[发明专利]用于管的可膨胀封闭塞

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造用于管的可膨胀封闭塞的方法，更具体地，所述塞包括弹性材料的囊状元件。本发明还涉及具有改进设计的可膨胀封闭塞，涉及使用所述封闭塞封闭管的方法，和用于制造可膨胀封闭塞的设备。

背景技术

已知用于封闭管例如气体管道的可膨胀封闭塞。使用中，所述封闭塞在塌缩状态下插入管中的开口中，之后将囊状元件使用加压流体填充，以使囊膨胀到变粗的状态，并且封闭所述管的通道。加压流体可压缩或不可压缩，例如压缩空气、氮气、液压用油或水。为了使囊能够在气体管道的内壁上施加足够的压力，所述囊具有有限的轴向延伸的自由度。为此，将单独的织物材料套管围绕所述囊布置。该单独的套管具有有限的延伸率，从而当囊膨胀时，套管减小或基本上防止囊沿所述管轴向延伸。囊的内压则紧贴所述管的内壁径向施加，从而可获得足够的封闭压力。所述套管也可用于限制径向膨胀。

具有围绕其自身的单独套管的囊的制造非常耗时。另外，这样的囊的工作直径有限，意味着其仅可用于封闭小范围的管径。这不利地意味着，必须使用和库存具有不同标称工作直径的大量的不同的囊。已知具有带单独套管的囊的可膨胀封闭塞的示例。WO2006/044483公开了一种可膨胀扩张的带，其以如下方式构造而成：提供具有不透气内衬和织物保护层的挠性材料；由所述材料形成袋；将套管设置在所述材料上；以及将所述套管压接到所述材料上。EP0664417公开了一种可膨胀密封元件，其包括设置有对抗囊膨胀的增强装置的囊；所述增强元件包括单独的针织材料套管。EP0583819讨论了一种用于封闭管中的通道的装置，其具有可膨胀弹性材料主体和封装可膨胀主体的较小弹性材料构成的套管。所述套管由圆柱状部件形成，在端部处通过倾斜褶进行了改动。

还已知其中囊状元件在其外表面中设置有增强线的塞。线可固定到端部部件，例如如WO2005/003617中讨论的，其中多根增强线段的同心层设置在囊壁的厚度中。在US2005/0229985中讨论的另一个示例中，可膨胀的挠性装置由设置有纤维或网增强结构的乳胶主体形成，所述增强结构以与预织网或随机应用的纤维丝的丝或线圈提供。制造这样的囊状元件的方式同样耗费时间，并且成本高。

在现有公布的专利US5477886中讨论了可用的制造用于管的可膨胀封闭塞的方法，其内容以引用的方式引入本文中。大体上，在所讨论的方法中，囊状元件被膨胀到预定压力，

具有低弹性的线或一组线从囊的一端布设到囊的另一端；和

所述一根或多根线使用例如乳胶附着到囊表面。

根据其中讨论的更具体的实施例，可以：a)同时将线与乳胶同时喷射表面上；b)在喷射之前由纤维纺成线，使用乳胶将其附着，并且随后将其布置在所述囊的表面上；c)从供应源抽出一根线，并且使用缠绕臂将其围绕所述囊端部缠绕，以使大量线圈可布置在所述囊表面上；或d)通过使用具有用于多根线的多个周向取向的引导孔的环形元件将多根增强线施加到囊状元件，将所述囊穿过所述环形元件，并且将多根轴向线布设在其表面上，并且通过位于每一末端处的环固定。

在这些方法中，实践中已经发现围绕所述囊缠绕单根线的方法最有效并且可用。但是使用该方法存在多个问题。为了充分增强囊，必须围绕所述囊设置足够数量的线圈。根据封闭塞将要经受的预期的外部和内部压力和囊的尺寸，线圈的数量通常可在100到几十万范围内，一些囊具有400,000个线圈；更通常地，囊的线圈在10,000到20,000个范围内。施加这么多的线圈很耗时，并且因而成本高。

另外，根据现有工艺，在任何一次仅可添加一种类型的线作为增强材料。这将囊限制为仅具有一种类型的线或具有不同线的不同层。提供不同的线类型需要停工以更改线，并且由于该工艺过程不能在单层线圈层中提供混合的线，因此提供不同的线类型也受到限制。特别地，在一些应用场合中，可能期望提供传导材料(包含金属或石墨)作为套管的一部分。这可能要求线使用特殊的材料，所述特殊的材料可能是昂贵的，并且由于包含传导材料而具有退化的性能。还可能或可替代地需要反复更改线。

已知的封闭塞还遭受使用大量用于将线附着到囊状元件表面的粘合剂之苦。优选的粘合剂材料是乳胶，并且过量材料的使用导致成本增加。还可导致塞具有不必要的厚且非柔性的壁，这使其难以被操纵进出管。由于干燥的要求，还增长制备时间。