NL9100917A - Vervormingsinrichting voor het vervormen van een in een leiding aangebracht afdichtelement van kunststofmateriaal. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Vervormingsinrichting voor het vervormen van een in een leiding aangebracht afdichtelement van kunststofmateriaal.

De uitvinding heeft betrekking op vervormingsinrichting voor het vervormen onder toepassing van warmte en druk van een van binnenuit in een, van zij leidingen voorziene, leiding aangebracht afdichtelement van kunststofmateriaal ter afdichting van lekkages en/of verbindingen in dergelijke leidingen tenminste omvattende een drager die een van een gastoevoer en gasafvoer voorziene opblaasbare ballon draagt, welke drager door middel van een dragerelement met een in verschillende richtingen roteerbare en verplaatsbare arm van een binnen de leiding transporteerbare en op afstand bedienbare wagen verbonden kan worden.

Een dergelijke bekende vervormingsinrichting wordt gebruikt voor het renoveren respektievelijk repareren van zij leidingen voorziene, bestaande buisleidingen om beschadigde delen weer af te dichten zonder demonteren van genoemde bestaande leiding met eventuele zijleidingen.

Dit laatste geldt in het bijzonder voor het renoveren en repareren van in de grond liggende leidingssystemen, meer in het bijzonder rioleringsleidingen.

Voor het repareren wordt in dergelijke buisleidingen met zij leidingen bijvoorbeeld een zadel met zadelspruit van thermoplastische kunststof aangebracht, waarna vervolgens met behulp van een verwarmde opblaasbare ballon de spruit tegen de binnenwand van de zijleiding en de zadelplaat afdichtend tegen de binnenzijde van de leiding of van een in een dergelijke leiding aangebrachte kunststofbinnenbuisbekleding aangedrukt wordt.

Deze bekende vervormingsinrichting, waarbij de drager met ballon star bevestigd is aan de arm van een op afstand bedienbare wagen, heeft het nadeel dat de arm nauwkeurig onder de juiste hoek ten opzichte van de hoofdleiding moet worden gebracht om de ballon in de zadelspruit van het verbindingsdeel goed te kunnen plaatsen en te kunnen opblazen. Vooral bij aansluithoeken van de zij leidingen van ongeveer 45° is het moeilijk deze hoek nauwkeurig te bepalen, terwijl bovendien in de zij leiding juist nabij de aansluiting met de hoofdleiding een kleine bocht aanwezig kan zijn, dan wel andere onvoorspelbare situaties zich kunnen voordoen.

Het is derhalve duidelijk dat de starre bevestiging van de drager met ballon aan de robotarm zeer nadelig is.

Een ander nadeel is dat het met de bestaande inrichting niet goed mogelijk is om bij het aanbrengen van een zadel binnen de hoofdleiding, bij kleine afwijkingen van de diameter van de zadelplaat en de inwendige diameter van de hoofdleiding of de bekleding daarvan, een goede aansluiting van de zadelplaat aan de binnenzijde van de leiding te verkrijgen. Ook en vooral bij de kombinatie van afwijkingen van diameters en van aansluithoeken is met de bestaande inrichting niet goed te werken.

De uitvinding beoogt nu een vervormingsinrichting van het bovengenoemde type te verschaffen, waarbij deze nadelen niet meer optreden.

Dit oogmerk wordt bereikt doordat het dragerelement flexibel uitgevoerd is.

Door de flexibele uitvoering kan men zonder moeilijkheden altijd de drager met opblaasbare ballon in de zij leiding plaatsen zonder dat men problemen ondervindt van een kleine afwijking van de aansluithoek of kleine bocht of dergelijke in de zij leiding juist nabij de aansluiting.

Een nog ander nadeel van de bekende inrichting is dat vanwege de beperkte radiale afmetingen van zadel met spruit, ook indien deze tweedelig is uitgevoerd, en van de ballon, die men aan moet houden om zadel en ballon met drager en vervormingsinrichting nog met een op afstand bedienbare wagen door de leiding te kunnen transporteren men slechts een zadel met korte spruit kan inbrengen, en deze spruit over slechts een kleine lengte kan vervormen.

Om dit te ondervangen is met bijzonder voordeel de drager met ballon axiaal beweegbaar ten opzichte van het dragerelement bevestigd.

Bij toepassing van deze maatregel is het mogelijk om een ballon met daarop geplaatste losse zadelspruit binnen de leiding te transporteren en vervolgens in de zij leiding in te brengen. Tevens kan dan met een ballon van beperkte lengte ook in een zij leiding onder een hoek van bijvoorbeeld 45° de spruit over voldoende lengte worden opgeblazen door de ballon in twee axiaal ten opzichte van elkaar verplaatste posities te gebruiken.

Voor het axiaal verplaatsen van drager met ballon ten opzichte van het dragerelement wordt met voordeel gebruik gemaakt van expansiemiddelen, terwijl retractiemiddelen aanwezig zijn voor het weer axiaal ten opzichte naar elkaar toe bewegen van drager en dragerelement, om het vervormingselement weer in zijn oorspronkelijke stand te kunnen brengen.

Het dragerelement omvat met voordeel een flexibele slang voorzien van een mediumtoevoer, welke slang uitmondt in een door mediumdruk expanderende expansiekamer waardoor men enerzijds een flexibele verbinding bereikt tussen dragerelement en drager met ballon en anderzijds gemakkelijk de drager met ballon axiaal ten opzichte van het dragerelement in lengterichting kan verplaatsen.

Doelmatig zijn expansiebegrenzingsmiddelen aanwezig om de axiale beweging van de drager met ballon ten opzichte van het dragerelement te begrenzen, bij voorkeur een aanslag, terwijl anderzijds de retractiemiddelen met voordeel uit een trekveer bestaan.

Bij het plaatsen en aandrukken van een als afdichtelement gebruikte zadelplaat in een leiding bij afwijkingen van de inwendige diameter van de hoofdleiding, is het vaak moeilijk een goede aansluiting van de zadelplaat aan de binnenzijde van de leiding te krijgen.

Dit wordt volgens de uitvinding echter met voordeel bereikt doordat de inrichting tevens van een aandrukelement is voorzien dat samen kan werken met een in een leiding, te vervormen afdichtelement, bij voorkeur een zadelplaat met een zich in een zij leiding uitstrekkende zadelspruit, welk aandrukelement doelmatig een rondom gelijkmatige druk kan uitoefenen.

Met bijzonder voordeel is daartoe het aandrukelement voorzien van een elastisch drukelementdeel, bij voorkeur een holle met een medium gevulde ring van elastisch materiaal.

Volgens een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm is het aandrukelement voorzien van een of meer mechanisch losbare, bij voorkeur verende, klemelementen voor het vasthouden van een afdichtelement, in het bijzonder een zadelplaat met zadelspruit, welke klemelementen hun verende werking verliezen bij inwerking van het aandrukelement op een afdichtelement.

Toepassing van het elastisch drukelement is ook mogelijk bij een inrichting zonder flexibel dragerelement.

Met behulp van een inrichting volgens de uitvinding is het in het bijzonder mogelijk om een tweedelig zadel in een leiding met zij leiding zodanig aan të brengen dat gelijktijdig de zadelplaat van het zadel goed passend kan worden aangedrukt en tevens de spruit van het zadel op een flexibele wijze ingebracht en opgetrompt kan worden, waarbij de hoek tussen zadel en spruit niet van te voren volkomen nauwkeurig behoeft te worden bepaald.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden met behulp van de tekening waarin: - Fig. 1 schematisch een buisleiding met een zijleiding toont, met in de buisleiding een op afstand bedienbare wagen die op een arm een vervormingsinrichting volgens de uitvinding draagt, waarvan een deel weergegeven is; Fig. 2 toont eenzelfde buisleiding met zij leiding als weergegeven in fig. 1, waarbij voor het vastzetten van een zadelplaat gebruik gemaakt wordt van een fixatie-element, met een deel van een vervormingsinrichting volgens de uitvinding;

Fig. 3 toont een vervormingsinrichting volgens de uitvinding in doorsnede;

Fig. 4 toont een variant van een vervormingsinrichting met dragerelement volgens de uitvinding;

Fig. 5 en 5a tonen een detail van een zadel met een aandrukelement voor het aandrukken van een zadelplaat; en

Fig. 6 een detail van een zadelplaat met zadelspruit vastgehouden op een aandrukelement.

In fig. 1 is een buisleiding 26 weergegeven voorzien van een van binnenuit aangebrachte kunststofbinnenbekledingsbuis 27 met een doorboring ter plaatse van een zij leiding 36.

In de binnenzijde van de buisleiding 26 bevindt zich een op afstand bedienbare wagen 24 voorzien van een in verschillende richtingen roteerbare en verplaatsbare arm 6 die verbonden is met een vervormingsinrichting 25 volgens de uitvinding. De arm 6 is gekoppeld aan een later te omschrijven flexibele slang 5 van vervormingselement 25 met opblaasbare ballon 4.

Voor het verkrijgen van een goede afdichting in een dergelijke leiding met zij leiding wordt gebruik gemaakt van met een in twee delen uitgevoerd zadel, omvattende een zadelplaat 20 met zadelspruit 21, welke zich in de zijleiding uitstrekt. De zadelplaat 20 draagt tevens een in zich in de zijleiding 36 uitstrekkend uitstekend zadelplaatdeel 20a (zie hiervoor in het bijzonder ook fig. 4).

Voor het vormen van de goede afdichting moet de zadelspruit 21 tegen een in een zijleiding aangebrachte zijleidingbin-nenbekleding 37 ofwel tegen de binnenwand van de zijleiding 36 aangedrukt worden. Afdichting 27a wordt tussen zadelplaat 20 en binnenbekledingsbuis 27 vastgedrukt.

Fig. 2 toont een andere variant waarbij voor het vast zetten van de zadelplaat 20 gebruikt gemaakt wordt van een cylindrisch fixatie-element 46 dat door middel van een vervormingsinrichting volgens de uitvinding geëxpandeerd wordt onder vorming van een goede dichte verbinding tussen fixatie-element 46 en binnenbekledingsbuis 27 en zadelplaat 20. Tussen de zadelspruit 21 en de binnenwand van zijleiding 36 is een afdichting 36a aanwezig.

In fig. 3 is een vervormingsinrichting volgens de uitvinding weergegeven omvattende een stijve drager 3 waarop een opblaasbare ballon 4 bevestigd is. Deze ballon 4 is gevormd uit een cylindrisch deel 13 van een elastisch materiaal, waarvan aan beide einden ballongedeelten 16, 16a naar binnen omgeslagen zijn. Deze ballongedeelten 16, 16a zijn vastgelijmd aan de buitenwandgedeelten 14, 15 van de drager 3. Ook andere bevestigingswijzen zijn uiteraard mogelijk.

Voor het verwarmen van de in een buisleiding aan te brengen afdichtelement, zoals een zadelplaat of zadelspruit of beschermende zijleidingbinnenbekleding 31 is de ballonwand voorzien van verwarmingselement 30.

Om de maximale uitzetting in diameter van de ballon 4 te begrenzen is doelmatig de ballon 4 omgeven door een flexibele wapeningskous 12, bij voorbeeld van geweven polyester, welke zich bevindt tussen ballonwand 13 en verwarmingselement 30.

Om de vervormingsinrichting door de binnenzijde van een buisleiding te kunnen geleiden is de totale werkzame lengte van de opblaasbare ballon 4 en van zadelspruit 21 beperkt. Dit betekent ook dat men in een zij leiding 36 slechts het af dichtende element, zoals een zadelspruit 21 of een zijleidingbinnenbekleding 37, over een beperkte lengte kan vervormen.

In de praktijk kan het echter gewenst zijn de vervorming over een grotere lengte te doen plaatsvinden.

Hiertoe is de vervormingsinrichting volgens de uitvinding voorzien van een dragerarm 5 van flexibel materiaal in de vorm van een flexibele kunststof slang. Eén einde van de slang 5 is bevestigd aan een plunjer 31 die kan glijden in een stijve cylinder 35 waarbij een afdichting 32 aanwezig is tussen de buitenzijde van plunjer 31 en cylinder 35. Aan het andere einde is flexibele slang 5 bevestigd aan een aansluitstuk 39 voorzien van een gastoevoer 34. Tussen het inwendige einde 40 van aansluitstuk 39 en een vast bevestigingsdeel 41 is een trekveer 8 aangebracht. Bij toelaten van een gasvormig drukmedium via gastoevoer 34 zal in de kamer 7 tussen bevestigingsdeel 41 en plunjer 31 een druk opgebouwd worden waardoor de cylinder 35 en bevestigingsdeel 41 ten opzichte van slang 5 naar buiten bewogen wordt, eventueel tot aanslag 1 bereikt is.

Aansluitstuk 39 kan gekoppeld worden aan een arm 6 van wagen 24.

Hierna wordt de druk in expansiekamer 7 afgelaten waardoor tengevolge van de retractiemiddelen in de vorm van intrekveer 8, cylinder 35 weer in zijn oorspronkelijke stand terugkeert.

Om bij de axiale beweging van de drager 3 met ballon 4 ten opzichte van de flexibele slang tussen plunjer 31 en aansluitstuk 39 een bepaalde drukkracht te handhaven en verlenging van de slang 5 te voorkomen is bij voorkeur een axiaal flexibel cylindervormig opsluitelement 10 aanwezig bij voorkeur een axiaal flexibel cylindervormig opsluitelement 10. Deze kan de vorm hebben van een gesloten trekveer, en tevens dienen om de stijfheid van slang 5 te versterken om zodoende de juiste verhouding tussen stijfheid en flexibiliteit te verkrijgen, en tevens om eventuele radiale expansie van slang 5 te begrenzen.

Het zal duidelijk zijn dat men door gebruik te maken van de flexibele slang 5 gemakkelijk de vervormingsinrichting 25 in een zij leiding 36 kan brengen onafhankelijk van de hoek welke aanwezig is tussen zijleiding 36 en hoofdleiding 26. De vervormingsinrichting 25 is aan de onderzijde voorzien van een afsluitflens 28 tussen drager 3 en cylinder 35. Aan de bovenzijde is eveneens een afsluitflens 17 aanwezig. In deze afsluitflens 17 kan een doorblaasopening 18 met eigen mediumtoevoer, bijvoorbeeld lucht aanwezig zijn om een zijleiding te kunnen schoonblazen alvorens de ballon 4 opgeblazen wordt.

Voor het snel laten af koelen van de ballon, die voorzien is van een gastoevoer 52 respektievelijk -afvoer 53, kan in de gasafvoer een overdrukventiel 11 aanwezig zijn waardoor men een gas onder druk door de ballon kan voeren, zodat deze snel afkoelt. De flens 17 is door middel van een bout 38 bevestigd aan bovenste bevestigingsdeel 41.

In fig. 4 is aangegeven hoe een zadel wordt geplaatst.

Zadelplaat 20 wordt vastgehouden op aandrukplaat 19, de losse zadelspruit 21 door een iets opgeblazen ballon 4. De gehele inrichting is bevestigd aan een robot en op de juiste plaats in een leiding gebracht, geleid door bijvoorbeeld een niet weergegeven TV-camera. Zadelplaat 20 wordt tegen de binnenwand van de leiding 1 aangedrukt, en zadelspruit 21 na schoonblazen van de niet aangegeven zijleiding daarin ingebracht door de vervormingsinrichting te verlengen door middel van overdruk in kamer 7. Het flexibele dragerelement 5 neemt daarbij de aangegeven gebogen stand tengevolge van de hoek tussen zij leiding 36 en hoofdleiding 26. Na verwarmen van de spruit 21 met verwarmingselement 30 wordt ballon 4 verder opgeblazen om de verwarmde spruit 21 tegen de binnenwand van een zij leiding 36 aan te drukken. Tegelijk met het vervormen van de spruit 21 wordt ook het binnen de zij leiding uitstekende gedeelte 20a van zadelplaat 20 opgetrompt. Als de lengte van de spruit 21 te groot is om deze geheel in een keer met het uitstekende zadelplaatdeel 20a te kunnen verwarmen en op te blazen, wordt eerste het verst in de zij leiding stekende gedeelte van de spruit 21 opgeblazen. Vervolgens wordt vervormingsinrichting 25 na af laten van de druk in expansiekamer 7 door intrekveer 8 teruggetrokken. Daarop kan de vervorming van spruit 21 en zadelplaatdeel 20a plaatsvinden.

Figuren 5 en 5a tonen hoe door middel van een met vervormingsinrichting samenwerkend gebogen ringvormig aandrukelement 19 de zadelplaat 20 tegen de binnenwand van de leiding 26 wordt aangedrukt.

Om variaties in de diameter van de leiding ten opzichte van de diameter van de zadelplaat te kunnen opvangen, kan het i aandrukelement 19 een gelijkmatige druk uitoefenen, wat bereikt wordt doordat dit aandrukelement 19 een elastisch drukelementdeel 22 omvat. Dit elastisch drukelementdeel 22 is bij voorkeur een holle, met een medium gevulde, ring van vervormbaar materiaal met een van oorsprong ovale doorsnede.

i Bij verschillen in diameters past het drukelementdeel 22 zich daaraan aan, terwijl door de vulling met bij voorkeur een vloeistof een overal gelijkmatige druk optreedt.

Voor het vasthouden van het zadel 20 met zadelspruitdeel 21 op de aandrukplaat 19 maakt men gebruik van losbare verende i klemelementen 23.

Fig. 6 toont de verschillende stadia van het verende element 23. Met 23 is aangegeven dat de zadelplaat 20 vastgehouden wordt op het aandrukplaat 19, met 23' is aangegeven dat bij het naderen van de binnenwand van de leiding 27 het i losbare klemelement 23 reeds van het zadelplaateinde 20a af beweegt en met 23" is de vorm van het losbare verende klemelement 23 aangegeven, nadat dit volledig losgelaten heeft van de zadelplaat 20.

Zoals men ziet worden de losbare verende klemelementen 23 vastgehouden op aandrukplaat 19 door middel van een schroef 33.

Claims (19)

1. Vervormingsinrichting voor het vervormen onder toepassing van warmte en druk van een van binnenuit in een, van zij leidingen voorziene, leiding aangebracht afdichtelement van kunststof materiaal ter afdichting van lekkages en/of verbindingen in dergelijke leidingen tenminste omvattende een drager die een van een gastoevoer en gasafvoer voorziene opblaasbare ballon draagt, welke drager door middel van een dragerelemént met een in verschillende richtingen roteerbare en verplaatsbare arm van een binnen de leiding transporteerbare en op afstand bedienbare wagen verbonden kan worden, met het kenmerk, dat het dragerelement (5) flexibel uitgevoerd is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de drager (3) met ballon (4) axiaal ten opzichte van het dragerelement (5) beweegbaar bevestigd is.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is van expansiemiddelen (7) voor het axiaal ten opzichte van elkaar af bewegen van drager (3) met ballon (4) en dragerelement (5).

4. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-3, met het kenmerk. dat de inrichting voorzien is van retraktiemiddelen (8) voor het axiaal ten opzichte van elkaar naar binnen bewegen van drager (3) en dragerelement (5).

6. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het dragerelement een flexibele slang (9) omvat voorzien van een mediumtoevoer (34) , welke slang uitmondt in een door mediumdruk expandeerbare expansiekamer (7).

7. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat expansiebegrenzingsmiddelen (1) aanwezig zijn om de axiale beweging van de drager (3) met ballon (4) ten opzichte van het dragerelement (5) te begrenzen.

5. Inrichting volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is van retraktiemiddelen (8) voor het axiaal ten opzichte van elkaar af bewegen van drager (3) met ballon (4) en dragerelement (5) uit een trekveer (11) bestaan.

8. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de als dragerelement uitgevoerde flexibele slang (5) is omgeven door een axiaal flexibel cilindervormig opsluitelement (10).

9. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de ballon (4) voorzien is van een koelelement om versneld af te koelen.

10. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-8, met het kenmerk. dat de inrichting voorzien is van een koelelement, welk koelelement bestaat uit een overdrukventiel (11) om een koelend gas door de binnenzijde van de ballon (4) te kunnen blazen.

11. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-10, met het kenmerk. dat de ballon (4) omgeven is door een flexibele wapeningskous (12) die de uitzetting van de ballon (4) in radiale richting begrenst.

12. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de ballon (4) gevormd is uit een cylindrisch deel (13) van elastisch materiaal van welk cylindrisch deel (13) aan beide einden ballongedeelten (16, 16a) naar binnen omgeslagen zijn, welke ballongedeelten (16, 16a) gehecht zijn aan buitenwand- gedeelten (14; 15) van de stijve drager (3).

13. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-12, met het kenmerk. dat de gesloten bovenzijde (17) van de stijve drager (3) voorzien is van tenminste een doorblaasopening (18) om een zij leiding met fluïdum te kunnen schoonblazen.

14. Inrichting volgens een of meer der conclusies 1-13, met het kenmerk, dat de inrichting tevens van een aandrukelement (19) is voorzien dat samenwerkt met een in een leiding respektievelijk zij leiding te vervormen afdichtelement, bij voorkeur een zadelplaat (20) van een zadel met een zich in een zij leiding uitstrekkende zadelspruit (21).

15. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien is van een aandrukelement (19) dat overal een gelijkmatige druk kan uitoefenen.

16. Inrichting volgens conclusie 13 of 14, met het kenmerk. dat de inrichting voorzien is van een aandrukelement (19) dat een elastisch drukelementdeel (22) omvat, bij voorkeur een holle met een medium gevulde ring van vervormbaar materiaal met een van oorsprong ovale doorsnede.

17. Inrichting volgens een of meer der conclusies 13-15, met het kenmerk. dat de inrichting voorzien is van een aandrukelement (19) dat voorzien is van een of meer mechanisch losbare klemelementen (23) voor het vasthouden van een in een buisleiding te bevestigen afdichtelement, bij voorkeur een zadel (20) met spruit (21) .

18. Inrichting volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de klemelementen (23) hun werking verliezen bij inwerking van het aandrukelement (19) .

19. Inrichting volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat de mechanisch losbare klemelementen (23) verende elementen zijn.