复合管道衬里，安装复合衬里的方法及设备的制作方法

专利名称：复合管道衬里，安装复合衬里的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于管道的复合衬里，一种安装复合衬里的方法和用于安装复合衬里的设备。
背景技术：
为煤气和水管理部门所熟知的，管道泄漏是大问题。此问题由中断的费用以及中断混和形成，所述中断由当泄漏发生时、通过维修或更换有故障的煤气、水、和下水道管道改正泄漏引起。对于煤气管道而言，在任何泄漏都危险的情况下，泄漏是特别的问题，而对于水管道而言，在泄漏典型地是超过30％的水库与水龙头之间的平均损失的原因的情况下，泄漏也是特别的问题。很多管道需要整修，而管理部门通常寻求长期的解决方案而不是零碎的修补。
延长现有管道的使用寿命的一个解决方案是使用适当的材料给它们换衬里。例如，诸如聚乙烯的热塑性塑料是用于给煤气和水网络换衬里的当前优选的材料，且其能够具有超过50年的使用寿命并且具有明显更长的预期使用寿命。很多管道加衬里的方法可用于给很小和中等直径的管道加衬里，但是它们通常不可以应用于给更大直径的管道加衬里。适当的加衬里的方法的缺乏意味着当大直径管道需要维修时经常不得不实施昂贵的替代解决方案。
通常，管道系统使用专用材料和适于管道系统要求以及任何相关规章要求的加衬系统。用于煤气管道(煤气的密封度是最重要的)的衬里，例如，通常使用标准或专门的聚乙烯管道，所述标准或专门的聚乙烯管道通常需要临时变形以允许插入典型为铸铁的主管道内。然而，这些结构上的“滑移加衬(sliplining)”技术在安装期间需要很大的占地面积以容纳所述组装的加衬管道，并需要很大的进入地坑(或深坑)以允许进行插入且没有损害所述加衬管道。当前的滑移加衬方法对于大直径的例如24英寸和以上的管道也是不实用的。而且，没有通常认可的用于给更大(达到48英寸直径以及更大)的煤气管道加衬的方法。
对于水管道，严格的饮用水规定已经导致水泥砂浆衬里被喷射(spray-on)树脂衬里代替以防止腐蚀和泄漏。聚乙烯滑移加衬技术也用于提供长期结构上的解决方案。在主管道变形和外部水压是特别的问题且规定较不严格的情况下，现场固化聚酯树脂衬里对于重力下水道管道很普及。然而，在水管道和下水道管道工业中，对大直径管道的加衬不仅困难而且昂贵，因此非常需要新的或者替代的解决方案。
附加地，很多管路不是直的，并具有内部不规则，所述内部不规则例如接头、突出的横向连接和没有对准的管道部分。在这种管道中已经提出了由平片材制成的薄壁衬里。然而，这些，当在压力下被强制变形到管道的内部形状时，具有以其它不所需的方式扭结、弯曲或变形的趋势。

发明内容
本发明提出了一种用于管道的复合衬里，和安装复合衬里的方法，所述方法试图减少上述问题。
根据本发明的第一方面，提出了一种用于管道的复合衬里，包括结构层，所述结构层用于提供结构上的完整性；和密封层(containmentlayer)，所述密封层用于提供流体不可渗透性；其中，所述结构层包括衬里材料的至少一个条带，所述至少一个条带被布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
优选地，所述密封层可以包括衬里材料的至少一部分，所述至少一部分被布置成在所述管道内形成大体上连续的不可渗透的管状衬里。
所述密封层可以被同心地设置在所述结构层内，所述密封层可以被焊接到所述结构层的内部表面的至少一部分上。
所述密封层可以被同心地设置在所述结构层的外部。
优选地，所述结构层可以包括成螺旋形缠绕以形成多个圈的条带，每一个圈与先前的圈大体上成螺旋形接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状衬里。
所述结构层可以是第一结构层，且所述复合衬里可以设置有另一结构层，所述另一结构层包括衬里材料的至少一个条带，所述至少一个条带被布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
所述另一结构层可以包括成螺旋形缠绕以形成多个圈的条带(或者条；strip)，每一个圈(turn)与先前的圈大体上成螺旋形接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状衬里。
优选地，所述第一结构层被同心地设置在所述另一结构层内。
优选地，所述第一结构层包括在第一螺旋方向上成螺旋形缠绕以在所述管道内形成大体上连续的管状衬里的条带；且所述另一结构层包括在第二螺旋方向上成螺旋形缠绕以在所述管道内形成大体上连续的管状衬里的条带；且其中，所述第一和第二螺旋方向相反。
优选地，所述密封层是第一密封层，且所述复合衬里设置有另一密封层，所述另一密封层包括衬里材料的至少一部分，所述至少一部分被布置成在所述管道内形成大体上不可渗透的管状衬里。
所述或至少一个结构层可以被设置在所述第一密封层与所述另一密封层之间。
所述复合衬里可以包括至少三个密封层和至少两个结构层，所述密封层被对应的结构层彼此分开。
根据本发明的另一方面，提出了一种给管道加衬的方法，包括给所述管道加衬结构层，用于提供结构完整性；和给所述管道加衬密封层，用于提供流体不可渗透性；其中，给所述管道加衬结构层包括将所述结构层布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
优选地，给所述管道加衬密封层包括将衬里材料的至少一部分布置成形成管状衬里，并将所述管状衬里接合(或者缝合；seaming)以使所述管状衬里大体上是不可渗透的。
优选地，给所述管道加衬结构层包括成螺旋形缠绕条带以形成多个圈，且每一个圈与先前的圈大体上成螺旋形接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状结构层。
所述密封层可以被同心地设置在所述结构层的外部。
优选地，所述结构层是第一结构层，且所述方法进一步包括将所述管道加衬另一结构层，所述另一结构层包括衬里材料的至少一个条带，所述至少一个条带被布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
优选地，给所述管道加衬所述另一结构层包括成螺旋形地缠绕另一条带以形成多个圈，每一个圈与先前的圈大体上成螺旋形地接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状结构层。
优选地，给所述管道加衬第一结构层包括在第一螺旋方向上成螺旋形地缠绕条带，以便在所述管道内形成大体上连续的管状衬里；和给所述管道加衬所述另一结构层包括在第二螺旋方向上成螺旋形地缠绕另一条带，以便在所述管道内形成大体上连续的管状衬里；其中，所述第一螺旋方向与所述第二螺旋方向相反。
优选地，所述密封层是第一密封层，且所述方法进一步包括通过布置衬里材料的至少一个另外的部分以形成管状衬里、并将所述管状衬里缝合(或者接合)以使所述管状衬里大体上不可渗透，给所述管道加衬另一密封层。
优选地，所述方法进一步包括给所述管道加衬至少三个密封层和至少两个结构层，所述密封层被对应的结构层彼此分开。
根据本发明的另一方面提出了一种用于测试根据第一方面的复合衬里的管状密封层的流体不可渗透性的测试结构，所述测试结构包括沿着所述密封层的纵向长度的接缝(seam)，所述接缝包括至少两个大体上平行的被缝合区域；和导管，所述导管形成在所述被缝合区域之间。
根据本发明的另一方面提出了一种用于测试根据第一方面的复合衬里的管状密封层的流体不可渗透性的测试方法，所述方法包括将所述密封层设置有沿着所述密封层的纵向长度的接缝，所述接缝包括至少两个大体上平行的被缝合区域；以及导管，所述导管形成在所述被缝合区域之间；使用流体给所述导管加压；确定是否所述流体从所述平行的被缝合区域中的任一个泄漏。
根据本发明的另一方面提出了一种用于提供衬里材料的被松散扭曲的螺旋形条带的设备，所述螺旋形条带用于给管道加衬，所述设备包括基部部分；和用于支撑一卷所述衬里材料并允许所述衬里材料的条带从所述卷分配的卷支撑装置(coil support means)，所述卷支撑装置被可旋转地安装在所述基部部分上；所述卷支撑装置以受控的方式相对于所述基部部分可旋转，以便在衬里材料的所述条带内引起螺旋形扭曲。
优选地，所述卷支撑装置构造成从所述卷的最中心端分配所述条带，从而使具有自然引起的螺旋形扭曲(或者扭转；twist)的条带被分配；所述自然引起的扭曲被附加到任何由旋转引起的扭曲上。
优选地，所述卷支撑装置设置有条带分配部分，所述条带分配部分包括用于通过其中分配所述条带的孔；所述条带分配平台可不依赖于所述卷支撑装置地、相对于所述基部部分可旋转。
优选地，所述卷支撑装置可旋转地安装在所述基部部分上，以便围绕所述卷的轴向中心旋转。
优选地，所述卷支撑装置可旋转地安装在所述基部部分上，以便围绕于所述卷的轴向中心大体上垂直的轴旋转。
根据本发明另一方面提出了一种用于成螺旋形地给管道加衬衬里材料的条带的设备，所述设备包括缠绕装备(winding rig)，所述缠绕装备包括螺旋形缠绕装置；所述螺旋形缠绕装置被构造成用于成螺旋形地将所述条带缠绕成成螺旋形缠绕的衬里层，以便给所述管道或先前放置的衬里层的内部表面加衬。
优选地，所述缠绕装置构造成用于将所述条带成螺旋形地直接缠绕到所述内部表面上；且所述缠绕装备构造成，当所述成螺旋形缠绕的衬里层的每一圈形成在所述内部表面上时，沿着所述管道纵向行进。
优选地，所述缠绕装置构造成用于将所述条带成螺旋形地直接缠绕到所述内部表面上；且所述缠绕装备构造成，当所述成螺旋形缠绕的衬里层的每一圈形成在所述内部表面上时，围绕所述管道的纵向轴线自由旋转。
优选地，所述缠绕装置构造成用于将所述衬里条带缠绕成成螺旋形缠绕的部分层，并用于沿着所述管道驱动所述成螺旋形缠绕的管状部分，从而将所述成螺旋形缠绕的衬里层形成在所述内部表面上。
优选地，所述缠绕装置包括圆柱体，所述圆柱体可旋转地可安装在所述管道的端部，用于将所述衬里条带缠绕到圆柱体的内部表面上，从而形成所述成螺旋形缠绕的部分；和螺旋引导装置，所述螺旋引导装置安装在所述内圆柱表面上用于沿着所述管道驱动所述成螺旋形缠绕的部分，从而在所述管道的所述内部表面上或先前放置的衬里层的所述内部表面上形成所述成螺旋形缠绕的衬里层。
根据本发明的另一方面提出了一种用于给管道加衬管状密封层的设备，包括形成部分，所述形成部分包括至少一个圆模，所述至少一个圆模用于将一片衬里材料形成为大体上圆柱形的管状结构。
优选地，所述形成部分进一步包括至少一个形成模，所述至少一个形成模用于将一片衬里材料形成为压扁的管状结构；所述圆模被定位成用于将所述压扁的管状结构形成为所述大体上圆柱形的管状结构。
根据本发明的另一方面提出了一种用于接缝焊接在管道内的密封层的焊接设备，所述设备包括可移动单元，所述可移动单元构造成用于沿所述管道纵向向下行进；所述可移动单元包括至少一个接缝焊接头，所述至少一个接缝焊接头用于焊接所述密封层的接缝。
优选地，所述可移动单元进一步包括至少一个另一焊接头，所述至少一个另一焊接头用于将所述密封层焊接到下面的结构层上。
优选地，所述或每一个焊接头包括用于产生热量的红外线源，从而使所述焊接发生。
优选地，所述或每一个焊接头包括用于产生热量的超声波源，从而使所述焊接发生。
优选地，所述或每一个接缝焊接头包括加压扇，所述加压扇用于在焊接期间将空气压力施加到所述接缝。
优选地，所述或每一个接缝焊接头包括护罩部分，所述护罩部分用于防止所述接缝的纵向部分被焊接，从而形成流体不可渗透的导管。


参照附图，下面将仅通过示例描述本发明的优选实施例，其中图1显示了复合衬里的第一实施例的剖视图，所述复合衬里在主管道内；图2是第一实施例的横截面；图3是复合衬里的第二实施例的横截面，所述复合衬里在主管道内；图4是复合衬里的第三实施例的横截面，所述复合衬里在主管道内；
图5是复合衬里的第四实施例的横截面，所述复合衬里在主管道内；图6是复合衬里的第五实施例的横截面，所述复合衬里在主管道内；图7a显示了第一条带分配装备的简化的平面横截面；图7b显示了图7a中的第一条带分配装备的简化的侧面横截面，在操作中，所述第一条带分配装备提供螺旋形扭曲的条带；图8显示了第二条带分配装备，在操作中所述第二条带分配装备提供螺旋形扭曲的条带；图9显示了第一构造的螺旋形加衬装备，在操作中所述螺旋形加衬装备将一层复合衬里安装在螺旋形加衬布置中；图10显示了第二构造的螺旋形加衬装备，在操作中所述螺旋形加衬装备将一层复合衬里安装在螺旋形加衬布置中；图11a和11b显示了第三构造的螺旋形加衬装备，在操作中所述螺旋形加衬装备将一层复合衬里安装在螺旋形加衬布置中；图12显示了第一构造的密封层安装装备，在操作中所述密封层安装装备将用于复合衬里的密封层设置在管状布置内，以便拉入管道内；图13显示了第二构造的密封层安装装备，在操作中所述密封层安装装备将用于复合衬里的密封层设置在管状布置内，以便拉入管道内；图14显示了操作中的移动焊接装备；图15显示了所述移动焊接装备的第一局部横截面，在操作中所述移动焊接装备焊接管状衬里的接缝；图16显示了所述移动焊接装备的第二局部横截面，在操作中所述移动焊接装备焊接管状衬里的接缝；图17显示了说明用于所述移动焊接装备的可选的接缝焊接布置的局部横截面，在操作中所述接缝焊接布置焊接管状衬里的接缝以产生双焊(double weld)；图18显示了由图17中的接缝焊接布置产生的双焊的接缝的三维剖视图；图19显示了由电熔合焊产生的双焊的接缝的三维剖视图；图20显示了用于加衬复合衬里的管道的维修连接；和图21显示了用于加衬复合衬里的管道的端部连接布置。
具体实施例方式
在图1和2中，复合衬里的第一实施例通常以10a示出。在操作中，所述复合衬里10a设置在主管12内。所述衬里10a包括用于提供结构完整性的外部和内部结构层14、16，和用于提供流体不可渗透的密封层18。
每一个结构层14、16包括成螺旋形紧紧缠绕的衬里条带，且每一圈与每一个相邻的圈大体上接触。由此，每一个条带形成大体上连续的、圆柱形和管状的结构。所述外部结构层14的衬里条带在第一螺旋方向上缠绕到主管12的内部表面上。相似地，内部结构层16的衬里条带在相反的螺旋方向上缠绕到外部结构层14的内部表面上。
每一个衬里条带14、16具有适当的厚度从而当被缠绕时，每一个衬里条带14、16形成适于衬里应用的结构强度的大致刚性结构。相似地，每一个衬里条带14、16的宽度适于缠绕成具有适合给管道12加衬的直径的、大致圆柱形的结构。典型地，对于600mm直径的管道，例如，每一个衬里条带大约15mm厚，且具有大约等于被加衬的管道的半径的宽度。
所述衬里条带可以由任何合适的柔性材料制成，例如诸如聚乙烯等的热塑形材料。适当的热塑性材料通常可以以相对低的成本、以供给在滚筒或卷上的挤塑片材的形式获得。典型地，可获得直到9m的宽度和直到100mm的厚度的所述材料。
因此，所述成螺旋形缠绕结构层形成由主管道12保持在适当位置的稳定的结构组件。然而，因为例如煤气或水的流体能够通过所述衬里条带14、16的边缘泄漏，通过所述结构层14、16形成的结构单独不是不可渗透的。因此，所述密封层18被设置来提供需要的流体密封特性。
所述密封层18包括流体不可渗透的薄的材料的、大致上矩形和细长的片材，所述片材被布置成形成在内部结构层16内的大体上圆柱形的管子，并因此抵抗所述管道内的内部压力。所述衬里片材的纵向边缘重叠并被粘接(或连接)，从而沿着所述管子的长度形成流体不可渗透的至少一个接缝。所述密封管子18通常至少部分地粘接到所述内部结构层16的内部表面。
所述不可渗透的材料可以包括任何适当厚度的任何适当的材料。典型地，例如，所述材料将是诸如聚乙烯等的厚度在4mm范围内的热塑性材料。
所述管子通过使用任何适当的粘接技术可以被接缝并粘接到所述结构层上。例如，用于热塑性材料的适当的粘接技术包括红外辐射、超声波、或电熔合的使用。
因此，第一实施例的复合衬里包括流体不可渗透的衬里，所述流体不可渗透的衬里具有足以用作下面之一的结构强度半结构的衬里，所述半结构的衬里加固所述主管道以提供相当于标准管道的结构组合；或者完全结构的衬里，所述完全结构的衬里能够与具有相似壁厚的标准管道的压力规格匹配，且没有所述主管道的帮助。典型地，例如，具有17.6SDR(标准尺寸比)的管道衬里的直径将是600mm，且具有34mm的壁厚，所述壁厚由两个15mm厚的结构层、和4mm厚的密封层组成。
在图3中，复合衬里的第二实施例一般以10b示出，所述复合衬里10b在主管道12内。所述第二实施例的复合衬里10a与第一实施例的相似，并且相同的部分用相同的标号表示。然而，所述复合衬里10b只包括单个结构层14、和密封层18。
如同说明第一实施例的，所述结构层14包括衬里条带，所述衬里条带成螺旋形缠绕以便围绕主管道12的内部表面形成大致圆柱形和管状的结构。所述密封层18包括流体不可渗透的材料的薄片，所述薄片布置成形成大体上圆柱形的管子，大致如同说明第一实施例的，所述管子为了流体的不可渗透性在纵向上缝合。然而，在缺少两个结构层的情况下，密封层18通常至少部分地粘接到单个结构层14的内部表面。
由此，所述第二实施例提出了半结构的构造，然而，所述半结构的构造相对于内部压力是不透气和不透液体的，且具有足够的结构刚性以将自身支撑在管道内。
在图4中，复合衬里的第三实施例一般以10c示出，所述复合衬里10c在主管道12内。所述第四实施例的复合衬里10c与第三实施例的相似，并且相同的部分用相同的标号表示。与第三实施例等相同，所述复合衬里10a仅包括单个结构层14和密封层20。然而，所述密封层20围绕结构层14的外部表面设置。
所述结构层14包括衬里条带，所述衬里条带成螺旋形缠绕以便围绕主管道12的内部表面形成大致圆柱形和管状的结构。所述密封层20包括流体不可渗透的材料的薄片材，所述片材布置成形成大体上圆柱形的管子，所述管子为了流体的不可渗透性在纵向上缝合。
这样，所述复合衬里10c是不透液体的，并且具有足够的结构刚性以将自身支撑在管道内、并抵抗由于水或煤气进入导致的外部压力。所述结构层在内部支撑所述片层并将其有力地压到管道壁上，从而迫使重叠的接缝表面在一起。在水或水进入存在并且因此不可以使用通常的焊接方法的情况下，这对于衬里的应用特别有利。在这些情况下，所述接缝，通过使用在安装期间沿着所述接缝的接触区域施加的柔性粘合剂或胶粘剂，能够制成不透水的。
要理解的是，所述复合衬里10c在例如重力下水道等的应用中也特别有用，在所述重力下水道等中，外部地面载荷和外部水压是主要的力。
在图5中，复合衬里的第四实施例一般以10d示出，所述复合衬里10d在主管道12内。所述第四实施例的复合衬里10d与前面的实施例的复合衬里相似，并且相同的部分用相同的标号表示。
大致如同说明第一实施例的，所述复合衬里10d包括成螺旋形缠绕的外部和内部结构层14、16，所述外部和内部结构层14、16用于提供结构完整性；和管状密封层18，所述密封层18用于提供流体不可渗透性。然而，与第一实施例不同，所述复合衬里10d进一步设置有外部密封层20，所述外部密封层20位于外部结构层14与主管道12之间。
大致如第一实施例的密封层18的描述，所述外部密封层20包括流体不可渗透材料的薄片材，所述薄片材布置成形成大体上圆柱形的管子，所述管子为了流体的不可渗透性纵向缝合。
这样，所述内部和外部密封层18、20提供了抵抗内部压力和外部压力的装置。另外，所述内部和外部密封层18、20限定了环形横截面的封闭区域，在操作中，通过所述螺旋形的结构层14、16的相邻圈之间的接触区域同时通过所述两个层14、16之间的能透过的接触区域，流体可能通过所述封闭区域流动。然而，如果在操作中在内部或外部密封层18、20内存在泄漏，流体将只进入所述封闭区域。
上述的封闭区域代表通过其泄漏可以被检测的装置。因此，所述第四实施例设置了具有泄漏监测装置的复合衬里10d，通过监测在内部与外部接合管子衬里之间的空间内的流体的压力或流动，所述泄漏监测装置用于检测煤气或液体通过内部密封层18的泄漏。
在图6中，复合衬里的第五实施例一般以10e示出，所述复合衬里10e在主管道12内。所述第五实施例的复合衬里10e与前面的实施例的复合衬里相似，并且相同的部分用相同的标号表示。
大致如同说明第一实施例的，所述复合衬里10e包括成螺旋形缠绕的外部和内部结构层14、16，和内部和外部管状密封层18、20。然而，与第一实施例不同，所述复合衬里10e进一步设置有中间密封层22，所述中间密封层22位于所述内部和外部结构层14、16之间。
大致如同前面实施例的密封层18、20的说明，所述中间密封层22包括流体不可渗透材料的薄片材，所述薄片材布置成形成大体上圆柱形的管子，所述管子为了流体的不可渗透性纵向缝合。
所述第五实施例特别有利于提供光滑的内部表面，从而在主管道12包括严重的变形情况下的应用中，能够使煤气和水的密封焊接成为可能。
因此能够看到的是，所述复合衬里的组成层能够被组装成各种构造以满足特定的管道衬里的规定。例如，所述第一实施例包括优选的结构构造，所述结构构造具有带单个内部密封层的两个反向缠绕的、螺旋形的结构层。相反地，半结构的衬里，例如第二实施例的半结构的衬里，可以只需要一个结构层和一个密封层。所述第四和第五实施例的另外的密封层提供了用于抵抗外部液体进入的装置，和泄漏检测的装置。而且，第五实施例的所述三个密封层和两个螺旋形层有助于在具有严重变形的主管道的内部提供光滑的衬里。要理解的是，其它构造也可以满足特定的设计或材料需要。例如，管道在任何适当的位置可以加衬多于三层的结构层，以及任何适当数量的密封层。而且，以应用为基础，可以使用多个薄层代替一个或更多的更厚的层。
现在参照图7a-10仅通过示例描述根据所述实施例中的任一个的复合衬里的结构层的安装。
在图7a和7b中，第一条带分配装备在操作中一般以100表示，所述第一条带分配装备100用于将扭曲的衬里条带分配到管道内。所述装备100包从所述卷拉出时，所述第二转盘104的旋转，通过扇形控制孔118和圆形孔110，引导和控制条带112。当缺少第一转盘102的任何旋转时，所述卷106在扭曲形成时依靠卷106的内径自然地提供螺旋形扭曲。
然而，实践中，所述卷106提供的自然的扭曲将不足以满足应用的需要。例如在更小直径的管道内形成结构衬里期间，这尤其是相关的。在需要更多的扭曲的情况下，所述第一转盘102，并因此所述卷106在旋转方向“C”上从内部到外部旋转，所述旋转方向“C”对应于所述螺旋状物的定向缠绕。所述旋转速度被控制成提供需要的螺旋形扭曲频率。
要理解的是，卷106在与“C”相反的方向上的适当的旋转将导致更低的螺旋形扭曲频率。要进一步理解的是，所述分配装备100也可以用于将来自所述管道内的结构层展开，回到所述线圈内。
在卷106上的衬里条带材料用完的情况下，新线圈(未示出)被安装，且新的条带(未示出)使用传统的技术被熔接对焊到前面的衬里条带的末端。围绕所述螺旋的纵向中心轴线的空间可以被用于方便地容纳用于电力、数据等的电缆。
因此，在操作中，相对小的获取坑116被挖掘以便能够获取到需要加衬的管路的一部分的任一端部。然后，所述管道在所述部分的两端被打开，且所述衬里条带112被配合到设置在管道的一端的螺旋形缠绕装备(如在图9、10、或11中所见以及下面对图9、10、或11所描述的)内，在所述管道的端部所述衬里条带112被保持直到所述螺旋形缠绕装备准备给所述管道加衬里。在所述装备位于所述管道的远端的情况下(如参照图10所述的)，所述条带被绞盘(未示出)拉入管道内。在每一个结构层的安装期间，所述螺旋形缠绕装备将另外的扭曲的条带112从卷106拉出以将衬里条带形成为圆柱形管状结构。通过控制第一转盘102的旋转满足对螺旋形圈的要求。
图8中，用于将扭曲的衬里条带分配到管道内的安装装备一般以130示出。所述装备130包括支架132，所述支架132具有线圈轴承134，通过所述轴承134卷136和一组引导辊138可旋转地安装到所述支架132上。
所述卷136包括衬里材料的、成螺旋形缠绕的条带，所述条带用于形成所述复合衬里10a、10b、10c、10d、10e的螺旋形结构层14、16。所述卷136可围绕中心轴140旋转，以便通过所述引导辊138均匀地分配所述衬里材料。所述卷136和所述引导辊138围绕与卷136的中心轴140大致垂直的轴在轴承134上进一步旋转，以便在操作期间当所述分配的衬里材料被拉入管道12内时，将所述分配的衬里材料扭曲成松散形成的螺旋状物112。
因此，在操作中，相对小的获取坑116被挖掘以便能够获取到管道的需要加衬的部分的任一端部。然后所述管道在所述部分的两端被打开，且所述衬里条带112被配合到设置在管道的一端的螺旋形缠绕装备(如在图9、10、或11中所见以及下面对图9、10、或11所描述的)内，在所述管道的端部所述衬里条带112被保持直到所述螺旋形缠绕装备准备给所述管道加衬里。在所述装备位于所述管道的远端的地方(如参照图10所述的)，所述条带被绞盘(未示出)拉入管道内。
当所述衬里材料从所述卷136通过辊138被拉出时，所述卷136和辊138围绕所述轴承的旋转轴134扭曲，从而将所述衬里材料扭曲成松散形成的螺旋状物112，所述螺旋状物112然后被拉入管道12。在每一个结构层的安装期间，所述螺旋形缠绕装备将另外的扭曲条带从卷136拉出以将衬里条带形成为圆柱形管状结构。有效地，所述衬里条带的一个扭曲被用于由所述缠绕装备执行的每个螺旋形的圈。
在卷136上的衬里条带用完的情况下，安装新卷(未示出)，且新的条带(未示出)使用传统的技术被熔接对焊到前面的衬里条带的末端。围绕所述螺旋状物的纵向中心轴线的空间可以被用于方便地容纳用于电力、数据等的电缆。
在图9中第一构造的螺旋形缠绕装备用150示出。所述缠绕装备150显示为操作状态，所述缠绕装备150使用从安装装备(如参照图7a和7b、或8所描述的)分配的衬里条带112成螺旋形地给管道12加衬，以产生结构层14。所述缠绕装备150包括多个引导轮152、可选的一组带动力的引导辊154、一组带动力的夹紧辊156，以及导边器158。
然而，在操作中，所述缠绕装备150最初相对于分配所述松散的螺旋形条带112的装备位于所述管道12的近端。所述松散的螺旋形条带112穿过滚筒154、156中的每一组以配置所述缠绕装备150，用于将所述管道12加衬螺旋形结构层14。卷136可围绕中心轴140旋转，以便通过所述引导辊138均匀地分配所述衬里材料。所述卷136和所述引导辊138围绕与卷136的中心轴140大致垂直的轴在轴承134上进一步旋转，以便在操作期间当所述分配的衬里材料被拉入管道12内时，将所述分配的衬里材料扭曲成松散形成的螺旋状物112。
因此，在操作中，相对小的获取坑116被挖掘以便能够获取到管道的需要加衬的部分的任一端部。然后所述管道在所述部分的两端被打开，且所述衬里条带112被配合到设置在管道的一端的螺旋形缠绕装备(如在图9、10、或11中所见以及下面对图9、10、或11所描述的)内，在所述管道的端部所述衬里条带112被保持直到所述螺旋形缠绕装备准备给所述管道加衬里。在所述装备位于所述管道的远端的地方(如参照图10所述的)，所述条带被绞盘(未示出)拉入管道内。
当所述衬里材料从所述卷136通过辊138被拉出时，所述卷136和辊138围绕所述轴承的旋转轴134扭曲，从而将所述衬里材料扭曲成松散形成的螺旋状物112，所述螺旋状物112然后被拉入管道12。在每一个结构层的安装期间，所述螺旋形缠绕装备将另外的扭曲条带从卷136拉出以将衬里条带形成为圆柱形管状结构。有效地，所述衬里条带的一个扭曲被用于由所述缠绕装备执行的每个螺旋形的圈。
在卷136上的衬里条带用完的情况下，安装新卷(未示出)，且新的条带(未示出)使用传统的技术被熔接对焊到前面的衬里条带的末端。围绕所述螺旋状物的纵向中心轴线的空间可以被用于方便地容纳用于电力、数据等的电缆。
在图9中第一构造的螺旋形缠绕装备用150示出。所述缠绕装备150显示为操作状态，所述缠绕装备150使用从安装装备(如参照图7a和7b、或8所描述的)分配的衬里条带112成螺旋形地给管道12加衬，以产生结构层14。所述缠绕装备150包括多个引导轮152、可选的一组带动力的引导辊154、一组带动力的夹紧辊156，以及导边器158。
然而，在操作中，所述缠绕装备150最初相对于分配所述松散的螺旋形条带112的装备位于所述管道12的近端。所述松散的螺旋形条带112穿过滚筒154、156中的每一组以配置所述缠绕装备150，用于将所述管道12加衬螺旋形结构层14。
所述引导轮152安装在所述缠绕装备150的外部界限以允许所述装备围绕其轴向中心在管道12内自由地旋转，同时沿着管道12纵向移动。
在配合的地方，所述带动力的引导辊154位于缠绕装备150内，并被布置成将所述从安装装备分配的松散扭曲的螺旋形条带112拉入缠绕装备150内。
所述夹紧辊156由适当的装置160供给动力，用于将条带112以紧紧形成的螺旋状物供给到管道12的内部表面上，或以前安装的衬里层上。所述夹紧辊156从靠近所述装备150的前端162相对于夹紧辊156的行进的操作方向、以相对于垂至于管道12的中心轴线的平面的预定角度朝向尾端164延伸。所述预定角度被选择用于产生具有所需的螺旋形斜面的螺旋形的圈166，所述所需的螺旋形斜面通常靠近垂直于所述夹紧辊156的纵向轴线。
所述导边器158是弯曲的，并被成形为与管道12的内部表面大致一致。所述导边器158通过例如弹性弹簧等的任何适当的装置，被偏压向管道的内部表面，或先前放置的复合衬里层。所述导边器158在这样的位置中被配合到装备150在操作中，与最近完成的螺旋形的圈166′的边缘相邻地大致对准、恰好在形成随后的圈166″期间所述条带112接触内部表面的点的前面。所述导边器158的至少一部分与最近完成的圈166′的边缘接触。由此，在操作中所述导边器158，当其跟随前面完成的圈166′的边缘时，促使所述螺旋形缠绕装备沿着管道移动。
要理解的是，如从图9中所示，所述导边器158的位置可以相对于最近完成的圈166′的边缘稍微不对准，从而所述导边器158在当前正在形成的圈166″与在前的圈166′之间形成窄的间隙。这种间隙保证所述螺旋形的圈在缠绕动作期间不会重叠。在操作中所述间隙，在随后的圈166″被完成以后，由导边器158施加到其边缘上的力自动地封闭。
要理解的是，尽管所述的导边器158是有利的，但是可以使用可选的或另外的引导机构将所述松散扭曲的螺旋形条带112移动到为给管道加衬所需的、紧密的螺旋形的供给部(helical feed)。
因此，在操作中，由所述螺旋形缠绕动作产生的、作用在夹紧辊156和导边器158上的相反的反作用力，对所述自由旋转的装备150施力，不仅围绕管道12的中心轴线旋转，而且沿着管道12纵向行进，直到完成所述螺旋形的加衬过程。这样，所述行进的方向相对于所述安装装备朝向管道的远端，且在所述新缠绕的结构层14内部，所述螺旋形的条带被拖拉在所述缠绕装备150的后面。
在图10中，第二构造的螺旋形缠绕装备用170示出。所述缠绕装备170显示为操作状态，所述缠绕装备170使用从安装装备(如参照图7a和7b、或8所描述的)分配的衬里条带112成螺旋形地给管道12加衬，以产生结构层14。如同说明第一构造150的，所述缠绕装备170包括多个引导轮152、可选的一组带动力的引导辊154、和一组夹紧辊156，并且同样的部分用同样的标号表示。
但是，在操作中，所述缠绕装备170最初相对于分配所述松散的螺旋形条带112的装备位于管道12的远端。同第一构造150一样，所述松散的螺旋形条带112穿过所述可选的一组带动力的引导辊154和带动力的夹紧辊156，以配置用于给管道12加衬螺旋形结构层14的缠绕装备170。
在被装配的情况下，所述带动力的引导辊154布置成，当所述缠绕装备170需要条带112时，将所述从安装装备分配的松散扭曲的螺旋形条带112拉入缠绕装备170内。
所述夹紧辊156由适当的装置160供给动力，用于将条带112以紧紧形成的螺旋状物供给到管道12的内部表面上，或前面安装的衬里层上。与第一构造相同，大致如前面描述的，所述夹紧辊156以预定角度定位，用于产生具有所需的螺旋形斜度的螺旋形的圈。然而，与前面的构造不同的是，所述夹紧辊156从所述装备170的后端164相对于其行进的操作方向向外延伸。
适当的引导装置(未示出)被设置用于将所述松散扭曲的螺旋形的条带112移动到给管道加衬需要的紧密的螺旋形的供给部。
因此，在操作中，由所述螺旋形缠绕动作产生的、作用在夹紧辊156上的相反的反作用力，促使所述自由旋转的装备170不仅围绕管道12的中心轴线旋转，而且在最近缠绕的圈的前面沿着管道12纵向行进，直到完成所述螺旋形的加衬过程。由此，所述行进的方向相对于分配松散的螺旋形条带112的装备朝向管道的近端，且所述松散缠绕的螺旋形条带112被拖拉在所述缠绕装备170的前面。
参照图9和10，在操作中，使用任一种构造的加衬过程需要通过所述条带张力和所述夹紧辊156的供给方向仔细地控制纵向行进。要理解的是，前面的螺旋形圈的边缘的机械和电传感可以被使用以便提供用于这种控制的装置。
要进一步理解的是，任一种构造的螺旋形缠绕装备具有下面的优点所述装备能够在任何时候停止，用于例如检查，且如果需要能够反过来将所述成螺旋形缠绕的条带展开。
在图11a中，第三构造的螺旋形缠绕装备用200示出，在操作中所述螺旋形缠绕装备200缠绕第一结构层14。所述缠绕装备200被显示为使用从安装装备(如参照图7a和7b、或8所描述的)分配的衬里条带112给管道12加衬，以产生结构层14。所述缠绕装备200包括外圆柱体202和内圆柱体204。
所述外圆柱体202是管状，并具有大体上等于或稍微大于管道12的外半径的内半径。在操作中，所述外圆柱体202通过任何适当的装置被夹紧或不同地被同轴地固定到管道12的露出端。
所述内圆柱体204是管状，并具有大体上等于管道12的内半径的内半径。所述内圆柱体204的第一端206，在操作中，同轴地位于外圆柱体202内，并大体上邻近管道的露出端。所述内圆柱体204的第二端208从外圆柱体202向外延伸。所述内圆柱体204在外圆柱体202内在适当的轮子或轴承210上可旋转。
条带插入槽212被设置在内圆柱体204的第二端208的壁内，衬里条带112在操作期间可以被引入通过所述插入槽212。螺旋引导装置214在内部表面上被设置在内圆柱体204内用于引导通过所述槽212插入的衬里条带。所述槽212具有适当的尺寸和形状以允许所述条带112插入通过所述槽212，以便形成紧靠内圆柱体204的内部表面的、具有所需的螺旋角的圈(turn)。
所述螺旋引导装置214包括内部脊等，所述内部脊等，以与需要用于正在形成的结构层14的每一个圈的螺旋角大致相似的螺旋角，围绕内部表面的至少一部分成螺旋形延伸。要理解的是，尽管所述螺旋引导装置被显示为仅围绕内部表面的一部分延伸，但是所述引导装置214可选地可以是任何适当的长度，例如，以螺纹的方式，在一个或多个螺旋形圈内围绕内圆柱体的内部圆周完全延伸。要进一步理解的是，所述引导装置214可以具有保持的形状，用于在操作中帮助保持条带112大致紧靠内圆柱体204的内部表面。
所述条带112包括松散缠绕的开口的螺旋状物，所述螺旋状物具有锥形引出端。在操作中，所述松散缠绕的螺旋形条带112从所述条带分配装备初始分配，并通过所述插入槽212被供给以在内圆柱体204的内部表面上形成更紧的螺旋形区域218。所述螺旋形区域218稍微开口，并被缠绕成至少两个随后的圈的相邻边缘位于所述螺旋引导装置214的任一侧上。要理解的是，所述更紧的螺旋形区域218可以局部延伸到主管道12的端部内。
一旦所述更紧的螺旋形区域218已经形成，所述内圆柱体204就由机械化的驱动器等(未示出)沿着旋转方向“D”在引导轮或轴承210上旋转。当内圆柱体204旋转时，所述螺旋引导装置214接合在更紧的区域218的随后的圈之间，并在螺旋形区域218上引起在方向“X”(沿着管道12轴向向下)上的轴向力分量F1，和更小的横向或与F1正交的转动力F2。所述轴向分量F1作用为驱动所述螺旋形区域218沿着管道12向下，而较小的转动力在方向“D”上作用以旋转区域218。因此，所述成螺旋形缠绕的条带开始沿着管道12移动。
当内圆柱体204旋转时，缠绕的螺旋形条带的刚性促使所述衬里管与主管道12的内部表面压力接触，由此产生摩擦力，所述摩擦力与轴向力F1相反。然而，当所述摩擦力增大时，所述旋转力F2使螺旋形区域218变紧，由此降低了所述区域218的直径。因此，所述摩擦力也降低，这允许在方向“X”上的轴向行进继续。在操作中，摩擦力的增加因此被自我调节，并且因此所述产生的加衬动作导致所述结构衬里条带沿着管道12相对快速地行进，且只有相对少量的旋转。
当条带112行进到管道12内并沿着管道12行进时，所述轴向力F1促使随后的圈在一起，由此形成大体上连续的如前面所述的管状结构层14。当所述条带更厚且更刚性，且所述衬里表面之间的摩擦最小，例如存在水时，最大加衬长度将更大。
由参照图11a所述的装备200产生的螺旋形加衬动作，可以通过设置如图11b中所示的清管器(pig)220得到改进。所述清管器220包括主体222，所述主体222设置有轴向排列的引导轮224，所述引导轮224被偏压以与主管道12的内部表面压力接触。所述轮224设置有适当设计和适当材料的胎面，以抓紧管道12的内部表面，从而所述轮224阻止清管器220的旋转同时允许自由轴向行进。
在操作中，在加衬开始之前，所述清管器220被插入主管道12内，所述松散缠绕的螺旋形条带112的锥形端部被连接到清管器220的主体222，所述螺旋形条带112从条带分配装备分配、并通过插入槽212被供给以形成更紧的螺旋形区域218。
由此，在给管道12加衬的操作中，所述清管器220阻止由旋转力F2引起的旋转，同时在轴向力F1的影响下有助于在方向“X”上的轴向行进。因此，当内圆柱体204在旋转力F2的作用下旋转时，成螺旋形缠绕的结构层14的整个长度上的直径以及清管器220与装备200之间的相关的摩擦力降低。因此所述管状结构层14允许沿着主管道行进且反向的摩擦力最小。这允许更大的最大加衬长度并提高了加衬动作的效率。此安装构造特别适于小管道，在所述小管道中，可移动的螺旋形缠绕装备因管道太小而不可行。
要理解的是，尽管图7a-11中的设备被显示用于产生在特定螺旋方向上缠绕的、最外面的螺旋形结构层，但是所述设备也是可容易反转的，以便产生在相反螺旋方向上缠绕的螺旋形结构层。而且，所述缠绕装备可以用于缠绕在最外面层内的进一步的结构层，以产生复合衬里，所述复合衬里具有多层这种在任一方向上缠绕的层。
参照图12-18，现在将仅通过示例描述根据所述实施例中任一个复合衬里的、密封层的安装。
为了安装所述密封层，有必要设置足够宽度的、合适材料的薄片材，所述薄片材要被形成为圆柱形管，所述圆柱形管的直径大体上等于主管道12或前面安装的具有重叠的纵向边缘的复合衬里层的内径。然后所述薄片材需要被形成为大致圆柱形的管状结构以便被拉入管道12内，在需要的情况下，所述薄片材沿着所述重叠边缘被不可渗透地缝合，并被粘接到结构层上。
在图12中，第一密封层安装布置一般以240示出，在操作中，所述第一密封层安装布置240提供复合衬里的密封层并将所述密封层形成为管状布置，以便被拉入管道12内。
所述安装布置240包括一卷密封衬里材料242和形成部分244，所述衬里材料242在外部被安装到相对小的进入获取坑116。所述卷的宽度足够所述衬里材料覆盖主管道12的内部圆周，并且如前面对所述密封层所描述的，具有一定的重叠。
所述形成部分244包括辊部分246，所述辊部分246大致位于所述进入获取坑116的、与管道12的露出的端部相对的端部。所述辊部分246与所述露出的端部大致对齐，但是具有大致垂直于管道12的纵向轴线的旋转轴。
所述形成部分244进一步包括圆模248，所述圆模248通常与管道12的露出的端部相邻，并构造成在操作中将从卷242拉出的衬里材料250的片材形成为具有重叠的管状横截面252的衬里部分。所述管状横截面252的重叠部分形成接缝253，在操作中所述接缝253在所述衬里管处于管道12内的适当位置之后被接缝焊接。
在操作中，衬里材料250的片材最初从卷242供给到进入获取坑116，环绕所述滚筒246，通过所述圆模248，然后进入管道12。由此所述薄片材250当其离开卷242并越过滚筒时，最初是扁平的。然后薄片材250通过中间横截面台阶254和256开始转变为具有管状横截面252。在管道12远端的绞盘(未示出)将成管状形成的衬里片材在方向“X”上拉入管道12内，以形成衬里的横截面258。因此，所述管没有扭折(kink)，所述扭折可能引起管道衬里的扭曲。
为了允许密封层的所述重叠的纵向接缝通过使用红外粘接而被焊接，所述密封层材料的主要部分被着色以允许红外通过所述片材。如从插入件260和262中看到的，密封层片材的所述纵向边缘区域包括吸收表面266，所述吸收表面被着色用于允许红外线吸收。
所述插入件260、262显示了其中吸收表面266可以实施的两种可能选择的方式。在插入件260的示例中，所述吸收表面266形成仅部分延伸通过边缘区域的厚度的一部分区域。相对照地，在插入件262的示例中，所述吸收表面266形成连续区域的一部分，所述连续区域的一部分延伸通过片材的整个厚度，从而上表面和下表面都可吸收红外线。
在操作中，所述密封层以管状形式布置，从而对应的纵向边缘区域的吸收表面266在管子内部通过红外线透明材料的区域重叠，以便形成重叠的接缝。因此，从管道12内部施加到所述接缝上的红外辐射，穿过所述红外线透明区域以加热吸收表面266，并由此将两个重叠的边缘焊接在一起。
而且，为了允许密封层被焊接到螺旋形结构层上，复合衬里的结构层也被着色以允许红外线吸收。所述吸收表面和结构层可以是任何合适的吸收颜色。典型地，例如，所述结构层由黑色聚乙烯制成，且薄片材管层由自然颜色的聚乙烯制成且具有用于吸收表面266的不透明的黑色区域。
通常，在管道12的底部设置所述接缝，如横截面258中所示，以避免维修连接等，所述维修连接等通常被形成在管道12的顶部。然而要理解的是，所述安装布置240可构造成通过将所述片材供给通过所述装备、片材的边沿在所述顶部，而提供在管道12顶部具有接缝的密封层。
要理解的是，如上所述的红外线焊接的进一步的优点是因为熔化的塑料的表面润湿效应，在焊接接口处发生明显不同的颜色改变。所述颜色改变能够被用于提供证实焊接和加衬过程完成的装置。
典型地，需要用于容纳所述分配装备的进入地坑的尺寸在宽度上大约是片材宽度的三倍，在长度上大约是标定管道直径的十倍。然而，对于更大直径的管道，所述密封材料对实际尺寸的进入地坑而言会太宽。衬里材料的典型宽度，例如对于1m直径的管道是3.5米。因此，所述片材宽度在进入所述进入地坑之前需要减少。为了在操作中完成此，所述薄片材在被弯曲进入所述进入地坑以便与管道的露出端对准之前，必须被折叠以减小其宽度。此操作必须被完成且没有不所需的例如扭结等的变形。
在图13中，第二密封层安装布置一般以270示出，在操作中，所述第二密封层安装布置270提供复合衬里的密封层、并将所述密封层形成为管状布置，以便被拉入管道12内。所述第二布置270与第一布置240相似，且同样的部分用同样的标号表示。
所述安装布置270包括一卷密封衬里材料242和形成部分244，所述衬里材料242在外部被安装到相对小的进入获取坑116。所述卷的宽度足够所述衬里材料覆盖主管道12的内部圆周，并且如前面对所述密封层所描述的，具有一定重叠。
所述形成装备244包括引导辊272、第一和第二形成模274和276、圆模248、压型舌(profiling tongue)280、和低摩擦引导装置282。
所述引导辊272大致与第一布置240的辊部分246相似。与所述辊部分246不同，第二布置的引导辊，在适于将衬里材料250的薄片材越过滚筒272进入所述进入获取坑116的位置，在外部位于进入获取坑116上面。
所述第一形成模274恰好在进入获取坑116内部通常位于引导辊272下面，并且被构造用于将大体上扁平的片材250形成为如横截面284中所示的压扁的管。所述第一模274以相对于竖直面(如图13中所示)成角度地定位，从而在操作中由所述模形成的、具有横截面284的压扁的管开始竖直面稍微朝向管道12的轴向方向弯曲。
所述第二形成模276以与第一模大体上相同的方式构造，用于形成具有横截面284的压扁的管。所述第二形成模276、在进入获取坑116内，在与管道12的露出端大致对准的位置，位于第一模274与管道12之间。因此，在操作中，所述第二模276不仅有助于维持所述压扁的管284的形状同时压扁的管284大体上从竖直面朝向管道12的轴向方向弯曲，而且有助于通常将压扁的管284与管道12对准。
所述压扁的管284的对准在操作中进一步得到压型舌280和低摩擦引导装置282的帮助。所述舌状引导装置280和所述引导装置282都被成弓形地布置，且被设置成彼此大致平行，并从大致邻近于并垂直于第一模274的输出侧的位置弯曲到大致临近于和垂直于第二模276的输入侧的位置。
要理解的是，术语输入侧指在给管道12加衬的操作中每一个模274、276的、所述衬里材料从其被供给进入的侧。相似地，所述术语输出侧指在给管道12加衬的操作中每一个模274、276的、所述衬里材料从其被拉出的侧。
要进一步理解的是，尽管所述舌状物和低摩擦引导装置280、282每一个被显示为单个弓形引导件，但是所述引导装置280、282中的一个或两个可以包括被布置成一系列不连续的或半不连续的引导部分，所述一系列不连续的或半不连续的引导部分形成所需的曲率。
在操作中，所述压扁的管284在所述舌状引导装置280之上被拉动，并将所述舌状引导装置280定位在压扁的管284内。所述舌状引导装置280设置有适当的支撑件(未示出)，以便将舌状引导装置280保持在适当的位置，所述支撑件在操作中穿过由管284的压扁的没有接合的边缘形成的间隙。因此，所述引导装置280、282有助于指引所述压扁的管284环绕从第一模274到第二模276的所述弯曲处，由此帮助将压扁的管284与管道12对准。
所述圆模248被通常设置成邻近管道12的露出端，并构造成将从卷242拉出的衬里材料250的片材形成为具有重叠的管状横截面252(如上参照图12所述)的衬里部分。如前面所述的，所述管状横截面252的重叠部分形成接缝253，在操作中所述接缝253在所述衬里管处于管道12内的适当位置之后被接缝焊接。
因此，在操作中所述管最初越过引导辊272被供给并通过第一模274以形成所述扁平的管状横截面284。由此，当所述密封层薄片材250从滚筒272传递到第一模274时，其在进入所述进入获取坑116之前形成中间横截面286。一旦所述压扁的横截面284通过第一模274形成，所述衬里材料就通过舌状物280和低摩擦引导装置282朝向管道12的轴向方向被弯曲。所述压扁的管284具有大约是薄片材的原始宽度的一半的总宽度，因此能够进入相对小的进入获取坑116。
当所述压扁的管284被正确地定向时，其朝向圆模248穿过第二模276。如在图13中所看见的，当其从第二形成模276拉出时所述压扁的管膨胀，这使它，在最终它被拉过圆模248时获得大体上圆柱形横截面252之前，形成膨胀的横截面288。在管道远端的绞盘(未示出)将所述成管状形成的衬里片材在方向“X”上拉入管道12内，以便形成衬里的横截面258。因此，所述管没有扭折，所述扭折可能引起管道衬里的扭曲。
如参照图12所述的，在需要红外线接缝焊接的情况下，密封层材料的主要部分被着色以允许通过片材的红外传输。密封层片材的纵向边缘区域包括吸收表面266，所述吸收表面266被着色以便允许红外线吸收。如参照第一布置240所描述的，所述插入件260、262显示了其中吸收表面266可以实现的两种可能选择的方式。
粘接和/或接缝焊接所述复合衬里的构成层的优选的方法是使用红外辐射。因为当所述材料是在其天然未着色状态的、很薄的片材形式时，所述薄片材对短波红外辐射部分透明，所以当使用例如天然聚乙烯的热塑性材料时使用红外辐射特别有利。然而，当使用染料、墨水或由例如碳的吸收材料制成的嵌入的微粒或纤维而被适当地着色(例如黑色)时，所述材料可以被制成对红外线是不透明的。由此，避免很多热塑性材料的峰值吸收波谱的短波红外辐射可以穿过与下面的薄片材压力接触的红外线透明片材，且所述接触区域在界面具有不透明的材料。因此，所述不透明的材料被加热并因此被熔化以将片材焊接在一起。
此外，红外辐射会加热并软化红外线透明的热塑性材料，因为所述材料仍然吸收一部分红外线能量。在操作中，这是有利的，因为当施加合适的压力时，这能够帮助热塑性密封层与位于外部的结构层和/或管道内的任何变形的形状一致。
在图14-16中，焊接装备一般以300示出。所述焊接装备300被显示为在操作中接缝焊接管状密封层18的接缝302，同时大体上同时地将密封层18焊接到结构衬里16上以形成复合衬里10。
下面参照根据第一实施例的复合衬里10a描述焊接装备300。然而，要理解的是，所述焊接装备300可以使用在任何相似的衬里构造中，包括根据第二、第三、第四、和第五实施例的复合衬里10b、10c、10d、和10e。而且，下面将参照红外线焊接和相关的特征描述所述焊接装备，然而要理解的是，使用相似装备的其它形式的粘接，例如使用超声波或电熔合，也是可以的。
如在图14中清晰所见的，所述焊接装备300包括气密护罩(或者屏蔽；shield)部分304、一组径向轮306、接缝焊接部分308、和多个片材焊接部分310。
所述护罩部分304，相对于所述装备300从管道的一端到另一端以焊接密封层18的接缝302并将密封层18粘接到结构层16上的移动方向“X”，设置在所述装备300的前面。所述护罩部分304包括至少一个滑动密封件312，所述至少一个滑动密封件312构造成在护罩304与密封层18之间提供气密密封。要理解的是，可以使用任何适当数量的密封件。
所述径向轮306被构造在装备300的外周上，以便允许所述装备在纵向方向上横贯管道12。因此，在操作中，在所述装备后面被施加的空气压力，相对于行进方向“X”，形成加压的区域，所述加压的区域使所述装备300在所述轮306上沿着方向“X”移动。在操作中，所述管道可以被任何适当的装置例如风扇(未示出)加压，所述风扇位于密封站(sealed stop；未示出)内，所述站在管道的、相对于方向“X”的后端处。
所述装备300通过缆绳314连接到绞盘(未示出)，所述缆绳314在后面将所述装备拖到加压的区域内。因此，在操作中，所述缆绳可以被以预定速率放出，由此控制所述装备在由加压装置形成的压力下沿着管道12的速度。
所述装备300后面的空气压力也作用为促使密封层18、和结构层14、16紧靠主管道12的内部表面。这有助于保证对应的焊接表面在焊接期间保持压力接触，并保证在焊接和随后的冷却期间所述衬里的任何变形被大体上减小。
所述接缝焊接和片材焊接部分308、310每一个包括径向向外指向的至少一个红外线灯316、318，用于分别焊接密封层接缝302，以及将密封层18焊接到下面的结构层16上。要理解的是，将密封层18焊接到结构层16可以任何适当的方式完成，例如连续的线焊或断续的点焊等。在操作中，所述焊接表面和相关的区域，通过使空气320吹过所述焊接表面并通过焊接部分308、310以及在护罩的低压侧的其它装备部件，得到冷却。
要理解的是，尽管图14显示了单个片材焊接部分310、且图15和16显示了两个，但是焊接部分310可以是任何适当的数目。典型地，例如，基于管道的直径，将有相对于复合衬里10的内部圆周均匀分布的4-10个片材焊接部分。
特别参照图15和16，所述接缝302包括内部和外部重叠层324、326，如前面所述的，所述内部和外部重叠层324、326从管状密封层18的纵向边缘区域形成。所述最内的层324是红外线透明的，同时最外的重叠层326具有吸收表面328，所述吸收表面328位于层324和326之间的界面上。因此，在操作中，所述吸收表面328吸收定向通过接缝302的最内层324的红外辐射，以加热、熔化重叠层324、326，并将重叠层324、326在界面处彼此焊接。
所述装备300进一步设置有轴承322，所述焊接部分308、310连接到所述轴承322上。所述轴承322被布置用于与管道12的中心轴线纵向对准，从而在操作中所述焊接部分308、310，可围绕中心轴线，相对于装备300和管道12旋转。因此，接缝焊接部分308的旋转位置在操作中可以自动地调整，以允许所述接缝焊接部分308，通过使用机械或电传感器、以及适当的电气机械控制系统，沿管道顺着所述接缝。
所述接缝焊接部分308进一步设置有可选的加压风扇330和至少一个另外的滑动密封件(未示出)。所述风扇330和/或者各个密封件被布置成形成局部的接缝焊接区域，所述接缝焊接区域可以被风扇330独立地加压。因此，在操作中，所述风扇330将额外的压力提供到正被焊接的接缝302的区域，同时也提供了一种将额外的压力提供到冷却红外线部件和焊接表面的装置或者手段。如从图16中清晰所见的，这在接缝焊接操作期间在重叠层324、326之间形成了更好的接触，从而提高了焊接的质量。
可选地，密封的隔膜(未示出)能够被配合到所述接缝焊接部分306的边缘上，以当所述装备300沿着接缝行进时，将额外的压力施加到焊接的重叠部分324、326上。任何这种隔膜将不仅需要对红外线透明，而且需要阻热以防止因焊接的热量产生的损害。例如，所述隔膜能够由透明的聚酯或其它这样的合适材料制成。
要理解的是，在没有局部加压的情况下，所述接缝表面可以在某些情况下仅形成线接触，而不是在接缝的宽度上的全接触。
焊接过程的确认由所述装备上的CCTV照相机(未示出)和/或后面的检查实施。良好且连续的焊接由被焊接区域的显著的颜色变化所指示。在完成加衬过程时，特制的连接器被连接到或熔焊到所述衬里和所述被加衬的部分的端部，所述衬里和所述被加衬的部分根据适当的规定，被进行压力检测和泄漏检测。
在图17中，用于焊接装备的可选的接缝焊接部分一般以340示出。所述接缝焊接装备340与参照图14-16描述的焊接部分308大致相似。因此，除了显著不同的地方之外将不再详细描述。
所述接缝焊接部分340包括位于红外线灯与接缝302之间的红外线护罩342。所述护罩342构造成保护接缝302的中间部分免受红外辐射，有效地将红外辐射分成两个不同的束或区域。因此，在操作中，所述接缝焊接操作导致大体上平行的两个连续焊缝346，所述两个连续焊缝346间隔开由护罩的宽度确定的距离。由此，平行的焊缝346之间的区域348形成大体上封闭的导管，以重叠层324、326和焊缝346为界。
因此，在操作中，通过将所述导管348加压以帮助检测沿着接缝的全长的任何地方的泄漏是否存在，所述导管348可以被使用在对接缝完整性的确认测试中。
因为所述衬里的煤气和液体的密封完整性依赖于所述被焊接的接缝的完整性，所以这代表了特别有利的结构。例如，所述确认测试可以在所述完成的衬里的验收测试期间实施。
所述基本的测试程序包括在新加衬的部分的两端大体上密封所述导管348。结果，沿着所述通道的空气流在导管使用任何适当的装置加压之前被检测。检测到的任何泄漏通常表示至少一个所述接缝焊接有问题。相反，没有泄漏确认焊接都是令人满意的，并因此所述接缝被证实为完好的。
在图18中，红外线双焊接缝的、可选的构造的一部分一般以350示出。所述双焊接缝350大致以参照图17描述的方式被接缝焊接。然而，所述内部重叠层324进一步设置有凹部352，所述凹部253在所述接缝的全长上纵向延伸。因此，当所述接缝焊接操作被完成时，所获得的导管354具有比参照图17描述的导管358更大的横截面积。
在实践中要理解的是，在使用红外线焊接的情况下，因为在焊接期间局部加热产生的变形的缘故，所述更小的导管348的横截面积对于确认测试足够。
要理解的是，尽管详细地描述了红外线技术，但是其它接合密封层以及将复合的管道构件彼此粘接的方法也是可能的。
例如，一种这样的方法是使用超声波。所述超声波技术可以通过使用加压空气管道的横贯装备得以实施，所述加压空气管道横贯的装备与参考图14特别描述的装备相似。
例如，典型的超声波装备配备有超声波焊接工具，所述超声波焊接工具发射穿过内部重叠层324的超声波振动以焊接所述接缝302，并发射穿过密封层18的选定区域的超声波振动以将密封层18焊接到下面的成螺旋形缠绕的结构层16。为了成功的超声波焊接，所述衬里材料优选的是热塑性，从而所述超声波振动引起在粘接界面的热量增加，所述热量增加加热、熔化适当的构成部分，并焊接适当的构成部分。在一些应用中，超声波粘接比红外线技术快。而且，因为超声波振动通常能够比红外辐射穿透得更深，所以对于焊接较厚的密封层而言，红外线粘接特别有利。然而，所述超声波方法需要在密封层与结构层之间更高的压力接触。
粘接复合管道构件的另一方法是通过电熔合，所述电熔合是将配件粘接到热塑性管道等上的通常的方法。电熔合包括电阻性加热的电线，所述电线在两个焊接表面之间的界面埋入，通过使适当的电流通过所述电线，所述电线被加热。在传统的电熔合系统中，所述电线位于在制造期间要被粘接的表面中。所述表面随后被聚集在一起，且所述电线使用预定的电流被加热预定的时间段，足以保证界面表面被熔化和被机械地粘结在一起。
电熔合对具有所述复合衬里的管道的加衬的应用，包括在制造期间将电线埋入密封层内适当的位置。随后，如前面所一般描述的，所述密封层以管状的形式被布置，并被定位在主管道内。然后，通过使用可充气的管状气囊等，空气压力被用于促使所述管靠到结构层的内部表面上。使埋入的电线的露出端电连接，并且大体上同时地对整个衬里实施所述熔焊过程。
因为电熔合与片材的厚度无关且焊接非常快速，所以电熔合是有利的。然而，因为在工厂条件下加热的电线需要被仔细地安装在片材材料的表面内，用于密封层的制造工艺必然更加复杂。
在图19中，电熔合双焊接缝的一部分一般以360显示。所述内部重叠层324如参照图17大致描述的，具有沿其纵向长度设置的凹部352。埋入的线362被邻近所述凹部352地纵向设置，用于接缝焊接所述片材管和密封所述获得的导管354。假定所述板的厚度不是太大的情况下，如前所述的，在焊接之后，在内部重叠层324的表面上的暗线表示焊接过程已经成功。
在图20中，维修连接(service connection)一般以400示出，所述连接用于将用户管道连接到加衬复合衬里的供应管道(或供应系统)。所述连接400包括具有主体部分402、保持部分404、和固定部分406的连接接头(或者抽头；tapping)。所述接头400显示为在管道12上的适当位置，所述管道被加衬根据第一实施例的复合衬里10a。然而，要理解的是，所述接头对于具有任何其它合适的衬里的管道具有相似的效用，如同说明第二、第三、第四或第五实施例的，所述衬里包括复合衬里。所述接头400与用于传统连接器的连接接头大致相似，并用于连接到加衬聚乙烯衬里等的水或煤气管道。
所述主体部分402包括大致细长的管状导管，所述管状导管构造成用于插入穿过设置在管道12内的适当的孔，并用于拧入并穿过所述复合衬里10a的壁，从而提供流体进入管道和/或从管道出来的通道。所述保持部分404包括膨胀垫圈或圆锥体，所述膨胀垫圈或圆锥体在操作中可以被推动通过衬里10a，以将所述接头保持为紧靠复合衬里10的内部表面。
所述固定部分406包括，用于将所述接头400紧紧地固定在管道内、并用于提供流体不可渗透的密封的任何适当的装置，所述内部密封层环绕所述接头。典型地，例如，所述固定部分包括螺母，所述螺母在操作中拧到主体402的彼此接合的螺纹部分上，所述螺纹部分从管道12向外凸出。然后，在操作中所述螺母406紧靠管道上紧，以夹紧螺母406与保持部分404之间的管道，从而将接头400固定在适当的位置并提供大体上流体不可渗透的密封。然后在操作中，用户连接通过使用任何适当的阀可以被制成配件400。
当所述管道没有使用或者所述管道在压力下使用时，连接接头被典型地配合。到管道的连接通常形成在管道的顶部，以提供容易的进入并避免能够在管道底部聚集的任何液体(在煤气管道的情况下)或固体污物。
将煤气或液体供给到用户的维修连接在加衬开始之前必须断开，并在加衬之后被重新接通。这些连接通常通过进入地坑被进入(或接近)，并使用特定的套圈连接器以密封在主管道内的衬里。这种类型的膨胀套圈连接器特别适合于使维修连接连接到所述复合衬里。因为维修连接通常形成在主管道的顶部，所以优选的是它们避免所述片材管的接缝。这能够在安装时通过保证所述接缝位于主管道的底部实现。
例如聚乙烯的热塑性衬里的安装，通常在进入地坑之间实施，所述进入地坑处主管道的短的部分已经被切断以允许安装通道。在加衬部分完成之后，所述被加衬的管道部分的端部必须在进入地坑中被再接合在一起。这需要端部连接被按照所述衬里制造以便使连接的管道的短的部分能够被安装。在用于普通的聚乙烯衬里的连接的情况下，聚乙烯凸缘通常被热熔焊到管道衬里的端部上。对于所述复合衬里的连接，这种熔接方法特别适合于标准的聚乙烯管道插入物。所述熔化过程将所述凸缘焊接到所述衬里上，并同时将所述复合衬里的层焊接在一起，从而向所述衬里提供完全结构上的终端。
在图21中，端部连接系统一般以450示出。所述连接布置450允许被加衬的管道的部分彼此连接，或者被连接到主管道的没有加衬的部分上。
所述连接布置450与说明传统的聚酯管道的系统大致相似。所述布置450包括环形凸缘部分452，所述环形凸缘部分452具有比管道12的外径大的外径，并具有与复合衬里的内径相等的内径。在操作中，所述凸缘部分452与复合衬里10a的露出端通常同轴对齐，并使用例如熔焊等的适当的粘接工艺来固定。在所述固定操作期间，如从图21中看到的，复合衬里的、凸缘452固定到其上的端部可以从主管道12的端部突出，以便使所述复合衬里的端部被夹紧并为熔焊做好准备。在操作中，所述衬里的所有的层在露出的端部不仅被焊接到凸缘上，而且被彼此焊接，以形成完全结构上的流体不可渗透连接。
所述凸缘部分452进一步包括多个螺栓孔454，所述多个螺栓孔454环绕其圆周均匀地布置，以便允许凸缘部分452与另一加衬的管道部分或主管道没有加衬的部分的对应的凸缘相互连接。
要理解的是，复合衬里的结构性质与具有相似的壁厚和柔性设计的标准热塑性管道相比，使用基本材料有助于给大直径的管道加衬。
例如，计算表明，包括螺旋形条带的复合聚乙烯衬里和片材层具有加压能力，所述加压能力只比具有相同壁厚的相当的标准聚乙烯管道小几个百分比。所述复合衬里的实施例能够被用于给中等、大、很大直到至少96英寸的直径的管道加衬，且壁厚与SDR11-SDR26规格以及以上的相匹配。它们可以被安装在直到被间隔开1500m的进入地坑之间的长度内。即使在曲率半径相对小，例如20个管道直径，的情况下，也能够被实现用于可变管道直径的紧配合的衬里，并且弯曲也能被克服。因此，本发明提供了极为通用的管道加衬系统，所述管道加衬系统具有安装优点，并仅使用相对低成本的基本材料。
所述复合结构的通用性允许所述复合结构加强有可选的或另外的螺旋形层，所述螺旋形层缠绕有其它材料，例如，高性能的塑料、纤维强化的热塑性塑料、细丝编织的编织物或金属条。螺旋形条带材料的这种选择使复合衬里能够被设计成比标准管道或通常管道的衬里高得多的规格。
所述缝合的密封层内衬里可选的是将挤压的无缝薄壁热塑性管道插入被加衬的管道内，并随后以与所述接缝管相同的方式将其焊接到下面的结构层上。此薄壁管能够被以放平的形式供给在卷上、以折叠的形式被插入、被所述加压的焊接装备膨胀以配合所述衬里、然后被焊接到下面的如前面所述的成螺旋形缠绕的层上。
所述螺旋形结构层可选的是将厚壁管道部分的很短的长度以各种折叠的形式插入以使它们能够在行进装备上沿所述管道前进，所述行进装备将把它们插入以提供大体上连续的内部结构衬里。然后所述部分可以被粘接到片材衬里上以向复合结构供给有与标准管道相当的压力等级。
在具有很多不规则的管路中，当所述重叠的焊接表面在焊接之前变形，并且甚至在高压下不可以连续接触时，特别难以进行可靠地接缝焊接。所提出的复合衬里提供了解决方案，所述解决方案通过给管道预先加衬以产生相对平滑的下表面、同时也将结构支撑件提供给所述薄壁密封层，显著地减少了此问题。特别地，所述成螺旋形缠绕的层提供了此平滑特性以及所述衬里所需的结构特性。
要理解的是，尽管管路在加衬之前被完全清洁，密封层的焊接表面也必须保持清洁以保证所述焊接的接缝的质量。在安装过程期间有很多方式保护密封层片材材料的清洁。一个方法是在所述管被拉入主管道之前用塑料薄膜包住所述密封层管。有利地，这种包住也能够用于限制所述管的直径以使插入主管道内更加容易。通过使用参照图14描述的加压的焊接装备，或者通过使用空气压力使所述包住爆裂，或者，可选地、通过使用专门的附件切割，所述包住可以随后被移除。因此，所述管被允许膨胀到与管道壁接触。
用于保护所述重叠接缝的可选的方法是在插入主管道之前，在密封层管的内部和外部边缘的范围粘结保护薄膜。因为在焊接过程期间薄膜能够留在适当的位置，所以这种方法完全保护了接缝焊接表面。实践中，对于大多数应用，因为结构层在主管道内部提供了保护障、从而提供了用于焊接的清洁环境，这种包装将不太可能被需要以保持焊接表面的清洁。
所述焊接过程可以可选地通过使用大体上红外线透明的加压空气气囊被实施，所述加压空气气囊用于使复合衬里构件紧紧地膨胀到主管道的内壁上。然后使用红外线灯焊接得以实现，所述红外线灯辐射穿过气囊壁和薄的内密封层的短波红外线能量，以接缝焊接所述重叠的接缝，并在需要的情况下将密封层选定的区域粘接到任何下面的结构层上。
要理解的是，所述术语管道指的是、广义理解为覆盖用于承载流体的任何管道(或导管)。
权利要求
1.一种用于管道的复合衬里，包括结构层，所述结构层用于提供结构上的完整性；和密封层，所述密封层用于提供流体不可渗透性；其中，所述结构层包括衬里材料的至少一个条带，所述至少一个条带被布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
2.根据权利要求1所述的复合衬里，其中，所述密封层包括衬里材料的至少一部分，所述至少一部分被布置成在所述管道内形成大体上连续的不可渗透的管状衬里。
3.根据权利要求1或2所述的复合衬里，其中，所述密封层被同心地设置在所述结构层内，所述密封层被粘接到所述结构层的内部表面的至少一部分上。
4.根据权利要求1或2所述的复合衬里，其中，所述密封层被同心地设置在所述结构层的外部。
5.根据上述权利要求中任一项所述的复合衬里，其中，所述结构层包括成螺旋形缠绕以形成多个圈的条带，每一个圈与先前的圈大体上成螺旋形接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状衬里。
6.根据上述权利要求中任一项所述的复合衬里，其中，所述结构层是第一结构层，且所述复合衬里设置有另一结构层，所述另一结构层包括衬里材料的至少一个条带，所述至少一个条带被布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
7.根据权利要求6所述的复合衬里，所述另一结构层包括成螺旋形缠绕以形成多个圈的条带，每一个圈与先前的圈大体上成螺旋形接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状衬里。
8.根据权利要求6或7所述的复合衬里，其中，所述第一结构层被同心地设置在所述另一结构层内。
9.根据权利要求6、7或8中任一项所述的复合衬里，其中所述第一结构层包括在第一螺旋方向上成螺旋形缠绕以在所述管道内形成大体上连续的管状衬里的条带；且所述另一结构层包括在第二螺旋方向上成螺旋形缠绕以在所述管道内形成大体上连续的管状衬里的条带；以及其中，所述第一和第二螺旋方向相反。
10.根据上述权利要求中任一项所述的复合衬里，其中，所述密封层是第一密封层，且所述复合衬里设置有另一密封层，所述另一密封层包括衬里材料的至少一部分，所述至少一部分被布置成在所述管道内形成大体上不可渗透的管状衬里。
11.根据权利要求10所述的复合衬里，其中，所述或至少一个结构层被设置在所述第一密封层与另一密封层之间。
12.根据上述权利要求中任一项所述的复合衬里，包括至少三个密封层和至少两个结构层，所述密封层被对应的结构层彼此分开。
13.一种给管道加衬的方法，包括给所述管道加衬结构层，用于提供结构的完整性；和给所述管道加衬密封层，用于提供流体不可渗透性；其中，给所述管道加衬结构层包括将所述结构层布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
14.根据权利要求13所述的给管道加衬的方法，其中，给所述管道加衬密封层包括将衬里材料的至少一部分布置成形成管状衬里，并将所述管状衬里缝合以使所述管状衬里大体上是不可渗透的。
15.根据权利要求13或14所述的给管道加衬的方法，其中，所述密封层被同心地设置在所述结构层内，所述密封层被粘接到所述结构层的内部表面的至少一部分上。
16.根据权利要求13或14所述的给管道加衬的方法，其中，所述密封层被同心地设置在所述结构层的外部。
17.根据权利要求13-15中任一项所述的给管道加衬的方法，其中，给所述管道加衬结构层包括成螺旋形地缠绕条带以形成多个圈，每一个圈与先前的圈大体上成螺旋形接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状结构层。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的给管道加衬的方法，其中，所述结构层是第一结构层，且所述方法进一步包括将所述管道加衬另一结构层，所述另一结构层包括衬里材料的至少一个条带，所述至少一个条带被布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。
19.根据权利要求18所述的给管道加衬的方法，给所述管道加衬所述另一结构层包括成螺旋形地缠绕另一条带以形成多个圈，每一个圈与先前的圈大体上成螺旋形地接触，从而在所述管道内形成大体上连续的管状结构层。
20.根据权利要求18或19所述的给管道加衬的方法，其中，所述第一结构层同心地设置在所述另一结构层内。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的给管道加衬的方法，其中给所述管道加衬第一结构层包括在第一螺旋方向上成螺旋形地缠绕条带，以便在所述管道内形成大体上连续的管状衬里；和给所述管道加衬所述另一结构层包括在第二螺旋方向上成螺旋形地缠绕另一条带，以便在所述管道内形成大体上连续的管状衬里；其中，所述第一螺旋方向与所述第二螺旋方向相反。
22.根据权利要求13-21中任一项所述的给管道加衬的方法，其中，所述密封层是第一密封层，且所述方法进一步包括通过布置衬里材料的至少一个另外的部分以形成管状衬里、并将所述管状衬里缝合以使所述管状衬里大体上不可渗透，从而给所述管道加衬另一密封层。
23.根据权利要求22所述的给管道加衬的方法，其中所述或至少一个结构层被设置在所述第一密封层与另一密封层之间。
24.根据权利要求13-23中任一项所述的给管道加衬的方法，其中，所述方法进一步包括给所述管道加衬至少三个密封层和至少两个结构层，所述密封层被对应的结构层彼此分开。
25.一种用于测试根据权利要求2-11中任一项所述的复合衬里的管状密封层的流体不可渗透性的测试结构，所述测试结构包括沿着所述密封层的纵向长度的接缝，所述接缝包括至少两个大体上平行的被缝合区域；和导管，所述导管形成在所述被缝合区域之间。
26.一种用于测试根据权利要求2-11中任一项所述的复合衬里的管状密封层的流体不可渗透性的方法，所述方法包括将所述密封层沿着所述密封层的纵向长度设置有接缝以及导管，所述接缝包括至少两个大体上平行的被缝合区域，所述导管设置在所述被缝合区域之间；使用流体给所述导管加压；确定是否所述流体从所述平行的被缝合区域中的任一个泄漏。
27.一种用于提供衬里材料的被松散扭曲的螺旋形条带的设备，所述螺旋形条带用于给管道加衬，所述设备包括基部部分；和卷支撑装置，被可旋转地安装在所述基部部分上，用于支撑一卷所述衬里材料并允许所述衬里材料的条带从所述卷分配；所述卷支撑装置以受控的方式相对于所述基部部分可旋转，以便在衬里材料的所述条带内引起螺旋形扭曲。
28.根据权利要求27所述的设备，其中所述卷支撑装置构造成从所述卷的最中心端分配所述条带，从而使具有自然引起的螺旋形扭曲的条带被分配；所述自然引起的扭曲被附加到任何由旋转引起的扭曲上。
29.根据权利要求27或28所述的设备，其中所述卷支撑装置设置有条带分配部分，所述条带分配部分包括用于通过其中分配所述条带的孔；所述条带分配平台相对于所述基部部分独立于所述卷支撑装置而可旋转。
30.根据权利要求27、28或29所述的设备，其中所述卷支撑装置可旋转地安装在所述基部部分上，以便围绕所述卷的轴向中心旋转。
31.根据权利要求27-30中任一项所述的设备，其中所述卷支撑装置可旋转地安装在所述基部部分上，以便围绕与所述卷的轴向中心大体上垂直的轴旋转。
32.一种用于成螺旋形地给管道加衬衬里材料的条带的设备，所述设备包括缠绕装备，所述缠绕装备包括螺旋形缠绕装置；所述螺旋形缠绕装置被构造成用于成螺旋形地将所述条带缠绕成螺旋形缠绕的衬里层，以便给所述管道或先前放置的衬里层的内部表面加衬。
33.根据权利要求32所述的用于成螺旋形地给管道加衬的设备，其中所述缠绕装置构造成用于将所述条带成螺旋形地直接缠绕到所述内部表面上；且所述缠绕装备构造成，当所述成螺旋形缠绕的衬里层的每一圈形成在所述内部表面上时，沿着所述管道纵向行进。
34.根据权利要求32或33所述的用于成螺旋形地给管道加衬的设备，其中所述缠绕装置构造成用于将所述条带成螺旋形地直接缠绕到所述内部表面上；且所述缠绕装备构造成，当所述成螺旋形缠绕的衬里层的每一圈形成在所述内部表面上时，围绕所述管道的纵向轴线自由旋转。
35.根据权利要求32所述的用于成螺旋形地给管道加衬的设备，其中所述缠绕装置构造成用于将所述衬里条带缠绕成螺旋形缠绕的部分层，并用于沿着所述管道驱动所述成螺旋形缠绕的管状部分，从而将所述成螺旋形缠绕的衬里层形成在所述内部表面上。
36.根据权利要求35所述的用于成螺旋形地给管道加衬的设备，所述缠绕装置包括圆柱体，所述圆柱体可旋转地可安装在所述管道的端部，用于将所述衬里条带缠绕到圆柱体的内部表面上，从而形成所述成螺旋形缠绕的部分；和螺旋引导装置，所述螺旋引导装置安装在所述内圆柱表面上用于沿着所述管道驱动所述成螺旋形缠绕的部分，从而在所述管道的所述内部表面上或先前放置的衬里层的所述内部表面上形成所述成螺旋形缠绕的衬里层。
37.一种用于给管道加衬管状密封层的设备，包括形成部分，所述形成部分包括至少一个圆模，所述至少一个圆模用于将一片衬里材料形成为大体上圆柱形的管状结构。
38.根据权利要求37所述的设备，其中所述形成部分进一步包括至少一个形成模，所述至少一个形成模用于将一片衬里材料形成为压扁的管状结构；所述圆模被安置用于将所述压扁的管状结构形成为所述大体上圆柱形的管状结构。
39.一种用于在管道内接缝焊接密封层的焊接设备，所述设备包括可移动单元，所述可移动单元构造成用于沿所述管道纵向行进；所述可移动单元包括至少一个接缝焊接头，所述至少一个接缝焊接头用于焊接所述密封层的接缝。
40.根据权利要求39所述的焊接设备，其中，所述可移动单元进一步包括至少一个另一焊接头，所述至少一个另一焊接头用于将所述密封层焊接到下面的结构层上。
41.根据权利要求39或40所述的焊接设备，其中，所述或每一个焊接头包括用于产生热量的红外线源，从而使所述焊接发生。
42.根据权利要求39或40所述的焊接设备，其中，所述或每一个焊接头包括用于产生热量的超声波源，从而使所述焊接发生。
43.根据上述权利要求中任一项所述的焊接设备，其中，所述或每一个接缝焊接头包括加压扇，所述加压扇用于在焊接期间将空气压力施加到所述接缝。
44.根据上述权利要求中任一项所述的焊接设备，其中，所述或每一个接缝焊接头包括护罩部分，所述护罩部分用于防止所述接缝的纵向部分被焊接，从而形成流体不可渗透的导管。
全文摘要
一种用于管道的复合衬里，包括用于提供结构上的完整性的结构层，和用于提供流体不可渗透性的密封层。所述结构层包括衬里材料的至少一个条带，所述至少一个条带被布置成在所述管道内形成大体上连续的衬里。本发明公开了一种用于给所述管道加衬所述复合衬里的方法。本发明也公开了一种用于测试所述密封层的流体完整性的结构和方法。本发明也公开了一种用于将所述结构层和所述密封层安装在所述管道内的设备。
文档编号F16L55/1645GK1957198SQ200580016170
公开日2007年5月2日 申请日期2005年3月15日 优先权日2004年3月18日
发明者诺曼·怀斯特·贝拉米, 尼尔·迈克尔·贝拉米 申请人:诺曼·怀斯特·贝拉米, 尼尔·迈克尔·贝拉米