DE10251823B4

DE10251823B4 - Gerät zur Dichtheitsprüfung und/oder optischen Inspektion von Rohrabschnitten, insbesondere von Rohrverbindungen

Info

Publication number: DE10251823B4
Application number: DE2002151823
Authority: DE
Inventors: Ljubisa Zlatkovic
Original assignee: Individual
Current assignee: Ims Robotics De GmbH
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: DE10251823A1

Abstract

Gerät zur Dichtheitsprüfung und/oder optischen Inspektion von Rohrabschnitten, insbesondere von Rohrverbindungen, mit zwei aufblähbaren und ausbiegbaren Abdichtmodulen zur Begrenzung eines Druckraumes für ein zuzuführendes und sensorisch zu überwachendes Prüfmedium, wobei der Durchmesser der Abdichtmodule im druckentspannten Zustand kleiner ist als der Nenndurchmesser des zu befahrenden Rohres, und wobei ein Kameramodul mit einer auf die Rohrinnenwand gerichteten Kamera zwischen den Abdichtmodulen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kameramodul (6) beiderseits über Gelenkstücke (7, 8) mit den Abdichtmodulen (4, 5) verbunden ist, dass der Durchmesser der Abdichtmodule (4, 5) bereits im druckentspannten Zustand gleich oder größer als der Durchmesser des Kameramoduls (6) ist, dass mindestens das vorlaufende Abdichtmodul (5) mittels eines im Inneren angeordneten Lenkmechanismus ferngesteuert lenkbar ist, und dass am vorderen Ende des vorlaufenden Abdichtmoduls (5) eine zweite Kamera (12) zum Erfassen der Wegstrecke angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Dichtheitsprüfung und/oder optischen Inspektion von Rohrabschnitten, insbesondere von Rohrverbindungen, mit zwei aufblähbaren und ausbiegbaren Abdichtmodulen zur Begrenzung eines Druckraumes für ein zuzuführendes und sensorisch zu überwachendes Prüfmedium, wobei der Durchmesser der Abdichtmodule im druckentspannten Zustand kleiner ist als der Nenndurchmesser des zu befahrenden Rohres, und wobei ein Kameramodul mit einer auf die Rohrinnenwand gerichteten Kamera zwischen den Abdichtmodulen angeordnet ist.

Geräte zur Dichtheitsprüfung von Rohrabschnitten, wie Rohrverbindungen, sind seit langem bekannt. So ist in der GB 212 715 ein Gerät beschrieben, das aus einem kurzen, starren, rohrförmigen Körper besteht, auf welchem zu beiden Stirnseiten aufblasbare Gummiwülste festgelegt sind. An der zu prüfenden Stelle wird das Gerät positioniert und durch Aufblasen der Gummiwülste ein Druckraum im Rohrabschnitt zwischen den Gummiwülsten geschaffen, in den vom Gerät aus Luft, Wasser oder Dampf hineingedrückt wird. Mit einem Detektor wird geprüft, ob ein solcher Druckverlust eintritt, der auf ein Leck schließen lässt.

Aus der DE 80 08 255 U1 ist Gerät zur Dichtheitsprüfung bekannt, das selbstfahrend ist oder von einem Triebwagen gezogen wird, wobei an die Stirnseite eine Kamera montiert ist.

Nach DE 44 09 886 A1 besteht ein Gerät zur Dichtheitsprüfung aus zwei durch einen teleskopierbaren Zylinder verbundene und damit raupenartig selbstbewegbare, aufblasbare Abdichteinheiten, sogenannten Packern, wobei dahinter zusätzlich eine verschwenkbare Kamera angeordnet ist.

Die DE 197 03 143 C1 offenbart ein System aus zwei aufblasbaren Packern zur Dichtigkeitsprüfung, die getrennt voneinander in ein Rohr geschleppt werden, wobei an wenigstens einem Packer eine Videokamera angesetzt ist.

Alle vorbekannten Geräte eignen sich nur für größere Rohrnennweiten.

Ein Muffenprüfgerät für kleinere Rohrdurchmesser und Rohrbögen, wie dies bei Hausanschlüssen der Fall ist, wird in DE 202 07 638 U1 offenbart. Es besteht aus zwei aufblasbaren Packern und einer zwischen diese Packer geschraubte Kameraeinheit. Die Packer sind knickbar und haben im nicht aufgeblasenen Zustand einen Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser der Kameraeinheit. Wird das Gerät im nicht aufgeblasenen Zustand der Packer durch einen Hausanschluss geschoben, so stößt der vordere Packer in einem Rohrbogen an der außenliegenden Rohrinnenwand an, knickt ab und folgt auf diese Weise dem Rohrbogen.

Nachteilig an diesem Gerät ist zum einen, dass die mechanische Führung im Rohr aufgrund der kleineren Durchmesser der drucklosen Packer gegenüber dem Durchmesser der Kameraeinheit durch die empfindliche Kameraeinheit erfolgt. Dies kann zu Störungen und Schäden an der Feinmechanik, der Elektronik und/oder der Optik führen. Ein zweiter Nachteil besteht darin, dass das Gerät nicht in Abzweige geschoben werden kann. Ein dritter Nachteil besteht darin, dass die Kameraeinheit mit ihren beiden stirnseitigen Schraubstutzen zum Anschrauben der Packer eine immer noch relativ große steife Länge aufweist, die ein Schieben durch enge Rohrbögen verhindert, wobei in Rechnung gestellt werden muss, dass auch die Schraubstutzen-Gegenstücke an den Packern in die Maßkette eingehen. Die steife Länge kann auch nicht etwa durch eine extrem kurze Kameraeinheit verringert werden, da eine Mindestlänge zwischen den Packern eingehalten werden muss, um einen Abdicht raum beiderseits einer Rohrmuffe zu schaffen. Außerdem stößt eine Längenminimierung bei Geräten kleinen Durchmessers auch auf konstruktive Barrieren. Nachteilig ist viertens, dass nur die Rohrwand im jeweiligen Rohrabschnitt zwischen den Packern beobachtbar ist. Letztlich ist auch nachteilig, dass beim Befahren eines Rohres die Situation entsteht, dass das Gerät an einem Rohrvorsprung, einem Rohrspalt oder einem Fremdkörper anstößt und nicht weiter oder aber erst nach mehrmaligen Versuchen weiter vordringt.

Aus der WO 02/070 943 A2 ist ein Robotersystem zum Inspizieren von Gasleitungen bekannt, das aus einer Anzahl aneinander gereihter zylinderartiger Module besteht, die jeweils spezielle Aufgaben erfüllen, wie Stromversorgung, zentrale Funkkommunikation und Recheneinheit, Vorschubantrieb, Lenkantrieb, Kamerabeobachtung. Die Module sind untereinander über fernsteuerbare Getriebe verbunden, wodurch das Robotersystem auch gesteuert in Nebenleitungen fahren kann. Die Module selbst sind starr, ihr Durchmesser und ihre Länge bestimmen mit der Länge der beiderseits der Module angesetzten Kegelradgetriebe die Bogengängigkeit und Manövrierfähigkeit. Da immer mehrere Kegelradgetriebe mehrere Module gleichzeitig und exakt aufeinander abgestimmt gesteuert werden müssen, wird das Robotersystem technisch sehr aufwändig und teuer. Für eine Dichtheitsprüfung ist der Roboter nicht geeignet.

In DE 198 00 670 A1 ist ein Kanalroboter zur Dichtheitsprüfung von Seitenkanälen beschrieben, welche ausschließlich einen geraden Hauptkanal befahren kann und von dort aus eine Satellitenkamera in einen Nebenkanal lenken kann. Der Kanalroboter trägt zwei voneinander beabstandete ringscheibenförmige Packer, die vor und hinter dem Nebenkanal den Hauptkanal abdichten können. Der Kanalroboter selbst ist nicht lenkbar. Zum Finden eines Nebenkanals trägt er am vorderen Tragwagen zwei Kameras, welche sowohl in Fahrtrichtung nach vorne blicken als auch aufwärts gerichtet sind. Ein Vorschubwagen schiebt den Tragwagen längs des Hauptkanals zum Einsatzort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein störunanfälliges Gerät zur Dichtheitsprüfung und/oder optischen Inspektion von Rohrabschnitten, insbesondere von Rohrverbindungen, zu schaffen, das fernlenkbar ist und demzufolge auch in Abzweige fahren kann, sowie imstande ist, sehr enge Rohrbögen in Rohren kleiner Nennweite zu nehmen.

Die Erfindung wird durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausprägungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Mit der Erfindung ist ein Gerät geschaffen worden, dass sich qualitativ weit vom bekannten Stand der Technik für Rohre kleiner Nenndurchmesser, wie Hausanschlussrohre, abhebt. Von besonderem Vorteil sind die ausgezeichnete Kurvengängigkeit, zusätzlich unterstützt durch die Gelenkteile zwischen den Modulen, der schonende Transport des Kameramoduls für die Beobachtung der Rohrwände infolge des im Vergleich zu den entspannten Abdichtmodulen geringeren Kameramodul-Durchmessers und die einzigartige Lenkbarkeit eines Dichtheitsprüf- und/oder Inspektionsgerätes unter stirnseitiger Kamera-Beobachtung.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt:
1 ein Gerät mit zwischenliegendem Kameramodul für die Beobachtung von Rohrwänden und
2 ein Gerät mit einer im vorlaufenden Abdichtmodul angeordneten Kamera für die Beobachtung von Rohrwänden.
1 zeigt ein Bogenstück 1 eines Hausanschlussrohres mit einem sich anschließenden Abzweig 2. Aus Richtung des Pfeils wird ein erfindungsgemäßes Gerät mit einer Schiebestange 3 in den Hausanschluss geschoben. Die Schiebestange 3 ist hochflexibel und folgt in bekannter Weise problemlos einem Bogen.
Parallel zur Schiebestange 3 laufen nicht näher dargestellte Versorgungs- und Steuerleitungen für Druckluft, Beleuchtung, Kameras, Sensorik und Lenkung. Diese Versorgungsleitungen führen zu einem Versorgungsfahrzeug mit einem Bedienstand.
Das Gerät besteht im Wesentlichen aus drei Modulen, nämlich zwei biegsamen Abdichtmodulen 4, 5 und einem Kameramodul 6, das beiderseits über biegeelastische Gelenkstücke 7, 8 die Abdichtmodule 4, 5 verbindet. Die Abdichtmodule 4, 5 haben im druckentlasteten Zustand einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Kameramoduls 6, aber kleiner als die Rohrnennweite. Damit ist gewährleistet, dass die robusten Abdichtmodule 4, 5 die Führung im Hausanschlussrohr übernehmen. Das relativ empfindliche Kameramodul 6 ist beim Schieben durch das Rohr durch die biegeelastischen Gelenkstücke 7, 8 abgefedert und zentriert. Er hat normalerweise keine Rohrberührung.
Die Kamera 9 und zwei Scheinwerfer 10, 11 zur Ausleuchtung der Rohrwand sind um die Kameramodulachse ferngesteuert drehbar, so dass die Rohrwand ringsum auf einem Monitor im Bedienstand des Versorgungsfahrzeuges beobachtet werden kann.
Im vorlaufenden Abdichtmodul 5 ist an der Spitze eine weitere Kamera 12 mit Scheinwerfern 13, 14 angeordnet. Auch diese Beobachtungsmittel 12, 13, 14 können um die Längsachse des Abdichtmoduls 5 drehen.
Die Versorgungs- und Steuerleitungen laufen innerhalb der Module 4, 5, 6 zu den ihnen zugedachten Aggregaten und Komponenten. Das sind neben den bereits genannten Aggregaten beispielsweise Steuerventile, Stellzylinder, Bowdenzüge, Motoren usw.
Mindestens das vorlaufende Abdichtmodul 5 ist ferngesteuert mittels eines im Inneren angeordneten Lenkmechanismus nach allen Richtungen auslenkbar. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Gerät unter Beobachtung mit der Stirnkamera 12, wie im Beispiel dargestellt, in den Abzweig 2 hinein lenken kann, wobei sich das vorlaufende Abdichtmodul 5 ferngesteuert entsprechend ausbiegt. Ohne Lenkmechanismus im vorlaufenden Abdichtmodul 5 würde das Gerät, geführt von der Bogenaußenwand der Rohres 1, im Rohr 1 weiterfahren und das Abzweigrohr 2 wäre unerreichbar.
Am Bestimmungsort angekommen, der mit Hilfe der Kameras 9 und 12 aufgesucht wird, werden für den Fall einer Druckprüfung die Abdichtmodule 4, 5 aufgeblasen. Sie blähen sich auf und legen sich gasdicht an die Rohrinnenwand an. Zwischen den Abdichtmodulen 4, 5 entsteht ein abgedichteter Prüfraum, in den durch eine Düse 15 ein Prüfmedium, beispielsweise Luft, gedrückt wird. Ein über die Zeit sensorisch festgestellter Druckverlust lässt auf ein Rohrleck oder Rohrverbindungsleck im Prüfraum schließen. Die Sensorik 16 kann, wie symbolisch dargestellt, entweder direkt im Prüfraum oder indirekt den Druckverlust in der Prüfdruckleitung messen.
Obwohl für die meisten Rohrfahrten eine Lenkung der vorlaufenden Abdichteinheit 5 ausreicht, kann optional auch das nachlaufende Abdichtmodul 4 mit einer Lenkeinrichtung ausgestattet sein.
Anstelle der Schiebestange 3 sind weitere an sich bekannte Fahrtechniken einsetzbar, wie Zugseil oder selbstfahrender Modul.
Das Gerät nach 2 unterscheidet sich vom vorstehend beschriebenen Gerät dadurch, dass die Kamera 9 und die Scheinwerfer 10, 11 zur Rohrwandbeobachtung nicht in einem eigenen Kameramodul untergebracht sind, sondern am Hinterende des vorlaufenden Abdichtmoduls 5. Zur Verbindung der beiden Abdichtmodule 4, 5 dienen ein durchgehendes, biegeelastisches Gelenkstück 17 oder die direktgekuppelten Gelenkstücke 7 und 8. Insbesondere bei Verwendung zweier lenkbarer Abdichtmodule 4, 5 erhöht sich hierbei die Bogen- und Abzweiggängigkeit des Gerätes. Beide Kamera-Scheinwerfer-Einheiten 9, 10, 11; 12, 13, 14 sind um die Längsachse des Abdichtmoduls 5 drehbar.
Für reine Inspektionsfahrten übernehmen die Abdichtmodule 4, 5 lediglich eine Führungs- Trage- und Transportfunktion für die Kamera 9 und ihre Scheinwerfer 10, 11. Sie werden nicht oder allenfalls nur so gering aufgeblasen, dass die Verfahrbarkeit und Lenkbarkeit des Gerätes erhalten bleibt. Da der Durchmesser der Abdichtmodule 4, 5 in einem solchen druckentspannten Zustand immer noch größer ist als der Durchmesser des Kameramoduls 6, ist dieser auf der Fahrt vor Ort und der Inspektionsfahrt optimal geschützt.

1: Bogenstück
2: Abzweig
3: Schiebestange
4: Abdichtmodul
5: Abdichtmodul
6: Kameramodul
7: Gelenkstück
8: Gelenkstück
9: Kamera
10: Scheinwerfer
11: Scheinwerfer
12: Kamera
13: Scheinwerfer
14: Scheinwerfer
15: Düse für Prüfmedium
16: Sensor
17: Gelenkstück

Claims

Gerät zur Dichtheitsprüfung und/oder optischen Inspektion von Rohrabschnitten, insbesondere von Rohrverbindungen, mit zwei aufblähbaren und ausbiegbaren Abdichtmodulen zur Begrenzung eines Druckraumes für ein zuzuführendes und sensorisch zu überwachendes Prüfmedium, wobei der Durchmesser der Abdichtmodule im druckentspannten Zustand kleiner ist als der Nenndurchmesser des zu befahrenden Rohres, und wobei ein Kameramodul mit einer auf die Rohrinnenwand gerichteten Kamera zwischen den Abdichtmodulen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kameramodul (6) beiderseits über Gelenkstücke (7, 8) mit den Abdichtmodulen (4, 5) verbunden ist, dass der Durchmesser der Abdichtmodule (4, 5) bereits im druckentspannten Zustand gleich oder größer als der Durchmesser des Kameramoduls (6) ist, dass mindestens das vorlaufende Abdichtmodul (5) mittels eines im Inneren angeordneten Lenkmechanismus ferngesteuert lenkbar ist, und dass am vorderen Ende des vorlaufenden Abdichtmoduls (5) eine zweite Kamera (12) zum Erfassen der Wegstrecke angeordnet ist.
Gerät zur Dichtheitsprüfung und/oder optischen Inspektion von Rohrabschnitten, insbesondere von Rohrverbindungen, mit zwei aufblähbaren und ausbiegbaren Abdichtmodulen zur Begrenzung eines Druckraumes für ein zuzuführendes und sensorisch zu überwachendes Prüfmedium, wobei der Durchmesser der Abdichtmodule im druckentspannten Zustand kleiner ist als der Nenndurchmesser des zu befahrenden Rohres, und wobei eine auf die Rohrinnenwand gerichtete Kamera innerhalb des Druckraumes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtmodule (4, 5) über ein Gelenkstück (17) miteinander verbunden sind, dass mindestens das vorlaufende Abdichtmodul (5) mittels eines im Inneren angeordneten Lenkmechanismus ferngesteuert lenkbar ist, dass am hinteren Ende des vorlaufenden Abdichtmoduls (5) und/oder am vorderen Ende des nachlaufenden Abdichtmoduls (4) die Kamera (9) zum Erfassen der Rohrinnenwand angeordnet ist, und dass am vorderen Ende des vorlaufenden Abdichtmoduls (5) eine zweite Kamera (12) zum Erfassen der Wegstrecke angeordnet ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Abdichtmodul(e) (4, 5) ferngesteuert auslenkbar ist/sind.
Gerät nach Anspruch 2 oder Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkstück (17)/die Gelenkstücke (7, 8) biegeelastisch sind.
Gerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (9) zur Rohrwandbeobachtung um die Modullängsachse verdrehbar ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fahren im Rohr eine Schiebestange (3), ein Zugseil oder ein Antriebsmodul dient.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längen der Gelenkstücke (7 und 8, 17) kürzer sind als die Länge eines Abdichtmoduls (4, 5).
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Abdichtmodule (4, 5) größer ist als die Länge des Kameramoduls (6).