DE102018111024A1

DE102018111024A1 - Movable component made of metal

Info

Publication number: DE102018111024A1
Application number: DE102018111024.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kämpfe; Marius Kunkis; Michael Marx; Markus Poschmann; Daniel Rothfuß; Marc Seckner; Matthias Weber
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-11-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein bewegliches Bauteil aus Metall zum Ausgleich von In-Sich-Bewegungen einer Leitung für Fluide, insbesondere einer fluidführenden Rohrleitung, wobei das bewegliche Bauteil insbesondere längenveränderlich und/oder angular und/oder axial und/oder lateral beweglich ist und einen digital auslesbaren elektronischen Datenspeicher 11 und/oder eine Messvorrichtung 6, 8, 9 für einen momentanen Wert eines Zustandsparameters eines momentanen Betriebszustands des beweglichen Bauteils aufweist. Der Datenspeicher 11 und/oder die Messvorrichtung 6, 8, 9 wird durch Nutzen von Bewegungen des beweglichen Bauteils und/oder durch Nutzbarmachen der Energie eines durch das bewegliche Bauteil geleiteten Fluids mit elektrischer Energie versorgt.

The invention relates to a movable metal component for compensating in-itself movements of a line for fluids, in particular a fluid-carrying pipeline, wherein the movable member is particularly variable in length and / or angular and / or axial and / or laterally movable and a digitally readable electronic data memory 11 and / or a measuring device 6, 8, 9 for a current value of a state parameter of a current operating state of the movable component. The data memory 11 and / or the measuring device 6, 8, 9 is supplied with electrical energy by utilizing movements of the movable component and / or by utilizing the energy of a fluid conducted through the movable component.

Description

Die Erfindung betrifft ein bewegliches Bauteil aus Metall zum Ausgleich bzw. zum Aufnehmen von In-Sich-Bewegungen einer Leitung für Fluide, insbesondere einer fluidführenden Rohrleitung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Dieses bewegliche Bauteil ist insbesondere längenveränderlich und/oder angular und/oder axial und/oder lateral beweglich. Es weist einen digital auslesbaren elektronischen Datenspeicher und/oder eine Messvorrichtung auf, die einen momentanen Wert eines Zustandsparameters für einen momentanen Betriebszustand des beweglichen Bauteils erkennbar macht.The invention relates to a movable metal component for balancing or for receiving in-itself movements of a line for fluids, in particular a fluid-carrying pipe according to the preamble of claim 1. This movable member is in particular variable in length and / or angular and / or axial and / or laterally movable. It has a digitally readable electronic data memory and / or a measuring device, which makes a current value of a state parameter for a current operating state of the movable component recognizable.

Leitungen für Fluide, insbesondere fluidführende Rohrleitungen und insbesondere in einer verfahrenstechnischen Industrieanlage, können meist nicht völlig starr verlegt werden, da sie im Betrieb regelmäßig In-Sich-Bewegungen ausführen. Dies können Längenänderungen aufgrund von Wärmeausdehnungseffekten sein, wenn Fluide mit unterschiedlichen Temperaturen durchgeleitet werden; es kann sich daneben auch um Druckpulse im durchgeleiteten Fluid handeln, oder es treten Vibrationen und sonstige Schwingungen innerhalb der fluidführenden Leitung auf, und dergleichen mehr. Daher ist es notwendig, bewegliche Bauteile der vorliegenden Art zu verwenden, und zwar insbesondere entweder als längenveränderliche und/oder angular bewegliche Aufhängung oder Stütze für die fluidführende Leitung, oder als flexibles Leitungselement zum Einbau in die fluidführende Leitung.Lines for fluids, in particular fluid-carrying pipelines and in particular in a process engineering industrial plant, can usually not be laid completely rigid, since they perform regular in-itself movements during operation. These may be changes in length due to thermal expansion effects when passing fluids at different temperatures; it may also be about pressure pulses in the fluid passed through, or there are vibrations and other vibrations within the fluid-carrying line, and the like. Therefore, it is necessary to use movable components of the present type, in particular either as a variable-length and / or angularly movable suspension or support for the fluid-carrying line, or as a flexible conduit element for installation in the fluid-carrying line.

Flexible Leitungselemente eignen sich insbesondere zum Ausgleichen von Wärmeausdehnungseffekten innerhalb der Leitung sowie auch zum Ausgleich von Montagetoleranzen, von angularen Bewegungen aufgrund von Druckstößen, zur Aufnahme von Schwingungen und dergleichen mehr. Bewegliche Aufhängungen oder Stützen für die fluidführende Leitung sorgen hingegen dafür, dass Axial-, Lateral- oder Angularbewegungen der Leitung in gewissen Grenzen möglich sind, um beispielsweise Wärmeausdehnungseffekte zu kompensieren. Bewegliche Aufhängungen oder Stützen sorgen insbesondere auch dafür, dass Schwingungen, beispielsweise aufgrund von Druckpulsen im durchgeleiteten Fluid, oder Vibrationen nicht zu einer Beschädigung der Befestigungspunkte der fluidführenden Leitung führen. Bewegliche Aufhängungen und bewegliche Stützen bestehen oft aus einer federnden Kolben-Zylinder-Einheit mit Gasfeder und/oder Torsionsfeder, während flexible Leitungselemente meist aus einem Metallrohr gebildet werden, das mindestens einen ringgewellten oder wendelförmig gewellten Abschnitt aufweist.Flexible conduit elements are particularly suitable for compensating for thermal expansion effects within the conduit as well as for compensating assembly tolerances, angular movements due to pressure surges, for absorbing vibrations and the like. On the other hand, movable suspensions or supports for the fluid-carrying line ensure that axial, lateral or angular movements of the conduit are possible to a certain extent in order, for example, to compensate for thermal expansion effects. Movable suspensions or supports in particular also ensure that vibrations, for example due to pressure pulses in the fluid passed through, or vibrations do not lead to damage to the attachment points of the fluid-carrying line. Movable suspensions and movable supports often consist of a resilient piston-cylinder unit with gas spring and / or torsion spring, while flexible conduit members are usually formed of a metal tube having at least one ring-wavy or helically corrugated portion.

Bewegliche Bauteile der vorliegenden Art sind oft sicherheitsrelevant, da in fluidführenden Rohrleitungen, insbesondere in verfahrenstechnischen Industrieanlagen, oft gesundheitsgefährliche oder umweltgefährliche Stoffe transportiert werden, und dies möglicherweise unter hohen bzw. sehr tiefen Temperaturen und hohen Drücken. Es ist daher notwendig, die wichtigsten Betriebszustände der vorliegenden beweglichen Bauteile zu überwachen bzw. regelmäßig zu inspizieren. Hierfür ist es bekannt, am beweglichen Bauteil, beispielsweise an einer angular beweglichen Aufhängung, eine Messvorrichtung für einen momentanen Wert eines Zustandsparameters des momentanen Betriebszustands des beweglichen Bauteils anzubringen. Bei der angular beweglichen Aufhängung ist ein wichtiger Betriebszustand die momentane angulare Auslenkung; bei einer längenveränderlichen beweglichen Aufhängung ist ein wichtiger momentaner Betriebszustand die axiale Verschiebung. Der entsprechende Zustandsparameter ist demnach ein Auslenkungswinkel bzw. eine axiale Verschiebestrecke, und diese beiden Zustandsparameter werden mit zwei gegeneinander beweglichen Skalen, oder einem Zeiger und einer Skala, gemessen und angezeigt. Es ist daher jederzeit von außen ablesbar, welchen Wert der Zustandsparameter „axiale Verschiebung“ bzw. „Auslenkungswinkel“ momentan aufweist.Movable components of the present type are often relevant to safety, as are transported in fluid-carrying pipelines, especially in industrial process plants, often hazardous or environmentally hazardous substances, and this may be high or very low temperatures and high pressures. It is therefore necessary to monitor or regularly inspect the most important operating conditions of the present moving components. For this purpose, it is known to attach a measuring device for an instantaneous value of a state parameter of the instantaneous operating state of the movable component to the movable component, for example to an angularly movable suspension. In the case of the angularly movable suspension, an important operating state is the instantaneous angular deflection; in a variable-length movable suspension is an important current operating state, the axial displacement. The corresponding state parameter is therefore a deflection angle or an axial displacement distance, and these two state parameters are measured and displayed with two mutually movable scales, or a pointer and a scale. It is therefore always possible to read from outside what value the state parameter "axial displacement" or "deflection angle" currently has.

Problematisch ist hierbei nun, dass das Ablesen der Messvorrichtungen bei bekannten beweglichen Bauteilen der vorliegenden Art mitunter aufwändig ist, da die Bauteile schwer zugänglich sind, beispielsweise weil sie als Aufhängung in großer Höhe angebracht sind, weil sie als flexibles Leitungselement in einem schwer zugänglichen Abschnitt einer Rohrleitung sitzen, oder weil sie von einer thermischen Isolierung umgeben sind.The problem here is that the reading of the measuring devices in known movable components of the present type is sometimes complex, since the components are difficult to access, for example, because they are mounted as a suspension at high altitude, because they serve as a flexible conduit element in a hard to reach section of a Pipeline sitting, or because they are surrounded by thermal insulation.

Ferner kann die Inspektion der Messvorrichtungen von beweglichen Bauteilen der vorliegenden Art aufgrund deren schieren Anzahl, beispielsweise in einer verfahrenstechnischen Industrieanlage, sehr aufwändig sein. Wenn es sich um sicherheitsrelevante Bauteile handelt, kommt als Problematik hinzu, dass Inspektionsintervalle zu lang sein können, oder dass bei turnusmäßigen Inspektionen das ein oder andere bewegliche Bauteil vergessen wird.Furthermore, the inspection of the measuring devices of moving parts of the present type due to their sheer number, for example in a process engineering industrial plant, be very complex. When it comes to safety-related components, comes as a problem that inspection intervals may be too long, or that at regular inspections, one or the other movable component is forgotten.

Das Anbringen von elektronischen Messvorrichtungen anstatt der bekannten analogen Anzeigen scheitert in der Regel daran, dass erstere mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Dies bedingt entweder Stromleitungen, die insbesondere in einer verfahrenstechnischen Industrieanlage sehr lang ausfallen können, oder aber es müssen Batterien für die Messvorrichtungen verwendet werden. Letzteres verursacht zusätzlichen Wartungsaufwand, da gerade bei sicherheitsrelevanten beweglichen Bauteilen ein Ausfall der Energieversorgung durch rechtzeitiges turnusmäßiges Auswechseln der Batterien vermieden werden muss. Darüber hinaus sind Batterien mitunter Betriebsbedingungen ausgesetzt, für die sie nicht ausgelegt sind; hierzu sind insbesondere die Umgebungstemperaturen zu nennen, die bei einer Verwendung im Freien oder bei einer Verwendung an einem flexiblen Leitungselement, durch das Fluide mit sehr hohen oder sehr tiefen Temperaturen geleitet werden, auftreten können.The attachment of electronic measuring devices in place of the known analog displays usually fails because the former must be supplied with electrical energy. This requires either power lines, which can be very long, especially in a process engineering industrial plant, or it must be used for the measuring devices batteries. The latter causes additional maintenance, since a failure of the power supply must be avoided by timely replacement of the batteries especially for safety-relevant moving components. In addition, are Batteries may be exposed to operating conditions for which they are not designed; These include in particular the ambient temperatures that may occur when used outdoors or when used on a flexible conduit element through which fluids at very high or very low temperatures.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bewegliches Bauteil der eingangs genannten Art hinsichtlich der Überwachung von Betriebszuständen zu verbessern.The present invention has for its object to improve a movable component of the type mentioned in terms of the monitoring of operating conditions.

Gelöst ist diese Aufgabe durch ein bewegliches Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen beweglichen Bauteils finden sich in den Patentansprüchen 2 bis 10.This object is achieved by a movable component with the features of claim 1. Preferred embodiments and further developments of the movable component according to the invention can be found in the claims 2 to 10.

Ein erfindungsgemäßes bewegliches Bauteil aus Metall zum Ausgleichen bzw. Aufnehmen von In-Sich-Bewegungen einer Leitung für Fluide, insbesondere einer fluidführenden Rohrleitung, das insbesondere längenveränderlich und/oder angular und/oder axial und/oder lateral beweglich ist und einen digital auslesbaren elektronischen Datenspeicher und/oder eine Messvorrichtung für einen momentanen Wert eines Zustandsparameters eines momentanen Betriebszustands des beweglichen Bauteils aufweist, wird erfindungsgemäß also dadurch modifiziert, dass der Datenspeicher und/oder die Messvorrichtung durch Nutzen von Bewegungen des beweglichen Bauteils und/oder durch Nutzbarmachen der Energie eines durch das bewegliche Bauteil geleiteten Fluids und/oder durch Nutzen von Wärmeenergie aufgrund von Temperaturdifferenzen am beweglichen Bauteil mit elektrischer Energie versorgt wird.An inventive movable metal component for compensating or receiving in-itself movements of a line for fluids, in particular a fluid-carrying pipeline, which is in particular variable in length and / or angular and / or axial and / or laterally movable and a digitally readable electronic data storage and / or has a measuring device for a current value of a state parameter of a current operating state of the movable component is thus modified according to the invention that the data storage and / or the measuring device by utilizing movements of the movable member and / or by harnessing the energy of one through the movable component of the fluid supplied and / or by using heat energy due to temperature differences on the movable component is supplied with electrical energy.

Mit der vorliegenden Erfindung kann also eine Messvorrichtung zum Erzeugen von digitalen Messdaten, sowie alternativ oder zusätzlich ein digital auslesbarer elektronischer Datenspeicher am beweglichen Bauteil angeordnet werden, ohne Stromleitungen oder Batterien zur elektrischen Energieversorgung verwenden zu müssen. Die für einen elektronischen Datenspeicher oder eine digitale Messvorrichtung notwendige elektrische Energie wird vielmehr direkt am beweglichen Bauteil und insbesondere unter Nutzung der sich immer wieder ändernden Betriebszustände des beweglichen Bauteils vor Ort erzeugt.With the present invention, therefore, a measuring device for generating digital measurement data, as well as alternatively or additionally a digitally readable electronic data memory can be arranged on the movable component, without having to use power lines or batteries for the electrical power supply. The electrical energy necessary for an electronic data memory or a digital measuring device is instead generated directly on the movable component and in particular using the constantly changing operating states of the movable component on site.

Die Funktionseinheit „Messvorrichtung“ ist hierbei umfassend zu verstehen; diese kann im Sinne der Erfindung eine Wiedergabeeinheit sein, die direkt ablesbar ist und direkt am Bauteil oder separat, in der Nähe des Bauteils angeordnet ist. Alternativ oder auch zusätzlich kann es sich bei der erfindungsgemäßen Messvorrichtung um eine Übertragungseinheit handeln, welche die digital erfassten Messdaten von Zustandsparametern an eine nicht zum erfindungsgemäßen beweglichen Bauteil gehörende Empfangsstation überträgt, beispielsweise eine zentrale Steuerung einer Industrieanlage, wobei die Übertragungseinheit gegebenenfalls nicht mittels Augenschein ablesbar ist, sondern nur mit technischen Hilfsmitteln, wie eben einer Empfangsstation, welche die digitalen Messdaten, oder Ergebnisse einer Auswertung dieser digitalen Messdaten erkennbar macht.The functional unit "measuring device" is comprehensively understood here; this can be a playback unit according to the invention, which is directly readable and is arranged directly on the component or separately, in the vicinity of the component. Alternatively or additionally, the measuring device according to the invention may be a transmission unit which transmits the digitally acquired measurement data of state parameters to a receiving station not belonging to the movable component according to the invention, for example a central control of an industrial plant, wherein the transmission unit may not be readable by visual inspection but only with technical aids, such as just a receiving station, which makes the digital measurement data, or results of an evaluation of these digital measurement data recognizable.

Digitale Messwerte sind im Allgemeinen genauer als die mit einfachsten Mitteln gewonnenen analogen Messwerte aus dem Stand der Technik, und neben den bekannten Messvorrichtungen, die lediglich Auslenkungen und Verschiebestrecken anzeigen, kann eine digitale Messvorrichtung auch weitere Zustandsparameter von momentanen Betriebszuständen anzeigen (d.h. Wiedergeben und/oder Übertragen), wie beispielsweise die Temperatur des Bauteils, den Druck eines hindurchgeleiteten Fluids, Schwingungsamplituden und deren Frequenzen und dergleichen mehr.Digital readings are generally more accurate than the prior art analogue readings obtained by the simplest means, and in addition to the known measuring devices which only display displacements and displacement ranges, a digital measuring device can also display other state parameters of current operating states (ie, play and / or Transfer), such as the temperature of the component, the pressure of a fluid passed through, vibration amplitudes and their frequencies and the like.

Darüber hinaus ergibt sich durch eine digitale Messvorrichtung die Möglichkeit einer Vernetzung des Bauteils mit der elektronischen Datenverarbeitung eines Betriebs bzw. der Steuerung einer Anlage, von der ein Teil die fluidführende Rohrleitung ist, und es ergibt sich die Möglichkeit, die digitalen Messwerte nicht nur laufend auszuwerten, sondern auch zu speichern und aus den gespeicherten Werten Erkenntnisse zu gewinnen, wie beispielsweise über die Restlebensdauer des entsprechenden beweglichen Bauteils.In addition, the possibility of networking the component with the electronic data processing of an operation or the control of a system, part of which is the fluid-carrying pipeline, results from a digital measuring device, and it is possible not only to continuously evaluate the digital measured values but also to store and gain insights from the stored values, such as the remaining life of the corresponding moving component.

Der erfindungsgemäß insbesondere zusätzlich vorhandene elektronische Datenspeicher hat somit den Vorteil, dass an diesen gemeldete digitale Messwerte oder in diesen von außen hineingeschriebene Daten fortlaufend gespeichert werden können, so dass man zur Beurteilung der Betriebsverhältnisse am beweglichen Bauteil nicht auf die durch regelmäßige Inspektionen erhaltene, stichprobenartige Werte angewiesen ist.The inventively especially additionally present electronic data memory thus has the advantage that can be stored continuously on these reported digital readings or in this written from the outside data, so that one to assess the operating conditions on the moving component not on the basis of regular inspections, sampled values instructed.

Neben der Echtzeitüberwachung und einer laufenden Dokumentation können aus fortlaufend gespeicherten digitalen Messdaten auch Schadensanalysen erstellt werden, wenn etwa Schäden am überwachten beweglichen Bauteil aufgetreten sein sollten.In addition to real-time monitoring and ongoing documentation, damage analyzes can also be generated from continuously stored digital measurement data if, for example, damage to the monitored moving component has occurred.

Schließlich können aus den laufenden digitalen Messdaten des überwachten beweglichen Bauteils auch Rückschlüsse auf momentane Betriebszustände der gesamten fluidführenden Leitung oder eines durch ein flexibles Leitungselement geleiteten Fluids gewonnen werden, wie beispielsweise die Temperatur sowie auftretende Druckpulse und Vibrationen.Finally, conclusions can be drawn from the current digital measurement data of the monitored moving component also about current operating states of the entire fluid-carrying line or a fluid conducted through a flexible line element, such as the temperature and occurring pressure pulses and vibrations.

Eine Echtzeit-Überwachung von Betriebszuständen des überwachten beweglichen Bauteils ermöglicht weiterhin, bisher notwendige Sicherheitszuschläge bei der Auslegung der beweglichen Bauteile zu reduzieren. A real-time monitoring of operating states of the monitored moving component further allows previously necessary safety margins in the design of the moving components to reduce.

Ein digital auslesbarer elektronischer Datenspeicher ermöglicht, das bewegliche Bauteil nicht nur digital auslesbar zu identifizieren, sondern darüber hinaus Logdaten über das bewegliche Bauteil digital auslesbar vorzuhalten, wie beispielsweise Informationen darüber, wann das Bauteil eingebaut wurde, wie viele Betriebsstunden es hinter sich hat, welche Störungen gegebenenfalls vorlagen und dergleichen mehr. So lässt sich die gesamte Historie eines inspizierten Beweglichen Bauteils beispielsweise auf einem mobilen Endgerät, wie einem handelsüblichen Smartphone oder einem Tablet-Computer, darstellen. Insoweit der elektronische Datenspeicher nicht nur auslesbar, sondern auch beschreibbar ist, können solche Logdaten fortlaufend fortgeschrieben werden, beispielsweise während einer Inspektion, jedoch insbesondere auch durch insbesondere vorhandene Messvorrichtungen am beweglichen Bauteil, die ihre digitalen Messdaten fortlaufend oder in vorgegebenen Intervallen in den elektronischen Datenspeicher schreiben.A digitally readable electronic data storage not only makes it possible to identify the movable component in digital readable form, but also to keep log data digitally readable via the movable component, such as information on when the component was installed, how many operating hours it has undergone, what disturbances optionally templates and the like more. Thus, the entire history of an inspected movable component, for example, on a mobile device, such as a standard smartphone or a tablet computer represent. Insofar as the electronic data memory is not only readable, but also writable, such log data can be continuously updated, for example during an inspection, but in particular by existing measuring devices on the moving component that write their digital measurement data continuously or at predetermined intervals in the electronic data storage ,

Soweit eine Messvorrichtung zum Erzeugen von digitalen Messdaten vorhanden ist, ist es, verschiedenste Zustandsparameter von momentanen Betriebszuständen des beweglichen Bauteils zu überwachen. Hierzu zählen neben der Auslenkung bzw. Verschiebungsstrecke auch die Temperatur, Spannungen im Material (beispielsweise mittels Dehnmessstreifen detektiert), Vibrationen, Beschleunigungen sowie, wenn es sich beim beweglichen Bauteil um ein flexibles Leitungselement handelt, der Druck und die Durchflussgeschwindigkeit des durchgeleiteten Fluids sowie gegebenenfalls auch Ablagerungen im Bauteil, wie beispielsweise Kondensat oder Verschlackungen.As far as a measuring device for generating digital measurement data is present, it is to monitor various state parameters of current operating states of the movable component. These include not only the deflection or displacement path, but also the temperature, stresses in the material (for example detected by means of strain gauges), vibrations, accelerations and, if the movable component is a flexible conduit element, the pressure and the flow rate of the fluid passed through, and optionally also Deposits in the component, such as condensate or slagging.

Wenn die erfindungsgemäß erfassten digitalen Messdaten fortlaufend ausgewertet und/oder gespeichert werden, können retrospektiv Rückschlüsse auf die im Betrieb herrschenden Anforderungen an das bewegliche Bauteil gezogen werden, was dazu dienen kann, die Auslegung eines etwaigen Ersatzteils zu optimieren. Beispielsweise kann es sich dann, wenn es sich beim beweglichen Bauteil um einen Kompensator mit einem Ankerelement handelt, durch Auswertung der digital erfassten Messdaten herausstellen, dass an diesem Einbauort die Ankerbelastung minimal ist, so dass bei einem Ersatz dieses flexiblen Leitungselements ein Bauteil ohne Ankerelement eingesetzt werden kann.If the digital measurement data acquired according to the invention are continuously evaluated and / or stored, conclusions can be drawn retrospectively on the requirements prevailing in operation on the movable component, which can serve to optimize the design of a possible replacement part. For example, if the movable component is a compensator with an anchoring element, it can turn out, by evaluating the digitally measured data, that the anchor load is minimal at this installation location, such that a component without an anchor element is used when replacing this flexible conductor element can be.

Das erfindungsgemäße bewegliche Bauteil kann eine längenveränderliche und/oder angular und/oder axial und/oder lateral bewegliche Aufhängung oder Stütze für die fluidführende Leitung sein. Alternativ kann das erfindungsgemäße bewegliche Bauteil ein flexibles Leitungselement zum Einbau in die fluidführende Leitung sein, wobei das flexible Leitungselement ein Metallrohr mit mindestens einem ringgewellten oder wendelförmig gewellten Abschnitt und/oder mit mindestens einem schraubengangförmig gewickelten Abschnitt und/oder mit mindestens einem aus einzelnen gegeneinander beweglichen Segmenten gebildeten Abschnitt aufweist sowie beidseits mit Anschlussstücken und/oder Flanschen zum Einbau in die Rohrleitung versehen ist. Insbesondere kann das flexible Leitungselement ein Kompensator zum Einbau in eine fluidführende Rohrleitung sein.The movable component according to the invention can be a variable-length and / or angularly and / or axially and / or laterally movable suspension or support for the fluid-carrying line. Alternatively, the movable component according to the invention may be a flexible conduit element for installation in the fluid-carrying conduit, the flexible conduit member comprising a metal tube having at least one ring-corrugated or helically corrugated portion and / or at least one helically wound portion and / or at least one individually movable member Segments has formed section and is provided on both sides with fittings and / or flanges for installation in the pipeline. In particular, the flexible conduit element may be a compensator for installation in a fluid-carrying pipeline.

Wenn das erfindungsgemäße bewegliche Bauteil ein flexibles Leitungselement ist, kann der Datenspeicher und/oder die Messvorrichtung des erfindungsgemäßen Bauteils mindestens einen Generator zum Erzeugen elektrischer Energie aus der Strömung des durch das flexible Leitungselement geleiteten Fluids umfassen.If the movable component according to the invention is a flexible line element, the data memory and / or the measuring device of the component according to the invention may comprise at least one generator for generating electrical energy from the flow of the fluid conducted through the flexible conduit element.

Der Datenspeicher und/oder die Messvorrichtung des erfindungsgemäßen beweglichen Bauteils kann daneben auch mindestens ein Element zum Erzeugen elektrischer Energie aus Bewegungen des beweglichen Bauteils umfassen, beispielsweise aus Vibrationsbewegungen, Auslenkungen bzw. Verschiebungsstrecken, Spannungen im Material, Beschleunigungen und dergleichen mehr, wobei dieses Element insbesondere ein piezoelektrisches Element sein kann.The data memory and / or the measuring device of the movable component according to the invention may also comprise at least one element for generating electrical energy from movements of the movable component, for example vibration movements, deflections or displacements, stresses in the material, accelerations and the like, this element in particular may be a piezoelectric element.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Datenspeicher und/oder die Messvorrichtung des erfindungsgemäßen beweglichen Bauteils mindestens einen thermoelektrischen Generator zum Erzeugen elektrischer Energie aus Temperaturschwankungen oder Temperaturdifferenzen am beweglichen Bauteil umfasst. So können etwa in der Rohrleitung auftretende Temperaturdifferenzen oder auch Temperaturschwankungen des durchgeleiteten Fluids zur Erzeugung von elektrischer Energie genutzt werden.Particular advantages arise when the data memory and / or the measuring device of the movable component according to the invention comprises at least one thermoelectric generator for generating electrical energy from temperature fluctuations or temperature differences on the movable component. Thus, for example, occurring in the pipeline temperature differences or temperature fluctuations of the fluid can be used to generate electrical energy.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn das erfindungsgemäße bewegliche Bauteil mit einer digitalen Wiedergabe- und/oder Übertragungseinheit für die digitalen Messdaten von Zustandsparametern des beweglichen Bauteils, von Zustandsgrößen eines durch das bewegliche Bauteil geleiteten Fluids oder von im elektronischen Datenspeicher gespeicherten Daten vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist auch diese durch Nutzbarmachen der Energie eines durch das bewegliche Bauteil geleiteten Fluids mit elektrischer Energie versorgbar.Further advantages arise when the movable component according to the invention is provided with a digital reproduction and / or transmission unit for the digital measurement data of state parameters of the movable component, state variables of a fluid conducted by the movable component or of data stored in the electronic data memory. Appropriately, this is also supplied by harnessing the energy of a guided through the movable member fluid with electrical energy.

Diese digitale Wiedergabe- und/oder Übertragungseinheit ist vorzugsweise als Sender zum drahtlosen Übertragen von Messdaten ausgebildet, der am beweglichen Bauteil oder in der Nähe des beweglichen Bauteils angeordnet ist. This digital reproduction and / or transmission unit is preferably designed as a transmitter for the wireless transmission of measurement data which is arranged on the movable component or in the vicinity of the movable component.

Insbesondere kann eine solche Wiedergabe- und/oder Übertragungseinheit zweiteilig ausgebildet sein und außer dem Sender zum drahtlosen Übertragen von Messdaten auch ein vom beweglichen Bauteil beabstandetes, drahtlos mit dem Sender kommunizierendes Gerät zum Verarbeiten und/oder Darstellen von digitalen Messdaten umfassen. Ein solcher Sender ermöglicht, die digitalen Messdaten nicht nur in die unmittelbare Umgebung des beweglichen Bauteils, sondern auch an beispielsweise eine zentrale Steuerung einer Industrieanlage zu senden. Ein vorzugsweise vorhandenes, drahtlos mit dem Sender kommunizierendes Gerät zum Verarbeiten und/oder Anzeigen von digitalen Messdaten kann ein handelsübliches mobiles Endgerät wie ein Tablet-Computer oder ein Smartphone sein, so dass auch mit der Erfindung ein herkömmlicher Inspektionsrundgang durchgeführt werden kann, bei dem momentane und/oder seit der letzten Inspektion gespeicherte Messdaten über Zustandsparameter abgefragt werden.In particular, such a reproduction and / or transmission unit can be designed in two parts and, in addition to the transmitter for wireless transmission of measurement data, also comprise a device, which is at a distance from the movable component and wirelessly communicates with the transmitter for processing and / or displaying digital measurement data. Such a transmitter makes it possible to transmit the digital measurement data not only in the immediate vicinity of the moving component, but also, for example, to a central control of an industrial plant. A preferably present, communicating wirelessly with the transmitter device for processing and / or display of digital measurement data may be a commercially available mobile device such as a tablet computer or a smartphone, so that even with the invention, a conventional inspection tour can be performed at the momentary and / or since the last inspection stored measurement data are queried via state parameters.

Wenn der Sender zum drahtlosen Übertragen von Messdaten in der Nähe des beweglichen Bauteils angeordnet ist, kann dieser über eine Signalleitung oder drahtlos mit den digitalen Sensoren am beweglichen Bauteil kommunizieren. Beides spart Bauraum in der unmittelbaren Umgebung des beweglichen Bauteils, und beides ist auch dann leicht zu realisieren, wenn das bewegliche Bauteil etwa von einer Isolierung umgeben ist.When the transmitter is arranged to wirelessly transmit measurement data in the vicinity of the movable component, it can communicate via a signal line or wirelessly with the digital sensors on the moving component. Both save installation space in the immediate vicinity of the movable component, and both can be easily realized, even if the movable component is surrounded by insulation, for example.

Ausführungsbeispiele für ein erfindungsgemäß ausgebildetes bewegliches Bauteil werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.Exemplary embodiments of a movable component designed according to the invention are described below with reference to the attached drawings.

Es zeigen:

1 ein als flexibles Leitungselement ausgebildetes, erfindungsgemäßes bewegliches Bauteil;
2 ein als bewegliche Aufhängung ausgebildetes, erfindungsgemäßes bewegliches Bauteil;
3 ein als bewegliche Stütze ausgebildetes, erfindungsgemäßes bewegliches Bauteil.

Show it:

1 a flexible component designed as a flexible conduit element according to the invention;
2 designed as a movable suspension, according to the invention movable member;
3 a trained as a movable support, inventive moving component.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein als flexibles Leitungselement 1, genauer als Angularkompensator ausgebildetes bewegliches Bauteil. 1 shows in a schematic representation of a flexible conduit element 1 , More precisely designed as Angularkompensator movable component.

Dieser Angularkompensator besteht im Wesentlichen aus einem gewellten Metallrohr 2, das an seinen Enden jeweils ein glattzylindrisches Anschlussstück 3 zum Einbau in eine (nicht dargestellte) starre Rohrleitung aufweist, sowie einer an den beiden Anschlussstücken 3 befestigten Verankerung 4 mit zwei Ankergelenken 5, um Angularbewegungen zu ermöglichen.This Angularkompensator consists essentially of a corrugated metal tube 2 , which at its ends in each case a smooth cylindrical connecting piece 3 for installation in a (not shown) rigid pipe, and one at the two connecting pieces 3 attached anchorage 4 with two anchor joints 5 to allow angular movements.

An einem der Ankergelenke 5 ist eine erste Messvorrichtung 6 zum Detektieren der Winkellage des Ankergelenks 5 angebracht, was mit einer lediglich symbolisch zu verstehenden analogen Skala 7 verdeutlicht wird. Ein Blitz-Zeichen an der ersten Messvorrichtung 6 symbolisiert, dass dort ein Generator zur Versorgung der ersten Messvorrichtung 6 mit elektrischer Energie verbaut ist, welcher aus den Bewegungen des Ankergelenks 5 elektrische Energie erzeugt.At one of the anchor joints 5 is a first measuring device 6 for detecting the angular position of the armature joint 5 attached, what with an only symbolically to understand analog scale 7 is clarified. A lightning sign on the first measuring device 6 symbolizes that there is a generator to supply the first measuring device 6 is built with electrical energy, which from the movements of the anchor joint 5 generates electrical energy.

An einem der glattzylindrischen Anschlussstücke 3 sind eine zweite Messvorrichtung 8 zum Detektieren des Drucks p innerhalb des flexiblen Leitungselements 1 sowie eine dritte Messvorrichtung 9 zum Detektieren der Temperatur am flexiblen Leitungselement 1 und gegebenenfalls der Temperatur innerhalb des flexiblen Leitungselements 1 vorgesehen. Die dritte Messvorrichtung 9 ist, wie auch hier das Blitz-Zeichen symbolisiert, mit einem Generator ausgestattet, der sowohl die dritte Messvorrichtung 9 als auch die zweite Messvorrichtung 8, letztere über eine Leitung 10, mit der notwendigen elektrischen Energie versorgt. Dies kann ein thermoelektrischer Generator sein, der sich Temperaturdifferenzen oder Temperaturschwankungen zu Nutze macht; an dieser Stelle wäre auch ein Generator einsetzbar, der elektrische Energie aus der durch das flexible Leitungselement 1 geleiteten Fluidströmung induktiv erzeugt, beispielsweise mittels einer Kärmänschen Wirbelstraße.On one of the smooth cylindrical fittings 3 are a second measuring device 8th for detecting the pressure p within the flexible conduit member 1 and a third measuring device 9 for detecting the temperature at the flexible conduit member 1 and optionally the temperature within the flexible conduit member 1 intended. The third measuring device 9 is, as the lightning symbol symbolizes here, equipped with a generator, which is both the third measuring device 9 as well as the second measuring device 8th the latter via a line 10 , supplied with the necessary electrical energy. This can be a thermoelectric generator, which makes use of temperature differences or temperature fluctuations; At this point, a generator could be used, the electrical energy from the through the flexible conduit element 1 guided fluid flow generated inductively, for example by means of a Karmän vortex street.

Die ersten, zweiten und dritten Messvorrichtungen 6, 8, 9 können mit einem elektronischen Datenspeicher 11 zusammenwirken und digitale Messdaten dort ablegen. Dieser elektronische Datenspeicher 11 ist von außen digital auslesbar, beispielsweise über Nahfeldkommunikation, oder aber der Datenspeicher 11 umfasst auch eine Übertragungseinheit zum Übertragen von insbesondere den digitalen Messdaten an ein (nicht dargestelltes) Intranet eines Anlagenbetreibers oder an das Internet, von wo die Daten beispielsweise an den Bauteilhersteller zurückgemeldet werden können.The first, second and third measuring devices 6 . 8th . 9 can with an electronic data storage 11 interact and store digital metrics there. This electronic data storage 11 is digitally readable from the outside, for example via near field communication, or the data memory 11 Also includes a transmission unit for transmitting in particular the digital measurement data to an (not shown) intranet of a plant operator or to the Internet, from where the data can be reported back, for example, to the component manufacturer.

In 2 ist ein erfindungsgemäßes bewegliches Bauteil dargestellt, das als längenveränderliche Aufhängung 12 ausgebildet ist. Diese besteht im Wesentlichen aus einer Basis 13 mit einem Federgehäuse 14 für eine (hier nicht sichtbare) Schraubenfeder, einem Umlenkgehäuse 15, das eine (hier ebenfalls nicht sichtbare), um eine Drehachse 16 bewegliche Gelenkanordnung enthält, sowie einem Spannschloss 17, an das die fluidführende Rohrleitung angehängt wird. Die im Umlenkgehäuse 15 befindliche Gelenkanordnung verbindet das Spannschloss 17 mit der im Federgehäuse 14 sitzenden Schraubenfeder, so dass das Spannschloss 17 im Ergebnis federnd an der Basis 13 befestigt ist und dementsprechend axial beweglich ist.In 2 a movable component according to the invention is shown as a variable-length suspension 12 is trained. This consists essentially of a base 13 with a spring housing 14 for a (not visible here) coil spring, a deflection housing 15 , one (also not visible here), about a rotation axis 16 includes movable hinge assembly, as well as a turnbuckle 17 to which the fluid-carrying pipeline is attached. The in the deflection housing 15 located joint assembly connects the turnbuckle 17 with the spring housing 14 seated coil spring, leaving the turnbuckle 17 as a result resilient at the base 13 is fixed and accordingly is axially movable.

Im Umlenkgehäuse 15 sitzt außerdem eine Lastjustierung 18, um die Vorspannung der Schraubenfeder einzustellen. An der Gelenkanordnung sitzt ein digitaler Sensor 6 mit einer wiederum symbolisch zu verstehenden, analogen Skala 7. Der Sensor 6 detektiert die Stellung bzw. Bewegung der Gelenkanordnung und somit die axiale Lage des Spannschlosses 17 und meldet die ermittelten Werte an den elektronischen Datenspeicher 11.In the deflection housing 15 also sits a load adjustment 18 to adjust the preload of the coil spring. At the joint assembly sits a digital sensor 6 with an analogous scale, again symbolically understood 7 , The sensor 6 detects the position or movement of the joint arrangement and thus the axial position of the turnbuckle 17 and reports the determined values to the electronic data memory 11 ,

In 3 ist ein erfindungsgemäßes bewegliches Bauteil dargestellt, das als Stütze 19 für eine fluidführende Rohrleitung ausgebildet ist. Die (nicht dargestellte) fluidführende Rohrleitung wird hierbei von einer Tragplatte 20 abgestützt, wobei diese Tragplatte 20 wiederum axial beweglich ist. Dies wird über eine (ebenfalls nicht sichtbare) Gelenkanordnung innerhalb des Umlenkgehäuses 15 bewerkstelligt, die die Tragplatte 20 mit einer (nicht sichtbaren) Schraubenfeder im Federgehäuse 14 gelenkig verbindet. Die Mechanik ist grundsätzlich die gleiche wie im Ausführungsbeispiel aus 2, so dass auch hier eine Lastjustierung 18 vorhanden ist und der Sensor 6 mit der symbolischen Skala 7 ebenfalls an der Gelenkanordnung angebracht ist. Auch hier werden die vom Sensor 6 detektierten Signale an den elektronischen Datenspeicher 11 weitergegeben.In 3 an inventive movable member is shown as a support 19 is designed for a fluid-carrying pipeline. The (not shown) fluid-carrying pipe is in this case of a support plate 20 supported, this support plate 20 in turn is axially movable. This is done via a (also not visible) hinge assembly within the deflection 15 accomplished the support plate 20 with a (not visible) coil spring in the spring housing 14 articulated connects. The mechanics are basically the same as in the embodiment 2 so again, here's a load adjustment 18 is present and the sensor 6 with the symbolic scale 7 also attached to the hinge assembly. Again, the sensor 6 detected signals to the electronic data storage 11 passed.

Claims

Movable component made of metal for compensating in-itself movements of a conduit for fluids, in particular a fluid-carrying pipeline, wherein the movable member (1, 12, 19) in particular variable in length and / or angular and / or axial and / or laterally movable and a digitally readable electronic data memory (11) and / or a measuring device (6, 8, 9) for a current value of a state parameter of a current operating state of the movable component, characterized in that the data memory (11) and / or the measuring device (6 , 8, 9) is powered by utilizing movements of the movable member and / or by harnessing the energy of a fluid passed through the movable member and / or by utilizing thermal energy due to temperature differences on the movable member.

Moving component after Claim 1 , wherein the movable member is a variable-length and / or an angular and / or axial and / or laterally movable suspension (12), or a variable-length and / or an angular and / or axial and / or laterally movable support (19) for the line for fluids.

Moving component after Claim 1 wherein the movable member is a flexible conduit member (1) for incorporation into the fluid conduit; and a metal conduit (2) having at least one corrugated or helically corrugated portion and / or at least one helical wound portion and / or at least one of individual ones Having mutually movable segments formed section and on both sides with fittings (3) and / or flanges for installation in the fluid-carrying line.

Moving component after Claim 3 , wherein the flexible conduit element is a compensator for installation in a fluid-carrying pipeline of a process industrial plant.

Movable component after one of the Claims 3 or 4 wherein the data memory (11) and / or the measuring device (6, 8, 9) comprises at least one generator for generating electrical energy from the flow of the fluid conducted through the flexible conduit element.

Movable component after at least one of Claims 1 to 5 wherein the measuring device (6, 8, 9) is a measuring device for generating digital measured data.

Movable component after at least one of Claims 1 to 6 , wherein the data memory (11) and / or the measuring device (6, 8, 9) comprises at least one element for generating electrical energy from movements of the movable component, in particular a piezoelectric element.

Movable component after at least one of Claims 1 to 7 wherein the data memory (11) and / or the measuring device (6, 8, 9) comprises at least one thermoelectric generator for generating electrical energy from temperature fluctuations and / or temperature differences on the movable component.

Movable component after at least one of Claims 1 to 8th wherein a digital reproduction and / or transmission unit is provided for the digital measurement data of state parameters of the movable component, state variables of a fluid conducted by the movable component or for the data stored in the electronic data memory (11).

Moving component after Claim 9 , wherein the digital playback and / or transmission unit by utilizing movements of the movable Component and / or by harnessing the energy of a guided through the movable member fluid is supplied with electrical energy.