Спосіб ремонту підземних трубопроводів під час їх робочого використання для перенесення рідини (варіанти) та пристрій для ремонту підземних трубопроводів (варіанти)

1. Спосіб ремонту підземних трубопроводів під час їх робочого використання для перенесення рідини, який включає операції: - розміщення пристрою навивання труби у заглибленні для доступу, суміжному до трубопроводу, що підлягає ремонту, причому цей пристрій навивання труби має кільцеву камеру, через яку протікає рідина; - подавання у це заглиблення для пристрою навивання труби довгої пластикової або пластичної композиційної стрічки з паралельними першою і другою кромками; - просування стрічки униз у кільцеву камеру таким чином, щоб перша кромка, входячи, прилягала суміжно до другої кромки вже навитого витка стрічки; - запобігання проходженню до першої кромки під час її входження рідини, яка потрапила на другу кромку і проходить униз у напрямку першої кромки; - накладання розплавленої пластикової кульки на першу кромку або на суміжну другу кромку, коли вони входять до щойно навитої труби; і - стискання цієї кульки між першої кромкою і суміжною другою кромкою під час їх входження і формування цим довгої безперервно звареної труби "in situ". 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додатково включає операцію нагрівання щонайменше першої кромки або суміжної другої кромки під час їх входження на щойно навиту трубу для поліпшення адгезії кульки до щонайменше першої кромки під час її входження або до суміжної другої кромки. 2 (19) 1 3 87740 4 - зварювання суміжних витків стрічки у газовій пона другу кромку і проходить униз у напрямку перрожнині з формуванням цим довгої безперервно шої кромки. звареної труби "in situ". 16. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що 10. Пристрій для ремонту підземних трубопровознімач рідини включає очисник, встановлений на дів, який має у складі: рамі, який контактує з другою кромкою в окружній - кільцеву раму, яка має вінцеву частину і базову зоні другої кромки, визначеній дугою між рідиною, частину; що проходить трубопроводом, і точкою зеніту або - напрямну для стрічки, яка розташована навколо точкою, близькою до зеніту, на другій кромці, а кільцевої рами і підтримується нею, і під час роботакож призначений запобігати проходженню до ти машини спрямовує стрічку спіральним шляхом, першої кромки під час її входження рідини, яка який має зеніт; потрапила на другу кромку і проходить униз у на- привідний вузол, встановлений на рамі і признапрямку першої кромки. чений подавати стрічку униз на спіральний шлях у 17. Пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що напрямку навивання таким чином, щоб перша очисник має обертальну щітку. кромка, входячи, прилягала суміжно до другої 18. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що кромки вже навитого витка стрічки; знімач рідини має вузол створення часткового ва- знімач рідини, встановлений на рамі і призначекууму, встановлений на окружній зоні другої кромний запобігати проходженню до першої кромки під ки, тобто на дузі між рідиною, що проходить тручас її входження рідини, яка потрапила на другу бопроводом, і точкою зеніту або точкою, близькою кромку і проходить униз у напрямку першої кромки; до зеніту, на другій кромці. і 19. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що - екструдер, встановлений на рамі, з форсункою, кільцева камера має суттєво циліндричну форму. яка при роботі екструдує розплавлену пластикову 20. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що кульку у місце, розташоване безпосередньо перед вінцева частина має знімний елемент, який можна зазначеним перекриттям. знімати краном. 11. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що 21. Пристрій для ремонту підземних трубопроводів додатково має пару стрічкових защіпних роликів, під час їх робочого використання для перенесення що приводяться привідним вузлом і встановлені рідини, який має у складі: на рамі в окружній зоні приблизно на півдорозі між - циліндричну раму, яка має вінцеву частину і бавінцевою частиною і базовою частиною. зову частину: 12. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що - сукупність суттєво паралельних роликів, які роздодатково має нагрівник, встановлений на рамі і ташовані з інтервалом навколо цієї циліндричної розташований таким чином, щоб нагрівати щорами і підтримуються нею, утворюючи напрямну найменше першу кромку під час її входження або для спрямовування стрічки спіральним шляхом, другу кромку. який має зеніт; 13. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що - пару стрічкових защіпних роликів, встановлених нагрівник має: на рамі в окружній зоні приблизно на півдорозі між - першу газову форсунку, встановлену на рамі і вінцевою частиною і базовою частиною; призначену подавати гарячий газ на першу кромку - первинний привідний вузол, встановлений на під час її входження, і рамі і операційно з'єднаний з защіпними роликами - другу газову форсунку, встановлену на рамі і для просування стрічки униз на спіральний шлях у призначену подавати гарячий газ на другу кромку. напрямку навивання таким чином, щоб перша 14. Пристрій за п. 12, який відрізняється тим, що кромка, входячи, прилягала суміжно до другої нагрівник має: кромки вже навитого витка стрічки; - перший радіатор, встановлений на рамі і призна- знімач рідини, встановлений на рамі і призначечений випромінювати тепло у напрямку першої ний запобігати проходженню до першої кромки під кромки під час її входження, і час її входження рідини, яка потрапила на другу - другий радіатор, встановлений на рамі і признакромку і проходить униз у напрямку першої кромки; чений спрямовувати випромінене тепло у напрямі ку другої кромки. - екструдер, встановлений на рамі, з форсункою, 15. Пристрій за п. 10, який відрізняється тим, що яка при роботі екструдує розплавлену пластикову знімач рідини має третю газову форсунку, встанокульку у місце, розташоване безпосередньо перед влену на рамі і призначену спрямовувати газ у зазначеним перекриттям. напрямку другої кромки, а саме на окружну зону 22. Пристрій за п. 21, який відрізняється тим, що другої кромки, визначену дугою між рідиною, що додатково має вторинний привідний вузол, встапроходить трубопроводом, і точкою зеніту або точновлений на рамі і призначений створювати додакою, близькою до зеніту, на другій кромці, а також тковий привідний обертальний момент для перпризначену запобігати проходженню до першої винного привідного вузла. кромки під час її входження рідини, яка потрапила Винахід стосується ремонту підземних трубопроводів, наприклад, призначених для дощових і каналізаційних вод, зокрема, у випадках, коли тру ба знаходиться в експлуатації і заповнена рідиною. Існують багато способів ремонту підземних трубопроводів. Один з таких способів полягає у 5 87740 6 прокопуванні "початкової траншеї", в яку укладаБажано, щоб операція нагрівання включала ють нову трубу. Цю трубу потім проводять до перподачу гарячого газу на першу кромку під час її вісної труби і з'єднують їх, отримуючи нову трубу. входження для нагрівання цим газом першої кромЗастосування цього способу вимагає, щоб труби ки і подачу гарячого газу на суміжну другу кромку були сухими. Для цього часто застосовують "викадля нагрівання другої кромки. чування на поверхню" (викачування води, каналіБажано, щоб операція запобігання включала заційних відходів або іншої рідини на поверхню, подачу газу на другу кромку, а саме, на окружну щоб вибільними секцію трубопроводу, що підлягає зону другої кромки, визначену дугою між рідиною, ремонту). що проходить трубопроводом, і точкою зеніту або Такі способи є небажаними, оскільки пов'язані точкою, близькою до зеніту, на другій кромці. з великими витратами і складністю процесу викаБажано, щоб газ, який подають на другу кромчування. ку, був спрямований суттєво протилежно до наІнший спосіб ремонту підземних трубопроводів прямку руху другої кромки. полягає у введенні у траншею доступу навивної В іншому варіанті операція запобігання вклюмашини і подаванні довгої пластикової стрічки у чає витирання другої кромки в її окружній зоні, цю траншею. Машина навиваючи стрічку, формує визначеній дугою між рідиною, що проходить трудовгу спіральну трубу. Заявник розробив різні мабопроводом, і точкою зеніту або точкою, близькою шини і способи навивання такої спіральної труби. до зеніту, на другій кромці. Деякі з цих способів не потребують викачування Бажано, щоб витирання включало чищення на поверхню і можуть застосовуватись для ремонобертальною щіткою, що обертається протилежно. ту трубопроводів, коли вони працюють. Ці спосоУ ще одному варіанті операція запобігання би, однак, не є придатними для отримання зварної включає створення часткового вакууму в окружній труби. зоні другої кромки, визначеній дугою між рідиною, У деяких випадках бажано отримати повнощо проходить трубопроводом, і точкою зеніту або зварну труби. Повнозварні труби або безперервно точкою, близькою до зеніту, на другій кромці. зварені труби є герметичними. Згідно з другим аспектом, винахід включає Задачею винаходу є створення способу ремоспосіб ремонту підземного трубопроводу під час їх нту працюючих підземних труб, який усуває або робочого використання для перенесення рідини, щонайменше мінімізує потребу у викопування траякий включає операції: ншеї і забезпечує отримання безперервно зваре- розміщення пристрою навивання труби у заної труби. глибленні для доступу, суміжному до трубопровоЗгідно з першим аспектом, винахід включає ду, що підлягає ремонту, причому пристрій нависпосіб ремонту підземних трубопроводів під час їх вання труби має кільцеву камеру, через яку робочого використання для перенесення рідини, протікає рідина; який включає операції: - подавання у це заглиблення для пристрою - розміщення пристрою навивання труби у занавивання труби довгої пластикової або пластичглибленні для доступу, суміжному до трубопровоної композиційної стрічки з паралельними першою ду, що підлягає ремонту, причому цей пристрій і другою кромками; навивання труби має кільцеву камеру, через яку - навивання стрічки з подаванням її у кільцеву протікає рідина; камеру для формування суміжних витків; - подавання у це заглиблення для пристрою - подачі струменю гарячого газу на зону, що навивання труби довгої пластикової або пластичперекриває суміжні витки стрічки, і створення цим ної композиційної стрічки з паралельними першою порожнини у рідині; і і другою кромками; - зварювання суміжних витків стрічки у газовій - просування стрічки униз у кільцеву камеру порожнині з формуванням цим довгої безперервно таким чином, щоб перша кромка, входячи, прилязвареної труби "in situ". гала суміжно до другої кромки вже навитого витка Згідно з третім аспектом, винахід включає стрічки; пристрій для ремонту підземних трубопроводів, - запобігання проходженню до першої кромки який має у складі: під час її входження рідини, яка потрапила на дру- кільцеву раму, яка має вінцеву частину і багу кромку і проходить униз у напрямку першої крозову частину; мки; - напрямну для стрічки, яка розташована на- накладання розплавленої пластикової кульки вколо кільцевої рами і підтримується нею і під час на першу кромку або на суміжну другу кромку, короботи машини спрямовує стрічку спіральним ли вони входять до щойно навитої труби; і шляхом, який має зеніт; - стискання цієї кульки між першої кромкою і - привідний вузол, встановлений на рамі і присуміжною другою кромкою під час їх входження і значений подавати стрічку униз на спіральний формування цим довгої безперервно звареної шлях у напрямку навивання таким чином, щоб труби "in situ". перша кромка, входячи, прилягала суміжно до друБажано, щоб цей спосіб додатково включав гої кромки вже навитого витка стрічки; операцію нагрівання щонайменше першої кромки - знімач рідини, встановлений на рамі і приабо суміжної другої кромки під час їх входження на значений запобігати проходженню до першої крощойно навиту трубу, що поліпшує адгезію кульки мки під час її входження рідини, яка потрапила на до щонайменше першої кромки або суміжної друдругу кромку і проходить униз у напрямку першої гої кромки під час їх входження. кромки; і 7 87740 8 - екструдер, встановлений на рамі, з форсунмну для спрямовування стрічки спіральним шлякою, яка при роботі екструдує розплавлену пласхом, який має зеніт; тикову кульку у місце, розташоване безпосередньо - пару стрічкових защіпних роликів, встановлеперед зазначеним перекриттям. них на рамі в окружній зоні приблизно на півдорозі Бажано, щоб цей пристрій додатково включав між вінцевою частиною і базовою частиною. пару стрічкових защіпних роликів, що приводяться - первинний привідний вузол, встановлений на привідним вузлом і встановлені на рамі в окружній рамі і операційно з'єднаний з защіпними роликами зоні приблизно на півдорозі між вінцевою частидля просування стрічки униз на спіральний шлях у ною і базовою частиною. напрямку навивання таким чином, щоб перша Бажано, щоб цей пристрій додатково включав кромка, входячи, прилягала суміжно до другої нагрівник, встановлений на рамі і розташований кромки вже навитого витка стрічки; таким чином, щоб нагрівати щонайменше першу - знімач рідини, встановлений на рамі і прикромку під час її входження або другу кромку. значений запобігати проходженню до першої кроБажано, щоб нагрівник включав: мки під час її входження рідини, яка потрапила на - першу газову форсунку, встановлену на рамі другу кромку і проходить униз у напрямку першої і призначену подавати гарячий газ на першу кромкромки; і ку під час її входження, і - екструдер, встановлений на рамі, з форсун- другу газову форсунку, встановлену на рамі і кою, яка при роботі екструдує розплавлену пласпризначену подавати гарячий газ на другу кромку. тикову кульку у місце, розташоване безпосередньо В іншому варіанті нагрівник включає: перед зазначеним перекриттям. - перший радіатор, встановлений на рамі і Бажано, щоб цей пристрій додатково включав призначений випромінювати тепло у напрямку вторинний привідний вузол, встановлений на рамі першої кромки під час її входження; і і призначений створювати додатковий привідний - другий радіатор, встановлений на рамі і приобертальний момент для первинного привідного значений спрямовувати випромінене тепло у навузла, прямку другої кромки. Далі розглядаються конкретні втілення винаБажано, щоб знімач рідини включав третю гаходу (які є лише ілюстративними і не обмежують зову форсунку, встановлену на рамі і призначену винаходу) з посиланнями на креслення, в яких: спрямовувати газ у напрямку другої кромки, а саФіг.1 - схематичний вигляд перетину підземноме, на окружну зону другої кромки, визначену дуго трубопроводу у процесі ремонту з застосувангою між рідиною, що проходить трубопроводом, і ням способу згідно з винаходом, точкою зеніту або точкою, близькою до зеніту, на Фіг.2а - перспективний вигляд пристрою навидругій кромці, а також призначену запобігати провання труби, що використовується у способі Фіг.1, ходженню до першої кромки під час її входження Фіг.2b - детальний перспективний вигляд веррідини, яка потрапила на другу кромку і проходить хньої частини пристрою Фіг.2а, униз у напрямку першої кромки; Фіг.3а - схематичний детальний вигляд переВ іншому варіанті знімач рідини включає очистину, що ілюструє спосіб і пристрій, зображені на ник, встановлений на рамі, який контактує з друФіг.1, 2 і 2b, гою кромкою в окружній зоні другої кромки, визнаФіг.3d, 3с і 3d є подібними Фіг.3а, але для інченій дугою між рідиною, що проходить ших втілень, трубопроводом, і точкою зеніту або точкою, близьФіг.4а - схематичний детальний вигляд прикою до зеніту, на другій кромці, а також призначестрою, Фіг.2а і 2b, ний запобігати проходженню до першої кромки під Фіг.4b - перспективний детальний вигляд причас її входження рідини, яка потрапила на другу строю Фіг.2а і 2b, але з іншими підігрівними засокромку і проходить униз у напрямку першої кромки; бами, Бажано, щоб очисник включав обертальну щіФіг.5 - перетин пластикової композитної стрічтку. ки (профілю), що використовується у способі, ілюУ ще одному варіанті знімач рідини включає строваному Фіг.1 і 3а, і вузол створення часткового вакууму, встановлеФіг.6 - перспективний вигляд труби, виготовний на окружній зоні другої кромки, тобто на дузі леної способом, ілюстрованим попередніми Фіг. між рідиною, що проходить трубопроводом, і точНа Фіг.1 зображено пристрій 10 навивання кою зеніту або точкою, близькою до зеніту, на друтруби у заглибленні 3 для доступу, суміжному до гій кромці. трубопроводу 5, що підлягає ремонту. Пристрій 10 Бажано, щоб кільцева камера мала суттєво навивання труби має кільцеву раму 40 (Фіг.2а), циліндричну форму. через яку може протікати рідина. Трубопровід або Бажано, щоб вінцева частина включала знімтрубу 5 можна відновлювати в їх робочому стані ний елемент, який можна знімати краном. (наприклад, коли несуть дощову воду або каналіЗгідно з четвертим аспектом, винахід включає заційні відходи). пристрій для ремонту підземних трубопроводів під Котушка 160, розташована над поверхнею зечас їх робочого використання для перенесення млі постачає пристрою 10 навивання труби довгу рідини, який має у складі: пластикову або пластикову композиційну стрічку - циліндричну раму, яка має вінцеву частину і 12, подаючи її униз у заглиблення 3. Можуть бути базову частину; використані різні стрічки або профілі. Фіг.5 містить - сукупність суттєво паралельних роликів, які перетин двох суміжних витків композитної стрічки, розташовані з інтервалом навколо цією циліндрипридатної для використання у способі винаходу. чної рами і підтримуються нею, утворюючи напря 9 87740 10 Пристрій 10 (Фіг.2а, 3а і 4) включає кільцеву через лінію 81 постачання і має форсунку 85, яка циліндричну раму 40 з вінцевою частиною 42, яку накладає розплавлені кульки пластика на першу можна знімати краном з гаком 2. Кільцева рама кромку 16 під час її входження (Фіг.4а). також має базову частину 49, яка може лягати на Як для стрічки 12, так і для екструдера 80 мотрубопровід 4. Пристрій 10 також має сукупність жна використовувати дешевий поліетиленовий суттєво паралельних роликів 41, які розташовані з пластик, який до того ж має відмінні хімічні власінтервалом навколо і кільцевої рами 40 і підтритивості і тому є добре придатним для відновлення муються нею. Ролики 41 утворюють напрямну для труб. Хоча він не має жорсткості ПВХ, але у комбістрічки 12 навколо спіральногошляху при роботі нації з зміцнюючою стрічкою 30 (Фіг.5) забезпечує машини. Цей шлях має зеніт суміжно до вінця кінавивання жорсткої труби. Хоча спосіб згідно з льцевої рами 40. винаходом є особливо придатним для викорисПристрій 10, крім того, має пару первинних тання поліетилену, можуть бути використані і інші стрічкових роликів 71, 72, встановлених на рамі 40 пластики. у місці на окружній півдорозі між вінцевою частиПісля накладання пластика на першу кромку ною 42 і базовою частиною 49. На рамі 40 також 16 кульки стискаються між першою кромкою 16, встановлено привідний вузол 53 для просування що входить, і суміжною другою кромкою 18 і у вузстрічки 12 спіральним шляхом у напрямку навилі защіпних роликів первинного привідного вузла вання таким чином, що суміжні кромкові частини 70 між протилежними роликами 71 і 72. На Фіг.5 16, 18 суміжних витків стрічки 12 перекриваються. показано отриманий зварний шов 19. Оскільки цей Газова форсунка 99, встановлена на рамі 40 процес є безперервним, отримане зварювання подає газ (у даному втіленні повітря) у поперечнотакож є безперервним. му напрямку і має компоненти, спрямовані до зеніХоча на кресленнях показано накладання ту шляху стрічки і проти напрямку навивання стрікульок на першу кромку 16, в інших втіленнях вички 12. Газова форсунка 99 відвертає потрапляння находу кульки накладають на суміжну другу кромводи і уламки (акреції) 9 (Фіг.3а) униз у зону зваку. рювання, що показано схематично на Фіг.3а. Трубопровід 94 (Фіг.2b і 3а) проводить гаряче Фіг.2b ілюструє додаткову форсунку 99', яка повітря до форсунок 95, 97. Форсунка 97 спрямодопомагає очищати кромку стрічки від води і уламвує гаряче повітря на суміжну другу кромку у наків. В інших втіленнях винаходу така додаткова прямку, суттєво протилежному напрямку руху цієї форсунка не використовується. В обидві форсунки кромки. Гаряче повітря з форсунок 95 і 97 підігріпостачається стиснуте повітря через лінію 108 і ває і висушує кромки стрічки 12 для полегшення колектор 105. зварювання. Можуть бути використані і інші засоби Можуть бути використані і інші засоби відверпопереднього нагрівання кромок стрічки для спритання потрапляння акрецій униз у зону зварюваняння зварюванню. Наприклад, можна використоня. Деякі з таких засобів показано на Фіг.3b, 3с і вувати випромінювальні нагрівники, наприклад, 3d. електричні резисторні випромінювальні нагрівники Фіг.3b і Зс зображують знімачі рідини у формі 61, 62 (Фіг.4b). Для полегшення зварювання моочисників. Очисником на Фіг.3b є щітка 199, що жуть бути також використанні фрикційні нагрівальобертається у протилежному напрямку 197 мотоні засоби. ром 198. Хоча припустимим є застосування різних Пристрій, описаний і ілюстрований Фіг.4, може моторів, бажано, щоб мотор 198 був пневматичбути використаний для ремонту підземних трубоним або гідравлічним. На Фіг.3с зображено інший, проводів в робочих умовах, тобто коли вони неспрощений очисник 199' у формі гнучкого гумового суть рідину. Після розміщення пристрою навиванабо пластикового елемента. ня труби у заглибленні для доступу суміжно до Фіг.3d містить інший знімач рідини, який має трубопроводу, що підлягає ремонту, для нього вузол 196 створення часткового вакууму з всмокподають довгу пластикову або пластичну композитувальною форсункою 99. тну стрічку 12 униз через заглиблення 3 для доНа Фіг.2b зображено підйомне вушко 112 для ступу (Фіг.1). Стрічку 12 просувають униз у циліндзнімання рами 111 (Фіг.2а). ричну камеру 40' таким чином, щоб перша кромка, Намотувальний пристрій з Фіг.2а, 2b і 5 привовходячи, прилягала суміжно до другої кромки вже диться гідромотором 60 (не показаним), придатнавитого витка стрічки 12. Повітря, що з високою ним для роботи у важких умовах, який створює швидкістю спрямовується форсунками 99, 99' зависокий обертальний момент для просування побігає проходженню до першої кромки під час її стрічки 12 навколо внутрішніх частин роликів 41. входження рідини і уламків, які потрапили на другу На Фіг.3d зображено, як варіант, вторинний привікромку і проходить униз у напрямку першої кромки. дний вузол з защіпними роликами 121 і 122. Цей Гаряче повітря подається на першу кромку 16, що вторинний привідний вузол створює додатковий входить, і на суміжну другу кромку 18 для підігріпривідний обертальний момент, який уможливлює вання цих кромок перед накладанням на них роззастосовування частин більшої довжини, виготовплавленого кулькоподібного пластика і перед стилені "in situ". Фіг.3d ілюструє первинний привідний сканням кульок між першою кромкою 16 і суміжною вузол 70 і вторинний привідний вузол 120. Вториндругою кромкою 18. ний привідний вузол може бути застосований в Описаний спосіб дозволяє навивати трубу "in інших втіленнях винаходу, схематично ілюстроваsitu", коли трубопровід 4 продовжує працювати. них на Фіг.3а, 3b і 3с. Однак, якщо трубопровід 4 працює з граничним На Фіг.2а, екструдер 80 утворює частину приабо майже граничним навантаженням, то рівень строю 10. Екструдер 80 отримує пластикові кульки води, показаний на Фіг.3а, буде суттєво вищим. 11 87740 12 Згідно з ще одним аспектом, спосіб згідно з винаТруба 100, навита будь-яким з описаних вище ходом може бути використаний і в таких умовах. способів, показана у перспективному вигляді на Спосіб згідно з другим аспектом винаходу включає Фіг.6. Така труба є безперервно звареною трубою і операцію подавання струменю гарячого газу на може слугувати герметичним трубопроводом визону, що перекриває суміжні витки стрічки, і ствосокої міцності. рення цим порожнини у рідині. Внаслідок цього Винахід був описаний на прикладах бажаних зварювання суміжних витків відбувається у цій втілень для кращого розуміння винаходу, але зрогазовій порожнині. У решті цей спосіб є подібним зуміло, що припустимими є різні модифікації у меописаному вище способу згідно з винаходом у йожах принципів винаходу. Винахід включає всі такі го першому втіленні. модифікації. 13 87740 14 15 87740 16 17 87740 18 19 87740 20 21 87740 22 23 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 87740 Підписне 24 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601