Устройство для ремонта труб для использования внутри трубы и способ ремонта труб Советский патент 1993 года по МПК F16L55/18 

Изобретение относится к рукаву для ремонта труб и способу ремонта труб, туннелей, каналов и других аналогичных конструкций, а также способу ремонта подземных труб путем вставки в них расширяемого рукава и расширения его с целью герметизации поврежденной или допускающей утечку части трубы.

Цель изобретения - разработка новых и усовершенствованных рукава для ремонта труб и способа ремонта подземных труб, туннелей, каналов и других аналогичных конструкций, а также разработка нового и усовершенствованного способа ремонта подземных труб, требующего минимальных затрат труда и времени для проведения ремонтных труб.

Еще одной целью изобретения является разработка нового и усовершенствованного рукава для введения внутрь ремонтируемой трубы, который расширяется и блокируется

в определенном положении внутри трубы для обеспечения герметизации дефектной или допускающей утечку части трубы.

Это достигается за счет использования свернутого в спираль ремонтирующего рукава, имеющего края с блокирующими элементами, который расширяют, например, посредством воздушного мешка, вставляемого внутрь спирали из листового материала, покрытого эластичным прокладочным материалом, которая образует рукав. Рукав со вставленным внутрь него воздушным мешком перемещают к месту повреждения или утечки. При достижении места повреждения накачивают воздушный мешок или другое средство расширения, при этом рукав разматывается и прокладочный материал прижимается к внутренней поверхности ремонтируемой трубы. При выпуске воздуха из воздушного мешка развернутый рукав сворачивается до определенной степени за

00

со

ON

СО -U

СО

счет своих пружинящих свойств и упругости прокладочного материала. После этого охватываемый блокирующий элемент рукава соскальзывает в канавку охватывающего блокирующего элемента рукава для образования внутри ремонтируемой трубы рукава с непрерывной внутренней стенкой. После выпуска воздуха воздушный мешок удаляют из трубы.

Таким образом, предлагается несколько удлиненный элемент ей взаимосцепляю- щимися продольными краями, включающий лист материала, имеющий два продольных края и средство для блокирования, связанное с продольными краями, предназначенное для прикрепления друг к другу продольных краев листа для образования из листа трубчатой конструкции. Лист выполнен из гибкого материала, предпочтительно выбранного из группы, состоящей из металла и пластмассы, а более предпочтительно из металла и листа, свернутого в спираль. Средство для блокирования включает охватываемый блокирующий элемент и охватывающий блокирующий элемент, приспособленный для взаимодействия с охватываемым блокирующим элементом.

Предпочтительно охватываемый блокирующий элемент включает вытянутый элемент, имеющий заданную длину, а охватывающий блокирующий элемент включает наружную губу (фланец), имеющую длину, практически равную длине охва- тываемого блокирующего элемента, и внутреннюю губу, имеющую длину, меньшую длины наружной губы.

В частности предлагается вкладыш для ремонта трубы, содержащий рукав, имеющий внешнюю поверхность, конструкция которого описана выше, снабженный покрытием по крайней мере на части внешней поверхности рукава, выполненным из сжимаемого материала, предпочтительно вы- бранного из группы, состоящей из пластмассы и резины, при этом пластмасса представляет собой пенопласт, например полиэтиленовый пенопласт. Предпочтительно покрытие представляет собой прокладку и внешняя поверхность наружной губы охватывающего блокирующего элемента покрыта этим прокладочным материалом.

В предпочтительном воплощении предлагается устройство для ремонта труб, содержащее рукав в виде спирали, который снабжен по крайней мере на части внешней поверхности покрытием, конструкция которого описана выше, при этом дополнитель- но имеется средство расширения, вставляемое внутрь спирали, предназначенное для прижатия покрытия к внутренней поверхности трубы, в которую помещают вкладыш для ремонта труб, предпочтительно это средство для расширения представляет собой расширяемый воздушный мешок, который может иметь складки.

Кроме того, предлагается также способ ремонта труб, туннелей, каналов или анало0 гичных конструкций, имеющих дефектные секции с трещинами, неплотными соединениями, отверстиями или подвергнутыми коррозии поверхностями, по которому используется описанное устройство и содер5 жащий операции вставки этого устройства внутрь трубы, расширения средства для расширения с целью разматывания листа свернутого в спираль материала для прижатия имеющегося на нем покрытия или про0 кладки к внутренней поверхности трубы, втягивания назад (сокращения) средства для расширения для обеспечения возможности блокирующим элементом, связанным с продольными краями листа, заблокиро5 вать лист в виде жесткой, имеющей трубчатую конструкцию облицовки трубы.

На фиг.1 показано сечение рукава в частично развернутом положении; на фиг.2 - сечение рукава в полностью развернутом и

0 заблокированном положении; на фиг.ЗА - поперечное сечение части рукава в частично развернутом положении; на фиг.ЗВ - поперечное сечение части рукава, в котором охватываемый элемент вошел в контакт с

5 концом охватывающего элемента; на фиг.ЗС - поперечное сечение части рукава в полно- втью заблокированном положении; на фиг.4А - поперечное сечение полностью сварного края охватывающего элемента ру0 кава; на фиг.4В - поперечное сечение штампованного и сварного края охватывающего элемента рукава; на фиг.4С - поперечное сечение полностью штампованного края охватывающего элемента рукава; на фиг.40 5 поперечное сечение вальцованного края охватывающего элемента рукава; на фиг.4Е - перспективный вид охватывающего и охватываемого краев с рядом щелей и пальцев соответственно; на фиг.4Р - поперечное се0 чение воплощения, представленного на фиг.4Е; на фиг.5 - перспективный вид рукава для внутреннего ремонта труб в виде свернутого в спираль листа; на фиг.6 - вид с торца частично накачанного воздухом воз5 душного мешка, вставленного в рукав; на фиг.ТА - воздушный мешок и источник давления; на фиг.7В - расширяемый пластмассовый мешок баллонообразной формы; на фиг.8А - перспективный вид рукава и вкладыша с находящимся в опущенном состоянии воздушным мешком, расположенных внутри ремонтируемой трубы; на фиг.8В - перспективный вид рукава в расширенном положении с надутым воздушным мешком, находящегося внутри ремонтируемой трубы; на фиг.8С - перспективный вид рукава в полностью заблокированном положении, образующего внутри трубы рукав с непрерывной стенкой; на фиг.9 - процесс установки рукава и вкладыша внутри ремонтируемой трубы в месте повреждения или утечки.

Далее изобретение описано более подробно по его воплощениям, представленным на чертежах.

На фиг.1 показан рукав 14, предпочтительно выполненный из упругого или нахо- дящегося в напряженном состоянии материала, например металла, с целью образования спирали, витка или пружинящей конструкции. Рукав покрывают сжимаемым материалом 22, который выполняет функции прокладки, выполненной из пластического, резинового или другого эластичного материала, такого, как пенопласт, например полиуретановый пенопласт. Как показано на фиг.1. рукав 14 и прокладку 22 вставляют в трубу 10.

На фиг.2 показана конструкция рукава 14, продольный край которого блокирован в определенном положении, при котором прокладка 22 плотно прижимается к внутренней поверхности трубы 10.

На фиг.ЗА, 3В, ЗС показано поперечное сечение блокирующего устройства рукава 14. Как показано на фиг.ЗА, охватываемый блокирующий элемент 24 имеет часть внешней поверхности, не покрытой материалом прокладки 22, длина которой соответствует длине охватывающего блокирующего элемента 26, внешнюю поверхность которого покрывают сжимаемой прокладкой 22. В другом воплощении прокладка 22 может простираться на всю длину охватываемого блокирующего элемента. Хотя толщина прокладочного материала может быть практически одинаковой на всей внешней поверхности рукава, при покрытии внешней поверхности охватываемого блокирующего элемента предпочтительно прокладочный материал имеет толщину, меньшую толщины покрытия на других частях внешней поверхности рукава, и эта толщина определяется прежде всего необходимостью обеспечения водонепроницаемости, при этом используется легко сжимаемый материал, такой, как имеющий малую плот- кость полиэтиленовый пенопласт или пористая резина. Для обеспечения зацепления охватываемого блокирующего элемента 24

и охватывающего блокирующего элемента 26 используется более широкая, чем необходимо, охватывающая канавка, где внешняя поверхность охватываемого 5 блокирующего элемента покрывается прокладочным материалом. Как показано, охватывающий блокирующий элемент имеет наружную губу, имеющую длину, практически соответствующую длине непокрытой ча0 сти охватываемого блокирующего элемента, имеющего внешнюю поверхность 26, покрытую прокладочным материалом, и внутреннюю или нижнюю губу 28, которая предпочтительно по длине короче наружной

5 губы. В результате нагнетания воздуха в воздушный мешок или другое средство для расширения рукав 14 разматывается, увеличиваясь в размерах, npvi этом охватываемый блокирующий элемент скользит по внутрен0 ней поверхности нижней губы до точки, заходящей за край нижней губы. Как показано на фиг. спускании воздуха из воздушного мешка рука 14 в результате своего пружинящего характера свертывается таким

5 образом, что охватываемый блокирующий элемент 24 рукава 14 входит в канавку охватывающего блокирующего элемента 26 рукава 14. После завершения спуска воздуха из воздушного мешка и его удаления из ру0 кзва охватываемый блокирующий элемент 24 и охватывающий блокирующий элемент 26 рукава 14 полностью входят в зацепление, образуя внутри трубы, как показано на фиг.ЗС, рукав с непрерывной стенкой.

5 На фиг,4А, 4В и 4С показаны альтернативные конструктивные воплощения охватывающего блокирующего элемента рукава 14. Конец охватывающего блокирующего элемента в виде канавки может быть полно0 стью сварным, как показано на фиг.4А, штампованным, как показано на фиг.4С, или штампованным и сварным, как показано на фиг.4В, или вальцованным, как показано на фиг.40.

5 На фиг.4Е показано воплощение, в котором на краю охватывающего блокирующего элемента имеется ряд щелей 25, а на краю охватываемого элемента - ряд выступов в виде крючков или пальцев 27. Это

0 воплощение, в частности, является предпочтительным в случае, когда хотят, чтобы края рукава скреплялись между собой. Таким образом, этот пальцево-щелевой крепежный узел может быть использован в описанных

5 воплощениях, где вытянутый охватываемый элемент входит в канавку охватывающего элемента, или может быть единственным средством соединения краев рукава для поддержания трубчатой конструкции при устранении действия расширяющих сил.

Таким образом, когда накачивают воздух в воздушный мешок, охватываемый край разматывается и выравнивается с охватывающим краем так, что ряд крючков или пальцев соскальзывает в ряд щелей. При выпуске воздуха из воздушного мешка крючки 27 зацепляются в щелях 25 и остаются жестко сцепленными в блокирующем положении.

На фиг,4Р показано поперечное сечение охватываемого и охватывающего краев соответственно со щелями 25 и пальцами 27.

На фиг.5 показан рукав для ремонта труб 14 в виде свернутого в спираль листа, выполненного из металла или любого другого жесткого материала, способного в напряженном состоянии скручиваться в пружину, спираль или виток. На внешней поверхности листа имеется покрытие 22, выполненное из резины или другого сжимаемого материала. Прокладка может быть выполнена из любого эластичного материала, такого, как пластмасса или резина, но предпочтительным является полиэтиленовый пенопласт..

На фиг.б показано подготовленное средство для расширения рукава 14. Как показано, воздушный мешок 12 вставляют в свернутый в спираль рукав 14, через шланг 11 в воздушный мешок нагнетают воздух, в результате чего он надувается и оказывает давление на внутреннюю поверхность рукава 14, вызывая его развертывание из спиралеобразного положения. Конструкция воздушного мешка со складчатыми сторонами схематично показана на фиг.7А. На фиг.7В схематично показана конструкция расширяемого пластмассового мешка бал-- лонообразной формы 15.

На фиг.8А,8В,8С и 9 иллюстрируется способ ремонта подземных труб, туннелей, каналов или аналогичных конструкций. На фиг.9 показано, что рукав для ремонта труб 14 со вставленным в него воздушным мешком (не показан) ш места А перемещают к оемонтируемой трубе 10 через соответствующее смотровое отверстие или при его отсутст- вии через вырытый канал МН1. Рукав вставляют в конец трубы 10 в месте В. Для облегчения обнаружения места повреждения или утечки перед рукавом 14 размещают телевизионную или специальную камеру 13. При размещении рукава 14 в месте повреждения 20, как показано на фиг.8А и 9, воздушный мешок 12, который может быть гладким и расширяющимся, накачивают для его расширения и оказания давления на внутреннюю поверхность рукава, как показано на фиг.88. Как указывалось выше, на фиг.ЗС иллюстрируется рукав для ремонта

труб, в котором из воздушного мешка выпущен воздух и он удален из рукава, а охватываемый и охватывающий концы рукава полностью взаимно сцеплены, образуя

внутри трубы 10 рукав с непрерывной стенкой. Воздушный мешок, удаленный из рукава, и телевизионную камеру 13 удаляют наружу с помощью кабеля 16 через лаз или канал МН2, используя, как показано на

0 фиг.9, лебедку 18.

Формула изобретения

1.Устройство для ремонта труб для использования внутри трубы, которую необходимо отремонтировать, содержащее рукав,

5 который может переходить из свернутого в спираль первоначального положения в развернутое установленное положение в трубе, рукав имеет средство для взаимного замыкания продольных краев, для образования в

0 целом трубчатой конструкции в развернутом установленном положении, «роме того, устройство включает средство для расширения рукава из свернутого положения в развернутое положение, отличающееся

5 тем, что, с целью повышения технологичности конструкции, рукав имеет на своей внешней поверхности сжимаемое покрытие.

2.Устройство по п. 1, от л и ч а ю щ е е- 0 с я тем. что сжимаемое покрытие выполнено с возможностью перехода вместе с рукавом из свернутого положения в развернутое положение.

3.Устройство по любому из пп. 1 и 2, о т- 5 л и ч а ю щ е е с я тем, что средство для

взаимного замыкания продольных краев ру- &ава содержит охватываемый элемент на одном из продольных краев и охватывающий элемент на другом продольном крае, и 0 тем. что сжимаемое покрытие прерывается на части продольного края, поддерживающего охватываемый элемент для вставки его в охватывающий элемент.

4.Устройство по любому из пп.1 и 2, о т- 5 лишающееся тем, что средство для

взаимного замыкания продольных краев рукава содержит схватываемый элемент на одном из продольных краев и охватывающий элемент на другом продольном крае, и

0 тем, что сжимаемое покрытие имеет меньшую, чом на других поверхностях, толщину на части продольного края, поддерживающего охватываемый элемент для вставки его в схватывающий элемент.

5 5. Устройство по любому из пп. 1 и 2, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что средство взаимного замыкания продольных краев рукава содержит охватываемый элемент на одном из продольных краев и охватывающий элемент на другом продольном крае, причем охватывающий элемент имеет наружную губу, длиной практически равную длине охватываемого блокирующего элемента, и внутреннюю губу, длина которой меньше длины наружной губы.

6.Устройство по любому из пп. 1-5, о т- л имеющееся тем, что средство для взаимного замыкания продольных краев рукава содержит охватываемый элемент, содержащий .ряд пальцев на одном из продольных краев, и охватывающий элемент, имеющий ряд щелей, приспособленных для приема пальцев, на другом продольном крае.

7.Устройство по любому из пп.1-6, от- л и чающееся тем, что средство для расширения рукава содержит складчатый воздушный мешок.

8.Устройство по любому из пп.1-7, о т- личающееся тем, что сжимаемое покрытие представляет собой пенопласт.

9.Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что сжимаемое покрытие представляет собой полиэтилен.

10.Устройство по любому из пп. 1-9, от- личающееся тем, что сжимаемое покрытие представляет собой резину.

11.Устройство по любому из пп.1-10. отличающее с я тем. что рукав выполнен из металла.

12.Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что рукав выполнен из пластмассы.

13.Способ ремонта труб, при котором расширяют рукав в трубе, которую необходимо отремонтировать, отличающийся тем, что, с.целью повышения производительности способа, проводят размотку рукава в расширенное установленное положение для прижатия сжимаемого покрытия к внутренней поверхности трубы.

14.Способ по п. 13, о т л и ч а ю щи и с я тем, что продольные края рукава взаимно замыкают после прекращения расширения рукава.

15.Способ по п.14, отличающийся тем, что расширение рукава выполняют с помощью накачивания воздушного мешка в трубе.

16.Способ по п. 15, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что продольные рукава взаимно замыкают посредством обеспечения воздушному мешку возможности сдуваться.

Сущность изобретения: рукав переходит из свёрнутого в спираль первоначального положения в развернутое установленное положение в трубе. Рукав имеет средство для взаимного замыкания продольных краев для образования в целом трубчатой конструкции в развернутом установленном положении. Средство предназначено для расширения рукава из свернутого положения в развернутое. Рукав имеет на внешней поверхности сжимаемое покрытие, выполненное с возможностью перехода вместе с рукавом из свернутого положения в развернутое. Средство для взаимного замыкания продольных краев содержит охватываемые элементы на продольных краях. Покрытие прерывается на части продольного края, поддерживающего охватываемый элемент для вставки его в охватывающий элемент. 2 с. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

фиг i

10

Фиг. 2

24 28 Фиг. 38

Фиг, 4А

Фик48

t

VtfcW

фигМ

Фиг.5

,15

i

ZZ2Z

Фиг№

szszszzeaQ aiszzzzzzzzj,

/

/г Фиг.7А

э

/5

фиг. 7в

п

Фи.8С

to

ФигМ

Ю