[发明专利]现场固化内衬的空气翻转与蒸汽固化装置及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本中请基于2005年4月25日提交的序列号为60/700632和2005年7月19日提交的序列号为60/700632的待审的临时申请，并要求这两个申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种利用装置通过空气翻转树脂浸渍内衬而在现有管道内安装现场固化内衬(cured in place liner)的方法，该装置在翻转的内衬和压盖之间具有低摩擦密封。该树脂可通过连续的穿流(continuous flow-through)蒸汽固化而不会损失压力。本发明还涉及用于实施该方法的装置。该方法和装置特别适用于连接中、小直径的管道。

背景技术

普遍公知的是，用于引导流体的管道或管线，尤其是诸如生活污水管、雨水管、水管和燃气管之类的地下管线，由于流体泄漏或管道老化而经常需要修理。这种泄漏可能是从周围向内泄漏进管路的内部或者引导部分。或者，这种泄漏可能是从管线的导引部分向外进入周围环境中。无论向内渗透或向外渗透，我们都希望避免此类泄漏的发生。

泄漏可能是由于原管道安装不当，或由于管道自身自然老化，或者是由于所输送的腐蚀性或磨蚀性材料的影响。管道连接处或其附近的裂纹可能由于诸如地震之类的环境因素，或者是大型车辆在管道上方的运动，或者是类似的自然或人为的振动，或者因为其他类似的原因。不考虑起因如何，这些泄漏都是我们不希望的，并可能导致管线内输送的流体的浪费，或导致对周围环境的损害，也可能造成危险的公众健康事故。如果泄漏继续下去，则由于土壤及管道的侧面支撑的损失，而可能导致现有管路的结构性故障。

由于不断增加的劳力、能源和机械成本，通过挖出管道并更换管道的方法来修补可能正在泄漏的地下管道或地下管道部分变得日益困难且不经济。因此，提出了各种现场修补或复原现有管道的方法。这些新方法避免了与挖掘并更换管路或管路部件相关的花销和危险以及给公众带来的不便。其中最为成功的管道修补或非挖掘复原的方法之一被称为Insituform^(原位形成)方法。美国专利No.4,009,063、No.4,064,311和No.4,135,958中的记述了这种方法，这些专利的全部内容在此引入作为参考。

在Insituform方法的标准操作中，在现有管线内安装细长的柔性管状内衬，该柔性管状内衬由毛毡织物(felt fabric)、泡沫材料或类似的树脂浸渍材料制成，并具有浸渍了热固性可固化树脂的外部非渗透覆层。一般的，该内衬利用翻转法(eversion process)安装，如后两项所述Insituform专利中所描述。在翻转法中，作用至翻转内衬内部的径向压力将该翻转内衬挤压在管线内表面上，并使内衬与管线的内表面接合。然而，Insituform方法还通过绳索或缆线将树脂浸渍的内衬拉进管道中，并使用在内衬中翻转的、独立的流体不能透过的膨胀囊或者膨胀管使内衬紧靠现有管线的内壁而固化。这种树脂浸渍的内衬一般称为“现场固化管道(cured-in-place-pipes)”或“CIPP内衬”，而这种安装方法被称为CIPP安装法。

CIPP柔性管状内衬具有相对柔韧的平滑的外层，在初始状态时该内衬的外侧覆盖有基本非渗透的聚合物。安装期间，在翻转时，该非渗透层在内衬翻转后终止于内衬的内侧。由于该柔性内衬为现场安装在管线内，从内部对该管线进行加压，优选为利用诸如水或空气之类的翻转用流体沿径向向外推压内衬，以便与现有管线的内表面接合并一致。

典型地，在安装地点建立翻转塔(eversion tower)，以便提供翻转内衬或囊所需的压头。可选地，美国专利No.5,154,936、No.5,167,901(RE 35944)和No.5,597,353中描述并示出了一种翻转装置，这些专利的内容在此引入作为参考。通过连接于内衬末端的再循软管，将热水引入翻转的内衬即可开始固化。翻转用水通过诸如蒸发器或热交换器之类的加热源实现再循环，返回到翻转的管(inverted tube)中，直到完成固化。然后，对浸渍入到可浸渍的材料中的树脂进行固化，在现有管线中形成坚硬的、紧密配合的刚性管内衬。新的内衬可有效地密封任何裂缝，并能修补任何管段或管接合处的退化，以防止向现有管线的内部或外部的进一步泄漏。固化的树脂还能够强化现有管的管壁，以为周围环境提供附加的结构支撑。