DE69219586T2

DE69219586T2 - Verfahren zur durchmesserverkleinerung und zur auskleidung von einem röhrenförmigen gegenstand

Info

Publication number: DE69219586T2
Application number: DE69219586T
Authority: DE
Inventors: Jim S. Crowley Tx 76036 Mcmillan; Simon A. Fort Worth Tx 76134 Tarsha
Original assignee: Pipe Rehab International Inc
Current assignee: Pipe Rehab International Inc
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1997-09-25
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: SK77593A3; FI933293A0; NO932618D0; AU1251092A; HU216603B; WO1992012844A1; IL100728A; HU9302124D0; ATE152666T1; JPH06504498A; US5645784A; US5340524A; HUT64891A; KR930703138A; PL169689B1; IL100728A0; EP0568627B1; FI933293L; EP0568627A1; DE69219586D1

Description

Technischer Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Auskleiden oder zur Ausfütterung rohrförmiger Bauteile, wie chemische Pipelines, mit einem synthetischen Futter bzw. Auskleidungsmaterial (nachfolgend Liner) genannt, wobei der Liner längs eines winkelveränderlichen Pfades in das auszukleidende Rohr eingeführt und darin befestigt wird, ohne Anwendung von Hitze, Vakuum oder chemischen Bindemitteln.

Beschreibung des Standes der Technik

Pipelines für Flüssigkeiten unterliegen oft Beeinträchtigungen, Korrosion und anderen für die Pipeline oder die darin geförderten Fluids schädlichen Bedingungen. Dieses Problem ist besonders akut in vielen chemischen Prozessen, wo ätzende Chemikalien durch die Pipelines gefördert werden. Moderne Chemieanlagen haben oft meilenlange Pipelines, die der Korrosion und anderen Beeinträchtigungen ausgesetzt sind. Die zu reparierenden oder auszukleidenden Pipelines können im Erdboden oder über der Erdoberfläche oder in Traggerüsten verlegt sein.
Andere von der Erfindung betroffene Pipelines sind Abwasserleitungen, Frischwasserleitungen oder Gasleitungen, wo Fremdkörper, wie Pflanzenwurzeln häufig durch die Wandung der Pipeline hindurchdringen in das Innere und damit die Dichtigkeit zerstören. Andere Einflussfaktoren, wie Druckunterschiede im Inneren der Pipeline oder gegenüber der Umgebung, Erosion oder Erdbewegungen, können Lecks in der Pipeline verursachen, die repariert werden müssen. Wenn ein Stück der Pipeline ausgegraben, abgeschraubt bzw. herausgenommen und ersetzt werden muss, so ist dieser Prozess langdauernd und teuer. Eine alternative Lösung besteht in der Einführung eines Auskleidungsfutters in die Pipeline zur Heilung von Lecks. Zwar wurden Plastik-Einsätze in der Vergangenheit zu Schutzzwecken verwendet, die Installierung dieser Ausfütterung ist aber umständlich und schwierig, insbesondere die Verbindung bzw. das feste Anliegen in der Innenwand der Pipeline.
Das US-Patent Nr. 3 494 813 von Lawrence et al, erteilt 10. Februar 1970, zeigt ein Verfahren zum Installieren eines Plastikliners in ein Rohr durch Anwendung von Vakuum zum Einziehen des Liners in die Pipeline und zur dichten Verbindung zwischen Liner und Pipelinewandung.
US-Patent Nr. 1 708 141, erteilt an Kepler am 9. April 1929, zeigt ein Verfahren zum Auskleiden eines Rohres mit einem elastomeren Liner, wobei der Liner durch eine Reduzierungsform gedrückt und mit Zement beschichtet ist.
Das US-Patent Nr. 3 462 825, erteilt an Pope et al am 26. August 1969, zeigt ein Verfahren zum Auskleiden eines rohrförmigen Gliedes mit einem Fluorkohlenstoff-Liner, dessen anfänglicher Aussendurchmesser grösser ist als der Innendurchmesser des Rohres. Der Liner wird eingefügt in das Rohr durch Ergreifen eines Endes des Liners und Ziehen durch eine Reduzierungs-Form und in das Rohr. Der Liner wird dann losgelassen, und er kann sich entspannen in Engagement mit der inneren Wandung des Rohrgliedes.
Die britische Anmeldung GB 2084686, eingereicht 25. September 1990 zeigt ein Verfahren zum Auskleiden einer Abwasserpipeline, wobei der Liner gedrückt wird durch Herunterkalibrierungsrollen (Durchmesservermindungsrollen) und Einfügen in das Rohr durch Hitze zur Bewirkung umgekehrter Expansion des Liners. Da der Liner annähernd linear in die unterirdische Pipeline eingeführt wird, musste eine entsprechend lange Öffnung in der Erdoberfläche ausgegraben werden zur Einführung des Liners in das Innere des Rohres.
Das GB-Patent 2227543 von Hill et al zeigt eine Auskleidung einer unterirdischen Pipeline durch Deformierung eines Rohres, welches anfänglich einen Durchmesser kleiner als der der Pipeline hat, auf eine abgeflachte oder nierenförmige Gestalt vor der Neuorientierung. Das deformierte Rohr wird in die Pipeline eingebracht über einen Z-förmigen Pfad.
Keiner der obigen Methoden gelingt die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Auskleiden eines Rohrgliedes mit einem synthetischen Liner, wobei der primäre Mechanismus zum Sichern des Liners innerhalb des Rohres der gegen das Rohr durch den synthetischen Liner ausgeübte Radialdruck ist, wobei sich der in dem umgebenden Rohr installierte Liner in einem Zustand der Kompression über seinen ganzen Umfang befindet.
Keine der obigen Methoden liefert ein gangbares Verfahren zum Installieren des Liners in dem Rohrglied, wobei der Liner zugeführt wird über einen im Winkel veränderlichen Pfad in das auszukleidende Rohrglied, wodurch das Auskleiden von Rohren vereinfacht wird, die sich unter der Erdoberfläche oder in verschiedenen Höhenlagen über der Erdoberfläche befinden.
Es besteht daher Bedarf nach einer Methode zur Auskleidung von chemischen oder anderen Pipelines, wobei der Liner installiert wird ohne Verwendung chemischer Klebemittel und ohne Hitze oder Vakuum.
Ein Bedarf besteht auch nach einer Methode zum Auskleiden einer unterirdischen Pipeline oder eines Rohres, wobei nur ein Minimum an Erdarbeit an der Stelle des Eingriffs in die Pipeline erforderlich ist.
Ferner besteht ein Bedarf nach einer Methode zum Auskleiden chemischer oder anderer Pipelines, bei der der Liner durch veränderliche Winkelorientierungen in das Innere der Pipeline ingeführt werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein Rohrglied (nachfolgend Pipeline) ausgekleidet mit einem im wesentlichen zylindrischen, elastomeren Liner, dessen Aussendurchmesser anfänglich grösser ist als der Innendurchmesser der Pipeline. Eine Länge des zylindrischen Liners wird zuerst im Durchmesser reduziert durch Hindurchführen durch einen Satz von Niederkalibrierungs- bzw. Durchmesservermindungsrollen (nachfolgend Zusammendrück-Rollen). Die im Durchmesser verminderte, aus den Zusammendrück-Rollen austretende Länge wird hindurchgeführt durch einen Satz von Formungsrollen, welche die äussere Konfiguration des Liners reformieren in die für verschiedene variable Winkelbiegungen geeignete Gestalt. Vorzugsweise formen die Formungsrollen den Liner in eine ellyptische Form. Der ellyptisch geformte Liner wird dann durchgeführt durch einen oder mehrere Sätze von Orientierungsrollen, welche den Liner in die Mündung der Pipeline führen. Im Falle einer unterirdischen Rohrleitung, wie einer Abwasserleitung, wird der ellyptisch geformte Liner zugeführt durch einen ersten Satz von Orientierungsrollen, welche den ellyptischen Liner über eine erste 90º-Biegung führen. Der ellyptische Liner wird dann geführt durch einen zweiten Satz von Orientierungsrollen, welche ihn durch eine zweite 90º-Biegung führen, wobei der aus dem zweiten Satz von Orientierungsrollen austretende Liner in einer im wesentlichen zu der Erdoberfläche parallelen Ebene und ausgerichtet mit dem unterirdischen Rohr ist. Der ellyptisch geformte Liner wird dann durchgeführt durch einen Satz von Umgestaltungsrollen, welche die Länge des Liners in eine im wesentlichen zylindrische, im Durchmesser verminderte Form bringen. Der durchmesserverminderte Liner wird dann eingeführt in das auszukleidende Rohr und kann sich darin entspannen im wesentlichen auf seinen ursprünglichen Aussendurchmesser, wodurch der Liner in dem Rohr festgesetzt wird.
Durch Variieren der Winkelorientierung des ellyptisch geformten aus den Orientierungsrollen austretenden Liners kann er auch oberirdischen Rohren zugeführt werden, die auf verschiedenen Höhenlagen liegen, ebenso wie in in Stützgestellen verlegte Rohre. Zusätzliche Ziele, Merkmale und Vorteile werden ersichtlich aus der folgenden Beschreibung.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine vereinfachte, schematische Ansicht und illustriert die winkelveränderliche Einfügung eines Liners in ein Rohr gemäss der Erfindung;
Figuren 2 - 4 sind isolierte schematische Ansichten verschiedener Anordnungen von Durchmesserverminderungsrollen zur Verwendung in der Erfindung;
Figur 5 ist eine vergrösserte Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Gerätes gemäss der Erfindung zur Durchführung des Verfahrens;
Figur 6 zeigt isoliert die Durchmesservermindungsrollen gemäss Schnittlinie VI-VI in Figur 5;
Figur 7 zeigt die Durchmesserverminderungsrollen im Schnitt nach Linie VII-VII in Figur 5;
Figur 8 zeigt die Durchmesserverminderungsrollen im Schnitt nach Linie VIII-VIII in Figur 5;
Figur 9 zeigt die Durchmesserverminderungsrollen im Schnitt nach Linie IX-IX in Figur 5;
Figur 10 zeigt die Durchmesserverminderungsrollen im Schnitt nach Linie X-X in Figur 5;
Figur 11 ist eine isolierte Ansicht der Durchmesserverminderungsrolle nach Linie XI-XI in Figur 5;
Figur 12 ist eine vergrösserte Ansicht, teilweise im Schnitt, eines für das Verfahren gemäss der Erfindung verwendeten Zugapparates;
Figur 13 ist eine isolierte Ansicht der rotierbaren Führung für die Formungsrollen zur Verwendung gemäss der Erfindung; und
Figur 14 ist ein vereinfachte Endansicht der drehbaren Führung in Richtung der Pfeile XIV-XIV in Figur 13 und illustriert die verschiedenen Winkelorientierungen, welche der ellyptisch geformte Liner beim Austreten aus der rotierbaren Führung nehmen kann.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Figur 1 ist eine vereinfachte, schematische Ansicht der Stufen und des Apparates gemäss der Erfindung. Eine Länge des elastomeren Liners 11 wird zugeführt von einem vorbereiteten Vorrat (nicht gezeigt) durch den Zuführungsapparat 15 zu dem auszukleidenden Rohrglied 17. Das Rohrglied 17 kann zum Beispiel eine zylindrische Leitung, wie eine Abwasserleitung, eine Wasserleitung, Gasleitung oder chemische Prozessleitung, sein, die sich horizontal im Erdboden 19 erstreckt. Wie nachfolgend ersichtlich wird, kann die Erfindung auch für oberirdische Pipelines verwendet werden, wie für eine Pipeline in einer chemischen Fabrik oder in Traggestellen verlegte Pipelines.
Der elastomere Liner 11 kann jeglicher synthetischer Elastomer sein, der anfänglich einen Aussendurchmesser grösser als der Innendurchmesser des Rohres 17 hat und der im Durchmesser vermindert und wieder ausdehnbar ist auf im wesentlichen seinen ursprünglichen Aussendurchmesser. Bevorzugte Linermaterialien sind Polyolefinmaterialien, ganz vorzugsweise kommerziell erhältliches Polyethylen-Rohr. Vorzugsweise ist das Polyethylen-Rohr im Durchmesser ungefähr 3 % bis 5 % anfänglich grösser als das auszukleidende Rohr. Eine Vergröserung des anfänglichen Aussendurchmessers des Liners vergrössert die zum Zusammendrücken erforderliche Kraft. Demzufolge wird ein Liner bevorzugt mit nur wenig grösserem Aussendurchmesser als der Innendurchmesser des auszukleidenden Rohres. Die Wandstärke des Liners ist nicht kritisch, solange er im Durchmesser zusammendrückbar ist ohne Verzerrungen oder irreguläre Biegungen des Liner-Materials.
Bei der Ausführung gemäss Figur 1 ist an dem vorderen Ende 19 des Liners 11 ein Zugkopf 21 angebracht, der Zugkopf 21 ist verbunden mit einem Zugseil 23, das zu einer Zugeinheit 25 über der Erdoberfläche 27 geführt ist. Die Zugeinheit 25 ist vorgesehen bei einer Mannloch-Öffnung 29, die Zugang zu der Abwasserleitung 17 bietet. Die Einfügungseinheit 25 ist aufgebaut an einer Einfügungsöffnung 31, die durch Grabung einer Mannloch-Öffnung 33 in vertikaler Ebene in den Erdboden 27 gegraben ist.
Figur 5 zeigt den Einfügeapparat in näheren Einzelheiten. Der Einfügungsapparat 15 ist aufgebaut auf einem Aufleger-Anhänger 35, auf dem Mittel vorgesehen sind zur Reduzierung einer Länge des im wesentlichen zylindrischen Liners 11 auf einen verminderten Aussendurchmesser durch Durchführung der Länge des Liners 11 in horizontaler Ebene im wesentlichen parallel zu der Erdoberfläche 27. Vorzugsweise weisen die Durchmesserverminderungsmittel einen oder mehrere Sätze von Durchmesserverminderungsrollen 37 in einer Rollenstation 39 auf. Die Sätze von Durchmesserverminderungsrollen sind angeordnet in einer gemeinsamen Ebene (bestimmt durch die Achse 99 in Figur 5) welche einen ersten Bewegungspfad des Liners definiert.
Die Einfügungseinheit 15 ist ausgerichtet mit einem Antriebsmotor 16, der kuppelbar ist mit Zusammendrückrollen 37 zum Vorwärtsbewegen des Liners 11 durch die Einheit 15. Es kann erwünscht oder erforderlich sein, den Liner 11 mittels der Rollen 37 über grössere Längen anzutreiben. Zusätzlich, wenn eine Zugeinheit 25 nicht verwendet werden kann, wird der Liner 11 mittels, also allein mittels, der Rollen 37 vorwärts geschoben. Generell wird nur der letzte Satz von Zusammendrückrollen, wie die Rollen 63 oder die Rollen 63 und 61, angetrieben. Diese Rollen können allein oder zusammen mit der Zugeinheit 25 zum Drücken und Ziehen des Liners durch die Einfügungseinheit 15 angetrieben sein.
Figur 6 zeigt den ersten Rollensatz 37 isoliert herausgezeichnet. Jeder Satz von Durchmesserverminderungsrollen hat drei oder mehr hemispherische bzw. runde Rollen, die in Sätzen, also zusammengehörig, vorgesehen sind. Der Rollensatz 37 nach Figur 6 hat vier hemispherische Rollen 41, 43, 45, 47 (die Mantellinie der Rollen ist kreisbogenförmig), die gegeneinander um 90º im Winkel um den Umfang des Liners 11 herum versetzt sind. Jede der Rollen 37 hat eine Achse 49, 51, die einander im Mittelpunkt 53 des Liners schneiden, und die Rollen liegen über den Aussenumfang in einem Bereich von 360º an dem hindurchgeführten Liner an. Jede kreisbogenförmige Rolle 41 ist drehbar um eine Achse 55, die mittels Flanschen in der Rollenstation 39 festgemacht ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 hat jede Rolle 41, 43, 45, 47 eine zentrale Achse 49, 51, bzw. Symmetrieachse, die einen Winkel von 90º mit der nächsten Rolle bildet und sich im Mittelpunkt 53 der Aufnahmeöffnung des Liners schneidet. Wie jedoch Figuren 2 bis 4 zeigen, kann die Anzahl der Rollen in jedem Rollensatz variieren, je nach dem Aussendurchmesser des Liners. Mit zunehmenden Durchmessern nimmt auch die Anzahl der um das Rohr herum angeordneten Rollen zu, so dass der Liner ein Standarddimensionsverhältnis bei der Durchmesserverminderung beibehält und Verzerrungen minimiert werden. Bei einem vier Zoll Polyethylen-Rohr (Figur 2) hat sich ein Vier-Rollen-System als richtig erwiesen. Bei einem acht Zoll Rohr (Figur 3) hat sich ein Sechs-Rollen-System als vorteilhaft erwiesen. Für ein 16 Zoll Rohr (Figur 4) hat sich ein Acht-Rollen-System als vorteilhaft erwiesen. Gemäss Figur 5 sind Durchmesserverminderungsrollensätze 57, 59, 61 und 63 ebenfalls angeordnet in der Rollenstation längs der durch den Mittelpunkt 53 des Leiter definierten Achse (Figur 6). Jeder dieser Rollensätze ist identisch in Konstruktion und Anordnung zu dem in Figur 4 gezeigten Satz 37. Jedoch ist jeder nächste Rollensatz vorgesehen mit einer zunehmend kleineren Aufnahmeöffnung für den Liner. Bei der Ausführung nach Figur 5 liefert der erste Rollensatz 37 eine Verminderung des Aussendurchmessers des Liners 11 um 2 %, der Rollensatz 59 liefert 4 % Reduktion und der Rollensatz 63 liefert eine 6 %ige Reduktion jeweils gegenüber dem ursprünglichen Ausendurchmesser des Liners 11. Die fortschreitende Durchmesserverminderung des Liners ist vereinfacht in Figuren 4 bis 6 illustriert. Wie in Figuren 5 bis 7 gezeigt, sind die Rollensätze 57 und 61 um 45º gegenüber der Längsachse 53 versetzt. Es versteht sich, dass verschieden Grade oder Prozente der Durchmesserverminderung erforderlich sein können.
Der Liner 11 passiert dann durch einen Formungapparat, wie Formungsrollen 65, die den Liner 11 mit einer äusseren Konfiguration versehen, die angepasst ist an die Biegungen des folgenden Einführungspfades. Gemäss Figur 8 hat jeder Satz von Formungsrollen 65 vorzugsweise wenigstens eine erste und eine zweite Formungsrolle 67, 69, deren Wellen oder Achsen 71, 73 parallel zueinander sind. Die Formungsrollen 67, 69 haben eine gemeinsame Mittelachse oder Symmetrielinie, die durch den Mittelpunkt 53 der Liner-Aufnahmeöffnung hindurchgehen; jede Formungsrolle kommt in Kontakt mit einer bestimmten Region des hindurchgeführten Liners. Vorzugsweise geben die Formungsrollen 67, 69 dem Liner eine ellyptische Gestalt. Unter ellyptisch ist zu verstehen, dass die letztendliche Gestalt des Liners 11, wie er aus dem letzten Satz von Formungsrollen 85 heraustritt, definiert ist durch die Bahn eines Punktes, der sich derart bewegt, dass die Summe seiner Abstände von zwei festen Punkten (Brennpunkten 87, 89 in Figur 10) konstant ist. (Ellypsen- Definition)
Der aus den Formrollen austretende ellyptische Liner 91 (Figur 10) wird dann hindurchgeführt durch ein Orientierungsgerät, wie den ersten Satz von Orientierungsrollen 93, welche den ellyptischen Liner 91 längs eines zweiten Bewegungspfades führen, der zweite Bewegungspfad befindet sich in einer anderen Ebene als der durch die Achse 99 definierte erste Bewegungspfad. Dieser zweite Bewegungspfad wird allgemein gegenüber der Achse 99 einen Winkel von 10º bis 90º haben. In dem in Figur 5 gezeigten Beispiel führt der erste Satz von Orientierungsrollen 93 den Liner 91 über eine erste 90º-Drehung Die Orientierungsrollen 93 sind drehbar innerhalb eines Gestelles oder Rahmens 95 angeordnet, welcher am rückwärtigen Teil des Plattform- Anhängers 35 getragen ist und welcher ausfahrbar ist mittels eines Hydraulikzylinders 97 zwischen der vertikalen Position in Figur 5 und einer im wesentlichen horizontalen Transportstellung.
Nach dem Passieren durch die erste Anordnung von Orientierungsrollen ist der ellyptische Liner 91 orientiert in einer vertikalen Ebene im wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Ebene 99 (Figur 5), die den Mittelpunkt 53 der Mündung der Durchmesserverminderungsrollen 37 schneidet. Der ellyptische Liner 91 wird dann hindurchgeführt durch eine zweite Anordnung von Orientierungsrollen 101, welche den ellyptischen Liner über eine zweite 90º-Biegung führen, wodurch die Ringe des ellyptisch geformten Liners 92, der austritt aus der zweiten Anordnung von Orientierungsrollen, wieder orientiert ist in einer Ebene 103, die im wesentlichen parallel zu der horizontalen Ebene 99 und zu der Erdoberfläche 27 ist.
Der ellyptisch geformte Liner 91 wird dann hindurchgeführt durch Rückformungsmittel, einschliessend den Satz von Rückformungsrollen (Figur 11), angeordnet innerhalb der Mannloch- Öffnung 33 gegenüber der Öffnung 107 der auszukleidenden Abwasserleitung 17. Die Rollensätze 105, welche die Rückformungsmittel bilden, bestehen vorzugsweise aus zwei Rückformungsrollen 106, 108 (Figur 11), die verdreht oder im Winkel versetzt sind um 90º um den Mittelpunkt 53 gegenüber der Position des letzten Satzes von Formungsrollen 85. Jede Rückformungsrolle 106, 108 besteht aus entgegengesetzten Kegelstumpfteilen 110, 112, an einem mittleren zylindrischen Teil 114. Die Rückformungsrollen 105 sind so orientiert, dass sie der aus ihnen austretenden Länge des Liners 111 eine im wesentlichen zylindrische, im Durchmesser verminderte Aussenform erteilen. Figur 11 zeigt (im Querschnitt) den Liner 91 in seiner zurückgewonnenen Zylinderform.
Der zylindrische, im Durchmesser verminderte Liner wird eingeführt in die Abwasserleitung 13 durch anbringen eines passenden Ziehkopfes 21 und Zugseils 23, welches um eine Rollenscheibe 113 (Figur 12) geführt ist, zu der Zugeinheit 25 nahe dem ersten Mannloch 29 an der Erdoberfläche. Nachdem das vordere Ende 19 des Liners durch das Innere 109 der Abwasserleitung 117 eingezogen ist, also die ganze Länge eingezogen ist, kann sich der Liner entspannen im wesentlichen auf seinen ursprünglichen Aussendurchmesser, wodurch der Liner im Inneren des Rohres 17 festgelegt wird.
Gemäss Figur 13 ist das Formgebungsmittel des Einfügungsapparates 15 vorzugsweise vorgesehen als ein rotierbarer Schlitten oder Käfig 119. Der drehbare Käfig 119 hat ein zylindrisches Gehäuse 121, welches die Formungsrollen 65 enthält. Das zylindrische Gehäuse 121 ist montiert auf Tragböcken 123, 125 mit Haltejochen 126, 128 und Lagern 127, 129, um die das Gehäuse um seine horizontale Achse 131 drehen kann. Das Gehäuse 121 hat ein vorderes Ende 133 mit einem Flansch 135. Der Flansch 135 kann mit Bolzen 138 mit einem entsprechenden Flansch 137 an dem stationären Ende 139 der Rollenstation 39 befestigt sein. Nach Abnahme der Bolzen 138 kann das Gehäuse 121 über zum Bespiel 30º-Schritte verdreht werden, und dann wieder an dem stationären Flansch 137 festgeschraubt werden. Auf diese Weise kann der ellyptisch geformte Liner 91, der aus dem drehbaren Käfig austritt, über eine Vielzahl von Winkelstellungen (illustriert durch gestrichelte Linien in Figur 14) zugeführt werden zum Beispiel zu einer oberirdischen Pipeline oder zu einem in einem Stützgestell gelagerten Rohr.
Vorzugsweise hat der für den Liner 11 verwendete synthetische Elastomer bekannte Rückexpansionseigenschaften. Das Ausmass der Verlängerung, welches bewirkt wird durch die Durchmesserverminderungsrollen 41, 43, 45, und 47, wird so berechnet, dass der Liner in das Rohrglied 17 passt (Linerlänge gleich Rohrlänge). Die Rückexpansion des Liners 11 dient zur dichten Anlage des Liners an der Innenwand des Rohrgliedes.
Als Beispiel des Verfahrens wurde eine Abwasserleitung mit einem Innendurchmesser von 7 5/8 Zoll ausgekleidet gemäss dem Verfahren der Erfindung. Der Liner war ein Polyethylenrohr mit einem anfänglichen Aussendurchmesser von acht Zoll mit einer Wandstärke von 0,246 Zoll. Die Verminderung des Aussendurchmessers des Liners beim Durchgang durch die Reduzierungsrollensätze ist in Prozent in Tafel I gezeigt. Tafel I 8-Zoll Polyethylen-Liner (alle Dimensionen in Zoll)
Der reduzierte Liner sucht seine ursprünglichen Abmessungen wieder einzunehmen, so dass er in engen Kontakt mit der Innenwandung der Pipeline gelangt und sich in kurzer Zeit fest darin verbindet.
Eine Erfindung wurde hiermit vorgelegt mit verschiedenen Vorteilen. Weil die Rückexpansionseigenschaften oder das Formgedächtnis des Liners 11 bekannt sind, kehrt der Liner zurück zu einer vorbestimmten Grösse, um den Innendurchmesser des Rohrgliedes 27 völlig auszufüllen, ohne Verwendung von Hitze oder chemischen Bindemitteln. Die Verwendung von Formrollen zur Verformung eines anfänglich zylindrischen Liners in eine ellyptische Form erleichtert die winkelige Einführung, über Drehungen oder Biegungen des Einführungsweges des Liners über 90º-Biegungen zu dem auszukleidenden Rohr. Durch passende Anordnung und Dimensionierung der Durchmesserverminderungsrollen kann das Standarddimensionsverhältnis des Liners in dem zusammengedrückten Zustand aufrechterhalten bleiben, wobei eine lineare Verlängerung des Liners eintritt. Da ein nahezu perfekt lineare Expansion des Liners resultiert, erreicht man einen gleichmässigen Kontakt mit der Innenwandung des auszukleidenden Rohres, wenn sich der Liner zurückentspannt, frei von mechanisch eingeführtem Stress. Da der Liner zugeführt werden kann über verschiedene Winkelorientierungen längs seines Pfades zu der Öffnung des auszukleidenden Rohrgliedes, können sowohl unterirdische wie überirdische Pipelines ausgefüttert werden mit einem Minimum an Aufwand. Im Fall von Abwasserleitungen braucht man nur ein Minimum an Erdarbeiten, womit man Zeit spart und die Erdoberfläche nur wenig beeinträchtigt wird.
Die Erfindung ist zwar nur in einem Ausführungsbeispiel gezeigt worden, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann abgewandelt und modifiziert werden innerhalb des Schutzbereiches der Patentansprüche.

Claims

1.

Ein Verfahren zur Auskleidung bzw. Ausfütterung eines Rohres (17) mit einem zylindrischen, elastomeren Auskleidungsmaterial (11), dessen Aussendruchmesser anfänglich grösser als der Innendurchmesser des Rohres (17) ist, durch Reduzierung des Aussendurchmessers und Einfügen bzw. Einsetzen des im Durchmesser verkleinerten Auskleidungsmaterials in das auszukleidende Rohr, wobei man das im Durchmesser verminderte Auskleidungsmaterial sich in etwa auf seinen normalen Aussendurchmesserausdehnen bzw. expandieren lässt, damit das Auskleidungsmaterial (nachfolgend "Futter") fest in dem Rohr (17) sitzt, gekennzeichnet durch:

Der Aussendurchmesser jeweils einer Länge des zylindrischen Futters (11) wird reduziert durch Zufuhr der Länge des Futters (11) längs einer ersten Achse (99) , welche einen ersten Bewegungspfad des Futters zu einer Durchmesserverminderungsstation (39) definiert, welche im Abstand bzw. ausserhalb des auszufütternden Rohres (17) lokalisiert ist, wobei die Durchmesserverminderungsstation (15) wenigsten zwei Sätze von Zusammendriick-Rollen (65, 84, 85) aufweist, die längs der ersten Achse (99) im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei wenigstens ein Satz der Zusammendrück-Rollen durch Reibungsschluss angetrieben ist durch einen Antrieb, der die Auskleidung längs des ersten Bewegungspfades (99) vorantreibt, jeder Satz der Zusammendrück-Rollen (37, 57, 59, 61, 63) ist angeordnet um das elastomere Futter (11) herum und hat mehr als zwei Zusammendrück-Rollen (41, 43, 45, 47), jeder Satz der Zusammendrück-Rollen hat eine Aufnahmeöffnung zwischen den Zusammendrück-Rollen, dessen Mittelpunkt auf der ersten Achse (99) des ersten Bewegungspfades liegt, wobei jede Rolle (41, 43, 45, 57) eines Satzes (37) von Zusammendrück-Rollen eine Drehachse hat und um die erste Bewegungsachse (99) so positioniert ist, dass seine Drehachse in einer im Winkel verdrehten Position, also winkelversetzt, ist um die erste Achse herum gegenüber der Drehachse eines vorausgehenden Satzes von Zusammendrück-Rollen, um den Stress oder Druck gleichmässiger über die Oberfläche des Auskleidungsmaterials zu verteilen;

Einfügen des im Durchmesser zusammengedrückten Futters (11) in das auszufütternde Rohr (17);

Entspannenlassen des durchmesserverminderten Futters (11) auf im wesentlichen seinen ursprünglichen Aussendurchmesser, um dadurch das Futter innerhalb des Rohres (17) zu sichern bzw. festzulegen.

2.

Das Verfahren nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch:

Nach der Verfahrensstufe der Reduzierung des Durchmessers des Futters (11) und vor dem Einsetzen des Futters (11) in das Rohr (17) wird das Futter (11) von einer im wesentlichen kreiszylindrischen Form in eine ellyptische Form (91) verformt, indem man die Länge des im Durchmesser verminderten zylindrischen Futters (11), die aus den Zusammendrück-Rollen (63) austritt, durch einen Satz von Verformungsrollen (65, 84, 85) hindurchführt, welche eine Aufnahmeöffnung für das Futter zwischen den Verformungsrollen (65, 84, 85) aufweist, deren Mittelpunkt auf der ersten Achse (99) liegt, wobei das ellyptisch verformte Futter sowohl eine kleinere Achse (94) als auch eine grössere Achse (96) aufweist; und nach der Verformung des Futters (91) wird das ellyptisch verformte Futter (91) durch ein Orientierungsmittel (93) geführt, welches das ellyptisch verformte Futter (91) um seine grössere Achese verdreht und das ellyptisch verformte Futter (91) längs eines zweiten Bewegungspfades führt, wobei der zweite Bewegungspfad orientiert ist längs einer von der Achse des ersten Bewegungspfades verschiedenen Achse.

3.

Das Verfahren der Ausfütterung eines Rohres nach Anspruch 2, weiter gekennzeichnet durch:

Das ellyptisch verformte Futter (91) wird geführt durch wenigstens ein zusätzliches Orientierungsmittel oder Werkzeug (101), welches das ellyptisch verformte Futter (91) um seine grössere Achse (96) herum verdreht und das ellyptisch verformte Futter längs eines zusätzlichen Bewegungspfades (103) führt, wobei der zusätzliche Bewegungspfad orientiert ist längs einer gegenüber dem unmittelbar vorausgehenden Bewegungspfad verschiedenen Achse.

4.

Das Verfahren zur Auskleidung eines Rohres nach Anspruch 1, wobei jede Rolle eines Satzes von Zusammendrück-Rollen eine solche Drehachse hat und derart um die erste Bewegungsachse (99) herum positioniert ist, dass seine Drehachse in einer im Winkel versetzten oder verschwenkten Position um die erste Achse (99) herum versetzt ist, relativ zu der Drehachse jeder Rolle eines vorausgehenden Satzes von Zusammendrück-Rollen, um den Stress oder Druck gleichmässiger auf die Oberfläche des Futters zu verteilen.

5.

Das Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das synthetische Elastomer des Futters ein Polyolefin ist.

6.

Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Polyolefin ein Polyethylen ist.

7.

Ein Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei der Winkel, um den das ellyptisch verformte Futter verschwenkt wird, 10º bis 90º beträgt.

8.

Ein Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Winkel 90º beträgt.