DE102005059023A1

DE102005059023A1 - Vorrichtung zur Förderung von Medien, insbesondere fließfähigen Medien

Info

Publication number: DE102005059023A1
Application number: DE200510059023
Authority: DE
Inventors: Frank Lohrer
Original assignee: GROUPINOX GmbH
Current assignee: 7IV BETEILIGUNGSGESELLSCHAFT MBH, DE
Priority date: 2005-12-10
Filing date: 2005-12-10
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Förderung von Medien, insbesondere fließfähigen Medien, mit wenigstens einer Rohrleitung und mindestens einem Rohrleitungsmolch, weist jeder Rohrleitungsmolch zumindest einen Geber für Signal auf. Gleichzeitig ist wenigstens ein Bereich der Rohrwandung der jeweiligen Rohrleitung, durch die jeder Rohrleitungsmolch bewegt wird, für Signale durchlässig ausgebildet, wobei jedem für Signale durchlässigen Bereich eine Signalempfangseinheit zugeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Förderung von Medien, insbesondere fließfähigen Medien, mit wenigstens einer Rohrleitung und mindestens einem Rohrleitungsmolch.

Vorrichtungen der vorbeschriebenen Gattung, insbesondere Rohrleitungssysteme, werden unter anderem in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Industrie eingesetzt. Mit Hilfe bekannter Vorrichtungen können beispielsweise die bei der Herstellung von Getränken oder dergleichen Produkten anfallenden Zwischen- bzw. Nebenprodukte durch die Rohrleitungen für die Weiterverarbeitung bzw. Zwischenlagerung in die entsprechenden Behälter oder Tanks gefördert werden.

In die Rohrleitungen des Rohrleitungssystems können dabei ein oder mehrere Rohrleitungsmolche eingebracht sein, die beispielsweise das Produkt bzw. die verschiedenen Verarbeitungsstufen eines Produktes innerhalb der Rohrleitungen voneinander separieren. Die Rohrleitungsmolche, insbesondere Bereiche ihrer äußeren Oberflächen, mit welchen sie an der Innenwand der Rohrleitung anliegen und die eine abdichtende Funktion bewirken sollen, unterliegen aufgrund von Reibung an der Rohrinnenwand einem Verschleiß. Je länger ein Rohrleitungsmolch in der Rohrleitung bewegt wird, desto höher wird der Verschleiß und desto eher läßt die abdichtende Funktion nach. Befinden sich mehrere Rohrleitungsmolche gleichzeitig in einem Rohrleitungssystem, so bedeutet dies, daß jeder Rohrleitungsmolch einem individuellen Verschleiß unterliegt, der von verschiedenen Zustandsgrößen und Eigenschaften des jeweiligen Rohrleitungsmolches einerseits und der Innenwand der Rohrleitung andererseits, abhängt, so wie insbesondere auch von der Verweilzeit des jeweiligen Rohrleitungsmolches in dem Rohrleitungssystem. Auch die Aggressivität der in den Rohrleitungen befindlichen Medien beeinflußt den individuellen Verschleiß am jeweiligen Rohrleitungsmolch und damit die Wartungsintervalle, in denen ein Rohrleitungsmolch aus der Rohrleitung zu entnehmen, zu überprüfen und auszutauschen oder gegebenenfalls wieder einzusetzen ist.

Es ist bekannt, die Position eines Rohrleitungsmolches innerhalb eines Rohrleitungssystems durch entsprechende Erkennung zu bestimmen.

Die Erkennung erfolgt üblicherweise mechanisch zum Beispiel über Stößel und einem iduktiven Näherungsinitiator, Laufrollen, mittels akustischer Sensoren oder kapazitiv über einen Magnet, der im Molch eingegossen ist. Durch diese bekannten Maßnahmen wird der Molch zwar in seiner Position detektiert, erhält jedoch keine Identifikation, mit der es möglich wäre, Rückschlüsse auf den individuellen Betriebszustand des jeweiligen, Rohrleitungsmolches zu ziehen. Verschiedene in der Rohrleitung befindliche Rohrleitungsmolche können nicht voneinander unterschieden werden, weshalb Angaben über die Standzeiten einzelner Rohrleitungsmolche und über dem damit verbundenen Verschleiß nicht möglich sind. Sämtliche in der Rohrleitung befindlichen Rohrleitungsmolche müssen, um insbesondere eine Kontrolle bezüglich des aufgetretenen Verschleißes vornehmen zu können, stets aus der Rohrleitung entnommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß eine Identifikation der einzelnen innerhalb der Rohrleitung befindlichen Rohrleitungsmolche erfolgen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer Vorrichtung der vorbezeichneten Gattung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jeder Rohrleitungsmolch zumindest einen Geber für Signale aufweist, daß wenigstens ein Bereich der Rohrwandung der jeweiligen Rohrleitung für Signale durchlässig ausgebildet ist, und daß jedem für Signale durchlässigen Bereich eine Signalempfangseinheit zugeordnet ist.

Mit Hilfe eines durch den Geber ausgestrahlten Signals, kann auf vorteilhafte Weise eine Identifikation eines jeweiligen Rohrleitungsmolches innerhalb der Rohrleitung vorgenommen werden. Dabei strahlt jeder Rohrleitungsmolch sein eigenes Signal, zum Beispiel in Form eines bestimmten Codes ab, was durch die Signalempfangseinheit aufgenommen wird. Jedes Signal kann somit einem bestimmten Rohrleitungsmolch zugeordnet werden. Gleichzeitig ist es mit Vorteil auch möglich, anhand des übermittelten Signals spezifische Daten, wie zum Beispiel die Standzeit des Rohrleitungsmolches innerhalb der Rohrleitung und/oder den zur Herstellung des Rohrleitungsmolches verwendeten Werkstoff abzufragen. Diese Daten geben Aufschluß über einen aktuellen Verschleißzustand, bzw. die gegebene Abnutzung, der für eine Abdichtungsfunktion wesentlichen Oberflächen eines jeweiligen Rohrleitungsmolches, ohne daß eine vorherige Entnahme jedes Rohrleitungsmolches aus den Rohrleitungen erforderlich ist. Insbesondere mehrere, in die Rohrleitung eingesetzte Rohrleitungsmolche, welche zum Beispiel unterschiedliche Standzeiten innerhalb der Rohrleitung haben, können mit Vorteil voneinander unterschieden werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder Geber für Signale mit einem Aufnehmer für Informationen verknüpft ist, und daß jeder Signalempfangseinheit eine Informationssendeeinheit zugeordnet ist. Durch eine Verknüpfung des Gebers für Signale mit seinem Aufnehmer für Informationen bzw. der Signalempfangseinheit mit ihrer Informationssendeeinheit kann auf vorteilhafte Weise eine Signal- bzw. Informationsübertragung sowohl von der Signalempfangs- und Informationssendeeinheit zum Rohrleitungsmolch als auch vom Rohrleitungsmolch zur Signalempfangs- und Informationssendeeinheit erfolgen.

Dabei ist der Geber für Signale mit dem Aufnehmer für Informationen eines jeweiligen Rohrleitungsmolches in einer Antworteinrichtung zusammengefaßt. Die Ausgestaltung des Gebers für Signale mit dem Aufnehmer für Informationen zu einer Antworteinrichtung hat den Vorteil, daß der Geber Daten, die beispielsweise im Rohrleitungsmolch gespeichert sind, nicht kontinuierlich ausstrahlen muß. Erst nach dem Empfang einer eingehenden Information am Aufnehmer wird ein Signal durch den Geber ausgestrahlt.

Die Antworteinrichtung kann ähnlich einem Transponder ausgebildet sein, das ein Empfangs-Sendegerät ist und nach dem Abfrage-Antwort-System arbeitet. Es ist zum Beispiel möglich, daß die Antworteinrichtung als aktiv arbeitende Antworteinrichtung ausgebildet ist, die mit einer internen Energieversorgung versehen ist. Auch für die Wartung der Energieversorgung ist die erfindungsgemäß mögliche Identifikation von Vorteil.

Jede Antworteinrichtung ist in vorteilhafter Weise innerhalb des Rohrleitungsmolches angeordnet. Insbesondere die in der Rohrleitung vorherrschenden Druck- und Temperaturverhältnisse haben somit einen verringerten bzw. keinen Einfluß auf die im Inneren des Rohrleitungsmolches angeordnete Antworteinrichtung. Die Antworteinrichtung kann beispielsweise mittels Halteorganen in einer im Inneren des Rohrleitungsmolches ausgebildeten Aufnahme positioniert und arretiert werden. Es ist aber auch grundsätzlich möglich, die Antworteinrichtung an der Peripherie des Rohrleitungsmolches anzuordnen.

Eine dauerhaft sichere Befestigung der Antworteinrichtung innerhalb jedes Rohrleitungsmolches ist dadurch gewährleistet, daß jede Antworteinrichtung in einer Vergußmasse eingebettet ist, die im Inneren des Rohrleitungsmolches angeordnet wird. Die Aufnahme der Antworteinrichtung in einer Vergußmasse, insbesondere in einer Vergußmasse mit weichelastischen Eigenschaften, kann mit Vorteil neben einer schützenden und sicheren Einlagerung der Antworteinrichtung innerhalb des Rohrleitungsmolches auch eine schwingungsarme Anordnung ermöglichen. Die Einbettung jeder Antworteinrichtung in einer Vergußmasse kann mittels einfacher und somit kostengünstiger Herstellungsverfahren, wie zum Beispiel einem Spritzgußverfahren, erfolgen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß jeder Rohrleitungsmolch mindestens einen Meßgrößen aufnehmenden Sensor aufweist. Jeder Sensor dient insbesondere zur Informationsgewinnung über bestimmte Meßgrößen. Gleichzeitig erfolgt mit Hilfe jedes Sensors die Umwandlung der Meßgrößen in geeignete elektrische Ausgangssignale, wobei jeder Sensor noch mit Vorteil eine Signalaufbereitung, in Form einer Verstärkung bzw. einer Filterung, aufweisen kann. Die eingesetzten Sensoren können beispielsweise als Thermoelement zur Aufnahme von Temperaturen bzw. als piezoelektrische Kraftaufnehmer zur Bestimmung des vorherrschenden Drucks in der Rohrleitung ausgebildet sein.

Um die Auswertung der gemessenen bzw. aufgenommenen Meßgrößen vornehmen zu können, ist jeder Sensor mit der Antworteinrichtung verknüpft. Mit Hilfe der Verknüpfung können die aufgenommenen Meßwerte an die Antworteinrichtung weitergeleitet und zum Beispiel in einem der Antworteinrichtung zugeordneten Speicher abgelegt werden. Die gespeicherten Meßwerte können, gegebenenfalls gemeinsam mit einem Antwortsignal, mittels des Gebers für Signale an die Signalempfangseinheit übertragen werden.

Die Signalempfangseinheit, die einem für Signale durchlässigen Bereich der Rohrleitung zugeordnet ist, bildet gemeinsam mit ihrer Informationssendeeinheit eine Abfrageeinrichtung aus. Mit Hilfe der Wirkverbindung bzw. der Verknüpfung zwischen der Signalempfangseinheit und der Informationssendeeinheit ist eine Abfragefunktion möglich. Wird ein erstes, von der Antworteinrichtung abgesandtes Antwortsignal durch die Signalempfangseinheit aufgenommen, können beispielsweise die weiteren Abfrageinformationen von der Abfrageeinrichtung in einem veränderbaren Intervall abgegeben werden, um die Geschwindigkeit des Rohrleitungsmolches in der Rohrleitung, insbesondere im für Signale durchlässigen Bereich, bestimmen zu können.

Zur Identifikation jedes in der Rohrleitung befindlichen Rohrleitungsmolches ist eine ein elektromagnetisches Feld erzeugende Abfrageeinrichtung extern zur Rohrleitung derart angeordnet, daß das erzeugte elektromagnetische Feld im für Signale durchlässigen Bereich der Wandung der jeweiligen Rohrleitung steht. Durch die deckungsgleiche Anordnung der Abfrageeinrichtung zum für Signale durchlässigen Bereich der Rohrwandung ist eine Identifikation der Rohrleitungsmolche immer dann möglich, wenn der für Signale durchlässige Bereich vom jeweiligen in der Rohrleitung bewegten Rohrleitungsmolch passiert wird. Gleichzeitig ist durch die externe Anordnung der Abfrageeinrichtung als separat ausgebildetes Bauteil mit Vorteil eine konstruktiv einfache Ausgestaltung geschaffen, die insbesondere bei einem Defekt sehr einfach und kostengünstig ersetzt werden kann, ohne eine Abschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem gleichzeitig unterbrochenen Herstellungsprozeß in Kauf nehmen zu müssen. Aufgrund des erzeugten elektromagnetischen Feldes, ist insbesondere der Einsatz einer passiv arbeitenden Antworteinrichtung, welche keine eigene Energieversorgung aufweist, möglich, da die Antworteinrichtung die benötigte Energie dem elektromagnetischen Feld entnehmen kann.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede Abfrageeinrichtung mindestens eine Schnittstelle zur Datenübertragung der abgefragten Signale an eine externe Datenverarbeitung aufweist. Mittels der an der Abfrageeinrichtung angeordneten Schnittstelle kann mit Vorteil eine Verbindung zu einer handelsverfügbaren Rechnereinheit geschaffen werden, mittels der eine Auswertung der abgefragten Signale möglich ist. Auf der Basis der regelmäßig übermittelten Daten kann ein kontinuierlicher Überwachungsprozeß bei der Förderung der in der Rohrleitung befindlichen Medien erfolgen.

Um eine vorteilhafte Identifikation mehrerer Rohrleitungsmolche in den unterschiedlichen Abschnitten der Rohrleitung vornehmen zu können, sind entlang der Rohrleitung mehrere für Signale durchlässige Bereiche angeordnet. Gleichzeitig kann mittels zweier in einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordneter Bereiche, die für Signale durchlässig sind, mit Vorteil die Bestimmung der Geschwindigkeit eines sich in der Rohrleitung bewegenden Rohrleitungsmolches vorgenommen werden.

Jeder für Signale durchlässige Bereich ist ein in der Rohrwandung der jeweiligen Rohrleitung angeordnetes Fenster. Mittels des Fensters kann ein insbesondere für Radiowellen durchlässiger Bereich geschaffen werden, in welchem mit Vorteil die Identifikation eines jeweiligen Rohrleitungsmolches möglich ist. Es ist ebenfalls denkbar, aufgrund der transparenten Eigenschaften des in der Rohrwandung der jeweiligen Rohrleitung angeordneten Fensters beispielsweise optische Signale zur Identifikation des jeweiligen Rohrleitungsmolches mit einer sogenannten „Optoelektronik" einzusetzen.

Bei einer vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, daß jedes Fenster mittels einer Glasscheibe dicht gesetzt ist. Der Einsatz einer Glasscheibe in ein Fenster hat aufgrund der vorteilhaften Materialeigenschaften, wie zum Beispiel seiner Härte und der Korrosionsbeständigkeit, den Vorteil, daß die Oberfläche der Glasscheibe kratzunempfindlich ist. Insbesondere beim Fördern chemisch aggressiver Medien, ist der Werkstoff Glas vorteilhaft. Gleichzeitig können relativ hohe Drücke in den Rohrleitungen anstehen, denen die Fenster mit eingesetzten Glasscheiben ohne weiteres standhalten können. Es ist auch möglich, daß das in der Rohrwandung angeordnete Fenster aus anderen Materialien, wie zum Beispiel einem Kunststoff, ausgebildet sein kann. Wichtig ist allein, daß das Fenster mit einer Abdeckung aus einem für Signale durchlässigen Werkstoff versehen ist.

Um den Rohrleitungsmolch aus der Rohrleitung entnehmen bzw. in die Rohrleitung einsetzen zu können, kann zumindest einer der für Signale durchlässigen Bereiche als Schleuse zur Entnahme eines jeweiligen Rohrleitungsmolches ausgebildet sein. Diese vorteilhafte Ausgestaltung eines für Signale durchlässigen Bereichs ermöglicht den unmittelbar identifizierten Rohrleitungsmolch direkt in dem Bereich aus der Rohrleitung entnehmen bzw. einsetzen zu können. Auf die Anordnung und Ausbildung einer eigens für Wartungszwecke vorgesehenen Schleuse kann dadurch verzichtet werden. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, eine Schleuse zur Entnahme bzw. zum Einsetzen der Rohrleitungsmolche in einem besonderen Abschnitt des Rohrleitungssystems anzuordnen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Zeichnung zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Abschnitt einer Rohrleitung und einem darin befindlichen Rohrleitungsmolch.
Mit 1 ist die Rohrleitung bezeichnet, in der ein Rohrleitungsmolch 2 angeordnet ist, welcher bei der Förderung von Medien, insbesondere fließfähigen Medien, in die Rohrleitung 1 eingesetzt wird. Jeder Rohrleitungsmolch 2 weist eine ähnlich einem Transponder ausgebildete Antworteinrichtung 3 auf, die beim Passieren eines durch die Abfrageeinrichtung 4 erzeugten stehenden elektromagnetischen Feldes bestimmte, in der Antworteinrichtung gespeicherte Daten zur Abfrageeinrichtung 4 ausstrahlt. Um die Signalübertragung von der Abfrageeinrichtung 4 zur Antworteinrichtung 3 und von der Antworteinrichtung 3 zur Abfrageeinrichtung 4 zu ermöglichen, weist die Rohrwandung 5 der Rohrleitung 1 einen für Signale durchlässigen Bereich 6 auf. Um eine Übertragung der insbesondere von der Abfrageeinrichtung 4 und der Antworteinrichtung 3 ausgestrahlten Radiowellen durch den für Signale durchlässigen Bereich 6 der Rohrwandung 5 zu gewährleisten, ist in dem für Signale durchlässigen Bereich 6 ein durch eine Glasscheibe dichtgesetztes Fenster 7 angeordnet.

Claims

Vorrichtung zur Förderung von Medien, insbesondere fließfähigen Medien, mit wenigstens einer Rohrleitung und mindestens einem Rohrleitungsmolch, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rohrleitungsmolch (2) zumindest einen Geber für Signale aufweist, daß wenigstens ein Bereich (6) der Rohrwandung (5) der jeweiligen Rohrleitung (1) für Signale durchlässig ausgebildet ist, und daß jedem für Signale durchlässigen Bereich (6) eine Signalempfangseinheit zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Geber für Signale mit einem Aufnehmer für Informationen verknüpft ist, und daß jeder Signalempfangseinheit eine Informationssendeeinheit zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber für Signale mit dem Aufnehmer für Informationen in einer Antworteinrichtung (3) zusammengefaßt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antworteinrichtung (3) innerhalb des Rohrleitungsmolches (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antworteinrichtung (3) in einer Vergußmasse eingebettet ist, die im Inneren des Rohrleitungsmolches (2) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rohrleitungsmolch (2) mindestens einen Meßgrößen erfassenden Sensor aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor mit der Antworteinrichtung (3) verknüpft ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalempfangseinheit gemeinsam mit der Informationssendeeinheit zu einer Abfrageeinrichtung (4) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein elektromagnetisches Feld erzeugende Abfrageeinrichtung (4) zur Rohrleitung (1) extern angeordnet ist, derart, daß das erzeugte elektromagnetische Feld im für Signale durchlässigen Bereich (6) der Wandung (5) der Rohrleitung (1) steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abfrageeinrichtung (4) mindestens eine Schnittstelle zur Datenübertragung der abgefragten Signale an eine externe Datenverarbeitung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der jeweiligen Rohrleitung (1) mehrere für Signale durchlässige Bereiche (6) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder für Signale durchlässige Bereich (6) ein in der Rohrwandung (5) der jeweiligen Rohrleitung (1) angeordnetes Fenster (7) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fenster (7) mittels einer Glasscheibe dichtgesetzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der für Signale durchlässigen Bereiche (6), als Schleuse für den jeweiligen Rohrleitungsmolch (2) ausgebildet ist.