本发明涉及一种用于修补泄漏流体管线的复合管、一种用于生产这种复合管的方法以及一种用于用这种复合管修补泄漏流体管线的方法。
背景技术：
通用术语“流体”总体被理解为是指在流体管线中运输的气体和液体，该流体管线适用于此目的。这类管线的实例还包括例如水位管线或重力管线。为了防止由于水潜挖造成的渗透或渗出并且为了避免流体损失或意外(例如像由于有缺陷的气体管线而发生的那些)，对于这类流体管线来说长期被100％密封是极为重要的。然而，因为流体管线至少部分地铺设在地下，它们暴露于由于时间推移发生的土体位移而增加的水，其结果是，在流体管线中可能出现损坏和泄露，即使在采取了所有可能预防措施时也是如此。重新铺设管线总是高度复杂的，并且根据环境条件，在一些情况下甚至是不可能的。出于这种原因，最近已经开发出用于修补受损流体管线的不同方法。
例如，ep0875713b1披露了一种内衬材料，该内衬材料用于修复流体管线并且由无缝毛绒织物材料构成，该无缝毛绒织物材料具有同轴的、可自由移动的膜管包围着它。优选地通过圆形编织工艺无缝地产生的圆形针织毛绒构成针织物，该针织物在将内衬材料插入到流体管线中之前用呈树脂组合物的形式的浸渍剂来浸透，该浸渍剂在uv光的作用下固化。在浸透毛绒织物材料之后，用超压将内衬材料吹入到流体管线中，并且内衬材料由于给定压力而粘附到有待修理的流体管线的内壁上。根据这个文件的披露内容，浸渍剂的固化是通过uv辐照来进行，其中uv光源最后被引导穿过填充有内衬材料的流体管线。毛绒织物材料可以由不同材料构成。作为实例在ep0875713b1提及的是聚酯、芳族聚酰胺、聚酰胺、凯夫拉尔、聚氨酯、或玻璃纤维、或者所述材料的混合物。
然而，已经发现这种解决方案是不利的，因为毛绒织物材料的产生是相对复杂的，并且另外，在内衬材料的铺设过程中，经常观察到折叠形成，这可能归因于毛绒织物材料在膜管中的可自由移动的容纳。更具体地，折叠形成在有待修理的流体管线的折曲和弯曲的区域中更加显著，这样使得无法实现令人满意的总体效果。
此外，de102010023764a1总体上披露了一种用于修复地下流体管线的类型的多层膜。在这种情况下，使用由多个层包围的支撑材料。根据这个文件的披露内容，支撑材料用反应性塑料树脂来浸透并且设置有内侧和外侧都有放置的管膜。在这个过程中，也可以使用uv辐照来固化塑料树脂，并且这里必须指出，这种多层膜的结构是非常复杂的，这样使得所提出的用于修补流体管线的方法表现出是相对昂贵的。
de102012110265a1中披露了具有类似缺点的类似解决方案。在修复有缺陷的下水道的背景下描述了用于对流体管线进行涂覆的材料，在该修复中，使用具有用可固化树脂浸透的织物层的涂层材料。还存在外膜和内膜，其中，内膜在施加涂层材料之后再次被移除。外保护膜(被称为“预衬层”)也被提供作为uv防护，所述膜是在将涂层材料插入在流体管线中之前安设的。在涂层材料被定位在流体管线中之后，例如用蒸汽从内侧对其进行处理，这样使得涂层材料处于流体管线的内壁上。然后借助于uv光或热量的施加来使树脂固化。
最后，还从de19852690a1已知一种用于在修补下水道中使用的复合管，其中，一根管使用压缩空气来从另一根管内部外翻。以此方式产生的复合管此外具有用树脂浸渍的内层以及呈膜的形式的外侧和内侧都有放置的不可渗透层。树脂的固化是使用加热的压力介质、即在热的作用下进行的，以上所描述的文件中也是这种情况。这种解决方案还要求相当大的生产和能量花费并且因此是昂贵的。
现今常用的流体管线修补方法的共同特征在于：只在现场、即在施工场地处用可固化树脂来浸透管材料，这导致相对长的处理时间(适用期(potlife))，在一些情况下在树脂完全固化之前可能流逝了最长达2小时或更久的时段。这种情形当然是不可接受的。另外，应当指出的是，现今常用修补方法中的许多方法仅适用于具有相对大直径的流体管线。在较小流体管线直径的范围内，即，例如，对于具有在80mm与200mm之间的直径的流体管线，这些方法可能完全无法使用或者仅可以在非常有限的程度上使用。
技术实现要素：
本发明的目标是提供一种用于修补泄漏的流体管线的复合管，该复合管具有简单结构、尽可能无折叠、并且可以在短暂的处理时间内铺设在具有不同的且更具体地是较小的直径的流体管线中。另外，提供一种用于产生这种复合管的方法以及一种用于用这种复合管修补泄漏的流体管线的方法。
本发明借助于独立权利要求1、12和13的特征来完成这项任务。
本发明的其他实施例是随后的从属权利要求的主题。
一种由通过编织方法或织造方法产生的管状玻璃纤维织物以及完全且密封地包围这个玻璃纤维织物的膜组成的、用于修补泄漏的流体管线的复合管，根据本发明被开发成使得：膜在其面向玻璃纤维织物的表面的内侧上具有通过热处理至少部分地可熔化的热融型粘合剂涂层，经由该涂层，膜被胶粘地粘结到玻璃纤维织物上。
借助于本发明，至少部分地在膜与玻璃纤维织物之间形成胶粘粘结，这允许简单构型以及以无折叠的方式首次进行的复合管的改进铺设。当然，根据所存在的热融型粘合剂涂层的密度，这不排除完全胶粘粘结，即，在膜与玻璃纤维织物之间的整个表面上，并且这种粘结因此是在本发明的范围内。玻璃纤维织物可以在增强和非增强两种形式下使用，其中，玻璃纤维织物在外侧与膜层压以便形成复合管。在这种情况下，玻璃纤维织物显示出多轴延展性，并且另外，它是既可加工又可成形的，这相对于其用于根据本发明的目的的处理特性提供决定性优势。
因此，与其他片状材料相比，根据本发明的玻璃纤维织物可以优选地被构造成显示出非对称拉伸行为，其特征在于，在施加高强度的力时长度在纵向(轴向)方向上的变化大于100％，并且在施加低强度的力时长度在横向(径向)方向上的变化大于150％。根据本发明的复合管还能够针对由例如通道底部造成的过剩材料进行补偿并对其进行压缩，而不产生任何显著地明显的折叠或材料翘曲。
此外，所描述的玻璃纤维织物的根据本发明的优选特征是其当在原始状态下或根据其预期应用使用时的恒定材料厚度。一般说来，长度的变化(即，延展)伴随着材料厚度的减小，这可能导致薄区域并且因此导致弱区域。根据本发明的内衬材料基于选定设计参数显示出均一材料厚度。这对于用户来说特别重要，因为在许多情况下厚度不可以小于预设值。
对于实现本发明有利的复合管的弹性更具体地是通过以下方式实现的：借助于编织方法或织造方法来产生玻璃纤维织物，其中，优选地使用所谓的“联锁方法”。术语“联锁”被理解为是指某种编织方法。在这种方法中，纤维不是横向织造的，而是彼此联锁的。这里，纤维在两个针排上进行编织。该针排彼此相反且交替地操作(右到右方法)。在这种情况下，上侧和下侧两者都总是在同一侧上并且在右侧上进行编织。这产生也被称为“右到右”织造的针步形成。这种类型可以被理解为是两个右到右连接的组合。这里，基本结合元素是针步。实现根据本发明的动作所需的特性可以通过选择材料和工艺参数来实现。
关于膜，应当指出的是，根据本发明，该膜优选地是挠性阻挡膜，这意思是该膜拥有密封层。每当结合本发明使用术语“玻璃纤维织物”时，这都是自然优选的。然而，可以使用适用于根据本发明的目的的具有玻璃纤维或其他纤维材料的两种复合材料。在这种情况下，特别优选的是耐腐蚀e-cr玻璃纤维。优选地用于生产的纤维材料具有200-2400特克斯、并且优选地400-1000特克斯的细度，并且可以粗纱、纱线或合股线的形式存在。在借助于以上所提及的纤维材料产生织物管时，在编织物的针步排内20-100针步/10cm的针步数是优选的。
在本发明的第一实施例中，玻璃纤维织物是无缝且优选环状的管，该管是通过例如圆形编织工艺来产生并且根据需要切割成一定大小。已经发现圆形编织工艺对于这种类型的玻璃纤维织物是非常有利的，因为所需制造成本是低的，并且圆形编织工艺提供实施本发明所需的复合管的弹性。
实验已经进一步显示：如果未经处理的膜在其一侧上具有多个球状或菱形突出部，那么膜的热熔型粘合剂涂层有利地允许玻璃纤维织物与膜之间的最佳粘结。这里已经发现：优选地仅在球状或菱形突出部的区域中在玻璃纤维织物与膜之间发生的部分胶粘粘结允许膜与玻璃纤维织物之间的低相对移动，尽管这两个元件实际上胶粘地粘结到彼此。更具体地，这种情景允许将复合管无折叠地铺设在以上所提及的有待修补的流体管线内侧。
膜的热熔型粘合剂的涂层(即，突出部到膜的一侧的施加)有利地借助于凹辊涂覆来进行。这种方法允许适用于进一步处理成复合管的膜的高质量生产。
本发明进一步提议：在70℃至90℃之间的温度范围内经由热施加轧制工艺将玻璃纤维织物胶粘地粘结到热熔型粘合剂涂层上。在这种方法中，膜在同时转换成适配于玻璃纤维织物的管形状并粘结到玻璃纤维织物上。在以上所提及的温度范围内，热熔型粘合剂涂层的突出部熔化，并且因此在玻璃纤维织物与膜之间产生部分胶粘粘结。膜在这个过程中被层压，这可以借助于例如超声波焊接工艺来发生。超声波焊接工艺可以在短的时间段内实施。这在根据本发明的这种解决方案的生产技术上产生极为重要的优点。
因为膜由初始地片状材料组成，所以它必须被放置在管状玻璃纤维织物的周围，以便与其粘结。这种措施导致必须封闭的连结接缝，这样使得安排在玻璃纤维织物周围的膜优选地具有重叠区域，在该重叠区域中，膜的内表面的区段处于膜的外表面的相应区段上。根据本发明的另一个提议，膜的这些表面区段中的至少一个具有热塑性粘合剂膜，该热塑性粘合剂膜用于在由此形成的表面的重叠区域中产生膜的胶粘粘结。优选地基于共聚酰胺和改性聚烯烃产生的这种热塑性粘合剂膜可以毫不费力地进行处理，同时形成密封。此外，以上所描述的胶粘粘结特别适用于在重叠区域中形成密封。
除了粘合剂膜的单层构型外，根据本发明的一个实施例，例如当关于重叠区域的强度或密封存在特定要求时，具有多个层的热塑性粘合剂膜是有利的。
在这种情况下，热塑性粘合剂膜优选地具有高于115℃的熔化范围，这对其可处理性具有非常有利的影响。(例如)从这个温度范围向上，这种类型的粘合剂膜能够以简单方式、例如借助于超声波和/或热脉冲密封工艺熔化，这样使得重叠区域因此被封闭，同时形成密封。
根据本发明的用于产生适用于修补泄漏的流体的复合管的方法的特征在于包括以下方法步骤：
-提供切割成一定大小的初始地扁平的膜，该膜在一侧上具有形成热熔型粘合剂涂层的多个球状或菱形突出部，
-将通过编织方法或织造方法产生的管状玻璃纤维织物施加到该膜的设置有该热熔型粘合剂涂层的一侧上，
-在70℃至90℃之间的温度范围内经由热施加轧制工艺将该膜胶粘粘结到该玻璃纤维织物上，借助于该热施加轧制工艺，该膜适配于该玻璃纤维织物的管形状，
-借助于超声波和/或热脉冲密封工艺产生该膜的重叠区域的胶粘粘结，出于此目的，该重叠区域由该膜的内表面的区段构成，该区段处于该膜的外表面的相应区段上，并且该膜在该表面的该重叠区域中的这些表面区段中的至少一个具有热塑性粘合剂膜，其具有高于115℃的熔化范围。
所提出的方法允许在少量步骤中产生复合管，并且因此从生产的角度来看是令人印象深刻地简单的。复合管仅由膜和玻璃纤维织物组成，并且因此它本身构成可以毫无问题地进行处理的物件。它可以被制成是作为匹头(piecegoods)可获得的，并且优选地以这种形式作为预制物件来提供。以此方式，整个复合管是运输起来和根据需要进一步处理起来非常简单的。
根据本发明的用于用根据本发明的复合管修补泄漏的流体管线的另一种方法的特征在于以下方法步骤：
-在该流体管线中制造开口并且定位或标识该流体管线中存在的损坏，
-提供该修补所需的一段长度的复合管，该复合管由玻璃纤维织物和胶粘地粘结到其上并且封装该玻璃纤维织物的透明膜组成，其中，该玻璃纤维织物首先用通过uv辐照可固化的不含苯乙烯的不饱和聚酯树脂来浸透，
-将该复合管的开口端固定到翻转装置上，
-在该流体管线的该开口与该复合管之间产生密封的粘结，
-将该复合管插入到该流体管线中或者将在该翻转装置中产生的超压施加到该复合管，由此引起将该复合管吹入到有待修补的该流体管线中，其中，因为该给定压力，该复合管直接抵靠在该流体管线的内表面上，并且
-借助于uv发射器在该复合管的整个长度上至少一次地产生uv辐照，这样使得该聚酯树脂被固化，该uv发射器至少一次地被引导穿过该复合管。
关于翻转或插入行为，优选地可以在最低可能空气压力下引入浸渍在树脂中的玻璃纤维材料，例如以便节省能量。同时，对于用户来说，必须可以按照受控且形状配合的方式将复合管插入到有待修复的流体管线中。根据本发明的复合管允许用户使用250-500毫巴的空气压力。更高的空气压力不是所要求的，但是可以使用最高达1200毫巴的压力。另外，复合管的根据本发明的优选特征是弹性与塑性变形之间的精确限定的边界。这个边界优选地在从300至450毫巴的范围内。
在这种情况下，使用不含苯乙烯的聚酯树脂具有超过迄今为止所使用的双组分环氧树脂的决定性优势，因为所述树脂具有极短的固化时间。过去所使用的环氧树脂需要2小时或更久的时间，在该时间过程中，不可能在施工场地处继续活动。关于将要使用的反应性树脂，诸如聚酰胺、聚烯烃和聚酯、以及含氟聚合物等热塑性材料对于复合管是优选的。
另外，在这里所使用的聚酯树脂中，可以免除在本地、即在施工场地处进行复杂混合，这在缩短处理时间上也起到相当大的作用。例如，根据本发明的复合管可以事先用聚酯树脂浸透，并且以这种预制构型直接递送到施工场地。使用uv发射器提供超过过去所使用的固化规程的相当大的经济和能量节省优点。例如，通过以下方式实现特定能量节省：将发射所需光谱的uv光的led灯用作uv发射器。这类led灯消耗非常少的能量，但是在它们的辐射强度上是极其有效的，并且因此是非常高效的。
在本身已知的方式中，在开始修补流体管线之前，首先允许相机检查流体管线并且精确地纪实性地描述所存在的损坏。现今，这类相机检查可以例如使用小型化机器人来进行。在对流体管线进行光学细查过程中，同时以适当的方式对流体管线内所存在的损坏进行定位。为此目的，在对流体管线进行检查过程中，类似地对流体管线有待修补的部分进行测量。记录值可以被存储在中央处理单元(或用更简单的术语来说，计算机)中，任选地被光学地显示，并且被适当地评估以用于对流体管线进行进一步处理。
如果复合管作为匹头被设置成缠绕到滚筒上，那么可以在相当大的程度上改进以上所提及的复合管预制。缠绕到滚筒上允许以非常简单的方式运输复合管，并且然后从滚筒上解绕以用于插入到流体管线中。因此，这种措施使得可以大致上使对流体管线的修补自动化。
在将复合管吹入到流体管线中的过程中，管被外翻，这样使得复合管的初始地由玻璃纤维织物形成的内侧抵靠在流体管线的内壁上，然后形成所修补流体管线的内侧。
在这种方法的替代方法中，复合管被拉入到流体管线中。此目的所需的措施是本领域的技术人员已知的。然而，与吹进的优选变型相比，将复合管引入到流体管线中的这种方法对复合管的表面不太柔和。
如果复合管在其被插入到流体管线中之前被预热到例如在20℃至40℃之间、优选地30℃的温度，那么关于改进复合管的翻转行为实现特定优点。对滚筒内的复合管进行加热可以通过例如加热容纳复合管的滚筒来进行。
在这一点上，当讲到对作为匹头卷绕在滚筒周围的复合管的预制时，这应当被理解成意思是：复合管在被卷绕在滚筒周围之前并且因此在被递送到施工场地之前已经用聚酯树脂浸透。因为根据本发明的聚酯树脂对uv光敏感，所以必须采取措施以便保护滚筒内的预制复合管免受uv光。在最简单的情况下，这种措施可以包括将滚筒封装在避光(light-protected)胶囊中。在另一种变型中，管整个容纳在包装管中，该包装管在对复合管进行处理之前被移除。
根据有待修补的流体管线的环境的状态，可能发生以下情况：流体管线内存在严重锈蚀损坏的区域或鼓起的区域，或者例如，根端已经穿透到流体管线中。在修补以此方式受损的流体管线之前，移除这类锈蚀部件或鼓包和/或在修复之前将有待修补的流体管线涂层有保护膜(预衬层)因此是有利的。
以下将参考附图更详细地解释本发明。在这种情况下，所示的示例性实施例决不限制所示的变型，而是仅用于展示本发明的原理。
在所有情况下，给予完全相同的或类似的部件相同的参考号。为了允许清楚地解释本发明的功能，附图仅示出从中省略对本发明不是必不可少的部件的高度简化的示意图。然而，这并不意味着根据本发明的解决方案中不存在这类部件。
附图说明
附图示出以下内容：
图1：穿过复合管的截面的实例，
图2：穿过有待修补的流体管线的一部分和翻转装置的一部分的纵截面
以及
图3：在uv辐照过程中的穿过所修补流体管线的截面。
具体实施方式
图1所示的穿过复合管1的截面清楚地展示出管的基本结构。复合管1由玻璃纤维织物3构成，该玻璃纤维织物封装在完全容纳它的膜4中。在这种情况下，玻璃纤维织物3由通过圆形编织工艺产生的管构成。在所示实例中，膜4示出位于其面向玻璃纤维织物3的内侧上的多个单独突出部6，该多个单独突出部是在膜4被铺设在玻璃纤维织物3周围之前借助于凹辊涂覆来在膜4的一侧上制成的。这些突出部6示出球状几何结构，即，是球形的，并且在膜4上形成整体热熔型粘合剂涂层5。为了在膜4与玻璃纤维织物3之间产生至少部分的胶粘粘结，在70℃至90℃之间的温度范围内使用热施加轧制工艺，其中热熔型粘合剂涂层5熔化并因此胶粘地粘结到玻璃纤维织物3上。这种独特形式的粘结仅部分地在膜4与玻璃纤维织物3之间引起胶粘粘结，这提供通过这种方法产生的复合管1的特定挠性。在图1所示的实例中，复合管1还具有重叠区域7。重叠区域7是由膜4的内表面的区段8形成，在膜4被完全卷绕在玻璃纤维织物3周围时，该区域搁置在膜4的外表面的相应区段9上。在这个重叠区域7中，膜4的铺在彼此顶部上的区段8、9还借助于胶粘粘结来粘结到彼此，为此目的，在本实例中，使用在高于115℃的熔化范围内的热塑性粘合剂膜，所述膜通过超声波密封工艺来熔化，由此产生胶粘粘结。同时，此粘结在重叠区域7中实现密封。复合管1进一步示出内部空腔12，然而，该内部空腔并不对应于流体管线2的通流截面，因为复合管1在将所述复合管1插入到流体管线2中时被外翻。
可以参考图2的截面视图清楚地描述用于修补流体管线2的方法。为了进行修补流体管线2的过程，在用相机检查所述管线并且测量出有待修补的部位之前，所述管线被提供开口10，稍后可以穿过所述开口将复合管1插入到流体管线2中。为了将复合管1插入到流体管线2中，复合管1的开口端被附接到翻转装置11上，这样使得所述管在以上提及的区段中形成翻转区域13。翻转装置11具有带凸缘区段15，用于附接复合管1的翻转区域13。在图2所示的实例中，为了将翻转区域13固定在翻转装置11的带凸缘区段15的适当地方，使用夹持器件14，在这种情况下，所述器件是简单的紧固夹具。在复合管1的这种类型的附接中，在翻转装置11内在带凸缘区段15的内表面16与复合管1的外表面17之间存在间隙距离18，该间隙距离对于经由翻转装置11向复合管1的被夹持端部施加压力p是有用的。这允许将复合管1吹入到流体管线2中。在这种情况下，维持所施加压力p，直到先前引入到玻璃纤维织物3中的聚酯树脂已经通过用uv光进行辐照而完全固化为止。
图3中示出了使玻璃纤维织物3中的聚酯树脂固化的过程。从此图可以看出：已经通过所施加压力p外翻的复合管1现在以其玻璃纤维织物3处于流体管线2的内表面上，而膜4形成所修补流体管线2的内表面。在这种状态下，初始地维持经由翻转装置11施加的压力p，由此保持复合管1在流体管线2的整个内壁之上的直接的、无折叠的施加。当通过用uv光进行辐照来使聚酯树脂固化时，所述辐照是使用呈配备有led的uv灯形式的uv发射器19来进行的，该uv发射器被引导穿过流体管线2。在这种情况下，由于所使用的led的强度，单次辐照总体上足以使玻璃纤维织物3中所存在的聚酯树脂完全固化。这里，uv发射器19被容纳在移动框架20中，所述框架在流体管线2内的移动性由适合的滚动元件21来确保。最后，如果需要的话，使用切割机器人分离流体管线2中所存在的任何分支，以便确保现有流体管线系统内的持续的顺畅的流体流动。在这个过程也完成之后，可以重新封闭以此方式修补的流体管线2的开口10。
参考数字列表：
1复合管
2流体管线
3玻璃纤维织物
4膜
5热熔型粘合剂涂层
6突出部
7重叠区域
8膜的内表面的区段
9膜的外表面的区段
10流体管线的开口
11翻转装置
12复合管的内部空腔
13翻转区域
14夹持器件
15带凸缘区段
16带凸缘区段的内表面
17复合管的外表面
18间隙距离
19uv发射器
20框架
21滚动元件