PT91798B - Processo e aparelhos para instalar um tubo de substituicao numa conduta subterranea existente - Google Patents

Description

PATENTE N2. 91 798 tZ C

Processo e aparelhos para instalar um tubo de substituição numa conduta subterrânea existente para que

NU-PIPE, Inc., pretende obter privilégio de invenção em Portugal.

RESUMO presente invento refere-se a um processo e aparelhos para instalar um tubo novo num certo comprimento de conduta existente em que uma membrana tubular fina e flexível proporciona um tubo de contenção de calor para inserção numa conduta subterrânea a ser reparada e insuflação dentro da mesma. 0 tubo termoplástico rigido e dobrado é inserido no tubo enquanto quente e flexível. A membrana tubular é pressurizada para excluir fluídos indesejáveis de dentro da conduta existente. Vapor quente é injectado dentro do tubo para aquecimento de todo o comprimento de tubo externa e internamente até o mesmo ficar flexível. 0 tubo é então ( arredondado e expandido contra as paredes da conduta com o tubo entre as mesmas. 0 arredondamento e expansão do tubo são realizados progressivamente movendo um bujão através do tubo e injectando vapor quente sob pressão atrás do bujão. São também descritos os processos e meios para aquecimento do tubo durante a inserção; para a reparação de secções curtas da conduta utilizando uma secção comparável do tubo, um balão insuflável e um tubo de contenção de calor; para interligação e vedação de tubos termoplásticos instalados de novo numa conduta principal e numa conduta de intersecção de serviço; e para o alívio de tensões longitudinais no tubo termoplástico após a instalação.

FIG. /

i— 3

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MEMÓRIA DESCRITIVA

Antecedentes do invento invento refere-se a aperfeiçoamentos para substituições de instalações para a instalação de tubo de substituição dentro de uma conduta subterrânea existente utilizando tubo termoplástico rigido como o tubo de substituição.

invento refere-se à resolução de problemas de (1) manutenção de grandes diâmetros e grandes comprimentos de tubo termopástico num estado aquecido e flexível durante a sua 11 inserção numa conduta subterrânea e especialmente numa tal conduta que pode conter água parada e outros fluidos que tendam a arrefecer o tubo termopástico durante o processo de inserção; (2) a expulsão dos fluidos parados ou fluindo que se encontram dentro da conduta existente e a prevenção que fluidos adicionais fluam para dentro da conduta existente; (3) arredondamento e expansão do tubo termoplástico no seu estado dobrado após inserção de modo que o novo tubo se ajuste de modo liso e hermético contra as paredes interiores dentro da conduta existente sem o aprisiona mento de bolhas de ar ou líquidos entre os tubos existentes e os novos e sem provocar a formação de enrugamentos nas irregularidades do tubo existente; (4) o longitudinais no tubo plástico novo após alívio das tensões o mesmo ter sido existente cortados lateral de ligação de um tubo tubo novo dentro de uma conduta novo dentro de uma conduta de principal; (6) o bobina de tubo aquecido e expandido de encontro âs paredes da conduta para evitar fracturas de tensão, especialmente onde são orifícios no tubo novo para serviço; (5) interligação de um principal existente e um tubo serviço existente que intercepta a conduta aquecimento rápido e cuidadoso de uma termoplástico dobrado para a inserção num local de trabalho para o tornar flexível para desenro1amento e inserção numa conduta e manutenção da temperatura alta e flexibilidade do tubo após o mesmo ser desenrolado e enquanto compridos da conduta subterrânea relativamente curtas de condutas subterrâneas longas afastadas de uma abertura de acesso na conduta.

o mesmo é inserido em lanços e (7) a reparação de secções

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Vários processos e aparelhos têm sido sugeridos para a reparação de tubagens subterrâneas tais como linhas de esgotos de semelhantes permanecendo a tubagem existente no local subterrâneo, pela instalação dentro do tubo existente de uma membrana flexível ou revestimento de pástico ou pela inserção dentro do tubo existente de um tubo plástico novo.

Num processo conhecido, tubos são revestidos com um plástico flexível tal como polietileno. De acordo com este processo o revestimento é instalado através de poços de inserção em intervalos ao longo da tubagem, tornando o processo caro.

De acordo com um outro processo, patentes US NQs 3 927 164 e 4 064 211, um tubo flexível é rodado de dentro para fora à medida que o mesmo é insuflado e soprado para uma secção de tubagem a partir de uma extremidade da secção. Este processo é caro porque requer equipamento especial aquecimento longo e materiais caros.

Os processos acima mencionados e a maioria dos outros utilizam um revestimento flexível ou semi-f1exíve1 que não é capaz de suportar quaisquer pressões externas apreciáveis hidrostáticas ou do terreno. Assim o tubo existente não pode ser reparado adequadamente uma vez que se qualquer parte do mesmo é partida o revestimento pode colapsar possivelmente em consequência da pressão externa de qualquer valor tal como pressões por exemplo que excedem cerca de 27,58 KPa, tanto a patente US NQ 4 394 202 de Thomas et al como a patente US. 2 794 758 de Harper et al. descrevem também processos de inserção de tubos flexíveis numa tubagem existentes como uma membrana de revestimento para esta tubagem. Thomas descreve um processo de fixação de tubagem flexível à tubagem existente utilizando uma secção curta expansível de plástico rígido revestido com adesivo. Os processos tanto de Thomas como de Harper tem os mesmos inconvenientes como anteriormente mencionados em relação a outros processos anteriores utilizando material de membrana flexível porque os mesmos apresentam falha na resistência de arco necessária para suportarem as pressões externas de terreno e hidráuli cas.

Outros têm sugerido a inserção de tubo rígido dentro da tubagem existente que necessita ser reparada. Por exemplo no

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Dockèt

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-4pedido rígido modo no local de trabalho e inserido frio e rígido dentro da tubagem existente através de uma grande escavação num orifício de visita. Após a inserção, o tubo plástico é expandido utilizando calor e pressão interna. 0 tubo de plástico é expandido de encontro ao tubo existente.

De acordo com a patente Britânica NQ 1 580 438 um tubo subterrâneo é revestido com um tubo de revestimento de plástico feito de um material plástico tal como polietileno ou polipropileno tendo uma memória plástica. 0 tubo de revestimento é fabricado com uma conformação em U descentrada para se ajustar dentro do tubo existente depois inserido na sua conformação descentrada dentro do tubo existente e em seguida expandido de encontro ao tubo existente sob calor e pressão para um estado redondo.

pedido de patente publicado EPC nQ 0 000 576 sugere a inserção de um inserto de tubo plástico semi-rígido dentro de um tubo existente. 0 tubo plástico semi-rígido tem resistência de arco suficiente para suportar toda ou, pelo menos, parte das pressões externas que podem ser exercidas sobre o mesmo.

Adicionalmente o pedido de patente Britânico publicado NQ 2 018 384A publicado em 17 de Outubro de 1979 e a patente Britânica ( NQ 1 039 836 publicada em 24 de Agosto de 1966 descrevem o conceito de forçar um balão deslocável através de um revestimento do tubo flexível dentro de uma tubagem existente sobre a acção de pressão de fluidos para expandir o revestimento de encontro às paredes interiores do tubo existente e a ligação do revestimento ao tubo com um adesivo transportado pelo revestimento. No entanto tais publicações anteriores não se referem à necessidade de aquecimento para tornar flexível um tubo termoplástico normalmente rígido dobrado e ao desdobramento, arredondamento e expansão de tal tubo de encontro às paredes de uma conduta existente e em seguida arrefecer o tubo de modo que o mesmo fique no seu estado expandido. Nem as mesmas se referem à necessidade de aquecer e tornar flexível um tubo dobrado rígido em frente do bujão permitindo que algum fluido sob pressão aquecido atrás do de patente Britânico NQ 2 084 686 já publicado um tubo redondo sobredimensionado é achatado ou reduzido de outro

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Dockét No. P-89106-24 se tais fluidos novo. 0 tubo de bujão passe para além do bujão. Nem se referem tais publicações anteriores ao controlo da velocidade de deslocamento do bujão através do tubo novo não dobrado para assegurar que ocorra o aquecimento e a f1 exibi 1ização adequados do novo tubo em frente do bujão.

Sumário do invento presente invento procura ultrapassar os problemas anteriores que têm sido verificados na execução dos processos dos pedidos relacionados anteriores acima mencionados incorporando nos processos de tais pedidos anteriores as seguintes caracterís ticas processos e aparelhos:

1. Um tubo de contenção de calor consistindo numa membrana fina flexível tubular fabricada a partir de qualquer material que é forte dobrável hermético ao ar e água e capaz de suportar vapor vivo e altas temperaturas é utilizado para facilitar o aquecimento eficiente do tubo termoplástico após o mesmo ter sido instalado na conduta existente no seu estado dobrado de modo que o mesmo pode ser tornado e mantido flexível através do seu comprimento. 0 tubo de contenção de calor pode também ser usado para expelir ou evitar a entrada de fluidos na tubagem existente poderem inibir o aquecimento adequado do tubo contenção de calor é instalado no tubo novo e, pelo menos, parcialmente insuflado antes da inserção do tubo termoplástico novo no seu estado dobrado. Um fluido quente é então conduzido através de uma mangueira para uma extremidade do tubo de contenção de calor. A outra extremidade pode ser fechada forçando assim o fluido quente para baixo no comprimento do tubo e suportando o tubo através do esse tubo tanto externamente fora do p1ást i co tubo plástico para aquecer internamente. Alternativamente a outra extremidade pode tubo como ser restringida mas não completamente fechada para permitir ao fluido quente ser purgado em seguida a fluir através do dentro como fora do aquecimento efectivo em tubo tanto proporciona tornando o tubo termoplástico. Isto todo o comprimento do tubo mesmo flexível e pronto para arredondamento e expansão. 0 tubo pode ser revestido com um material de junta compressível para

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Docket No. P-89106-24 de pressão do fluido a puxando o mesmo para construído para permitir a dentro do tubo novo sobre proporcionar uma junta contínua entre a conduta existente e o tubo novo após o tubo novo ter sido arredondado e expandido de encontro à parede interior da conduta existente.

2. 0 arredondamento e expansão do tubo termoplástico acabado de instalar contra a parede interior da conduta existente é refinado realizando tais passos do processo progressivamente a partir de uma extremidade do tubo novo para a outra, utilizando um bujão móvel. Como um resultado, os fluidos na conduta existente são expelidos a partir da frente da conduta do tubo novo não dobrado em vez de ser aprisionados como bolhas entre o tubo novo e a conduta existente. 0 bujão móvel é algo flexível e de preferência insuflável permitindo adaptar as irregularidades na conduta e evitar a formação de rugas no tubo novo em tais pontos. 0 bujão move-se através do tubo novo dobrado pela acção partir de trás ou pela força de um cabo a frente. 0 bujão é dimensionado e um fluido de aquecimento introduzido pressão vindo de trás do bujão não apenas para exercer uma força de empurramento contra o bujão mas também para passar além do bujão para aquecer e tornar flexível o tubo novo dobrado à frente do bujão. Um cabo de restrição fixado ao bujão controla a sua velocidade de deslocação através do tubo novo. 0 bujão exerce suficiente pressão para fora nas paredes do tubo novo para desdobrar o mesmo e forçar o mesmo hermeticamente de encontro às paredes da conduta existente.

3. Um processo e meios para o alívio da tensão longitudinal num tubo termoplástico acabado de instalar após o mesmo ter sido arredondado e expandido na conduta existente evita que o novo tubo de partir, especiãlmente onde são cortados orifícios no tubo novo para a ligação de tubos de processo e meios o tubo novo progressivamente reaquecido em segmentos curtos secções adjacentes do tubo novo são mantidas arrefecido. 0 reaquecimento aumenta a temperatura aquecido o suficiente para o tornar plástico de contracção física das secções de tubo frio adjacentes possam ocorrer por esticamento físico do segmento aquecido. A tensão ali serviço. De acordo com arredondado e expandido ta 1 é enquanto que num estado do segmento modo que a

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-7viada é conduzida para fora utilizando um par de bujões expansíveis separados entre si amarrados em conjunto e puxados devagar através do tubo novo arredondado e expandido. 0 vapor sobre pressão injectado através do bujão móvel traseiro aquece o espaço entre os dois bujões. Agua fria injectada para um espaço fechado por detrás do bujão traseiro sob pressão proporciona um fluxo constante de água fria que arrefece tal espaço e mantém o tubo novo no seu estado arredondado e expandido até o mesmo arrefecer de novo.

4. São proporcionados um processo e um aparelho para interligação de um tubo termoplástico instalado de novo numa conduta principal e um tubo termoplástico instalado de novo numa conduta de serviço interceptora. Uma ferramenta especial de vedação é movida para baixo do tubo de serviço termoplástico arredondado a partir de uma abertura de acesso afastada até a mesma ficar adjacente à sua intersecção com a conduta principal. Com o vedador fixado em posição por um elemento insuflável um vedante levado por um cartucho no vedador é injectado sob pressão nos passos onde o tubo de serviço novo se encosta ao tubo principal novo para a vedação de tais passos. Após o vedador ser retirado, uma ferramenta de corte de orifício especial move-se para baixo no tubo de serviço para a intersecção e corta um orifício completo através do vedante e parede do tubo principal novo para abrir uma ligação entre tais tubos. Tanto a ferramenta de vedação como a ferramenta de corte são actuadas à distância a partir da abertura de acesso através de linhas de alimentação flexíveis.

5. São proporcionados um processo e meios para aquecimento eficiente de uma bobina de tubo termoplástico na sua preparação para inserção numa conduta existente e durante a sua inserção dentro da mesma. Os meios incluem um suporte portátil especial um invólucro de vapor e bobina para suportar uma grande bobina de tubo termoplástico dobrado, e transportar tal bobina para o local de trabalho e o aquecimento da bobina no local de trabalho. A bobina inclui um abrigo com uma câmara de aquecimento interno ligável a uma fonte de vapor através de uma ligação rotativa de modo que a bobina pode ser rodada mantendo ainda também a comuni69 988

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-8cação com a fonte de vapor. 0 abrigo inclui uma segunda ligação para acoplamento da parte mais interior ou extremidade dianteira do tubo termoplástico dobrado à câmara de aquecimento à medida que o tubo é enrolado no abrigo. Durante o processo de instalação é transmitido vapor quente a partir da fonte de vapor através do abrigo para a bobina de tubo dobrado para aquecer o tubo enrolado internamente através de todo o seu comprimento. Isto ocorre à medida que o tubo novo aquecido e flexível é desenrolado do abrigo e em seguida durante a sua inserção numa conduta subterrânea existente permitindo assim o aquecimento interno /contínuo do tubo novo dobrado durante o processo de instalação.

6. Uma variação do processo de instalação de um tubo termoplástico dentro de uma conduta existente compreende a expansão do tubo plástico ligeiramente subdimensionado sob a acção de aquecimento interno e pressão, hermeticamente contra ás paredes interiores da conduta existente para formar um tubo novo compósito capaz de aguentar pressões tanto externas como internas maiores do que as que tanto a conduta existente como o tubo plástico sozinhos podiam aguentar.

7. Um processo de reparação de uma secção curta de uma conduta existente numa posição afastada de uma abertura de acesso envolvendo o uso de uma secção comparavelmente curta de tubo termoplástico rígido dobrado. A secção do tubo termoplástico dobrado é arredondada temporariamente para receber um balão insuflável de comprimento total. A secção de tubo é então reaquecida e novamente dobrada com o balão no interior. Em seguida o conjunto balão e tubo é colocado dentro de uma secção do tubo de contenção de calor que é fechado em ambas as extremidades em torno do conjunto. 0 tubo é aquecido pela injecção de vapor através de uma extremidade fechada para tornar o tubo, no interior, flexível. Um cabo de puxar ligado a extremidade fechada oposta puxa o tubo e o seu conjunto de tubo e balão contidos e agora flexível para dentro da conduta e para a secção de conduta a ser reparada. O tubo é agora tornado a injectar com vapor através de uma mangueira de vapor ligada à extremidade traseira do tubo durante a sua inserção. Quando o tubo dentro do tubo está quente e flexível o balão interior é

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-9insuflado por intermédio de uma mangueira de ar ligada ao balão para arredondar e expandir o tubo contra as paredes da secção de conduta a ser reparada. A pressão de ar é mantida no balão até que o novo tubo endureça no seu estado arredondado e expandido. Em seguida o balão colapsado e a mangueira de vapor e o cabo de puxar são puxados da conduta cortando a extremidades de tubo de modo que o balão colapsado pode ser puxado do novo tubo por intermédio da sua mangueira de ar.

Os objectivos características e vantagens atrás mencionados do presente invento tornar-se-ão mais evidentes da descrição detalhada seguinte, que continua com referência aos desenhos anexos.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é um diagrama de uma conduta subterrânea existente representando o processo de instalação de um tubo termoplástico rígido novo na conduta utilizando um tubo de contenção de calor de acordo com o invento.

Ά figura 2 é uma vista em corte longitudinal através de uma secção curta da conduta existente da figura 1 mostrando o tubo termoplástico novo arredondado e expandido dentro da conduta e o tubo de contenção de calor no lugar.

A figura 3 é uma vista em corte transversal através da f conduta existente da figura 1 pela linha 3=3 da figura 1 antes da expansão do tubo novo dentro do tubo de contenção de calor.

A figura 4 é uma vista em corte similar à da figura 3 mas o tubo de contenção de calor contra a parede interior da conduta existente para formar uma vedação entre o tubo acabado de instalar e a conduta existente.

A figura 5 é um diagrama representando o processo de utilização de um bujão móvel num tubo termoplástico dobrado dentro de uma conduta para progressivamente arredondar e expandir o tubo contra a parede interior da conduta existente, incluindo a utilização de vapor sob pressão por detrás do bujão para proporcionar o mesmo através do tubo e a utilização de um cabo de restrinção para controlar a velocidade de deslocamento do bujão através do tubo.

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-10A figura 6 é um diagrama representando o processo de alívio de tensões num tubo termoplástico acabado de instalar arredondado e expandido dentro de uma conduta subterrânea existente.

As figuras 7, 8 e 9 são diagramas representando esquemática e progressivamente um processo de interligação de um tubo novo termoplástico instalado numa conduta principal existente e um tubo novo termoplástico instalado numa conduta de serviço existente.

A figura 10 é uma vista em corte esquemática de uma ferramenta de vedação para executar o processo das figuras 7-9.

A figura 11 é uma vista esquemática de uma ferramenta de corte para executar o processo das figuras 7-9.

A figura 12 é uma vista em alçado frontal esquemática de um suporte de bobina portátil e conjunto de bobina utilizado de acordo com o presente invento.

A figura 13 é uma vista em alçado lateral esquemática do conjunto da figura 12.

A figura 14 é uma vista em alçado lateral esquemática de um invólucro de vapor para utilização em conjunto com o conjunto de suporte de bobina das figuras 12 e 13.

A figura 15 é uma vista em alçado lateral esquemática de uma bobina com um abrigo especial tendo uma câmara de vapor interna para utilização no aquecimento eficiente de uma bobina de tubo termoplástico dobrado durante o desenro1amento e inserção e durante a inserção do tubo numa conduta existente de acordo com o presente invento.

A figura 16 é uma vista em alçado esquemática de uma secção do tubo novo dobrado tendo dentro de todo o seu comprimento um balão insuflável e uma mangueira de ar ligada para utilização num processo do invento para a reparação de secções curtas da conduta existente.

A figura 17 é uma vista esquemática similar à figura 16 mas incluindo um tubo de contenção de calor envolvendo o conjunto da figura 16 para utilização na execução do processo de reparação de secções curtas da conduta existente.

Descrição detalhada das concretizações preferidas,

Utilização do tubo de contenção de calor

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-11Referindo a figura 1 uma conduta subterrânea existente 10 prolonga-se entre os acessos de visita 12,13 proporcionando acesso à conduta a partir do nível do chão 14. Um tubo de contenção de calor 16 prolonga-se a partir de um ventilador 18 numa extremidade de tubo 19 para abaixo através do acesso de visita 12 através do comprimento da conduta existente 10 e para cima através do acesso de visita 13 para uma extremidade oposta fechada ou suficientemente constrita 20.

Um comprimento de tubo termoplástico rígido 22 mas num estado aquecido flexível e dobrado, como descrito mais completamente nos pedidos de patente relacionados anteriores, é puchado para dentro da conduta existente através do tubo 16 por um cabo de puxar 30 ligado a um guincho de cabo 28 adjacente ao acesso de visita 13. 0 estado dobrado do tubo termoplástico 22 está representado na figura 3 dentro da conduta 10 e do tubo de contenção de calor 16. 0 tubo termoplástico 22 é mostrado no seu estado arredondado e expandido na figura 4. O tubo 22 é tipicamente aquecido e tornado flexível para inserção na conduta pelo aquecimento de uma bobina 24 do tubo dobrado dentro de um alojamento 25 num veiculo 26 como descrito em maior detalhe nos pedidos de patente relacionados anteriores.

tubo de contenção de calor 16 é uma membrana fina e tubular fabricada a partir de qualquer material que é forte ( ’dobrável e impermeável ao ar e à água e capaz de suportar vapor vivo a altas temperaturas de mais de 121,1°C e pressões internas substanciais. Foi verificado que uma membrana adequada para este fim era um nilão reforçado com polietileno de 0,15 mm de espessura apesar de sem dúvida, outro material de membrana adequado podiam também ser suficiente dentro da gama de espessura de cerca de 0,08 a 0,51 mm. 0 tubo de contenção de calor serve para, pelo menos, seis importantes fins. Em primeiro lugar, o mesmo facilita o aquecimento e a manutenção do tubo termoplástico dobrado quente após a inserção de tal tubo na conduta a ser reconstruída. Segundo, o mesmo evita que a água e outros fluidos na conduta existente de contactar e arrefecerem o tubo termoplástico, pelo que promove o aquecimento eficiente e evita perdas de calor pelo tubo. Terceiro, o tubo evita que o vapor e

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-12outros fluidos quentes utilizados no aquecimento do tubo plástico dentro do tubo de se escaparem dos tubos de serviço ou através de partes partidas na conduta existente. Quarto, o tubo evita que o vapor danifique os pode ser revestido junta compressível tubos existentes ou ligados. Quinto, o tubo com uma ou mais camadas de de modo que quando o tubo um material de é arredondado e expandido para comprimir o tubo de contenção de calor contra a;

paredes da conduta existente, continua ao longo da tubagem é proporcionada uma reconstruída entre a existente e o tubo termoplástico novo. Sexto, quando os vedação conduta fluidos frios estão dentro da conduta existente ou passam dentro da conduta existente o tubo de contenção de calor pode ser pressurizado e mantido sobre pressão suficiente de modo que os fluidos dentro de tal conduta são expelidos e evita-se a entrada de outros fluidos.

processo de instalação de um tubo novo utlizando o tubo de contenção de calor é como se segue.

Primeiro, o tubo de contenção de calor é puxado através de uma secção da conduta existente a partir de um acesso de visita 12 para o acesso de visita 13 seguinte com algum comprimento extra dos tubos prolongando-se de cada extremidade da secção da conduta a ser reconstruída. 0 diâmetro do tubo é, de preferência, pelo menos, tão grande como ou maior do que o diâmetro interior da conduta existente.

Com o tubo 16 prolongando-se através de todo o comprimento da conduta 10, a extremidade 19 do tubo é ligada temporariamente ao ventilador de ar 18 e o ar é soprado através do tubo para o expandir. Com o tubo expandido, o tubo dobrado 22, aquecido e flexível, é puxado através do tubo de contenção de calor utilizando o guincho 28 e o cabo 30.

Com o tubo dobrado 22 no lugar dentro do tubo de de calor como se mostra nas figuras 1 e 3, preferência vapor, é introduzido na extremidade 19 do tubo enquanto que a extremidade oposta 20 é fechada ou restringida. Se os fluídos necessários a serem expelidos ou impedidos de entrar na conduta existente, o vapor ou uma combinação de vapor e ar são injectados no tubo de contenção de calor com o volume suficiente contenção um fluido quente de

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-13para manter pressão suficiente dentro do tubo e expelir ou evitar a entrada de tais fluidos. Se é utilizado vapor, uma mangueira de vapor ligada a uma fonte de vapor (não mostrada) pode ser ligada à extremidade 19 do tubo, e a outra extremidade 20 pode ser fechada por aperto. 0 vapor é forçado para baixo através do comprimento do tubo no exterior do tubo dobrado 22 e depois de retorno na direcção oposta através do tubo mas dentro do tubo dobrado 22. Alternativamente o vapor pode ser introduzido ini ci alme.nte numa extremidade do tubo dobrado 22 e depois passado em retorno na direcção oposta no exterior do tubo dentro do tubo 16. Uma outra alternativa é restringir o tubo na extremidade 20 mas permitir ao fluido quente ser purgado a partir de tal extremidade enquanto se adiciona tal fluido quente dentro de tanto o tubo como do tubo plástico na extremidade 19. Cada percurso do vapor proporciona o aquecimento rápido e efectivo de todo o comprimento interno e externo do tubo 22.

Com o tubo termoplástico num estado aquecido e flexível dentro do tubo o tubo é arredondado e expandido de uma das várias maneiras anteriormente descritas nos pedidos de patente relacionados anteriores ou de outra maneira a ser descrita neste pedido. Se o tubo de contenção de calor é fornecido com um revestimento de material de junta compressivel, uma junta contínua é formada entre a parede interior da conduta existente e a parede exterior do tubo arredondado e expandido 22.

Processo e aparelho para arredondar e expandir progressivamente tubo termoplástico dentro de uma conduta existente

A figura 5 representa um processo e aparelho para arredondar e expandir progressivamente o tubo termoplástico dobrado 22 dentro da conduta existente 10 após o tubo ter sido instalado no seu estado dobrado na conduta. 0 processo tem como finalidade o arredondamento e expansão do tubo plástico dobrado 22 progressiva mente a partir de uma extremidade da secção de conduta para a outra de modo que quaisquer fluido na conduta existente são expelidos da mesma à frente do tubo plástico não dobrado em vez de serem aprisionados como bolhas entre o tubo plástico e a conduta existente durante o processo de arredondamento e expansão. O processo progressivo de arredondamento e expansão

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-14auxilia também a proporcionar um novo tubo com uma superfície interior lisa quando arredondado apesar das possíveis irregularidades na conduta existente.

aparelho para executar o processo inclui um bujão 32 de fluxo através da extremidade dimensionado para ser instalado numa extremidade arredondada 33 do tubo termoplástico dobrado 22. Tal bujão inclui a passagem 34 através do mesmo que recebe um tubo de entrada 35 ao qual está ligado um tubo de abastecimento de vapor ou outro fluido quente 36 ligado a uma fonte afastada (não mostrada) de tal fluido quente. A passagem 34 do bujão 32 também permite que um cabo de restrição 42 deslize livremente através dele para um fim a ser descrito.

Um bujão ou balão de deslizamento 40 é dimensionado e projectado para ser movido através do tubo plástico dobrado 22, para desdobrar arredondar e expandir o tubo à medida que o mesmo se move. O bujão 40 é, de preferência, um balão de borracha insuflável tendo uma superfície ranhurada que permite que o vapor ou outro fluido com pressão quentes sejam injectados por detrás do mesmo passem nalguma extensão o balão para entrarem e assim pré-aquecerem o tubo plástico à frente do balão para tornar o mesmo suficientemente flexível para que o mesmo se desdobre facilmente à medida que o balão se aproxima.

bujão 40 pode ser quer propulcionado pela pressão de fluido desde trás ou por um cabo de puxar (não mostrado)fixado á superfície dianteira do balão. Na concretização representada na figura 5 o bujão 40 é propu1cionado pela pressão de fluido a partir de trás que entra através do bujão de extremidade 32. 0 bujão 40 exerce pressão exterior suficiente nas paredes do tubo de plástico desdobrado 22 quando aquecido e flexível para forçar as paredes do tubo plástico vedadamente contra as paredes da conduta existente, com o auxílio do fluido sob pressão por detrás. Movendo ainda o bujão 40 que é um balão de borracha insuflável o mesmo tem suficiente flexibilidade para se adaptar a qualquer das irregularidades encontradas na conduta existente durante a sua deslocação. O balão, com a sua superfície ranhurada, é dimensionado para restringir o fluxo de fluido sob pressão aquecido por detrás do mesmo de modo que o balão é

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-iopropulcionado através do tubo 22. 0 balão permite ainda quantidade suficiente de tal pressão de fluído passe através sua superfície ranhurada e para dentro do tubo de plástico dobrado em frente do mesmo para aquecer o tubo dobrado em frente do balão e permitir ao balão executar a sua função de arredondamento e expansão.

A superficie posterior do balão 40 tem um cabo de restrição 42 ligado à mesma. 0 cabo 42 passa para fora através da passagem 34 do bujão de extremidade 32 para um guincho de restrição ou outro mecanismo de restrição adequado 44 para controlar a velocidade e monitorizar a progressão do balão através do tubo 22.

Na execução do processo todo o comprimento do tubo dobrado 22 é instalado no comprimento da conduta 10 a ser reparada de acordo com um dos processos descritos nesta e nos pedidos de patente relacionados anteriores. Em seguida, a extremidade 33 do tubo anterior 22 é aquecida e arredondada de modo que o balão móvel 40 com o cabo de restrição 42 fixado possa ser inserido dentro de tal extremidade. Após a inserção do balão 40 o bujão de extremidade 32 é inserido na extremidade 33 do tubo 22 para fechar tal extremidade.

Em seguida um fluido de aquecimento, tal como vapor quente é injectado sob pressão na extremidade arredondada do tubo 22 através do tubo 36 e passagem 34 do bujão de extremidade 32. Durante a injecção inicial do fluido sob pressão, quente, o bujão móvel 40 é restringido pelo cabo 42 para evitar o seu movimento para diante. Isto permite ao vapor aquecer cuidadosamente o tubo plástico 22 tanto atrás como à frente do balão 40 na preparação para o movimento controlado do balão através do tubo.

Quando o tubo 22 é suficientemente aquecido o balão móvel 40 é permitido progredir a uma velocidade controlada através do tubo dobrado, arredondando e expandindo assim o mesmo progressívamente 0 bujão 40 move-se sob a força de empurrão do fluido de pressão empurrando detrás ou opcíonalmente pela força de puxar de um cabo de puxar (não mostrado) fixado num lado dianteiro do balão. Em qualquer caso, a pressão é mantida atrás do balão 40 para manter o tubo 22 expandido até/arrefecido especialmente se o tubo 22 é

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-89106-24 —16— fabricado num estado dobrado de modo que o mesmo tende a retornar a tal estado quando aquecido e flexível. Tal pressão pode ser mantida atrás do balão 40 após todo o comprimento do tubo 22 ter sido expandido através da injecção de um fluido de arrefecimento sob pressão através do bujão de extremidade 32. A progressão do balão de deslocação 40 através do tubo 22 é controlada e monitorizado pelo ,cabo de restrição 42. Com o processo como ãgua descrito qualquer/ou outro fluido permanecendo dentro da conduta 10 é expelido da mesma em frente do balão. As paredes interiores expandidas resultantes do tubo de plástico 22 são lisas e sem rugas.

Processo e aparelho para o alívio de tensões longitudinais num tubo termoplástico previamente instalado

A figura 6 representa um processo para aliviar tensões longitudinais num tubo termoplástico previamente instalado 22 dentro da conduta existente 10 com acessos de visita 12, 13 abaixo do nível do chão 14. Tensões longitudinais desenvolvem-se frequentemente no tubo 22 durante a sua instalação, quando o tubo dobrado é aquecido de aproximadamente 21,1° C até 104,4° C para instalação, arredondado expandido contra a conduta existente, e depois arrefecido no local. 0 tubo termoplástico típico utlitizado em tais instalações sofre um alongamento de

(. aproximadamente 137,2 mm por 30,8 m devido à expansão térmica.

Quando tal tubo é arredondado e expandido, o mesmo é fisicamente bloqueado na conduta existente especialmente nas juntas entre as secções de encosto da conduta. 0 subsequente arrefecimento do tubo termoplástico induz forças de contracção e assim tensões longitudinais. Tais tensões podem ser tão severas que o tubo pode partir, especialmente nos sítios onde são cortados orifícios para tubos de ligação.

De acordo com o presente processo o alívio de tais tensões longitudinais é conseguido através do reaquecimento progressivo de segmentos curtos do tubo plástico arredondado e expandido previamente enquanto se mantêm as secções de tubo plástico adjacentes num estado arrefecido. 0 reaquecímento é suficiente para tornar plástico o segmento aquecido de modo que a contracção fisica das secções de tubo arrefecidas adjacentes possa ocorrer

·. - 69-,988

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-17através do esticamento físico do segmento aquecido. Este processo de alívio de tensões é conseguido como se segue em referência à figura 6. Dois bujões móveis expandíveis ou insufláveis de deslocação 46, 48 são amarrados em conjunto por uma linha de amarração 50 afastados por uma distância fixa para definir o espaço 52 entre os mesmos. Os bujões móveis são puxados para dentro do tubo plástico previamente expandido 22 por meios adequados tais como um cabo de puxar 54 ligado a um guincho (não mostrado) adjacente ao acesso de visita 13.

Uma mangueira de vapor 56 é ligada ao bujão traseiro 48 e prolonga-se através do bujão para injectar vapor no espaço 52 entre os bujões 46 e 48. Um fornecimento de vapor (não mostrado) é proporcionado adjacente ao acesso de visita 12. Vapor sob pressão é injectado a partir do abastecimento de vapor através da mangueira de vapor 56 e bujão traseiro 48 para o espaço 52 para aquecer tal espaço, aquecendo assim e tornando plástico ou flexível o tubo expandido 22 dentro de tal espaço.

Uma mangueira de água 58 é também ligada ao bujão traseiro 48 de modo que o seu pulverizador injecta um fluxo constante de água de arrefecimento no espaço 60 atrás do bujão traseiro 48. Tal espaço 60 é enchido com água sob pressão adequada de modo que qualquer tubo plástico aquecido exposto à medida que o bujão 48 se move para a frente devagar (para a direita na figura 6), é mantido num estado arredondado à medida que o mesmo arrefece. Durante este processo, e à medida que os bujões móveis 46, 48 progridem através do tubo plástico arredondado 22, a pressão no espaço aquecido 52 entre os bujões é mantida algo mais alta que a pressão no espaço 60 atrás do bujão mais atrás para assegurar que não ocorre arrefecimento no espaço 52. A velocidade de deslocação dos bujões através do tubo deve ser suficientemente lenta para permitir um cuidadoso reaquecimento e ρ1astificação de cada segmento do tubo plástico antes do mesmo ser novamente arrefecido.

Processo e aparelho para a interligação de um tubo termoplástico dentro de uma conduta_principal_s_um tubo_termoplástico novo dentro de uma conduta de serviço de intercepção

Referindo as figuras 7, 8 e 9 nelas está representado um

-988

Docket No

2'

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-18processo de interligação de um tubo termoplástico 22 acabado de instalar dentro duma conduta principal 10 e um tubo termoplástico 22a acabado de instalar dentro de uma conduta de serviço de intercepção 10a.

Referindo primeiro a figura 7, o tubo principal 22 é instalado numa conduta principal existente 10, tal como uma conduta principal de esgoto de acordo com um dos processos descritos neste e nos pedidos de patente relacionados anteriores. O tubo de serviço 22a para a conduta de serviço existente 10a é também instalado de acordo com um dos processos anteriormente descritos neste ou nos pedidos de patente relacionados. Em geral, tal processo envolve a localização da conduta de serviço de ligação 22a conseguir o acesso à mesma pondo a descoberto a conduta de serviço numa abertura de acesso 62 afastada da sua intercepção com a conduta principal 10 e o empurrar um comprimento dobrado de tubo aquecido e flexível 22a para a conduta de serviço 10a, ou de outro modo a instalação de tal tubo até a sua extremidade ajusante ou dianteira encostar-se ou fique adjacente ao tubo principal novo 22 na ligação existente da conduta de serviço à conduta principal. 0 tubo de serviço dobrado 22a é então arredondado e expandido contra a parede interior da conduta de serviço existente da maneira usual anteriormente descrita em pedidos de patente relacionados. Em seguida, como mostrado na figura 8, uma ferramenta especial de vedação 64 tendo um elemento insuflável 66 é empurrada para baixo no tubo de serviço de plástico arredondado 22a a partir de abertura de acesso 62 até a ferramenta ficar tão perto quanto possível da extremidade do tubo de serviço 22a e a sua intercepção com o tubo principal 22. Então o elemento insuflável 66 da ferramenta de vedação é insuflado para fixar a ferramenta de vedação no lugar na intercepção. A ferramenta de vedação contém um material de vedação dentro de um cilindro de cartucho e meios para injectarem o vedante sob pressão a partir do cartucho nos espaços e intervalos entre a extremidade do tubo de serviço 22a e a parede adjacente do tubo principal 22. 0 vedante pode ser uma pasta química adequada, de preferência do tipo espuma ou expandível, activada por água, tal como a pasta n° 202 ou n° 220 como

69.988

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-19fabricada pela Companhia 3M. A pasta é forçada para quaisquer fendas, juntas, ou espaços anulares para vedar os tubos plásticos 22 e 22a acabados de instalar em conjunto nas suas intercepções. Após a pasta ter endurecido, o vedador é retirado do tubo de serviço 22a através da abertura de acesso 62.

Depois, referindo a figura 9, uma ferramenta de corte de orifício 68 é empurrada para baixo através do tubo de serviço 22a a partir da abertura de acesso 62 para a sua intercepção vedada com o tubo principal 22. A ferramenta de corte de orifício é utilizada para cortar um orifício completo 70 através do vedante e da parede do tubo principal 22, abrindo assim uma ligação de fluido a partir do tubo de serviço 22a para o tubo principal 22.

Referindo as figuras 10 e 11 a ferramenta de vedação 64 e a ferramenta de corte de oríficio 68 são mostradas esquematicamente e descritas em maior detalhe.

A ferramenta de vedação 64 inclui um alojamento tubular metálico ou de outro material rígido 72 fechado na sua extremidade traseira e aproximadamente metade do diâmetro do tubo de serviço 22a. Uma tampa de enroscar 73 fecha a extremidade oposta dianteira do alojamento 72. A tampa 73 tem um oríficio através do qual um bocal 74 de uma caixa cilíndrica 75 se encaixa dentro do alojamento 72. A caixa 75 é removível e contém o vedante ou massa para ser usada no processo de vedação.

elemento insuflável 66 é uma manga de borracha tubular que se ajusta perfeitamente contra o exterior do alojamento 72 quando não insuflado e que assenta contra e aperta as paredes interiores do tubo de serviço arredondado 22a quando insuflado. A caixa 75 inclui um êmbolo 76 que está inicialmente na sua extremidade traseira e que é empurrado para a frente sob a acção de pressão de fluído para expelir o vedante ou massa através do bocal 74 para os espaços a serem vedados.

Uma mangueira de ar 78 ligada numa extremidade ao interior do elemento insuflável 66 e na outra extremidade a uma fonte de ar pressurizado afastada, adjacente ao acesso 62, faz a insuflação do elemento 66. Uma outra mangueira 80 está ligada a uma fonte de ar ou a uma fonte de água ou outro fluido sob pressão (não mostrado) e ao interior da caixa 75 por detrás do êmbolo 76 para

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DocXet No, P-89106-24 ' F'

-20accionar o êmbolo para a frente através da caixa para expelir a massa através do injector 74.

A ferramenta de corte 68 da figura 11 inclui um motor à prova de água de pequeno diâmetro 82 que pode ser alimentado com fluído hidráulico, ar ou electricidade. Uma lâmina de corte com dentes de serra, rotativa anular 84 é montada num veio de accionamento 83 do motor para rotação quando o motor é alimentado. Uma mangueira forte e relativamente flexível 86 é ligada numa extremidade 87 ao motor 82. A mangueira conduz do motor através do tubo de serviço 22a para a abertura de acesso 62. A mesma é utilizada para empurrar a ferramenta de corte dentro do tubo de serviço e para a sua intercepção com o tubo principal. É também utilizada para manter e posicionar a lâmina de corte 84 durante a operação de corte. Dentro da mangueira de posicionamento 82 linhas de alimentação que consistem quer de mangueiras quer de cabos 88, 89 como requerido, transmitem a alimentação a partir da fonte de energia remota não mostrada, ao motor 82.

Aperfeiçoamento em bobinas de aquecimento de tubo termoplástico dobrado para inserção em condutas existente

Tipicamente o tubo termoplástico rígido, na forma dobrada é enrolado quando flexível durante o fabrico e subsequentemente aquecido e removido da bobina durante a inserção. Tal remoção requer que a bobina seja aquecida num invólucro a uma temperatura alta. Devido às muitas voltas do tubo na bobina serem cobertas por voltas sobrepostas, e todo o tubo enrolado é aquecido externamente dentro do invólucro, o aquecimento deve ser prolongado para todas as voltas ficarem suficientemente aquecidas e flexíveis para o desenro1amento e inserção. Os meios e processo descritos em seguida são proporcionados para aumentarem a velocidade de aquecimento de uma bobina de tal tubo e para manterem o tubo num estado aquecido e flexível durante o desenrolamento e após e durante a sua inserção numa conduta subterrânea existente. 0 processo e meios permitem ao tubo ser inserido em lanços compridos de conduta permanecendo ao mesmo tempo aquecido e flexível através do seu comprimento.

Referindo as figuras 12 e 13, um suporte portátil leve e

69988

Dockét No. P-89106-24 flexível pode ser enrolado e utilização. Um suporte inclui

-21barato 90 é proporcionado para suportar uma bobina 92. A bobina 92 tem um abrigo cilíndrico central 94 no qual um abastecimento de tubo termoplástico (não mostrado) num estado dobrado e armazenado até estar pronto para uma chapa de base plana 96 tendo membros de estrutura erectos opostos 97. Os membros de estrutura erectos 97 são tubulares e recebem braços de prolongamento telescópicos 98 tendo apoios 99 nas suas extremidades superiores para suportarem um eixo de suporte de bobina 100. 0 eixo 100 prolonga-se através do abrigo 94 da bobina 92 para suportar a bobina no suporte. Os braços de extenção 98 podem ser prolongados e retraídos no interior dos membros de estrutura erectos 97 para posições ajustadas por um pequeno macaco (não mostrado) ou proporcionando cilindros hidráulicos que funcionam com fluido dentro dos membros de estrutura erectos 97. Pinos de bloqueio 91 prolongam-se através de aberturas de pino indexadas nos membros de estrutura 98 e braços de extenção 98 para bloquearem os braços nas suas posições ajustadas. Assim os braços de extensão 98 podem elevar e baixar a bobina suportada 92. Elevando a bobina a partir do nível da chapa de base 96, a bobina pode ser deixada rodar em torno do eixo 100 permitindo assim a retirada do tubo termoplástico dobrado da bobina.

A figura 14 descreve um invólucro de vapor 101 para envolver e conter o conjunto de suporte e bobina descrito nas figuras 12 e 13 ou conjuntos comparáveis. 0 invólucro de vapor é um invólucro destinado a conter vapor quente para aquecimento da bobina encerrada 92 do tubo termoplástico para o tornar flexível para inserção numa conduta existente. 0 invólucro de vapor é feito de nilão reforçado com vinil, tela ou outro material idêntico que seja leve flexível, impermeável, ao ar e capaz de suportar as altas temperaturas do vapor quente.

invólucro de vapor é construído com as aberturas que são necessárias para instalar a mesma em torno de uma bobina e do seu suporte e para remover o tubo termoplástico novo para inserção. 0 invólucro deve também ser provido com uma abertura de acesso para a injecção de vapor vivo no interior da mesma. As aberturas são fechadas com fechos de correr como mostrado em relação à abertura ;988

D ο c k ê t N ο , P—8 91 π 6—2 4 de acesso de tubo 103 ou munido com outros meios de fecbo adequados que podem ser fixados de modo que o vapor injectado fique contido no invólucro com o mínimo de fugas .

Referindo a figura 15, a bobina 92 para suportar uma bobina de tubo termoplástico dobrado inclui o abrigo previamente identificado 94. 0 abrigo é munido com uma câmara de vapor interna 102 que tem uma ligação de extremidade rotativa em 104 para ligação da câmara a uma fonte de vapor 106 através de uma mangueira de vapor 108. A passagem 110 prolonga-se da câmara 102 para uma ligação de superfície 112 do abrigo a uma secção ' curta de mangueira de vapor flexível 114. A extremidade livre da mangueira 114 é ligada à extremidade dianteira arredondada 106 de um comprimento de tubo termoplástico dobrado quando o tal tubo vem do processo de fabrico quente, flexível e pronto a ser enrolado, assim quando o tubo 22 é enrolado no abrigo 94 a sua extremidade dianteira 106 permanece ligada à câmara de vapor 102 e pode assim ser ligada através da ligação rotativa 104 à fonte de vapor 106.

Quando o tubo enrolado e dobrado 22 está pronto a ser instalado numa conduta subterrânea existente a bobina é transportada para o local de trabalho e ligada à fonte de vapor 106 através da mangueira de vapor 108. Quando isto ocorre o vapor é injectado para as passagens internas da bobina de tubo dobrado f ' 22 a part ir da câmara de vapor 102 e mangueira flexível 114 para aquecer e tornar flexível todo o comprimento do tubo enrolado 22 muito rápida e eficientemente. A injecção de vapor, e assim o aquecimento do tubo enrolado 22 continua à medida que o tubo é desenrolado do abrigo 94 e inserido numa conduta subterrânea. Mesmo quando o tubo 22 é puxado, empurrado, ou de outro modo movido através de uma conduta subterrânea afastada removida de uma bobina 94, o mesmo continua a ser injectado com vapor vivo. 0 mesmo permanece assim flexível durante todo o processo de instalação.

processo anterior de se injectar vapor quente no tubo termoplástico enrolado e dobrado tem as seguintes vantagens:(1) assegurar que todas as voltas do tubo enrolado são adequadamente aquecidas antes de se tentar a sua remoção da bobina;(2) o

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aumento da velocidade de aquecimento do tubo dobrado e enrolado;

(3) permitir ao tubo dobrado ser aquecido após ter sido retirado da bobina e durante a sua inserção numa conduta subterrânea existente; e (4) proporcionar continuamente tubo amolecido e dobrável durante o processo de instalação. Esta última vantagem protege o tubo de contenção de calor, se usado, reduz as forças necessárias para puxar o tubo através das condutas existentes e permite puxões mais longos através das condutas. Evidentemente, tal processo de aquecimento permite também ao tubo termoplástico ser puxado através de acesso de visita e em torno de curvas em tubagens em que o tubo deve-se acomodar às mudanças no alinhamento da conduta existente.

Processo e aparelho para reparar secções curtas de conduta subterrânea existente a partir de aberturas de acesso afastadas

Referindo as figuras 16 e 17, estão representados nelas um processo e aparelho para reparar secções curtas de condutas existentes longas utilizando tubo termoplástico 22 anteriormente descrito. 0 processo é útil na execução de reparações pontuais numa tubagem existente em que a secção a ser reparada é relativamente curta em comparação com o comprimento total da tubagem. No entanto, o processo pode ser utilizado para reparar secções de quase qualquer comprimento desejado.

Primeiro uma secção do tubo termoplástico dobrado 22 correspondendo em comprimento ao comprimento da secção de conduta a ser reparada é cortado a partir da bobina de abastecimento ou outra fonte do tubo termoplástico. A secção 22 é aquecida e tornada flexível, e então arredondada de uma das maneiras anteriormente descritas neste ou em pedidos de patente relacionados. Quando o tubo 22 é arredondado um balão insuflável de todo o comprimento 120 é colocado dentro do tubo. 0 tubo 22 é então reaquecido e dobrado com o balão insuflável colapsado dentro.

Uma secção de tubo de contenção de calor 16a, mais comprida do que o conjunto de balão e tubo é proporcionada e o conjunto de balão e tubo é colocado dentro do tubo como mostrado na figura 17.

988

D o c k e t Ν ο , P—8 910 6—24 tubo de contenção de calor é fecbado na sua extremidade dianteira 122 e um cabo de puxar 124 é fixado em tal extremidade.

Uma mangueira de ar 126 é ligada ao interior do balão insuflável 120 na extremidade traseira 128 do tubo de contenção de calor. Uma mangueira de vapor 130 é inserida dentro da extremidade traseira do tubo de contenção de calor, e a extremidade traseira 128 do tubo é fechada e amarrada em torno das mangueiras de ar e vapor.

vapor é então injectado dentro do tubo de contenção de calor através da mangueira de vapor 130 aquecendo o tubo termoplástico 22 dentro e tornando o mesmo mole e flexível. Neste ponto, todo o conjunto, incluindo o tubo de contenção de calor é puxado para dentro da conduta existente e para a secção da conduta a ser reparada utilizando o cabo de puxar 124 puxado a partir de um acesso de visita a jusante ou outra abertura de acesso (não mostrada.).

No local a reparar dentro da conduta, é de novo ligado o vapor para dentro do tubo de contenção de calor através da mangueira de vapor 130 para novamente aquecer e tornar flexível e mole, o tubo termoplástico 22. Quando o tubo plástico está suficientemente quente e flexível, o balão 120 dentro do tubo 22 é insuflado com ar através da mangueira de ar 126 a partir de uma fonte afastada numa abertura de acesso (não mostrada). Ά insuflação do balão arredonda e expande o tubo de plástico 22 conformando o mesmo perfeitamente de encontro às paredes interiores da secção da conduta existente a ser reparada. 0 abastecimento de vapor é então desligado, e o tubo arredondado e expandido 22 é deixado arrefecer ao mesmo tempo que o balão permanece insuflado para continuar a aplicar pressão interna ao tubo 22. Quando o tubo 22 tiver arrefecido e endurecido na sua forma arredondada o mesmo fica firmemente fixado no local dentro da conduta existente. Em seguida quando o cabo de puxar 124 é puxado ele rasga a extremidade 122 a partir do tubo de contenção de calor. Quando a mangueira de vapor 130 é puxada ela rasga a extremidade oposta 128 do tubo de contenção de calor. 0 balão insuflável é colapsado e puxado do tubo arredondado 22 puxando a mangueira de ar 126. 0 remanescente do tubo de contenção de calor

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permanece no lugar premido entre as paredes exteriores do tubo expandido 22 e as paredes interiores da secção de conduta reparada proporcionando uma vedação entre o tubo e a conduta. Se desejado, o tubo de contenção de calor pode ser revestido por um material de junta para proporcionar uma vedação hermética à água na secção de tubo reparada.

Processo de realizar uma secção de tubo compósita para reforçar uma secção de tubo existente tubo termoplástico rígido dobrado 22 anteriormente descrito nesta ou em pedidos de patente relacionados pode também ser utilizado para reforçar tubo existente formando com o tubo existente o que é com efeito um tubo compósito novo. 0 tubo compósito tem maior resistência para resistência a forças externas e internas do que quer a conduta existente original quer o tubo termoplástico agindo por si só.

Para proporcionar esta propriedade, o tubo termoplástico dobrado é aquecido e expandido dentro da conduta existente. 0 tubo termoplástico é seleccionado para ter um diâmetro externo arredondado ligeiramente inferior do que o diâmetro interno da conduta existente a ser reforçada. Com o tubo termoplástico dobrado dentro da secção da conduta a ser reforçada, o tubo é arredondado e expandido. 0 novo tubo é expandido perfeitamente de f· encontro às paredes interiores da conduta existente de modo que o mesmo se ajusta exactamente em tal conduta. Em resultado, é formado um tubo composto compreendendo a conduta existente exterior e o tubo termoplástico interior. A capacidade estrutural do tubo termoplástico de resistir a cargas de esmagamento tais como as cargas do terreno, cargas sobrepostas, e semelhantes, é substancialmente aumentada devido ao suporte de parede lateral proporcionado pelo tubo existente. Além disso a capacidade estrutural do tubo compósito para resistir tanto às forças exteriores como interiores é grandemente aumentada porque os dois tubos actuam como uma entidade estrutural única.

A importância da verificação anterior é que o tubo termoplástico pode ser utilizado para reforçar uma conduta existente onde a conduta existente pode ser estruturalmente afec69 .988

Docket No. P-89106-24 zhtada; ou onde enchimentos, edifícios, ou outras cargas sobrepostas foram impostas para as quais a conduta existente não foi projectada; ou onde uma conduta existente projectada anteriormente com um tubo de gravidade tem de ser convertida num tubo de pressão.

A verificação anterior é também importante porque a mesma permite a utilização de um tubo termoplástico com paredes finas como um revestimento rigido dentro de um tubo corroído ou enfraquecido para aumentar a resistência efectiva do tubo existente. 0 tubo termoplástico numa tal situação não necessita de ser projectado para resistir a toda a pressão interna do sistema em que o mesmo é utilizado. Em vez disso, a tubagem a ser reparada pode ser projectada como um tubo compósito consistindo de uma conduta de pressão existente e um tubo termoplástico com paredes finas acabado de instalar.

Tendo representado e descrito um certo número de aperfeiçoamentos nos processos e aparelhos para a instalação de um tubo termoplástico rígido dentro de uma conduta existente como descritos nos pedidos de patente anteriores relacionados, deverá ser evidente às pessoas peritas na arte que tais aperfeiçoamentos podem ser modificados ern disposição e detalhe sem se sair dos pricípios do invento como representados aperfeiçoamentos. Reivindicam-se como do invento aperfeiçoamentos, variações e modificações e seus como estando dentro do verdadeiro espírito e reivindicações seguintes.

por tais todos esses equiva1 entes âmbito das ·988

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Claims (4)

1. REIVINDICACõES lâ- Processo para a instalação de um tubo novo num comprimento de conduta existente, caracterizado por compreender:

   a inserção de um membro tubular flexível no comprimento da conduta existente a ser revestido de modo que pelo menos uma das extremidades opostas do membro tubular fica acessível e uma extremidade do comprimento da conduta, insuflar o membro tubular para, pelo menos uma condição parcialmente arredondada, a inserção de um comprimento de tubo termoplástico normalmente e substancialmente rígido numa condição colapsada no membro tubular de modo que o tubo termoplástico rígido se prolonga pelo comprimento da conduta a ser revestida quando o membro tubular é inserido na conduta, a restrição de, pelo menos, uma extremidade do membro tubular com o tubo termoplástico rígido colapsado dentro e forçar um fluido quente para o membro tubular a partir da outra sua extremidade acessível para provocar o fluxo do fluido quente através do membro tubular e através do tubo termoplástico colapsado para aquecer interior e exteriormente o tubo termoplástico através do seu comprimento e assim tornar flexível o tubo termoplástico colapsado normalmente rígido, e aplicação de uma pressão de expansão interna ao dito tubo termoplástico quando flexivel para reconformar o tubo para uma condição arredondada dentro da conduta.
2. 2ã- Processo de acordo com a reivindicacào 1, caracterizado por incluir o arrefecimento do tubo termoplástico, enquanto se mantém a pressão interna de expansão dentro do dito tubo de modo que o dito tubo mantém a sua forma arredondada dentro da dita conduta quando a pressão de expansão é retirada.
3. 3â- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita pressão de expansão ser aplicada forçando um fluido quente sob pressão através dò tubo termoplástico.
4. 4a- Processo de acordo com a reivindicacào 1, caracterizado por a pressão de expansão ser aplicada movendo um bujão desli zante através do tubo termoplástico dobrado, dentro do membro

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   Pocket N

   P-89106-24 si

   -28tubular, enquanto o tubo está quente e flexível·.

   53- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo termoplástico rígido ser aquecido e tornado flexível durante a sua inserção no comprimento na conduta.

   63- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o membro tubular ser primeiro inserido no comprimento da conduta e, pelo menos, parcialmente expandido para uma condição arredondada, e então o tubo termoplástico ser inserido no membro tubular enquanto o membro tubular está na sua condição expandida.

   73- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a utilização de um membro tubular construído a partir de um material de membrana plástica reforçada, fina e flexível tendo uma espessura na gama de 0,0764 a 0,508 mm

   83- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por incluir a utilização de um membro tubular, incluindo um revestimento de material de junta resiliente e compressível e expandir o dito tubo termoplástico para uma dimensão arredondada suficiente para provocar a vedação do material de junta do membro tubular em quaisquer espaços entre o dito tubo e a dita conduta.

   93- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, o dito membro tubular flexível ter um diâmetro exterior arredondado normal, pelo menos tão grande como o diâmetro interior da conduta.

   103- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, o dito membro tubular flexível ser insuflável sob condições de pressão interna para um diâmetro arredondado, pelo menos, tão grande como o diâmetro interno do membro tubular e o dito tubo ser expandido sob condições de pressão interna para comprimir o dito membro tubular contra a parede interior da conduta.

   113- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, o comprimento da conduta ter . pelo menos uma secção parcialmente colapsada e o dito membro tubular ser sujeito a pressão interna suficiente para empurrar a secção colapsada para conformação substancial com o remanescente do comprimento da conduta.

   123- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado

   69 '983

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   Zpor, o membro tubular flexível ser vedado numa extremidade e ser internamente pressurizado a partir da extremidade oposta sob condições de pressão suficientes, para forçarem o membro tubular contra as paredes interiores do comprimento da conduta e vedar assim o tubo termoplástico dentro do membro tubular dos fluidos externos ao membro tubular.

   13â- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, incluir a manufactura do tubo termoplástico substancialmente rígido numa condição achatada e dobrada.

   14â- Processo para a instalação de um tubo novo dentro de uma conduta existente, caracterizado por compreender:

   a inserção, dentro do comprimento da conduta a ser revestida, de um comprimento de tubo termoplástico normal e substancialmente rígido numa condição colapsada de diâmetro reduzido, aquecimento de, pelo menos, uma porção de extremidade do tubo colapsado para a tornar flexível, arredondamento da dita porção de extremidade e a inserção de um bujão móvel dentro da porção de extremidade arredondada permitindo tal bujão móvel passagem restrita através de si e através do tubo colapsado fluido pressurizado, a retenção do bujão móvel contra o movimento através do tubo termoplástico a partir da porção de extremidade arredondada e a fluido quente sob pressão na dita porção de para além do bujão até um comprimento do tubo frente do bujão ficar aquecido e flexível, e mover o bujão móvel a uma velocidade controlada através do tubo a partir da porção de extremidade arredondada ao mesmo tempo a injectar fluido quente e â frente do bujão para manter o tubo numa condição aquecida e flexível, para reconformar progressivamente o comprimento do tubo para uma forma arredondada à medida que o bujão se desloca através do tubo.

   153- Processo para a instalação de um tubo novo dentro de uma conduta existente, caracterizado por compreender:

   a inserção dentro de uma conduta a ser revestida de um comprimento de tubo termoplástico normal e substancialmente rígia de injecção de extremidade e termoplástico colapsado em cont inuando ob pressão no tubo atrás

   69 988

   Dockét No, P-89106-24 do enquanto numa condição colapsada de diâmetro reduzido, a reconformação do tubo colapsado para uma condição arredondada e a expansão do tubo arredondado contra as paredes internas do comprimento da conduta pela aplicação ao tubo de calor e pressão internos, permitir que o tubo arredondado e expandido arrefeça na sua condição arredondada e expandida de modo que o mesmo retém a sua arredondado e e em seguida ua extremidade e

   condição e em seguida aliviar tensões do tubo expandido através de reaquecimento progressivo arrefecimento de segmentos do tubo começando numa mantendo ao mesmo tempo o tubo na sua condição expandida arredondada.

   16&- Processo para a instalação e interligação de tubos termoplásticos normal e substancialmente rígidos, novos, numa conduta principal subterrânea existente e uma conduta de serviço de intersecçào subterrânea, caracterizado por compreender:

   a inserção de um primeiro tubo termoplástico novo na conduta principal existente enquanto o primeiro tubo está numa condição colapsada e dobrada e em seguida a aplicação de calor e pressão interna ao primeiro tubo para o arredondar e expandir contra as paredes interiores da conduta principal;

   a inserção a partir de uma abertura de acesso da conduta de serviço afastada da conduta principal, de um segundo tubo termoplástico na conduta de serviço existente enquanto o segundo tubo está numa condição colapsada e dobrada, e continuação da a extremidade dianteira do segundo tubo substancialmente o dito primeiro tubo na conduta de serviço e conduta principal, e em seguida a aplicação de calor e pressão internos ao segundo tubo para arredondar e expandir o mesmo contra as paredes internas da conduta de serviço existente;

   o transporte, através do segundo tubo novo na conduta de serviço a partir da abertura de acesso para a vizinhança da intersecção, de uma carga de vedante e a ancoragem da carga, no lugar, na dita vizinhança;

   a injecção da carga de vedante sob pressão na intersecção inserção até interseccionar intersecção da

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   Dockét No.

   •89106-24 e o corte de um orifício extremidade afastada e para vedação de quaisquer espaços entre os primeiro e segundo tubos na intersecção e permitir ao vedante endurecer;

   a inserção de meios de corte no segundo tubo a partir da abertura de acesso e o transporte dos meios de corte para a extremidade afastada do segundo tubo através de qualquer vedante que vede a através de uma parede do primeiro tubo na intersecção para abrir assim a comunicação de fluido entre o primeiro e o segundo tubos, na intersecção.

   17a- Processo de aquecimento de uni tubo termoplástico normal e substancialmente rigido, enquanto numa condição colapsada e dobrada para tornar o tubo flexível para enrolamento e desenro1amento numa bobina e para inserção numa conduta existente, caracterizado por compreender:

   a manufactura de um tubo rígido numa condição colapsada e dobrada para lhe conferir uma memória de modo que quando aquecido e flexível, o tubo mantém a sua condição dobrada, o enrolamento do tubo, enquanto aquecido e flexível numa bobina tendo uma câmara interior ligável a uma fonte de fluido quente sob pressão e no início do enrolamento a ligação da extremidade dianteira do tubo à câmara interior do abrigo para permitir a comunicação de fluido entre o interior do tubo e a fonte de fluido quente sob pressão através do abrigo mesmo quando todo o comprimento do dito tubo é enrolado no dito abrigo.

   18â- Aparelho de suporte e de invólucro de bobina, portátil, para armazenagem e aquecimento de um fornecimento de tubo e substancialmente rígido, numa condição para transporte e utilização num local de obra durante a instalação do tubo numa conduta existente, caracterizado por compreender:

   um suporte tendo uma chapa base rígida de metal, um par de membros estruturais tubulares direitos de comprimento ajustável telescopicamente, fixos na dita chapa base num conjunto de extremidades e incluindo meios no conjunto de extremidades oposto superior para a montagem de um eixo para a inserção através de uma bobina do dito tubo, e meios para moverem te 1escopicamente os membros de estrutura direitos, para elevarem e baixarem o eixo termoplástico normal colapsada e dobrada.

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   Docket No. P-89106-24 g ,V da bobina e permitirem ou evitarem assim a rotação da bobina, um invólucro de vapor feito de um material em folha flexível, leve, impermeável e resistente ao calor dimensionado e conformado para encerrar o dito suporte com uma bobina de tubo nele suportado e reter vapor no dito invólucro incluindo meios definindo uma primeira abertura de acesso através dos mesmos para permitirem o desenro1amento do tubo da bobina e a retirada do tubo do invólucro, e meios definindo uma segunda abertura através dos mesmos para permitirem a injecção do vapor para o invólucro incluindo segundos meios de fecho para fecharem a segunda abertura.

   194- Bobina para enrolamento, armazenagem e aquecimento de um comprimento de tubo termoplástico normal e substancialmente rígido numa condição colapsada e dobrada para inserção numa conduta existente enquanto aquecido e flexível, caracterizado por compreender:

   um abrigo para recepção e suporte de uma bobina do dito tubo incluindo o dito abrigo uma câmara interna para receber um fluído quente sob pressão de uma fonte afastada, primeiros meios de ligação no dito abrigo para ligarem a dita câmara à dita fonte e manterem a ligação quando a bobina roda, segundos meios de ligação no dito abrigo para ligação da extremidade mais interior do tubo enrolado no abrigo, para a dita câmara, para permitir o aquecimento interno do tubo para o tornar flexível quando enrolado no abrigo.

   204- Processo de reparação de uma secção pequena de uma conduta subterrânea, caracterizado por compreender:

   a selecção de um comprimento de tubo termoplástico normal e substancialmente rígido, correspondendo ao comprimento da secção a ser reparada, tendo o tubo uma condição de memória colapsada e dobrada quando aquecido e flexível, o aquecimento e arredondamento do tubo e arrefecimento do tubo na sua condição arredondada, a inserção de um balão insuflável em todo o comprimento do tubo quando arredondado, e com o balão colapsado, o reaquecimento do tubo para o colapsar e tornar a dobrar com o balão colapsado

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   Dockét No. P-39106-24 dentro dele, o encerramento do tubo com o balão dentro dele num tubo flexível de contenção de calor, o fecho de uma extremidade dianteira do tubo e a fixação de um cabo de puxar à dita extremidade fechada, a ligação de uma mangueira de pressão de ar ao balão e estender a mangueira de ar a partir de uma extremidade traseira fechada do tubo, a ligação de uma mangueira de vapor ao interior do tubo e estender a mangueira de vapor a partir da extremidade traseira fechada, a injecção de vapor através da mangueira de vapor para o tubo para aquecer o tubo e tornar o tubo flexível, puxar o tubo e o tubo flexível contido e o balão por meio do cabo de puxar na conduta e para a secção a ser reparada, a injecção de vapor no tubo na secção para aquecer o tubo e tornar o tubo flexível, e em seguida insuflar o balão por meio de uma mangueira de ar para arredondar e expandir o tubo contra a secção, o arrefecimento do tubo arredondado e expandido mantendo entretanto a pressão de ar no balão insuflado para tornar rígido o tubo na sua condição arredondada e expandida, em seguida desinsuflar o balão e puxar as mangueiras de vapor e ar e puxar o cabo para cortar as extremidades do tubo do remanescente do tubo para expor as extremidades abertas do tubo e remover o balão.

   Lisboa, 2: ' ”'r·

   Por NU-PIPE, Inc.

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