SE470488B - Verktyg för beläggning av insidan av rör med skyddande material - Google Patents

Description

..!I'.~.= C-) .län f' "f (Tf) 2 och 2,261,928). Dessa kommer kort att beröras nedan.

WO 89/12513 avser en apparat för rengöring av rör, som utnyttjar _mekanisk bearbetning av' rörens insida. med propellerliknande organ, vilka drivs medelst vatten under tryck. Vattentrycket driver även anordningen framåt i rören. Det sägs visserligen att apparaten är försedd med en böjlig koppling för att underlätta manövrering i krökar, men hur denna manövrering skulle tillgå är ej beskrivet, och det torde vara mycket svårt att på ett enkelt sätt åstadkomma manövrering med den beskrivna anordningen. Att tillämpa denna uppfinning för beläggning av rör är inte möjligt, med kravet att anpassa anordningen efter dimensionsväxlingar, avgreningar och böjar.

GB-2 028 459 avser en maskin för avlägsnande av avlagringar från det inre av rörledningar. Maskinen består av en släde med en motor som driver en rotor på vilken korta kättingar är monterade.

I änden på kättingarna finns vikter anordnade som slår bort material som anlagrats på rörväggen. Släden dras medelst en lina el dyl. Denna maskin har en sådan utformning att den måste vara mycket svår för att inte säga omöjlig att föra runt en rörkrök, och det är definitivt omöjligt att styra den.

US-2,26l,928 avser en apparat för beläggning av företrädesvis vatten- och avloppsledningar med en skyddande beläggning, t ex cement, och för utjämning av denna. Apparaten består av en vagn som föres genom ledningen, en xnatarledning för' beläggnings- material och ett utmatningsorgan i änden av ledningen. Vagnen uppbär också en blandningsbehållare för blandning av belägg- ningsmaterial. Behållaren inrymmer paddlar som åstadkommer blandningen. Materialet föres vidare medelst en skruvmatningsa- nordning till utmatningsorganet. Vidare finns ett nav på en roterande axel anordnat, vilket nav är försett med ett antal långa ekerliknande element i vars ändar slevliknande organ är anordnade. Dessa har till funktion att jämna ut beläggningen.

Konstruktionen är mycket komplicerad, uppenbarligen avsedd för rörledningar av stor dimension. mh -~ 1 c.:> .ß- OO du 3 Dessutom är det känt att belägga insidan av rör med ett skyddande skikt av en högviskös härdbar polymer, som trycks genom systemet, varvid rörsidorna beläggs. Även s 1: "re~lining" av kommunala ledningsnät är känt. Be- läggningen sker då genom att en glasfiberarmerad plast sprutas på rörens väggar.

SYFTET MED UPPFINNINGEN Syftet med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en apparat för beläggning av insidan av rör, särskilt avloppsrör, som inte uppvisar någon av nackdelarna med de ovan beskrivna anordningarna.

Apparaten enligt uppfinningen skall således i) medge renovering av rörsystem på kort tid med minimal olägenhet för boende i den lägenhet där renoveringen utföres, ii) vara enkel till sin konstruktion och därmed förenad med låga kostnader, iii) kunna styras i önskad riktning i ett rörnätverk med många grenrör, och iv) anpassa sig till förändringar i rördimension utan nämnvärda ingrepp i anordningen och dess komponenter.

Detta åstadkommes med ett verktyg, en borste och en anordning enligt:patentkraven,l, 6 respektive 9. Föredragna utföringsformer av uppfinningen definieras i de beroende kraven.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas i detalj med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka Fig. 1A och lB visar schematiskt ett rörsystem i en fastighet; Fig. 2 visar en golvbrunn i genomskärning; Fig. 3 visar schematisk anordningen enligt uppfin- ningen under användning; 4 Fig. 4 är en sidovy av anordningen enligt uppfin- ningen, delvis bortbruten; Fig. 5 är en snittvy av anordningen tagit vid V-V i Fig. 4; Fig. 6 visar bestrykningsorganen i detalj; Fig. 7A-C visar styrborsten i detalj, dels i frontvy, dels ovanifrån, dels i perspektiv; och Fig. 8 är ett diagram som visar den böjliga axelns erforderliga prestanda.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Den föreliggande uppfinningen finner företrädesvis tillämpning vid, och kommer att beskrivas med hänvisning till, avlopps- rörsystem i bostadshus, såväl enfamiljs- som flerfamiljshus.

Fig lA visar schematiskt rördragning i ett badrum, med en huvudledning l och avgreningar till handfat 2, toalett 3 och en golvbrunn 4 för t ex ett badkar, och också de dimensionsändringar som förekommer i systemet. De dimensioner som är aktuella ligger i intervallet 40 mm och uppåt t ex 225 mm i diameter på rören.

Ett av de problem som föreligger vid arbete inuti rörledningar är just förmågan hos utrustningen att kunna uppta nämnda dimensionsförändringar utan att utrustningen fastnar eller kärvar då den föres genom rören.

Först kommer nu förfarandet för beläggning av rör enligt uppfinningen att beskrivas, i anslutning till Fig. 1A, lB, 2 och 3.

Den anordning 5 som används och som kommer att beskrivas i detalj senare, består huvudsakligen av en matarledning 6 för belägg- ningsmaterial, en pump 34 för pumpning av material genom »N ~N1 _.. . x. ln -En Uf) IN o \. 5 ledningen, en böjlig axel 7 för drivning av (åtminstone) ett roterande verktyg 8 och en styrborste 9, anordnade i den distala änden av anordningen. Rotationen åstadkommas t ex med en elektrisk motor, enklast genom att koppla en handborrmaskin 12 av konventionellt slag till den böjliga axeln.'7 medelst en lämplig koppling. Motorn bör ha steglöst varierbart varvtal, t ex 100-2000 rpm, vara försedd med momentväljare, och kunna drivas i både höger- och vänstervarv.

Med anordningen 5 kan man för närvarande utan problem nå upp till ca 10 m in i rörsystemet, vilket är helt adekvat för att kunna klara renovering av ett rörsystem i ett våningsplan i en normal hyresfastighet. Vid speciella tillämpningar kan man nå avsevärt längre. T ex vid vertikala dagvattenledningar kan man tänka sig en räckvidd på upp till 30 m.

Som beläggningsmaterial används företrädesvis en epoxibaserad, hartsmodifierad, tvåkomponents härdpolymer med hög viskositet.

Ett exempel på en föredragen. polymer är ElastoCoat T 30 B (tillverkas av Zel-Aaren Innovation AB, Sverige). Viskositeten måste vara tillräckligt hög för att beläggningsmaterialet skall kunna bilda en tillräckligt tjock beläggning. Tillräckligt tjock innebär mellan 0,5 och 2,0 mm, företrädesvis 1,5 mm..Viskositeten får inte vara för hög och inte heller för låg, eftersom i det förra fallet det skulle bli omöjligt att driva anordningen genom rörsystemet. I det senare fallet skulle inte den erforderliga tjockleken kunna uppnås utan att förfarandet utföres upprepade gånger, vilket är tidsödande och kostnadskrävande.

Innan själva beläggningsförfarandet, måste rörsystemet rensas.

Detta kan ske mekaniskt, och kan utföras med hjälp anordningen enligt uppfinningen, dock med ett med hårdmetall eller diamant- förstärkt verktyg (beskrivs närmare nedan). Högtrycksspolning kan Efter mekanisk rensning spolas rören. och slutligen be- också komma ifråga.

Därefter torkas rören, t ex med varmluft, siktigas rören medelst filmning med en videokamera, t ex en mikrofilmkamera, också med användning av anordningen enligt I' xuxf-l CD _|\e c ø 3 (DO 6 uppfinningen. Mikrofilmkameran är anordnad i den distala änden av anordningen, och kopplad via en koaxialkabel till en videoen- het och en bildskärm. Man kan också tänka sig att endast ett objektiv är anordnat och att bilden överförs via optisk fiber till en konventionell, extern placerad videoutrustning.

Vid beläggningsförfarandets utövande börjar man i allmänhet med sidorören (l0a-c i Fig. l) och belägger dem med polymermassa innan huvudledningen 1 beläggs.

För att kunna komma in i rörledningen 100 i en golvbrunn 4 (se Fig. 2), måste man ta upp ett àtkomsthàl 11, vilket efter det att renoveringen fullbordats åter förslutes med t ex en gummitätning med propp.

Anordningen 5 föres in i rörledningen l0b (Fig. 3; t ex avloppet från en golvbrunn 4 under ett badkar) och motorn (borrmaskinen) startas. Tack vare styrborstens 9 speciella utformning (kommer att beskrivas senare), underlättas införandet genom.att verktyget 8 delvis dras in i ledningen av den skruvande borsten. Manuell matning måste ändå utföras. När den nedre änden av det rör som skall beläggas nåtts, påbörjas utmatningen av polymermassa 13.

Massan utmatas genom matarledningens 6 öppning, varvid massan 13 ansamlas framför' verktyget 8 (sett i riktning tillbaka mot rörledningens lO början). Något särskilt munstycke erfordras ej.

När tillräckligt med massa utmatats dras anordningen 5 tillbaka ett stycke, varvid verktyget 8, som är försett med fördelnings- organ 18, bearbetar massan och åstadkommer en spridning av massan över rörets innervägg. Under beläggningsförloppet är rotation- svarvtalet lämpligen 800-1000 rpm.

Det inträffar ibland att "valkar" bildas vid beläggningen. För att utjämna dessa "valkar", föres anordningen tillbaka ett stycke vid sänkt varvtal, ca 300-500 rpm. Under denna utjämning avbryts tillförseln av polymermassa.

Efter att inspektion av beläggningen med videokamera bekräftat 1,1 ...Pi- \,__ l 'J ie OO O? 7 att beläggningen är tillfredsställande fortsätter man med beläggning av ett ytterligare stycke.

Nedan kommer nu en detaljerad beskrivning av anordningen enligt uppfinningen att ges i anslutning till Fig. 3 - 7.

Apparaten, som i sin helhet betecknas med siffran 5, innefattar en matarledning 6 för beläggningsmaterial, en böjlig axel 7 för drivning av (åtminstone) ett roterande verktyg 8 och en styrbcr- ste 9, anordnade i den distala änden av anordningen. En behållare 14 för polymermassa, en videoenhet 15 och motorn 12, är monterade på ett stativ eller ram 16 som kan vara försedd med hjul. Till motorn är en böjlig axel 7 ansluten, och i änden av axeln 7 sitter verktyget 8 enligt uppfinningen.

Verktyget 8 består av en huvudsakligen cylindrisk kärna 17', monterad på den böjliga axeln 7 medelst en låsskruv, och på vilken böjliga element 18 är fastsatta, på ett sådant sätt att de är i stort sett fritt rörliga. Dessa element 18 kan utgöras av ledade element, t ex av korta kättingar l8a, eller borst l8b av nylon och/eller stål. En väsentlig egenskap hos dessa element är att då de medföljer den runda kärnan 17' i rotation, de har en utsträckning som överstiger rörets innerdiameter med ca 109.

Samtidigt skall de utan att hindra att anordningen föres framåt i röret, kunna anpassa sig till dimensioner som är ca 45% mindre.

De böjliga elementens 18, l8a, 18b funktion är att tvinga polymermassa, som utmatats i röret, ut mot rörväggen och fördela denna jämnt över väggen till en likformig beläggning med en tjocklek på ca 1,5 mm.

För närvarande är det föredraget att använda kätting 18a såsom ledade eller böjliga element vid själva beläggningsförloppet, eftersom kättingarnas vridmoment är så lågt att hela anordningens vridmoment blir tillräckligt lågt för att beläggningsförfarandet skall kunna genomföras utan hinder. Dessutom anpassar kättingarna sig lätt till förändringar i t ex rörsystemets dimensioner.

I* \ f _.) -Rts y) O f) 8 Det är dock möjligt att använda en borste av liknande konstruk- tion som styrborsten 9 (beskrivs senare), i stället för ovan beskrivna konstruktion med kättingar, men vridmomentet blir då alltför stort i vissa fall, och det går trögt att föra apparaten genom rören .

I en utföringsform som företrädesvis används vid små rördimensio- ner, finns endast två borstar 9 anordnade, och alltså inga kättingar .

I en föredragen utföringsform av verktyget finns två kättingupp- sättningar anordnade. Den tillkommande uppsättningen är därvid anordnad mellan den yttre borsten och de första roterande kättingarna, inom det nedan i anslutning till beskrivningen av styrborsten angivna föredragna avståndet.

Genom att anordna en planetväxel mellan två likadana uppsätt- ningar kättingar, kan man åstadkomma att dessa roterar åt olika håll och även med olika varvtal. Detta kan var till fördel för att åstadkomma beläggning av vissa partier som hamnar i "skugga" vid beläggning med endast en uppsättning kättingar. Denna "skugga" förekommer vid t ex fördjupningar i rörväggen orsakade av korrosion, eller mindre utbuktningar eller hinder orsakade av avlagringar som inte eliminerades vid den initiala rensningen.

Vid användning av endast en kättinguppsättning utj ämnar man denna "skugga" genom att föra verktyget tillbaka och bestryka från andra hållet.

Verktyget 8 kan även användas i det initiala rensningssteget för att befria rören från hårda beläggningar. lšärvid byter man ut kättingarna l8a mot hårdmetall- eller diamantförstärkta kättingar l8c. Förstärkningarna kan ta formen av små toppar av hårdmetall l8d.

På ett avstånd från nämnda verktyg 8, som är större än den största öppning som bildas vid en förgrening som borstarna kan komma att passera, längs axeln 7 i distal riktning, finns ff»- ¶ CD .fx e f) Q.) 9 åtminstone en styrborste 9, försedd med borst l8b av nylon och/eller stål, anordnade. Denna styrborste 9 har till funktion att centrera aggregatet axel/matarledning i röret genom att borsten l8b har en viss styvhet. Dessutom bidrar borsten 9 till att driva hela aggregatet framåt (eller bakåt) i röret, och att vid förgreningar kunna åstadkomma en styrning i önskad riktning.

Drivning, och styrning som är ett viktigt särdrag hos upp- finningen, åstadkommes genom att borsten l8b är anordnade längs en "sned" linje 19 i axiell riktning på den cylindriska kärnans l7" perifera mantelyta 20, så att en omkastning av rotations- riktningen, medför att styrborsten 9 kommer att skruva sig i motsatt riktning. Dessutom kommer borsten 9 att sträva att svänga åt höger respektive vänster beroende på rotationsriktningen, och således kan man svänga in hela aggregatet runt en grenrör.

Ett problem som kan uppstå är att borsten l8b mycket lätt bryts av eller åtminstone bockas under rotationen. För att eliminera detta problem finns stödelement 21 anordnade axiellt på kärnan l7". Dessa ligger något snett i axiell led, och är anordnade med ett litet mellanrum 22 mellan sig, varvid borsten l8b är förankrade i hål 23 i kärnan l7" i mellanrummen 22. Både kärnan l7" och stödelementen 21 kan vara tillverkade av t ex nylon.

Stödelementens mantelytor 24 är utformade huvudsakligen som ellipsoider, varvid tangenten för stödelememntens 21 mantelyta 24 vid anliggningen mot kärnan l7" bildar en huvudsakligen rät vinkel.

Stödelementens 21 utsträckning i radiellfi led är sådan att diametern för den cirkel i vilken hela borstkärnan (kärnan l7" plus stödelement 21) kan inskrivas, är ca 10% mindre än den mista rördimensionen som borsten skall kunna föras genom.

Den böjliga axelns egenskaper är av stor betydelse för apparatens funktion. Axeln måste nämligen kunna överföra ett tillräckligt vridmoment för att kunna dra runt verktyget 8 utan att deformeras själv, samtidigt som den inte får vara alltför styv för att inte 10 kunna böjas i ett grenrör i tillräcklig grad. Således måste axeln kunna böjas till en krökningsradie på ca 50 mm utan att deforme- ras. Risken finns annars att axeln strävar att "gena“ i gren- röret, vilket leder till ojämn. beläggning av rörväggarna i området kring förgreningen.

Det har visat sig att axeln 7 bör ha egenskaper i de intervall som markerats i diagrammet i Fig. 8, dvs kunna överföra ett vridmoment V på upp till 4,9 Nm (för de större rördimensionerna), vid beläggning (då axeln roterar med 800-1000 rpm) utan att deformeras. Vidare skall axeln kunna böjas till en radie på 50 mm utan att deformeras. För de minsta dimensionerna räcker ett vridmoment på 0,8 Nm.

Eftersom en böjlig axel 7 inte kan ha egenskaper som täcker in hela spektret av överförbara vridmoment, i kombination med den önskade krökningsradien, kan man behöva byta axlar vid olika rördimensioner. Fig. 8 visar ett diagram över olika axlar och dess egenskaper (dimension, överförbart vridmoment vid olika varvtal) som kan användas i apparaten enligt uppfinningen.

Parallellt med den böjliga axeln 7 löper en matarledning 6 för beläggningsmassan. Axeln 7 som ligger i en.hylsa 7' och.matarled- ningen 6 som likaledes ligger i en hylsa 6', hålles samman medelst t ex tejp, band eller något annat fäst- eller klämorgan.

Matarledningen 6 har en teleskoperande yttre hylsa 25 i ut- matningsänden. Detta.kan vara.nödvändigt pga att matarledning och axel i en rörböj kommer att få olika radier, och således skulle utmatningsöppningen förskjutas i förhållande till axeln om inte ledningen 6 kunde anpassa sig till krökningen. Denna hylsa 25 är fixerad vid den böjliga axelns hölje så att utmatningsöppningen förblir i ett fixt läge i förhållande till axeln.

Parallellt med och belägen mellan matarledningen 6 och axeln 7 löper en koaxialkabel 26 som i sin ände är kopplad till en miniatyriserad videokamera (mikrofilmkamera) 27. Koaxialkabeln -En '“* -3 CI.) 4:» . f) Of) ll är kopplad till en videoenhet 15 med en bildskärm. En (fiberop- tisk) ljusledare 28 löper också parallellt därmed, och är ansluten till en ljuskälla för att åstadkomma belysning av rörets inre i och för inspektion medelst videokameran.

De fyra delarna, matarledning 6, axel 7, koaxialkabel 26 och ljusledare 28, hålles samman.medelst en hållare 29. Denna hållare kan utgöras av ett aluminiumblock 29 med ett centralt genomgående hål 30 i vilket koaxialkabeln 26 och ljusledaren 28 löper, och där mikrofilmskameran 27 är placerad. Hållaren har yttre skålformade fördjupningar eller skåror 31 belägna på motstående sidor om hàllaren 29, i vilka matarledningen 6 respektive axeln 7 vilar. De senare hålles på plats medelst ett klämorgan 32. I hàllaren 29 finns centreringsfjädrar 33 fästa. Dessa kan ha formen av byglar av t ex metalltråd som har en fix infästnings- punkt i en ände, och som i den andra änden kan glida längs kablaget. Därigenom garanterar de att hållaraggregatet 29, 6, 7, 26, 28 ligger centrerat i röret. Genom att byglarna är eftergiv- liga kan de uppta dimensionsförändringar utan problem.

På motsvarande sätt som i utmatningsänden, finns en teleskoperan- de hylsa 25' anordnad innan hållaraggregatet 26-29, för att anpassa kablaget till böjning.

På ramen eller stativet 16, som i praktiken utgör en liten vagn, kan även finnas en vinda för upprullning av kablaget.

Claims (10)

I* \ ___; “Ü |~_ (fi) GO 12 PATENTKRAV :
1. l. Verktyg (8) avsett för beläggning av insidan av rör med skyddande material, och utformat dels att anordnas i en ände av en matarledning (6) med en utmatningsöppning för beläggnings- material, och dels att anslutas till ett rotationsrörelsealstran- de organ (7, 12), innefattande åtminstone ett roterbart organ (17), anordnat intill utmatningsöppningen och försett med fördel- ningsorgan (18), för åstadkommande av fördelning av det utmatade skyddande beläggningsmaterialet över rör- \...\ väggen, då det roterbara organet (17) roterar; och åtminstone ett roterbart anordnat styrorgan (9), som i beroende av rotationsriktning, styr verktyget (8) i önskad riktning, då det förflyttas i ett rör.
2. 2. Verktyget enligt krav 1, vid vilket fördelningsorganen (18) utgörs av làngsträckta, ledade element (l8a) anordnade utmed periferin av det roterbara organet, och som då det roterbara organet roterar slungas ut mot rörväggarna och bringas i kontakt med dessa .
3. 3. Verktyget enligt krav 2, vid vilket fördelningsorganen (18) utgörs av kättingar (l8a) med minst 2, företrädesvis 2 - 15, mest föredraget 2 - 10 länkar.
4. 4. Verktyget enligt krav 1, vid vilket fördelningsorganen (18) utgörs av borst (18b) av nylon och/eller stål.
5. 5. Verktyget enligt något av föregående krav, vid vilket styrorganet utgöres av en roterande borste (9), för anslutning till ett rotationsrörelsealstrande organ (7, 12), och så utformad P'\ “J CJ sin.. G9 OÛ 13 att den vid rotation skruvar sig framåt eller bakåt i röret i beroende av rotationsriktningen.
6. 6. Roterbar' borste för användning såsom styrorgan. vid ett verktyg enligt något av kraven 1 - 5, innefattande en cylindrisk kärna (17) för anslutning till det rotationsrörelsealstrande organen (7, 12); en uppsättning från kärnans (17) mantelyta, huvudsakligen radiellt utskjutande borst (l8b); och stödelement (21) anordnade runt kärnans (17) periferi, och utformade att hindra borsten (l8b) då de böjes under användning, att brytas av eller deforme- IBS.
7. 7. Borste enligt krav 6, vid vilken borsten (l8b) är anordnade i rad, så att en planprojektion av deras infästningspunkter över mantelytan, beskriver en rät linje, men med begynnelsepunkt och ändpunkt förskjutna i förhållande till varandra, så att en stigning motsvarande 0,5 - 2 varv per 250 mm, och företrädesvis l varv per 250 mm erhålles.
8. 8. Borste enligt krav 6 eller 7, försedd med 3 - 5, före- trädesvis 3 uppsättningar borst (l8b).
9. 9. Apparat för beläggning av insidan av ett rör, innefattande en pump (34) för pumpning av beläggningsmaterial från en behållare (14) och genom en matarledning (6) för beläggningsmaterial; ett långsträckt böjligt organ (7), t ex en vajer eller en böjlig axel, kopplad till ett verktyg (8) enligt något av kraven l-4, varvid det böjliga organet är utformat att från en motor (12) överföra rotations- P . " ~Ã| CD ..[I'*.~. ('10 OO 14 rörelse till verktyget (8), och har förmåga att böjas till en krökningsradie R på 50 mm utan att deformeras.
10. 10. Apparaten enligt krav 9, modifierad så att axeln (7) har en grövre dimension med förmåga att böjas till en krökningsradie på 75 mm. i?