用于加固管道的衬里及其制造方法_2

文档序号:8460026阅读:来源:国知局
在50-200克/米 2的范围内。在一个 示例性实施例中,所述增强层的玻璃含量约为140克/米2。
[0034] 在一个示例性实施例中,所述增强层的所述玻璃纤维统一取向为平行于所述管状 件的中心轴线。在一个示例性实施例中,所述增强层的所述玻璃纤维取向为垂直于所述管 状件的中心轴线。
[0035] 在一个示例性实施例中,所述增强层包括第一增强层和第二增强层,该第一增强 层包括第一玻璃纤维,该第二增强层包括第二玻璃纤维,其中所述第二玻璃纤维取向为相 对于第一玻璃纤维成一角度,并且其中所述第二玻璃纤维包括大致平行排列的切碎玻璃纤 维。在一个示例性实施例中,所述第一玻璃纤维沿大致相同的方向排列。在一个示例性实 施例中,所述第一玻璃纤维为不连续纤维。在一个示例性实施例中,所述第二玻璃纤维大致 垂直于所述第一玻璃纤维。
[0036] 在一个示例性实施例中,该方法还包括在所述第一增强层和所述第二增强层之间 提供填充材料。在一个示例性实施例中,所述填充材料包括以下材料之一:树脂、玻璃、碎 的再生玻璃增强塑料化合物和多个的微球体。
[0037] 在一个示例性实施例中,所述纱层和所述增强层通过缝合元件缝在一起。在一个 示例性实施例中,所述缝合元件为弹性纱线。
[0038] 在一个示例性实施例中,所述加固衬里具有纵向轴线,所述第二玻璃纤维大致沿 所述纵向轴线的方向取向,并且其中所述第一玻璃纤维大致垂直于所述第二玻璃纤维布 置。
[0039] 在一个示例性实施例中,在固化后,加固衬里的内表面足够平滑,以通过高压水洗 测试。
[0040] 在一个示例性实施例中,在固化后,加固衬里的内表面形成保护层,该保护层覆盖 与所述树脂结合的所述第一玻璃纤维和与所述树脂结合的所述第二玻璃纤维。在一个示例 性实施例中,所述保护层在使用过程中可以磨损掉而不会降低加固衬里的性能。
[0041] 当结合附图阅读时,对于本领域的技术人员来说,广义的发明概念的其他方面、优 点和特征将变得明了。
【附图说明】
[0042] 为了更全面理解广义的发明概念的性质和优点,应结合附图参阅下文的具体实施 方式,其中:
[0043] 图1是由折叠过程形成的常规CIPP衬里的截面透视图。
[0044] 图2是由缠绕过程形成的常规CIPP衬里的透视图。
[0045] 图3是根据示例实施例的加固CIPP衬里的各层的截面侧视图。
【具体实施方式】
[0046] 虽然广义的发明概念容许许多不同的形式的实施例,但是附图所示和本文中将以 详细的具体实施例描述的内容基于这样的理解,即本说明书被认为是广义的发明概念的一 个示例。因此,广义的发明概念不会局限于此处说明的具体实施例。
[0047] 除非另外限定,本文使用的术语和所属技术领域中普通技术人员通常的理解相 同,都包括广义的发明概念。本文中使用的术语仅用于描述广义的发明概念的示例实施例, 并且不对广义的发明概念造成限制。当用在广义的发明概念的描述和所附权利要求中时, 单数形式的"一"和"该"也包括复数形式的意思,除非上下文另外明确指出。
[0048] 根据一个示例实施例,图3示出了具有已改进的内表面性能的加固衬里300。
[0049] 这种加固衬里典型地包括一系列增强构件,该增强构件沿与衬里的纵向轴线垂直 的圆周方向取向。这些增强构件围绕衬里的圆周布置并在衬里固化和凝固之后为衬里提供 径向强度和刚度。增强构件典型地是丝状元件,例如玻璃纤维。
[0050] 加固衬里还可以在其纵向上提供支承,具体地,衬里可以包括沿其纵向轴线取向 的增强构件。这些增强构件通常是丝状元件,例如玻璃纤维。
[0051] 在固化前,该加固衬里在径向上应是柔性的,并且在固化后加固衬里应具有足够 的刚度。径向上的柔性允许加固衬里沿径向扩展以压靠受损管道的内壁。不同的管道(及 其受损的区域)可能具有不同的截面形状和轮廓。因此,当衬里被置入并被固化时,该加固 衬里沿其长度方向可能不具有连续的内径和外径。
[0052] 玻璃纤维具有相对较差的延展特性。因此,具有沿衬里径向方向取向的连续玻璃 纤维的加固衬里具有有限的径向伸展能力。因此,广义的发明概念包括增强织物的制造,该 增强织物在经向、炜向或两个方向上均是可伸展的。织物在转变为软管状后易于插入主管 道并且易于膨胀而符合受损管道的直径。
[0053] 示例的衬里体现这些原理,并且这样的示例之一的加固衬里300包括一个或更多 个增强织物层。在一个示例实施例中,织物层包括具有沿衬里长度取向的连续纤维和沿大 致垂直于衬里的长度取向的不连续纤维的织物。不同的纤维被联接在一起形成织物。不连 续纤维在衬里的径向或圆周方向上具有柔性和环向强度。衬里由织物的重叠带形成。例如, 重叠带可以被螺旋状缠绕、周向缠绕或放置为纵向重叠带。
[0054] 广义的发明概念包括各种这些加强织物。美国专利6, 360, 780 (专利'780)和 6, 615, 875(专利'875)中说明了这种织物的一些示例实施例,这两个专利均由申请人共同 拥有。'780专利的公开内容通过引用而整体地并入本说明书中。'875专利的公开内容通 过引用而整体地并入本说明书中。本领域的普通技术人员应意识到广义的发明概念还包括 其他的增强织物的配置和设置。
[0055] 根据广义的发明概念,除一层或更多层加强织物层304外,加固衬里300还包括一 层或多层纱层302。纱层302由玻璃制成。任何合适的玻璃均能用于纱层302。在一个示 例实施例中,纱层302由Advailtex#玻璃形成,该玻璃是Owens Coming Corporation的 产品。在一个示例实施例中,纱层的玻璃纤维含量在10-200克/米2范围内,含10、200克 /米2。在一个示例实施例中,纱层的玻璃含量在10-100克/米2范围内,含10、100克/米 2。在一个示例实施例中,纱层302的玻璃含量约为30克/米2。在一个示例实施例中,每 一纱层302均由多个随机取向的切碎玻璃纤维形成,该切碎玻璃纤维通过应用粘结剂而被 相互束缚。
[0056] 纱层302被布置为加固衬里300的最内层玻璃层,并且该纱层给予加固衬里300 许多有利的性能,例如,纱层302和织物层304的组合为加固衬里300提供良好的浸渍性 能,例如良好的树脂获得和滚压成型(例如缠绕稳定性)。因此,加固衬里300能很容易地 接纳并保持需要数量的树脂而树脂不会被压出。因此,增加衬里300的浸渍速度是有可能 的。另外,如果衬里300在缠绕过程中浸渍树脂,例如通过在缠绕过程中提升纱层302的张 力能改进生成卷的稳定性。因此,此缠绕稳定性(对给定的树脂含量)通过衬里300的不 起皱的相对均匀缠绕而实现。
[0057] 纱层302还有助于高的紫外半透过性,该高的半透过性使加固衬里300的固化更 快和/或更高效。
[0058] 因为纱层302典型地作为加固衬里300的最内层306(与最外层308相对)放置, 一旦衬里300被固化,纱层302还能给予该衬里提升的表面抛光特性(例如平滑性)。因此, 固化的衬里300的更平滑的内表面可以使其更容易通过工业中常用的测试,例如高压水洗 测试。在没有纱层的情况下,已固化的衬里的内表面可能是粗糙的和/或多孔的,这令该衬 里更难通过这样的测试。
[0059] 纱层302具有的另一个表面抛光特性是保护层的形成,该保护层可在使用期间消 失(例如通过磨损),而不影响衬里管道的结构性能。通过纱层302的使用而得到的保护 层比无纱层302的构造更耐磨损,使得固化后的衬里300具有更低的磨损率(重量损耗)。 因此,保护层是牺牲层,该牺牲层能提供增强的耐磨损性和耐磨耗性,从而进一步保护下层 的增强织物层304。
[0060] 如上所述,广义的发明概念考虑CIPP衬里,该衬里具有作为增强层的至少一个织 物层304。每个织物层304距离衬里300的中心轴线比纱层302更远。在一个示例性实施例 中,至少一个织物层304比加固衬里300的最内层306更靠近加固衬里300的最外层308。 典型地,织物层304之一(例如第一增强层310)将作为加固衬里300的最外层308。广义 的发明概念所包括的CIPP衬里还可以包括其他层,例如非增强织物层。
[0061] 在一个示例性实施例中,每个织物层304均形成为连续材料带的形式。如图3所 示,加固衬里300的织物层304包括第一增强层310和第二增强层312。在一个示例性实 施例中,至少一个织物层304包括贯穿该织物层随机分布的玻璃纤维。在一个示例性实施 例中,至少一个织物层304由切碎玻璃纤维形成,该切碎玻璃纤维在织物层中随机取向,该 织物层的玻璃含量在450-600克/米 2范围内,含450、600克/米2。在一个示例性实施例 中,织物层的玻璃含量在400-600克/米 2范围内,含400、600克/米2。
[0062] 在一个示例性实施例中,至少一个织物层304包括在该织物层内相对统一取向的 玻璃纤维。在一个示例性实施例中,增强层310和312包括彼此具有不同取向的玻璃纤维, 例如专利' 780和/或专利' 875中所公开的。在一个示例
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