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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Verlegung eines hohlen Rohres in einer Rohrleitung
und eine Vorrichtung zur Unterdrucksetzung eines hohlen Rohres während dessen
Verlegung.
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In zahlreichen bereits installierten
unterirdischen Rohrleitungen aus Metall oder synthetischem Material
kann es erforderlich sein, ein oder mehrere Rohre, im Allgemeinem
aus synthetischem Material, zu verlegen, die natürlich kleinere Durchmesser
haben als derjenige der bereits installierten Rohrleitung. Diese
Rohre sind für
zahlreiche Verwendungen bestimmt, wie beispielsweise für die spätere Aufnahme eines
Lichtleiterkabels.
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Verschiedene Verfahren wurden entwickelt für die Verlegung
eines derartigen Rohres in einer bereits installierten Rohrleitung,
die bereits ein oder mehrere andere Elemente enthalten kann, wie
Kabel oder andere Rohre. Die Unterlage EP-A-0445858 beschreibt eines
der besagten Verfahren.
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Die Druckschrift „Installation of Optical Cables
in Ducts" von W.
Griffioen, verlegt bei CIP-Gegevens Koninklijke Bibliotheek, Den
Haag, ISBN 90 72125 37 1, beschreibt ausführlich insbesondere eine Verlegung
durch Blasen oder Blowing.
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Ferner weiß man, dass wenn ein Rohr einer Druckdifferenz
zwischen dem es umgebenden Drucks und des innerhalb des Rohres herrschenden Drucks
ausgesetzt ist, dieses Rohr mechanisch beständiger ist, wenn der Druck
innerhalb des Rohres größer ist
als derjenige, der es umgibt. Anders ausgedrückt, ein Rohr, das einem bestimmten
inneren Überdruck
standhalten kann, kann beschädigt
werden, wenn dieser gleiche Überdruckwert
von außen nach
innen des Rohres aufgebracht wird.
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Da man sich bei dem vorgenannten
Verlegungsverfahren in der Situation befindet, in der der Außendruck
des Rohres größer ist
als sein Innendruck, kann ein Verformungs- und/oder Bruchrisiko des
Rohres je nach dem am Eingang des Systems benutzten Drucks und je
nach Verlegungslänge
auftreten.
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Ein erstes Ziel der Erfindung besteht
demnach darin, ein Verlegungsverfahren vorzuschlagen, das es ermöglicht,
diese Art von Nachteilen zu vermeiden.
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Ein zweites Ziel der Erfindung besteht
darin, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, diese
Art von Nachteilen während
der Verlegung eines Rohres in einer Rohrleitung zu vermeiden.
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Das erste Ziel wird erreicht durch
ein Verfahren, wie es im Patentanspruch 1 beschrieben ist, während das
zweite Ziel durch eine Vorrichtung erreicht wird, wie sie im Patentanspruch
6 beschrieben ist. Die abhängigen Patentansprüche betreffen
besondere Ausführungsformen
oder Varianten des Verfahrens oder der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Nachfolgend werden zwei besondere
Ausführungsformen
eines Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtungen gemäß der Erfindung
beschrieben, wobei diese Beschreibung mit Bezug auf die beiliegende
Zeichnung erfolgt, die Figuren enthält, in denen:
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1,
die aus 6.1 der genannten Druckschrift übernommen
wurde, ermöglicht,
die Funktionsweise des Verlegungsverfahrens durch Blasen zu verstehen,
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2 die
Schwankung des Drucks p innerhalb der bereits verlegten Leitung
zeigt, wobei diese Figur teilweise aus 5.2 der
genannten Druckschrift übernommen
wurde,
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3 der
vorherigen ähnlich
ist, jedoch die durch das erfindungsgemäße Verfahren gebotene Verbesserung
zeigt, und
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4 schematisch
eine bevorzugte Ausführungsform
einer Unterdrucksetzungsvorrichtung des zu verlegenden Rohres zeigt.
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1 zeigt
eine Blas-/Schubvorrichtung 1, die an einem Ende 20 einer
installierten unterirdischen Leitung 2 mit einer Länge L angeordnet
ist. Das gegenüberliegende
Ende 21 der unterirdischen Leitung 2 ist für den atmosphärischen
Druck P0 geöffnet. Ein von einer Spule 30 abgerolltes
Rohr 3 wird gerade in der Leitung 2 verlegt, wobei
sich sein Ende 31 in Bezug auf den Eingang 20 der
Rohrleitung 2 in einem Abstand 1 befindet, während sein
anderes Ende 32 noch auf der Spule 30 ist. Die
Blas-/Schubvorrichtung 1 umfasst insbesondere mechanische Schubmittel 10,
beispielsweise ein Paar Antriebsrollen, wie in der Figur dargestellt,
sowie Blasmittel 11, die beispielsweise aus einer Druckluftversorgung
bestehen, wie dargestellt. Die Blas-/Schubvorrichtung 1 ist
dicht an die Leitung 2 angeschlossen und der Eingang des
Rohres 3 in die besagte Vorrichtung ist ebenfalls dichtend
behandelt, so dass sich der in die Vorrichtung eingeführte Luftdruck
Pi mit möglichst wenig
Verlusten in der Leitung 2 verbreitet. Dieser Druck Pi beträgt
etwa 10 bis 15 Bar, gestattet ein Schweben des Rohres 3 in
der Rohrleitung 2 sowie seinen Schub entlang der besagten
Rohrleitung, wobei die mechanischen Schubmittel 10 diesen
Schub fördern,
wie in der genannten Druckschrift erläutert.
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Die Darstellung des Drucks p entlang
der Rohrleitung 2 ist in 2 durch
die Kurve A verdeutlicht. Aus der genannten Druckschrift geht hervor, dass
der Verlauf dieser Kurve parabolisch ist, wobei für I = 0
des Wertes Pi des von der Blas-/Schubvorrichtung 1 in
das System eingeführten
Drucks auf den Wert des atmosphärischen
Drucks Pà für I = L übergegangen
wird, wobei sich das Ende 21 der Rohrleitung 2 im
Freien befindet.
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Unter Bezugnahme auf 1 sieht man, dass bei den bekannten Verlegungsverfahren
das Ende 31 des sich im Verlauf der Verlegung befindlichen
Rohres 3 geöffnet
ist, d. h. dass der Druck p, der am Ende dieses Rohres 3 herrscht,
dem Druck p an dieser Stelle der Rohrleitung 2 entspricht,
wobei dieser Druck im Allgemeinen größer ist als P0.
Da das gegenüberliegende
Ende 32 des Rohres 3 ebenfalls geöffnet ist,
besteht innerhalb des Rohres 3 ein Luftfluss, der vom Ende 31 zum
Ende 32 strömt.
Die graphische Darstellung der Druckschwankung innerhalb des Rohres 3 wird
durch die Kurve B von 2 verdeutlicht,
wobei hier davon ausgegangen wird, dass die Länge des Rohres 3 der
Länge L
der Rohrleitung 2 entspricht.
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Man sieht, dass in der Nähe des Endes 20 der
Rohrleitung 2, durch das das Rohr 3 eingeführt wird,
eine Druckdifferenz ΔP
zwischen dem Inneren und dem Äußeren des
Rohres 3 besteht, wobei der Wert ΔP der Differenz zwischen der
Kurve A und der Kurve B, jeweils zwischen Pi und
dem Wert der Kurve B für
I = 0 entspricht.
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Wenn sich das Ende 31 des
Rohres 3 in der Nähe
des Endes 21 befindet, erhöht sich der Wert ΔP erheblich
und kann leicht einen Höchstwert
der Beständigkeit
gegenüber
dem Druck außerhalb
des Rohres 3 übersteigen.
Bei einer Verlegung eines Rohres 3 wie weiter oben beschrieben,
entsteht also häufig
eine Implosion, ein Riss oder eine irreversible Verformung des Rohres 3 in
der Nähe
des Eingangsendes 20 der Rohrleitung 2.
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Versuche, das eine oder andere Ende
oder beide Enden 31, 32 des Rohres 3 zu
verschließen, ermöglichen
nicht, das Problem zu lösen,
da es immer eine Stelle des Rohres 3 mit einem Wert ΔP geben wird,
der größer ist
als der zulässige
Wert.
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Nach einer ersten Variante des Verfahrens, bevor
das Rohr 3 abgerollt wird, verstopft man die beiden Enden 31 und 32 des
Rohres dicht mit einem bekannten Mittel, Verschluss, Versiegelung
oder dergleichen, wobei eines der besagten Enden mit einem Lufteinlassventil
ausgestattet ist. Dann setzt man das Rohr 3 unter Luftdruck,
mit einem Kompressor, der die vorgenannte Blas-/Schubvorrichtung 1 mit
dem Druck Pi versorgen kann. Das Rohr 3 wird
demnach mit einem Druck Ps aufgeblasen,
der kleiner oder gleich Pi ist, wobei dieser
Druck über
die gesamte Länge
des Rohres 3 und während
der gesamten Verlegung desselben konstant bleibt, wie durch die
Kurve C in 3 dargestellt.
Der den von außen
nach innen des Rohres 3 ausgeübten Überdruck darstellende Wert ΔP kann beliebig
klein gehalten werden, indem man Ps Pi annähert,
d. h. indem man das Rohr 3 zuvor mit einem Druck sehr nahe
an oder gleich Pi aufbläst, damit der Wert ΔP stets kleiner
ist als der Wert des externen Überdrucks,
dem das Rohr 3 standhalten kann. Auf diese Weise hat man
dann eigentlich einen von außen
nach innen wirkenden Überdruck,
dem das Rohr nicht standhalten kann, in einen von innen nach außen wirkenden Überdruck umgewandelt,
dem das Rohr standhalten kann.
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4 zeigt
schematisch eine Ventilvorrichtung 4, die ein Vorgehen
gemäß einer
bevorzugten Variante des vorherigen Verfahrens ermöglicht,
wobei keine Hilfsmittel zum Aufblasen des Rohres 3, wie beispielsweise
der vorgenannte Kompressor, erforderlich sind. Ein Ansatzstück 40 aus
synthetischem Material oder Metall wird dicht, beispielsweise durch Kleben,
Crimpen, Schweißen
oder anhand eines anderen Mittels 41, am Ende 31 des
Rohres 3 befestigt. Eine von einem Ventil 43,
das hier in Form einer von einer Feder geschobenen Kugel dargestellt
ist, gesteuerte Öffnung 42 kann
im Innenraum des Ansatzstücks 40,
jeweils das Ende 31 des Rohres 3 mit der Umgebungsatmosphäre in Verbindung
setzen, wenn der Druck Pext der Umgebungsatmosphäre größer ist als
der Druck Pint am Ende 31, d. h.
dass das Ventil 43 ausgelegt ist, um die Öffnung 42 zu öffnen, wenn der
Außendruck
Pext größer ist
als Pint, und um die besagte Öffnung
zu schließen,
wenn Pext kleiner ist als Pint.
Gleichzeitig ist das andere Ende 32 des Rohres wie zuvor
verschlossen.
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Bevor das Rohr 3 in der
Rohrleitung 2 verlegt wird, entspricht demnach der Druck
innerhalb des Rohres 3 im Allgemeinen dem atmosphärischen Druck
P0. Wenn man das mit. der Ventilvorrichtung 4 ausgestattete
Ende 31 des Rohres 3 in die Blas-/Schubvorrichtung 1 einführt, in
der der Druck bis zum dem Wert Pi aufgebaut
wird, wobei das Ende 32 auf der Spule 30 verschlossen
ist, wird das Ventil 43 automatisch betätigt, so dass sich das Rohr 3 mit Luft
füllt,
bis sein Innendruck den Wert Pi erreicht. Wenn
sich das Rohr 3 nicht in der Vorrichtung 1 oder am
Anfang der Rohrleitung 2 befindet, ist der sich innerhalb
des Rohres 3 aufbauende Druck jedoch etwas kleiner als
Pi, da das Ende 31. in der Rohrleitung 2 vorgedrungen
ist und sich das Druckgleichgewicht bei einem Wert I größer als
0 einstellt, jeweils bei einem Wert p etwas kleiner als Pi, wie beispielsweise Ps in 3. Da während der Fortsetzung des Weges des
Endes 31 in der Rohrleitung 2 der Wert des Drucks
Pint innerhalb des Rohres 3 stets
größer ist
als Pext, bleibt die Öffnung 42 geschlossen.
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Während
der gesamten Verlegung des Rohres 3 in der Rohrleitung 2 bleibt
der Druck Pint innerhalb des Rohres 3 demnach
konstant bei Pi oder ist etwas kleiner,
wie ebenfalls anhand der Kurve C in 3 dargestellt.
Demzufolge befindet man sich nicht mehr in der Position, in der
der Druck Pext größer ist als Pint was
das Rohr 3 beschädigen
könnte.
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Gemäß den beiden beschriebenen
Varianten des Verfahrens, wenn das Rohr 3 vollständig in
der Rohrleitung 2 verlegt ist, braucht man das Rohr 3 nur noch
zu entlüften,
indem man die in ihm enthaltene Luft per Hochdruck leert, entweder
durch mechanische Betätigung
des Ventils 43 oder durch Öffnen eines nicht dargestellten
Ventils oder durch Abnahme des Ansatzstücks 40 bzw, des Verschlusses
am anderen Ende. Wenn der Verschluss und das Ansatzstück entfernt
sind, hat man ein leeres Rohr 3, beispielsweise zum Verlegen
eines neuen Kabels in der Rohrleitung 2, zum Beispiel eines
Lichtleiterkabels.
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Die hier eingesetzten Mittel, um
die Unversehrtheit des Rohres 3 während seiner Verlegung zu gewährleisten,
sind äußerst einfach
und kostengünstig,
sie erfordern insbesondere keine Anpassung der Blas /Schubvorrichtung 1 und
kein zusätzliches
Verlegungsmaterial, mit Ausnahme einer Ventilvorrichtung 4.
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Diese Ventilvorrichtung 4 kann
einfach aufgebaut sein; wie bereits erwähnt, kann sich das Ansatzstück 40 auf
vielfache Weise dicht an das Ende 31 des Rohres 3 anpassen.
Bei einer permanenten Befestigungsart, Schweißen oder Kleben, oder wenn sie
zu einer Verformung des Ansatzstücks
führt,
beispielsweise beim Crimpen, wird die Vorrichtung 4 nur einmal
benutzt. Wenn das Befestigungsmittel der Vorrichtung 4 am
Ende 31 jedoch demontierbar ist, kann die Vorrichtung für zahlreiche
Verlegungen benutzt werden. 4 zeigt
einen besonderen Typ eines Ventils 43, das endgültig am
Ansatzstück 40 montiert
ist. Vorteilhaft benutzt man ein Ventil eines bekannten Typs, beispielsweise
eines Schlauchs oder eines Fahrzeugsreifens, das permanent oder demontierbar
am Ansatzstück 40 befestigt
wird.
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Ein derartiges Verfahren gemäß der einen oder
anderen beschriebenen Variante gewährleistet einen konstanten
Druck Ps über die gesamte Länge des
Rohrs 3 und während
der gesamten Verlegung. Man ist also unabhängig von der Verlegungsgeschwindigkeit
sowie von eventuellen Unterbrechungen bei der Verlegung.