DE2125033B2 - Rohrleitungsmolch zum Messen der Abweichungen des Innendurchmessers einer Rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrleitungsmolch mich dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt sind Rohrleitungsmolche der gattungsgemäßen Art (US-PS 32 51 136,32 16 122 und 31 95 236), bei ->o welchen ein innerhalb einer Rohrleitung bewegbares Meßgerät Fühlerarme aufweist, welche an der Innenwand der Rohrleitung abgreifen, derart, daß Bewegungen der Fühlerarme für Aufzeichnungen auf Meßelementen benutzt werden. Bei dem Aufbau derartiger ϊϊ Meßgeräte sind im allgemeinen Meßeinrichtungen und Antrieb voneinander getrennt Auch ist es erforderlich, eine Vielzahl einzelner Fühlerarme vorzusehen, um den gesamten Innenumfang einer Rohrleitung abgreifen zu können. In dem Maße, in dem derartige Meßeinrichtun- w> gen vielteilig aufgebaut sind und empfindlich reagieren, unterliegen sie der Gefahr der Zerstörung durch das in der Leitung befindliche Fluid, falls der Rohrleitungsmolch durch eine fluidführende Leitung bewegt wird.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Rohrleitungsmolch der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß das Antriebssystem und die Meßeinrichtung in baulich einfacher Weise miteinander gekoppelt werden können. Es soll insbesondere möglich sein, den Rohrleitungsmolch innerhalb von fluidführenden Leitungen einzusetzen, ohne daß eine Zerstörung der für die Messungen verwendeten Teile zu befürchten ist Trotz baulich einfacher Konstruktion soll es mit Hilfe des Rohrleitungsmolchs möglich sein, auch Rohrleitungen verschieden großen Durchmessers zu durchfahren, ohne daß ein Austausch der verwendeten Teile von Nöten ist

Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Der Rohrleitungsmolch ist von sehr einfachem Aufbau, wobei Antriebs- und Meßelemente miteinander verbunden sind. Der Rohrleitungsmolch kann innerhalb t:ner Rohrleitung in herkömmlicher Weise bewegt werden, da die Führungsteile, von welchen wenigstens eines als Schale ausgebildet ist unter guter Abdichtung am Innenumfang der Rohrleitung anliegen. Der Rohrleitungsmolch kann also infolge existierender Druckunterschiede in an sich bekannter Weise bewegt werden, wobei die Elastizität des Ringes dazu beiträgt, daß der Molchkörper auch Rohrdurchmesser verschiedener Abmessung durchfahren kann. Die zum Vortrieb und zur Führung dienenden Schalen dienen gleichzeitig zur Beaufschlagung der konstruktiv einfachen und dennoch äußerst wirksamen Fühlerelemente, weiche in geschützter Lage innerhalb des Rohrleitungsmolches angebracht werden können. Gegebenenfalls ist es bei Verwendung in Rohrleitungen unterschiedlicher Abmessung nur erforderlich, die Fühlerarme hinsichtlich ihrer Länge auszutauschen, d. h. der Rohrleitungsmolch ist bei einem Minimum baulichen Aufwandes universell verwendbar. Die Abnutzung am Außenumfang der Schalen ist gleichfalls minimal, da die Schalen aus an sich bekannten elastischen und reibungsarmen Materialien gefertigt werden können. Die innerhalb der Schalen befindlichen Fühlerelemente kommen also nicht in unmittelbare Berührung mit der Rohrleitungsinnenwand, ein Vorteil, welchem beim Passieren scharfer Hindernisse große Bedeutung zukommt

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert

F i g. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines zum Messen der Abweichungen des Innendurchmessers einer Rohrleitung dienenden Rohrleitungsmolchs in seiner Meßlage innerhalb einer Rohrleitung,

Fig.2 ist eine vergrößerte Ttilschnittansicht des bezüglich Bewegungsrichtung hinteren Teils des Rohrleitungsmolchs;

F i g. 3 ist eine vergrößerte rückwärtige Ansicht des in Fig. 1 wiedergegebenen Rohrleitungsmolches;

F i g. 4 ist eine Darstellung eines Meßstreifens mit auf dem Meßstreifen wiedergegebenen Aufzeichnungen entsprechend unterschiedlicher Durchmesserabweichungen; und

Fig.5 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausfuhrungsform des Rohrleitungsmolchs.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Rohrleitungsmolch dargestellt, der sich innerhalb eines Rohres P befindet. Der Rohrleitungsmolch wird durch einen mittleren Körper 10 und durch Führungsteile gebildet, welche den Körper 10 innerhalb des Rohres tragen und außerdem verhindern, daß in der Leitung befindliches Medium entlang des Rohrleitungsmolches strömt. Auf diese

Weise wird erreicht, daß der Rohrleitungsmolch durch das Medium entlang des Rohres transportiert wird. Der in Fig.! dargestellte Rohrleitungsmolch weist zwei halbkugelförmige, hohle Schalen Il und 12 auf, welche sich an den beiden Enden des Körpers 10 befinden. Der Außendurchmesser an den Hinterkanten dieser Schalen ist in entlastetem Zustand, d. h. vor Einführen des Rohrleitungsmolches in das Rohr, etwas größer als dem Innendurchmesser des Rohres ^entspricht

Bei der in Fig.2 und 3 dargestellten Ausführungsform ist die bezüglich Bewegungsrichtung rückwärtige Schale 12 als einheitlicher Ring 14 ausgebildet, welcher gleitend an der Innenward des Rohres P anliegt. Der Ring 14 ist mit dem Körper 10 verbunden und wird elastisch nach außen in gleitende Berührung mit der Innenwandung des Rohres P gedrückt, kann jedoch auch nach innen gerichtet verformt werden. Wenn ein Rohrleitungsmolch infolgedessen eine im Rohr befindliche Unregelmäßigkeit passiert, beispielsweise einen Vorsprung, wie er in F i g. 2 der Zeichnung dargestellt ist, dann bewegt sich ein Segment 12a der .Schale 12 nach innen gerichtet Da die Schale bei Einführen in das Rohr leicht nach innen gedrückt wurde, kann sich ein Segment 12a auch nach außen gerichtet bewegen, also wenn das Segment auf eine seitliche Öffnung im Rohr auftrifft

Der Rohrleitungsinolch weist Fühlerarme 18 auf, welche im Abstand zueinander am Umfang des Molchkörpers ausgerichtet und mittels Zapfen 19 angelenkt sind. Die Fühlerarme erstrecken sich so nach außen, daß ihre freien Enden am Inneren des Ringes 14 anliegen. Auf diese Weise können die Fühlerarme 18 den Bewegungen der Segmente 12a folgen und sich dabei um die entsprechenden Zapfen 19 drehen. Diese Schwenkbewegung wird als Anzeige der Auslenkung der Innenwand des Rohres gegenüber einem Nominaldurchmesser verwendet Die Schwenkbewegungen werden über ein geeignetes, nachfolgend ausführlicher beschriebenes Gelenksystem auf ein Aufzeichnungsgerät 20 übertragen.

Das Aufzeichnungsgerät 20 weist einen geeigneten Aufzeichnungsträger auf, so einen Meßstreifen 21, welcher durch einen Schrittmotor 22 in einzelnen Schritten angetrieben werden kann. So kann der Meßstreifen jeweils 0,025 mm pro 25 nm Bewegung des Rohrleitungsmolchs innerhalb des Rohres bewegt werden. Die Schaltung zur Steuerung des Schrittmotors kann zusammen mit einer geeigneten Stromquelle innerhalb eines Gehäuses 23 im Inneren des Rohrleitungsmolchs angeordnet werden. Die Schaltung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß der Schrittmotor 22 um einen Schritt bzw. eine Bewegungsstufe bewegt wird, wenn sich das in F i g. 1 dargestellte, an der Unterseite des Rohrleitungsmolchs angeordnete Meßrad 24 um eine Umdrehung dreht. Das Meßrad 24 kann mit einen: an einer Seitenfläche eingebetteten Permanentmagneten versehen sein, welcher die Betätigung eines in einem Tragarm 25 befindlichen Zungenschalters jedesmal dann auslöst, wenn das Meßrad eine Umdrehung vollendet. Der Tragarm 25 ist am Rohrleitungsmolch angelenkt und wird elastisch nach außen verspannt, um das Meßrad 24 an die Innenwand der Rohrleitung anzulegen, so daß es an diesem entlangrollt.

Die Vorrichtung zum Messen der Abweichungen des Innendurchmessers des Rohres weist fernerhin einen Schaft 26 auf, welcher relativ zum Rohrleitungsmolch in Längsrichtung bewegb ist und einen Schreibstift 27 trägt. D'e verschiedenen Fühlerarme 18 sind jeweils mit Hilfe einet. Gelenksystems 28—34 mit dsm Schaft 26 verbunden. Wenn einer oder mehrere Fühlerarme nach Maßgabe des eine Unebenheit passierenden Rohrleitungsmolchs verschwenkt werden, dann werden der

Ί Schaft 26 und der Schreibstift 27 entsprechend bewegt, derart, daß eine Aufzeichnung der Unebenheit des Rohres /»am Meßstreifen vorgenommen wird. Vorzugsweise ist das Gelenksystem mit einer Integriervorrichtung versehen, welche das Ausmaß der Bewegung

i'< diametral gegenüberliegender Fühlerarme summiert bzw. integriert. Auf diese Weise kanti Jas Ausmaß des wirklichen minimalen Innendurchmessers der Rohrleitung sogar dann erstellt werden, wenn sich der Rohrleitungsmolch außermittig bewegt hat Es wird also

ij vermieden, daß ein irreführendes Signal dann erzeugt wird, wenn der Rohrleitungsmolch eine scharfe Biegung durchläuft.

Das Gelenksystem weist ein Spannorgan 28 für jeden der Fühler-arme 18 auf. Jedes Spannorgan ist an der durch Bezugsnummer 29 bezeichneten Stelle am entsprechenden Fühlerarm angelenkt, während es an der mit Bezugsnummer 30 bezeichneten Stelle an einer Platte 31 angelenkt ist Die Platte ist mittels einer Universalverbindung an den Schaft 26 angeschlossen.

Die Vc/bindung ist mit einem halbkugelförmigen Anschlag 32 versehen, welcher vom Schaft getragen ist und an der Platte 31 so anliegt daß er die Kanten einer darin befindlichen öffnung 33 berührt Die Platte 31 wird mit Hilfe einer Feder 34 in Anlage am Anschlag 32

in gehalten.

Vie Fühlerarme 18 werden mittels einer Vorrichtung elastisch nach außen in Anlage an den Ring 14 gedrückt Gemäß Darstellung besteht die hierfür verwendete Vorrichtung aus drei Federn 35, welche sich zwischen der Platte 31 und dem Gehäuse des Rohrleitungsmolchs erstrecken.

Wenn der Rohrleitungsmolch ein Rohr normalen Querschnitts passiert, befinden sich die Fühlerarme gemäß Darstellung in der durch ausgezogene Linien

-ίο dargestellten Position, so daß die Aufzeichnung am Meßstreifen 25 eine gerade Linie wiedergibt Sollte jedoch der Rohrleitungsmolch auf einen Vorsprung auf treffen, so auf den Vorsprung 16 gemäß F i g. 2, dann wird der am Vorsprung befindliche Bereich des um den Umfang sich erstreckenden Ringes 14 gemäß Bezugsnummer 17 nach innen ausgelenkt Dies hat zur Folge, daß sich der Fühlerarm im Bereich dieser Ausbiegung nach innen verlagert, wie durch Bezugsnummer 18a wiedergegeben ist Die Platte 31 wird also in die

>o gestrichelt durch Bezugsnummer 31a dargestellte Position bewegt, so daß der Schaft 26 entsprechend der. Schreibstift 27 verlagert Dieser zeichnet nunmehr eine Auslenkung am Aufzeichnungsträger auf. Während dieser Bewegung verbleibt der dem Vorsprung diame-

Y) trat gegenüberliegende Bereich des Ringes 14 in normaler Anlage an der Rohrleitung, so daß sich der in Anlage an diesem Teil befindliche Fühlerarm nicht bewegt. Die Platte 31 verlagert sich infolgedessen um den Schwenkpunkt des unteren Fühlerarmes mit der Platte. Alle weiteren Fühlerarme werden unter verschieden großem Ausmaß bewegt, wodurch die Winkellage der Platte durch diametral einander gegenüberliegende Fühlerarme bestimmbar ist Als Folge davon stellt ά<°. Bewegung des Schafts 26 ein

hi Ausmaß der tatsächlichen Veränderung im Durchmesser des Rohres am Punkt größter Einschnürung dar. Wenn sich der Vorsprung beträchtlich um den Umfang erstreckt, dann können einige Fühlerarme und demee-

maß einige Segmente 12a nahe des Vorsprunges gleichzeitig nach innen verlagert werden. Das Ausmaß der Bewegung des Schafts 26 wird dennoch durch den am weitesten nach innen sich bewegenden Fühlerarm und durch sein diametral gegenüberliegendes Gegenstück bestimmt. Sollte der Vorsprung oder das Hindernis so bemessen sein, daß sich der Rohrleitungsmolch außermittig bewegt, dann bewegen sich der Fühlerarm am Vorsprung und sein diametral gegenüberliegendes Gegenstück beide nach innen. Die Platte 31 summiert diese Bewegungen und erstellt eine wahrhafte Anzeige für die Tiefe bzw. das Höhenmaß des Vorsprunges. Wenn der zur Messung der Abweichungen dienende Rohrleitungsmolch auf einen unrunden Teil der Rohrleitung auftrifft, dann werden die Fühlerarme am minimalen Durchmesser der Rohrleitung gleichzeitig nach innen bewegt, um das Ausmaß der Bewegung des Schafts 26 zu steuern.

Sollte sich der Rohrleitungsmolch entlang einer Seitenöffnung bewegen, dann verlagert sich der am Umfang befindliche, die Seitenöffnung bedeckende Teil des Ringes 14 nach außen! da die Schale vor Einführung in die Rohrleitung zunächst etwas zusammengepreßt wurde.

In Fig. 4 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Meßaufzeichnung dargestellt, welche Vorsprünge verschiedener Abmessung innerhalb einer Rohrleitung großen Durchmessers wiedergibt, so in einem Rohr mit einem Durchmesser von etwa 91 cm. Es ist erkennbar, daß das Instrument auf sehr kleine Durchmesseränderungen anspricht und trotzdem zum Messen und Aufzeichnen von Änderungen großen Durchmessers geeignet ist. Dies ist auf die besondere Geometrie des Meßsystems (Länge und Winkel der Fühlerarme) zurückzuführen. Durch entsprechende Umgestaltung können verschiedene Empfindlichkeiten erzielt werden.

In F i g. 5 der Zeichnung ist eine weitere Ausführungsform des Rohrleitungsmolches nach der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform können die beiden Führungsteile in beiden Richtungen innerhalb des Rohres bewegt werden. Die vordere Schale ist durch ein Paar kreisförmiger, elastischer Scheiben 36 ersetzt, während die rückwärtige Schale in Form einer nahezu geschlossenen Hohlkugel 36' ausgebildet ist. Die Hohlkugel 36' weist an einem Ende eine Öffnung 37 auf.

durch welche das Meßgerät eingeführt und wieder ausgebaut werden kann.

Der Ring 14 bzw. die ähnlich aufgebaute Hohlkugel 36' sind vorzugsweise aus einem Material gefertigt, welches die Elastizität und die Abriebfestigkeit von Polyurethan besitzt. Das Material ist ausreichend elastisch oder federnd, so daß es kleine Abweichungen in der Rohrleitungswand abfühlen bzw. zeitweilig verformt werden kann, ohne daß der Rohrleitungsmolch > aus seiner koaxialen Fluchtung mit der Rohrleitung bewegt wird. Die Elastizität sollte vorzugsweise groß genug sein, daß eine Schale bzw. eine Hohlkugel bestimmten Durchmessers für Rohrleitungen bestimmter Abmessungen geeignet ist, so beispielsweise für

■ einen Größenbereich von 76 cm bis 91 cm, ohne daß es erforderlich wäre, einen Austausch der verwendeten Teile des Rohrleitungsmolchs vorzunehmen. In diesem FaIIp kl ps lpdi°!ich πο!!^σ, die Fühlersriiie suszutsü sehen. Wenn die Schalen gleichzeitig dazu dienen, die

. Strömung des Mediums entlang des Rohrleitungsmolchs zu verhindern, dann sollten sie andererseits steif genug sein, um nicht durch den bestehenden Druckunterschied umgeklappt zu werden. Der zum Abdichten dienende Bereich der Schale muß in diesem Fall nicht

' notwendigerweise als Bestandteil der Schale vorgesehen sein. d. h., es können einzelne Schalen oder Ringe verwendet werden, welche die Funktion der Abstützung bzw. der Abdichtung gegenüber dem Medium übernehmen. Der Ring 14 kann auch mittels geeigneter

ι Vorrichtungen, so mit Hilfe von Blattfedern, am Molchkörper befestigt sein. Ob'-vohl der Ring 14 vorzugsweise einheitlich besteht, kann er in Segmente bzw. Einzelteile aufgeteilt werden, wie aus F i g. 3 hervorgeht. Bei diesem Aufbau wird jedes Segment 12a

■ der Schale unabhängig von den anderen nach innen bewegt, wenn der Vorsprung auf den Sektor beschränkt ist, welcher jeweils durch ein Segment bedeckt ist. Die Breite der Segmente 12a sollte so gewählt sein, daß eine vollständige Abdeckung des Kreises, also des Innenum-

■ fanges des Rohres, erzielt ist.

Es ist auch in gewissen Fällen zweckmäßig, eine dritte Schale vorzusehen, um im Abstand zueinander befindliche Abdichtungen zu erzeugen. Diese unterstützen die Bewegung des Rohrleitungsmolchs entlang von in der

■ Rohrleitung befindlichen Seitenöffnungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rohrleitungsmolch zum Messen der Abweichungen des Innendurchmessers einer Rohrleitung vom Nominaldurchmesser während der Bewegung s des Rohrleitungsmolches durch die Rohrleitung, gekennzeichnet durch die Vereinigung; der Merkmale, daß der Rohrleitungsmolch miittels zweier durch einen mittleren Körper (10) gehaltener Führungsteile in mittiger Lage des in der Rohrleitung strömenden Mediums bewegbar ist daß eines der Führungsteile als ringförmige, elastisch verformbare Schale (12) besteht welche mittels Eigenelastizität elastisch nach außen in gleitende Anlage an den gesamten Innenumfang der Rohrleitung gedrückt ist '⁵ so daß sich bei einer Unregelmäßigkeit des Rohres (P) wenigstens ein segmentartiges Teil am Umfang der Schale (12) nach innen verlagert und diese Verlagerung eine entsprechende Schwenkbewegung eines von mehreren Fühlerarmen (18) hervorruft welche innerhalb der Schale schwenkbar gehaltert sind, und daß die Schwenkbewegung der Fühlerarme über ein Gelenksystem (28—34) auf den Schreibstift (26,27) eines Aufzeichnungsgerätes (20) übertragbar ist

2. Rohrleitungsmolch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Schafe (12) durch einen einheitlichen Ring (14) elastischen Materials gebiJdet ist

3. Rohrleitungsmolch nach Anspruch 1, dadurch in gekennzeichnet, daß die Schale (12) durch mehrere einzelne, bogenförmige Segmente (12a,) gebildet! ist und daß die Enden dieser Segi.iente (\2a) in engem Abstand zueinander ausgerichtet sind und im wesentlichen am gesamten Umfa.ig an der Rohirlei- « tungsinnenwand anliegen.

4. Rohrleitungsmolch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenksystem eine Platte (31) aufweist, welche in Längsrichtung des Molchkörpers bewegbar ist und an der alle Fühlerarme (18) w an Punkten gleichen Radius bezüglich des Mittelpunktes der Platte (311) angelenkt sind.