專利名稱：用于翻轉(zhuǎn)現(xiàn)場固化內(nèi)襯的可重復(fù)使用的翻轉(zhuǎn)套筒組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可重復(fù)使用的翻轉(zhuǎn)套筒組件，該翻轉(zhuǎn)套筒組件用于借助 具有至少一個(gè)剛性壓蓋的裝置來安裝現(xiàn)場固化內(nèi)襯。所述方法和裝置減少了
裝配利用空氣翻轉(zhuǎn)及利用蒸汽固化來進(jìn)行安裝的、浸漬的現(xiàn)場固化內(nèi)襯所需 的時(shí)間，并且所述方法和裝置使用雙壓蓋裝置，該雙壓蓋裝置允許使用阻擋 帶和用于導(dǎo)入蒸汽的扁平軟管。
背景技術(shù)：
普遍公知的是，用于引導(dǎo)流體的管道或管線，尤其是諸如生活污水管、 雨水管、水管和燃?xì)夤苤惖牡叵鹿芫€由于流體泄漏或管道老化而經(jīng)常需要 修理。這種泄漏可能是從周圍向內(nèi)泄漏進(jìn)管道的內(nèi)部或者導(dǎo)引部?；蛘?，這 種泄漏可能是從管線的導(dǎo)引部向外進(jìn)入周圍環(huán)境中。無論在何種情況下，都 需要避免此類泄漏的發(fā)生。
泄漏可能是由于原管道安裝不當(dāng)，或由于管道自身自然老化、或是由于 所輸送的腐蝕性或磨蝕性材料的影響而引起。管道連接處或其附近的裂紋可 能是由于環(huán)境因素如地震、或者是大型車輛在管道上方表面的運(yùn)動(dòng)、或者是 類似自然或人為的振動(dòng)、或因?yàn)槠渌祟愒蚨a(chǎn)生。不管起因如何，這些 泄漏都是不合需要的，并可能導(dǎo)致管線內(nèi)輸送的流體的浪費(fèi)，或?qū)е聦χ車?環(huán)境的損害，也可能造成危險(xiǎn)的公眾健康事故。如果泄漏繼續(xù)發(fā)生的話，則 由于土壤及管道的側(cè)面支撐的損失，可能導(dǎo)致現(xiàn)有管道的結(jié)構(gòu)性故障。
由于不斷增加的勞動(dòng)力、能源和機(jī)械成本，通過挖掘管道與更換管道的 方法來修補(bǔ)可能正在泄漏的地下管道或地下管道部分變得日益困難且不經(jīng) 濟(jì)。因此，提出了各種現(xiàn)場修補(bǔ)或修復(fù)現(xiàn)有管道的方法。這些新方法避免了 與挖掘并更換管道或管道部件相關(guān)的花銷和危險(xiǎn)以及給公眾帶來的不便。目 前廣泛使用的、最為成功的管道修補(bǔ)或非挖掘修復(fù)的方法之一被稱為
Insituform (原位形成)方法。美國專利No. 4,009,063、 No. 4,064,211和No.4,135，958中描述了這種方法，在本文中援引這些專利的全部內(nèi)容作為參考。
在Insituform方法的標(biāo)準(zhǔn)操作中，在現(xiàn)有管線內(nèi)安裝細(xì)長的柔性管狀內(nèi) 襯，該柔性管狀內(nèi)襯由毛氈織物(felt fabric)、泡沫材料或類似的樹脂浸漬 材料制成，并具有浸漬了熱固性可固化樹脂的外部非滲透覆層。 一般地，該 內(nèi)襯利用翻轉(zhuǎn)工藝安裝，如后兩項(xiàng)所述專利中所描述Insituform方法。在翻 轉(zhuǎn)工藝中，作用至翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯內(nèi)部的徑向壓力將該翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯壓靠至管線內(nèi)表 面，并使內(nèi)襯與管線的內(nèi)表面接合。然而，Insituform方法還通過繩索或纜 線將樹脂浸漬的內(nèi)襯拉入管道中，并使用在內(nèi)襯中翻轉(zhuǎn)的、獨(dú)立的流體不能 透過的膨脹囊或者膨脹管使內(nèi)襯緊靠現(xiàn)有管線的內(nèi)壁而固化。此類樹脂浸漬 的內(nèi)襯一般稱為"現(xiàn)場固化管線"或"CIPP"內(nèi)襯，而這種安裝方法被稱為 CIPP安裝。
CIPP柔性管狀內(nèi)襯具有相對柔韌的平滑的外層，在初始狀態(tài)時(shí)該內(nèi)襯的
外側(cè)覆蓋有基本上非滲透的聚合物。安裝期間，該非滲透層在翻轉(zhuǎn)時(shí)在內(nèi)襯 翻轉(zhuǎn)后終止于內(nèi)襯的內(nèi)側(cè)。由于該柔性內(nèi)襯被現(xiàn)場安裝在管線內(nèi)，所以從內(nèi) 部對該管線進(jìn)行加壓，優(yōu)選為利用翻轉(zhuǎn)用流體(如水或空氣)來沿徑向向外 推壓內(nèi)襯，以便與現(xiàn)有管線的內(nèi)表面接合并順從。
通常，在安裝地點(diǎn)豎立翻轉(zhuǎn)塔，以便提供翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯或囊所需的壓頭?？?br> 選地，美國專利No. 5,154,936、 No. 5,167,901 (RE 35,944)禾B No. 5,597,353
中描述并示出了一種翻轉(zhuǎn)裝置，在本文中援引這些專利的內(nèi)容作為參考。通 過連接于翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯末端的再循環(huán)軟管，將熱水引入翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯即可開始固 化。翻轉(zhuǎn)用水通過諸如蒸發(fā)器或熱交換器之類的加熱源實(shí)現(xiàn)再循環(huán)，并返回 到翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯中，直到完成內(nèi)襯的固化。然后，對浸漬到可浸漬材料中的樹 脂進(jìn)行固化，以在現(xiàn)有管線中形成堅(jiān)硬的、緊密配合的剛性管道襯層。新的 內(nèi)襯可有效地密封任何裂縫，并能修補(bǔ)任何管段或管接合處的老化，以防止 向現(xiàn)有管線的內(nèi)部或外部的進(jìn)一步泄漏。固化的樹脂還用于強(qiáng)化現(xiàn)有管線的 壁，以便為周圍環(huán)境提供附加的結(jié)構(gòu)支撐。
翻轉(zhuǎn)塔需要花費(fèi)時(shí)間構(gòu)造，工人要在高于地面30英尺處作業(yè)，經(jīng)?？?近樹木或輸電線。這種方法可以通過一種裝置得以改進(jìn)，其通過使用松緊閥 (sphincter valve)而允許進(jìn)行該Insituform方法，從而產(chǎn)生液壓壓頭。所述內(nèi)襯被送入該裝置的頂部，并由該松緊閥下的加壓水拉動(dòng)該內(nèi)襯穿過松緊 閥。加壓水對該內(nèi)襯的頭部施加力，從而使該內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)入正被修復(fù)的管道中。
這些用于修復(fù)小直徑管道的裝置已使用了大約15年。
使用這些利用水的裝置的主要缺點(diǎn)是翻轉(zhuǎn)用水的量和可用性。通常，水 必須從55。F加熱到180°F，以便對固化起作用；然后，在排入到可接受的處 理系統(tǒng)之前需要加入更多的水以便冷卻到100°F。
該缺點(diǎn)可通過使用空氣取代水產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力來克服。 一旦浸漬的內(nèi)襯完全 翻轉(zhuǎn)，則其隨后可利用蒸汽來固化。雖然必須用水來產(chǎn)生蒸汽，但是蒸汽狀 態(tài)的用水量僅為用水翻轉(zhuǎn)、固化和冷卻所需的水量的5% — 10%。這意味著 即使現(xiàn)場不容易獲得水，也可以使用水蒸汽。這種用水量的顯著減少是由于 從一磅蒸汽狀態(tài)的水中可獲得的能量高于從一磅熱水中所獲得的能量。 一磅 蒸汽冷凝成一磅水時(shí)釋放大約1000BTU熱量，而一磅水每降低1度僅釋放 1BTU熱量。需水量的降低加上事實(shí)上消除了加熱周期，從而大大縮短了固 化周期和安裝時(shí)間。
用空氣翻轉(zhuǎn)和蒸汽固化具有這些明顯的優(yōu)點(diǎn)，但是，工業(yè)上棄用水翻轉(zhuǎn) 和熱水固化方法卻進(jìn)展緩慢。
當(dāng)使用水來翻轉(zhuǎn)樹脂浸漬內(nèi)襯時(shí)，該內(nèi)襯的從翻轉(zhuǎn)頭到翻轉(zhuǎn)裝置的未翻 轉(zhuǎn)部分受力而上浮，該力等于由該內(nèi)襯排開的水量。在使用CIPP內(nèi)襯的情 況下，這意味著該內(nèi)襯的有效重量顯著降低，因?yàn)樾枰摿⑽捶D(zhuǎn)的內(nèi)襯 向前拉到翻轉(zhuǎn)頭處。當(dāng)使用空氣來產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力時(shí)，未翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯位于管道底 部，作用于該內(nèi)襯的翻轉(zhuǎn)頭上的空氣壓力必須向前拉動(dòng)內(nèi)襯的總重量。
無論采用何種方式來產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)能量，為了翻轉(zhuǎn)CIPP內(nèi)襯，必須克服三
種力。這三種力為
1、 翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯(將內(nèi)襯的內(nèi)部向外翻出)所需的力。該力隨著內(nèi)襯的厚
度、材料類型以及內(nèi)襯的厚度與直徑的關(guān)系而不同；
2、 將內(nèi)襯從翻轉(zhuǎn)裝置拉至翻轉(zhuǎn)頭所需的力；
3、 拉動(dòng)內(nèi)襯穿過翻轉(zhuǎn)裝置所需的力。 第一種力在空氣翻轉(zhuǎn)和水翻轉(zhuǎn)中一般相同。
第二種力在空氣和水之間變化很大，并且可限制空氣翻轉(zhuǎn)的長度。存在 這樣的限制，目卩，可以使用多大的壓力來翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯而不會(huì)對安裝的CIPP內(nèi)襯的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，并且/或者損害現(xiàn)有管道。在水翻轉(zhuǎn)和空氣翻轉(zhuǎn)中均 可使用潤滑劑以減小所需的拉力。
第三種力可基于裝置的設(shè)計(jì)情況而變化。在目前使用的大多數(shù)裝置中， 當(dāng)這些力中的一個(gè)力或兩個(gè)力增大時(shí)，拉動(dòng)該內(nèi)襯穿過該裝置所需的力將會(huì) 增大。這源于以下事實(shí)為了增加可用的翻轉(zhuǎn)能量，目前使用的典型裝置限 制從該內(nèi)襯入口位置下方的壓力室進(jìn)入該裝置和該內(nèi)襯的正被翻轉(zhuǎn)的翻邊
和聯(lián)結(jié)端(banded end)的增壓流體的損失。這種限制通常通過增大氣動(dòng)壓 蓋內(nèi)的空氣壓力或通過使用由翻轉(zhuǎn)流體供能的壓蓋來實(shí)現(xiàn)。在典型情況下， 向內(nèi)運(yùn)動(dòng)均受壓蓋材料和正被翻轉(zhuǎn)的CIPP內(nèi)襯的壓縮所限制。這樣又會(huì)使 正在被翻轉(zhuǎn)的CIPP內(nèi)襯與壓蓋之間的摩擦力增大。
鑒于蒸汽固化與熱水固化相比較所具有的這些明顯的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)提出根 據(jù)蒸汽所攜帶的能量來使用蒸汽。膨脹囊的空氣翻轉(zhuǎn)和用于固化的穿流蒸汽 已公開于Insituform的美國專利No. 6,708,728和No. 6,679,293中，這些專利 的內(nèi)容在此引入作為參考。在這些近期公布的專利所公開的方法中，使用拉 入和膨脹技術(shù)，并且這些方法目前應(yīng)用于小直徑內(nèi)襯。它們所提供的優(yōu)點(diǎn)優(yōu) 于用于小直徑內(nèi)襯的水翻轉(zhuǎn)法。此外，所述的方法中并未提供使用扁平軟管 來引入蒸汽。然而，這些專利中所公開的穿刺罐(puncturing canister)的使 用并不適合于大、中直徑內(nèi)襯。通常，中等尺寸的內(nèi)襯是指直徑介于約18 至36英寸之間的內(nèi)襯。大直徑內(nèi)襯是指直徑超過約42英寸以上的內(nèi)襯。
因此，期望提出改進(jìn)以減少準(zhǔn)備CIPP內(nèi)襯用以使用一種裝置進(jìn)行安裝 所需的工作，該裝置具有至少一個(gè)可選擇地操作的剛性壓蓋，用以導(dǎo)入用于 翻轉(zhuǎn)的空氣而不會(huì)在注入用于固化的蒸汽之前使內(nèi)襯層癟縮。

發(fā)明內(nèi)容
概括而言，根據(jù)本發(fā)明提出了 一種用于借助剛性壓蓋裝置來安裝現(xiàn)場固 化內(nèi)襯的翻轉(zhuǎn)套筒組件。該翻轉(zhuǎn)套筒組件包括柔性管狀套筒；以及圓筒狀 聯(lián)結(jié)套管(banding boot)，該聯(lián)結(jié)套管在該套筒的遠(yuǎn)端具有用以導(dǎo)入用于翻 轉(zhuǎn)和/或固化的流體的進(jìn)入端口。套筒和翻轉(zhuǎn)套管的尺寸與待翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)場固化 內(nèi)襯的尺寸相同。該組件與具有框架的安裝裝置一同使用，該框架具有至少 一個(gè)位于該聯(lián)結(jié)套管上游的、可選擇操作的剛性壓蓋。該套筒從用于形成流體密封的剛性壓蓋中間穿過。該柔性翻轉(zhuǎn)套筒具有已安裝的固化流體入口， 用以與具有兩個(gè)剛性壓蓋的裝置一同使用。在這種情況下，該套筒上的入口 設(shè)置于兩個(gè)壓蓋之間，而該聯(lián)結(jié)套管位于下壓蓋的下游。在優(yōu)選的實(shí)施例中， 該柔性的套筒為與所安裝的內(nèi)襯的尺寸相同的現(xiàn)場固化內(nèi)襯的一干燥段。套 筒具有至少一個(gè)經(jīng)浸漬的材料層以及外部非滲透覆層。該可浸漬的材料保持 潤滑以有助于安裝，并且該套筒組件可重復(fù)使用。
樹脂浸漬內(nèi)襯穿過柔性翻轉(zhuǎn)套筒和聯(lián)結(jié)套管被供給，并在被翻轉(zhuǎn)進(jìn)入現(xiàn) 有的管道中之前圍繞聯(lián)結(jié)套管翻折并聯(lián)結(jié)。通過雙壓蓋裝置中的壓蓋的選擇 性的打開和關(guān)閉，使得在翻轉(zhuǎn)的下半段過程中允許阻擋線纜或帶通過以控制 速度，以及在固化期間允許扁平軟管及蒸汽配件通過，用以導(dǎo)入熱空氣或蒸 汽。使用用于蒸汽固化的、帶孔的扁平軟管是為了沿翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯的全部長度導(dǎo) 入蒸汽以避免冷凝水積聚的結(jié)果，在蒸汽固化過程中這種冷凝水積聚通常導(dǎo) 致內(nèi)襯的部分固化不良。雙壓蓋使得具有蒸汽附件的扁平軟管能夠穿過框架 并進(jìn)入到翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯中，而不會(huì)在導(dǎo)入固化流體之前使內(nèi)襯癟縮。優(yōu)選地， 扁平軟管在其邊緣附近具有沿著其長度方向交替形成的孔。通常，孔與扁平
軟管的邊緣的距離為1/4英寸至1/2英寸。這可確保在底部沿著內(nèi)襯的整個(gè) 長度散布蒸汽，而無需考慮扁平軟管的定向。 一旦翻轉(zhuǎn)停止，可以使用便攜 式鉆孔機(jī)(porting drill)或成形裝置形成具有可調(diào)節(jié)的排氣軟管的排氣口。 通過扁平軟管不使翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯癟縮地將蒸汽引入到內(nèi)襯中以固化樹脂。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的可重復(fù)使用的套管組件， 該套管組件與剛性壓蓋裝置一起用于安裝CIPP內(nèi)襯。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有安裝流體入口的翻轉(zhuǎn)套筒，該翻 轉(zhuǎn)套筒與剛性壓蓋裝置一起用于借助空氣翻轉(zhuǎn)CIPP內(nèi)襯并借助蒸汽固化該 內(nèi)襯。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種借助具有剛性雙壓蓋的裝置對CIPP 內(nèi)襯進(jìn)行空氣翻轉(zhuǎn)和蒸汽固化的改進(jìn)的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的方法，在該方法中借助空氣翻 轉(zhuǎn)及借助蒸汽固化現(xiàn)場固化管道內(nèi)襯，而不會(huì)在內(nèi)襯定位于現(xiàn)有的管道中之 后使內(nèi)襯癟縮。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種適用于執(zhí)行空氣翻轉(zhuǎn)和蒸汽固化的方法和裝置，其中內(nèi)襯通過形成有至少一個(gè)用于導(dǎo)入空氣和/或蒸汽的端口的 一段內(nèi)襯進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種改進(jìn)的CIPP內(nèi)襯的空氣翻轉(zhuǎn)方
法，其中可使用阻擋帶以及用于導(dǎo)引蒸汽以固化內(nèi)襯的扁平軟管。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)部分地是顯而易見的，部分地可從說明書中的 描述明確可見。
相應(yīng)地，本發(fā)明包括若干步驟，其中一個(gè)或多個(gè)所述步驟與其它步驟相 關(guān)，擁有這些特征、特性和相關(guān)要素的裝置在詳細(xì)的公開內(nèi)容中進(jìn)行了闡述， 并且本發(fā)明的范圍將在權(quán)利要求書中指明。


為更充分地理解本發(fā)明，請參照以下結(jié)合附圖所作的說明，在附圖中
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造與設(shè)置的帶有剛性壓蓋的、用于現(xiàn)場固化管 道內(nèi)襯的空氣翻轉(zhuǎn)與蒸汽固化的裝置的示意性立體圖1A是表示根據(jù)本發(fā)明的使用而構(gòu)造與設(shè)置的帶有雙剛性壓蓋的、用 于現(xiàn)場固化管道內(nèi)襯的空氣翻轉(zhuǎn)與蒸汽固化的裝置的示意性正視圖2、圖2A和圖2B是表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的翻轉(zhuǎn)套筒組件的剖視圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的使用而構(gòu)造與設(shè)置的、適用于圖1和1A所示 類型裝置的翻轉(zhuǎn)套筒組件的元件的示意圖4是示出了在翻轉(zhuǎn)期間圖1的單個(gè)壓蓋裝置的壓蓋的位置及翻轉(zhuǎn)套筒 組件的剖視示意圖5是示出了在其柔性的管狀部中裝配有流體入口的翻轉(zhuǎn)套管、以及示 出了圖2的雙壓蓋裝置的壓蓋的位置的剖視示意圖，該壓蓋裝置連接有用于 導(dǎo)入用來固化的蒸汽的空氣/蒸汽供給軟管；以及
圖6 (a)和圖6 (b)示出了排出端口技術(shù)。
具體實(shí)施例方式
這里描述了一種依照ASTMF1216的"通過樹脂浸漬管的翻轉(zhuǎn)和固化修 復(fù)現(xiàn)有管線和管道的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程"(StowdaW/or i Wa6z7"加'o" o/i a >7-/m;^"m^d rw6e)對CIPP內(nèi)襯進(jìn)行空氣翻轉(zhuǎn)和蒸汽固化的改進(jìn)方法 與裝置。這里所描述的方法和裝置完全適用于穿過一結(jié)構(gòu)(例如人孔)從表 面進(jìn)行工作的中等直徑的CIPP內(nèi)襯的安裝，以便修復(fù)現(xiàn)有的埋入的管線和管道。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造與設(shè)置的、具有單一的剛性下壓蓋21的翻 轉(zhuǎn)裝置ll。圖1A示出了具有上壓蓋16和下壓蓋21的類似的裝置lla。考 慮到構(gòu)件的相似性，在圖1和圖1A中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的構(gòu)件。
裝置11和lla為剛性框架，該剛性框架的尺寸適于設(shè)置在通向待加襯 管道的翻轉(zhuǎn)入口上方。裝置11和lla由金屬桿或金屬管制造并形成具有足 夠的寬度"w"的框架12，用以容置待安裝的扁平的現(xiàn)場固化管道內(nèi)襯。在 所示實(shí)施例中，框架12基本上為矩形，并且如圖2所示包括帶有多個(gè)掛鉤 14的矩形進(jìn)入口13，所述多個(gè)掛鉤14用以固定柔性的翻轉(zhuǎn)套筒207。開口 13具有厚度"t"，該厚度"t"選擇成使翻轉(zhuǎn)套筒組件能夠被固定在掛鉤14 上并穿過開口 13。
框架12具有足以支承套筒207、及固定至套筒207底部的聯(lián)結(jié)套管211 的高度"h"。在圖1A的雙壓蓋單元中，由固定壓蓋構(gòu)件17和相對配合的 可移動(dòng)壓蓋構(gòu)件18所形成的第一壓蓋或上游壓蓋16靠近進(jìn)入口 13設(shè)置。 一對氣缸19連接至框架12的端部并連接至可移動(dòng)壓蓋構(gòu)件18以使該構(gòu)件 18朝向固定構(gòu)件17移動(dòng)。氣缸為帶有直線導(dǎo)向軸承的氣壓缸。氣缸19可以 是任意的機(jī)械閉合機(jī)構(gòu)或任意類型的馬達(dá)，例如液壓夾緊機(jī)構(gòu)，或電夾緊機(jī) 構(gòu)，或機(jī)械夾緊機(jī)構(gòu)。
如圖1A所示，按照與上壓蓋16相同的方式形成的第二或下游壓蓋21 具有固定至框架12的剛性壓蓋構(gòu)件22和設(shè)于一對直線導(dǎo)向軸承20b上的可 動(dòng)壓蓋構(gòu)件23，該對直線導(dǎo)向軸承20b帶有附連的氣缸24?？蚣?2的高度 "h"選擇成在上壓蓋16與下壓蓋21之間能夠提供足夠的空間，以利用安 裝在柔性的套筒207中的流體進(jìn)入端口來將空氣和/或蒸汽導(dǎo)入到內(nèi)襯200 中。翻轉(zhuǎn)流體進(jìn)入端口安裝在翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯的翻轉(zhuǎn)套管中，并設(shè)置在下壓蓋21 的下游，且在人孔入口之前。在下文將更詳細(xì)地闡述對內(nèi)襯和安裝口的完整 說明。
在圖l所示的實(shí)施例中，僅下壓蓋21安裝在框架12上。在圖l和圖1A中，框架12具有由兩個(gè)側(cè)管26和27形成的基座25，所述兩個(gè)側(cè)管26和 27焊接至由底管29、兩個(gè)豎直側(cè)管31和32及頂管33形成的矩形前框架28 上。豎直的管31和32分別焊接至基座側(cè)管26和27上。相匹配的矩形后框 架34由底管36、兩個(gè)側(cè)管37和38及頂管39形成，并以與前框架28相同 的方式焊接至基座側(cè)梁26和27上。 一對上部水平壓蓋支承管41和42固定 在前框架28的前側(cè)管31和32與后框架34的側(cè)管37和38之間。類似地， 一對支承梁43和44固定在前框架28與后框架34之間以便支承下壓蓋21 。 四個(gè)傾斜的支承管46、 47、 48和49焊接在側(cè)管26和27的前、后之間以便 為框架12提供穩(wěn)定性。盡管示出了傾斜的支承管，但可以設(shè)想的是，形成 有階梯部的矩形支承構(gòu)件可用于在或大約在該下壓蓋21的高度處提供工作 平臺(tái)。
如圖所示，氣缸24安裝在下壓蓋21上方。每個(gè)氣缸均連接至聯(lián)接器以 便可在一對直線導(dǎo)向軸承上行進(jìn)。
在圖1A中，上壓蓋16的固定壓蓋構(gòu)件17和可移動(dòng)壓蓋構(gòu)件18具有安 裝于其相對的配合面上的可壓縮的耐高溫墊層54和56。所述可壓縮材料的 墊層54和56在翻轉(zhuǎn)的下半段過程中，在帶有阻擋帶和扁平軟管的翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯 經(jīng)過上壓蓋16時(shí)與其相適配并緊密接合。此外，在蒸汽固化過程中當(dāng)上壓 蓋16閉合時(shí)，可壓縮材料的墊層54和56將形成適當(dāng)?shù)?、相適配的密封。
下壓蓋21的構(gòu)件22和23的剛性配合的相對面可為平面。通過將小直 徑管線焊接至梁22和23或者通過將管或管線用作構(gòu)件22和23，可以為配 合表面增加彎曲度。這種彎曲的表面提供了更平滑的用以與翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯接合的 表面。
在空氣翻轉(zhuǎn)過程中，下壓蓋21在裝置ll和lla中形成空氣密封。在翻 轉(zhuǎn)開始及翻轉(zhuǎn)的上半段過程期間，利用間隙設(shè)定裝置將下壓蓋21閉合至相 隔大約為內(nèi)襯厚度四倍的距離。這種間隙設(shè)定裝置可以是設(shè)置于導(dǎo)向軸承 20a和20b上的具有適當(dāng)尺寸的間隔件。在翻轉(zhuǎn)的下半段過程期間， 一旦阻 擋帶和扁平軟管經(jīng)過下壓蓋時(shí)，下壓蓋21的間隙會(huì)減小至內(nèi)襯壁厚的大約 兩倍。
通過利用這種構(gòu)造，翻轉(zhuǎn)空氣壓力的增加將引起內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)而不需要通過 構(gòu)件22和23在下壓蓋21處增加內(nèi)襯上的壓力?？稍龃笞饔糜跉飧?4的空氣壓力以防止壓蓋21打開的間隙超過內(nèi)襯厚度的兩倍。間隙調(diào)整裝置(例 如置于導(dǎo)向軸承上的間隔件或者螺栓)防止了間隙的減小超過需要的程度。
圖2示出了適用于形成翻轉(zhuǎn)到折疊線206的柔性套筒207的現(xiàn)場固化內(nèi) 襯的截面。穿過兩層柔性材料形成有端口 209。端部208折疊為形成懸掛在 裝置ll和lla上的套筒207。圖中還示出了聯(lián)結(jié)套管211，其具有適當(dāng)尺寸 的圓筒形壁212以及流體進(jìn)入端口 ，該圓筒形壁具有條帶肋214和216。
圖3、圖3A和圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造與設(shè)置的翻轉(zhuǎn)管組件201的 元件。在此實(shí)施例中，翻轉(zhuǎn)管組件201包括套筒部207，所述套筒部207由 現(xiàn)場固化內(nèi)襯202的干燥部形成，所述現(xiàn)場固化內(nèi)襯202具有樹脂浸漬層 223，該樹脂浸漬層223具有長度約為期望長度的兩倍的非滲透覆層224。內(nèi) 襯202沿著折疊線206折疊在其自身上。如圖2B所詳細(xì)示出，這使非滲透 覆層224被設(shè)置為彼此面對，而樹脂浸漬材料223位于翻轉(zhuǎn)套筒207的外表 面上。如圖3所示，套筒207邊緣處的較短部分回折以形成懸掛部208。
沿著套筒207的長度在適當(dāng)?shù)奈恢锰幮纬捎糜趯?dǎo)入空氣和/或蒸汽的流 體進(jìn)入端口 209。端口 209提供通向套筒207內(nèi)部的入口，其中樹脂浸漬層 223彼此相對。由基本上為剛性的圓筒狀壁212形成的聯(lián)結(jié)套管211上形成 有流體進(jìn)入端口 213。在圓筒狀壁212的每一端部上均形成肋214和216。 這使得能夠?qū)⑻淄?07的折疊端部206聯(lián)結(jié)到肋214，以實(shí)現(xiàn)如圖2所示的 翻轉(zhuǎn)套筒組件201的結(jié)構(gòu)。通過穿過套筒207和套管211插入現(xiàn)場固化內(nèi)襯， 使待翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯200的端部聯(lián)結(jié)至肋216。
圖3以剖視圖示出了內(nèi)襯200的各個(gè)層以及固定至掛鉤14上的翻轉(zhuǎn)套 筒。如圖所示，套筒207的懸掛部208固定在掛鉤14上，其中樹脂浸漬層 223位于掛鉤14的外側(cè)，而非滲透覆層224面向內(nèi)側(cè)上的非滲透覆層224。 聯(lián)結(jié)套管211連接至套筒207的折疊端206并固定在肋214上。內(nèi)襯的套筒 部207被選擇為其尺寸與待安裝的內(nèi)襯200的尺寸相同。這樣在剛性壓蓋閉
合時(shí)提供了有效地密封。
通過利用現(xiàn)場固化管內(nèi)襯202的兩倍厚度的部分作為翻轉(zhuǎn)套筒207，提
供了加強(qiáng)的尺寸穩(wěn)定性。除了利用標(biāo)準(zhǔn)涂布的樹脂浸漬的內(nèi)襯部分，還可以 包括沿經(jīng)向和/或諱向加強(qiáng)的可浸漬材料?？蛇x地，可以使用螺旋狀加強(qiáng)構(gòu)件， 或者可以使用沿經(jīng)向和緯向均提高強(qiáng)度的加強(qiáng)涂層(例如加強(qiáng)涂布的纖維織物)，以在翻轉(zhuǎn)和固化期間為套筒202提供額外的尺寸穩(wěn)定性。
折疊狀的邊緣208被保持，以便在聯(lián)結(jié)到肋214上之后提供額外的穩(wěn)定性。通過利用這種結(jié)構(gòu)，可向翻轉(zhuǎn)套筒207的內(nèi)部浸漬層223添加潤滑劑。這使得能夠利用翻轉(zhuǎn)套筒207進(jìn)行數(shù)次安裝。這避免了為每一單獨(dú)的內(nèi)襯分別預(yù)留一干燥的翻轉(zhuǎn)部分、以提供自形成翻轉(zhuǎn)套筒。因此，在安裝時(shí)安裝人員可以攜帶各種此類翻轉(zhuǎn)套筒組件而不需多種尺寸的組件來與CIPP內(nèi)襯的尺寸相適配。
借助外形和尺寸相同的套筒207構(gòu)成待安裝內(nèi)襯200周圍的密封。如此則無需考慮在扁平內(nèi)襯的邊緣處形成密封。扁平的內(nèi)襯的外周緣的長度與扁平內(nèi)襯的長邊相比很小，因此作用于這些邊緣上的應(yīng)力極小并且不需要在邊緣增加隔板或支承。這樣就能夠使用直的、剛性的管或梁來形成壓蓋和密封。這里公開的方法和裝置提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的翻轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)點(diǎn)。
在圖4中示意性示出了借助裝置lla的翻轉(zhuǎn)的上半段過程。如果在安裝中未使用扁平軟管，則借助圖1中的裝置11進(jìn)行的過程也是相同的。通過使用間隙設(shè)定裝置使壓蓋21閉合到具有固定的間隙，以容納套筒207和扁平內(nèi)襯200的厚度。翻轉(zhuǎn)空氣從空氣入口軟管107供入到進(jìn)入端口 213中，以使得內(nèi)襯200翻轉(zhuǎn)進(jìn)入到待加襯的管道中。
圖5示出了使用圖1A中的具有雙剛性壓蓋16和21的裝置lla進(jìn)行的安裝。在翻轉(zhuǎn)的中途位置上，上壓蓋16閉合以將阻擋帶111與扁平軟管112接合。扁平軟管112具有閉合的端部112a。因此，在翻轉(zhuǎn)的下半段過程期間，下壓蓋21打開并且翻轉(zhuǎn)空氣被供入到空氣翻轉(zhuǎn)進(jìn)入端口 213以完成翻轉(zhuǎn)。此時(shí)，下壓蓋21閉合并且上壓蓋16打開。
當(dāng)上壓蓋16打開時(shí)，在上壓蓋16上方切割扁平軟管112，并且將蒸汽軟管通過端口 209借助連接至扁平軟管112的柔性的扁平適配器連接至切割端并插入空氣/蒸汽端口 209，以便于向翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯200內(nèi)加入蒸汽。扁平適配器可為剛性薄管狀可彎曲的金屬套筒，其具有擴(kuò)口外形，這種擴(kuò)口外形防止了金屬套筒被拉入到空氣/蒸汽端口中。該套筒的管狀部分插入扁平軟管的切割端并且插入到進(jìn)入端口中。隨后，將扁平軟管接合在套筒的擴(kuò)口區(qū)域與該端口之間。如圖5所示，在蒸汽循環(huán)開始時(shí)，當(dāng)上壓蓋16閉合而下壓蓋21打開時(shí)，扁平軟管112中的松弛管段將落入到翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯。現(xiàn)在參照圖5，通過壓蓋16閉合及壓蓋21打開，蒸汽被導(dǎo)入到所連接的帶孔的扁平軟管112中，以開始固化翻轉(zhuǎn)的內(nèi)襯200中的樹脂。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，依據(jù)CIPP內(nèi)襯的尺寸，扁平軟管112為高溫?zé)崴苄攒浌?，其直徑約為4英寸，且具有八分之一英寸至四分之一英寸的開孔。所述尺寸和間距可根據(jù)加熱器以及內(nèi)襯的尺寸及長度而改變。這些開孔在距離折疊邊緣大約半英寸的位置處以一英尺的間隔形成在交錯(cuò)的邊緣處?？筛鶕?jù)尺寸和長度而改變與所述邊緣相隔的距離。該開孔模式選擇為能夠確保在管道翻轉(zhuǎn)中蒸汽被注入所有積聚的冷凝水中。這樣就將冷凝水加熱到能夠直接影響積聚的冷凝水下面的CIPP內(nèi)襯部分的固化的溫度。
即使軟管112發(fā)生扭曲，上述的開孔模式也能在內(nèi)襯200的近端處提供更多的蒸汽，并確保良好的混合。這樣還保證了蒸汽被注入到翻轉(zhuǎn)的管中形成的所有冷凝水中，以便固化該內(nèi)襯中的被冷凝水池覆蓋的樹脂的部分。蒸汽從蒸汽進(jìn)入軟管109供入，該蒸汽進(jìn)入軟管由閥歧管調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)蒸汽流以保持大約3 — 6psi的固化壓力直到固化周期完成為止。
在一種典型安裝中，當(dāng)將四英寸軟管折疊，并且從被折疊的管的頂部和底部以交錯(cuò)的模式切割大約半英寸時(shí)，在扁平軟管112上形成相隔大約一英尺的開孔。由此，在每個(gè)位置形成兩個(gè)孔，使這兩個(gè)孔以交錯(cuò)的模式形成。扁平軟管112具有封閉的遠(yuǎn)端，并且扁平軟管112的尺寸范圍可以是其直徑為大約2英寸至8英寸。這些開孔的直徑處于從大約1/8英寸至1/2英寸的范圍，優(yōu)選地，其直徑介于大約3/16英寸至3/8英寸之間。根據(jù)所選擇的特定樹脂，具有高放熱性的樹脂在固化期間由于需要較少的蒸汽來完成固化，因而可能僅需要較小的開孔。在某些系統(tǒng)中，可以使用多于一個(gè)的帶孔的扁平軟管。
可以容易地看到，根據(jù)本發(fā)明的工藝能夠容易地獲得利用穿流蒸汽固化樹脂內(nèi)襯的優(yōu)點(diǎn)。通過實(shí)施所述工藝，管狀構(gòu)件能夠容易地穿過現(xiàn)有的管線翻轉(zhuǎn)。提供具有兩個(gè)剛性壓蓋的裝置，使得可以利用阻擋帶和扁平軟管翻轉(zhuǎn)待安裝內(nèi)襯。使用間隙設(shè)定裝置來保持下壓蓋處的間隙，以使得施加于內(nèi)襯的整個(gè)輪廓上的翻轉(zhuǎn)壓力增加，而不會(huì)使在翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯上增加壓蓋的壓力。然后，蒸汽被傳送到翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯以便利用蒸汽中可利用的高能量，與熱水固化相比，利用蒸汽極大地縮短了固化周期。由此可見，己經(jīng)有效地實(shí)現(xiàn)了從上文的描述中明確可見的、前述的目的，并且由于在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對所述的方法的實(shí)施和構(gòu)造做出某些改變，因此所有涵蓋在上文的描述和附圖所示的內(nèi)容均應(yīng)視為是說明性的，而不具有限制性。
還應(yīng)理解的是，所附的權(quán)利要求書旨在涵蓋本文所述的、本發(fā)明的所有一般性的和特定的特征，并且本發(fā)明的全部范疇的陳述將通過語言聲稱落入到所述權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于安裝現(xiàn)場固化管道內(nèi)襯的翻轉(zhuǎn)套筒組件，包括柔性管狀套筒；近似為剛性的聯(lián)結(jié)套管，該聯(lián)結(jié)套管具有形成在其側(cè)壁中的流體進(jìn)入端口；以及該柔性管狀套筒的遠(yuǎn)端固定至所述聯(lián)結(jié)套管的近端。
2. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，包括形成在該柔性管狀套筒中 的流體進(jìn)入端口。
3. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該套筒具有由可吸收材 料形成的內(nèi)部柔性管狀層以及由非滲透材料形成的層。
4. 如權(quán)利要求3所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該柔性管狀套筒包括多于 一個(gè)的可吸收材料層。
5. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該柔性管狀套筒包括加強(qiáng) 結(jié)構(gòu)以增加該套筒的尺寸穩(wěn)定性。
6. 如權(quán)利要求5所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)于所述可 吸收材料層中。
7. 如權(quán)利要求5所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中所述加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)于所述非 滲透層中。
8. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該柔性管狀套筒包括流體 進(jìn)入端口 。
9. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該柔性管狀套筒沿折疊線 翻轉(zhuǎn)到其自身上，以在該柔性管狀套筒的兩側(cè)露出所述可吸收材料層。
10. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該柔性管狀套筒包括流體 進(jìn)入端口 。
11. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中所述聯(lián)結(jié)套管近似為圓筒狀。
12. 如權(quán)利要求1所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該柔性管狀套筒的尺寸與 待翻轉(zhuǎn)的該內(nèi)襯的尺寸相同。
13. 如權(quán)利要求3所述的翻轉(zhuǎn)套筒組件，其中該柔性管狀套筒的尺寸與 待翻轉(zhuǎn)的該內(nèi)襯的尺寸相同。
14. 一種用于將內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)到現(xiàn)有的管道中的方法，包括以下步驟供給樹脂浸漬的現(xiàn)場固化內(nèi)襯；將翻轉(zhuǎn)套筒組件設(shè)置到安裝裝置中，所述翻轉(zhuǎn)套筒組件具有柔性管狀套 筒以及帶有流體進(jìn)入端口的近似剛性的聯(lián)結(jié)套管，所述安裝裝置具有位于所 述聯(lián)結(jié)套管上游的至少一個(gè)剛性壓蓋；借助所述壓蓋下游的所述聯(lián)結(jié)套管將所述套筒的近端部固定至所述裝 置上；使所述內(nèi)襯穿過所述套筒和所述聯(lián)結(jié)套管，并且將所述內(nèi)襯固定至所述 聯(lián)結(jié)套管的遠(yuǎn)端；圍繞所述柔性管狀套筒閉合所述壓蓋；通過所述流體進(jìn)入端口將加壓的翻轉(zhuǎn)流體導(dǎo)入到所述內(nèi)襯的翻轉(zhuǎn)部分；以及響應(yīng)于通過所述流體進(jìn)入端口所導(dǎo)入的流體而使得所述內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)。
15. —種非開挖修復(fù)現(xiàn)有管線的方法，所述方法將柔性的樹脂浸漬內(nèi)襯 從上入口位置翻轉(zhuǎn)至第二入口位置并將所述樹脂固化在所述內(nèi)襯中，并且所 述方法包括將翻轉(zhuǎn)套筒組件安裝在安裝裝置中，該翻轉(zhuǎn)套筒組件具有柔性套筒和聯(lián) 結(jié)套管，且具有第一流體入口的該柔性套筒固定至具有流體進(jìn)入端口的、基 本上為剛性的該聯(lián)結(jié)套管上，所述安裝裝置具有可選擇地操作的、剛性的上 壓蓋以及可選擇地操作的、剛性的下壓蓋，所述下壓蓋位于所述上壓蓋的下 游并且與所述上壓蓋間隔開，所述流體入口位于所述上壓蓋和下壓蓋之間， 所述聯(lián)結(jié)套管位于所述下壓蓋的下游；穿過所述套筒及所述聯(lián)結(jié)套管插入樹脂浸漬內(nèi)襯，將所述內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)并固 定至所述聯(lián)結(jié)套管的遠(yuǎn)端；閉合所述下壓蓋以接合所述內(nèi)襯；將翻轉(zhuǎn)流體導(dǎo)入到下部入口中，以將所述內(nèi)襯翻轉(zhuǎn)到待加襯的管道的內(nèi)部；在翻轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)，閉合所述上壓蓋，打開所述下壓蓋；將固化流體導(dǎo)入到所述內(nèi)襯中以固化所述樹脂；以及 使得所述內(nèi)襯固化。
全文摘要
通過安裝裝置利用翻轉(zhuǎn)套筒組件翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯來進(jìn)行柔性現(xiàn)場固化內(nèi)襯的安裝，該安裝裝置具有至少一個(gè)可選擇地操作的剛性壓蓋。該套筒組件包括由可吸收材料構(gòu)成的套筒部，該套筒部固定在帶有翻轉(zhuǎn)套管的裝置中，該翻轉(zhuǎn)套管的遠(yuǎn)端具有用于翻轉(zhuǎn)和/或固化流體的進(jìn)入端口。該套筒組件和裝置尤其適用于借助空氣翻轉(zhuǎn)及借助蒸汽固化所述內(nèi)襯的操作，利用帶有兩個(gè)壓蓋的裝置經(jīng)由帶孔的扁平軟管導(dǎo)入所述蒸汽。安裝套筒的尺寸與待安裝的內(nèi)襯的尺寸相同并且可重復(fù)使用，從而顯著地減少了使用雙壓蓋裝置進(jìn)行安裝的設(shè)置時(shí)間。優(yōu)選地，柔性套筒為現(xiàn)場固化內(nèi)襯的在其自身上翻轉(zhuǎn)、以露出兩個(gè)可浸漬表面的一干燥段。該套筒可具有內(nèi)置的、用于雙壓蓋裝置的流體進(jìn)入端口。
文檔編號F16L55/165GK101529147SQ200780038877
公開日2009年9月9日 申請日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者凱爾·M·科斯塔, 富蘭克林·托馬斯·德賴弗, 尼爾·T·伯徹勒, 王維平, 理查德·C.·波利夫卡 申請人:伊納?？送?br>