DE102019113382A1

DE102019113382A1 - Dichtungselement für einen Rohrleitungsmolch

Info

Publication number: DE102019113382A1
Application number: DE102019113382.3A
Authority: DE
Inventors: Patrik Rosen
Original assignee: Rosen Swiss AG
Current assignee: Rosen Ip Ag Ch
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2020-11-26
Also published as: EP3973220A1; CA3140985A1; WO2020234418A1

Abstract

Dichtungselement für einen Rohrleitungsmolch, welches aus einer Vortriebsstellung in eine Dichtstellung, in der das Dichtungselement an einer Innenseite einer Rohrleitungswand anliegt, überführbar ist, wobei das Dichtungselement zumindest einen vorzugsweise ringförmigen Hohlkörper aufweist, der mit Fluid befüllbar und entleerbar ist, wodurch das Dichtungselement zwischen Vortriebsstellung und Dichtstellung überführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement für einen Rohrleitungsmolch, das zur Anlage an eine Rohrleitungswand ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Molch mit einem entsprechenden Dichtungselement. Dichtungselemente für Rohrleitungsmolche sind bekannt. Diese werden typischerweise mit einem elastomeren Material wie Polyurethan gefertigt. Bei einer Verwendung auf einem Molch liegen die Dichtungselemente an der Innenseite einer Rohrleitungswand an.
Typische Dichtungselemente weisen einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der jeweiligen Rohrleitung auf. Entsprechend liegen die Dichtungselemente bei der Verwendung auf einem entsprechenden Molch an der Rohrleitungswand an. Der Anpressdruck zwischen der Rohrleitungswand und dem mit dieser in Verbindung stehenden Dichtungselement ist somit eine Funktion des Materials des Dichtungselements sowie der jeweiligen Geometrie, insbesondere des äußeren Umfangs des Dichtungselementes und des Innendurchmessers der Rohrleitung.
Es sind Molche bekannt, die Dichtungselemente mit einem variablen Umfang aufweisen. So zeigt die US 2019/0107239 einen Molch, bei denen ein Kern aus einem Elastomer durch beiderseits von dem Kern angeordnete mechanische Elemente zusammengedrückt und in radialer Richtung nach außen bewegt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, alternative Dichtungselemente bereitzustellen, die bei der Verwendung auf einen Molch an die Rohrleitungswand bewegbar sind und/oder bei denen der Anpressdruck an die Rohrleitungswand anpassbar ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, einen Molch bereitzustellen, der entsprechende alternative Dichtungselemente aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1 sowie einen Molch gemäß Anspruch 10.
Bei einem erfindungsgemäßen Dichtungselement muss das Dichtungselement nicht dauerhaft mit der Rohrleitungswand in Verbindung stehen. Das Dichtungselement zwischen einer Dichtstellung, in der es mit hohem Anpressdruck an der Innenseite einer Rohrleitung anliegt und einer Vortriebsstellung, in der es nicht oder nur mit einem geringeren Anpressdruck an der Innenseite der Rohrleitung anliegt, überführt werden. Die Geometrie des Dichtungselements kann so verändert werden, dass es in Kontakt mit der Rohrleitungswand bringbar ist und/oder der Anpressdruck des Dichtungselementes an die Rohrleitungswand veränderbar ist. Ein erfindungsgemäßes Dichtungselement weist hierzu zumindest einen insbesondere ringförmigen Hohlkörper auf, der mit einem Fluid füllbar und entleerbar ist. Der Hohlkörper kann hierbei an oder in dem Dichtungselement angeordnet und/oder durch dieses ausgebildet sein. Ein Dichtungselement mit einem eingebrachten Hohlkörper kann auf einfache Weise gefertigt werden, indem das Dichtungselement, zumindest jedoch ein elastischer Abschnitt davon, um den Hohlkörper, beispielsweise einen Schlauch, herum gegossen wird. Der Hohlkörper kann auch an dem elastischen Abschnitt des Dichtungselementes angeordnet sein. Der elastische Abschnitt des Dichtungselementes kann auch durch den Hohlkörper ausgebildet sein. Elastisch ist der Abschnitt dann, wenn das dort verwendete Material bzw. die dort verwendete Konstruktionsweise eine Veränderung des Durchmessers des Dichtungselements um mindestens 1%, vorzugsweise 3% ermöglicht. Der Hohlkörper ist mit einem Fluid befüllbar, wodurch eine Kraft auf eine Dichtungsfläche des Dichtungselementes, das heißt die Fläche des Dichtungselements, die bei der Verwendung auf einem Rohrleitungsmolch mit einer Rohrleitungswand in Kontakt steht, ausgeübt wird. Durch die Einstellung des Drucks des Fluids im Hohlkörper kann somit der Anpressdruck des Dichtungselementes an die Rohrleitung eingestellt werden. Weiterhin ist denkbar, dass das Dichtungselement erst durch das Füllen des Hohlkörpers mit einem Fluid in Kontakt mit der Rohrleitungswand gebracht wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Dichtungselement als Dichtungscup mit einem insbesondere kegelstumpfförmigen Dichtungsbereich ausgebildet, wobei der Dichtungsbereich dazu ausgebildet ist, in Kontakt mit einer Innenseite einer Pipeline gebracht zu werden und wobei am Dichtungsbereich ein insbesondere ringförmiger Hohlkörper angeordnet ist. Diese Weiterbildung ergänzt dementsprechend einen herkömmlichen Dichtungscup um einen solchen Hohlkörper. Dieser ist mit Fluid füllbar und entleerbar und bewirkt eine Bewegung des Dichtungsbereiches in radialer Richtung des Dichtungscups und/oder eine Verstärkung des Anpressdruckes des Dichtungsbereichs gegenüber einer Rohrleitungswand bei der Verwendung eines entsprechenden Dichtungselementes auf einem Rohrleitungsmolch.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der insbesondere ringförmige Hohlkörper in einem insbesondere kegelstumpfförmigen Dichtungsbereich des Dichtungscups eingebracht und/oder durch einen elastischen Abschnitt des Dichtungsbereiches ausgebildet. Dies erfordert eine Modifikation der üblichen Herstellung eines Dichtungscups. Dieser ist gegebenenfalls durch das Einbringen des Hohlkörpers weniger einfach zu fertigen. Ein Befüllen und Entleeren des Hohlkörpers mit einem Fluid kann dann durch eine im Inneren des Dichtungscups verlaufende Leitung erfolgen. Ein derart ausgebildetes Dichtungselement in Form eines Dichtungscups ist somit weniger störungsanfällig und zuverlässiger.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtungselement als eine insbesondere ringförmige Führungsscheibe ausgebildet. Eine Führungsscheibe kann unabhängig von der Einbaurichtung an einem Molch eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform weist die Führungsscheibe am äußeren Umfang eine umlaufende Nut auf, in der ein insbesondere ringförmiger elastischer Hohlkörper zumindest teilweise angeordnet ist. Wenn der Hohlkörper mit Fluid gefüllt wird, wird ein seitliches Ausdehnen des Hohlkörpers durch die Anordnung in der umlaufenden Nut beschränkt. Der elastische Hohlkörper kann sich somit lediglich nach außen über den Umfang der Führungsscheibe hinaus ausdehnen. Hierbei gelangt der elastische Hohlkörper bei der Verwendung auf einem Rohrleitungsmolch in Kontakt mit einer Rohrleitungswand. Durch die gerichtete Ausdehnung des elastischen Hohlkörpers wird die für das Ausdehnen benötigte Menge an Fluid begrenzt. Zudem ist der elastische Hohlkörper einfacher zugänglich und kann leichter ausgetauscht werden.
In einer alternativen Ausführungsform ist der insbesondere ringförmige Hohlkörper in einem elastischen Abschnitt der Führungsscheibe angeordnet oder durch diesen ausgebildet. Durch das Füllen des Hohlraums im Hohlkörper mit Fluid wird der äußere Umfang der Führungsscheibe in radialer Richtung nach außen verschoben, bis dieser zur Anlage mit einer Rohrleitungswand gelangt und/oder der Anpressdruck der Führungsscheibe an die Rohrleitungswand wird erhöht. Eine derartige Führungsscheibe ist dadurch, dass der Hohlraum oder ein den Hohlraum aufweisender Hohlkörper in die Führungsscheibe eingebettet ist, weniger anfällig für Beschädigungen.
Vorzugsweise weist die Führungsscheibe einen trapezförmigen Querschnitt auf. Hierbei nimmt die Dicke der Führungsscheibe in radialer Richtung nach außen hin ab. Hierdurch wird die Stabilität der Führungsscheibe bei gleichem Materialeinsatz erhöht beziehungsweise der Materialeinsatz für eine ähnlich stabile Führungsscheibe verringert. Dies betrifft sowohl die Stabilität gegenüber Verformungen beim Durchführen eines mit einer entsprechenden Führungsscheibe ausgestatteten Molchs durch eine Rohrleitung als auch gegenüber einer Erhöhung des Anpressdruckes der Führungsscheibe an die Rohrleitung. Mit einer derartigen Führungsscheibe können somit bei gleichem Materialeinsatz höhere Anpressdrücke realisiert werden.
Bevorzugt weist die Führungsscheibe einen Dichtungsabschnitt auf, der von einer am äußeren Umfang über die Seitenwand der Führungsscheibe hervorstehenden Wulst zumindest mitausgebildet wird, wobei der Dichtungsabschnitt und der insbesondere ringförmige Hohlkörper derart angeordnet sind, dass der Dichtungsabschnitt durch ein Füllen des Hohlkörpers mit einem Fluid radial nach außen bewegbar ist. Ein Dichtungsabschnitt in Form einer an der Führungsscheibe ausgebildeten umlaufenden Wulst bildet eine Verschleißauflage des Dichtungselements aus. Ein derartiges Dichtungselement kann für einen längeren Zeitraum verwendet werden und erhöht die Nutzungsdauer, wenn das Dichtungselement auch zum Abbremsen eines Molches in der Rohrleitung verwendet wird und nicht ausschließlich zu Dichtungszwecken.
Besonders bevorzugt weist die Führungsscheibe zwei einander gegenüberliegend am äußeren Umfang der Führungsscheibe angeordnete laufende Wülste auf, die über eine jeweilige Seitenwand der Führungsscheibe hervorstehen und jeweils einen Dichtungsabschnitt zumindest mit ausbilden, und zwei insbesondere ringförmige Hohlkörper auf, wobei die Hohlkörper unabhängig voneinander füllbar und so angeordnet sind, dass die Dichtungsabschnitte jeweils durch Füllen eines jeweiligen Hohlkörpers unabhängig voneinander radial nach außen bewegbar sind. Ein Dichtungselement, das zwei unterschiedliche Dichtungsabschnitte aufweist, die mit zwei Hohlkörper unabhängig voneinander zur Anlage an eine Rohrleitungsinnenwand gebracht werden können und/oder deren jeweiliger Anpressdruck unabhängig voneinander geregelt werden kann, erhöht die Zuverlässigkeit der entsprechenden Dichtungsscheibe. So ist es denkbar, bei Versagen eines Dichtungsabschnittes einer Führungsscheibe den anderen Dichtungsabschnitt zu verwenden. Es ist weiterhin denkbar, die beiden Dichtungsabschnitte in Bewegungsrichtung eines mit einer entsprechenden Führungsscheibe versehenen Molchs in Bewegungsrichtung des Molchs in einer Rohrleitung voneinander beabstandet anzuordnen. Die entsprechenden Dichtungsabschnitte können somit entweder gleichzeitig als Doppeldichtung verwendet werden oder je nach Bewegungsrichtung des Molches in der Pipeline beziehungsweise je nach Einbaurichtung der Führungsscheibe an einem Molch verwendet werden. Eine derartige Führungsscheibe ist somit unabhängig von der Bewegungsrichtung beziehungsweise unabhängig von der Einbaurichtung verwendbar.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Molch mit einem Molchkörper, mit zumindest einem erfindungsgemäßen Dichtungselement sowie einer eine Fluidpumpe umfassende Fluidleitungsanordnung, über die der insbesondere ringförmige Hohlkörper des Dichtungselements mit einem Fluid füllbar ist. Ein derartiger Molch ist dazu ausgebildet, die Dichtungselemente durch Beaufschlagen des Hohlkörpers mit einem Fluid zu füllen. Vorzugsweise wird für das zu füllende Fluid das durch die Rohrleitung strömende Medium, wie beispielsweise Erdgas, Erdöl beziehungsweise Erdölprodukte oder Wasser, verwendet. Alternativ kann der Molch auch einen entsprechenden Vorratsraum für ein derartiges Fluid aufweisen, aus dem das Fluid in den Hohlkörper des Dichtungselements überführt wird. Das Fluid kann auch ein Gas-Flüssigkeitsgemisch sein, wodurch die Verwendung mit einem Vorratsraum vereinfacht wird.
Vorzugsweise weist der Molch zumindest ein erstes Dichtungselement auf, das benachbart zu einem ersten Ende des Molchkörpers angeordnet ist und zumindest ein zweites Dichtungselement, das benachbart zu einem zweiten Ende des Molchkörpers angeordnet ist. Die beiden Dichtungselemente sind somit in Bewegungsrichtung eines Molches durch eine Rohrleitung voneinander beabstandet angeordnet. Es können auch jeweils Gruppen von Dichtungselementen, beispielsweise ein Dichtungselement in Form einer Führungsscheibe und ein zweites Dichtungselement in Form eines Dichtungscups, die unmittelbar hintereinander angeordnet sind, vorgesehen sein. Diese Dichtungselemente können auch dazu beitragen, die Lage des Molchkörpers im Rohrquerschnitt festzulegen, wodurch verhindert wird, dass der Molchkörper mit der Rohrleitungswand in Kontakt kommen kann.
Vorzugsweise ist die Fluidpumpe des Molchs eine Flüssigkeitspumpe und das Fluid eine vorzugsweise inkompressible Flüssigkeit. Die Verwendung einer Flüssigkeitspumpe und einer Flüssigkeit als Fluid erleichtert die Handhabung des Fluids, das in den Hohlkörper des Dichtungselements eingebracht werden muss. So muss zur Druckerhöhung kein beziehungsweise kaum zusätzliches Volumen in den Hohlkörper eingebracht werden. Eine Regulierung des Anpressdrucks an eine Rohrleitungswand kann somit auf besonders einfache Weise erfolgen.
Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßer Molch eine Positionsbestimmungseinheit zur Positionierung des Molches in der Pipeline auf. Wenn die Dichtungselemente als Bremselemente beziehungsweise Teil einer Bremseinrichtung verwendet werden sollen, kann über die Positionsbestimmungseinheit die Position des Molches in der Pipeline bestimmt werden und somit an einer gewünschten Stelle eine Bremseinheit beziehungsweise ein Dichtungselement zum Bremsen des Molches in der Pipeline verwendet werden. Der Molch kann somit an einer bestimmten Stelle in der Pipeline festgelegt werden beziehungsweise die Molchgeschwindigkeit für das Durchfahren eines bestimmten Abschnittes der Rohrleitung reduziert werden.
Vorzugsweise umfasst die Positionsbestimmungseinheit ein Odometer, eine Schweißnahterkennungsanordnung und/oder einen Signalempfänger für durch die Rohrleitungswand gesendete Positioniersignale. Durch ein Odometer kann die Positionen als Funktion der in der Rohrleitung zurückgelegten Strecke bestimmt werden. Eine Schweißnahterkennungsanordnung erkennt die umlaufenden Schweißnähte, mit denen einzelne Abschnitte der Rohrleitung verbunden sind. Bei beispielsweise Öl- oder Gaspipelines sind diese einzelnen Abschnitte beziehungsweise deren Schweißnähte in der Dokumentation der Pipeline verzeichnet, so dass der Molch durch Abzählen der durchfahrenen umlaufenden Schweißnähte bestimmen kann, in welchem Abschnitt der Rohrleitung er sich befindet. Somit kann über eine derartige Positionsbestimmungseinheit mit Schweißnahterkennung der Molch beispielsweise in einem bestimmten Rohrleitungsabschnitt verlangsamt beziehungsweise angehalten werden, wenn dort Reinigungs-, Wartungs- und/oder Inspektionsarbeiten durchgeführt werden sollen. Ein Signalempfänger für durch die Rohrleitungswand gesendete Positioniersignale kann entweder an der Rohrleitungswand angebrachte Sender für Leitsignale erkennen und hierüber seine Position in der Rohrleitung bestimmen oder durch ein entsprechendes durch die Rohrleitungswand gesendetes Stoppsignal zum Bremsen beziehungsweise Anhalten an einer bestimmten Stelle innerhalb der Rohrleitung veranlasst werden.
Vorzugsweise umfasst ein Molch ein Bypass-System mit einem Bypass-Ventil, durch das ein in der Rohrleitung strömendes Fluid durch den Molch hindurch und/oder am Molch vorbei leitbar ist. Ein Molch wird typischerweise durch das in der Rohrleitung strömende Fluid durch die Rohrleitung transportiert. Wenn ein Dichtungselement eines erfindungsgemäßen Molches den Molch an einer Rohrleitungswand abbremsen oder zum Anhalten bringen soll, muss die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in der Rohrleitung entsprechend reguliert werden, da andernfalls ein zunehmender Differenzdruck zwischen beiden Enden des Molches aufgebaut würde, der gegebenenfalls die Haltekraft des Dichtungselementes an der Rohrleitung übersteigt und zur Beschädigung des Dichtungselementes, der Rohrleitung und/oder des Molches führen würde. Um die notwendigen Kräfte zum Festlegen des Molches in einer Rohrleitung beziehungsweise zum Abbremsen des Molches auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu reduzieren, kann über ein entsprechendes Bypass-System ein Teil des Fluides am Molch vorbei oder durch den Molch hindurchgeführt werden. Der Aufbau eines Differenzdrucks über den Molch in der Rohrleitung wird somit reduziert. Weiterhin hat dies den Vorteil, dass während des Einsatzes des Molches die Rohrleitung weiterhin Fluid transportieren kann, auch wenn dieser an einer bestimmten Stelle verlangsamt beziehungsweise angehalten wird. Der Betrieb der Rohrleitung wird somit weniger gestört. Bei der Verwendung in Öl- und Gaspipelines stellt dies auch einen deutlichen Kostenvorteil bei der Verwendung eines entsprechenden Molchs dar, wenn der Betrieb der Pipeline nicht oder nur wenig eingeschränkt werden muss.
Vorzugsweise ist das Bypass-Ventil eines Bypass-Systems so ausgebildet, dass es durch ein in der Rohrleitung strömendes Fluid mit einer das Bypass-Ventil in Richtung einer Geschlossenstellung bewegenden Kraft beaufschlagt ist. Das Bypass-Ventil wird durch einen motorischen Antrieb gegen die von dem Fluid ausgeübte Kraft geöffnet. Ein Vorteil einer derartigen Anordnung ist, dass das Bypass-Ventil somit selbstständig schließt, wenn eine Energiequelle des Molches erschöpft ist und/oder es zu einer Fehlfunktion der Energieversorgung beziehungsweise des motorischen Antriebs des Bypass-Ventils kommt. Das Bypass-Ventil schließt und der Molch wird durch die Wirkung des in der Pipeline strömenden Fluids durch die Pipeline bewegt, bis er an einer Entnahmestelle aus der Pipeline entnommen werden kann. Ein Bypass-System mit einem entsprechend ausgebildeten Bypass-Ventil erhöht somit die Betriebssicherheit eines entsprechenden Molches, der bei einer Fehlfunktion zuverlässig aus der Pipeline entfernt wird.
Besonders bevorzugt ist das Bypass-Ventil schwenkbar gelagert und asymmetrisch um die Schwenkachse ausgebildet. Hierbei ist das Bypass-Ventil so am Molch angeordnet, dass der flächenmäßig größere Abschnitt des Bypass-Ventils durch ein in der Rohrleitung strömendes Fluid mit einer das Bypass-Ventil in Richtung der Geschlossenstellung bewegenden Kraft beaufschlagbar ist. Dies ist eine einfache Möglichkeit, ein unter der Wirkung des in der Pipeline strömenden Fluids selbstständig schließendes Bypass-Ventil auszugestalten.
Vorzugsweise weist der Molch einen Röntgenfluoreszenzsensor auf. Inspektionsmolche mit unterschiedlichen Sensoren zur Inlineinspektion von Rohrleitungen, insbesondere Öl- und Gaspipelines, sind dem Stand der Technik bekannt. Diese Sensoren sind hierbei ausgestattet, Messungen durchzuführen, während sie an der Rohrleitungswand vorbeigeführt werden. Mittels eines Röntgenfluoreszenzsensors kann die Materialzusammensetzung der Pipeline bestimmt werden. Dies kann genutzt werden, um die in einem bestimmten Abschnitt in einer Rohrleitung verwendete Stahlsorte zu bestimmen. Dies ist insbesondere für Öl- und Gaspipelines interessant, sowohl bei alten Pipelines, bei denen Unsicherheit bezüglich der Dokumentation besteht als auch bei neuverlegten Pipelines, bei denen über einen entsprechenden Molch mit einem entsprechenden Röntgenfluoreszenzsensor die jeweils verbauten Stahlqualitäten überprüft und somit die Dokumentation verifiziert werden kann. Röntgenfluoreszenzsensoren weisen jedoch eine erhöhte Messzeit von mehreren Sekunden auf, an denen sie an der gleichen Stelle einer Pipeline verbleiben müssen und sind somit für den Einsatz auf herkömmlichen Inlineinspektionsmolchen, die an der Pipeline vorbeigeführt werden, nicht oder nur mit großem Aufwand verwendbar. Bei dem erfindungsgemäßen Molch kann über die Wirkung des erfindungsgemäßen Dichtungselementes der Molch abgebremst oder zumindest für die Dauer einer Röntgenfluoreszenzmessung zum Anhalten gebracht werden. Hierdurch ermöglicht es der erfindungsgemäße Molch Messverfahren einzusetzen, deren Messdauer einem Einsatz auf konventionellen Inlineinspektionsmolchen entgegenstand. Ein erfindungsgemäßer Molch ermöglicht somit den Einsatz von Messverfahren mit erhöhten Messzeiten wie beispielsweise eine Röntgenfluoreszenzanalyse.
Vorzugsweise weist der Molch eine Reinigungsanordnung zur Reinigung eines mittels des Röntgenfluoreszenzsensors zu analysierenden Abschnitts der Rohrleitungswand auf. Der Röntgenfluoreszenzanalyse bestimmt die Zusammensetzung des analysierten Materialabschnittes. Diese Messung wird durch Verunreinigung beziehungsweise Ablagerung auf der Oberfläche der Rohrleitungswand verfälscht. Diese sollten somit im Vorfeld entfernt werden. Dies kann über eine entsprechende Reinigungsanordnung geschehen. Eine derartige Reinigungsanordnung kann beispielsweise eine rotierende Bürste aufweisen, die in Kontakt mit den zu analysierenden Abschnitt der Rohrleitungswand gebracht wird und diesen von Ablagerungen reinigt. Die Bürste kann Borsten aus einem geeigneten Stahl und/oder Polymer aufweisen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnommen werden. Es zeigen:

1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes in Form eines Dichtungscups,
2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes in Form eines Dichtungscups,
3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes in Form einer Führungsscheibe,
4 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes in Form einer Führungsscheibe,
5 eine weitere alternative Ausführungsform eines Dichtungselementes in Form einer Führungsscheibe,
6 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes in Form einer Führungsscheibe mit einer umlaufenden Wulst,
7 eine alternative Ausführungsform eines Dichtungselementes in Form einer Führungsscheibe,
8 eine Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes nach 7 mit zwei gegenüberliegend angeordneten umlaufenden Wülsten,
9 ein erfindungsgemäßes Dichtungselement in Form einer Führungsscheibe mit einem trapezförmigen Querschnitt,
10 einen Molch mit einem erfindungsgemäßen Dichtungselement.

Einzelne Merkmale der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele können in Kombination mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche auch zu erfindungsgemäßen Weiterbildungen führen.
1 zeigt zwei Dichtungselemente 2 in Form von Dichtungscups mit einem Dichtungsbereich 6 in Form eines Kegelstumpfs, genauer in Form eines Kegelstumpfmantels. An einem äußeren Ende des kegelstumpfförmigen Bereichs, das heißt dem Bereich, der bei einer Verwendung auf einem Molch der Rohrleitung am nächsten ist, weist das Dichtungselement 2 einen ringförmigen Hohlkörper 4 auf. Dieser kann entweder durch das Einbringen eines elastischen Hohlkörpers in das Dichtungselement 2, beispielsweise während der Herstellung oder durch das Material des Dichtungselementes 2 selbst ausgebildet sein. Das Dichtungselement 2 selber ist aus einem flexiblen, vorzugsweise elastomeren Material gefertigt. Der ringförmige Hohlkörper 4 ist mit einem Fluid füllbar. Statt eines ringförmigen Hohlkörpers 4 können auch mehrere, zueinander benachbart angeordnete und vorzugsweise kreisringsegmentförmige Hohlkörper verwendet werden. Das Füllen des Hohlkörpers 4 mit einem Fluid bewirkt durch die ringförmige Anordnung des Hohlkörpers 4 eine Bewegung des Dichtungsbereichs 6 des Dichtungselements 2 in radialer Richtung nach außen. Hierdurch wird das Dichtungselement 2 bei einer Verwendung auf einem Molch in einer Rohrleitung mit seinem Dichtungsbereich 6 zur Anlage an die Innenwand der Rohrleitung gebracht. Wenn das Dichtungselement 2 bereits an der Innenwand einer Rohrleitung anliegt, kann durch das Einbringen eines Fluids in den Hohlkörper 4 der Anpressdruck des Dichtungselements 2 an die Rohrleitung erhöht werden. Bei dem Fluid kann es sich um ein gasförmiges oder um ein flüssiges Medium handeln.
2 beschreibt ein Dichtungselement 2 ähnlich der 1, wobei sich der ringförmige Hohlkörper 4 nahezu vollständig durch den kegelstumpfförmigen Abschnitt 6 des Dichtungselements 2 erstreckt. Durch die Änderung der Lage beziehungsweise der Erstreckung des Hohlkörpers 4 im Dichtungselement 2 kann die Form des Dichtungselements 2, die sich beim Füllen des Hohlkörpers mit einem Fluid ergibt, variiert und an den entsprechenden Anwendungsfall angepasst werden.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines entsprechenden Dichtungselementes 2 in Form einer Führungsscheibe 10. Derartige Führungsscheiben 10 für Molche sind aus dem Stand der Technik bekannt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist in die Führungsscheibe 10 eine am äußeren Rand einer umlaufenden Nut 12 eingebracht. In diese Nut 12 wird ein ringförmiger elastischer Hohlkörper 8, beispielsweise ein Schlauch, eingebracht. In den Hohlkörper 4 kann ein Fluid eingebracht werden, wodurch dieser derart ausgedehnt wird, dass er mit einer Rohrleitungswand in Kontakt bringbar ist. Hierdurch wird eine Dichtwirkung erzielt. Die Dichtfläche wird hierbei durch den elastischen Hohlkörper 8 ausgebildet. Vorteil dieser Ausführung ist, dass bei einer Beschädigung des Dichtungsbereichs lediglich der elastische Hohlkörper 8 ausgetauscht werden muss und die Führungsscheibe 10 weiter verwendet werden kann.
4 und 5 zeigen ein erfindungsgemäßes Dichtungselement 2 in Form einer Führungsscheibe 10, wobei der ringförmige Hohlkörper 4 in die Führungsscheibe 10 eingebracht ist. Der Hohlkörper 4 kann durch einen elastischen Hohlkörper 8 ausgebildet sein, der bei der Herstellung in das Dichtungselement 2 eingebracht wird. Alternativ kann der Hohlkörper 4 auch durch das Dichtungselement 2, hier in Form einer Führungsscheibe 10, selbst ausgebildet werden. Wiederum kann durch Füllen des Hohlkörpers 4 mit einem Fluid die Führungsscheibe 10 verformt und bei der Verwendung auf einem Pipelinemolch zur Anlage an eine Rohrleitungswand gebracht werden. Das Dichtungselement 2 gemäß 4 unterscheidet sich durch die Anordnung des Hohlkörpers 4 im Dichtungselement 2 von den Dichtungselementen gemäß 4. Durch die Veränderung der Anordnung des Hohlkörpers 4 kann die Form, die sich beim Füllen des Hohlkörpers 4 mit einem Fluid ergibt, an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.
6 und 7 zeigen Dichtungselemente 2 in Form einer Führungsscheibe 10, wobei die Führungsscheibe 10 Dichtungsflächen 14 aufweist, die durch am äußeren Ende in Bewegungsrichtung des Molches vorstehende umlaufende Wülste der Führungsscheibe 10 gebildet werden. Die umlaufenden Wülste stellen hierbei eine Art Verschleißauflage dar, durch die ein entsprechend ausgebildetes Dichtungselement 2 länger im Einsatz sein kann. Der ringförmige Hohlkörper 4 ist wiederum entweder durch einen in das Dichtungselement 2 eingebrachten elastischen Hohlkörper 8 oder durch das Material des Dichtungselements 2 selbst ausgebildet. Der Hohlkörper 4 ist so angeordnet, dass beim Füllen des Hohlkörpers 4 mit einem Fluid die Wulst zur Anlage an die Rohrwand gebracht wird. Die Ausführungsform gemäß 7 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 6 durch die Anordnung des Hohlkörpers 4 in dem Dichtungselement 2. Hierdurch können besondere Formgebungen des Dichtungselements 2 beim Füllen des Hohlkörpers 4 mit einem Fluid erzielt werden. Die entsprechend erhaltene Formgebung kann somit an den geplanten Einsatzzweck des Dichtungselementes 2 angepasst werden.
8 zeigt eine Weiterentwicklung eines Dichtungselements gemäß 7 beziehungsweise 6 mit zwei umlaufenden Wülsten, die in Bewegungsrichtung eines Molches voneinander beabstandet und gegenüberliegend im Bereich des äußeren Umfangs der Führungsscheibe 10 angeordnet sind. Jeder dieser umlaufenden Wülste ist jeweils ein ringförmiger Hohlkörper 4 zugeordnet. Die Hohlkörper 4 sind unabhängig voneinander mit einem Fluid befüllbar. Hierdurch kann eine der beiden umlaufenden Wülste zur Anlage an einer Rohrleitung gebracht werden. Gegebenenfalls werden auch beide Wülste gleichzeitig zur Anlage an einer Rohrleitung gebracht, um somit eine Doppeldichtung zu erhalten. Vorteil des Dichtungselements 2 gemäß 8 ist, dass diese unabhängig von der Bewegungsrichtung durch die Rohrleitung beziehungsweise unabhängig von ihrer Einbaurichtung verwendbar sind. Dies erleichtert die Handhabung beziehungsweise Verwendbarkeit entsprechender Dichtungselemente 2.
9 zeigt eine Weiterentwicklung eines Dichtungselementes nach 4. Das Dichtungselement ist als Führungsscheibe 10 ausgebildet, wobei die Führungsscheibe gemäß 9 einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Hierdurch wird der Materialeinsatz für eine entsprechende Führungsscheibe 10 bei gleicher Stabilität reduziert beziehungsweise bei gleichem Materialeinsatz eine stabilere Führungsscheibe 10 realisiert. Der trapezförmige Querschnitt verhindert insbesondere ein Knicken der Führungsscheibe 10. Die trapezförmige Form der Führungsscheibe kann auch mit beliebigen anderen Ausführungsbeispielen eines entsprechenden Dichtungselementes 2 in Form einer Führungsscheibe 10 verwendet werden, also mit anderen Ausführungsbeispielen der 5, 6, 7 und 8.
10 zeigt einen entsprechenden Molch 16 mit erfindungsgemäßen Dichtungselementen 2 in einer Rohrleitung 18. Der Molch dieses Ausführungsbeispiels ist mit einem Sensor ausgestattet, der ein Anhalten des Molches in einer Rohrleitung erforderlich macht. Ein erfindungsgemäßes Dichtungselement 2 wird verwendet um eine Anhalten des Molches in einer Rohrleitung zu ermöglichen bzw. zu unterstützen.
An dem Molch sind erfindungsgemäße Dichtungselemente 2 mit einem Hohlkörper 4 angeordnet In dem Ausführungsbeispiel bilden die Dichtungselemente 2 eine Bremsanordnung mit aus. Diese umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Dichtungselement 2, das einen ringförmigen Hohlkörper 4 aufweist. Zudem umfasst die Bremsanordnung eine Hydraulikpumpe 32, mit der der Hohlkörper 4 des Dichtungselementes 2 mit einem Fluid gefüllt werden kann. Hierdurch wird das Dichtungselement 2 in Kontakt mit der Rohrleitung 18 gebracht und/oder der Druck, den das Dichtungselement 2 auf die Rohrleitung 18 ausübt, eingestellt. Der Molch 16 kann über die Bremsanordnung in der Rohrleitung 18 gebremst und an einer Stelle festgelegt, an der ein im Ausführungsbeispiel an dem Molch 16 angeordneter Röntgenfluoreszenzsensor 20 eine Messung durchführen soll. Neben den im Ausführungsbeispiel dargestellten Dichtungselementen 2 gemäß 2 sind auch sind alternative Ausgestaltungen des Dichtungselementes 2 gemäß 1 und/oder 3 bis 9 denkbar. Eine Bremsanordnung kann zusätzlich auch bewegbare Bremselemente umfassen, die mit der Rohrleitung 18 in Kontakt bringbar sind und/oder Antriebselemente umfassen, durch die der Molch 16 durch die Rohrleitung 18 transportiert wird. Dies können Fluidantriebe wie Propeller, Impeller oder Jetantriebe sein oder auch mit der Rohrleitung 18 in Kontakt stehende Räder oder Gleisketten. Diese können den Molch 16 durch die Rohrleitung 18 bewegen, dieses jedoch auch an einer bestimmten Stelle in der Rohrleitung 18 anhalten. Hierzu können die Räder oder Gleisketten Bremsen aufweisen.
Der Molch 16 in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 muss in der Lage sein, in der Rohrleitung 18 anzuhalten. Hierdurch wird es dem Röntgenfluoreszenzsensor 20 ermöglicht, eine Messung an einem bestimmten Abschnitt der Rohrleitung 18 durchzuführen. Die Messung mittels des Röntgenfluoreszenzsensors 20 hat eine erhöhte Messdauer, während der der Röntgenfluoreszenzsensor 20 an einer zu analysierenden Stelle der Rohrleitung 18 verbleiben muss. Der Molch weist hierzu ein Bypass-System 28 mit einem Bypass-Ventil 30 auf. Der Molchkörper 17 weist ein oder mehrere sich in Längsrichtung durch den Molchkörper 17 erstreckende durchgehende Hohlräume auf, durch die ein in der Rohrleitung 18 befindliches Fluid durch den Molchkörper 17 hindurchtreten kann. Dieser Hohlraum beziehungsweise Hohlräume sind über ein Bypass-Ventil 30 verschließbar. Das Bypass-Ventil 30 verschließt die Hohlräume, während der Molch 16 durch die Rohrleitung transportiert werden soll. Wenn der Molch 16 einen neuen Abschnitt der Rohrleitung 18 erreicht hat beziehungsweise sich einer neuen Position nähert, an dem eine Messung mittels des Röntgenfluoreszenzsensors 20 stattfinden soll, wird das Bypass-Ventil 30 geöffnet. Das Bypass-Ventil 30 ist hierbei vorliegend mit einem runden Querschnitt ausgeführt und um eine Schwenkachse schwenkbar, wobei die Schwenkachse asymmetrisch an dem Ventilkörper des Bypass-Ventils 30 angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, dass das Bypass-Ventil 30 unter der Wirkung eines in der Rohrleitung 18 strömenden Fluids selbsttätig schließend ist. Das Bypass-Ventil 30 wird im Normalfall motorisch geöffnet und geschlossen. Bei einem Ausfall des Antriebs des Bypass-Ventils 30 wird das Bypass-Ventil 30 durch das in der Rohrleitung 18 strömende Fluid in eine Geschlossenposition verbracht und der Molch 16 aus der Rohrleitung ausgetragen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Röntgenfluoreszenzsensor 20 an einem schwenkbaren Arm festgelegt, der von einer gestrichelt dargestellten Transportposition, an dem er an einem Molchkörper 17 des Molches 16 anliegt und einer Messposition, in der der Röntgenfluoreszenzsensor 20 an der Rohrleitung 18 anliegt, verbringbar ist. Benachbart zu dem Röntgenfluoreszenzsensor 20 sind zwei Annäherungssensoren 22 angeordnet. Diese Sensoren 20, 22 sind zusammen in eine Sensoraufnahme eingebracht. In einer Messposition liegen die Annäherungssensoren 22 an der Rohrleitung 18 an. Die Annäherungssensoren 22 sind hierbei so ausgebildet, dass der Röntgenfluoreszenzsensor 20 mit der dort vorhandenen Quelle für energiereiche Röntgenstrahlung nur aktiviert werden kann, wenn die Annäherungssensoren 18 an einem Messobjekt, vorliegend der Rohrleitung 20, anliegen. In dem Ausführungsbeispiel ist an der schwenkbaren Anordnung eine Reinigungsanordnung 24 angeordnet. Vorliegend ist diese als eine in Rotation versetzbare Bürste mit einem Antrieb ausgestaltet. Die Bürste kann hierbei als Drahtbürste mit Stahlborsten oder polymeren Borsten ausgestaltet sein. Die Reinigungsanordnung 24 kann jedoch auch mit anderen alternativen Reinigungsmitteln realisiert werden. Hierbei kann es sich um Düsen handeln, die eine Reinigungsflüssigkeit auf den zu untersuchenden Abschnitt aufbringen und/oder den Abschnitt mit einem Gasstrom freiblasen. Einrichtungen, die den Abschnitt abwischen oder absaugen sind ebenfalls denkbar. Die Reinigungsanordnung 24 dient dazu, einen Abschnitt der Rohrleitung 18, an dem eine Messung durch den Röntgenfluoreszenzsensor 20 stattfinden soll, von Ablagerungen und/oder Verunreinigungen zu befreien.
In dem Ausführungsbeispiel weist der Molch 16 eine Positionsbestimmungseinheit 26 auf, die in Form eines Schweißnahtdetektors ausgebildet ist. Der Schweißnahtdetektor detektiert umlaufende Schweißnähte, mit denen einzelne Abschnitte einer Rohrleitung verbunden sind. Zur vollständigen Analyse der jeweils in einem Abschnitt verwendeten Stahlqualitäten kann der Molch 16 somit nach jeder Detektion einer umlaufenden Schweißnaht mittels der Positionsbestimmungseinheit 26 eine Messung durch den Röntgenfluoreszenzsensor 20 veranlassen. Somit wird beim Durchfahren der Rohrleitung nacheinander jedes Segment zumindest einmal analysiert und die dort verwendete Stahlqualität bestimmt. Es ist auch denkbar, in jedem Abschnitt mehrere Messungen, die in voneinander beabstandeten Abschnitten vorgenommen werden, durchzuführen. Eine Positionsbestimmungseinheit 26 kann stattdessen oder auch zusätzlich ein Odometer und/oder einen Sensor für durch die Rohrleitung 18 gesendete Signale aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2019/0107239 [0003]

Claims

Dichtungselement für einen Rohrleitungsmolch, welches aus einer Vortriebsstellung in eine Dichtstellung, in der das Dichtungselement an einer Innenseite einer Rohrleitungswand anliegt, überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement zumindest einen vorzugsweise ringförmigen Hohlkörper aufweist, der mit Fluid befüllbar und entleerbar ist, wodurch das Dichtungselement zwischen Vortriebsstellung und Dichtstellung überführbar ist.
Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement als Dichtungscup mit einem insbesondere kegelstumpfförmigen Dichtungsbereich ausgebildet ist, wobei der Dichtungsbereich dazu ausgebildet ist, in die Dichtstellung gebracht zu werden und wobei der Hohlkörper an dem Dichtungsbereich angeordnet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement als Dichtungscup mit einem insbesondere kegelstumpfförmigen Dichtungsbereich ausgebildet ist, wobei der Dichtungsbereich dazu ausgebildet ist, in die Dichtstellung gebracht zu werden und der Hohlkörper in dem Dichtungsbereich angeordnet oder durch diesen ausgebildet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement eine insbesondere ringförmige Führungsscheibe aufweist.
Dichtungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Dichtungselement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe am äußeren Umfang eine umlaufende Nut aufweist, in der ein insbesondere ringförmiger elastischer Hohlkörper zumindest teilweise angeordnet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe zumindest teilweise aus einem elastischen Material gebildet ist und der ringförmige Hohlkörper in einem elastische Abschnitt der Führungsscheibe angeordnet oder durch diesen ausgebildet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe eine am Umfang der Führungsscheibe über eine Seitenwand der Führungsscheibe hinausragende umlaufende Wulst umfasst, die einen Dichtungsabschnitt zumindest mit ausbildet, wobei der Dichtungsabschnitt und der ringförmige Hohlkörper derart angeordnet sind, dass der Dichtungsabschnitt durch ein Füllen des ringförmigen Hohlkörpers mit einem Fluid radial nach außen bewegbar ist.
Dichtungselement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsscheibe zwei einander gegenüberliegend angeordnete umlaufende Wülste, die jeweils einen Dichtungsabschnitt zumindest mit ausbilden, und zwei ringförmige Hohlkörper aufweist, wobei die Hohlkörper unabhängig voneinander füllbar und so angeordnet sind, dass die Dichtungsabschnitte jeweils durch Füllen eines Hohlkörpers unabhängig voneinander radial nach außen bewegbar sind.
Molch umfassend einen Molchkörper, zumindest ein Dichtungselement gemäß einem der Ansprüche 1-9, sowie eine eine Fluidpumpe umfassende Fluidleitungsanordnung über die der Hohlkörper des Dichtungselements mit einem Fluid füllbar ist.
Molch gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch zumindest ein benachbart zu einem ersten Ende des Molchkörpers angeordnetes erstes Dichtungselement und zumindest ein zweites benachbart zu einem zweiten Ende des Molchkörpers angeordnetes zweites Dichtungselement.
Molch nach Anspruch 10 oder 11 die Fluidpumpe eine Flüssigkeitspumpe ist.
Molch nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch eine Positionsbestimmungseinheit zur Positionierung des Molches in der Pipeline aufweist.
Molch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsbestimmungseinheit ein Odometer, eine Schweißnahterkennungsanordnung und/oder einen Signalempfänger für durch die Rohrleitungswand gesendete Positioniersignale umfasst.
Molch nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch ein Bypass-System mit einem Bypass-Ventil durch das ein in der Rohrleitung strömendes Fluid durch den Molch und/oder am Molch vorbei leitbar ist.
Molch gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil derart ausgebildet ist, dass es durch ein in der Rohrleitung strömendes Fluid mit einer das Bypass-Ventil in Richtung einer Geschlossenstellung bewegenden Kraft beaufschlagbar ist.
Molch gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist, wobei das Bypass-Ventil asymmetrisch um die Schwenkachse ausgebildet und so am Molch angeordnet ist, dass der größere Teil des Bypass-Ventils durch ein in der Rohrleitung strömendes Fluid mit einer das Bypass-Ventil in Richtung der Geschlossenstellung bewegenden Kraft beaufschlagbar ist.
Molch gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch einen Röntgenfluoreszenzsensor aufweist.
Molch gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch eine Reinigungsanordnung zur Reinigung eines mittels des Röntgenfluoreszenzsensors zu analysierenden Abschnitts der Rohrleitungswand aufweist.