JP2020516560A - ライニングドラム - Google Patents

Abstract

開口端部、圧縮された空気のための入口、及びライナーのための出口を有する管状体を有するライニングドラムが開示される。ライニングドラムは、管状体の開口端部を閉鎖するために管状体に取り外し可能なように取り付けられる末端部と、管状体内にある回転可能なシャフトと、シャフトを回転させるためのクランクと、を含む。末端部はばね付勢フランジ取り付けを有し、ばねの付勢がフランジ取り付けを管状体とフランジ取り付けの閉鎖位置とに向かって押し、ライニングドラム内の気圧はフランジ取り付けを管状体から離してフランジ取り付けの開放位置に向かって押す。【選択図】図１

Description

本発明は、管更生のための、特に既設のパイプにライナーを取り付けるためのライニングドラムに関する。

建物や地下に設置されたパイプラインは、構造物を切り開いたり、地下を掘削したりすることなく更生することができる。トレンチレス更生は、建物及び地下のパイプライン内のパイプの更生を迅速で耐久性のあるものにすることができる。樹脂が含浸されたライナーは、反転ドラムを用いて、空気圧を使用してライナーをパイプ内で反転させることによって、パイプ内に取り付けられる。一般的に、プラスチックがコーティングされたポリエステルのフェルトの管、つまりライナーは、まず合成樹脂を含浸される。含浸されたライナーは、一端が閉じられ、ライニングドラムの中でシャフトの周りに巻き上げられる。ライナーの開口端部は、ライニングドラムの出口周辺に固定される。加圧された空気がライニングドラムに供給されるとき、ライナーは、気圧の影響によって、ライニングドラムの中に飛び出しはじめ、飛び出しているライナーは、シャフトを回転させることによってシャフトからライナーを解くことで、更生されるパイプに向けられ、ライナーがライニングドラムの出口を通って延びはじめる。

ライナーが取り付けられると、ライナー内の樹脂が安定し、ライナーが古いパイプの内面に対して強固なパイプを形成するまで、気圧は、上昇した値で維持される。従来技術のライニングドラムは、いくつかの金属部品から共に溶接されている。一般的にライナーは、ライナーが開放空間にあるときに、破裂することなく８０ｋＰａ〜２００ｋＰａのライナー内の圧力に耐え得る。狭い空間では、ライナーは、拡張又は破裂するための空間を有さない。それゆえに、圧力は上記の圧力間隔よりずっと高くなることがある。これらの場合、ライニングドラムは、ライニングドラムに応じて、ライニングドラム内の気圧が１００〜３００ｋＰａに達するときに開く、安全弁を装備される。ライニングドラムに供給する空気圧縮機からの一般的な出力は、８００〜１０００ｋＰａの範囲内である。通常は、ライナー自身にある安全弁に加えて、圧力調整器が、第三の安全機構として空気圧縮機とライニングドラムとの間に使用される。

上記の従来技術の構成に関する一つの問題点は、３つの独立した安全機構でさえも、ライニングドラム内で上昇する過剰な圧力によるライニングドラムの爆発を防ぐことができないことである。ライニングドラム内で絡まったライナーは、出口及び安全弁の両方を封鎖し得る。ライニングドラムの爆発は、致命的な事故になる可能性があり、何としてでも妨げられなければならない。

本発明の一つの目的は、ライニングドラムの構造が、ライニングドラム内で過剰にもしくは危険なほどに高く圧力を上昇させないので、従来技術のライニングドラムよりも安全に使用できる、低圧ライニングドラムを提供することである。

本発明の構成の一つの利点は、装置の中からライナーによって封鎖できない、圧力除去構成によって、装置が安全に使用できることである。

以下に、次の添付の図面を参照しながら、本発明が、好ましい実施形態によってさらに詳細に説明される。

本発明の一実施形態に従う、ライニングドラムの等角斜視図である。 閉鎖位置にある本発明に従うライニングドラムの、断面立面図である。 図２Ａの断面図の詳細図である。 開放位置にある図２Ａに示される本発明のライニングドラムの断面立面図である。 図３Ａの断面図の詳細図である。 本発明に従うライニングドラムの側面立面図である。 本発明に従うライニングドラムの上面図である。

図１〜図５は、本発明の一実施形態に係るライニングドラム１０を図示する。本実施形態のライニングドラムは、好ましくは、両端が開口の管状体２０を含む。管状体は一端が閉鎖され、反対側の端部が開口の場合もある。管状体は、その周面に圧縮された空気を受け入れるための入口２２と、管状体２０の内部に配置されるライナー６０がライニングドラム１０から出るための出口２３と、を含む。好ましくは、管状体２０は、ライニングドラムを使用する間にライニングドラム内を見られるようにする点検窓２１も含み、観察者は、ライナーが出口２３を通って押し出され又は移動するときにどのようにライナーが管状体内で回転しているかを見ることができる。また、ライニングドラム１０を運搬するためのハンドル２４が、管状体２０の外側に取り付けられ得る。

ライニングドラム１０は少なくとも１つの末端部を有するが、図示される実施形態には２つの末端部３１、３２がある。好ましくは、２つの末端部３１、３２は、管状体２０に取り外し可能なように取り付けられ、それによって管状体の開口端部を閉鎖する。一実施形態では、１つの末端部は管状体に据付け又は固定されており、一方で反対側の末端部は管状体に取り外し可能なように取り付けられる。管状体２０及び末端部３１、３２は、圧縮された空気を受け入れるための空気供給ホース（図示なし）に接続される入口２２と、ライニングドラム１０を使用中に更生されるパイプにライナーが入るときにライナーが通過して延びる出口２３と、を含む、閉鎖された容器を規定する。従って、空気供給ホースは、入口２２を通ってライニングドラムに空気を供給することによって、ライニングドラム内の気圧を上昇させるのに使用され得る。

ライニングドラム１０は、管状体２０の中、好ましくは管状体の中央で管状体の開口端部の中心間に延びるように配置される、回転可能なシャフト構成５１、５２も有する。ライナー６０は、パイプの更生作業の前に、シャフト５１に巻き取られる。シャフト構成が末端部３１、３２から内部に延びるように、シャフト構成はライニングドラム１０の末端部３１、３２に取り付けられるのが好ましい。シャフト構成の部品が末端部３１に対して容易に回転することができるように、シャフト構成は、軸受５４を用いて末端部３１に回転可能なように取り付けられるのが好ましい。より具体的には、シャフト構成は、例えば末端部３２の中心から反対側の末端部３１の中心に向かって内部に延びる、中空の回転可能なシャフト５１を含むのが好ましい。ガイド５２が中空の回転可能なシャフト５１の中に少なくとも部分的に挿入されるように、細長いガイド５２は、反対側の末端部３１の中心に軸受５４の位置で固定して取り付けられ、末端部３２の中心に向かって内部に延びる。しかし、回転可能なシャフト５１は必ずしも中空である必要はなく、ガイド５２は反対側の末端部３１に取り付けられる場合があり、回転可能なシャフト５１の端部を受け入れ格納するためにそこに規定される空洞を有する。シャフト構成は、回転可能なシャフト５１が、ライナー６０をロールオン及びロールオフするように回転できること、及び、下記の詳細に説明されるように、シャフト５１及びガイド５２が他方に対して軸方向に摺動するので、シャフト構成の機能を維持しながら、末端部３１、３２が互いからさらに離れるように動かされることを確実にする。

クランク３３は、管状体２０の外側かつ末端部３２の外側に配置されるのが好ましい。管状体２０内のシャフト構成の回転可能なシャフト５１を回転させるために、クランク３３はシャフト構成の回転可能なシャフト５１の端部５６に固定又は連結される。つまり、クランク３３を回転させることによって、末端部３２又は末端部３１を回転させることなくシャフト５１も回転する。シャフト５１の遠方端部５８は、シャフト５１が回転させられるときに末端部３１が動かないように、軸受５４を用いて回転可能に係合される。また、ガイド５２は、好ましくは末端部３１の内側に固定して取り付けられて中空シャフト５１内に挿入される大きさであるので、シャフト５１は、シャフト５１の遠方端部５８に挿入されるガイド５２に対して回転する。

更生されるパイプに取り付けられるライナー６０はまず、クランク３３を回転させることによって回転可能なシャフト５１に巻き上げられることがあり、同様に、ライナー６０はクランクを反対方向に回転させることによって回転可能なシャフト５１から解かれ得る。上述のとおり、取り付けられるライナー６０は、ライニングドラム１０内に存在し、出口２３を通って管状体２０から出る。まず、ライナー６０が、出口２３から放出することなくライナー内の圧力増加に耐えられるように、ライナー６０の開口端部が、出口２３の外面を覆うように裏返しで引き出され、つまり反転させられ、出口２３の外面にきつく締め付けられる。

ライニングドラム１０内の過度なもしくは危険な気圧増加を防ぐために、ライニングドラムに関する新規の圧力除去システム又は膨脹機構が開発された。驚くべきことに、そして予期せず、末端部の少なくとも１つが、取り外し可能なように若しくは摺動可能なようにライニングドラムに取り付けられ、後述でさらに詳細に説明されるようにばねなどの適切な付勢機構によって、ライニングドラム１０にしっかり保持されることができることが発見された。本発明のライニングドラム１０は、ばね付勢膨脹機構を装備された、末端部３２などの少なくとも１つの末端部を有し、ばね付勢膨脹機構は、ライニングドラム１０内で圧力が上昇するにつれて末端部３２がわずかに開き、それによって管状体２０と末端部３２との間に小さな間隙６２（図３Ａ〜図３Ｂで最も良く見られる）を規定することができるようにする。本発明は、末端部３２にのみ膨脹機構を有するものと限定されず、末端部３１も膨脹機構を装備される場合があることを理解されるべきである。ライニングドラム１０内の気圧が規定限度を超えるとき、気圧によって生じる力は、ばね４１などの付勢装置によって生み出される反力もしくは付勢力を超え、空気がライニングドラム１０から間隙６２を通って漏れて、ライニングドラム１０内の気圧を低減できるようにする。従って、間隙６２はガイド５２に対するシャフト５１の軸方向の運動によって形成され、末端部３２は、ライニングドラム１０から離れて、その間の間隙６２を形成する。軸方向の運動はまた、末端突出部３５の内部でも起きる。図２Ａ〜図２Ｂ及び図３Ａ〜図３Ｂは、ハンドル２４にある突出部２５、３５の詳細を示すが、管状体２０の外周周辺に位置する他の突出部（図１で最もよく示される）も同一である。ライニングドラム１０内の気圧が限度を超えると、ボルト４０などの細長体に対して末端突出部３５が同様に軸方向に動き、細長体は、末端突出部３５（したがって末端部３２）を管状体２０に保持するように、突出部２５内に規定される開口部６４に固定又はねじ止めされる。重要な特徴は、ライニングドラム１０内の圧力が所定の限度を超えるときに、末端突出部３５は、ばね４１の付勢力に対抗してボルト４０に対して摺動し得ることである。図２Ｂは、末端突出部３５の接触面６８が突出部２５の密閉面６６に密閉して係合して、その間に気密密閉が形成されることを示す。図３Ｂは、接触面６８が密閉面６６から離れていて、その間に間隙６２を形成し、ばね４１がライニングドラム１０内の過度な気圧によって圧縮されることを示す。

十分な気体がライニングドラム１０から漏れ、ライニングドラム１０内の圧力が、限度より低く減少し、気圧がばね４１の付勢力を超えないようになるとき、膨脹機構のばね荷重が面６６を面６８に対して再度密閉し、空気の漏れが停止する。つまり、ライニングドラム１０内の気圧は、高すぎるときにばねの付勢に打ち勝ち、膨脹機構を閉鎖位置（図２Ａ〜図２Ｂ）から開放位置（図３Ａ〜図３Ｂ）に動かす。ばね４１の付勢力が、更生されるパイプにライナーを取り付けるのに必要な気圧に耐えるために十分強いことが重要である。危険なほど高い気圧がライニングドラム１０内で発生するのを防ぐために、ばね４１は所定の限度を超える圧力に降伏するべきである。気圧がライニングドラム１０内で所定の限度より低く減少すると、ばね４１の付勢力は気圧に打ち勝ち、膨脹機構を開放位置から閉鎖位置に戻す。好ましくは、粘着性のない密閉体７０が管状体２０と末端部３１、３２の各々との間に配置される。密閉体７０は例えば、面６６の溝７２に嵌まるシリコンで作られたリングの場合がある。

好ましい実施形態では、少なくとも１つの、より好ましくは両方の末端部３１、３２が、図１〜図５に図示されるように、ばね付勢膨脹機構を用いて管状体２０に取り外し可能なように取り付けられる。末端部３１、３２は、外側に凸形状及び／又は末端部の内側に凹形状を有し、末端部の外縁付近にボルト穴を含む、例えば盲フランンジの場合がある。一実施形態では、末端部は、中にボルトを受けるための穴を含む、突出部３５を有する。管状体２０は、ねじ状の空洞を備えた突出部２５も有し、ボルト４０が末端部のボルト穴を通って、管状体のねじ状の空洞に螺合され得る。ボルトが末端部を管状体２０に対して締め付けないように、ボルト４０は十分な長さであるべきである。ボルト頭部と各末端部３１、３２との間の間隙は１から３０ｍｍであるのが好ましい。好ましくは、間隙は、各末端部の突出部３５に取り囲まれ、それによって突出部３５内にばね４１のための空洞７４を規定する。ボルト４０の軸７６は、ばね４１を通り、好ましくはばね４１とボルト頭７８との間にワッシャ４２が使用される。ボルト頭部７８は、ワッシャ４２に接しており、ワッシャ４２を通り抜けられないことに留意されたい。しかし、末端突出部３５は、ぴったりとしているが摺動可能なようにボルト頭部７８を受ける大きさの開口部８０を有し、ライニングドラム１０が開放位置と閉鎖位置との間及びその逆に動くのに従って、ボルト頭部７８が開口部８０内で摺動するようにする。ばね４１の材料、長さ、及び他の特性は、ばね付勢に打ち勝ち、ライニングドラムの内部から空気を放出するために膨脹機構を開く気圧に関する限度を決定するために調整され得る。好ましくは、コイルばねが使用される。膨脹機構が開くとき、空気は大きな領域を通って漏れ、ライニングドラム内のライナーがこの空気の漏れを完全に阻むのは事実上不可能である。一実施形態では、末端部内にばね付勢膨脹機構を有するより小さな盲フランジが同様に使用され得るが、過度な圧力がある場合に、ライナーが空気の漏れを阻むことがないのを確実にするために、より小さな膨脹機構であっても、出口２３より大きくなくてはならない。図１に示される実施形態では、突出部２５及び末端突出部３５は、管状体２０の外側に位置するように示されている。突出部２５、３５を管状体２０の内側に位置させることも可能である。突出部２５、３５を、管状体２０の壁内に位置させ、突出部の一部が内側で半径方向に内部に延び、外側で半径方向に外部に延びるようにすることも可能である。上述の原理は、図１〜図５に示される突出部２５、３５の全てに適用される。

本発明は、危険なほどに高い圧力がライニングドラム内で上昇するのを避けるために絶対に超えるべきでない、ライニングドラム内の気圧に関する限度を予め決定する段階を可能にする。これは、管状体２０及び末端部３１、３２に異なる材料を使用できるようにする。アルミニウムに加えて、ポリマー及び例えばゴムも安全に使用できる。例えば、管状体２０及び末端部３１、３２は、ユーザがライニングドラム１０内をよく見られるように、透明なポリカーボネートで作られることがある。ねじ及び他の重要な部品は、軟質材料を使用するときに金属インサートで補強され得る。

好ましい構成及び実施形態に従って、本発明が説明されたが、後続の請求項の精神及び範囲から逸脱することなく、いくらかの置換及び変更がなされ得ることを理解されるべきである。

Claims (7)

1. 管状体と、末端部と、回転可能なシャフト構成と、クランクと、ばね付勢末端突出部を有する末端部と、を含むライニングドラムであって、
   前記管状体は少なくとも１つの開口端部を有し、前記管状体は、その内部に規定される入り口及び出口を有し、
   前記末端部は、前記管状体の前記開口端部に取り外し可能なように取り付けられ、前記末端部は、前記管状体の前記開口端部を閉鎖する閉鎖位置と前記管状体の前記開口端部を開放する開放位置との間で移動可能であり、
   前記回転可能なシャフト構成は、前記管状体の内部に配置され、前記末端部から延び、前記シャフト構成はシャフト及びガイドを有し、
   前記クランクは、前記管状体の外側に配置され、前記シャフト構成のシャフトを回転させるために前記シャフト構成に固定され、
   前記ばね付勢末端突出部を有する末端部は、前記管状体の突出部と操作可能に係合しており、前記末端部は、ばね付勢末端突出部の付勢力に対抗してシャフトをガイド対して軸方向に摺動させることによって、閉鎖位置と開放位置との間で移動可能で、前記末端部及び前記管状体は、末端部が開放位置にあるときにその内部に規定される間隙を有する、ライニングドラム。
2. 前記管状体は、その内部に規定される２つの開口端部を有し、前記ライニングドラムは、前記管状体に取り外し可能なように取り付けられる２つの末端部を有する、請求項１に記載のライニングドラム。
3. 前記末端部は、前記ばね付勢末端突出部を用いて前記管状体に取り外し可能なように取り付けられる、請求項１に記載のライニングドラム。
4. 前記末端部の両方が、前記ばね付勢末端突出部を用いて前記管状体に取り外し可能なように取り付けられる、請求項２に記載のライニングドラム。
5. 前記ばね付勢末端突出部が、ボルトを用いて前記突出部に取り外し可能なように取り付けられ、前記ボルトは前記末端突出部に対して軸方向に移動可能で、前記ボルトは、前記末端部を前記管状体に向けて付勢するばねを有する、請求項１に記載のライニングドラム。
6. 前記管状体と前記末端部との間に粘着性のない密閉体が配置される、請求項１に記載のライニングドラム。
7. 前記シャフト構成は、前記末端部の中心から反対側の末端部の中心に向かって延びる、中空の回転可能なシャフトを有し、前記ガイドは、前記反対側の末端部の中心に固定して据付けられ、前記末端部の中心に向かって延び、前記ガイドは、前記中空の回転可能なシャフトの中に少なくとも部分的に挿入される、請求項２に記載のライニングドラム。

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