用于為管道加襯里的滑移模制設備及其使用方法與流程

相關申請的交叉引用

本申請要求在2014年11月26日提交的美國臨時專利申請no.62/085,034的優先權和所有權益，該美國申請在此特意通過引用整體并入本文中。

本發明總體上涉及為管道加襯里，更具體地涉及用于為管道加襯里的滑移模制設備及其使用方法。

背景技術：

已知提供被埋在地下的用于諸如水的流體的管道。久而久之，這些管道會裂開或破損，從而引起流體的損失。通常，損壞的埋設管道被挖出、移開并用新管道替換。然而，這引起用于更換管道的大量勞動力和成本。

通常希望使用耐受經管道傳送的產品的沖擊和/或提供隔熱或電絕緣的材料等為損壞的管道加襯里。目前的加襯里方法采用固定結構件，所述結構件插入管道以使得可化學凝固或熱凝固的混凝土或其它材料可導入管道的內部與結構件之間。在材料已凝固以產生固體襯里時，必須移開結構件。這是一項在管道具有復雜幾何形狀的情況下變得更加困難的耗時的操作。

一種已知的方法提供用于在管道中產生襯里的結構件。該結構件包括具有前部和后部的本體、在前部的前側的孔和與孔連通的在本體中的通道。本體在前部具有比后部的直徑大的直徑。通道具有在用于在結構件的后部周圍從通道排出襯里材料的位置位于結構件的前部后方的至少一個外周開口，和用于向孔供給可流動、可凝固的襯里材料并使其從孔通過的供給管，或用于供給管的在前側的附件。

上述結構件的一個缺點在于該結構件允許流入交叉的管道中以使得它們被襯里材料堵塞。結果，需要二次操作以清除或打開交叉管道。這是耗費勞動力和成本的。

因此，希望提供一種防止流入交叉管道中以使得它們不會被襯里材料堵塞的用于為管道加襯里的滑移模制設備。還希望提供一種用于使用滑移模制設備來為管道加襯里的方法。還希望提供一種簡單、快捷和適應性強的為管道設置這種襯里的方式。還希望提供一種能用于交叉管道的滑移模制設備。因此，本領域中存在對提供滿足這些需求中的至少一個需求的滑移模制設備及其使用方法的需求。

技術實現要素：

因此，本發明提供了一種用于為管道加襯里的滑移模制設備。該滑移模制設備包括：分配頭，其適合與管道的內表面接合并分配襯里材料；滑移模架，其通過分配頭拉引并具有前端和后端，其中后端具有比前端的直徑大的直徑；至少一個攝像機，其配置在分配頭上以提供對管道的內表面的觀察；導向件，其與分配頭和滑移模架連接以圍繞滑移模架引導由分配頭分配的襯里材料；和在滑移模架上的可移動分流器，其與導向件協作以圍繞滑移模架對由分配頭分配的襯里材料流進行分流。

此外，本發明提供了一種使用滑移模制設備來用襯里材料為管道加襯里的方法。該方法包括將包括分配頭和滑移模架的滑移模制設備配置在管道的內部并且使管道的內表面與分配頭接合并分配襯里材料的步驟。該方法還包括拉引由分配頭拉引并具有前端和后端的滑移模架的步驟，其中后端具有比前端的直徑大的直徑。該方法包括使用配置在分配頭上的至少一個攝像機觀察管道的內表面并且使用與分配頭連接和滑移模架連接的導向件來圍繞滑移模架引導由分配頭分配的襯里材料的步驟。該方法還包括使用滑移模架上與導向件協作的可移動分流器來圍繞滑移模架對由分配頭分配的襯里材料流進行分流的步驟。

本發明的一個優點在于提供了一種用于為管道加襯里的新型滑移模制設備。本發明的另一優點在于該滑移模制設備具有防止流入交叉管道中以使得它們不會被襯里材料堵塞的能力。本發明的又一優點在于該滑移模制設備允許修復后的管道的精確流量計算。本發明的又一優點在于該滑移模制設備具有提供各種管道襯里例如但不限于混凝土、水泥、聚氨酯、環氧樹脂等的能力。本發明的又一優點在于滑移模制設備具有對襯里增加加強材料例如但不限于玻璃纖維纏繞物或片塊、玻璃微珠、網狀物、金屬絲等的能力。本發明的又一優點在于該滑移模制設備具有在應用期間施用泄漏檢測線的能力。本發明的又一優點在于該滑移模制設備與正在修復的管道的內芯充分接觸。

在閱讀以下結合附圖進行的描述之后，將容易地了解本發明的其它特征和優點，因為它們變得更好理解。

附圖說明

圖1是根據本發明的用于為管道加襯里的滑移模制設備的一個實施例的立面圖。

圖2是圖1的滑移模制設備的局部立面圖，示出了配置在管道中并且正在用襯里材料為管道加襯里的滑移模制設備。

圖3是類似于圖2的視圖，示出了正在為具有形成t形交叉部的交叉管道的管道加襯里的滑移模制設備。

圖4是類似于圖2的視圖，示出了正在為具有形成十字形或四向交叉部的交叉管道的管道加襯里的滑移模制設備。

圖5是類似于圖4的另一視圖，示出了正在為具有形成十字形或四向交叉部的交叉管道的管道加襯里的滑移模制設備。

具體實施方式

參照附圖，其中在全部多個視圖中同樣的標號表示同樣的部件，根據本發明的滑移模制設備的一個實施例在圖1和2中總的以10顯示。滑移模制設備10構造成配置在圖2中總的以12表示的管道中。如圖2所示，管道12的形狀總體上為圓筒形并且軸向地延伸預定距離。在一個實施例中，管道12具有大體圓形的截面形狀，但可以是任意合適的形狀。管道12具有內表面14。在圖示的實施例中，管道12還具有第一開口端16和與第一開口端16軸向地間隔開的第二開口端18。管道12由諸如金屬、塑料、混凝土等用于傳送諸如水、油、氣體等的流體的材料制成。應了解，圖2所示的管道12在本領域中是已知的并且可商業購得。還應了解，圖2所示的管道12并非旨在限制本發明的范圍。還應了解，滑移模制設備10可供這里未具體示出的各種其它類型的管道使用而不脫離本發明的范圍。

參照圖1和2，滑移模制設備10包括用于與管道12的內表面14接合的總體以20表示的分配頭。分配頭20具有形狀為大致圓筒形的本體21。在一個實施例中，本體21的截面形狀為大致圓形，但可以是任意合適的形狀。本體21具有第一端或前端22和與前端22軸向地間隔開的第二端或后端24。應了解，本體21可具有用于接收用于為管道12加襯里的襯里材料的中空內部(未示出)、用于控制襯里材料的流動的控制閥(未示出)或用于襯里材料的混合頭(未示出)。還應了解，本體12可包括液壓或氣動活塞(未示出)，其向后拉動桿(未示出)，從而允許用于襯里材料的大量化學物質在使化學物質霧化的高壓(約1000至2,500psi)下經過孔口(未示出)并且進入混合室(未示出)以混合并從分配頭20被引出。

分配頭20還具有從本體21的后端24軸向地延伸以分配用于為管道12的內表面14加襯里的材料的噴嘴26。分配頭20還包括從本體21徑向地延伸的一個或多個臂28和安裝在臂28上以允許本體21在管道12內定心并沿其內表面14滾動的一個或多個可旋轉滾筒30。在圖示的實施例中，分配頭20包括四個臂28和四個滾筒30，一個臂28上安裝一個滾筒30。臂28可沿本體21軸向地和/或周向地間隔開。應了解，本體21沿管道12的內表面14滾動。

分配頭20還包括附件32，其從本體21的前端22軸向地延伸以允許附接在回退纜繩34等上，從而允許沿管道12的內表面14拉動分配頭20。在一個實施例中，附件32可以是金屬圈型。分配頭20還包括與本體21連接以向分配頭20供給襯里材料的一個或多個化學物質軟管36。應了解，化學物質軟管36可附接在回退纜繩34上以允許將回退纜繩34和化學物質軟管36作為一個單元一起拉動。還應了解，化學物質軟管36向本體21供給從分配頭20的噴嘴26分配的用于襯里材料的化學物質。

滑移模制設備10還包括總的以38表示的滑移模架，以在管道12的內表面14上形成襯里材料。滑移模架38包括具有大體圓筒形狀的本體40。在一個實施例中，本體30具有大體圓形的截面形狀，但可以是任意合適的形狀。本體40具有第一端或前端42和與前端42軸向地間隔開的第二端或后端44。前端42的形狀大體為弓形以允許襯里材料流到本體40上。后端44具有比前端42的直徑大的直徑。在一個實施例中，本體40可以是實心的。應了解，本體40用于形成襯里材料。還應了解，襯里的最終內徑將是用于在管道12中使用的滑移模架38的本體40的直徑。還應了解，可對滑移模架38使用不同直徑的本體40以改變用于管道12的襯里的厚度。

滑移模架38還包括用于圍繞本體40引導由分配頭20分配的襯里材料的導向件46。在一個實施例中，分流器46具有大體倒“v”形狀。導向件46具有配置在分配頭20的噴嘴26周圍的窄端或尖端。導向件46可通過合適的機構如緊固件(未示出)、焊接等與噴嘴26連接。導向件46具有與管道12的內表面14接合的寬端或開口端48。導向件46由合適的機構如一個或多個撐桿50支承在本體40上。應了解，撐桿50可通過合適的機構如緊固件(未示出)、焊接等與本體40連接。還應了解，滑移模架38通過分配頭20拉動。

滑移模制設備10包括一個或多個分流器52，其在滑移模架38上并與導向件46協作以圍繞滑移模架38來對由分配頭20分配的襯里材料流進行分流。分流器52是與滑移模架38的本體40連接的可移動板。在一個實施例中，分流器52與致動器54如具有伸出或縮回的活塞的螺線管操作性地連接。應了解，致動器54將分流板52中的一個或多個分流板推入襯里材料中并與導向件46協作以阻止襯里材料流到本體40的一側周圍。

滑移模制設備10可包括附接在滑移模架38上的加熱器56。在一個實施例中，加熱器56是配置在滑移模架38的本體40內的加熱元件。應了解，加熱器56可通過電線(未示出)與撐桿50和回退纜繩34連接。

滑移模制設備10還包括配置在分配頭20和滑移模架38上以提供對管道12的內表面40的觀看的一個或多個攝像機58。在一個實施例中，在分配頭20的本體21的前端上安裝有一對攝像機58并且在滑移模架38的本體40的后端上安裝有一個攝像機58。滑移模制設備10還包括與攝像機48通信以由操作人員觀看的遠程控制器59。還應了解，攝像機58通過電線(未示出)與回退纜繩34連接并由操作人員遠程地觀察。

襯里材料可以是各種材料，例如混凝土、水泥、聚氨酯、環氧樹脂或任何聚合物，例如以下類別的熱塑性或熱固性聚合物中的一種聚合物：來自由聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈、丁二烯苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙酸纖維素、環烯烴共聚物、含氟聚合物、聚甲醛、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚芳醚酮、聚酰胺酰亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、聚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚鄰苯二甲酰胺、聚苯乙烯、聚砜、聚氯乙烯和苯乙烯-丙烯腈及其任意組合組成的組的任意成員。用于本發明的合適的襯里材料的一個例子可從basfcorporation,100campusdrive,florhampark,nj商業購得。

在一個實施例中，襯里材料包含加強材料。盡管不需要，但加強材料包括但不限于玻璃纖維纏繞物或片塊、玻璃微珠、網狀物、金屬絲等。用于本發明的合適的加強材料的一個例子可從basfcorporation,100campusdrive,florhampark,nj商業購得。

在操作中，滑移模制設備10配置在正被修復的管道12中。如圖2所示，分配頭20和滑移模架38被安置在管道12的開口端16中。襯里材料經化學物質軟管36、分配頭20從噴嘴26分配出來。操作人員使回退纜繩34朝向管道12的另一開口端18移動以拉動分配頭20。分配頭20拉動滑移模架38。分配的襯里材料隨著滑移模制設備10由回退纜繩34沿管道12回退或拉動而由導向件46引導到滑移模架38周圍并且在管道12的內表面14上形成襯里61。襯里材料被配制成使得其將在滑移模架38滑移通過襯里材料時固化，從而形成襯里61。滑移模架38上的攝像機58可由操作人員用來確保管道12的內表面14上的襯里61的完全覆蓋。可通過滑移模架38上的加熱器56來加快固化速度。應了解，襯里材料的流量受滑移模制設備10的回退速度控制。

如圖3所示，當滑移模制設備10遇到通過分配頭20上的攝像機58觀察到的交叉管道60時，操作人員可啟動致動器54并且將分流器52推入襯里材料中，從而阻止襯里材料進入交叉管道60。一旦分配頭20通過交叉管道60，操作人員便可啟動致動器54并且拉動或收回分流器52并繼續為整個管道12加襯里61。應了解，致動器54的活塞保持啟動的時間量受滑移模制設備10的移動速度控制。

如圖4所示，當滑移模制設備10遇到通過分配頭20上的攝像機58觀察到的形成“+”形或四向交叉部的兩個對向的交叉管道60時，操作人員可啟動兩個致動器54并且將分流器52推入襯里材料中，從而阻止襯里材料進入交叉管道60。一旦分配頭20通過交叉管道60，操作人員便可啟動致動器54并且拉動或收回分流器52并如圖5所示繼續為整個管道12加襯里61。應了解，致動器54的活塞保持啟動的時間量受滑移模制設備10的移動速度控制。

本發明還提供了一種使用滑移模制設備10為管道12加襯里的方法。該方法通常包括將包括分配頭20和滑移模架38的滑移模制設備10配置在管道12的內部的步驟。該方法包括使管道12的內表面14與分配頭20接合并分配襯里材料的步驟。該方法包括使用附接在分配頭20上的供給或化學物質軟管36向分配頭20供給襯里材料并使其通過分配頭20的步驟。該方法包括通過分配頭20拉動滑移模架38的步驟。該方法包括使用配置在分配頭20上的至少一個攝像機58觀察管道12的內表面14的步驟。該方法包括利用與分配頭20和滑移模架38連接的導向件46來圍繞滑移模架38引導由分配頭20分配的襯里材料的步驟。該方法包括使用遠程控制器59與致動器54通信并且操作人員使用遠程控制器59致動致動器54的步驟。該方法包括使用滑移模架38上與導向件46協作的可移動分流器52阻塞由分配頭20分配的襯里材料流的步驟。該方法包括使用滑移模架38上的致動器54在縮回位置與伸出位置之間致動和移動分流器52的步驟。該方法包括使用與滑移模架38連接的加熱器56加熱襯里材料以使襯里材料固化的步驟。應了解，滑移模制設備10可由這里未具體描述的各種其它方法使用。

因此，本發明的滑移模制設備10具有防止流入交叉管道60中以使得它們不會被襯里材料堵塞的能力。本發明的滑移模制設備10允許修復后的管道12的精確流量計算。本發明的滑移模制設備10具有提供各種管道襯里例如但不限于混凝土、水泥、聚氨酯、環氧樹脂等的能力。本發明的滑移模制設備10具有對襯里增加加強材料例如但不限于玻璃纖維纏繞物或片塊、玻璃微珠、網狀物、金屬絲等的能力。本發明的滑移模制設備10具有在應用期間施用泄漏檢測線的能力。本發明的滑移模制設備10與正被修復的管道12的內表面充分接觸。

已采用說明的方式描述了本發明。應理解，所使用的術語旨在具有描述用詞的性質而不具有限制性質。

根據以上教導，本發明的許多改型和變型是可以的。因此，在后附權利要求的范圍內，本發明可以以不同于具體描述的方式實施。