用于为管道加衬里的滑移模制设备及其使用方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求在2014年11月26日提交的美国临时专利申请no.62/085,034的优先权和所有权益，该美国申请在此特意通过引用整体并入本文中。

本发明总体上涉及为管道加衬里，更具体地涉及用于为管道加衬里的滑移模制设备及其使用方法。

背景技术：

已知提供被埋在地下的用于诸如水的流体的管道。久而久之，这些管道会裂开或破损，从而引起流体的损失。通常，损坏的埋设管道被挖出、移开并用新管道替换。然而，这引起用于更换管道的大量劳动力和成本。

通常希望使用耐受经管道传送的产品的冲击和/或提供隔热或电绝缘的材料等为损坏的管道加衬里。目前的加衬里方法采用固定结构件，所述结构件插入管道以使得可化学凝固或热凝固的混凝土或其它材料可导入管道的内部与结构件之间。在材料已凝固以产生固体衬里时，必须移开结构件。这是一项在管道具有复杂几何形状的情况下变得更加困难的耗时的操作。

一种已知的方法提供用于在管道中产生衬里的结构件。该结构件包括具有前部和后部的本体、在前部的前侧的孔和与孔连通的在本体中的通道。本体在前部具有比后部的直径大的直径。通道具有在用于在结构件的后部周围从通道排出衬里材料的位置位于结构件的前部后方的至少一个外周开口，和用于向孔供给可流动、可凝固的衬里材料并使其从孔通过的供给管，或用于供给管的在前侧的附件。

上述结构件的一个缺点在于该结构件允许流入交叉的管道中以使得它们被衬里材料堵塞。结果，需要二次操作以清除或打开交叉管道。这是耗费劳动力和成本的。

因此，希望提供一种防止流入交叉管道中以使得它们不会被衬里材料堵塞的用于为管道加衬里的滑移模制设备。还希望提供一种用于使用滑移模制设备来为管道加衬里的方法。还希望提供一种简单、快捷和适应性强的为管道设置这种衬里的方式。还希望提供一种能用于交叉管道的滑移模制设备。因此，本领域中存在对提供满足这些需求中的至少一个需求的滑移模制设备及其使用方法的需求。

技术实现要素：

因此，本发明提供了一种用于为管道加衬里的滑移模制设备。该滑移模制设备包括：分配头，其适合与管道的内表面接合并分配衬里材料；滑移模架，其通过分配头拉引并具有前端和后端，其中后端具有比前端的直径大的直径；至少一个摄像机，其配置在分配头上以提供对管道的内表面的观察；导向件，其与分配头和滑移模架连接以围绕滑移模架引导由分配头分配的衬里材料；和在滑移模架上的可移动分流器，其与导向件协作以围绕滑移模架对由分配头分配的衬里材料流进行分流。

此外，本发明提供了一种使用滑移模制设备来用衬里材料为管道加衬里的方法。该方法包括将包括分配头和滑移模架的滑移模制设备配置在管道的内部并且使管道的内表面与分配头接合并分配衬里材料的步骤。该方法还包括拉引由分配头拉引并具有前端和后端的滑移模架的步骤，其中后端具有比前端的直径大的直径。该方法包括使用配置在分配头上的至少一个摄像机观察管道的内表面并且使用与分配头连接和滑移模架连接的导向件来围绕滑移模架引导由分配头分配的衬里材料的步骤。该方法还包括使用滑移模架上与导向件协作的可移动分流器来围绕滑移模架对由分配头分配的衬里材料流进行分流的步骤。

本发明的一个优点在于提供了一种用于为管道加衬里的新型滑移模制设备。本发明的另一优点在于该滑移模制设备具有防止流入交叉管道中以使得它们不会被衬里材料堵塞的能力。本发明的又一优点在于该滑移模制设备允许修复后的管道的精确流量计算。本发明的又一优点在于该滑移模制设备具有提供各种管道衬里例如但不限于混凝土、水泥、聚氨酯、环氧树脂等的能力。本发明的又一优点在于滑移模制设备具有对衬里增加加强材料例如但不限于玻璃纤维缠绕物或片块、玻璃微珠、网状物、金属丝等的能力。本发明的又一优点在于该滑移模制设备具有在应用期间施用泄漏检测线的能力。本发明的又一优点在于该滑移模制设备与正在修复的管道的内芯充分接触。

在阅读以下结合附图进行的描述之后，将容易地了解本发明的其它特征和优点，因为它们变得更好理解。

附图说明

图1是根据本发明的用于为管道加衬里的滑移模制设备的一个实施例的立面图。

图2是图1的滑移模制设备的局部立面图，示出了配置在管道中并且正在用衬里材料为管道加衬里的滑移模制设备。

图3是类似于图2的视图，示出了正在为具有形成t形交叉部的交叉管道的管道加衬里的滑移模制设备。

图4是类似于图2的视图，示出了正在为具有形成十字形或四向交叉部的交叉管道的管道加衬里的滑移模制设备。

图5是类似于图4的另一视图，示出了正在为具有形成十字形或四向交叉部的交叉管道的管道加衬里的滑移模制设备。

具体实施方式

参照附图，其中在全部多个视图中同样的标号表示同样的部件，根据本发明的滑移模制设备的一个实施例在图1和2中总的以10显示。滑移模制设备10构造成配置在图2中总的以12表示的管道中。如图2所示，管道12的形状总体上为圆筒形并且轴向地延伸预定距离。在一个实施例中，管道12具有大体圆形的截面形状，但可以是任意合适的形状。管道12具有内表面14。在图示的实施例中，管道12还具有第一开口端16和与第一开口端16轴向地间隔开的第二开口端18。管道12由诸如金属、塑料、混凝土等用于传送诸如水、油、气体等的流体的材料制成。应了解，图2所示的管道12在本领域中是已知的并且可商业购得。还应了解，图2所示的管道12并非旨在限制本发明的范围。还应了解，滑移模制设备10可供这里未具体示出的各种其它类型的管道使用而不脱离本发明的范围。

参照图1和2，滑移模制设备10包括用于与管道12的内表面14接合的总体以20表示的分配头。分配头20具有形状为大致圆筒形的本体21。在一个实施例中，本体21的截面形状为大致圆形，但可以是任意合适的形状。本体21具有第一端或前端22和与前端22轴向地间隔开的第二端或后端24。应了解，本体21可具有用于接收用于为管道12加衬里的衬里材料的中空内部(未示出)、用于控制衬里材料的流动的控制阀(未示出)或用于衬里材料的混合头(未示出)。还应了解，本体12可包括液压或气动活塞(未示出)，其向后拉动杆(未示出)，从而允许用于衬里材料的大量化学物质在使化学物质雾化的高压(约1000至2,500psi)下经过孔口(未示出)并且进入混合室(未示出)以混合并从分配头20被引出。

分配头20还具有从本体21的后端24轴向地延伸以分配用于为管道12的内表面14加衬里的材料的喷嘴26。分配头20还包括从本体21径向地延伸的一个或多个臂28和安装在臂28上以允许本体21在管道12内定心并沿其内表面14滚动的一个或多个可旋转滚筒30。在图示的实施例中，分配头20包括四个臂28和四个滚筒30，一个臂28上安装一个滚筒30。臂28可沿本体21轴向地和/或周向地间隔开。应了解，本体21沿管道12的内表面14滚动。

分配头20还包括附件32，其从本体21的前端22轴向地延伸以允许附接在回退缆绳34等上，从而允许沿管道12的内表面14拉动分配头20。在一个实施例中，附件32可以是金属圈型。分配头20还包括与本体21连接以向分配头20供给衬里材料的一个或多个化学物质软管36。应了解，化学物质软管36可附接在回退缆绳34上以允许将回退缆绳34和化学物质软管36作为一个单元一起拉动。还应了解，化学物质软管36向本体21供给从分配头20的喷嘴26分配的用于衬里材料的化学物质。

滑移模制设备10还包括总的以38表示的滑移模架，以在管道12的内表面14上形成衬里材料。滑移模架38包括具有大体圆筒形状的本体40。在一个实施例中，本体30具有大体圆形的截面形状，但可以是任意合适的形状。本体40具有第一端或前端42和与前端42轴向地间隔开的第二端或后端44。前端42的形状大体为弓形以允许衬里材料流到本体40上。后端44具有比前端42的直径大的直径。在一个实施例中，本体40可以是实心的。应了解，本体40用于形成衬里材料。还应了解，衬里的最终内径将是用于在管道12中使用的滑移模架38的本体40的直径。还应了解，可对滑移模架38使用不同直径的本体40以改变用于管道12的衬里的厚度。

滑移模架38还包括用于围绕本体40引导由分配头20分配的衬里材料的导向件46。在一个实施例中，分流器46具有大体倒“v”形状。导向件46具有配置在分配头20的喷嘴26周围的窄端或尖端。导向件46可通过合适的机构如紧固件(未示出)、焊接等与喷嘴26连接。导向件46具有与管道12的内表面14接合的宽端或开口端48。导向件46由合适的机构如一个或多个撑杆50支承在本体40上。应了解，撑杆50可通过合适的机构如紧固件(未示出)、焊接等与本体40连接。还应了解，滑移模架38通过分配头20拉动。

滑移模制设备10包括一个或多个分流器52，其在滑移模架38上并与导向件46协作以围绕滑移模架38来对由分配头20分配的衬里材料流进行分流。分流器52是与滑移模架38的本体40连接的可移动板。在一个实施例中，分流器52与致动器54如具有伸出或缩回的活塞的螺线管操作性地连接。应了解，致动器54将分流板52中的一个或多个分流板推入衬里材料中并与导向件46协作以阻止衬里材料流到本体40的一侧周围。

滑移模制设备10可包括附接在滑移模架38上的加热器56。在一个实施例中，加热器56是配置在滑移模架38的本体40内的加热元件。应了解，加热器56可通过电线(未示出)与撑杆50和回退缆绳34连接。

滑移模制设备10还包括配置在分配头20和滑移模架38上以提供对管道12的内表面40的观看的一个或多个摄像机58。在一个实施例中，在分配头20的本体21的前端上安装有一对摄像机58并且在滑移模架38的本体40的后端上安装有一个摄像机58。滑移模制设备10还包括与摄像机48通信以由操作人员观看的远程控制器59。还应了解，摄像机58通过电线(未示出)与回退缆绳34连接并由操作人员远程地观察。

衬里材料可以是各种材料，例如混凝土、水泥、聚氨酯、环氧树脂或任何聚合物，例如以下类别的热塑性或热固性聚合物中的一种聚合物：来自由聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈、丁二烯苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、乙酸纤维素、环烯烃共聚物、含氟聚合物、聚甲醛、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、聚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚邻苯二甲酰胺、聚苯乙烯、聚砜、聚氯乙烯和苯乙烯-丙烯腈及其任意组合组成的组的任意成员。用于本发明的合适的衬里材料的一个例子可从basfcorporation,100campusdrive,florhampark,nj商业购得。

在一个实施例中，衬里材料包含加强材料。尽管不需要，但加强材料包括但不限于玻璃纤维缠绕物或片块、玻璃微珠、网状物、金属丝等。用于本发明的合适的加强材料的一个例子可从basfcorporation,100campusdrive,florhampark,nj商业购得。

在操作中，滑移模制设备10配置在正被修复的管道12中。如图2所示，分配头20和滑移模架38被安置在管道12的开口端16中。衬里材料经化学物质软管36、分配头20从喷嘴26分配出来。操作人员使回退缆绳34朝向管道12的另一开口端18移动以拉动分配头20。分配头20拉动滑移模架38。分配的衬里材料随着滑移模制设备10由回退缆绳34沿管道12回退或拉动而由导向件46引导到滑移模架38周围并且在管道12的内表面14上形成衬里61。衬里材料被配制成使得其将在滑移模架38滑移通过衬里材料时固化，从而形成衬里61。滑移模架38上的摄像机58可由操作人员用来确保管道12的内表面14上的衬里61的完全覆盖。可通过滑移模架38上的加热器56来加快固化速度。应了解，衬里材料的流量受滑移模制设备10的回退速度控制。

如图3所示，当滑移模制设备10遇到通过分配头20上的摄像机58观察到的交叉管道60时，操作人员可启动致动器54并且将分流器52推入衬里材料中，从而阻止衬里材料进入交叉管道60。一旦分配头20通过交叉管道60，操作人员便可启动致动器54并且拉动或收回分流器52并继续为整个管道12加衬里61。应了解，致动器54的活塞保持启动的时间量受滑移模制设备10的移动速度控制。

如图4所示，当滑移模制设备10遇到通过分配头20上的摄像机58观察到的形成“+”形或四向交叉部的两个对向的交叉管道60时，操作人员可启动两个致动器54并且将分流器52推入衬里材料中，从而阻止衬里材料进入交叉管道60。一旦分配头20通过交叉管道60，操作人员便可启动致动器54并且拉动或收回分流器52并如图5所示继续为整个管道12加衬里61。应了解，致动器54的活塞保持启动的时间量受滑移模制设备10的移动速度控制。

本发明还提供了一种使用滑移模制设备10为管道12加衬里的方法。该方法通常包括将包括分配头20和滑移模架38的滑移模制设备10配置在管道12的内部的步骤。该方法包括使管道12的内表面14与分配头20接合并分配衬里材料的步骤。该方法包括使用附接在分配头20上的供给或化学物质软管36向分配头20供给衬里材料并使其通过分配头20的步骤。该方法包括通过分配头20拉动滑移模架38的步骤。该方法包括使用配置在分配头20上的至少一个摄像机58观察管道12的内表面14的步骤。该方法包括利用与分配头20和滑移模架38连接的导向件46来围绕滑移模架38引导由分配头20分配的衬里材料的步骤。该方法包括使用远程控制器59与致动器54通信并且操作人员使用远程控制器59致动致动器54的步骤。该方法包括使用滑移模架38上与导向件46协作的可移动分流器52阻塞由分配头20分配的衬里材料流的步骤。该方法包括使用滑移模架38上的致动器54在缩回位置与伸出位置之间致动和移动分流器52的步骤。该方法包括使用与滑移模架38连接的加热器56加热衬里材料以使衬里材料固化的步骤。应了解，滑移模制设备10可由这里未具体描述的各种其它方法使用。

因此，本发明的滑移模制设备10具有防止流入交叉管道60中以使得它们不会被衬里材料堵塞的能力。本发明的滑移模制设备10允许修复后的管道12的精确流量计算。本发明的滑移模制设备10具有提供各种管道衬里例如但不限于混凝土、水泥、聚氨酯、环氧树脂等的能力。本发明的滑移模制设备10具有对衬里增加加强材料例如但不限于玻璃纤维缠绕物或片块、玻璃微珠、网状物、金属丝等的能力。本发明的滑移模制设备10具有在应用期间施用泄漏检测线的能力。本发明的滑移模制设备10与正被修复的管道12的内表面充分接触。

已采用说明的方式描述了本发明。应理解，所使用的术语旨在具有描述用词的性质而不具有限制性质。

根据以上教导，本发明的许多改型和变型是可以的。因此，在后附权利要求的范围内，本发明可以以不同于具体描述的方式实施。