用于加固管道的衬里及其制造方法_3

文档序号:8460026阅读:来源:国知局
性实施例中,增强层310和312 中的至少一个的玻璃含量在50-200克/米2范围内,含50、200克/米 2。在一个示例性实 施例中,增强层310和312中的至少一层的玻璃含量约为140克/米2。
[0063] 为提高衬里300的强度和刚度特性,每个增强层310、312的厚度可以被改变。310、 312层的厚度由玻璃纤维的类型、数量、纹理等决定。类似地,一些织物层304(彼此相同或 不同)能相互重叠从而获得最终衬里厚度和需要的衬里结构。
[0064] 在一个示例性实施例中,第一增强层310包括丝状元件或纤维314(例如玻璃纤 维),该丝状元件或纤维314在大体相同的方向上延伸。具体地,纤维314沿加固衬里300 的纵向延伸。因此,纤维314在该方向上为衬里300提供强度。
[0065] 在一个示例性实施例中,第二增强层312包括丝状元件或纤维316 (例如玻璃纤 维),该丝状元件或纤维沿彼此大致相同的方向布置。在第一增强层310中,这些纤维316 沿与第一增强层310中的纤维314的大致垂直的方向延伸。在一个示例性实施例中,纤维 316是长切纤维,并沿大致平行的线分布。在抛光的加固衬里300中,这些纤维316能沿衬 里300的圆周或周向方向沿伸。第一增强层310中的纤维314和第二增强层312中的纤维 316的取向形成一个交叉影线图案,该交叉影线图案沿径向和周向为加固衬里300提供支 承。
[0066] 在一个示例性实施例中,纤维314和/或316是玻璃纤维,例如E型或ECR-型玻璃 纤维。在一个示例性实施例中,纤维314和/或316可以包括S-2型玻璃纤维、纸浆纤维、 棉纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、芳纶纤维和碳纤维。
[0067] 在一个示例性实施例中,加固衬里300的纱层的玻璃含量约为30克/米2,加固衬 里300的第一增强层310的玻璃含量约为140克/米2,加固衬里300的第二增强层312的 玻璃含量约为450克/米 2。
[0068] 增强层310、312彼此接合、联接或通过另外的方式结合。在一个示例性实施例中, 增强层310、312通过缝合元件318 (见图3)被缝在一起。缝合元件318穿过增强层310、 312进行缝合或编织,以将这些增强层固定到一起。缝合元件318是柔性的以加强织物层 304的拉伸性和柔韧性,因此也能加强加固衬里300的拉伸性和柔韧性。缝合元件可以由弹 性材料或橡胶类型的材料制成。在一个示例性实施例中,缝合元件318是弹性纱线或者类 似物。在一个示例性实施例中,缝合元件318是不可拉伸的聚酯纱线或其他可拉伸的材料。 接合增强层的其他的合适手段(例如通过粘合剂)均落在广义的发明概念的范围内。
[0069] 纱层302也和增强层310、312接合、联接或以其他方式结合。在一个示例性实施 例中,纱层302通过缝合元件318与增强层310、312缝到一起(见图3)。缝合元件318穿 过纱层302和增强层310、312被缝合或编织以把纱层和增强层固定到一起。缝合元件318 是柔性的以加强已结合的纱层302和织物层304的拉伸性和柔韧性,因此也能加强加固衬 里300的拉伸性和柔韧性,缝合元件可由弹性材料或橡胶类型的材料制成。在一个示例性 实施例中,缝合元件318是弹性纱线或者其类似物。在一个示例性实施例中,缝合元件318 是不可拉伸的聚酯纱线或可拉伸的其他材料。在一个示例性实施例中,和缝合元件318不 同的第二缝合元件被用于接合纱层302和织物层304。用于接合纱层302和增强层310、312 的其他合适手段(例如通过粘合剂)均落在广义的发明概念范围内。
[0070] 加固衬里300 (例如纱层302和/或织物层304)还包括树脂材料或者其类似物, 该树脂材料或者其类似物通过施加能量而固化。在一个示例性实施例中,通过使用紫外辐 射使树脂材料固化。树脂材料可以以任何合适的方式应用于衬里300。在一个示例性实施 例中,在纱层302和/或织物层304缠绕形成管状件前,树脂材料被应用于该纱层和/或织 物层。在一个示例性实施例中,在缠绕过程(例如缠绕过程200)中,当纱层302和/或织 物层304被缠绕成管状件时,树脂材料被应用到该纱层和/或织物层。在一个示例性实施 例中,形成的管状件本身立刻被完全浸渍。树脂材料固化并和各(例如织物层304中的纤 维314和316)在一起,从而为衬里300提供强度。
[0071] 可使用任何合适的树脂材料。在一个示例性实施例中,树脂材料是改性的或未改 性的不饱和聚酯树脂。在一个示例性实施例中,树脂材料是乙烯基酯树脂。在一个示例性 实施例中,树脂材料是热固化环氧树脂。
[0072] 加固衬里300可以包括另外的材料,例如填充材料。填充材料能用于控制衬里300 或其各部分的厚度。示例性的填充材料包括:树脂;碳酸钙;以及玻璃珠或玻璃泡,该填充 材料不必需被融化。在一个示例性实施例中,填充材料包括膨胀或未膨胀的微球体。微球 体是能把气体封装在内的微小的球型聚合物壳。当气体被加热,其压强增大并且壳软化并 膨胀。在一个示例性实施例中,填充材料包括玻璃和树脂的再生混合物,该混合物包括再生 玻璃增强塑料化合物,例如碎的片状复合材料(SMC)的部分。
[0073] 对于通过紫外辐射固化的衬里,填充材料优选地尽可能是半透明的,例如气泡、微 球体或切碎玻璃纤维。在一个示例性实施例中,填充材料包括预制材料,例如羊毛材料或毡 材料。填充材料可以插入到或另外布置到如上所述缝在一起的增强层(例如增强层310和 312)之间。
[0074] 通常,每个织物层304形成为平面连续片并以卷的形式被收集。加固衬里300中 增强层310和312的取向由衬里300制成的方法决定。例如,长切纤维316可以大致取向 为抛光后的衬里300的圆周方向。因此,在衬里300形成期间,形成织物层304的纤维316 的取向与相应织物卷的具体取向有关。
[0075] 用于形成加固衬里300的一个示例性卷包括一个或更多个连续织物层304。在一 个示例性实施例中,卷包括连续织物,该连续织物包括第一增强层310和第二增强层312, 该第一增强层和第二增强层通过缝合元件318被缝合到一起。在一个示例性实施例中,卷 包括连续织物,该连续织物包括纱层302和一个或更多个织物层304,该纱层和一个或更多 个织物层通过缝合元件318被缝合在一起。
[0076] 广义的发明概念还考虑加固衬里(例如加固衬里300)的制造方法。根据一个示 例性实施例,制造加固衬里的方法包括从一个或更多个卷向形成系统供给纱层302和织 物层304。形成系统可以实施缠绕过程,例如图2所示的常规缠绕过程200。在美国专利 5, 798,013(专利'013)中公开了一个更详细解释的缠绕过程的示例。专利' 013的内容通 过引用整体地纳入到本文中。
[0077] 形成系统包括处于固定位置的芯轴。该芯轴具有纵向轴线和外表面。薄膜层例如 防水和防树脂的热塑性薄膜被应用于芯轴的外表面。在一个示例性实施例中,纱层302可 以被额外应用于芯轴的外表面或取代该热塑性薄膜。
[0078] 卷(例如纱层302和织物层304的卷)围绕芯轴周向地旋转。以这种方式,纱层 302和织物层304以螺旋的样式被布置到芯轴上的薄膜,使得连续的纱层和织物层覆盖上 一纱层和织物层,并且沿着芯轴的纵向轴线方向上前进。可以调整织物层在芯轴上缠绕的 角度来改变得到的衬里的厚度。
[0079] 根据一个示例性实施例,加固件的制造方法包括同时从多个卷向形成系统供给纱 层302和织物层304。形成系统包括支承芯轴,薄膜层布置在该芯轴的外表面上。纱层302 和/或织物层304的多个实体被用于形成相应数量的卷。每个卷均安装在围绕芯轴的圆周 的位置中。
[0080] 卷联接到支承装置,该装置使卷能展开,并沿芯轴的纵向轴线方向放置材料。卷被 布置成使得相邻的织物带相互重叠。在一个示例性实施例中,纱层302和织物层304可以 被分步应用到芯轴的外表面。在一个示例性实施例中,纱层302和织物层304可被同时应 用到芯轴的外表面。在一个示例性实施例中,纱层302可以被额外应用到芯轴的外表面,或 者取代薄膜层。
[0081] 本领域的普通技术人员应该理解的是,广义的发明概念所包括的加固衬里(例如 加固衬里300)可以通过任何合适的方法(包括常规的安装方法)被安装到受损管道中。示 例性的安装方法包括"倒置"或"倒转"方法和"定位绞进"(WIP)或"穿透绞进"方法。
[0082] -旦安装加固衬里(例如加固衬里300),就要通过应用合适类型的能量来固化或 硬化该衬里,从而固化被能量处理的树脂。在一个示例性实施例中,固化能量是紫外辐射。 其他能用于固化树脂的示例性能量类型包括超声能量以及热辐射、热对流和热传导。在一 个示例性实施例中,至少一部分的固化是由热量激发的。在一个示例性实施例中,衬里在完 全安装后被固化。在一个示例性实施例中,衬里在安装时被固化。
[0083] 广义的发明概念还考虑修复管道系统的方法。根据一个示例性实施例,现参考安 装在地下的管道系统对修复管道系统的方法进行说明。管道系统包括管道和多个开口。开 口的尺寸被设计成允许在沿管道系统长度的周
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