DE3943858C2 - Verfahren zum Anbringen eines neuen Rohrs in einer vorhandenen unterirdischen Leitung - Google Patents

Abstract

Es wird eine dünne, flexible rohrförmige Membran angegeben, die einen Wärmetransportschlauch zum Einleiten und Aufblasen der Membran in einer zu reparierenden, unterirdischen Leitung aufweist. Ein gefalteter, starrer, thermoplastischer Schlauch wird in das Rohr im heißen und flexiblen Zustand eingeführt. Die rohrförmige Membran wird unter Druck gesetzt, um auszuschließen, daß unerwünschte Fluide in der vorhandenen Leitung 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 Schlauches während des Einführens, zum Reparieren von kurzen Abschnitten der Leitung unter Verwendung eines vergleichbaren Rohrabschnittes, ein aufblasbarer Sack und ein Wärmetransportschlauch angegeben. Auch sind Einrichtungen zum Verbinden und dichten Anordnen von neu installierten, thermoplastischen Rohren in einer Hauptleitung und einer diese schneidenden Versorgungsleitung vorgesehen. Ferner sind Einrichtungen zum Aufheben der Längsbelastungen in dem thermoplastischen Rohr nach dem Einbau angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen eines neuen Rohrs in 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 Rohrs 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 das thermo­ plastischen Rohr 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 Rohrs 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 rohrs 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. 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 Boden 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 3 927 164 und US 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 4 394 202 und US 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 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 Förderleitung 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 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 eingerührt 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 0 000 576 A1 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.

Zusätzlich beschreiben die GB 2 018 384, veröffentlicht am 17. Oktober 1979 und GB 1 039 836, veröffentlicht am 24. August 1966 eine Vorgehensweise, gemäß der eine sich bewegende Kugel durch eine flexible Rohrauskleidung in einer vorhandenen Förderleitung unter Fluiddruck gedrückt wird, um die Auskleidung zur Anlage gegen die Innenwände des vorhandenen Rohrs zu expandieren und die Auskleidung haftend mit dem Rohr mit Hilfe eines Klebers zu verbinden, der von der Auskleidung getragen wird. 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. Die beiden letztgenannten britischen Veröffentlichungen befassen sich jedoch nicht mit dem Erfordernis, ein gefaltetes, im Grundzustand starres thermo­ plastisches Rohr zu erwärmen und flexibel zu machen und die­ ses aufzufalten, rund zu machen sowie hierbei eine Expan­ sion derart zu bewirken, daß das Rohr gegen die Wände der vorhandenen Leitung anliegt und dann das Rohr abzukühlen, so daß es im expandierten Zustand aushärtet. Auch befassen sich diese Druckschriften nicht mit dem Erfordernis, ein starres, gefaltetes Rohr vor dem Stopfen zu erwärmen und flexibel zu machen, indem ermöglicht wird, daß einige der erwärmten Druckfluide hinter dem Stopfen an dem Stopfen vorbeigehen. Auch befassen sich diese Veröffentlichungen nicht mit der Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Stopfens durch das aufgefaltete, neue Rohr, um sicherzustellen, daß eine geeignete Erwärmung und eine geeignete Biegbarkeit des neuen Rohrs vor dem Stopfen auftreten.

Die Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu überwinden, die sich bei der Durchführung der Verfahren gemäß den, vorstehend genannten Dokumenten ergaben. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Anbringen eines neuen Rohrs in einem Abschnitt einer vorhandenen Leitung anzugeben, mit dem sich das neue Rohr gründlich erwärmen und anschließend satt und dauerhaft an die Innenwand der vorhandenen Leitung anlegen lässt.

Zur Lösung der Aufgabe werden Verfahren nach den Ansprüchen 1, 11 und 15 angegeben. Bevorzugte Ausführungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

• 1. Das Ausrunden und Expandieren des neu eingebrachten, thermoplastischen Rohrs zur Anlage gegen die Innenwand der vorhandenen Leitung gemäß Anspruch 1, 11 und 15 werden mittels eines progressiven Durch­ führens der Verfahrensschritte von dem einen Ende des neuen Rohrs zu dem anderen unter Einsatz des sich bewegenden Stopfens vorgenommen. Als Folge hiervon werden 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.
• 2. Das dünne Schlauchelement gemäß Anspruch 7 und 11 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. Dieses Schlauchelement 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. Das Schlauchelement 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. Das Schlauchelement 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 Schlauchelements 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.

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, und

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.

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.

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 befindet, wird dieses von der Vorderseite der Kugel her verdrängt. Die er­ haltenen, expandierten Innenwände des Kunststoffschlauches 22 sind glatt und ohne Falten.

Der gefaltete, starre thermoplastische Schlauch 22, der vorstehend beschriebenen 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.

Claims (18)

1. Verfahren zum Anbringen eines neuen Rohrs (22) in einem Abschnitt einer vorhandenen Leitung (10), umfassend die Schritte:

• - Einsetzen eines Abschnitts eines normalerweise starren thermo­ plastischen Rohrs (22), das sich in einem zusammengefalteten Zustand reduzierten Durchmessers befindet, in den Abschnitt der Leitung (10),
• - Erwärmen zumindest eines Endabschnitts des zusammengefalte­ ten Rohrs (22), um dieses flexibel zu machen, Aufrunden des Endabschnitts und Einsetzen eines beweglichen Stopfens (40) in den aufgerundeten Endabschnitt, wobei dieser bewegliche Stopfen (40) an sich vorbei einen verengten Druckfluiddurchgang durch das zusammengefaltete Rohr (22) belässt,
• - Verhindern einer Bewegung des beweglichen Stopfens (40) durch das thermoplastische Rohr (22) an dem aufgerundeten End­ abschnitt,
• - Einspritzen eines heißen Fluids unter Druck in den Endabschnitt, bis ein Abschnitt des zusammengefalteten thermoplastischen Rohrs (22) vor dem Stopfen (40) erwärmt und flexibel wird, und
• - Bewegenlassen des beweglichen Stopfens (40) mit einer gesteuerten Geschwindigkeit durch das Rohr (22) an dem aufgerundeten Endabschnitt, während weiterhin heißes Fluid unter Druck in das Rohr (22) hinter dem Stopfen (40) eingespritzt wird, um hierdurch den Rohrabschnitt (22) fortschreitend aufzurunden, wenn sich der Stopfen (40) durch das Rohr (22) bewegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Stopfen (40) durch Fluiddruck durch das Rohr (22) bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Stopfen (40) durch ein Zugkabel (54) durch das Rohr (22) bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Stopfen (40) eine Oberflächenkonfiguration besitzt, die einen Vorbeistrom von heißem Druckfluid an dem Stopfen (40) vorbei und ein Erwärmen des Rohrs (22) vor dem Stopfen (40) erlaubt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Stopfen (40) flexibel ist, um sich Unregelmäßigkei­ ten in den Wänden der Leitung (10) anzupassen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Rohr (22) in die Leitung (10) eingesetzt wird, während es erwärmt und flexibel ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Rohr (22) innerhalb eines dünnen, flexiblen Schlauchelements (16), das sich über den Abschnitt der Leitung (10) erstreckt, in die Leitung (10) eingesetzt wird, wobei das Einsetzen geschieht, während sich das Schlauchelement (16) in einem aufgeweiteten, aufgerundeten Zustand befindet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Stopfen (40) innerhalb des Schlauchelements (16) durch die Leitung (10) bewegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das thermoplastische Rohr (22) in einem zusammengefalteten Zustand hergestellt wird und daher im erwärmten und flexiblen Zustand ein Gedächtnis für seinen zusammengefalteten Zustand besitzt, und
dass hinter dem beweglichen Stopfen (40) ein ausreichender Fluiddruck gehalten wird, um die aufgerundete Form des thermoplastischen Rohrs (22) beizubehalten, während das aufgerundete Rohr (22) abkühlt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Stopfens (40) durch das thermoplastische Rohr (22) durch ein Kabel (42) gesteuert wird, das an dem Stopfen (40) angebracht ist und eine Haltekraft in einer Richtung ausübt, die der Bewegungsrichtung des Stopfens (40) durch das Rohr (22) entgegengesetzt ist.

11. Verfahren zum Anbringen eines neuen Rohrs (22) in einen Abschnitt einer vorhandenen Leitung (10), umfassend die Schritte:

• - Einsetzen eines Abschnitts eines normalerweise starren thermo­ plastischen Rohrs (22), das sich in einem zusammengefalteten Zustand reduzierten Durchmessers befindet, in ein dünnes flexibles Schlauchelement (16), das sich über den Abschnitt der Leitung (10) erstreckt, wobei sich das Schlauchelement (16) in einem aufgeweiteten, aufgerundeten Zustand befindet,
• - Erwärmen zumindest eines Endabschnitts des zusammengefalte­ ten Rohrs (22), um dieses flexibel zu machen, Aufrunden des Endabschnitts und Einsetzen eines beweglichen Stopfens (40) in den aufgerundeten Endabschnitt, wobei dieser bewegliche Stopfen (40) an sich vorbei einen verengten Druckfluiddurchgang durch das zusammengefaltete Rohr (22) belässt,
• - Verhindern einer Bewegung des beweglichen Stopfens (40) durch das thermoplastische Rohr (22) an dem aufgerundeten End­ abschnitt,
• - Einspritzen eines heißen Fluids unter Druck in den Endabschnitt, bis ein Abschnitt des zusammengefalteten thermoplastischen Rohrs (22) vor dem Stopfen (40) erwärmt und flexibel wird, und
• - Bewegenlassen des beweglichen Stopfens (40) mit einer gesteuerten Geschwindigkeit durch das Rohr (22) an dem aufgerundeten Endabschnitt, während weiterhin heißes Fluid unter Druck in das Rohr (22) hinter dem Stopfen (40) eingespritzt wird, um hierdurch den Rohrabschnitt (22) fortschreitend aufzurunden, wenn sich der Stopfen (40) durch das Rohr (22) bewegt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Rohr (22) in einem zusammengefalteten Zustand hergestellt wird und im erwärmten und flexiblen Zustand in einem zusammengefalteten Zustand verbleibt, und dass hinter dem beweglichen Stopfen (40) ein ausreichender Fluiddruck gehalten wird, um die aufgerundete Form des thermoplastischen Rohrs (22) beizubehal­ ten, während das aufgerundete Rohr (22) abkühlt.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das thermoplastische Rohr (22) in einem zusammengefalteten Zustand hergestellt wird und daher im erwärmten und flexiblen Zustand ein Gedächtnis für seinen zusammengefalteten Zustand besitzt, und
dass hinter dem beweglichen Stopfen (40) ein ausreichender Fluiddruck gehalten wird, um die aufgerundete Form des thermoplastischen Rohrs (22) beizubehalten, während das aufgerundete Rohr (22) abkühlt.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Stopfens (40) durch das thermoplastische Rohr (22) durch ein Kabel (42) gesteuert wird, das an dem Stopfen (40) angebracht ist und eine Haltekraft in einer Richtung ausübt, die der Bewegungsrichtung des Stopfens (40) durch das Rohr (22) entgegengesetzt ist.

15. Verfahren zum Anbringen eines neuen Rohrs (22) in einem Abschnitt einer vorhandenen Leitung (10), umfassend die Schritte:

• - Einsetzen eines Abschnitts eines normalerweise starren thermo­ plastischen Rohrs (22), das sich in einem zusammengefalteten Zustand reduzierten Durchmessers befindet, in den Abschnitt der Leitung (10),
• - Erwärmen zumindest eines Endabschnitts des zusammengefalte­ ten Rohrs (22), um dieses flexibel zu machen, Aufweiten des Endabschnitts und Einsetzen eines beweglichen Stopfens (40) in den aufgeweiteten Endabschnitt, wobei dieser bewegliche Stopfen (40) an sich vorbei einen verengten Druckfluiddurchgang durch das zusammengefaltete Rohr (22) belässt,
• - Verhindern einer Bewegung des beweglichen Stopfens (40) durch das thermoplastische Rohr (22) an dem aufgeweiteten End­ abschnitt,
• - Einspritzen eines heißen Fluids unter Druck in den Endabschnitt, bis ein Abschnitt des zusammengefalteten thermoplastischen Rohrs (22) vor dem Stopfen (40) erwärmt und flexibel wird, und
• - Bewegenlassen des beweglichen Stopfens (40) mit einer gesteuerten Geschwindigkeit durch das Rohr (22) von dem aufgeweiteten Endabschnitt, während weiterhin heißes Fluid unter Druck in das Rohr (22) hinter dem Stopfen (40) eingespritzt wird, um hierdurch den Rohrabschnitt (22) fortschreitend aufzuweiten, wenn sich der Stopfen (40) durch das Rohr (22) bewegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Rohr (22) in einem zusammengefalteten Zustand hergestellt wird und im erwärmten und flexiblen Zustand in einem zusammengefalteten Zustand verbleibt, und dass hinter dem beweglichen Stopfen (40) ein ausreichender Fluiddruck gehalten wird, um die aufgeweitete Form des thermoplastischen Rohrs (22) beizubehal­ ten, während das aufgeweitete Rohr (22) abkühlt.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Rohr (22) in einem zusammengefalteten Zustand hergestellt wird und daher im erwärmten und flexiblen Zustand ein Gedächtnis für seinen zusammengefalteten Zustand besitzt, und dass hinter dem beweglichen Stopfen (40) ein ausreichender Fluiddruck gehalten wird, um die aufgeweitete Form des thermoplastischen Rohres (22) beizubehalten, während das aufgeweitete Rohr (22) abkühlt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Stopfens (40) durch das thermoplastische Rohr (22) durch ein Kabel (42) gesteuert wird, das an dem Stopfen (40) angebracht ist und eine Haltekraft in einer Richtung ausübt, die der Bewegungsrichtung des Stopfens (40) durch das Rohr (22) entgegengesetzt ist.