stopfens 48, der sich langsam Vorwärts
bewegt (in Fig. 6 nach rechts) freigelegt ist, während der Ab
kühlung in einem ausgerundeten Zustand bleibt. Während dieses
Verfahrens und während der fortschreitenden Bewegung der
sich bewegenden Stopfen 46, 48 durch das ausgerundete Kunst
stoffrohr 22 wird der Druck in dem erwärmten Raum 52 zwischen
den Stopfen mit einem etwas höheren Wert als der Druck in
dem Raum 60 hinter dem hintersten Stopfen konstant gehalten,
um sicherzustellen, daß keine Kühlung in dem Raum 52 statt
findet. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Stopfen durch das
Rohr muß so ausreichend niedrig sein, daß eine sorgfältige
Wiedererwärmung und Plastifizierung jedes Kunststoffrohrseg
ments vor seiner Abkühlung ermöglicht wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 7, 8 und 9 wird ein Verfahren
zum Verbinden eines neu eingebrachten, thermoplastischen Rohrs
22 in einer Hauptleitung 10 und eines neu eingebrachten, ther
moplastischen Rohrs 22a in einer diese schneidenden Versor
gungsleitung 10a verdeutlicht.
Zuerst unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist das Hauptrohr 22 an
eine vorhandene Hauptleitung 10, wie eine Hauptkanalisations
leitung, gemäß einer der Verfahrensweisen, die hierin be
schrieben sind oder in den voranstehend gewürdigten Dokumen
ten angegeben sind, eingesetzt. Das Versorgungsrohr 22a für
die vorhandene Versorgungsleitung 10a ist ebenfalls entspre
chend einer der voranstehend beschriebenen Methoden oder ent
sprechend den gewürdigten Anmeldungen eingebracht. Im all
gemeinen umfaßt diese Verfahrensweise, daß die Verbindungs
versorgungsleitung 22a so liegt, daß ein Zugang zu dieser da
durch möglich ist, daß man die Versorgungsleitung an einer
Zugangsöffnung 62 freilegt, die von der Schnittstelle mit der
Hauptleitung 10 entfernt liegt, und daß ein gefaltetes Längs
stück des erwärmten und flexiblen Schlauchs 22a in die Ver
sorgungsleitung 10a eingeschoben oder auf eine andere Art und
Weise in dieser vorgesehen wird, bis das stromabwärtige oder
vorauslaufende Ende an die neue Hauptleitung 22 an der vor
handenen Verbindungsstelle der Versorgungsleitung mit der
Hauptleitung anstößt oder sich in deren Nähe befindet. Das
gefaltete Versorgungsschlauchstück 22a wird dann ausgerun
det und expandiert, so daß es gegen die Innenwand der vor
handenen Versorgungsleitung anliegt, wie dies zuvor beschrie
ben oder in den gewürdigten Anmeldungen angegeben ist.
Nach Fig. 8 wird dann ein spezielles Stopfwerkzeug 64, das
ein aufblasbares Element 66 hat, nach unten in das ausge
rundete Kunststoffversorgungsrohr 22a, ausgehend von der
Zugangsöffnung 62, geschoben, bis das Werkzeug so nahe wie
möglich an dem Ende des Versorgungsrohrs 22a und an der
Schnittstelle mit dem Hauptrohr 22 ist. Dann wird das auf
blasbare Element 66 des Stopfwerkzeugs aufgeblasen, um das
Stopfwerkzeug an Ort und Stelle an der Schnittstelle festzu
legen. Das Stopfwerkzeug enthält ein Dichtungsmaterial in
einem Patronenzylinder und eine Einrichtung zum Einspritzen
des Dichtungsmittels unter Druck von der Patrone in die Räume
und Zwischenräume zwischen dem Ende des Versorgungsrohrs 22a
und der benachbarten Wand des Hauptrohrs 22. Das Dichtmittel
kann eine geeignete Vergußmasse, vorzugsweise eine schäumende
oder expandierbare Vergußmasse sein, die mittels Wasser ak
tiviert wird, wie z. B. in die Vergußmasse, die mit No. 202 oder
No. 220 bezeichnet ist und von der Firma 3M Company herge
stellt wird. Die Vergußmasse wird in alle Risse, Verbindungs
stellen oder enge Räume eingedrückt, um die neu eingebauten
Kunststoffrohre 22 und 22a an ihren Schnittstellen dicht ge
geneinander abzuschließen. Nachdem die Vergußmasse sich aus
gehärtet hat, wird das Stopfwerkzeug von dem Versorgungsrohr
22a über die Zugangsöffnung 62 abgezogen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird dann ein Lochschneidwerkzeug
68 nach unten durch das Versorgungsrohr 22a, ausgehend von
einer Zugangsöffnung 62, bis zu der abgedichteten Schnitt
stelle mit dem Hauptrohr 22 gedrückt. Das Lochschneidwerkzeug
wird verwendet, um eine vollständige Öffnung 70 durch das
Dichtmittel und die Wand des Hauptrohrs 22 zu schneiden, so
daß man eine Öffnung für eine Fluidverbindung von dem Versor
gungsrohr 22a zu dem Hauptrohr 22 erhält.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 sind das Stopfwerk
zeug 64 und das Lochschneidwerkzeug 68 schematisch dargestellt
und sie werden nachstehend näher beschrieben.
Das Stopfwerkzeug 64 umfaßt ein metallisches oder in ande
rer Art und Weise ausgestaltetes, starres, rohrförmiges
Gehäuse 72, das an seinem hinteren Ende geschlossen ist und
das etwa als Durchmesser den halben Durchmesser des Ver
sorgungsrohrs 22a hat. Eine Aufschraubkappe 73 verschließt
das gegenüberliegende, vorauslaufende Ende des Gehäuses 72.
Die Kappe 73 hat eine Öffnung, durch die eine Mündungsöff
nung 74 eines zylindrischen Behälters 75 in dem Gehäuse 72
passend geht. Der Behälter 75 ist wegwerfbar und enthält ein
Dichtmittel oder eine Vergußmasse, die für den Dichtungs
vorgang verwendet wird.
Das aufblasbare Element 66 ist eine rohrförmige Kautschuk
hülse, die eng sitzend gegen das Äußere des Gehäuses 72
vorgesehen ist, wenn es nicht aufgeblasen ist, das auf den
Innenwänden des ausgerundeten Versorgungsrohrs 22a sitzt
und diese erfaßt, wenn es aufgeblasen ist. Der Behälter 75
enthält einen Kolben 76, der sich zu Beginn am hinteren Ende
befindet, und der unter dem Fluiddruck nach vorne gedrückt
wird, um das Dichtmittel oder die Vergußmasse über die Aus
gabeöffnung 74 in die dicht zu verschließenden Räume zu
drücken.
Ein Luftschlauch 78, der an einem Ende mit dem Innern des
aufblasbaren Elements 66 und am anderen Ende mit einer ent
fernt liegenden Quelle für Druckluft in der Nähe der Zu
gangsöffnung 62 verbunden ist, dient zur Aufblasung des
Elements 66. Ein weiterer Schlauch 58, der mit der Luft
quelle oder mit einer Wasserquelle oder einer anderen Druck
fluidquelle (nicht gezeigt) und mit dem Inneren des Behälters
75 hinter dem Kolben 76 verbunden ist, dient zum Antrieb
des Kolbens in Richtung nach vorne durch den Behälter, um
die Vergußmasse über die Düse 74 auszugeben.
Das Schneidwerkzeug 68 in Fig. 11 umfaßt einen durchmesser
kleinen, wasserdichten Motor 82, der mittels eines Hydraulik
fluids, Luft oder Strom betreibbar ist. Ein kreisförmiges,
sich drehendes, mit Sägezahn versehenes Schneidmesser 84
ist an einer Antriebswelle 83 des Motors angebracht, so daß
im eingeschalteten Zustand des Motors dieses eine Drehbewe
gung ausführt. Eine widerstandsfähige, relativ unflexible
Leitung 86 ist an einem Ende 87 mit dem Motor 82 verbunden.
Die Leitung führt von dem Motor durch das Versorgungsrohr 22a
zu der Zugangsöffnung 62. Diese wird verwendet, um das Schneid
werkzeug in das Versorgungsrohr und zu der Schnittstelle mit
dem Hauptrohr zu drücken. Auch wird sie verwendet, um das
Schneidmesser 84 während des Schneidvorganges zu halten und
zu positionieren. In der Positionierleitung 82 verlaufen Ener
gieversorgungsleitungen, die entweder von Schläuchen oder
Drähten 88, 89 gebildet werden und welche zur Energieübertra
gung von einer entfernt liegenden Energiequelle (nicht gezeigt)
zu dem Motor 82 dienen.
Typischerweise wird das starre, thermoplastische Rohr in ge
falteter Form während der Herstellung im flexiblen Zustand
aufgewickelt und anschließend erwärmt und dann von der Rolle
während des Einführens abgezogen. Dieses Abziehen macht er
forderlich, daß die Rolle in einem Gehäuse auf eine hohe Tem
peratur erwärmt werden muß. Da viele Schlauchwicklungen auf
der Rolle vorhanden sind und von jeweils darüberliegenden
Wicklungen bedeckt werden, wird das insgesamt aufgewickelte
Rohr bzw. der insgesamt aufgewickelte Schlauch von außen in
dem Gehäuse erwärmt, wobei die Erwärmung derart weitergeführt
werden muß, daß alle Wicklungen ausreichend erwärmt und flexibel
zum Abspulen und Einführen sind. Die nachstehend be
schriebene Einrichtung und das Verfahren sind vorgesehen,
um die Erwärmung einer Rolle eines derartigen Schlauches
zu beschleunigen und den Schlauch in einem erwärmten, fle
xiblen Zustand während des Abspulens und nach und während
des Einführens in eine vorhandene, unterirdische Leitung zu
halten. Das Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen, daß
das in lange Strecken der Leitung einzuführende Rohr im er
wärmten und flexiblen Zustand über die gesamte Länge hinweg
bleibt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 ist ein gewichtsmäßig
leichtes und billiges, transportierbares Gestell 90 vorge
sehen, welches eine Rolle 92 trägt. Die Rolle 92 hat eine zy
lindrische Mittelachse 94, auf der sich ein Vorrat des ther
moplastischen Schlauchs (nicht gezeigt) in einem gefalteten,
flexiblen Zustand befindet und auf diese aufgewickelt werden
kann und dort einsatzbereit bereitgehalten werden kann. Das
Gestell umfaßt eine flache Metallbasisplatte 96, die gegenüber
liegende, aufrechtstehende Rahmenteile 97 hat. Die aufrecht
stehenden Rahmenteile 97 sind rohrförmig und nehmen Te
leskopausfahrarme 98 auf, die Schlitten 99 an ihren oberen
Enden haben, welche eine Rollentragachse 100 lagern. Die Achse
100 verläuft durch die Achse 94 der Rolle 92, um die Rolle
auf dem Gestell zu lagern. Die Ausfahrarme 98 können in den
aufrechtstehenden Rahmenteilen 97 ein- und ausgefahren wer
den, wozu eine kleine Kolbenzylindereinrichtung (nicht gezeigt)
vorgesehen ist, um die Positionen einzustellen, oder wozu
man fluidbetriebene Hydraulikzylinder in den aufrechtstehen
den Rahmenteilen 97 vorsehen kann. Sperrstifte 91 verlaufen
durch die entsprechend den Unterteilungen vorgesehene Stift
löcher in den Rahmenteilen 97 und den Ausfahrrahmen 98, um
die Arme in eingestellten Positionen zu arretieren. Somit
können die Ausfahrarme 98 die gelagerte Rolle 92 heben und
senken. Durch Abheben der Rolle von der Höhe der Grundplatte
96 kann ermöglicht werden, daß die Rolle sich um ihre
Achse 100 drehen kann, so daß der gefaltete, thermoplasti
sche Schlauch von der Rolle abgezogen werden kann.
Fig. 14 zeigt ein Dampfzeltgehäuse 101, welches das Gestell
und die Rollenanordnung, die in den Fig. 12 und 13 angegeben
sind und vergleichbare Anordnungen umgibt und aufnimmt. Das
Dampfzelt ist ein Gehäuse, das dazu bestimmt ist, heißen
Dampf zur Erwärmung der eingeschlossenen Rolle 92 des thermo
plastischen Schlauches aufzunehmen, um denselben flexibel
zum Einführen in eine vorhandene Leitung zu machen. Das Dampf
zelt besteht aus Nylon-verstärktem Vinyl, Canvas oder ande
ren Materialien, die leicht, flexibel, luftdicht sind und
die Fähigkeit haben, hohen Temperaturen des heißen Dampfes
standzuhalten.
Das Dampfzeltgehäuse ist gegebenenfalls mit Öffnungen verse
hen, um es um eine Rolle und das Gestell anzubringen und einen
neuen thermoplastischen Schlauch zum Einführen abzuziehen.
Das Zelt muß auch mit einer Zugangsöffnung zum Einleiten des
Frischdampfes versehen sein und die Öffnungen sind mit Ver
schlüssen versehen, wie dies bezüglich der Schlauchzugangs
öffnung 103 gezeigt ist oder sie sind mit anderen Verschluß
einrichtungen versehen, welche sicherstellen können, daß
der eingeleitete Dampf in dem Zelt mit minimalen Leckagen
bleibt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 umfaßt eine Welle bzw. ein Spu
lenkörper 92 zum Tragen eines Wickels aus gefaltetem Schlauch
22 die vorstehend angegebene Achse 94. Die Achse ist mit einer
inneren Dampfkammer 102 versehen, das einen rotierenden End
anschluß bei 104 zur Verbindung der Kammer mit einer Dampf
quelle 106 über einen Dampfleitungsschlauch 108 hat. Ein
Durchgang 110 verläuft von der Kammer 102 zu einer Flächenver
bindung 112 der Achse zu einem kurzen Abschnitt des flexiblen
Dampfleitungsschlauchs 114. Das freie Ende des Schlauchs 114
ist mit einem abgerundeten, vorauslaufenden Ende 116 eines
Längsstücks des gefalteten, thermoplastischen Schlauches ver
bunden, wenn dieser Schlauch vom Herstellungsverfahren kommt,
warm, flexibel und zum Aufwickeln bereit ist. Wenn daher der
Schlauch 22 auf die Achse 94 gewickelt wird, bleibt sein vor
deres Ende 116 mit der Dampfkammer 102 verbunden und kann so
mit über den Drehanschluß 104 mit der Dampfquelle 106 verbun
den werden.
Wenn der aufgewickelte und gefaltete Schlauch 22 zum Einbrin
gen in eine vorhandene, unterirdische Leitung bereit ist, wird
die Rolle zu der Arbeitsstelle transportiert und mit der Dampf
quelle 106 über den Dampfleitungsschlauch 108 verbunden. Wenn
dies der Fall ist, wird Dampf in die inneren Durchgänge des
Wickels des gefalteten Schlauches 22 von der Dampfkammer 102
und über die flexible Leitung 114 eingeleitet, um die gesamte
Länge des aufgewickelten Schlauches 22 sehr schnell und effi
zient zu erwärmen und flexibel zu machen. Der eingeleitete
Dampf und somit die Erwärmung des aufgewickelten Schlauches
22 wird während des Abwickelns des Schlauches von der Achse
bzw. Trommel 94 und beim Einführen in die unterirdische Lei
tung fortgesetzt. Selbst wenn der Schlauch 22 abgezogen, ge
drückt oder auf andere. Art und Weise durch eine unterirdische
Leitung von der Trommel 94 wegbewegt wird, wird der Frisch
dampf ständig zugeleitet. Der Schlauch bleibt daher flexibel
während des gesamten Einbauvorgangs.
Das vorstehend genannte Verfahren zum Einleiten des heis
sen Dampfes in den aufgewickelten, gefalteten, thermoplasti
schen Schlauch ist so ausgelegt, daß der aufgewickelte Schlauch
in ausreichendem Maße erwärmt ist, bevor er von dem Trommel
körper abgezogen werden soll. (2) Die Erwärmung des gefalteten
und aufgewickelten Schlauches wird beschleunigt. (3) Es
wird ermöglicht, daß der gefaltete und zu erwärmende Schlauch
nach dem Abziehen von dem Trommelkörper und während des
Einführens in eine vorhandene, unterirdische Leitung er
wärmt bleibt. (4) Hierdurch erhält man im wesentlichen
folgende Vorteile: (1) Es wird sichergestellt, daß alle
Wicklungen des aufgewickelten Schlauches in geeigneter Wei
se erwärmt sind, bevor sie von der Rolle abgenommen werden;
(2) die Erwärmung des gefalteten aufgewickelten Schlauches
wird beschleunigt; (3) es wird ermöglicht, daß der gefaltete
Schlauch nach dem Abziehen von dem Trommelkörper und während
des Einführens in eine vorhandene, unterirdische Leitung er
wärmt wird, und (4) es wird ein zugleich weicher und nachgie
biger Schlauch während des Einführungsvorganges bereitgestellt.
Dieser letztgenannte Vorteil schützt den Wärmetransportschlauch,
wenn dieser verwendet wird, reduziert die Kräfte, die zum Zie
hen des Schlauches durch die vorhandenen Leitungen erforderlich
sind und ermöglicht längere Zugwege durch die Leitungen. Na
türlich ermöglicht ein derartiges Erwärmungsverfahren auch,
daß der thermoplastische und durch die Einstiegsschächte und
um Kurven in den Förderleitungen zu ziehende Schlauch Ände
rungen hinsichtlich der Ausrichtung in den vorhandenen Lei
tungen mitmachen kann, wenn der Schlauch in derartige Leitun
gen eingebracht werden soll.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 werden ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Reparieren von kurzen Abschnitten
von langen, vorhandenen Leitungen unter Verwendung des zuvor
beschriebenen thermoplastischen Rohrs 22 erläutert. Das Ver
fahren ist zweckmäßig, wenn man Reparaturarbeiten nur an
Stellen in einer vorhandenen Förderleitung vornehmen möchte,
an denen relativ kurze zu reparierende Abschnitte im Vergleich
zu der Gesamtlänge der Förderleitung vorhanden sind. Das
Verfahren kann jedoch auch zum Reparieren von Abschnitten
von nahezu jeweils beliebigen Längen genutzt werden.
Zuerst wird ein Abschnitt eines gefalteten, thermoplastischen
Schlauchs 22 entsprechend der Länge des zu reparierenden Ab
schnitts der Leitung von der Vorratsrolle oder einem ander
weitig bereitgehaltenen, thermoplastischen Schlauch abge
schnitten. Der Abschnitt 22 wird erwärmt und flexibel gemacht,
und dann wird er auf eine der zuvor beschriebenen Weisen oder
der in den gewürdigten Anmeldungen beschriebenen Weisen aus
gerundet. Wenn der Schlauch 22 ausgerundet ist, wird ein
über die gesamte Länge hinweg aufblasbarer Sack 120 in das
Innere des Schlauchs gebracht. Der Schlauch 22 wird dann noch
mals erwärmt und wiederum gefaltet, wobei der abgelassene, auf
blasbare Sack im Innern vorgesehen ist.
Ein Abschnitt des Wärmetransportschlauches 16a, der länger
als die Sack-Rohr-Anordnung ist, wird vorgesehen und die Sack-
Rohr-Anordnung wird im Innern des Schlauchs angeordnet, wie
dies in Fig. 17 gezeigt ist. Der Wärmetransportschlauch wird
an seinem vorauslaufenden Ende 122 verschlossen, und ein Zug
seil 124 wird an diesem Ende angebracht.
Ein Luftschlauch 126 ist mit dem Innern des aufblasbaren
Sackes 120 an dem nachlaufenden Ende 128 des Wärmetransport
schlauches verbunden. Ein Dampfschlauch 130 ist in das Inne
re des nachlaufenden Endes des Wärmetransportschlauches ein
geführt, und das nachlaufende Ende 128 des Schlauches ist ge
schlossen und um die Luft- und Dampfschläuche gezogen.
Dann wird Dampf in den Wärmetransportschlauch über den
Dampfschlauch 130 eingeleitet, das thermoplastische Rohr 22
wird im Innern erwärmt und hierdurch weich und flexibel ge
macht. In diesem Zustand wird die gesamte Anordnung einschließlich
des Wärmetransportschlauches in die vorhandene
Leitung und zu dem zu reparierenden Abschnitt der Leitung
unter Verwendung des Zugseils 124 gezogen, das von einem
stromabwärtigen Einstiegsschacht oder einer anderen Zugangs
öffnung (nicht gezeigt) ausgezogen wird.
An der Reparaturstelle in der Leitung wird Dampf wiederum
in den Wärmetransportschlauch über den Dampfschlauch 130 ge
pumpt, um das thermoplastische Rohr 22 im Innern wiederum zu
erwärmen und flexibel sowie weich zu machen. Wenn das Kunst
stoffrohr ausreichend warm und flexibel ist, wird der Sack
120 im Innern des Rohrs 22 mit Luft über die Luftleitung 26
über eine entfernt liegende Quelle an einer Zugangsöffnung
(nicht gezeigt) aufgeblasen. Durch das Aufblasen des Sackes
wird das Kunststoffrohr 22 ausgerundet und expandiert, so daß
es sich eng an die Innenwände des zu reparierenden Abschnitts
der vorhandenen Leitung anschmiegt. Die Dampfzufuhr wird dann
unterbrochen, und das ausgerundete und expandierte Rohr 22
wird abkühlen gelassen, wobei zugleich der Sack aufgeblasen
bleibt, um ständig einen Innendruck auf das Rohr 22 auszu
üben. Wenn das Rohr 22 abgekühlt und in der ausgerundeten
Form erhärtet ist, wird es fest an Ort und Stelle in der
vorhandenen Leitung verankert. Wenn daher das Zugseil 124
gezogen wird, wird das Ende 122 von dem Wärmetransportschlauch
abgerissen. Wenn der Dampfschlauch 130 gezogen, wird das ge
genüberliegende Ende 128 von dem Wärmetransportschlauch ab
gerissen. Der aufblasbare Sack wird abgelassen und aus dem
ausgerundeten Rohr 22 durch Ziehen am Luftschlauch 126
herausgezogen. Der restliche Teil des Wärmetransportschlau
ches bleibt an Ort und Stelle, ist zwischen den Außenwänden
des expandierten Rohrs 22 und den Innenwänden des reparierten
Leitungsabschnittes eingepreßt und bildet eine Abdichtung
zwischen dem Rohr und der Leitung. Gegebenenfalls kann der
Wärmetransportschlauch mit einem Dichtungsmaterial beschich
tet sein, um eine wasserdichte Abdichtung an dem reparierten
Leitungsabschnitt zu erreichen.
Der gefaltete, starre thermoplastische Schlauch 22, der
vorstehend beschriebenen sowie in den entsprechend gewür
digten Anmeldungen wiedergegebenen Art, kann auch dazu ver
wendet werden, daß man ein vorhandenes Rohr dadurch ver
stärkt, daß man dieses an dem vorhandenen Rohr anbringt,
so daß man ein neuartiges Verbundrohr erhält. Das Ver
bundrohr hat eine größere Steifigkeit, um externen und in
ternen Kräften standzuhalten, die jeweils größer als jene
sind, denen die ursprüngliche, vorhandene Leitung oder das
thermoplastische Rohr selbst standhalten kann.
Um dies zu ermöglichen, wird der gefaltete, thermoplasti
sche Schlauch 5 erwärmt und im Innern der vorhandenen Lei
tung expandiert. Der thermoplastische Schlauch wird so ge
wählt, daß er im Grundzustand einen ausgerundeten Außen
durchmesser hat, der geringfügig kleiner als der Innen
durchmesser der zu verstärkenden vorhandenen Leitung ist.
Wenn das gefaltete, thermoplastische Rohr im zu versteifen
den Rohrleitungsabschnitt vorhanden ist, wird das Rohr bzw.
der Schlauch ausgerundet und expandiert. Das neue Rohr wird
so expandiert, daß es sich eng an die Innenwände der vor
handenen Leitung anschmiegt, so daß es sich genau an diese
Leitung anpaßt. Als Ergebnis erhält man ein Verbundrohr,
das das äußere, vorhandene Rohr und das innere, thermoplasti
sche Rohr umfaßt. Hierdurch wird das Vermögen des thermo
plastischen Rohrs verstärkt, Brechbelastungen bei Erdbe
lastungen, überlagerten Belastungen u. dgl. standzuhalten,
die beträchtlich höher sind, da die Seitenwandabstützung
von dem vorhandenen Rohr gebildet wird. Ferner kann dank die
ser Auslegung das Verbundrohr sowohl äußeren und inneren
Kräften standhalten, die größer sind, da die beiden Rohre
als eine einzige Baueinheit wirken.
Die Bedeutung des vorstehend beschriebenen Lösungsgedankens
ist darin zu sehen, daß das thermoplastische Rohr zur
Versteifung einer vorhandenen Leitung genutzt werden kann,
wobei die vorhandene Leitung hinsichtlich ihrer Konstruk
tion schwach ausgelegt sein kann. Auch wenn Füllmaterialien,
Gebäude o. dgl. noch zusätzliche Belastungen auf die Leitun
gen bewirken, die bereits vorhanden sind, so können diese
auf die vorstehend beschriebene Weise verstärkt werden. Auch
kann man durch diese Verfahrensweise eine vorhandene Leitung,
die ursprünglich für ein Fallrohr bestimmt war, hierdurch
so weiterbilden, daß sie als eine Druckrohrleitung geeignet
ist.
Diese vorstehend beschriebene Verfahrensweise ist auch dahin
gehend von Bedeutung, daß sie ermöglicht, ein relativ dünn
wandiges, thermoplastisches Rohr als eine starre Auskleidung
im Innern einer korrodierenden oder überlasteten Druckleitung
einzusetzen, und die Steifigkeit und die Belast
barkeit der vorhandenen Leitung zu erhöhen. Das thermo
plastische Rohr braucht in diesen Fällen nicht derart aus
gelegt zu werden, daß es allen Systeminnendrücken stand
halten kann, die im System herrschen. Anstelle hiervon kann
die zu reparierende Förderleitung als eine Verbundrohrlei
tung ausgelegt werden, welche die vorhandene Druckleitung
und eine neu eingebrachte, dünnwandige, thermoplastische
Rohrleitung umfaßt.
Voranstehend wurden zahlreiche Weiterentwicklungen und Aus
führungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung zum Ein
bringen eines starren, thermoplastischen Rohrs in das Innere
einer vorhandenen Leitung beschrieben und erläutert. Jedoch
ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt und es sind zahl
reiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der
Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungs
gedanken zu verlassen.
Zusammenfassend gibt die Erfindung eine dünne, flexible,
rohrförmige Membran an, die einen Wärmetransportschlauch
zum Einleiten und Aufblasen der Membrane in einer zu re
parierenden, unterirdischen Leitung aufweist. Ein gefal
teter, starrer, thermoplastischer Schlauch wird in das
Rohr im heißen und flexiblen Zustand eingeführt. Die rohr
förmige Membrane wird unter Druck gesetzt, um auszu
schließen, daß unerwünschte Fluide in der vorhandenen Lei
tung vorhanden sind. Heißer Dampf wird in das Rohr zur
Erwärmung des Rohrs über seine gesamte Länge hinweg von
außen und innen eingeleitet, bis dieses flexibel ist. Das
Rohr wird dann ausgerundet und expandiert, so daß es gegen
die Wände der Leitung anliegt, wobei der Schlauch dazwischen
liegt. Das Ausrunden und Expandieren des Schlauches erfolgt
progressiv dadurch, daß ein Stopfen durch den Schlauch
bewegt wird, und daß unter Druck stehender heißer Dampf
hinter dem Stopfen eingeleitet wird. Auch werden Verfahren und
Vorrichtungen zum Erwärmen des Schlauchs während des Ein
führens, zum Reparieren von kurzen Abschnitten der Leitung
unter Verwendung eines vergleichbaren Rohrabschnittes,
ein aufblasbarer Sack und ein Wärmetransportschlauch an
gegeben. Auch sind Einrichtungen zum Verbinden und dichten An
ordnen von neu installierten, thermoplastischen Rohren in
einer Hauptleitung und einer diese schneidenden Versorgungs
leitung vorgesehen. Ferner sind Einrichtungen zum Aufheben
der Längsbelastungen in dem thermoplastischen Rohr nach dem
Einbau angegeben.
Claims (21)
1. Verfahren zum Auskleiden einer vorhandenen Rohrleitung (10),
wobei in die vorhandene Rohrleitung (10) ein zusammengefaltetes, thermoplastisches Rohr (22) eingeführt, durch eingeleitetes heißes Fluid erwärmt und durch Druck aufgerundet wird,
wobei vor dem Einführen des thermoplastischen Rohrs (22) in der vorhandenen Rohrleitung (10) ein Schlauch (16) angeordnet und von einem Ende her zumindest teilweise mit Fluid aufgepumpt wird,
dann das thermoplastische Rohr (22) in den Schlauch (16) eingeführt wird und
dann das heiße Fluid in das thermoplastische Rohr (22) und den am anderen Ende zumindest teilweise verengten Schlauch (16) geleitet wird, um das thermoplastische Rohr (22) zum Aufrunden von innen und außen zu erwärmen.
wobei in die vorhandene Rohrleitung (10) ein zusammengefaltetes, thermoplastisches Rohr (22) eingeführt, durch eingeleitetes heißes Fluid erwärmt und durch Druck aufgerundet wird,
wobei vor dem Einführen des thermoplastischen Rohrs (22) in der vorhandenen Rohrleitung (10) ein Schlauch (16) angeordnet und von einem Ende her zumindest teilweise mit Fluid aufgepumpt wird,
dann das thermoplastische Rohr (22) in den Schlauch (16) eingeführt wird und
dann das heiße Fluid in das thermoplastische Rohr (22) und den am anderen Ende zumindest teilweise verengten Schlauch (16) geleitet wird, um das thermoplastische Rohr (22) zum Aufrunden von innen und außen zu erwärmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
erwärmte thermoplastische Rohr (22) in dem Schlauch (16) derart
abgekühlt wird, daß es bei gelöstem Druck im aufgerundeten
Zustand verbleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das erwärmte thermoplastische Rohr (22) durch eingeführtes
heißes Druckfluid aufgerundet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das erwärmte, thermoplastische Rohr (22)
mittels eines hindurchbewegten Gleitstopfens (40) aufgerundet
wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermoplastische Rohr (22) während des
Einführens in die vorhandene Rohrleitung (10) erwärmt und flexibel
gemacht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermoplastische Rohr (22) in den
Schlauch (16) eingeführt wird, während sich der Schlauch (16) in
expandiertem Zustand befindet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlauch aus einer ca. 3 bis 20 µm
dicken Kunststoffolie hergestellt ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlauch (16) eine kompressible
Dichtmaterialschicht trägt, um Ringräume zwischen der
vorhandenen Rohrleitung (10) und dem Schlauch (16) zu
verschließen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des im freien Zustand
aufgepumpten Schlauchs (16) wenigstens so groß ist wie der
Innendurchmesser der vorhandenen Rohrleitung (10).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermoplastische Rohr (22) derart
aufweitbar ist, daß es den Schlauch (16) von innen an die
vorhandene Rohrleitung (10) drückt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermoplastische Rohr (22) mit einem
ausreichend hohen Druck aufgerundet wird, um kollabierte
Abschnitte der vorhandenen Rohrleitung (10) dem Rest der
Rohrleitung (10) anzupassen.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlauch (16) am anderen Ende so weit
geschlossen wird, daß das vom einen Ende her in den Schlauch
(16) gepumpte, heiße Fluid am anderen Ende in das
thermoplastische Rohr (22) eindringt.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlauch (16) am anderen Ende
zumindest teilweise geöffnet wird, um das heiße Fluid nach
Erwärmung des thermoplastischen Rohrs (22) abzuführen.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das thermoplastische Rohr (22) als im
wesentlichen starres, flach gefaltetes Rohr hergestellt wird.
15. Verfahren zum Auskleiden einer vorhandenen Rohrleitung (10)
nach Anspruch 1,
wobei in die vorhandene Rohrleitung (10) das zusammengefaltete, thermoplastische Rohr (22) eingeführt, durch eingeleitetes Druckfluid erwärmt und dann mittels eines am aufgeweiteten Ende des thermoplastischen Rohrs (22) eingesetzten und mit dem Druckfluid hindurchbewegten Stopfens (40) aufgerundet wird, wobei die Bewegung des Stopfens (40) von dessen Einsetzseite her mittels eines Bremsseils (42) gesteuert wird,
wobei das heiße Fluid an dem Stopfen (40) vorbei in den noch nicht aufgerundeten Bereich des thermoplastischen Rohrs (22) fließt, um diesen Bereich zu erwärmen, bevor das thermoplastische Rohr (22) durch den Stopfen (40) aufgerundet wird und sich an die Innenwand der vorhandenen Rohrleitung (10) anlegt.
wobei in die vorhandene Rohrleitung (10) das zusammengefaltete, thermoplastische Rohr (22) eingeführt, durch eingeleitetes Druckfluid erwärmt und dann mittels eines am aufgeweiteten Ende des thermoplastischen Rohrs (22) eingesetzten und mit dem Druckfluid hindurchbewegten Stopfens (40) aufgerundet wird, wobei die Bewegung des Stopfens (40) von dessen Einsetzseite her mittels eines Bremsseils (42) gesteuert wird,
wobei das heiße Fluid an dem Stopfen (40) vorbei in den noch nicht aufgerundeten Bereich des thermoplastischen Rohrs (22) fließt, um diesen Bereich zu erwärmen, bevor das thermoplastische Rohr (22) durch den Stopfen (40) aufgerundet wird und sich an die Innenwand der vorhandenen Rohrleitung (10) anlegt.
16. Verfahren zum Auskleiden einer vorhandenen Rohrleitung (10)
nach Anspruch 1,
wobei nach dem Aufrunden das thermoplastische Rohr (22)
abkühlen gelassen und dann abschnittsweise wieder erwärmt und
gekühlt wird, während die benachbarten Rohrabschnitte abgekühlt
bleiben und das thermoplastische Rohr (22) in seinem
aufgerundeten Zustand verbleibt.
17. Verfahren zum Auskleiden einer vorhandenen Rohrleitung (10)
nach Anspruch 1,
wobei in eine von der Rohrleitung (10) abzweigende Zweigleitung (10a) vom von der Rohrleitung (10) entfernten Ende her ein weiteres zusammengefaltetes, thermoplastisches Rohr (22a) bis zur Schnittstelle mit dem ersten Rohr (22) eingesetzt und durch Wärme und Druck aufgerundet wird,
durch das zweite thermoplastische Rohr (22a) eine Dichtmasse in den Bereich der Schnittstelle eingeführt und aushärten gelassen wird und
dann durch das weitere thermoplastische Rohr (22a) eine Schneidvorrichtung (68) eingeführt wird, um eine Öffnung (70) zum ersten thermoplastischen Rohr (22) herzustellen.
wobei in eine von der Rohrleitung (10) abzweigende Zweigleitung (10a) vom von der Rohrleitung (10) entfernten Ende her ein weiteres zusammengefaltetes, thermoplastisches Rohr (22a) bis zur Schnittstelle mit dem ersten Rohr (22) eingesetzt und durch Wärme und Druck aufgerundet wird,
durch das zweite thermoplastische Rohr (22a) eine Dichtmasse in den Bereich der Schnittstelle eingeführt und aushärten gelassen wird und
dann durch das weitere thermoplastische Rohr (22a) eine Schneidvorrichtung (68) eingeführt wird, um eine Öffnung (70) zum ersten thermoplastischen Rohr (22) herzustellen.
18. Verfahren zum Erwärmen eines zusammengefalteten,
thermoplastischen Rohrs (22), um das Rohr (22) im flexiblen
Zustand in eine vorhandene Rohrleitung (10) einzuführen,
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das Verfahren die Schritte aufweist:
- - Herstellen des zusammengefalteten Rohrs (22) derart, daß es sich durch Memory-Verhalten bei späterer Erwärmung entfaltet;
- - Aufwickeln des hergestellten Rohrs (22) auf eine Trommel (72), deren hohler Wickelkern (94) mit dem vorderen Ende (116) des Rohrs (22) verbunden wird;
- - vor dem Einführen des Rohrs (22) in die vorhandene Rohrleitung (10) Einleiten von heißem Druckfluid durch den hohlen Wickelkern (94) und das vordere Rohrende (116) in das Rohr (22), um das Rohr (22) zum Einführen in die vorhandene Rohrleitung (10) flexibel zu machen.
19. Verfahren zum Auskleiden eines kurzen Abschnitts einer
vorhandenen Rohrleitung (10) nach Anspruch 1,
wobei das thermoplastische Rohr (22) als zusammengefaltetes
Rohr mit Wärme-Memory-Verhalten vorliegt, und wobei das
Verfahren die Schritte aufweist:
- - Erwärmen und Aufrunden des Rohrs (22) und Abkühlenlassen des aufgerundeten Rohrs (22);
- - Einführen eines aufblasbaren Sacks (120) in die gesamte Länge des aufgerundeten Rohrs (22);
- - Entleeren des Sacks (120) und Erwärmen des Rohrs (22), so daß sich das Rohr (22) wieder zusammenfaltet und den Sack (120) umschließt;
- - Einführen des zusammengefalteten Rohrs (22) mit dem darin befindlichen Sack (120) in einem Wärmetransportschlauch (16a),
- - Verschließen des vorauslaufenden Endes (122) des Wärmetransportschlauchs (16a) und Anbringen eines Zugseils (124);
- - Anschließen eines Druckluftschlauchs (126) an den Sack (120) und Anschließen eines Dampfschlauchs (130) an den Wärmetransportschlauch (16a) am nachlaufenden Ende (128) des Wärmetransportschlauchs (10a);
- - Ziehen des Wärmetransportschlauchs (16a) in den zu reparierenden Abschnitt der vorhandenen Rohrleitung (10) mittels des Zugseils (124);
- - Einführen von Dampf durch den Dampfschlauch (130) in den Wärmetransportschlauch (16a) zur Erwärmung des thermoplastischen Rohrs (22);
- - Aufblasen des Sacks (22) durch den Druckluftschlauch (126) zum Entfalten und Aufrunden des thermoplastischen Rohrs (22);
- - Abkühlenlassen des aufgerundeten Rohrs (22), während der Sack (22) aufgeblasen bleibt;
- - Ziehen am Dampfschlauch (130) sowie am Zugseil (124), um die Enden (122 und 128) des Wärmetransportschlauchs (16a) abzureißen und zu entfernen;
- - Abfassen und Herausziehen des Schlauchs (22) aus dem aufgerundeten thermoplastischen Rohr an dem Druckluftschlauch (126).
20. Transportabler Trommelständer mit Gehäuse zum Transport und
Erwärmen eines Vorrats eines in eine vorhandene Rohrleitung (10)
zu deren Auskleidung einführbaren, zusammengefalteten,
thermoplastischen Rohrs (22) zur Verwendung in einem Verfahren
nach einem der Ansprüche 1-18 umfassend:
ein Gestell (90) mit einer Grundplatte (96), von der zwei höhenverstellbare Tragarme (97, 98) mit Lagern (97) zum Aufsetzen der Achse (100) einer Trommel (92) hochstehen;
ein Dampfzelt (101) zum Aufsetzen auf das eine Trommel (92) mit aufgewickeltem, thermoplastischem Rohr (22) haltende Gestell (90), wobei das Dampfzelt (101) einen verschließbaren Zugang zum Einleiten von Dampf in das Dampfzelt (101) und Flexibelmachen des Rohrs (22) sowie eine verschließbare Öffnung (103) zum Herausführen des Rohrs (22) aus dem Dampfzelt (101) aufweist.
ein Gestell (90) mit einer Grundplatte (96), von der zwei höhenverstellbare Tragarme (97, 98) mit Lagern (97) zum Aufsetzen der Achse (100) einer Trommel (92) hochstehen;
ein Dampfzelt (101) zum Aufsetzen auf das eine Trommel (92) mit aufgewickeltem, thermoplastischem Rohr (22) haltende Gestell (90), wobei das Dampfzelt (101) einen verschließbaren Zugang zum Einleiten von Dampf in das Dampfzelt (101) und Flexibelmachen des Rohrs (22) sowie eine verschließbare Öffnung (103) zum Herausführen des Rohrs (22) aus dem Dampfzelt (101) aufweist.
21. Trommel zum Aufwickeln, Lagern und Erwärmen eines Vorrats
eines in eine vorhandene Rohrleitung (10) zu deren Auskleidung
einführbaren, zusammengefalteten, thermoplastischen Rohrs (22)
zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1
-18, umfassend:
einen hohlen, mit heißem Druckfluid füllbaren Wickelkern (94) für das Rohr (22);
eine erste Verbindungseinrichtung (104) zum Verbinden des hohlen Wickelkerns (94) mit einer Druckfluidquelle (106) auch während Drehung des Wickelkerns (94) und
eine zweite Verbindungseinrichtung (105) zum Verbinden des hohlen Wickelkerns (94) mit dem Rohr (22), um das heiße Druckfluid in das Rohr (22) zu leiten und das Rohr (22) zum Abwickeln zu erwärmen.
einen hohlen, mit heißem Druckfluid füllbaren Wickelkern (94) für das Rohr (22);
eine erste Verbindungseinrichtung (104) zum Verbinden des hohlen Wickelkerns (94) mit einer Druckfluidquelle (106) auch während Drehung des Wickelkerns (94) und
eine zweite Verbindungseinrichtung (105) zum Verbinden des hohlen Wickelkerns (94) mit dem Rohr (22), um das heiße Druckfluid in das Rohr (22) zu leiten und das Rohr (22) zum Abwickeln zu erwärmen.
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