JP7225436B2 - パイプライン溶接継手のロボット内部絶縁のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、パイプラインの構築に関し、内部保護コーティングを有するパイプライン溶接継手の内部絶縁のために使用され得る。

溶接されたパイプライン接続部の内部一体絶縁のためにＣｈｕｉｋｏの方法（ＲＵ２６６７８５６、２０１８年９月２４日公開）を実施するための装置があり、この方法は、接合されたパイプの内側の鋼製保護ブッシュを同軸に設置することを含み、パイプ継手が溶接された後、保護ブッシュと接合されたパイプとの間の端部の環状の隙間が封止されて、環状空洞がブッシュの外面、溶接継手の内面及び接合されたパイプの隣接面の間に作られ、その後、空気が環状空洞からポンプで排出され、コンパウンドで満たされる。端部の環状空間を封止するための装置は、円筒状の弾性アクチュエータ及びアクチュエータの表面に同軸に設置される弾性接着防止材のシェルを備える、パワー・ユニットを装備する。アクチュエータは、内部が加圧され、半径方向に広げられ、シェルは、保護ブッシュ及び保護ブッシュの両側の接合されたパイプの表面に対して押し付けられる。コンパウンド重合プロセスが完了すると、アクチュエータの内部の圧力は減少し、シェルは保護ブッシュ及び接続されたパイプの内面から離れ、その後、封止装置はパイプラインから取り除かれる。端部の環状空間を封止するための装置は、環状空間をコンパウンドで満たすための専用の装置を装備しない。

シェルと共に閉鎖気密回路を形成する、剛性の円筒状プラグをその端部に挿入された円筒状の弾性シェルからなる、地下パイプラインの修理のための装置（米国特許第４８６１２４８（Ａ）号、１９８９年８月２９日）は、提案される技術的解決手段に最も類似する。装置の空洞内部のプラグは、互いに対してその動きを制限するロープによって、互いに接続される。装置の内部空洞に圧縮空気を供給するためのホース接続口を有するプラグのうちの１つには、貫通孔がある。弾性シェルの中央部分には、スリーブ又はブッシュがその表面に固く取り付けられ、これらの部品を互いから分離させることはできない。このようにして、シェルの中間区画はより頑強になる。

さらに、装置の第１のオプションでは、２本の並列チューブが、端部プラグを通して装置の内部空洞に挿入される。二成分コンパウンドの２つ成分は、別々のチャネルによってこれらのチューブを通して投入され得る。装置の内部空洞の中央部分において、これらの２本のチューブは相互接続される。これら２本のチューブをノズルに接続する第３の短い湾曲チューブが、２本のチューブの接続箇所へ接続される。短い湾曲チューブは、静的ミキサとしての役割を果たす。次に、弾性シェルの中間に取り付けられたノズルにより、その中央開口部を通して、接続されたチューブのチャネルは、装置外部の円筒状表面まで伸びる。

第１のオプションの装置は以下の通り操作される。装置はパイプの空洞に挿入される。装置の中央は、隔離される領域の中央に配置される。圧縮された空気が、装置の内部空洞にポンプで送られる。弾性シェルの周辺部分は膨張しパイプラインの内面を押す。環状空間が、弾性シェルの中央部分の外面とパイプラインの絶縁部分の内面との間に作られる。二成分コンパウンドの２つの成分が、２本のチューブを通して装置の内部空洞に投入される。コンパウンド成分は、装置中央のごく近傍で短い湾曲チューブに入り、そこでそれらは１つの流れへと合流する。著者は、静的ミキサとして機能する湾曲を有する、この短いチューブを特許請求する。放出された混合物は、環状空間の空洞を満たし硬化する。コンパウンドが重合された後、圧縮空気の圧力は装置の空洞に解放され、弾性シェルは収縮しパイプラインの壁及び重合されたコンパウンドの表面と離れる。装置がパイプの空洞から取り外される。

装置の第１のオプションには、以下の短所がある。
１）装置によって作られる環状空間の空洞は、たった１つチャネルを有し、それを通してコンパウンドが環状空間の空洞にポンプで送られる。コンパウンドが環状の隙間空洞を満たすにつれて、残留空気が圧縮され、結果として、空洞の内部圧力が増加する。環状空間の空洞の内部の空気圧が、注入されるコンパウンドの圧力レベルに達すると、環状空間への充填は止まる。環状空間の空洞は、部分的にのみ満たされる。さらに、万有引力の法則により、コンパウンドは空洞の下側部分のみを満たす。環状空間の空洞の上側部分は空のままである。当該装置は、パイプラインの不完全な区画を隔離するためには適していない。
２）コンパウンド成分の混合の品質を管理するための効果的なオプションが、装置内に全く存在しない。コンパウンド成分が装置の短い湾曲チューブを通過する場合のコンパウンド成分を混合する品質は、コンパウンドが実質的に任意のレベルの静的ミキサのほんの１区画を通過する場合のコンパウンドを混合する品質より、何倍も悪い。この理由により、環状空間の空洞は、環状空間の隔離に明らかに適さないコンパウンド成分の層化した混合物で満たされる。
３）この発明は、それ自体の内蔵分配機器を有さない。それゆえ、環状空間の空洞をコンパウンドで満たすためにサードパーティの分注ユニット（ｄｏｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）を使用する必要があり、通常は分注ユニットをパイプラインの内部空洞に非常に近接して配置することはできない。分注ユニットから装置へコンパウンド成分を投入するためには、かなり長いホースを使用しなければならない。ほぼ全ての二成分コンパウンド分注ユニットを作動させる場合に、２つのコンパウンド・バルブが同調して開く。ほとんどの二成分コンパウンドは、１：１の比ではなく体積比率の混合比を使用する。それゆえ、動作中の分注ユニットで、投入ホース及びチューブの空洞は、同調せずに満たされる。より高い比率の混合体積比のコンパウンド成分が、投入ホースの空洞を満たし、短い湾曲チューブに及び環状空間の空洞に流れ始める。環状空洞が、第２のチャネルがないことにより、加圧され、第１の成分が、同時にコンパウンドの第２の成分を供給するホースの空洞を満たし始める。第２のホースの空洞が完全に満たされると、コンパウンド成分は、より低い混合比の成分を投入するホースの内部で混ざり始める。これにより、装置を動作不能にする、第２のホースでのコンパウンドの重合が起こる。環状空間の空洞は、コンパウンドの１つの成分で完全に満たされるか、又は不適格な混合比のコンパウンドで満たされる。例えば、二成分コンパウンドＢ９Ｍ１０＋ＣＧ９９００８７５ＭＦが、パイプライン溶接継手の内部絶縁のために使用され、材料が９ｍｍホースを通して４０ｍの距離にわたって、分注ユニットから溶接継手へ供給される場合に、混合物が環状空間の空洞に達するまでに、４リットルを超えるＣＧ９９００８７５ＭＦが供給される。
４）装置は温度を制御することができないので、コンパウンドについて製造者によって指定される温度以外の温度で、装置を使用することができない。
５）環状空間の空洞をコンパウンドで満たす厚さを制御することができない。
６）環状空間を満たすコンパウンドの品質を制御することができない。
７）環状空間の空洞にコンパウンドを投入する回路から、低品質のコンパウンドを排除することができない。
８）環状空間をコンパウンドで満たすプロセスがいったん終了すると、装置の投入ホース及びチューブを洗浄することができない。

装置の第２のオプションでは、２本の並列チューブが、端部プラグを通して装置の内部空洞に挿入される。二成分コンパウンドの２つ成分は、別々のチャネルによってこれらの２本のチューブを通して投入され得る。装置の内部空洞の中央部分において、これらの２本のチューブは、ピストンを有する専用の液圧シリンダの空洞に半径方向に伸びる。液圧シリンダのピストンは、空気圧シリンダのロッドへ接続される。液圧シリンダの開口部側は、弾性円筒状ケーシングに設置される。液圧シリンダの空洞は、装置の外面と結合する。液圧シリンダの空洞は、静的ミキサとしての役割を果たす。

第２のオプションの装置は以下の通り操作される。装置はパイプの空洞に挿入される。装置の中央は、隔離される領域の中央に配置される。圧縮された空気が、装置の内部空洞にポンプで送られる。弾性シェルの周辺部分は膨張しパイプラインの内面を押す。環状空間が、弾性シェルの中央部分の外面とパイプラインの絶縁部分の内面との間に作られる。二成分コンパウンドの２つの成分が、２本のチューブを通して装置の内部空洞に投入される。装置の中間部分において、コンパウンド成分は、液圧シリンダの空洞に投入され、そこでそれらは１つの流れへと合流する。著者は、液圧シリンダの空洞で混合される流れを特許請求する。放出された混合物は、環状空間の空洞を満たし硬化する。コンパウンドが重合された後、圧縮空気の圧力は装置の空洞に解放され、弾性シェルは収縮しパイプラインの壁及び重合されたコンパウンドの表面と離れる。装置がパイプの空洞から取り外される。

装置の第２のオプションは、第１のバージョンの全て欠点と、さらに２つの特有な欠点を有する。
１）静的ミキサが全く存在しない。
２）環状空間の空洞に封止材料を供給するためのユニットを、機械的に清掃するための液圧装置は、コンパウンドが液圧シリンダの空洞で必然的に重合するので、各隔離サイクル後に補修される必要がある。

ＲＵ２６６７８５６ 米国特許第４８６１２４８（Ａ）号 米国特許第３５８３６７８号

本発明は、最小限の費用でパイプラインの内部空洞における溶接継手の高品質な一体絶縁の全サイクルを提供する、パイプライン溶接継手のロボット内部絶縁のための装置の作製を通して、技術的課題を解決する。

円筒状ケーシング、及びそれ自体の空洞に過剰な圧力が発生すると半径方向に広がるように設計される、同軸に取り付けられる円筒状アクチュエータを含む封止ユニット、コンパウンド投入ユニット（ｆｅｅｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）、コンパウンド分注ユニット、並びにケーシングに配置される空気圧自動ユニット（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）を備える、パイプライン溶接継手の内部隔離のための装置であって、各コンパウンド成分のための分注ユニットの動作空洞が、コンパウンド投入ユニットへ接続され、弾性アクチュエータが、溶接継手の領域の環状空間にコンパウンドを投入するためのチャネルを有し、環状空間が、コンパウンド投入ユニットと、及び環状空間からガスを排出するためのチャネルと接続され、空気圧自動ユニットが、分注ユニット及びコンパウンド投入ユニットの動作を制御するように、及び封止ユニットのアクチュエータの空洞で過剰空気圧を発生させるように設計される、装置によって、技術的課題が解決される。

さらに、好ましくは、アクチュエータは、弾性スリーブ、及びスリーブに配置される、接着防止材料から作成される弾性シェルを備え、溶接継手の領域の環状空間にコンパウンドを投入するためのチャネル、及び前述の環状空間からガスを排出するためのチャネルが弾性シェルに作られる。

好ましい設計では、弾性スリーブが、内側の端部区画に、封止ユニットのケーシングの外側の環状溝に配置される、環状突起を有し、外側の弾性スリーブの各端部区画に、弾性シェルの端部と接触する保持ブッシュがある。

封止ユニットのケーシングの外面に配置される、フィルム・ヒータを有することが推奨される。

さらに、分注ユニットは、それ自体に設置されるピストン・アセンブリを有する円筒状ケーシングを備え、ピストン・アセンブリは、ケーシングに密閉して取り付けられる２つのピストンを含み、ピストンは、ケーシングの内面に取り付けられる環状空洞分離器内に密閉して設置されるロッドによって接続され、ロッドは、空気圧自動ユニットへ接続される軸方向チャネル、及び軸方向チャネルへ接続される半径方向チャネルを有し、それらの出力口がコンパウンド投入ユニット側に配置される第１のピストンの近くに配置される。

封止ユニットのケーシングは、好ましい設計において、分注ユニットのケーシングを形成する。

さらに、コンパウンド投入ユニットは、静的ミキサ、コンパウンド投入ユニットのケーシングに組み込まれるバルブを有するバルブ・アセンブリ、及び静的ミキサへコンパウンド成分を供給するためのチャネルへ接続される洗浄液タンクを含む、ケーシングを備える。

好ましい設計は、異なる直径の２つの円筒形状部分から作成されるコンパウンド投入ユニットのケーシングを有し、静的ミキサは、前記ケーシング内部に同軸に配置され、バルブ・アセンブリのバルブは、大きい直径のケーシングの部分に配置され、洗浄液タンクは、小さい直径のケーシングの部分の外面、及び前記ケーシングへ固定される円筒状の隔膜によって形成される液圧蓄圧器である。

その上、分注ユニットのピストン動作空洞は、コンパウンド投入ユニットの端面とピストン・アセンブリの第１のピストンとの間に配置され、コンパウンド投入ユニットのケーシングに設計されるチャネルを通して、バルブ・アセンブリの第１のバルブの入口空洞へ接続され、分注ユニットのロッド動作空洞は、ピストン・アセンブリの第２のピストンと環状分離器との間に配置され、封止ユニットのケーシングにおける、及びコンパウンド投入ユニットのケーシングにおけるチャネルを通して、バルブ・アセンブリの第２のバルブの入口空洞へ接続され、バルブ・アセンブリの第１及び第２のバルブの出力口空洞は、コンパウンド投入ユニットのケーシングにおけるチャネルを通して、静的ミキサの入口へ接続され、静的ミキサの出口は、環状空間にコンパウンドを投入するためのチャネルへ接続され、前記チャネルは、封止ユニットの弾性シェルに設計され、洗浄液タンクは、バルブ・アセンブリの第１及び第２のバルブの出力口空洞へ、バルブ・アセンブリの第３のバルブを通して接続される。

さらに、空気圧自動ユニットは、空気圧バルブ・アイランドを有するケーシングを備え、空気圧バルブ・アイランドの少なくとも１つの機能しているチャネルは、第２のピストンと空気圧自動ユニットの端面との間に配置される、分注ユニットのピストン動作空洞へ接続され、空気圧バルブ・アイランドの他の機能中のチャネルは、それぞれ、封止ユニットのアクチュエータの空洞へ、洗浄液タンクの空洞へ、及びバルブ・アセンブリのバルブ駆動装置へ、封止ユニットのケーシングにおけるチャネルを通して接続され、空気圧バルブ・アイランドと接続されるピストン・アセンブリのピストン・センサは、ピストン・アセンブリに面する空気圧ユニットのケーシングの端面に配置される。

さらに、コンパウンド投入ユニットの静的ミキサの出口は、それ自体に設置される第１のピンチ・バルブを有する弾性チューブによって、封止ユニットのアクチュエータのコンパウンド投入チャネルへ接続され、また静的ミキサの前記出口は、設置される第２のピンチ・バルブを有する、乏しい品質のコンパウンドを排除するための弾性チューブへ接続され、封止ユニットのアクチュエータの環状空間から空気を排出するためのチャネルは、設置される第３のピンチ・バルブを有する弾性ポンピング・チューブへ接続され、ピンチ・バルブは、コンパウンド投入ユニットのケーシングに配置され、空気圧バルブ・アイランドの他の機能中のチャネルは、ピンチ・バルブ駆動装置へ、封止ユニットのケーシングにおけるチャネルを通して接続される。

好ましい設計では、環状空間からガスを排出するためのチャネルは、真空トラップへ接続される。

この場合に、乏しい品質のコンパウンドを排除するための弾性チューブ、及び弾性ポンピング・チューブが、真空トラップへ接続されることが推奨される。

好ましい設計では、真空トラップは、小さい及び大きいチャンバへの開口部を有する隔壁によって分割される、円筒状ケーシングを含み、大きいチャンバにタンクがあり、タンクは、ロード・セルでケーシングに吊持され、隔壁に面する側に開口部を有し、反対側で、タンクは、柔軟性の放出及び排出チューブへ接続され、一方で、隔壁における開口部と出口ノズルとの間の小さいチャンバにエア・フィルタがある。

本発明は、以下の問題を解決する。
１）パイプラインの空洞内部のパイプライン溶接継手へ保護ブッシュを送り、取り付けるための作業を、自動化する。
２）保護ブッシュとパイプラインの内壁との間で環状空間の空洞の端部環状空間を封止するための作業を、自動化する。
３）パイプライン溶接継手の環状空間の空洞から空気を排出するための作業を、自動化する。
４）保護ブッシュとパイプラインの内壁との間の環状空間の空洞の耐密性を監視するための作業を、自動化する。
５）パイプラインの空洞内部の絶縁される溶接継手へのコンパウンド成分の送達を、自動化する。
６）提案される装置は、＋４０～－５０℃の範囲に及ぶ周囲温度での、コンパウンドの規定温度を確実に維持する、内蔵温度制御システムを有する。
７）提案される装置は、保護ブッシュとパイプラインの内壁との間の環状空間の空洞に二成分コンパウンドを分注及び注入するための、高精度自動化システムを組み入れる。
８）高効率な静的二成分コンパウンドミキサが、提案される装置に内蔵され、それにより、広範囲で混合品質を管理することを可能にする。
９）提案される装置は、洗浄液を送る、貯蔵する、及び放出する、並びに予め設定されたレベルで内部圧力を自動的に維持するための、内蔵タンク（液圧蓄圧器）を有する。
１０）提案される装置は、保護ブッシュとパイプラインの内壁との間の環状空間の空洞における静的ミキサ及びコンパウンド供給チャネルの自動的な洗浄を提供する、システムを装備する。
１１）分散型マイクロプロセッサ制御ユニットが、提案される装置に内蔵される。
１２）提案される装置は、保護ブッシュとパイプラインの内壁との間の環状空間の空洞をコンパウンドで満たすのを自動的に制御するための、システムを組み入れる。
１３）提案される装置は、乏しい品質のコンパウンドが保護ブッシュとパイプラインの内壁との間の環状空間の空洞に注入される前に、それを排除するための自動化システムを組み入れる。
１４）提案される装置は、環状空間の空洞でガスを含むコンパウンドを検出する及びそれをそこから排除するための、自動化システムを装備する。
１５）提案される装置は、コンパウンド成分の貯蔵量を継続的に監視するためのシステムを組み込む。
１６）提案される装置は、静的ミキサの入口でコンパウンド成分及び洗浄液の流れを監視するためのシステムを組み入れる。
１７）提案される装置は、静的ミキサの出口でコンパウンド及び洗浄液の流れを監視するためのシステムを装備する。
１８）提案される装置を使用することで、プロセス所要時間及びパイライン溶接継手の内部絶縁の品質への人為的影響を除外する。
１９）提案される装置を使用することで、プロセス所要時間及びパイライン溶接継手の内部絶縁の品質への気象条件の影響を除外する。
２０）提案される装置によって、地上、地下、及び水中パイプラインの溶接継手を内部で絶縁することが可能である。

提案される装置の全体図である。 真空トラップを有する、提案される装置の全体図である。 提案される装置の主要なユニットの図である。 パイプライン溶接継手の内部絶縁中の、パイプラインの空洞における提案される装置及びその主要なユニットの配置図である。 提案される装置によって形成される、パイプライン溶接継手の領域における環状空間の軸方向断面図である。 提案される装置の組立／分解図である。 封止ユニットの軸方向断面図である。 封止ユニットの全体図である。 封止ユニットのケーシングの設計図である。 ケーシングの外面の半径方向孔の軸を通る平面に沿った、封止ユニットのケーシングの軸方向断面図である。 保護ブッシュのためのベッディングを有する弾性シェルの外観図である。 溶接された環状空間にコンパウンドを投入するためチャネルの軸、及び前述の空間からガスを排出するためのチャネルの軸を通る平面に沿った、封止ユニットの部分断面図である。 ケーシングの外面の半径方向孔の軸を通る平面に沿った、封止ユニットのケーシングの部分断面図である。 水平面における提案される装置組立品の軸方向断面図である。 コンパウンド成分分注ユニットの駆動ピストン空洞の軸測投影図である。 断面が示された、コンパウンド成分分注ユニットのピストン・アセンブリの軸測投影図である。 溶接継手の領域における環状空間の充満中の、ピストン・アセンブリの中間位置でのコンパウンド成分分注ユニットの図である。 溶接継手の領域における環状空間の充満開始前の、ピストン・アセンブリの初期位置でのコンパウンド成分分注ユニットの図である。 溶接継手の領域における環状空間の充満完了後の、コンパウンド成分分注ユニットの図である。 空気圧自動ユニットの組立／分解図である。 リバース・バルブ軸５９を通る平面に沿った、空気圧自動ユニットの軸方向断面図である。 断面が示された、空気圧自動ユニットの軸測投影図である。 図２２のチャネル軸６２を通る平面に沿った、提案される装置の前方側の断面図である。 コンパウンド投入ユニットの軸測投影図である。 コンパウンド投入ユニットの組立／分解図である。 入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの組立／分解図である。 静的ミキサのアクチュエータの図である。 閉鎖位置における、静的ミキサの入口で液体コンパウンドの流れを調整するバルブの図である。 開放位置における、静的ミキサの入口で液体コンパウンドの流れを調整するバルブの図である。 蓋が外された、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの軸測投影図である。 ２つの互いに直交する平面における断面が示された、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの軸測投影図である。 チャネル９３及び９４の縦軸を通る平面での、並びにバルブ７３、７４、及び７５の空気圧駆動装置のピストン（図２８及び図２９）上の空洞へ接続された半径方向チャネルの軸を通る平面での断面が示された、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの軸測投影図である。 チャネル９６及び９７の軸を通る平面での、並びにバルブ７３、７４、及び７５の空気圧駆動装置のピストン（図２８及び図２９）下の空洞へ接続された半径方向チャネルの軸を通る平面での断面が示された、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの軸測投影図である。 チャネル９９の軸を通る水平面での、並びにバルブ７３、７４、及び７５の圧力空間８７、８８、及び８９（図２８及び図２９）へ接続された半径方向チャネルの円弧形状の軸を通る平面での断面が示された、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの軸測投影図である。 バルブ７３、７４の軸を通る平面による、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの断面図である。 バルブ７３、７４の軸を通る水平面での、並びにチャネル１１２及び１１３（図３５）の軸を通る平面での断面が示された、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの軸測投影図である。 チャネル９５及び１０１の軸を通る平面での、並びにチャネル１０２及び１０７の軸を通る垂直面での断面が示された、入口にバルブ・アセンブリを有する静的ミキサの軸測投影図である。 液圧蓄圧器の設計図である。 液圧蓄圧器の気室を空気圧自動ユニットと接続するチャネル２７及び１２０の軸を通る平面での断面が示された、提案される装置の軸測投影図である。 圧縮空気放出チャネルの軸を通る平面での断面が示された、液圧蓄圧器の軸測投影図である。 液圧空洞における断面及びチャネル１０５の外観が示された、液圧蓄圧器の軸測投影図である。 コンパウンド成分分注ユニットのピストン動作空洞をチャネル１０１及びクイック・リリース・カップリング７１と接続するチャネルの軸を通る平面での複合的断面が示された、提案される装置の軸測投影図である。 液圧蓄圧器の内部輪郭をチャネル１００及びクイック・リリース・カップリング７０へ接続する、チャネルの軸を通る平面での複合的断面が示された、コンパウンド投入ユニットの軸測投影図である。 クイック・リリース・カップリング６９からチャネル１０３までのチャネルを通る平面での複合的断面が示された、コンパウンド投入ユニットの断片部分の軸測投影図である。 静的ミキサ及びバルブ・アセンブリを除き、液圧蓄圧器も除いた、フランジ側からのコンパウンド投入ユニットの軸測投影図である。 静的ミキサ及びバルブ・アセンブリを除き、液圧蓄圧器も除いた、ピンチ・バルブ側からのコンパウンド投入ユニットの軸測投影図である。 ピンチ・バルブ１２９及び１３０の空気圧アクチュエータのピストン上及び下の空洞へ接続されたチャネルの軸を通る平面での、静的ミキサの出口の流れ制御アセンブリのフランジ１２６の断面図である。 バルブ１３２の空気圧アクチュエータのピストン上の空洞をフランジ表面まで伸びる開口部と接続するチャネルの軸を通る平面での複合的断面が示された、静的ミキサ及びバルブ・アセンブリを除き、液圧蓄圧器も除いた、ピンチ・バルブ側からのコンパウンド投入ユニットの軸測投影図である。 バルブ１３２の空気圧アクチュエータのピストン下の空洞をフランジ表面まで伸びる開口部と接続する、チャネルの軸を通る平面での複合的断面が示された、静的ミキサ及びバルブ・アセンブリを除き、液圧蓄圧器も除いた、フランジ１２６側からのコンパウンド投入ユニットの軸測投影図である。 環状空間へコンパウンドを投入するチャネルの軸を通る、コンパウンド投入ユニットの断面図である。 前記環状空間へのコンパウンド投入ノズル１４１の中央開口部をピンチ・バルブ１３２のニップル１３１と接続する、迂回ループ・チャネルの軸を通る平面に沿った複合的断面が示された、静的ミキサ及びバルブ・アセンブリを除き、液圧蓄圧器も除いた、ピンチ・バルブ側からのコンパウンド投入ユニットの軸測投影図である。 コンパウンド投入チャネルの軸と開いたピンチ・バルブ１３０を通る平面に沿った、コンパウンド投入ユニットの部分断面図である。 コンパウンド投入チャネルの軸と閉じたピンチ・バルブ１３０を通る平面に沿った、コンパウンド投入ユニットの部分断面図である。 真空トラップの図である。 提案される装置の概略図である。 提案される装置に補給するための、交換可能なチューブ及びクイック・リリース・カップリングの配置図である。 溶接継手の内部絶縁を実施するために、提案される装置がパイプラインの空洞に挿入されるように準備する状態の、真空トラップを有する提案される装置の図である。 弾性シェルのベッディングに保護ブッシュを係合させる状態の、提案される装置の図である。 溶接継手の隔離を実施するための待機位置の、パイプラインの空洞おける真空トラップを有する提案される装置の図である。 封止ユニットのアクチュエータにおける圧力増加後の、パイプラインの空洞における提案される装置の図である。 パイプライン溶接継手の環状空間から空気を排出する段階の、コンパウンド投入ユニットの図である。 継手の領域における環状空間を満たすプロセスを開始するために準備された状態の、弾性シェルのチャネル２０及び２１の軸を通る平面に沿った、パイプラインの空洞内の装置の部分縦断面図である。 開放状態のバルブ７３及び７４の軸を通る平面に沿った、パイプラインの空洞内の装置の部分縦断面図である。 封止ユニットのアクチュエータにおける圧力低下後の、パイプラインの空洞における提案される装置の図である。 提案される装置がパイプラインの空洞から取り外された後の、内部絶縁された溶接継手の図である。

図１は、外部接続を有する、提案される装置１の全体図を示す。図面が猥雑になるのを避けるために、車輪、電力ケーブル、及び制御ケーブルは、全ての図において示されない。提案される装置は、パイプライン溶接継手のロボット内部絶縁のために設計された装置である。装置１（図１）は、圧縮空気供給源へ接続するためのチューブ２、エア・ポンピング・システムへ接続するための弾性チューブ３、並びに環状空間へのコンパウンドの投入の開始時に生成される乏しい品質のコンパウンド、及び環状空間をコンパウンドで満たすプロセスが終わった後のシステム洗浄の生成物を排除するための弾性チューブ４を装備する。

図２は、真空トラップ５を装備する提案される装置１の全体図を示す。真空トラップ５は、真空トラップ５の一端に配置される固定具６及び７によって、チューブ３及び４を通して装置１へ接続される。真空トラップ５は、反対側の端部に取り付けられた固定具８を有する。真空トラップ５は、コネクタ８及びチューブ９を通して真空ポンプへ接続される。真空トラップ５の主要な目的は、コンパウンド、洗浄液、及びそれらの蒸気などの汚染物から真空ポンプを保護することである。この課題を解決するため、真空ポンプ５は、混合コンパウンドの調製の開始時に生成された、不十分に混合されたコンパウンドを捕捉し、溶接継手の領域の環状空間を満たす最終段階で過剰なコンパウンドを捕捉し、環状空間の空洞にコンパウンドを投入するための静的ミキサ及びチャネルを洗浄するプロセスにおける充満の最終段階で、混合システムの清掃、及び溶接継手の領域の環状空間へのコンパウンドの投入の生成物を捕捉する。

図３は、パイプライン溶接継手の像を除いた、部分断面が示された、装置１の軸測投影図を示す。装置１は、以下の４つの主要なユニット、溶接継手の領域における耐密の環状空間の形成を含む、多機能を行う封止ユニット１０、コンパウンド成分分注ユニットのピストン・アセンブリ１１、溶接継手の領域の環状空間にコンパウンドを投入するユニット１２、及び空気圧自動ユニット１３、で構成される。

図４は、パイプライン１４及び溶接継手１５の像が示された、動作状態における部分断面が示された、提案される装置１の軸測投影図を示す。保護ブッシュ１６は、溶接継手１５周辺のパイプライン１４の内部空洞に同軸に取り付けられる。封止ユニット１０は、円筒状の弾性アクチュエータを組み入れ、円筒状の弾性アクチュエータにしっかり配置された弾性スリーブ１７及び弾性シェル１８を備える。弾性スリーブ１７は、圧縮空気の圧力によって弾性シェル１８に対して押し付けられ、その結果、保護ブッシュ１６の空間的位置を確保する。保護ブッシュ１６は、アクチュエータの弾性シェル１８及び弾性スリーブ１７の局所的な半径方向の広がりを制限し、その結果として、環状空間１９が、溶接継手１５の領域で作られる。保護ブッシュ１６の両端の保護ブッシュ１６の外側で、弾性スリーブ１７は、圧縮空気の圧力によって、パイプライン１４の内壁に対して弾性シェル１８を堅固に押し付ける。このようにして、パイプ壁１４の内面と保護ブッシュ１６との間の環状の隙間が、ブッシュの両端で封止される。環状空間１９の作成は、図５に示される像によってさらに説明される。２つの気密入口２０及び２１は、弾性シェル１８（図４及び図５）の端部区画に組み込まれる。気密入口２０及び２１の内部チャネルは、溶接継手１５の領域の環状空間１９の空洞へ直接接続される。気密入口２０は、環状空間１９から空気を排出するように設計される。気密入口２１は、環状空間１９の空洞にコンパウンドを投入するように設計される。

図６は、その完成組立品をもとにした、装置１の組立／分解図を例示する。組立ての間、第１の段階で、コンパウンド成分分注ユニットのピストン・アセンブリ１１は、封止ユニット１０の内部空洞の中間部分に取り付けられる。次に、コンパウンド投入ユニット１２は、封止ユニット１０の端部のうちの１つから、封止ユニット１０の内部空洞に挿入され、停止するまで押し込まれる。空気圧自動ユニット１３は、封止ユニット１０の第２の端部から挿入され、停止するまで押し込まれる。ユニット１２及びユニット１３には組み込まれたフランジがあり、それらを使用して、封止ユニット１０へ固くボルト接合することができる。

図７は、封止ユニット１０の軸方向断面を示す。封止ユニット１０は、アクチュエータがそれ自体に同軸に取り付けられた円筒状ケーシング２２を含み、弾性スリーブ１７、並びに組み込まれた気密入口２０及び２１を有する弾性シェル１８を含む。封止ユニット１０の設計は、図８に示されるその全体図によって明らかにされる。ケーシング１０は、封止ユニット１０の支持及び封止要素である。同時に、ケーシング２２は、提案される装置１全体の主要な支持要素である。ケーシング２２の表面には、フィルム・ヒータ２３があり、その動作状態にかかわらず、フィルム・ヒータ２３は、装置１の封止ユニット１０に設置された、装置１の全ユニットの包括的な温度制御を行う。弾性スリーブ１７は、フィルタ・ヒータ２３の上に取り付けられる。弾性スリーブ１７の特殊な形状の端部は、ケーシング２２にしっかりと接続され、固定ブッシュ２４及び２５によって締め付けられ、それにより、ケーシング２２の外面と弾性スリーブ１７の内面の間に、閉鎖密封回路が作られる。弾性シェル１８は、固定ブッシュ２４及び２５（図７）の端部のいずれか側で堅固に隣接し、このようにして、弾性シェル１８が装置１の軸に沿って変位するのを防ぐ。

図９は、封止ユニット１０のケーシング２２を示す。ケーシング２２は、磨かれた円筒状の内面２６を有する。ケーシング２２の壁には縦方向チャネル２２がある。円筒状ケーシング２２の両端には、全てのチャネル２７の出口の周囲にＯリング型の環状シールのための環状溝２８がある。ケーシング２２は、ケーシング２２の外面に止り穴２９を有する。ケーシング２２の両端にはまた、ねじ止め用開口部３０がある。ケーシング２２の両端の外面に、環状溝３１があり、これらの溝３１は、弾性スリーブ１７とケーシング２２との間の接続を固定し、その耐密性を確保するために、設計される。ケーシング２２の外面には、その領域のほとんどを占める、円筒状溝３２がある。この溝３２は、フィルタ・ヒータ２３（図７）の設置のために設計される。コンパウンド成分分注ユニットの環状空洞分離器３３は、液体窒素で把持部分を冷却する圧着方法によって、ケーシング２２の空洞において、その内面２６に取り付けられる。空洞分離器３３の円筒状の外面には、溝３４がある。空洞分離器３３が取り付けられた後に、溝３４とケーシング２２の内面２６によって、閉鎖環状空間が作られる。ケーシング２２の製造段階で、この閉鎖環状空間は、技術的な孔（図面には示されない）を通してコンパウンドで満たされ、その後、コンパウンドは重合される。これにより、空洞分離器３３とケーシング２２との間の耐密な接続が保証される。

図１０は、ケーシング２２の軸及び半径方向開口部２９（図９）の軸を通る平面に沿った、ケーシング２２の縦断面を例示する。半径方向開口部２９（図１０）は、ケーシング２２に作られた縦方向ブラインド・チャネル３５と片側で接続され、一方で、半径方向開口部２９は、反対側でケーシング２２の外面まで伸びる。ケーシング２２の反対側の端部には、半径方向チャネル３７と接続された縦方向チャネル３６があり、半径方向チャネル３７は、コンパウンド成分分注ユニットの空洞分離器３３の端壁で、ケーシング２２の内面に直接続く。そのようなレイアウトによって、貫通縦方向チャネル２７（図９）を内部に作成するためにできる限り最大限で、ケーシング２２の壁を使用することが可能になる。

図１１は、気密入口２０、２１側からの、弾性シェル１８の外面の断片部分の像を示す。弾性シェル１８の外面にはベッディング３８があり、ベッディング３８は、サイド・ストッパ３９を有する、保護ブッシュ１６の長さと等しい長さの、円筒状凹部の形状で作成される。ベッディング３８は、その上に保護ブッシュ１６（図５）を配置するために設計される。サイド・ストッパ３９（図１１）は、保護ブッシュ１６（図５）が弾性シェル１８において軸方向に変位するのを制限する。ストッパ３９の縁の直近には、ベッディング３８に隣接する円弧形状の横断溝４０（図１１）がある。

図１２は、封止された入口２０側の、封止ユニット１０の縦断面の断片部分を示す。横断溝４０は、気密入力チャネル２０へ接続される。弾性シェル１８は、気密入口２１側で同様に設計される。この封止ユニット１０の設計によって、気密入口２０及び２１のチャネルを、溶接継手の領域の環状空間１９（図５）の空洞と確実に接続することができる。図１２はまた、弾性スリーブ１７とシール・アセンブリ１０のケーシング２２との間の接続を封止するための設計解を説明する。固定ブッシュ２４は、封止ユニット１０のケーシング２２へ弾性スリーブ１７をしっかり押し付ける。固定ブッシュ２４は、弾性シェル１８が気密入口２０及び２１の位置へ向かって軸方向に移動するのを防ぐ。提案される装置１のフィルム・ヒータ２３は、弾性スリーブ１７、及び組み込まれた気密入口２０及び２１を有する弾性シェル１８の、予め設定された温度への加熱を継続的に行う。

図１３は、半径方向開口部２９及びチャネル３５（図１０）の軸を通る平面での、気密入口２０及び２１の位置の反対側の、封止ユニット１０の縦断面の断片部分を例示する。封止ユニット１０のケーシング２２への弾性スリーブ１７の固定及び封止は、その反対側と同様に行われる。弾性スリーブ１７の特殊形状の端部は、ケーシング２２の環状溝３１に設置される。固定ブッシュ２５は、封止ユニット１０のケーシング２２へ弾性スリーブ１７を押し付ける。これにより、弾性スリーブ１７の接続及び固定の耐密性が保証される。固定ブッシュ２５は、弾性シェル１８の、気密入口２０及び２１の位置の反対側への軸方向変位を防ぐ。ケーシング２２に取り付けられるフィルム・ヒータ２３は、貫通開口部４１を含む。フィルム・ヒータ２３は接着され、その開口部４１がケーシング２２の半径方向開口部２９と同軸で、操作中、適切な位置で保持される。このようにして、チャネル３５は、片側で、封止ユニット１０のケーシング２２の面まで伸びる。反対側で、チャネル３５は、ケーシング２２の半径方向開口部２９へ接続され、フィルム・ヒータ２３における開口部４１を通して、弾性スリーブ１７及びケーシング２２の外面によって作られる閉鎖気密回路へ接続される。

提案される装置は、容積式ピストン型のコンパウンド成分用の内蔵分注ユニットを装備する。提案される装置は、その好ましい設計において、その全ての主要な構成要素が組み込まれたコンパウンド分注ユニットの一体化部分も構成するように、構成される。これにより、部品、着脱式継手、及び固定シールの数を減らして、分注ユニット自体及び全体としての提案される装置の両方の、軽量化及び小型化を達成すること、並びにそれらの信頼性を著しく高めることができる。コンパウンド成分用の分注ユニットの設計は、図１４に示される像によって例示される。封止ユニット１０（図３）のケーシング２２（図１４）は、二成分コンパウンドの分注ユニットの本体として、及びピストン・アセンブリ１１を含む円筒としての両方の役割を果たす。フィルム・ヒータ２３（図１４）によって、いかなる天候条件下でも提案される装置１を実用的に操作することを可能にする、コンパウンド成分分注ユニットの継続的な温度制御を行うことができる。ケーシング２２に組み込まれた空洞分離器３３は、Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ．によって製造された、ＰＴＦＥロッド・シールを装備する。空洞分離器３３は、コンパウンド成分分注ユニットの内部空洞の中央に配置され、それを二等分する。同時に、空洞分離器３３の片側に配置された分注ユニットの内部空洞の一部分は、コンパウンドの１つの成分の分配のために設計され、空洞分離器３３の反対側に配置された分注ユニットの内部空洞の第２の部分は、コンパウンドのもう１つの成分の分配のために設計される。分注ユニットの内部空洞の両部分は気密である。空洞分離器３３に面するコンパウンド投入ユニット１２の端面は、同時に、コンパウンド成分分注ユニットの前面カバーである。反対側で、コンパウンド成分分注ユニットの内部空洞は、空気圧自動ユニット１３によって封鎖される。空洞分離器３３の側面に面する空気圧自動ユニット１３の端面は、同時に、ピストン・アセンブリ１１の固定取付ピストン・センサ４２を有する、コンパウンド成分分注ユニットの後面カバーである。ピストン・アセンブリ１１は、ＭＴＳ Ｓｅｎｓｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ．によって製造された、高精度非接触型磁歪式線形位置センサ（ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ ｌｉｎｅａｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ）Ｔｅｍｐｏｓｏｎｉｃｓ ＭＨシリーズを装備する。

コンパウンド成分分注ユニットの内部空洞は、２つの部分に分けられ、３つのチャネルへ接続される。第１のチャネル４３（図１４）は、コンパウンド投入ユニット１２をコンパウンド成分分注ユニットの内部空洞の隣接部分と接続する。第２のチャネル４４（図１５）は、コンパウンド成分分注ユニットの内部空洞の第２の部分を空気圧自動ユニット１３とつなぐ。ケーシング２２（図１４）の第３のチャネル３７（図１０）は、空気圧自動ユニット１３に面する側で空洞分離器３３の端面に直接配置され、分注ユニットの内部空洞の第２の部分を、封止ユニット１０の端面２２（図８）まで伸びるチャネル３６（図１０）と接続する。

ピストン・アセンブリ１１（図１４）は、２つのピストン及びロッドを有する。ピストン・アセンブリの設計は、図１６に提示される像において説明される。第１のピストン４５は、ロッド４７によって第２のピストン４６へ堅固に接続される。この第１のピストン４５及びロッド４７は、一体ユニットとして設計され、それにより、分注ユニットの内部空洞における、コンパウンドの２つの成分の漏洩及び混入のリスクを著しく低減する。これは、操作を容易にし、コンパウンド成分分注ユニットの信頼性を大きく高める。分注ユニットの内部空洞にピストン・アセンブリ１１を取り付けることを可能にするために、第２のピストン４６は、取外し可能なボルト止めアセンブリとして設計される。ロッド４７は、半径方向チャネル４９へ接続された軸方向ブラインド・チャネル４８を有し、これらのチャネルの出力口は、第１のピストン４５の横面のロッド４７の表面に直接配置される。ロッド４７（図１６）の端部には、ＭＴＳ Ｓｅｎｓｏｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ．によって製作された、ピストン・アセンブリ１１（図１４）の位置に関するセンサ４２の、磁石５０のボルト止めアセンブリがある。ピストン４５及び４６は、Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧ．によって製造された、ＰＴＦＥシールを装備する。

ピストン・アセンブリ１１の設置は、以下のように行われる。ピストン・アセンブリ１１（図１４）を設置する前に、コンパウンド成分ユニット１２及び空気圧自動ユニット１３は、封止ユニット１０のケーシング２２から取り外される。ピストン４６は、ピストン・アセンブリ１１（図１６）から取り外される。ロッド・シールは、空洞分離器３３（図１４）に取り付けられる。ピストン・シールは、ピストン４５及び４６（図１６）に取り付けられる。ピストン・アセンブリ１１は、ロッド４７を前方に挿入する形で、コンパウンド投入ユニット１２を取り付ける側で、ケーシング２２（図１４）の空洞に挿入される。次に、第２のピストン４６は、空気圧自動ユニット１３が固定される側から、ケーシング２２の内部空洞に挿入され、その設置が完了する。ピストン・アセンブリ１１のピストン・センサ４２は、空気圧自動ユニット１３に設置される。組み立てられると、空気圧自動ユニット１３は、ケーシング２２の空洞に挿入され、停止するまで押し込まれ、ボルト止めによって保持される。コンパウンド投入ユニット１２が組み立てられる。

コンパウンドの成分の分注ユニットの動作の原理、及びその幾何学的パラメータを決定するための基礎は、図１７、図１８、及び図１９に示される３つの図によって説明される。

分注ユニットの主要な機能は、コンパウンドの製造者によって指定される割合に厳格に従った割合で、コンパウンドの２つの成分を同調して分配することである。分注ユニットの第２の最も重要な機能は、操作の全サイクルを確実に行うために十分な量で、パイプライン溶接継手絶縁の箇所へコンパウンド成分を送ることである。

分注は、体積に応じて行われる。図１７は、ピストン・アセンブリ１１が中間動作位置にある状態の、コンパウンド成分分注ユニットの図を例示する。ピストン・アセンブリ１１の中間位置は、以下の２つのパラメータ、ストローク長リザーブＬ１及び移動距離Ｌ２（図１７）、によって表わされる。空洞分離器３３（図１７）によって分けられる分注ユニットの内部空洞の両部分に関して、ストローク長リザーブＬ１及び移動距離Ｌ２の値は、互いに相関する。コンパウンド投入ユニット１２（図１７）、第１のピストン４５、及びケーシング２２の壁で囲まれた分注ユニットの空洞は、ピストン動作空洞５１と呼ばれる。前記空洞５１は、二成分コンパウンドの製造者によって指定される、体積でのより高い比率の値で、コンパウンドの第１の成分で満たされるように設計される。チャネル４３（図１４）は、ピストン動作空洞５１に伸びる。空洞分離器３３、第２のピストン４６、ロッド４７、及びケーシング２２の壁で囲まれた分注ユニットの空洞は、ロッド動作空洞５２と呼ばれる。コンパウンドの第２の成分は、二成分コンパウンドの製造者によって指定される、体積でのより小さい比率の値を有し、分注ユニットのロッド動作空洞５２に満たされる。チャネル３７（図１０）は、ロッド動作空洞５２内に続く。

空気圧自動ユニット１３、第２のピストン４６、及びケーシング２２の壁で囲まれた分注ユニットの空洞は、分注ユニットのピストン駆動空洞５３と呼ばれる。圧縮空気は、チャネル４４（図１５）を通してこの空洞へポンプで送られる。空洞分割器３３、第１のピストン４５、ロッド４７、及びケーシング２２の壁で囲まれた分注ユニットの空洞は、分注ユニットのロッド駆動空洞５４と呼ばれる。ピストン駆動空洞５３及びロッド駆動空洞５４は、ロッド４７の軸方向チャネル４８及び半径方向チャネル４９（図１６）によって、互いに接続される。圧縮空気が加圧されてピストン駆動空洞５３に入ると、ロッド駆動空洞５３の圧力は、同調して増加する。これにより、ロッド駆動空洞５４が負圧になる可能性を除外し、ピストン・アセンブリ１１への圧縮空気の作用の全体の力を著しく増加させ、したがって、分注ユニットの動作空洞５１及び５２の圧力を著しく増加させる。

提案される装置の動作中、分注ユニットのピストン・アセンブリ１１の位置は、放出チューブ５５（図１７）に配置された検出素子を装備するセンサ４２によって、継続的に監視される。ピストン・アセンブリ１１が変位すると、センサ４２（図１７）の磁石５０（図１６）は、注入チューブ５５の軸に沿って同軸に移動し、その内部の検出素子４２は、対応する信号を発する。信号がセンサ４２の電子ユニットによって処理され、ピストン・アセンブリ１１（図１４）の位置が決定される。ロッド４７の軸方向チャネル４８（図１６）の直径及び奥行は、ピストン・アセンブリのピストン・センサ４２の製造者の要件に従って決められる。

コンパウンド成分分注ユニットは、以下の３つの基礎となる幾何学的パラメータ、ピストン・アセンブリ１１（図１７、図１８、図１９）のピストン４５、４６の直径Ｄ、ピストン・アセンブリ１１（図１７、図１８、図１９）のロッド４７の直径ｄ、ピストン・アセンブリ１１（図１８、図１９）の全ストロークの長さＬ、を有する。

ピストン４５、４６の直径Ｄは、ケーシング２２（図７）の封止ユニット１０の内部開口部の直径に等しいとみなされる。ピストン・アセンブリ１１のロッド４７の直径ｄは、２つのコンパウンド成分の分配の比により計算される。分注ユニット主要なパラメータは、コンパウンド成分の分注の体積での比率の数値である。設定値からこのパラメータが逸脱すると、コンパウンドが完全に使用できなくなるまで、重合するコンパウンドの品質の低下が伴う。分注ユニットのロッド動作空洞５２の動作領域の、分注ユニットのピストン動作空洞５１の動作領域に対する比率は、コンパウンドの製造者によって指定される、低い体積分率のコンパウンド成分の、高い体積分率のコンパウンド成分に対する各体積比と等しい必要がある。第１のピストン４５及び第２のピストン４６は、１つのロッド４７（図１７）によってしっかり接続されるので、ピストン・アセンブリ１１のストロークは、分注ユニットの体積比率に影響を与えない。

分注ユニットの第２の重要なパラメータは、その全体容量、又は、コンパウンド成分が完全に満たされた時の、分注ユニットの全体のピストン動作空洞５１（図１８）及び全体のロッド動作空洞５２に満たされた２つのコンパウンド成分の全体積である。ピストン・アセンブリ１１のこの位置において、ストローク・リザーブＬ１の長さは、ピストン・アセンブリ１１の全動作ストロークの長さＬと等しい。ピストン・アセンブリ１１の全ストロークの最小長さＬ（図１９）は、充満段階の終了時（Ｌ２＝Ｌで）、分注ユニットのピストン動作空洞５１及びロッド動作空洞５２が完全に放出した時に、封止された入口２０（図５）を通した環状空間１９からのコンパウンドの部分的な放出によって、少なくとも溶接継手１５の領域の環状空間１９から空気を排出することができるように、算出される。ピストン・アセンブリ１１の最小の完全なストローク長を算出するために、溶接継手１５の領域における環状空間１９の充満の技術的サイクルの開始時に、装置の空洞及びチャネルを満たすために要求されるコンパウンド消費量もまた、考慮に入れる必要がある。さらに、コンパウンド成分の混合が定常モードになるまでの、静的ミキサの働きの不活発さによる、その低品質の成分により、充満の初期段階で強制的に排除されるコンパウンドの消費量を考慮する必要がある。

コンパウンド成分分注ユニットが、最小許容値未満のピストン・アセンブリ１１の全ストロークの長さＬで製作される場合、パイプライン１４の溶接継手１５の品質の良い隔離を確実に行うことはできない。同時に、ピストン・アセンブリ１１の全ストロークの長さＬが、極度に過剰であると、分注ユニット及び装置全般の重量及び大きさの点での増加につながる。

実験を行うため、本発明者らは、Ｃｏｖｅｓｔｒｏによって製作された二成分ポリウレタンを選択した。これは、以下の２つの成分からなる。
１）混合体積分率３８．５のイソシアネートＢ９Ｍ１０
２）混合体積分率１００のポリオールＣＧ９９００８７５ＭＦ

封止ユニット１０のケーシング２２の内径は、９０ｍｍとする。ピストン４５、４６の直径は、ケーシング２２の内径と等しいとした。ロッドの直径４７は、０．３８５（又は３８．５：１００）と等しい、要求されるロッド対ピストン動作領域比に従って計算した。ロッド４７の直径は、７０．５８ｍｍとした。ロッド・シールは、特別注文により作製した。コンパウンド成分の分注における許容誤差は、１％を超えてはならない。提案される装置の推定される分注誤差は、０．００１２％未満である。提案される装置の実際の分注誤差は、ピストン・アセンブリ１１の製造精度にのみ依存し、許容値を大きく下回る、０．０６６％であった。試験サンプルの全動作ストロークの長さＬは、８５ｍｍとなるようにする。分注ユニットの全容量は、０．７４８リットルである。

図２０は、空気圧自動ユニット１３の組立／分解図を示す。空気圧自動ユニット１３は、空気圧バルブ・アイランド５６、例えばＦｅｓｔｏによるタイプ１０ＣＰＶ、空気圧バルブ・アイランド５６の動作チャネル用のＯリング・シール５７、ケーシング５８、２つの逆止空気圧バルブ５９、例えば、ＦｅｓｔｏによるＨ－ＱＳ－４型、及びケーシング５８用のシール６０を備える。圧力チューブ５５を有する、ピストン・アセンブリ１１の位置を指示するセンサ４２は、ケーシング５８の端部に取り付けられる。空気圧自動ユニット１３の設計は、図２１及び図２２の像によって説明される。ケーシング５８の水平プラットフォームの表面には、Ｏリング・シール５７を収容する環状溝がある。空気圧バルブ・アイランド５６の動作チャネルの封止は、空気圧バルブ・アイランド５６を、Ｏリング・シール５７が設置された水平プラットフォームへ取付ボルトで固定することによって行われる。垂直チャネル６１は、ケーシング５８の環状溝と同軸にドリル加工され、これらのチャネルは、ケーシング５８に組み込まれた水平チャネル６２へ接続され、水平チャネル６２は、ケーシング５８の下部を通ってフランジ６３へ至る。フランジ６３（図２２）は、ケーシング５８（図２０）へ面するその表面まで伸びるブラインド開口部６４を有する。開口部６４は、封止ユニット１０のケーシング２２のチャネル２７（図９）の位置の円周の直径と一致する直径を有する円周で配置される。空気圧自動ユニット１３のフランジ６３の開口部６４の間の間隔は、封止ユニット１０のケーシング２２の開口部２７（図９）の間隔と一致する。フランジ６３に作成されたチャネル６５（図２２）は、水平チャネル６２をブラインド開口部６４と接続する。空気圧自動ユニット１３が環状溝２８（図９）に取り付けられる場合に、封止リングが、封止ユニット１０のケーシング２２の端面に取り付けられる。空気圧自動ユニット１３は、封止ユニット１０のケーシング２２の空洞に挿入され、停止するまで押し込まれる。空気圧自動ユニット１３のケーシング５８の開口部６４（図２２）は、封止ユニット１０のケーシング２２のチャネル２７（図９）と合わせられる。その後、フランジ６３（図２２）は、空気圧自動ユニット１３のケーシング５８の取付開口部３０（図９）の位置で、ボルトによって封止ユニット１０のケーシング２２へ固定される。図２３は、チャネル６２の軸を通る平面に沿った、提案される装置の断面を提示する。このように、空気圧バルブ・アイランド５６（図２１）の動作チャネルは、まず、空気圧自動ユニット１３のフランジ６３（図２３）に取り込まれ、それから、それらは封止ユニット１０のケーシング２２においてチャネル２７を通して、コンパウンド投入ユニット１２のフランジへ接続される。

コンパウンド投入ユニット１２（図６）は、提案される装置の主要な構成要素のうちの１つとして、図２４に提示される。コンパウンド投入ユニット１２は、入口にバルブ・アセンブリ６６（図２４）を有する静的ミキサ、好ましくは液圧蓄圧器６７としての洗浄液リザーバ、静的ミキサの出口の流れ制御ユニット６８、並びに３つのクイック・リリース・カップリング６９、７０、及び７１を備える。コンパウンド投入ユニット１２の組立／分解図は、図２５に示される。

入口にバルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサの設計及び構成は、その組立／分解図（図２６）によって例示される。入口バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサは、接着防止材料（例えば、フッ素樹脂）から作成される別個の混合要素のセットを備える一体化静的ミキサ７２、３つのスプール・バルブ７３、７４、及び７５、ケーシング７６、カバー７７、並びにケーシング７６と組み込まれたフランジ７８を備える。別個の混合要素７９は、米国特許第３５８３６７８号に記載される技術的解決手段に従って作成される。混合要素７９は、ケーシング７６の空洞に組み立てられ、カバー７７によって押し込まれる。混合要素７９は、互いに、及びケーシング７６の壁へ堅固に接続される。組み立てられると、内蔵静的ミキサ７２にはデッド・スポットが存在しない。静的ミキサ７２は分解し、すすぎ洗うことが容易である。

混合要素７９の軸測投影図が、図２７に提示される。各混合要素７９は、４つの貫通開口部８０を有する。提案される装置は、コンパウンド成分の静的混合強度の高効率な制御を可能にする、及び最高品質の混合物を得るように、設計される。コンパウンドの混合強度の制御は、組み込まれた静的ミキサ７２のセットにおける個々の混合要素７９の数を変更することによって行われる。混合要素７９の数が増加するにつれ、混合される細流の数が指数関数的に増加する。流れが各混合要素７９を通過すると、各流れは、４本の細流に分割される。第１の混合要素７９を通過したコンパウンドの２つの流入する噴流は、８本の細流に分割され、第２の要素７９を通過したそれらは、３２本の細流に分割され、第３の要素７９を通過したそれらは、１２８本の細流に分割され、第４の要素を通過したそれらは、５１２本の細流に分割され、１６個の要素を通過したそれらは、８５億を超える最も細い流れに分割される。内蔵静的ミキサの高効率は、使用されるコンパウンドの粘度の範囲の広さにおいて保証される。

図２８は、空気圧駆動装置が閉鎖位置にある状態の、提案される装置で使用される、一体化スプール・バルブ７３、７４、及び７５の設計を例示する。各バルブ７３、７４、及び７５は、ピストン８４、８５、８６に堅固に接続されたスプール８１、８２、８３を有する。バルブ７３、７４、及び７５は、それぞれ、過給空洞８７、８８、及び８９、並びに放出空洞９０、９１、及び９２を装備する。各バルブ７３、７４、及び７５の空気圧駆動装置は、それぞれ、ピストン上及びピストン下の空洞を有する。スプール・バルブ７３、７４、及び７５は、静的ミキサ７２（図２６）の混合要素７９のセットと共に、１つの共通ケーシング７６で組み合わされ、１つの共通カバー７７によって閉じられる。図２９において、スプール・バルブ７３、７４、及び７５のうちの１つの断面が、開放位置で示される。

一体化バルブ７３、７４、及び７５の共通ケーシング、並びに一体化静的ミキサ７２の個々の混合要素７９のセットにおける相互の位置決めは、図３０に示される、カバーが取り外された状態の、入口バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２の軸測投影図によって、明らかにされる。

入口バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２のケーシング７６の設計は、図３１に示される、断面が示されたその軸測投影図によって明らかにされ、その縁部に沿って、９つの縦方向チャネル９３～１０１が、ケーシング７６に作成される。フランジ７８の端面で、縦方向チャネル９３～１０１は外側に伸びる。それゆえ、ケーシング７６のフランジ７８におけるチャネル１０２は、一端で縦方向チャネル９９へ、及びもう一方の端部で、外面まで伸びるチャネル１０３へ接続される。組み込まれた静的ミキサ７２の個々の混合要素７９を収容するケーシング７６の軸に沿って、特殊な空洞がある。

図３２は、チャネル９３及び９４の縦軸を通る平面での、並びに空気圧駆動バルブ７３、７４、７５のピストン（図２８及び図２９）上の空洞へ接続された半径方向チャネルの軸を通る平面による断面が示された、入口バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２の軸測投影図を示す。ケーシング７６の３つの縦方向チャネル９３、９４、及び９５は、ピストン上に配置される空気圧バルブ駆動装置７３、７４、及び７５の空洞へ接続される。ケーシング７６のフランジ７８において、縦方向チャネル９３は外面まで伸びる。ケーシング７６のフランジ７８における縦方向チャネル９３及び９４は、隠れたチャネル１０４で相互接続される。ケーシング７６のフランジ７８における縦方向チャネル９５及び貫通開口部１０５は、隠れたチャネル１０６によって接続される。

図３３は、チャネル９６及び９７の縦軸を通る平面での、並びにピストン（図２８及び図２９）下の空洞へ、及び組み込まれたバルブ７３、７４、及び７５の空気圧駆動装置へ接続された半径方向チャネルの軸を通る平面による複合的断面が示された、入口バルブ・アセンブリ６６を有する、静的ミキサ７２の軸測投影図を示す。ケーシング７６の３つの縦方向チャネル９６、９７、及び９８は、ピストン下の空気圧バルブ駆動装置７３、７４、及び７５の空洞へ接続される。ケーシング７６のフランジ７８において、縦方向チャネル９６及び９７は、チャネル１０７で互いに接続される。

図３４は、チャネル９９の軸を通る水平面での、並びにバルブ７３、７４、及び７５の過給空洞８７、８８、８９（図２８、図２９）へ接続された円弧形状チャネルの軸を通る平面による断面が示された、入口バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２の軸測投影図を示す。縦方向チャネル９９は、組み込まれたバルブ７３の過給空洞８７へ接続される。ケーシング７６のフランジ側７８で、チャネル９９は、表面まで伸びるチャネル１０３へ、内部チャネルを通して接続される。縦方向チャネル１０１は、バルブ７４の過給空洞８８へ接続される。縦方向チャネル１００は、バルブ７５の過給空洞８９へ接続される。

図３５は、バルブ７３及び７４（開放位置にある）の軸を通る平面による、入口バルブ・アセンブリ６６を有する、静的ミキサ７２の断面を示す。ケーシング７６のカバー７７における貫通チャネル４３は、バルブ７３の過給空洞８７へ接続される。同時に、貫通チャネル４３は、バルブ７３の過給空洞８７を通して、ケーシング７６の縦方向チャネル９９（図３４）へ接続される。

バルブ７４の放出空洞９１は、半径方向チャネル１０８によって、カバー７７に隣接する組み込まれた静的ミキサ７２に入る、チャネル１０９へ接続される。

バルブ７３の放出空洞９０は、半径方向チャネル１１０によって、カバー７７に隣接する静的ミキサ７２に入るチャネル１１１へ接続される。チャネル１１２は、バルブ７４の放出空洞９１の上部に出る。チャネル１１３は、バルブ７３の放出空洞９０の上部に出る。ケーシング７６のフランジ７８において、出口開口部１１４が配置される。

図３６は、バルブ７３及び７４の軸を通る水平面での、並びにチャネル１１２及び１１３（図３５）の軸を通る平面での断面が示された、入口バルブ・アセンブリ６６を有する、静的ミキサ７２の軸測投影図を示す。バルブ７４及び７５の放出空洞９１、９２は、チャネル１１２（図３６）によって相互接続される。バルブ７３及び７５の放出空洞９０、９２は、チャネル１１３によって相互接続される。

図３７に提示される、チャネル９５及び１０１の軸を通る平面、並びにフランジ７８におけるチャネル１０２及び１０７を通る、前記平面に垂直な平面での断面が示された、入口バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２の軸測投影図は、ケーシング７６のフランジ７８におけるチャネルの設計を明らかにする。上記のように、縦方向チャネル９３及び９４は、相互接続され、ケーシング７６のフランジ７８の外面に１つの共通の出口を有する。縦方向チャネル９６及び９７もまた、相互接続され、ケーシング７６のフランジ７８の外面に１つの共通の出口を有する。ケーシング７６の周辺に伸びる、他の５つの縦方向チャネル９５、９８、９９、１０１、及び１００は、互いに隔離され、ケーシング７６のフランジ７８の外面に別個の出口を有する。

液圧蓄圧器６７（図２４、図２５）は、コンパウンド投入ユニット１２に組み込まれる。図３８は、液圧蓄圧器６７の設計を示す。液圧蓄圧器６７の領域に配置される、提案される装置の主要な構成要素は、同時に、その一体化部分を構成する。液圧蓄圧器６７の移動可能な動作ユニットは、円筒状ダイヤフラム１１５（図３８）である。ダイヤフラム１１５の両端の領域は、特殊に強化された形状をしており、液圧蓄圧器６７の両方の回路の容易な固定及び封止をもたらす。液圧蓄圧器６７の中央のケーシング部分は、入口に流れ制御バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２のケーシング７６である。２つの特殊なフランジ７８及び１１６は、ケーシング７６に合わせた形状をしている。ダイヤフラム１１５は、ケーシング７６と同軸に配置される。ダイヤフラム１１５の端部の強化された形状は、ケーシング７６のフランジ７８及び１１６の特殊形状の外面に取り付けられる。フランジ７８及び１１６と共に、ダイヤフラム１１５及びケーシング７６は、液圧蓄圧器６７の内部回路を構成する。ダイヤフラム１１５の端部は、ダイヤフラム１１５の端部区画の形状に合うように内面が特殊な形状をした、専用リング１１７及び１１８によって保持される。リング１１７は、ケーシング７６の強化部分の側面へ、ボルトで固定される。リング１１８もまた、静的ミキサ７２の出口で、流れ制御アセンブリ６８の隣接する側面へ、ボルトで固定される。隔膜１１５が固定されると、それは密集された形状になり、端部区画で圧縮される。これにより、接続の封止が確実に行われる。ダイヤフラム１１５、リング１１７及び１１８、並びに封止ユニット１０のケーシング２２は、液圧蓄圧器の外部回路を構成する。リング１１７及び１１８の外面には、Ｏ型封止リング１１９を嵌め込むために使用される溝がある。内部回路の耐密性は、ほぼ全て、ダイヤフラム１１５とケーシング７６のフランジ７８及び１１６との間の接続の耐密性によってもたらされる。外部回路の耐密性は、ダイヤフラム１１５とリング１１７及び１１８との間の接続の封止、並びに封止ユニット１０のケーシング２２とリング１１７及び１１８との間の隙間を封止する２つのＯリング１１９によって達成される。

内部封止回路によって作られた液圧蓄圧器の６７の空洞は、提案される装置へ洗浄液を送るように意図される。外部封止回路によって作られた空洞は、この空洞に圧縮空気を注入するように設計され、それによって、要求されるレベルで液圧蓄圧器６７の内部回路における洗浄液の圧力を発生させ、維持する。

空気圧自動ユニット１３からの圧縮空気は、封止ユニット１０のケーシング２２における縦方向チャネル２７（図３９）のうちの１つによって、液圧蓄圧器６７の外部回路へ投入される。リング１１８（図４０）は、液圧蓄圧器６７の外部回路に伸びる貫通開口部１２０を有する。開口部１２０は、静的ミキサ７２の出口で、流れ制御アセンブリ６８のチャネル１２１を通して、封止アセンブリ１０のケーシング２２における縦方向チャネル２７（図４０）のうちの１つへ連結される。入口バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ２２のケーシング７６の縦方向チャネル１００（図３７）へ接続された、貫通開口部１０５（図４１）は、液圧蓄圧器６７の内部回路に出る。チャネル１００（図４１）は、バルブ７５の過給空洞８９へ接続される。

提案される装置は、クイック・リリース・カップリング６９、７０、及び７１（図２４、図２５）を通して、コンパウンドの２つの成分及び洗浄液で満たされる。接続、充満、及び補給後の取外しの間の漏洩を防ぐリターン・バルブを装備する、Ｐａｒｋｅｒによって製作されたクイック・リリース・カップリングＦＥＭ－１２１－２ＦＢ及びＦＥＭ－１２２－２ＦＢのモデルが使用される。

クイック・リリース・カップリング７１は、コンパウンド成分分注ユニットのロッド動作空洞５２を満たすように設計される。図４２は、クイック・リリース・カップリング７１をロッド動作空洞５２及びバルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２と接続するチャネルの軸を通る平面での、複合的断面が示された、提案される装置の軸測投影図を示す（ロッド及びピストンは図４２には示されない）。クイック・リリース・カップリング７１は、チャネル１２２、３６、及び３７によって、分注ユニットのロッド動作空洞５２へ接続される。クイック・リリース・カップリング７１はまた、縦方向チャネル１０１へ接続され、縦方向チャネル１０１は、バルブ７４（図３４）の過給空洞８８へ接続される。

クイック・リリース・カップリング７０は、液圧蓄圧器６７の内部回路の空洞を洗浄液で満たすために使用される。図４３は、液圧蓄圧器６７の内部回路をチャネル１００及びクイック・リリース・カップリング７０へ接続するチャネルの軸を通る平面に沿った、複合的断面が示された、コンパウンド投入ユニット１２の軸測投影図を示す。クイック・リリース・カップリング７０（図４３）は、チャネル１２３によって、液圧蓄圧器６７の内部回路に出る貫通開口部１０５へ接続される。次に、開口部１０５は、チャネル１００へ接続され、チャネル１００は、バルブ７５（図３４）の過給空洞８９へ連結される。

クイック・リリース・カップリング６９は、コンパウンド成分分注ユニットのピストン動作空洞５１を満たすように設計される。図４４は、クイック・リリース・カップリング６９からチャネル１０３までのチャネルの平面に沿った複合的断面が示された、コンパウンド投入ユニット１２の断片部分の軸測投影図を示す。クイック・リリース・カップリング６９は、チャネル１２４及び１２５を通して、チャネル１０３へ接続される。次に、チャネル１０３（図３４）は、チャネル９９を通してバルブ７３の過給空洞８７へ接続され、過給空洞８７は、開口部４３（図３５、図１４、図１９）を通して、分注ユニットのピストン動作空洞５１と連通する。このようにして、クイック・リリース・カップリング６９は、組み込まれた分注ユニットのピストン動作空洞５１と接続される。

静的ミキサ７２の出口で、混合された二成分コンパウンドの流れは制御される必要がある。この場合に、パイライン溶接継手１５の領域の充満した環状空間１９の位置に対する、分注ユニットのピストン・アセンブリ１１及び静的ミキサ７２の実際の位置にかかわらず、絶縁された溶接継手１５のごく近傍のコンパウンドの流れを制御することが、極めて重要である。この条件を守ることができないと、適時に環状空間１９の空洞においてコンパウンド供給システムを洗浄することができず、その供給ホース及び機器自体の両方においてコンパウンドの重合が起こり、結果、それらは動作不能になる。

バルブ７３及び７４（図３５）が、入口で静的ミキサ７２へ開かれると、コンパウンドの両成分は、まず開いたバルブ７３及び７４の放出空洞９０及び９１から静的ミキサ７２までの空間におけるチャネルを満たす。成分の体積での分量の比が等しくないことにより、高い混合体積比の成分が、先に静的ミキサ７２に流れる。それゆえ、混合される材料の最初の分量は、コンパウンド成分の要求される比から著しく逸脱する。この低品質の材料が溶接継手１５の領域の環状空間１９に入ると、その成分適用量の要求される比率から、不適格に逸脱する組成のコンパウンドの体積は、空洞における細流の運動により、わずかに増加する。これは、溶接継手の絶縁の品質を著しく低下させる。コンパウンド成分が内蔵静的ミキサ７２を通過し始める時、混合プロセスの不安定さが認められる場合がある。静的ミキサ７２の定常状態に達するまでは、プロセスが不活発である。さらに、通例、残留洗浄液が、静的ミキサ７２に、及び溶接継手１５の領域の環状空間１９にコンパウンドを投入するためのチャネルに残る。最初の分量のコンパウンドは、静的ミキサ７２への入口のバルブ７３及び７４の放出空洞９０及び９１から溶接継手１５の領域の環状空間１９の空洞までの、全ての空洞及びチャネルの掃出を行う。同時に、通過した最初の分量のコンパウンドは、他の液体に浸される。これらの理由により、最初の分量のコンパウンドは、溶接継手１５の領域の環状空間１９の空洞を迂回する、異なるチャネルを通って方向付けられる必要がある。乏しい品質のコンパウンドが排除されると、材料の流れは、溶接継手１５の領域の環状空間１９の空洞に、再び方向付けられなければならない。環状空間１９の空洞を満たすプロセスが終了すると、コンパウンド投入及び空気排出のチャネルは、遮断されなければならない。その間に、静的ミキサ７２の空洞及びチャネル、並びに溶接継手１５の領域の環状空間１９の空洞に材料を投入するためのチャネルは、高品質のコンパウンドで満たされる。適時に静的ミキサ７２及びチャネルから残っているコンパウンドを排除することができないと、必然的にその重合及び提案される装置の故障につながる。常に機器を正常に機能する状態で保つために、静的ミキサ７２及び環状空間１９の空洞にコンパウンドを投入するためのチャネルは、充満プロセスの終了時に洗浄される必要がある。これには、コンパウンド成分に代わって、静的ミキサ７２への入口で洗浄液を供給しなければならない。また、洗浄液及びシステムの洗い流しの生成物は、溶接継手１５の領域の環状空間１９の空洞に達する前に、専用の回路に排出されて処理される必要がある。

コンパウンド成分分注ユニットの全動作容積は、少なくとも静的ミキサ７２の動作する容積の２倍、及び静的ミキサ７２から環状空間１９までのコンパウンド投入チャネルの容積の２倍分、絶縁された溶接継手１５の領域の環状空間１９の容積より大きくなければならない。

この条件に準拠することで、静的ミキサ７２の空洞及びチャネル、並びに環状空間１９にコンパウンドを投入するチャネルを初期に満たし、投入回路から最初のバッチの低品質のコンパウンドを排除することが可能になる。排除される低品質の材料の量は、静的ミキサ７２及び投入ループ・チャネルが静的ミキサ７２と環状空間１９との間に含むコンパウンドの体積と、少なくとも等しくなければならない。低品質の材料が投入回路から排除された後、環状空間１９の空洞は、製造者の要件に準拠する組成のコンパウンドで満たされる。これにより、溶接継手の絶縁の品質が保証される。

図４５は、フランジ１２６の表面のチャネル出口側からの、静的ミキサ７２の出口の流れ制御アセンブリ６８の軸測投影図を示す。フランジ１２６（図４５）の表面には、バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２への接続のために意図されたチャネル１２７、液圧蓄圧器６７の外部回路へ圧縮空気を供給するためのチャネル、封止ユニット１０との連結のために意図されたチャネルがある。静的ミキサ７２の出口の流れ制御アセンブリ６８は、溶接継手１５の領域の環状空間１９へコンパウンドを供給するニップル１２８、環状空間１９のから空気を排出するための第３のピンチ・バルブ１２９、環状空間１９へコンパウンドを供給するための第１のピンチ・バルブ１３０、迂回回路のニップル１３１（図４６）、及び放出回路の第２のピンチ・バルブ１３２を含む。

ピンチ・バルブ１２９、１３０、及び１３２は、空気圧駆動装置を備える。図４７は、ピンチ・バルブ１２９及び１３０の空気圧アクチュエータのピストン上及び下の空洞へ接続された、チャネルの軸を通る平面での、静的ミキサ７２の出口の流れ制御アセンブリ６８のフランジ１２６の断面を示す。チャネル１３３（図４７）は、ピストン上のバルブ１２９の空洞に接続される。チャネル１３４は、ピストン下のバルブ１２９の空洞に接続される。チャネル１３５は、ピストン上のバルブ１３０の空洞に接続される。チャネル１３６は、ピストン下のバルブ１３０の空洞に接続される。

流れ制御アセンブリ６８のフランジ１２６の表面まで伸びるチャネルへ接続されたチャネル１３７（図４８）は、ピストン下のバルブ１３２の空洞内に伸びる。

流れ制御アセンブリ６８のフランジ１２６の表面まで伸びるチャネルへ接続されたチャネル１３８（図４９）は、ピストン上のバルブ１３２の空洞内に伸びる。

流れ制御アセンブリ６８の設計は、図５０で明らかにされる。フランジ１２６側の静的ミキサ７２の出口で、流れ制御アセンブリ６８の中央に配置されたチャネル１３９（図５０）は、Ｏリングを取り付け、入口にバルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２のケーシング７６のチャネル１１４（図３５）へ接続するための、環状溝を有する。チャネル１４０（図５０）は、チャネル１３９をノズル１４１の内部開口部へ接続する。ノズル１４１の外面とニップル１２８の内面との間に、迂回回路のチャネル１４２及び１４３に接続する、環状空間がある。ピンチ・バルブ１２９、１３０、及び１３２のアクチュエータは、それぞれ、ロッド１４４、１４５、及び１４６であり、各々が特殊な形状の端面を有する。各ピンチ・バルブ１２９、１３０、及び１３２のカバー１４７、１４８、及び１４９は、特殊な組み込まれた係止部を有する。各ピンチ・バルブ１２９、１３０、及び１３２のロッド１４４、１４５、及び１４６は、それぞれ、ピストン１５０、１５１、及び１５２によって駆動される。図５１に示される像は、チャネル１４２、１４３をニップル１３１のチャネルへ接続する、迂回回路チャネル１５３及び１５４の通路を例示する。図５２は、ピンチ・バルブ１３０が開放位置にある状態の、流れ制御アセンブリ６８の断面図を例示する。ニップル１２８を封止された入口へ接続する、コンパウンドを投入するための弾性チューブ１５５は、ロッド１４５と係止部を有するピンチ・バルブ１３０のカバー１４８との間に配置される。図５３は、ピンチ・バルブ１３０が閉鎖位置にある状態の、流れ制御アセンブリ６８の断面図を例示する。

ピンチ・バルブ１２９及び１３２は、同様の設計であり、それぞれ、環状空間１９からガスを排気するための、並びにコンパウンド及び洗浄液を放出するための弾性チューブに設置される。

図５４は、真空トラップ５（図２）の設計を示す。真空トラップ５は、円筒形状のケーシング１５６を含む。ケーシング１５６の内部空洞は、内蔵の隔壁によって小さい及び大きいチャンバに分割される。大きいチャンバはカバー１５７によって閉じられ、小さいチャンバはカバー１５８によって閉じられる。ケーシング１５６及びカバー１５７、１５８は、気密ハウジングを構成する。固定具６及び７は、カバー１５７に設置される。チューブ３及び４は、それぞれ、固定具６及び７を通して大きいチャンバの内部空洞に挿入される。固定具８は、カバー１５８に設置される。チューブ９は、固定具８を通して小さいチャンバの空洞に挿入される。ケーシング１５６と同軸に配置された大きいチャンバの内部空洞には、薄肉シェル１５９がある。シェル１５９は、回り継手１６１によってロード・セル１６０でケーシング１５６へ懸吊される。シェル１５９の内部空洞には、直接その表面上に、円筒状本体１６２、及びポリエチレンなどの接着防止材料から作成される容易に取外し可能なカバー１６３、１６４からなる、リザーバがある。チューブ３及び４は、カバー１６３における２つの孔を通して、リザーバの空洞に挿入される。カバー１６４には、ケーシング１５６の隔壁における開口部１６６を通した、小さいチャンバの空洞の、大きいチャンバの空洞との、及びリザーバの空洞との接続をもたらす、開口部１６５がある。エア・フィルタ１５６は、ケーシング１６７と同軸の小さいチャンバの空洞に設置される。

真空トラップを装備する提案される装置の主要な構成が、図５５に示される。提案される装置は、分散型マイクロプロセッサ・システム（図及び図面には示されない）を装備する。分散型マイクロプロセッサ・システムは、以下のマイクロコントローラを基礎とする。Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＴＭ４Ｃ１２９４ＮＣＰＤＴ、及びマイクロセンサＭＥＭＳ。

装置１（図１）の上記のレイアウト（図３、図４、図１４）は、最も一般的であり、最も広範な直径において、パイライン溶接継手の内部絶縁に適する。この場合に、前記レイアウトは、実用的に唯一のレイアウトであり、１５９ｍｍを超えない直径のパイライン溶接継手の内部絶縁のために設計される装置１で使用され得る。このレイアウトは、封止ユニット１０（図３）の円筒状ケーシング２２（図７及び図１４）の内部空洞において、装置１の全ての構成要素及びユニットの最も空間的に無駄のないしっかりした配置をもたらし、一方で、空洞は装置１のケーシングとしての役割を果たす。これにより、装置１のできる限り最小な寸法が可能になる。前記レイアウトを使用する場合に、装置１の最小の大きさは、コンパウンド投入ユニット１２の使用されるバルブ７３、７４、７５（図２６）、及び空気圧自動ユニット１３の空気圧バルブ・アイランド５６（図２０）の大きさによって決定される。小型の空気圧バルブ・アイランド５６（ＦＥＳＴＯ製１０ＣＰＶ）、及びパイライン溶接継手の絶縁のための装置１で使用される、専用設計のバルブ７３、７４、７５は、要求される容量より何倍も大きい、余剰流量を有する。それゆえ、異なる直径のパイプラインのために意図された、溶接継手の内部絶縁のための装置１の異なる大きさの設計は、同じ大きさの空気圧バルブ・アイランド５６（図２０）及びバルブ（７３、７４、７５）と共に使用され得る。したがって、余剰空間が、空気圧自動ユニット１３及びコンパウンド投入アセンブリ１２の領域におけるケーシング２２（図１４）の内部空洞で、１５９ｍｍより大きい直径のパイライン溶接継手の内部絶縁のために設計される装置１に形成される。さらに、設計されるパイプライン装置１の直径が大きいほど、使用されるケーシング２２の直径が大きくなり、ケーシング２２の内部空洞の容積が大きくなり、より自由な空間がケーシング２２の空洞に形成される。ケーシング２２の直径が大きくなるにつれ、分注ユニットの全体の空洞が、それに応じて増大する。パイプラインの直径が増加すると、環状空間１９（図５）の空洞を満たすために必要なコンパウンドの量も同様に増加する。しかしながら、パイプラインの直径、及びそれに応じたケーシング２２の直径が増加すると、分注ユニットの全体の容積の増加率は、環状空間１９の増加する容積を満たすために要求されるコンパウンドの量の増加率を超える。上記により、ピストン・アセンブリ（図１７、図１８、図１９）において、ピストン４５、４６の全体のストロークＬ及び／又は直径Ｄを減少させることを代償にして、分注ユニットの全体の容積を著しく減少させることが可能である。

ケーシング２２の内部空洞における自由な空間は、装置１のレイアウトの変更を容易にする。例えば、コンパウンド投入ユニット１２を空気圧自動ユニット１３と組み合わせることができるか、又は１つの軸に沿ったコンパウンドの連続的配置を避けることができ、分注ユニット、コンパウンド投入ユニット１２、及び空気圧自動ユニット１３を、装置１から半径方向にずれる３つの平行軸で配置することができ、それは装置１の長さを少なくとも半分に減少させるのに役立つ。しかしながら、装置１の縮小に伴い、封止ユニット１０（図３）の弾性シェル１８（図４）の長さもまた減少する。弾性シェル１８の長さが過剰に減少すると、必然的に溶接継手１５の環状空間１９の封止の著しい品質劣化、及び装置１の封止ユニット１０の動作能力低下が起こる。弾性シェル１８の最適な長さは、保護ブッシュ１６の２又は３の倍の長さである。この場合に、最小の長さの弾性シェル１８は、高品質な内面のパイプライン溶接継手を絶縁するために使用され得る。不揃いな又は乏しい品質の内面のパイプラインでは、より長い弾性シェル１８を有する装置１を使用することが強く推奨される。これらの推奨事項に準拠することにより、装置１の封止ユニット１０の劣化が防がれる。このように、装置１の許容される最小の長さは、主に封止ユニット１０の弾性シェル１８の長さによって決定される。しかしながら、そのレイアウトを変更することによって、装置１の長さを減少させることは、弾性シェル１８の最小／最適な長さの条件が守られる場合にのみ可能であり得る。

上記の及び図１４に示される装置１のレイアウトのオプションが、最も著しく利点を有することが、実験的に確立される。同時に、１５９ｍｍを超える直径のパイライン溶接継手の内部絶縁のために設計される装置１は、空気圧自動ユニット１３のケーシングに、及び／又はコンパウンド投入ユニット１２のケーシングに、追加の構成要素及び／又は装置（圧縮空気シリンダ、エア・リデューサ、小型コンプレッサ、内蔵真空ポンプ、真空トラップなど）を組み込むことを可能にする。

そのため、上記（図１４）で提示された装置１のレイアウトは、可能であるだけでなく、最も一般的であり、パイプラインのほぼ全ての直径について好ましい。装置１の直径の増加に伴い、好ましいレイアウトによって、装置の機能性が著しく増加する。主要なユニット１０、１２、及びユニット１３（図３）の多機能性により、装置１における部品及び着脱式接続部の数が著しく減り、それにより、機器の信頼性が著しく高まり、その重量及び寸法が減少する。

パイライン溶接継手１５の内部絶縁は、以下の２つのオプションで実施された。
１）真空トラップを有する提案される装置（図２）による。
２）真空トラップのない提案される装置（図１）による。

内部溶接継手１５を、外径１５９ｍｍ及び肉厚６ｍｍのパイプラインで、両オプションにおいて絶縁した。外径１４１ｍｍ及び肉厚０．５５ｍｍのステンレス鋼３０４の薄肉円筒状保護ブッシュ１６を、絶縁のために使用した。保護ブッシュの長さは、１８０ｍｍであった。

室温で硬化する二成分耐加水分解性ポリウレタン系である、Ｃｏｖｅｓｔｒｏ製のポリオールＣＧ９９００８７５ＭＦ＋イソシアネートＢ９Ｍ１０をコンパウンドとして使用した。体積混合比は、３８．５：１００であった。コンパウンドの成分を２３℃で混合した後の、コンパウンドの有効時間は、７・・・１０分間である。溶剤を洗浄液として使用した。

溶接継手の内部絶縁のために使用された装置は、以下の特徴を有する二成分コンパウンドの組み込まれた分注ユニットを有した。ピストン４５及び４６の直径；９０ｍｍ、ロッド４７の直径；７０．５８ｍｍ、ロッド動作領域のピストン動作領域に対する比；３８．５：１００、ピストン・アセンブリ１１の全動作ストローク長；８５ｍｍ、分注ユニットの全容積；０．７４８リットル、液圧蓄圧器６７の容積；０．５２５リットル。

パイライン溶接継手１５の内部絶縁を、マイナス２６℃の周辺温度で実施した。分注ユニット内部のコンパウンド成分の、及び液圧蓄圧器６７内部の洗浄液の温度を、パイライン溶接継手１５の絶縁の全てのプロセス中、プラス２３～２５℃で維持した。提案される装置は、２．８ｋＷ電力のフィルム電気ヒータ２３（図５８）によって温度調節された。パイプライン１４の空洞内部の提案される装置の加熱及び動作は、制御システム内部メモリにアップロードされたプログラムを基礎とする、内蔵分散型マイクロプロセッサ・システムによって制御された。内部絶縁プロセスを開始する前に、自動電力供給及び温度制御器を有する電気バンド・ヒータ（図面には例示されない）を、絶縁される継手のパイプライン１４の外側に設置した。加熱温度を、＋３０℃に設定した。電気バンド・ヒータは、パイプライン１４の空洞から提案される装置を取り外した後に、３０分で取り除かれた。

真空トラップを装備する提案される装置を使用した、パイプライン溶接継手の内部絶縁の第１のオプションは、以下のように実施された。

段階１．段階１での作業は技術者によって行われた。提案される機器を、溶接継手１５の内部絶縁での作業ために準備した。装置１の初期位置において、バルブ７３、７４、７５（図５５）は閉鎖状態であった。バルブ１２９、１３０、１３２（図５５）を、強制的に開放状態にした。新しい弾性チューブ３、４、及び１５５（図５６）を、真空で動作するために、及びマイナス４０～プラス４０℃の温度範囲での１０バールまでの過圧での動作に耐えるために設計された、装置１に設置した。組み込まれた分注ユニットを、移動式分注ユニット（図には示されない）を使用して満たした。適合するクイック・カップリングを有する補給装置の２つのホースを、提案される装置１のクイック・リリース・カップリング６９及び７１（図５６、図５５）へ接続した。ＣＧ９９００８７５ＭＦポリオールのホースを、クイック・リリース・カップリング６９へ接続し、Ｂ９Ｍ１０イソシアネートのホースを、クイック・リリース・カップリング７１へ接続した。組み込まれたクイック・カップリング６９及び７１は、他のいかなる接続も防ぎ、それによって、不適切な分配の可能性を排除する。分注ユニットのピストン及びロッドの空洞５１、５２、５３、５４が６バールで完全に満たされるまで、イソシアネート及びポリオールを同調して満たした。分注ユニットが満たされるにつれ、クイック・リリース・カップリング６９を通したポリオールＣＧ９９００８７５ＭＦの流れは、静的ミキサ７２の出口の流れ制御アセンブリ６８におけるチャネルの１２５及び１２４（図４４）を通して連続的に流れた。ポリオールの流れは、チャネル１２４から、バルブ・アセンブリ６６を有する静的ミキサ７２のケーシング７６（図３１、図２６）におけるチャネル１０３へ方向付けられた。その後、ポリオールの流れは、ケーシング７６におけるチャネル１０２及び９９（図３１）を通過した。ポリオールは、チャネル９９（図３４）を通過して、バルブ７３の過給空洞８７に入った。バルブ７３の過給空洞８７から、ポリオールをチャネル４３（図３５、図１４）通して、分注ユニットのピストン動作空洞５１（図１７）にポンプで送った。

Ｂ９Ｍ１０イソシアネートを、クイック・リリース・カップリング７１（図４２）を通して、静的ミキサ７２の出口で流れ制御アセンブリ６８に構築されたチャネル１２２へ投入した。チャネル１２２からのイソシアネートの流れは、封止アセンブリ１０のケーシング２２に沿って縦方向チャネル３６を通過し、半径方向チャネル３７へ到達した。イソシアネートを、チャネル３７を通して、分注ユニットのロッド動作空洞５２（図１７）にポンプで送った。

分注ユニットの空洞の充填は、分注ユニットに内蔵された２つの圧力センサによって監視された。この場合に、６バールでの液圧の安定化が、分注ユニットを満たすプロセスの完了を指示する。分注ユニットを満たした後に、クイック・リリース・カップリング６９及び７１（図５６）から、ホースを取り外した。

液圧蓄圧器６７（図６２）を、クイック・リリース・カップリング７０（図４３）を通して、洗浄液で満たした。２バールの過圧下で、液圧蓄圧器６７の内部空洞に洗浄液を投入した。液圧蓄圧器６７を満たす前に、チャネル２７、１２１、１２０（図４０）を通してその外部空気圧空洞から、圧縮空気の圧力を解放した。充填中、投入された洗浄液は、クイック・リリース・カップリング７０、チャネル１２３を絶え間なく通過し、次に、それを、チャネル１０５を通して液圧蓄圧器６７（図４３、図４１）の内部空洞にポンプで送った。液圧蓄圧器６７の内部空洞のその完全な容量までの充填を、液圧蓄圧器６７の空気圧空洞において大気圧で、洗浄液の充填装置における圧力を読み取ることによって監視した。分注ユニット及び液圧蓄圧器６７を満たすための全体的時間は、約６０秒であった。

保護ブッシュ１６を装置に取り付けた。保護ブッシュ１６の設置は図５７で明らかにされる。保護ブッシュ１６を装置の上に同軸に挿入し、弾性シェル１８のベッディング３８（図１１）に配置して、そのサイド・ストッパ３９を保護ブッシュ１６の端部と合わせた。空気圧自動ユニット１３（図３）の空気圧バルブ・アイランド５６（図２０）から、封止ユニット１０（図３）のケーシング２２（図７）及び弾性ホース１７によって作られた閉鎖気密回路に、圧縮空気を投入した。弾性スリーブ１７（図５８）が、弾性シェル１８を膨張させ広げた。ベッディング３８（図１１）が、保護ブッシュ１６（図５８）と接触した。弾性シェル１８のサイド・ストッパ３９（図１１）が、保護ブッシュ１６（図５８）の端部と接触し、それを固定した。弾性シェル１８（図５８）への保護ブッシュ１６の固定が完了すると、封止ユニット１０（図３）のケーシング２２（図７）及び弾性ホース１７によって作られた漏れ止め密封回路における、圧縮空気の供給が完了し、圧力は空気圧バルブ・アイランド５６（図２０）によって一定に保たれた。さらに、弾性スリーブ１７（図５８）及び弾性シェル１８の拡大が停止した。溶接継手の内部絶縁での作業のための提案される装置の準備が完了した。全体で、装置を準備するために２分１５秒かかった。

段階２．提案される装置を、パイプライン１４（図５９）の開放端を通して内部空洞に挿入し、溶接継手１５が弾性シェル１８へ固定された保護ブッシュ１６の中央になるように配置した。この場合に、弾性シェル１８の外面とパイプライン１４の内面との間には、約３ｍｍ厚の環状空間が存在した。ほとんどの場合に、この空間の大きさは、最適であると考えられる。パイプの楕円率により間隙が縮小すると、パイプラインの内部空洞を通した装置の輸送が、わずかにより困難になる。空間がより大きくなると、溶接継手の絶縁後のパイプラインの断面の過度な減少、及びコンパウンド消費量の上昇による材料費の高騰につながる。

段階３．封止ユニット１０（図３）のケーシング２２（図７）及び弾性ホース１７によって形成された閉鎖漏れ止め密封回路にチャネル３５（図１３）が通じるように、装置を位置決めするとすぐに、続けて圧縮空気を供給した。圧力が増加すると、弾性ホース１７（図６０）が膨張し、パイプライン１４の内面でそれが止まるまで弾性シェル１８を広げた。ケーシング２２と弾性ホース１７との間の封止回路において、１０バールの圧力を設定した。閉鎖環状空間１９が、保護ブッシュ１６とパイプライン１４の内面との間に形成された。コンパウンド分注ユニット１２の片側で、環状空間１９の空洞を気密入口２０及び２１のチャネルへ接続した。

段階４．溶接継手１５の領域（図５５、図６１、図６２）における環状空間１９、及びコンパウンド分注ユニット１２（図４）を真空処理した。この理由のために、提案される装置（図２、図６２）のチューブ９へ接続された真空ポンプ（図面には例示されない）を使用した。この場合に、真空トラップ５の直近のパイプラインの内部空洞１４に、小さい真空ポンプを配置した。真空トラップ５（図６２）の内部空洞から、チューブ９を通して空気を排出した。同時に、チューブ３（図６１、図６２、図２）のチャネル、気密入口２０、及び溶接継手１５の領域の環状空間１９を、真空処理した。環状空間１９（図６１）を通して、チューブ１５５の気密入口２１、チャネル１４０及び１３９（図５２）、並びに静的ミキサ７２（図６１、図６２）から、空気をポンプで排出した。静的ミキサ７２を通して、チャネル１０８～１１３、並びにバルブ７３、７４、７５（図３５及び図３６）の放出空洞９０、９１、及び９２を、真空処理した。さらに、チャネル１４２、１４３（図５０）、１５３、１５４（図５１）、ニップル１３１（図５１、図４６）、及びチューブ４（図６２）から、空気をポンプで排出した。ピンチ・バルブ１２９、１３０及び１３２（図６２）が開いた状態で、全ての減圧された空洞及び導管は互いに連通する。それゆえ、開いたピンチ・バルブ１２９、１３０及び１３２によって空気が排出され、それにより、真空吸引の最小所要時間が確保された。２ミリバールの絶対圧力まで空気を排出するために４５秒かかった。

バックグラウンド・モードにおいて、装置制御システムは、リアル・タイム・モードにおける空気のポンピング中、環状空間１９（図６１）の耐密性を監視した。耐密性制御は、以下の３つの方法、真空吸引プロセスにおける瞬間的な圧力減少率の推定、到達する真空圧の最終的なレベルの推定、システムからの空気排出完了後の漏洩率、によって交互に行われた。全体で、環状空間１９から空気を排出するために、及びその耐密性を確認するために５６秒かかった。

段階５．空気圧自動ユニット１３を、チャネル４４（図１５）を通して、分注ユニットのピストン駆動空洞５３に圧縮空気をポンプで送るために使用した。そのようにすることで、チャネル４８及び４９（図１６）を通して、ピストン駆動空洞５３から分注ユニットのロッド駆動空洞５４に、圧縮空気をポンプで送った。分注ユニットの駆動空洞５３、５４における圧力は、１０バールで安定した。圧力はまた、分注ユニットのピストン動作空洞５３及びロッド動作空洞５４において、９．８バールで安定していた。ピンチ・バルブ１３０（図６２）を遮断した。この場合に、ピンチ・バルブ１２９及び１３２を開いた。初期段階において、バルブ７３及び７４を閉じた。９．８バールの圧力で、分注ユニットの動作空洞５１、５２からバルブ７３及び７４（図３４）の過給空洞８７及び８８に、コンパウンド成分をポンプで送った。同時に、分注ユニットのピストン動作空洞５１からのポリオールが、チャネル４３（図１４、図１９、図３５、図６３）を通して、バルブ７３の過給空洞８７に圧力を直接加えた。分注ユニットのロッド動作空洞５２に配置されたイソシアネートが、チャネル３７、３６、１２２（図４２）、及び１０１（図３４、図４２）を通して、バルブ７４の過給空洞８８に圧力を加えた。バルブ７３及び７４を同調して駆動させ、開いた（図３５）。コンパウンド成分が、バルブ７３及び７４の放出空洞９０及び９１、並びにチャネル１０８、１０９、１１０、１１１を満たし、バルブ７３及び７４の過給空洞８７及び８８（図３５、図６３）から静的ミキサ７２に流れた。コンパウンド成分は、同時に、チャネル１１２、１１３、及びバルブ７５（図３５及び図３６）の放出空洞９２を満たした。ポリオール及びイソシアネートは、厳格な分量比で静的ミキサ７２において混合された。静的ミキサ７２からチャネル１１４、１３９（図６３）、１４０（図５３）、及びチューブ１５５（図５３、図６２）に、混合コンパウンドを投入した。バルブ１３０が閉じられたので、コンパウンドは環状空間１９に供給されなかった。同時に、コンパウンドは、チャネル１４２、１４３、１５３、１５４（図５０、図５１）を通してポンプで送られ、ニップル１３１を通過し、開いたピンチ・バルブ１３２を通してチューブ４によって真空トラップ５（図６２）に流れた。最初のバッチの混合コンパウンドは、乏しい品質であった。これは、より低い比率の混合体積比のコンパウンド成分のうちの１つが、静的ミキサ７２の入口の空洞、及びある程度遅れてミキサ７２自体を満たし、それにより、初期段階での混合割合の乱れが生じたことによって、主に引き起こされた。それが、最初のバッチのコンパウンドが真空トラップ５へ廃棄される理由である。排除されるコンパウンドの最初のバッチの量は、装置制御システムのプログラムによって設定された。排除されたコンパウンドの量は、本発明の枠組み内では開示されない別個の技術的解決手段である、専用の装置によって制御された。最初のバッチの乏しい品質のコンパウンドを排除した後に、バルブ１３２を遮断し、バルブ１３０を開いた（図６１）。その間に、コンパウンドは、フィードスルー・プレート２１を通過し、チューブ１５５（図６１）を通して環状空間１９（図６１）を満たした。環状空間１９が満たされると、その中のコンパウンドレベルが増加した。環状空間１９におけるレベルが、上部の気密入口２０のレベルまで上昇すると、コンパウンドは、気密入口２０及びチューブ３（図６１）を通して空洞から流出し始め、真空トラップ５（図６２）に入った。上部の気密入口２０を通した真空トラップ５へのコンパウンドの流れを制限する時に、バルブ１２９は閉じられ、バルブ１３０（図６１）は開いたままであった。この場合に、制御システムは、自動的に分注ユニットにおける圧力を６バールまで下げた。コンパウンドを２０秒間加圧した。これにより、環状空間１９における微視的なものを含む全ての隙間、空隙、及び細孔を、確実に満たすことが保証された。２０秒間の曝露の後に、バルブ１３０（図６２）及びバルブ７３及び７４（図６３）を遮断した。分注ユニットにおける圧縮空気の圧力は、空気圧自動ユニット１３（図５５）によって解放された。環状空間１９を満たすプロセスが完了した。コンパウンドの特定の密度を制御し、圧力下でそれを保持する操作を考慮して、全体で、環状空間１９をコンパウンドで満たすために２８秒かかった。真空トラップ５に排除されたコンパウンドを考慮すると、パイライン溶接継手１５の内部絶縁に費やされる、その全体積は、０．２７２リットルであった。

段階６．静的ミキサ７２、及び溶接継手の領域１５における環状空間１９の空洞の混合コンパウンド供給チャネルを流し洗いした。圧縮空気を加圧して、チャネル１２０及び１２１（図４０）通して、液圧蓄圧器６７の外部封止回路の空洞に入れた。液圧蓄圧器６７における圧力を１０バールに設定した。バルブ１３２及び７５を開いた（図５５）。バルブ７５（図３６）を開くと、洗浄液は、圧入下で液圧蓄圧器６７（図２９）におけるバルブ７５の放出空洞８９から、放出空洞９２に流れた。バルブ７５（図３６）の放出空洞９２の出口で、洗浄液は２本の細流に分割された。洗浄液の１本の細流が、チャネル１１２（図３６）を通過して、バルブ７４の放出空洞９１へ、及びその後、チャネル１０８、１０９（図３５）を通して組み込まれた静的ミキサ７２に入った。洗浄液の別の細流が、チャネル１１３（図３６）を通過して、バルブ７３の放出空洞９０へ、及びその後、チャネル１１０、１１１を通して静的ミキサ７２に入り、そこで２本の細流は合流した。洗浄液の細流は、静的ミキサ７２からバルブ１３０のロッドによって弾性チューブ１５５（図５３）を挟む点までの、全ての混合コンパウンドを流し出した。バルブ１３０（図５３）が閉じた状態で、洗浄液は、迂回チャネル１４２、１４３、１５３（図５１）、及び１５４に沿って通過し、ニップル１２８（図５０）とノズル１４１との間の環状スロットを通してニップル１３１へ流れた。バルブ１３２（図６２）が開いた状態で、混合コンパウンドは、チューブ４を通して真空トラップ５の空洞に流れた。洗浄液の流量は、ロード・セル１６０及び制御システムによって、重量法で測定された。洗浄液の流量が０．１５０ｋｇに達すると、バルブ７５を閉じた。洗浄プロセスが完了した。

段階７．重合。溶接継手１５の領域において環状空間１９をコンパウンドで満たすプロセスの後に、提案される装置を１０分間パイプラインの空洞に保持した。

段階８．曝露の終了時に、ケーシング２２及び弾性ホース１７（図５５）によって形成された封止回路を減圧した。弾性シェル１８（図５５）が縮小し、保護スリーブ１６との隙間ができた。隙間が、提案される装置１（図６４）とパイプライン１４の内壁との間で、並びに装置１と保護スリーブ１６との間で形成された。パイプライン１４の空洞から装置１を取り外した。この場合に、パイプライン１４の空洞から装置１を取り外した後に、溶接継手１５は、図６５に例示される形状となった。溶接継手１５及びパイプライン１４の内面の隣接区画は、重合されたコンパウンド１６８及び保護ブッシュ１６の連続した耐水性の円筒状シェルによって、しっかり封止される。

段階９．段階９での作業は技術者によって行われた。パイプライン１４の空洞から装置１を取り外した直後に、装置１から弾性チューブ３、４、及び１５５を取り除いた（図５７）。気密入口２０及び２１（図６１）を圧縮空気でパージした。溶接継手１５の領域において環状空間１９をコンパウンドで満たすプロセスの開始から、気密入口２０及び２１をパージするまでの時間が、混合コンパウンドの有効時間の２倍を超えた場合に、直径４ｍｍの直線状スチール・ロッドでそれらの内部チャネルを清掃した。完全に重合した後に、封止された入口２０及び２１のチャネルは、例えば、電動スクリュードライバーを用いて、直径４ｍｍのドリルでそれらを突き通すことによって清掃され得る。真空トラップ５からリザーバを取り外し、清掃した後、真空トラップを再び組み立てた。

真空トラップのない提案される装置を使用した、パイプライン溶接継手の内部絶縁の第２のオプションは、以下のように実施された。

段階１．第１のオプションによる段階１に従って作業を行った。相違点は、長いチューブ３がインライン・リザーバを有する真空ポンプへ直接接続され、チューブ４が気密入口２０へ一端で接続され（図４）、その第２の端部が内部チャネルの開いた状態で開放されたことであった。

段階２．第１のオプションの段階２に全て従って作業を行った。

段階３．第１のオプションの段階３に全て従って作業を行った。

段階４．第１のオプションの段階４に従って作業を行った。相違点は、真空ポンプを作動させる前に、ピンチ・バルブ１３２を閉じたことであった。さらに、この段階における作業の所要時間は、小さい断面の長いチューブ３の使用により１８０秒に増加した。

段階５．第１のオプションの段階５に従って作業を行った。相違点は以下の通りであった。段階の開始時に、ピンチ・バルブ１３２を閉じた。それが、コンパウンドが投入されると、装置のチャネルにおけるその圧力が増加した理由である。コンパウンドの圧力は、チャネル１３９において組み込まれた媒体分離器を有する圧力センサによって制御された（図５２、圧力センサは、図面には例示されない）。コンパウンドの圧入が９．８バールで安定するとすぐに、バルブ１３２を開いた。最初のバッチの混合コンパウンドは、乏しい品質であった。これは、より低い比率の混合体積比のコンパウンド成分のうちの１つが、静的ミキサ７２の入口の空洞、及びある程度遅れてミキサ７２自体を満たし、それにより、初期段階での混合割合の乱れが生じたことによって、主に引き起こされる。それが、最初のバッチのコンパウンドがパイプライン１４の空洞に廃棄される理由である。排除されるコンパウンドの最初のバッチの量は、装置制御システムのプログラムによって設定された。排除されたコンパウンドの量は、本発明の枠組み内では開示されない別個の技術的解決手段である、専用の装置によって制御された。最初のバッチの乏しい品質のコンパウンドを排除した後に、バルブ１３２を遮断し、バルブ１３０を開いた（図６１）。その間に、コンパウンドは、気密入口２１を通過し、チューブ１５５（図６１）を通して環状空間１９（図６１）を満たした。環状空間１９が満たされると、その中のコンパウンドレベルが増加した。環状空間１９におけるレベルが、環状空間１９の容積の約８０パーセントまで上昇すると、バルブ１２９を遮断した。環状空間１９（図６１）を満たすレベルの監視は、本発明の枠組み内では開示されない別個の技術的解決手段である、専用の装置によって行われた。環状空間１９を８０％まで満たした瞬間、バルブ１２９を閉じ、一方で、バルブ１３０（図６１）は開いたままにした。この場合に、制御システムは、自動的に分注ユニットにおける圧力を６バールまで下げた。環状空間１９の空洞を満たすプロセスが続いた。環状空間１９が満たされる瞬間は、チャネル１３９（図５２）におけるコンパウンドの圧力によって監視した。圧力が安定すると、環状空間１９の空洞を２０秒間加圧した（図６１）。これにより、環状空間１９における微視的なものを含む全ての空隙及び細孔を、確実に満たすことが保証された。２０秒間の曝露の後に、バルブ１３０（図６１）及びバルブ７３及び７４（図６３）を遮断した。分注ユニットにおける圧縮空気の圧力は、空気圧自動ユニット１３（図５５）によって解放された。環状空間１９を満たすプロセスが完了した。全体で、環状空間１９をコンパウンドで満たし、圧力下でそれを曝露するために３０秒かかった。パイライン溶接継手の内部絶縁のために消費されたコンパウンドの全体積は、０．３１２リットルであった。

段階６．第１のオプションの段階６に従って作業を行った。相違点は、洗浄液がチューブ４を通して、パイプラインの空洞に直接排除されたことであった。

段階７．第１のオプションの段階７に全て従って作業を行った。

段階８．第１のオプションの段階８に全て従って作業を行った。

段階９．第１のオプションの段階９に全て従って作業を行った。

Claims (14)

1. 円筒状ケーシング、及びそれ自体の空洞に過剰な圧力が発生すると半径方向に広がるように設計される、同軸に取り付けられる円筒状アクチュエータを含む封止ユニット、コンパウンド投入ユニット、コンパウンド分注ユニット、並びに前記ケーシングに配置される空気圧自動ユニットを備える、パイプライン溶接継手の内部隔離のための装置であって、各コンパウンド成分のための分注ユニットの動作空洞が、前記コンパウンド投入ユニットへ接続され、前記弾性アクチュエータが、前記溶接継手の領域の環状空間にコンパウンドを投入するためのチャネルを有し、前記環状空間が、前記コンパウンド投入ユニットと、及び前記環状空間からガスを排出するためのチャネルと接続され、前記空気圧自動ユニットが、前記分注ユニット及び前記コンパウンド投入ユニットの動作を制御するように、及び前記封止ユニットのアクチュエータの空洞で過剰空気圧の発生を制御するように設計される、装置。
2. 前記アクチュエータが、弾性スリーブ、及び前記スリーブに配置される、接着防止材料から作成される弾性シェルを備え、前記溶接継手の領域の前記環状空間に前記コンパウンドを投入するための前記チャネル、及び前記環状空間からガスを排出するための前記チャネルが前記弾性シェルに作られる、請求項１に記載の装置。
3. 前記弾性スリーブが、内側の端部区画に、前記封止ユニットのケーシングの外側の環状溝に配置される、環状突起を有し、外側の前記弾性スリーブの各端部区画に、前記弾性シェルの端部と接触する保持ブッシュがある、請求項２に記載の装置。
4. 前記封止ユニットのケーシングの外面に配置される、フィルム・ヒータを追加で備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記分注ユニットが、それ自体に設置されるピストン・アセンブリを有する円筒状ケーシングを備え、前記ピストン・アセンブリが、前記ケーシングに密閉して取り付けられる２つのピストンを含み、前記ピストンが、前記ケーシングの内面に取り付けられる環状空洞分離器内に密閉して設置されるロッドによって接続され、前記ロッドは、前記空気圧自動ユニットへ接続される軸方向チャネル、及び前記軸方向チャネルへ接続される半径方向チャネルを有し、それらの出力口が前記コンパウンド投入ユニット側に配置される第１のピストンの近くに配置される、請求項１に記載の装置。
6. 前記封止ユニットのケーシングが、前記分注ユニットのケーシングを形成する、請求項５に記載の装置。
7. 前記コンパウンド投入ユニットが、静的ミキサ、前記コンパウンド投入ユニットの前記ケーシングに組み込まれるバルブを有するバルブ・アセンブリ、及び前記静的ミキサへコンパウンド成分を供給するためのチャネルへ接続される洗浄液タンクを含む、ケーシングを備える、請求項１に記載の装置。
8. 前記コンパウンド投入ユニットのケーシングが、異なる直径の２つの円筒形状部分から作成され、前記静的ミキサが、前記ケーシング内部に同軸に配置され、前記バルブ・アセンブリの前記バルブが、大きい直径の前記ケーシングの前記部分に配置され、前記洗浄液タンクが、小さい直径の前記ケーシングの前記部分の外面、及び前記ケーシングへ固定される円筒状の隔膜によって形成される液圧蓄圧器である、請求項７に記載の装置。
9. 前記分注ユニットのピストン動作空洞が、前記コンパウンド投入ユニットの端面と前記ピストン・アセンブリの前記第１のピストンとの間に配置され、前記コンパウンド投入ユニットのケーシングに設計されるチャネルを通して、前記バルブ・アセンブリの第１のバルブの入口空洞へ接続され、前記分注ユニットのロッド動作空洞が、前記ピストン・アセンブリの第２のピストンと前記環状分離器との間に配置され、前記封止ユニットのケーシングにおける、及び前記コンパウンド投入ユニットのケーシングにおけるチャネルを通して、前記バルブ・アセンブリの第２のバルブの入口空洞へ接続され、前記バルブ・アセンブリの前記第１及び第２のバルブの出力口空洞が、前記コンパウンド投入ユニットの前記ケーシングにおけるチャネルを通して、前記静的ミキサの入口へ接続され、前記静的ミキサの出口が、前記環状空間にコンパウンドを投入するためのチャネルへ接続され、前記チャネルが、前記封止ユニットの前記弾性シェルに設計され、前記洗浄液タンクが、前記バルブ・アセンブリの前記第１及び第２のバルブの出力口空洞へ、前記バルブ・アセンブリの第３のバルブを通して接続される、請求項５に記載の装置。
10. 前記空気圧自動ユニットが、空気圧バルブ・アイランドを有するケーシングを備え、前記空気圧バルブ・アイランドの少なくとも１つの機能しているチャネルが、前記第２のピストンと前記空気圧自動ユニットの端面との間に配置される、前記分注ユニットの前記ピストン動作空洞へ接続され、前記空気圧バルブ・アイランドの他の機能中のチャネルが、それぞれ、前記封止ユニットの前記アクチュエータの空洞へ、前記洗浄液タンクの空洞へ、及び前記バルブ・アセンブリのバルブ駆動装置へ、前記封止ユニットのケーシングにおけるチャネルを通して接続され、前記空気圧バルブ・アイランドと接続される前記ピストン・アセンブリのピストン・センサが、前記ピストン・アセンブリに面する前記空気圧ユニットのケーシングの端面に配置される、請求項５に記載の装置。
11. 前記コンパウンド投入ユニットの前記静的ミキサの出口が、それ自体に設置される第１のピンチ・バルブを有する弾性チューブによって、前記封止ユニットのアクチュエータの前記コンパウンド投入チャネルへ接続され、また前記静的ミキサの前記出口が、設置される第２のピンチ・バルブを有する、乏しい品質のコンパウンドを排除するための弾性チューブへ接続され、前記封止ユニットのアクチュエータの前記環状空間から空気を排出するためのチャネルが、設置される第３のピンチ・バルブを有する弾性ポンピング・チューブへ接続され、前記ピンチ・バルブが、前記コンパウンド投入ユニットのケーシングに配置され、前記空気圧バルブ・アイランドの他の機能中のチャネルが、ピンチ・バルブ駆動装置へ、前記封止ユニットのケーシングにおけるチャネルを通して接続される、請求項１０に記載の装置。
12. 前記環状空間からガスを排出するための前記チャネルが、真空トラップへ接続される、請求項１に記載の装置。
13. 乏しい品質のコンパウンドを排除するための前記弾性チューブ、及び前記弾性ポンピング・チューブが、真空トラップへ接続される、請求項１１に記載の装置。
14. 前記真空トラップが、小さい及び大きいチャンバへの開口部を有する隔壁によって分割される、円筒状ケーシングを含み、前記大きいチャンバにタンクがあり、前記タンクが、ロード・セルで前記ケーシングに吊持され、前記隔壁に面する側に開口部を有し、反対側で、前記タンクが、柔軟性の放出及び排出チューブへ接続され、一方で、前記隔壁における前記開口部と出口ノズルとの間の前記小さいチャンバにエア・フィルタがある、請求項１３に記載の装置。

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