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WO1995029361A1 - Verfahren und vorrichtung zur sanierung oder instandsetzung von rohrleitungen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur sanierung oder instandsetzung von rohrleitungen Download PDF

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Publication number
WO1995029361A1
WO1995029361A1 PCT/CH1995/000092 CH9500092W WO9529361A1 WO 1995029361 A1 WO1995029361 A1 WO 1995029361A1 CH 9500092 W CH9500092 W CH 9500092W WO 9529361 A1 WO9529361 A1 WO 9529361A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
radiation source
head
pack
transport
Prior art date
Application number
PCT/CH1995/000092
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Peter Von Burg
Rudolf Nuescheler
Eric M. Wille
Original Assignee
Inc Bauchemie Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inc Bauchemie Ag filed Critical Inc Bauchemie Ag
Priority to AU22124/95A priority Critical patent/AU2212495A/en
Priority to EP95915110A priority patent/EP0757771A1/de
Publication of WO1995029361A1 publication Critical patent/WO1995029361A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/163—Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a ring, a band or a sleeve being pressed against the inner surface of the pipe

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for the renovation and renewal of non-accessible pipelines.
  • Escaping gases and liquids from old or damaged pipelines can cause ecological and economic damage. Renewal work by digging out the old pipelines and replacing them with new ones is often very difficult or even impossible, especially in the case of built-up land and the resulting damage and disabilities to the structures.
  • the method according to the invention has the advantage that both short (for example 20 cm for sleeves) and long pipe sections of up to more than 100 m in length can be achieved quickly and inexpensively with a single simple method can be repaired without significantly reducing the tube cross-section.
  • the process is also suitable for lining pipelines with small cross sections of 10-30 cm, with pipe sections from about 20 cm to about 10, preferably up to 6 m, can be lined in one piece.
  • pipe sections from about 20 cm to about 10, preferably up to 6 m
  • individual film sections can be strung together in an overlapping manner.
  • 1 to 4 different sizes of train, transport and inlet heads are required.
  • the method can be used both for straight and curved pipelines, in practice bends remaining easily processable up to approximately 45 °.
  • Laminates As a film for lining the pipelines, there are those which are waterproof and curable by UV light.
  • a glass fiber fabric is preferably used as the carrier material and a polyester resin which contains a UV catalyst is used as the curable resin.
  • Isophthalic acid ester resin is particularly suitable as the resin and benzoylbutyl ether as the UV catalyst.
  • the quantity ratio of fiberglass resp. Glass fiber fabric to polyester resin ranges from 4: 1 to 1: 4.
  • the outside of the laminate is preferably protected and supported by 2 thin protective foils, preferably made of PVC, nylon or polyester.
  • the laminate structure of the film has the reinforcing properties of fiberglass and, at the same time, the impermeability of impregnated glass fiber fabric.
  • an adhesive primer can be applied to the protective film on the pipe wall side.
  • orthophthalic esters esterified with ethyl glycol, propyl glycol, butyl glycol or glycerol have proven suitable.
  • Unsaturated isophthalic acid esters esterified with ethanol or propylene glycol can be used as a top coating.
  • the film is rolled up into rolls of any size and covered with an opaque protective cover.
  • an opaque protective cover In this way, the film in the form of a roll can be transported, stored and used on site by removing the opaque protective cover, cutting the film to the desired size and rewinding the remaining film roll with the protective cover.
  • the film cut to the desired size is then wound onto the suitable pack, consisting of a pulling head, inlet head and hose with a UV lamp movably mounted therein.
  • a transport head with an attached, reusable, opaque transport film made of e.g. PVC, PE or PP is put over the pack to protect the film while it is being pulled into the pipeline and the pack together with the transport head and Transport foil pulled into the pipeline by means of pull cables attached to the heads and positioned over the damaged area. It is important to ensure that the transport head or. Traction head and inlet head about 2-8 cm smaller cross sections than the pipes.
  • An inflatable, highly elastic, high-tensile and transparent material is suitable as the hose.
  • Soft UV-resistant silicone, PA, PVA, PU, PE or PVC hoses with rubber-like elasticity and extreme expansion options have proven particularly suitable and very high strength values in tear and abrasion resistance, as they are offered on the market.
  • the hose material can be cut to lengths from approx. 20 cm to 20 m and more and attached airtight at one end to the pulling head and the inlet head.
  • UV radiation sources arranged one behind the other and connected to one another by flexible joints can be used, preferably in the form of a rod, in the same pack.
  • UV radiation sources available on the market are preferably used in the high-power range with optimum radiation yield in the UVA wavelength range, which are particularly suitable for curing polyester resins and yet have only a low level of heat radiation. This gives curing times of the polyester resin of less than 1 minute, preferably less than 30 seconds, in the region of the UV lamps.
  • the transport head and the transport film which may be present, are removed from the pack with the aid of the traction ropes attached to the traction head and inlet head with a further traction rope fastened to the transport head and an overpressure of 0.5-1.5 bar by means of a compressor generated in the hose.
  • the film is pressed against the inner wall of the pipeline.
  • the curing process of the polyester resin can now be started by the UV radiation source.
  • the next pack can be prepared when processing longer pipe sections and, if necessary, wrapped with the previously removed transport head and the transport film. If the tube is considerably longer than that used in UV radiation source, the entire length of the film in, a few minutes can be cured by continuous or discontinuous displacement of the UV radiation source within the tube. Due to the short curing time and the materials used, no special cooling unit is required inside the hose despite the high output of the UV lamp.
  • the excess pressure is released from the tube and the tube is preferably evacuated, whereupon it detaches from the film. So that the hose can be detached from the film better, a wax-containing release agent can be added to the inside if necessary.
  • the pack can now be removed from the pipeline using the pulling rope on the inlet or pulling head, for practical reasons the pack is preferably pulled out on the inlet head because of the cable required for the UV lamp.
  • a video camera can be installed. This eliminates the need for a measurement to position the film and the user can follow the entire curing process on the monitor.
  • non-accessible pipelines with a cross section of preferably 10-30 cm through a thin layer of 1-4 mm, preferably less than 2 mm, of a film according to the invention can be rehabilitated or. be repaired.
  • Another advantage of the invention is that the device and the method are equally suitable for the repair and refurbishment of short and longer pipe sections, because the distance between the traction head and the inlet head is variable. This allows the length select the curable film as required.
  • several polyester film sections can be arranged one behind the other.
  • the film is cured at low temperatures of approximately 40 ° -50 ° C. and high contact pressures, a firm bond is created between the inside of the pipeline and the film. Since the film does not shrink during the slight subsequent cooling, the bond remains, so that the film does not fall behind. In other words, the inflow of water between the film and the inside of the pipeline is prevented.
  • the strong bond also allows the hardened film to be used for pipe connections or inlets e.g. is cut to the desired length with a cutter, without the end of the film with the tube being additionally covered with a cover ring, band or sleeve, etc. connected and sealed.
  • FIG. 1 shows a partial cross section through an embodiment of a device according to the invention while it is being drawn into a pipeline.
  • FIG. 2 shows a further cross section through a device according to the invention during the curing process.
  • FIG 3 shows a cross section of a further embodiment of the invention before the start of curing.
  • FIG. 4 shows a cross section of a further embodiment of the invention during the curing.
  • 5 shows a cross section of an arcuate embodiment of the invention during curing.
  • FIG. 6 shows a cross section of an arcuate embodiment of the invention during curing.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention, which has a transport head (1) with a pull bracket (2), to which a pull line can be attached, and with a transport head opening (25) through which the pull line of the pull head (5) is guided , and with a transport film (8) slipped over the pack, which, for example is fixed to the transport head (1) by means of a clamping ring (4).
  • the transport head (1) which is not rigidly connected to the traction head (5) can be removed from the pack on the traction line attached to the transport head as soon as it is positioned at the damaged point.
  • the pack itself consists of a pulling head (5) with an eyelet (3), on which a not shown e.g. segmented towing line is attached.
  • the towing line can be segmented so that the transport head (1), through the opening (25) of which the towing line is guided, can be easily disguised from the towing line at the interface of any segment.
  • the traction head (5) has an eyelet (3) to which the traction line of the traction head (5) is attached.
  • Slide rollers (6) make it easier to pull in the pack if no transport head (1) and no transport film (8) are used.
  • the inlet head (10) At the other end of the pack is the inlet head (10), which has an inlet or.
  • a UV radiation source (18) with a starter (15) arranged between 2 acrylic glass rings (22) and a protective tube (21) made of quartz glass is loose with the inlet head (10) Train and power cables (12) connected.
  • the acrylic glass rings (22) each have at least two resilient spacers consisting of a tension spring (17) and bolts (16) with rollers (26) so that the UV radiation source (18) is at a uniform distance from the polyester film ( 19) can be moved in the air hose (9).
  • rods or wires (23) fixed between screw head (5) and inlet head (10) by screw pins (27, Fig. 2), which prevent the longitudinal expansion of the pack when pressure in the air hose (9) increases.
  • the air hose (9) is connected to the traction head (5) and the inlet head (10) in an airtight manner with the aid of clamping rings (7, 11) and the polyester film (19) is wound overlapping around the air hose (9), the length of the fo lie (19) must be a few centimeters shorter than the distance between the two facing ends of the traction head (5) and the inlet head (10) in order to ensure that it bears perfectly against the inner wall of the pipeline (24) .
  • FIG. 2 shows an embodiment according to the invention during the curing phase.
  • the air hose (9) which is fixed to the traction head (5) and inlet head (10) by means of clamping rings (28), presses the polyester film (19) against the inner wall of the pipeline (24) by means of excess pressure.
  • the UV radiation source (18) is then pulled continuously or discontinuously from the pulling head (5) by means of the pulling and power cable (12) against the inlet head (10), the spacers consisting of tension springs (17) and bolts being folded out on the tube cross section (16) and rollers (26) which keep the UV radiation source (18) at a uniform distance from the polyester film (19).
  • the polyester film (19) wound on the outer wall of the air hose (9) is so long against the Inner wall of the pipeline (24) is pressed until it has hardened due to the UV radiation source (18). This process takes a few seconds to a maximum of 2 minutes in the direct vicinity of the UV radiation source (18).
  • the period of time within which the polyester film (19) can be cured in a tube section depends on the length of the radiation source for a given power of the UV radiation source (18). So you can at a radiation source length of 10 cm about 10-30 cm film length per minute, preferably about 20 cm per minute, respectively. if the radiation source length doubles, harden the film length 20-60 cm per minute, preferably 40 cm per minute.
  • FIG. 3 A further embodiment according to the invention is shown in FIG. 3 during positioning in a pipeline (24).
  • the pull cables (32), (51) and (40) serve this purpose.
  • a traction cable (32) is fixed to the traction head (5) by means of a traction ring (33).
  • the inlet head has a pull rope (40).
  • the lamp unit (31) is fixed to the feed head (5) by means of the bolt (35) and the spacers (37) rest on the lamp unit (31) in order to facilitate positioning of the device in the pipeline (24).
  • the transport film (8) drawn only on one side serves the same purpose.
  • the traction head (5) also contains an exhaust air valve (34) which is combined with a bolt (35) for fixing the lamp unit (31) in a pipeline (24) during the drawing in and positioning of the device according to the invention.
  • 4 shows the embodiment according to the invention from FIG. 3 during the curing phase.
  • a release agent (36) is located between the tube (24) and the outside of the film (19).
  • the lamp unit (31) contains a pneumatic cylinder (41) and pneumatically controlled spacers (37) which hold the UV lamp (18) on all sides at approximately the same distance from the curable film (19). Furthermore, the lamp unit (31) contains the ignitor. the starter (15) for the UV lamp (18) and a casing (38) for the ignition device (15).
  • An air hose (39) is used to control the pneumatics for the spacers (37).
  • the lamp unit (31) is pulled through the air hose (9) in the direction of the arrow at a predetermined speed by means of the power pull cable (12) in order to harden the film (19).
  • the lamp unit (68) has a pull cable (61) fixed to a pull ring (62) on the rounded lamp head at the front (63), spacer rings (64) e.g. made of Teflon to keep the lamp unit (68) at a distance from the film (19) and a rounded lamp head at the back (65).
  • the igniter with casing housing (67) is movably connected to the lamp head at the rear (65) by means of a universal joint (66) in order to be able to better circle around pipes (24).
  • FIG. 6 shows the embodiment of FIG. 5 during the curing phase in a pipe bend. Due to the rounded lamp heads (63, 65) and the separate igniter with shuttering housing (67) flexibly connected to it by means of a universal joint (66), renovation or Repair work in pipe bends with angles up to 45 ° and more can be carried out easily with this type of construction. If several damaged areas located some distance from one another need to be repaired, this can be done by applying a plurality of packs each positioned at the corresponding damaged area. This is particularly the case when renovating pipe sockets. In the case of damage points located close to each other or when longer pipe sections need to be renovated, a longer pack of several meters in length or even several longer packs just overlapping one another in the edge area can be applied. The maximum possible length of a pack depends on the cross section of the pipeline (24), the accessibility of the pipeline (24) and any changes in direction required when pulling the pack into the pipeline (24) and can be up to approximately 20 lengths or more.

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Abstract

Zur Instandsetzung resp. Sanierung von nicht begehbaren Rohrleitungen wird ein Pack gegebenenfalls zusammen mit einem Transportkopf (1) und einer Transportfolie (8) in eine Rohrleitung (24) geringen Durchmessers von ca. 10-30 cm eingeführt. Durch Erzeugen eines Überdrucks im Luftschlauch (9) wird die durch UV-Strahlung härtbare Folie (19) an die Innenwandung der beschädigten Rohrleitung (24) gepresst und durch die gegebenenfalls in Längsrichtung im Pack bewegliche UV-Strahlungsquelle (18) innert kurzer Zeit ausgehärtet. Die Folienlänge eines Packs kann zwischen ca. 20 cm und 10 m variieren, je nach Länge des verwendeten Luftschlauchs (9) und der darauf aufgewickelten Folie (19). Das Verfahren eignet sich deshalb zur Instandsetzung lokaler Schadstellen, aber auch zur Sanierung ganzer Rohrabschnitte von mehr als 100 m Länge.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Sanierung oder Instandsetzung von Rohrleitungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sanierung und Erneuerung von nicht begeh¬ baren Rohrleitungen.
Durch Austritt von Gasen und Flüssigkeiten aus alten oder beschädigten Rohrleitungen können ökologische und wirt¬ schaftliche Schäden entstehen. Erneuerungsarbeiten durch Ausgraben der alten Rohrleitungen und Ersetzen durch neue ist insbesondere bei überbautem Grund und Boden durch die dabei entstehenden Schäden und Behinderungen an den Bau¬ werken häufig sehr erschwert oder gar verunmöglicht.
Es sind deshalb Verfahren zum Sanieren resp. zur Instand¬ setzung von beschädigten Rohrleitungen vorgeschlagen wor¬ den, bei denen die bestehenden Rohrleitungen eine Innen¬ auskleidung erfahren.
Allgemein uss bei der Wartung von Rohrleitungen zwischen Instandsetzung (Massnahmen zur Wiederherstellung des Soll-Zustands bei örtlich begrenzten Schäden), Sanierung (Massnahmen zur Wiederherstellung des Soll-Zustands schad¬ hafter Rohrleitungen durch deren technische Veränderung unter Erhalt ihrer Substanz) und Erneuerung (Massnahmen zur Herstellung neuer Kanäle, welche die Funktion der alten, ausser Betrieb genommenen übernehmen; dies kann an dersel¬ ben Stelle durch Auswechslung oder an anderer Stelle durchgeführt werden) unterschieden werden..
Grundsätzlich sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen ein ganzes Rohr durch Innenauskleidung mit einem rohrförmigen Material, z.B. aus Polyeste nadelfilzen, Acrylfilzen, Glasvliesen und Glasgeweben, zusammen mit Kunstharzen, wie Polyester-, Epoxid- und Vinylesterharzen, ausgelegt wird, wobei dieses Material dann an der inneren Oberfläche des Rohrs mittels Wärme oder UV-Licht ausgehär¬ tet wird. Bei diesen sogenannten Umstülpverfahren wird meist ein mit Klebstoff härtbarer Folienschlauch mittels eines Druckmediums umstülpend in die Rohrleitung eingepresst und bis zur Aushärtung des Klebstoffs formsta¬ bil gehalten. Der Folienschlauch kann aber auch konventio¬ nell in das Rohr eingezogen und darin ausgeweitet werden. Solche Verfahren und Vorrichtungen werden definitionsgemäss in der Regel für die Sanierung von Rohrleitungen verwendet. Nachteilig bei diesen Verfahren ist die Tatsache, dass es ökonomisch sinnlos ist, ein ganzes Rohr, das häufig länger als 100 m sein kann, zu sanieren, wenn es nur in einem kleinen Bereich beschädigt ist.
Zur Behebung lokaler Undichtigkeiten, wie sie in den Muffenbereichen und bei Querrissen anzutreffen sind, werden heutzutage meist In ektionsverfahren verwendet. Die Ab¬ dichtung erfolgt mit sogenannten Packern - Spezialgeräten mit zwei aufblasbaren Dichtungsmanschetten und einem starren oder flexiblen Mittelteil. Diese werden über der Schadstelle plaziert und darauf ein Kunstharz in den un¬ dichten Bereich gepresst. Als Injektionsmittel werden üb¬ licherweise Kunstharze auf der Basis von Acrylharzen oder Polyurethanen verwendet. Solche Verfahren und Vorrichtungen werden definitionsgemäss in der Regel für die Instandset¬ zung von Rohrleitungen verwendet.
Bei beiden Verfahren muss in der Regel eine mehr oder we¬ niger grosse Querschnittsverengung der Rohrleitungen in Kauf genommen werden.
Aus ökonomischen Gründen wird man versuchen, eine Rohrlei¬ tung wenn möglich instandzusetzen und nur, falls sich dies als unmöglich erweist, eine Sanierung oder gar Erneuerung durchzuführen. Es zeigt sich auch, dass sämtliche bekannten Verfahren und Vorrichtungen sich entweder für die Instand¬ setzung oder für die Sanierung eignen. Verfahren und Vor¬ richtungen sind jeweils sehr verschieden und benötigen meist eine aufwendige Gerätetechnik direkt vor Ort. Dies bringt Nachteile mit sich, weil man sich gegebenenfalls jeweils für ganz verschiedene Verfahren zu entschliessen hat, die meist nicht vom gleichen Anbieter ausgeführt wer¬ den können, so dass in vielen Fällen eine massgeschneiderte Lösung, bei der man längere und kürzere Rohrabschnitte mit demselben Verfahren und derselben Vorrichtung instandsetzen resp. sanieren könnte, von grossem praktischem Vorteil wä¬ re.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein einfaches, uni¬ versell einsetzbares Verfahren und eine Vorrichtung zum Instandsetzen resp. Sanieren nicht begehbarer Rohrleitungen zur Verfügung zu stellen.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vor¬ richtung zur Instandsetzung resp. Sanierung von Rohrlei¬ tungen mit den kennzeichnenden Merkmalen in den unabhän¬ gigen Patentansprüchen im Zusammenwirken mit dem Oberbe¬ griff dieser Patentansprüche sowie den entsprechenden ab¬ hängigen Patentansprüchen.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist im Zusammenhang mit der erfindungsge ässen Vorrichtung den Vorteil auf, dass auf einfache Art sowohl kurze (z.B. 20 cm für Muffen) als auch lange Rohrabschnitte von bis zu mehr als 100 m Länge mit einem einzigen einfachen Verfahren schnell und preis¬ günstig repariert werden können, ohne dass der Rohrquer¬ schnitt nennenswert verringert wird.
Dank der Dünnwandigkeit der verwendeten Folie eignet sich das Verfahren auch zum Auskleiden von Rohrleitungen mit geringen Querschnitten von 10-30 cm, wobei Rohrabschnitte von ca. 20 cm bis zu ca. 10 , vorzugsweise bis zu 6 m, an einem Stück ausgekleidet werden können. Bei der Auskleidung längerer Rohrabschnitte von bis zu mehr als 100 m können einzelne Folienabschnitte überlappend aneinandergereiht werden. Für die Auskleidung von Rohrleitungen mit einem Querschnitt von ca. 10-30 cm werden 1 bis 4 verschiedene Grossen an Zug-, Transport- und Einlassköpfen gebraucht.
Das Verfahren kann dank der in einer Ausführungart bieg¬ samen Vorrichtung sowohl für gerade als auch gebogene Rohrleitungen angewendet werden, wobei in der Praxis Bogen bis zu ca. 45° ohne weiteres bearbeitbar bleiben.
Als Folie zum Auskleiden der Rohrleitungen kommen solche in Frage, die wasserdicht und durch UV-Licht härtbar sind. Als geeignet haben sich Laminate erwiesen, die eine Schicht fasriges Verstärkungsmaterial, vorzugsweise aus Faserglas (=E-Fasern), und eine Schicht Trägermaterial enthalten, wobei beide Schichten mit einer härtbaren Polymerzusammen¬ setzung so beschichtet sind, dass das Laminat beim Härten wasserundurchlässig wird. Als Trägermaterial wird vorzugs¬ weise ein Glasfasergewebe verwendet und als härtbares Harz ein Polyesterharz, das einen UV-Katalysator enthält. Ins¬ besondere eignet sich als Harz ein Isophthalsäureesterharz und als UV-Katalysator Benzoylbutylether. Das Mengenver¬ hältnis von Faserglas resp. Glasfasergewebe zu Polyester¬ harz bewegt sich in einem Bereich von 4:1 bis 1:4. Das Laminat wird nach aussen vorzugsweise durch 2 dünne Schutzfolien aus vorzugsweise PVC, Nylon oder Polyester geschützt und gestützt. Durch den Laminataufbau der Folie bes. tzt diese die Verstärkungseigenschaften von Faserglas und gleichzeitig die Wasserundurchlässigkeit imprägnierten Glasf sergewebes.
Zur besseren Haftung der Folie an der Innenwandung der Rohrleitung kann ein Haftprimer rohrwandseitig auf die Schutzfolie aufgebracht werden. Als für diesen Zweck geeignet haben sich z.B. mit Ethylglykol, Propylglykol, Butylglykol oder Glycerin veresterte Orthophthalsäureester erwiesen.
Zum besseren Verschliessen der Poren auf der Innenseite der Folie können bevorzugt z.B. mit Ethanol oder Propylenglykol veresterte ungesättigte Isophthalsaureester als Topcoating verwendet werden.
Die Folie wird zu Rollen beliebiger Grosse aufgerollt und mit einer lichtundurchlässigen Schutzhülle umhüllt. Auf diese Weise lässt sich die Folie in Form einer Rolle be¬ liebig transportieren, lagern und vor Ort verwenden, indem man die lichtundurchlässige Schutzhülle entfernt, die Folie auf das gewünschte Mass zuschneidet und die verbleibende Folienrolle wieder mit der Schutzhülle umwickelt.
Die auf das gewünschte Mass zugeschnittene Folie wird dann auf das geeignete Pack, bestehend aus Zugkopf, Einlasskopf und Schlauch mit darin beweglich gelagerter UV-Lampe auf¬ gewickelt. Sofern die Einzugstrecke lang, z.B. mehr als 5 , oder gebogen ist, wird zum Schutz der Folie während des Einziehens in die Rohrleitung ein Transportkopf mit einer daran befestigten, mehrfach verwendbaren, lichtundurchläs¬ sigen Transportfolie aus z.B PVC, PE oder PP über das Pack gestülpt und das Pack mitsamt Transportkopf und Transport¬ folie mittels an den Köpfen befestigten Zugseilen in die Rohrleitung eingezogen und über der Schadstelle positio¬ niert. Dabei ist darauf zu achten, dass der Transportkopf resp. Zugkopf und Einlasskopf etwa 2-8 cm geringere Quer¬ schnitte als die Rohrleitungen aufweisen.
Als Schlauch eignet sich ein aufblasbares, stark ela¬ stisches, hochzugsfestes und transparentes Material. Be¬ sonders geeignet erweisen sich weiche UV-beständige Sili¬ kon-, PA-, PVA-, PU-, PE- oder PVC-Schläuche mit gummiähnlicher Elastizität, extremer Dehnungsmöglichkeit und sehr hohen Festigkeitswerten in der Einreiss- und Abriebfestigkeit, wie sie im Markt angeboten werden. Das Schlauchmaterial kann auf Längen ab ca. 20 cm bis 20 m und mehr zugeschnitten und jeweils an einem Ende am Zug- und am Einlasskopf luftdicht befestigt werden.
Durch zeitlich gestaffeltes Einziehen von mehreren längeren Packungen von z.B. 6 m Länge und Überlappen von deren Enden kann man Rohrleitungen von bis zu 200 m relativ schnell sanieren.
Je nach Länge des Packs können zwischen 1 und 8 hinterein¬ ander angeordnete und an flexiblen Gelenken miteinander verbundene UV-Strahlungsquellen vorzugsweise in Stabform im gleichen Pack verwendet werden. Verwendet werden vorzugs¬ weise auf dem Markt erhältliche UV-Strahlungsquellen im Hochleistungsbereich mit optimaler Strahlungsausbeute im UVA-Wellenlängenbereich, die sich für die Aushärtung von Polyesterharzen besonders eignen und dennoch nur eine ge¬ ringe Wärmestrahlung aufweisen. Dadurch erhält man Aushär¬ tungszeiten des Polyesterharzes von weniger als 1 Minute, vorzugsweise weniger als 30 Sekunden, im Bereich der UV- Strahler.
Vom mit Hilfe der am Zugkopf und Einlasskopf befestigten Zugseile an der Schadstelle positionierten Pack wird der gegebenenfalls vorhandene Transportkopf und die Transport- folie mit einem weiteren am Transportkopf befestigten Zug¬ seil entfernt und mittels Kompressor ein Überdruck von 0,5- -1,5 bar im Schlauch erzeugt. Dadurch wird die Folie an die Innenwandung der Rohrleitung gepresst. Durch die UV- Strahlungsquelle kann nun der Härtungsprozess des Poly¬ esterharzes in Gang gebracht werden. Gleichzeitig kann bei der Bearbeitung längerer Rohrabschnitte das nächste Pack vorbereitet und gegebenenfalls mit dem vorher entfernten Transportkopf und der Transportfolie umhüllt werden. Falls der Schlauch beträchtlich länger ist als die darin verwendete UV-Strahlungsquelle, kann durch kontinuierliches oder diskontinuierliches Verschieben der UV- Strahlungsquelle innerhalb des Schlauchs die ganze Länge der Folie in, wenigen Minuten ausgehärtet werden. Durch die kurze Aushärtungszeit und die verwendeten Materialien ist trotz hoher Leistungsabgabe des UV-Strahlers kein spezielles Kühlaggregat im Innern des Schlauchs nötig.
Nach der Aushärtung wird der Überdruck aus dem Schlauch abgelassen und der Schlauch vorzugsweise evakuiert, wobei er sich von der Folie löst. Damit sich der Schlauch besser von der Folie löst, kann dieser gegebenenfalls ein wachshaltiges Trennmittel auf der Innenseite zugefügt werden. Das Pack kann nun mit Hilfe des Zugseils am Einlass- oder Zugkopf aus der Rohrleitung entfernt werden, wobei aus praktischen Gründen wegen des für den UV-Strahler benötigten Kabels das Pack vorzugsweise am Einlasskopf rausgezogen wird.
Gewünschtenfalls kann in den Einlass- oder Zugkopf z.B. eine Videokamera eingebaut werden. Dadurch erübrigt sich eine Ein essung zur Positionierung der Folie, und der ganze Aushärtungsvorgang kann vom Anwender am Monitor mitverfolgt werden.
Durch die geschilderten Massnahmen können nicht begehbare Rohrleitungen von vorzugsweise 10-30 cm Querschnitt durch eine dünne Schicht von 1-4 mm, vorzugsweise unter 2 mm, einer erfindungsgemässen Folie wieder saniert resp. instandgesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich die Vorrichtung und das Verfahren für die Instandsetzung und Sanierung kurzer als auch längerer Rohrabschnitte gleichermassen eignet, weil der Abstand zwischen Zugkopf und Einlasskopf variabel ist. Dies ermöglicht es, die Länge der härtbaren Folie nach Bedarf auszuwählen. Zudem können erfindungsgemäss mehrere Polyesterfolienabschnitte hintereinander angeordnet werden.
Da das Aushärten der Folie erfindungsgemäss bei niedrigen Temperaturen von ca 40°-50°C und hohen Anpressdrücken erfolgt, entsteht ein fester Verbund zwischen der Rohrleitungsinnenseite und der Folie. Da die Folie bei der nur geringen späteren Abkühlung nicht schwindet, bleibt der Verbund bestehen, so dass die Folie nicht hinterläufig wird. Mit andern Worten wird das Einfliessen von Wasser zwischen Folie und Rohrleitungsinnenseite verhindert. Der starke Verbund erlaubt es auch, dass die ausgehärtete Folie bei Rohranschlüssen oder -einl ufen z.B. mit einem Cutter auf die gewünschte Länge abgeschnitten wird, ohne dass das Folienende mit dem Rohr zusätzlich mittels Abdeckring, -band oder Manschette o.a. verbunden und damit abgedichtet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt Fig.1 einen Teilquerschnitt durch eine Ausfüh¬ rungsart einer erfindungsgemässen Vorrichtung während des Einziehens in eine Rohrleitung.
Fig.2 zeigt einen weiteren Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung während des Aushärtungsvorgangs .
Fig.3 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsart der Erfindung vor Beginn der Aushärtung.
Fig.4 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsart der Erfindung während der Aushärtung. Fig.5 zeigt einen Querschnitt einer bogengängigen Ausführungsart der Erfindung während der Aushärtung.
Fig.6 zeigt einen Querschnitt einer bogengängigen Ausführungsart der Erfindung während der Aushärtung.
In Fig. 1 wird eine erfindungsgemässe Vorrichtung gezeigt, die einen Transportkopf (1) mit einem Zugbügel (2), an welchem eine Zugleine befestigt werden kann, und mit einer TransportkopfÖffnung (25), durch welche die Zugleine des Zugkopfs (5) geführt wird, und mit einer über das Pack ge¬ stülpten Transportfolie (8), die z.B. mittels eines Klemm¬ rings (4) am Transportkopf (1 ) fixiert ist, enthält. Der nicht starr mit dem Zugkopf (5) verbundene Transportkopf (1) kann an der am Transportkopf befestigten Zugleine vom Pack entfernt werden, sobald dieses an der Schadstelle po¬ sitioniert ist. Das Pack selber besteht aus einem Zugkopf (5) mit einer Öse (3), an der eine nicht gezeichnete z.B. segmentierte Zugleine befestigt ist. Die Zugleine kann segmentiert sein, damit der Transportkopf (1), durch dessen Öffnung (25) die Zugleine geführt wird, an der Schnitt¬ stelle jedes beliebigen Segments leicht von der Zugleine getiennt werden kann.
Der Zugkopf (5) weist eine Öse (3) auf, an der die Zugleine des Zugkopfs (5) befestigt ist. Gleitrollen (6) erleichtern das Einziehen des Packs, falls kein Transportkopf (1 ) und keine Transportfolie (8) verwendet werden. Am andern Ende des Packs befindet sich der Einlasskopf (10), der einen Einlass- resp. Auslass-Stutzen (14) für Druckluft, eine Öffnung mit Gleitdichtung (20) für das Zug- und Stromkabel (12) des UV-Strahlers (18) und einen Zugring (13) für ein nicht gezeichnetes Zugseil aufweist.
Eine zwischen 2 Acrylglasringen (22) und einem Schutzrohr (21) aus Quarzglas angeordnete UV-Strahlenquelle (18) mit Starter (15) ist mit dem Einlasskopf (10) lose durch das Zug- und Stromkabel (12) verbunden. Die Acrylglasringe (22) weisen jeweils mindestens zwei federnde Abstandshalter be¬ stehend aus einer Spannfeder (17) und Bolzen (16) mit Laufrollen (26) auf, damit die UV-Strahlenquelle (18) je¬ weils im gleichmässigen Abstand von der Polyesterfolie (19) im Luftschlauch (9) bewegt werden kann.
Ferner befinden sich zwischen Zugkopf (5) und Einlasskopf (10) durch Schraubstifte (27, Fig. 2) fixierte Stäbe oder Drähte (23), die die Längsausdehnung des Packs bei Druck¬ erhöhung im Luftschlauch (9) verhindern.
Der Luftschlauch (9) wird mit dem Zugkopf (5) und dem Einlasskopf (10) mit Hilfe von Klemmringen (7, 11) luftdicht verbunden und die Polyesterfolie (19) überlappend um den Luftschlauch (9) gewickelt, wobei die Länge der Fo¬ lie (19) um wenige Zentimeter kürzer als der Abstand zwi¬ schen den beiden einander zugekehrten Enden des Zugkops (5) und des Einlasskopfs (10) zu sein hat, um ein einwandfreies Anliegen an der Innenwandung der Rohrleitung (24) zu ge¬ währleisten.
In der Fig. 2 wird eine erfindungsgemässe Ausführungsform während der Aushärtphase gezeigt. Der durch Klemmringe (28) am Zugkopf (5) und Einlasskopf (10) fixierte Luftschlauch (9) presst mittels Überdruck die Polyesterfolie (19) an die Innenwandung der Rohrleitung (24). Die UV-Strahlenquelle (18) wird nun kontinuierlich oder diskontinuierlich vom Zugkopf (5) mittels des Zug- und Stromkabels (12) gegen den Einlasskopf (10) gezogen, wobei die auf den Rohrquerschnitt ausgeklappten Abstandshalter, bestehend aus Spannfedern (17), Bolzen (16) und Laufrollen (26), die UV- Strahlenquelle (18) in gleichmässigem Abstand zur Poly¬ esterfolie (19) halten.
Die an der Aussenwandung des Luftschlauchs (9) aufgewik- kelte Polyesterfolie (19) wird solange gegen die Innenwandung der Rohrleitung (24) gepresst, bis sie durch die UV-Strahlenquelle (18) augehärtet ist. Dieser Vorgang dauert einige Sekunden bis höchstens 2 Minuten in der direkten Umgebung der UV-Strahlenquelle (18).
Die Zeidauer, innerhalb welcher die Polyesterfolie (19) in einem Rohrabschnitt ausgehärtet werden kann, hängt bei vorgegebener Leistung der UV-Strahlenquelle (18) von deren Strahlenquellenlänge ab. So kann man bei einer Strahlen¬ quellenlänge von 10 cm ca. 10-30 cm Folienlänge pro Minute, vorzugsweise ca. 20 cm pro Minute, resp. bei verdoppelter Strahlenquellenlänge 20-60 cm pro Minute, vorzugsweise 40 cm pro Minute Folienlänge aushärten.
Nach der Aushärtphase wird der Überdruck aus dem Luft¬ schlauch (9) abgelassen, wobei sich der Schlauch (9) von der nun satt an der Innenwandung der Rohrleitung (24) an¬ liegenden ausgehärteten Polyesterfolie (19) von alleine löst. Das Pack kann nun an einer der Zugleinen aus der re¬ parierten Rohrleitung (24) gezogen werden.
In der Fig.3 wird eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform während des Positionierens in einer Rohrleitung (24) gezeigt. Dazu dienen die Zugseile (32), (51 ) und (40). Am Zugkopf (5) ist mittels Zugring (33) ein Zugseil (32) fixiert. Der Einlasskopf weist ein Zugseil (40) auf. Die Lampeneinheit (31 ) ist während dieses Vorgangs mittels des Bolzens (35) am Einzugskopf (5) fixiert und die Distanzhalterungen (37) liegen an der Lampeneinheit (31) an, um das Positionieren der Vorrichtung in der Rohrleitung (24) zu erleichtern. Dem gleichen Zweck dient die nur einseitig gezeichnete Transportfolie (8). Ferner enthält der Zugkopf (5) ein Abluftventil (34), welches mit einem Bolzen (35) zur Fixierung der Lampeneinheit (31 ) während des Einziehens und Positionierens der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer Rohrleitung (24) kombiniert ist. In der Fig.4 wird die erfindungsgemässe Ausführungsform von Fig.3 während der Aushärtphase gezeigt. Zwischen Rohr (24) und der Aussenseite der Folie (19) befindet sich ein Trennmittel (36). Die Lampeneinheit (31) enthält einen Pneumatikzylinder (41) und pneumatisch gesteuerte Distanzhalterungen (37), welche den UV-Strahler (18) allseitig in etwa im gleichen Abstand zur härtbaren Folie (19) halten. Ferner enhält die Lampeneinheit (31) das Zündgerät resp. den Starter (15) für den UV-Strahler (18) und ein Verschalungsgehäuse (38) für das Züngerät (15). Zur Steuerung der Pneumatik für die Distanzhalterungen (37) dient ein Luftschlauch (39). Die Lampeneinheit (31) wird mit vorbestimmter Geschwindigkeit mittels des Strom-Zugkabels (12) in Pfeilrichtung durch den Luftschlauch (9) gezogen, um die Folie (19) auszuhärten.
In Fig.5 wird eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsart während der Aushärtungsphase gezeigt, die sich insbesondere für die Sanierung resp. Instandsetzung von gebogenen Rohrleitungen (24) eignet. Die Lampeneinheit (68) weist dazu ein an einem Zugring (62) fixiertes Zugseil (61) am gerundeten Lampenkopf vorne (63), Distanzringe (64) z.B. aus Teflon zur Abstandshaltung der Lampeneinheit (68) von der Folie (19) und einen gerundeten Lampenkopf hinten (65) auf. Das Zündgerät mit Verschalungsgehäuse (67) ist mittels Kreuzgelenk (66) mit dem Lampenkopf hinten (65) beweglich verbunden, um Bogen von Rohrleitungen (24) besser umrunden zu können.
In Fig.6 wird die Ausführungsart von Fig.5 während der Aushärtungsphase in einem Rohrleitungsbogen gezeigt. Durch die abgerundeten Lampenköpfe (63, 65) und das separate mittels Kreuzgelenk (66) damit flexibel verbundene Zündgerät mit Verschalungsgehäuse (67) können Sanierungs- resp. Instandsetzungsarbeiten in Rohrleitungsbogen mit Winkeln bis zu 45° und mehr mit dieser Ausführungsart ohne weiteres durchgeführt werden. Falls mehrere in einiger Entfernung voneinander liegende Schadstellen repariert werden müssen, kann dies durch Ap¬ plikation mehrerer jeweils an der entsprechenden Schadstelle positionierten Packungen geschehen. Dies ist insbesondere bei der Sanierung von Rohrleitungsmuffen der Fall. Bei nahe beieinanderliegenden Schadstellen oder bei Sanierungsbedarf längerer Rohrabschnitte kann ein längeres Pack von mehreren Metern Länge oder gar mehrere längere einander im Randbereich knapp überlappende Packungen appliziert werden. Die maximal mögliche Länge eines Packs hängt vom Querschnitt der Rohrleitung (24) ab, der Zugänglichkeit der Rohrleitung (24) und der etwaigen erforderlichen Richtungsänderungen beim Einziehen des Packs in die Rohrleitung (24) und kann bis zu ca. 20 Länge oder mehr aufweisen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Instandsetzung oder Sanierung von nicht begehbaren Rohrleitungen von vorzugsweise 10-30 cm Quer¬ schnitt, dadurch gekennzeichnet, dass man eine um ein Pack gewickelte durch UV-Licht härtbare Folie (19) in eine Rohrleitung (24) einführt und über der Schadstelle posi¬ tioniert, mittels eines Druckmediums, vorzugsweise Luft, die Folie (19) gegen die Innenwandung der Rohrleitung (24) presst, mit einer UV-Strahlenquelle (18) die Folie (19) aushärtet, den Überdruck ablässt und das Pack aus der Rohrleitung (24) entfernt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass vor Einführen des Packs ein Transportkopf (1) mit daran befestigter Transportfolie (8) über das Pack gestülpt wird und beide vor der Druckanwendung wieder entfernt wer¬ den.
3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pack mit am Zugkopf (5) und am Einlasskopf (10) befestigten Zugleinen in das Rohr eingeführt, über der Schadstelle positioniert und wieder entfernt wird.
4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die UV-Strahlenquelle (18) kontinu¬ ierlich oder diskontinuierlich innerhalb des unter Über¬ druck stehenden Luftschlauchs (9) vorzugsweise auf Lauf¬ rollen (26) vom Zugkopf (5) in Richtung Einlasskopf (10) bewegt wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, dass die UV-Strahlenquelle (18) in Abhängigkeit von der Strahlenquellenlänge mit einer Geschwindigkeit von ca. 10-30 cm pro Minute, vorzugsweise ca. 20 cm pro Minute, bei einer Strahlenquellenlänge von 10 cm resp. 20-60 cm pro Minute, vorzugsweise 40 cm pro Minute, bei verdoppelter Strahlenquellenlänge bewegt wird.
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass man für über ca. 10 m, vorzugsweise über 6 m lange reparierbedürftige Rohrleitungen (24) meh¬ rere Packungen zeitlich und örtlich gestaffelt und leicht überlappend in die Rohrleitung (24) einführt, positioniert und aushärtet.
7. Vorrichtung zur Instandsetzung oder Sanierung von nicht begehbaren Rohrleitungen (24) von vorzugsweise 10-30 cm Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Pack enthält, das aus einem Zugkopf (5), einem Einlasskopf (10), der einen Einlass-Stutzen (14) für ein Druckmedium und eine Öffnung (20) für ein Zug- und Stromkabel (12) einer UV- Strahlenquelle (18) aufweist, einem UV-strahlendurchläs¬ sigen Luftschlauch (9), einer innerhalb des Luftschlauchs (9) in Längsrichtung vorzugsweise beweglichen UV-Strahlen¬ quelle (18), die vorzugsweise zwischen zwei Glasringen (22) und einem Schutzrohr (21) gegen den Luftschlauch (9) zu abgegrenzt ist, und einer auf dem Luftschlauch (9) aufgewickelten Folie (19) besteht.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Vorrichtung einen Transportkopf (1 ) mit einer lichtundurchlässigen Transportfolie (8) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Glasringe (22) der UV-Strahlenquelle (18) Distanzhaler zur besseren Beweglichkeit der UV-Strahlenquelle (18) in Längsrichtung des Luftschlauchs (9) und gleichmässigerer Aushärtung der Folie (19) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 7-9, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Folie ■' 19 ) ein Laminat ist, das zwischen zwei ausseren Schichten einer Schutzfolie eine Schicht fasriges Verstärkungsmaterial aus vorzugsweise Fa¬ serglas und eine Schicht Trägermaterial aus vorzugsweise einem Glasfasergewebe, wobei diese beiden inneren Schichten mit einem durch UV-Strahlung härtbaren Polyesterharz, das einen UV-Katalysator enthält, getränkt sind, enthält.
11. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 7-10, da¬ durch gekennzeichnet, dass als Polyesterharz ein Isophthal- säureesterharz und als UV-Katalysator Benzoylbutylether verwendet wird.
12. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 7-11, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Folie (19) rohrwandseitig einen Haftprimer, vorzugsweise einen mit Ethylglykol, Pro- pylglykol, Butylglykol oder Glycerin veresterten Orthoph- thalsäureester enthält.
13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 7-12, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Folie (19) auf der Innen¬ seite ein Topcoating aus vorzugsweise mit Ethanol oder Propylenglykol verestertem ungesättigtem Isophthalsaure¬ ester enthält.
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