DE19620954A1 - Anordnung zur Verschleißüberwachung von Förderrohren, Rohrweichen und dergleichen Bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verschleiß­ überwachung von Rohren, Rohrweichen und dergleichen Bauteilen für die Druckförderung von abrassiven Förder­ medien, insbesondere von Frischbeton.

Die Rohrleitungen und Rohrweichen für Frischbeton sind einem Materialabrieb unterworfen und müssen daher einer regelmäßigen Verschleißüberwachung unterzogen werden. In der Praxis werden hierzu meist die Rohre mit einem Hammer abgeklopft und aus der dabei erzeugten Tonhöhe die Restwandstärke abgeschätzt. Diese Methode erfordert viel Erfahrung und ist dennoch recht ungenau. Aus Si­ cherheitsgründen werden die Verschleißteile daher oft zu früh ausgetauscht.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zu­ grunde, eine Anordnung zu entwickeln, mit der eine lau­ fende zuverlässige Verschleißüberwachung möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrun­ de, daß an mindestens einer definierten Stelle des zu überwachenden Bauteils eine auf der dem Fördergut zuge­ wandten Seite im Betriebszustand geschlossene und im Verschleißfalle sich durch Materialabrieb öffnende Aus­ nehmung angeordnet ist, in welcher ein auf einen Kon­ takt mit dem Fördergut ansprechender, mit einer Auswer­ teeinheit verbundener Sensor angeordnet ist. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird dem Betreiber zuver­ lässig angezeigt, daß der maximale Verschleiß erreicht und das Verschleißteil auszutauschen ist.

Um sicherzustellen, daß das zu überwachende Bauteil beim Auftreten des Verschleißfalls nicht sofort undicht wird, ist es zweckmäßig, die Ausnehmung mit einem Gieß­ harz auszugießen und den Sensor flüssigkeitsdicht in die abriebfähige Gießharzschicht einzubetten. Dadurch ist es auch möglich, die Fördereinrichtung noch für ei­ ne Restzeit weiterzubetreiben, bevor das Verschleißteil ausgetauscht wird. Eine weitere Verbesserung in dieser Hinsicht wird dadurch erzielt, daß auf der dem Förder­ medium gegenüberliegenden Seite der Ausnehmung eine über das Bauteil überstehende Muffe zur Aufnahme von Teilen des Sensors und/oder eines zu diesem führenden Anschlußkabels angeordnet ist.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Sensor mindestens eine in eine abriebfähige Isolatormasse eingebettete, an die Auswerteeinheit an­ geschlossene Elektrode aufweist, die durch eine Berüh­ rung mit dem Fördermedium einen Schaltvorgang auslösen kann. Letzteres wird entweder dadurch ermöglicht, daß in der Isolatormasse zwei mit verschiedenen Polen der Auswerteeinheit verbundene Elektroden im Abstand von­ einander angeordnet sind, die im Verschleißfalle durch das Fördermedium kurzgeschlossen werden. Alternativ da­ zu kann die in die Isolatormasse eingebettete Elektrode mit dem einen Pol und das metallische Bauteil mit dem anderen, vorzugsweise geerdeten Pol der Auswerteeinheit verbunden sein, so daß im Verschleißfalle über das För­ dermedium ein Kurzschluß entsteht.

Eine weitere Erfindungsvariante sieht vor, daß der Sen­ sor mindestens ein druckempfindliches, an die Auswerte­ einheit anschließbares, vorzugsweise als Schließer aus­ gebildetes Schaltorgan aufweist, wobei der Sensor eine vorgespannte, im Verschleißfalle mit dem Druck des För­ dermediums beaufschlagbare Membran zum Betätigen des elektrischen Schaltorgans aufweisen kann.

Die Auswertung des Sensorsignals kann dadurch erfolgen, daß in einer zu den Elektroden oder zum Schaltorgan führenden Stromzuleitung die Erregerspule eines Relais zur Ansteuerung einer Signaleinheit angeordnet ist. Die Signaleinheit kann dabei einen optischen und/oder aku­ stischen Signalgeber enthalten. Die Signalübertragung kann auch über eine Kabelstrecke oder eine drahtlose Signalübertragungsstrecke, beispielsweise durch Funk, Infrarot oder Ultraschall erfolgen.

Um sicherzustellen, daß die einmal ausgelöste Ver­ schleißanzeige auch nach Entfernen des Fördermediums erhalten bleibt, wird gemäß einer bevorzugten Ausge­ staltung der Erfindung eine selbsthaltende Auswerteein­ heit vorgeschlagen. Zweckmäßig weist in diesem Falle das Relais einen im Erregerstromkreis angeordneten Selbsthaltekontakt auf, der nur durch einen im Erreger­ stromkreis angeordneten, als Öffner ausgebildeten Quit­ tiertaster gelöst werden kann. Um die Funktion der Aus­ werteeinheit überprüfen zu können, kann zusätzlich im Erregerstromkreis ein als Schließer ausgebildeter, den Sensor im Schließzustand überbrückender Testtaster an­ geordnet werden.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Auswerte- und Signaleinheit im Wartezustand strom­ los ist und daß erst im Verschleißfalle beim Ansprechen des Sensors Strom gezogen wird. Dadurch ist es möglich, als Stromquelle eine Batterie zu verwenden, die bei­ spielsweise über eine Solarzelleneinheit wieder aufge­ laden werden kann. Selbstverständlich kann zur Aufla­ dung der Batterie und/oder zum Betrieb der Signalein­ heit auch ein Niederspannungsnetzteil verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann beispielsweise zur Verschleißüberwachung von aus einer harten Innenschale und einer zähen Mantelschale bestehenden zweischaligen Förderrohren und Rohrbögen verwendet werden, wobei die sacklochartige Ausnehmung radial von außen her in die zähe Mantelschale bis zur Trennstelle mit der Innen­ schale eingebracht wird. Weiter ist es möglich, die er­ findungsgemäße Anordnung zur Verschleißüberwachung von einschaligen Förderrohren und Rohrbögen zu verwenden, wobei die sacklochartige Ausnehmung radial von außen her bis zu einer einer vorgegebenen Mindestwandstärke entsprechenden Tiefe in das Rohrmaterial eingebracht wird. Schließlich ist es möglich, die erfindungsgemäße Anordnung zur Verschleißüberwachung einer mit dem För­ dermedium beaufschlagten, vorzugsweise brillenförmigen Verschleißplatte einer Rohrweiche zu verwenden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher er­ läutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Betonförderrohr mit ei­ nem in die Rohrwandung eingelassenen elektri­ schen Kontaktsensor;

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit abge­ wandeltem Kontaktsensor;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein Betonförderrohr mit in die Rohrwandung eingelassenem Drucksensor;

Fig. 4 ein Schema einer Schaltungsanordnung für den Anschluß an die Sensoren nach Fig. 1 bis 3.

Das in Fig. 1 bis 3 in einer ausschnittsweisen Schnitt­ darstellung gezeigte Rohr 10 ist zur Förderung eines abrassiven Fördermediums 12, beispielsweise von Frisch­ beton, bestimmt. Das Rohrmaterial ist durch das vorbei­ strömende Fördermedium 12 einem Materialabrieb ausge­ setzt, der zu einer allmählichen Abnahme der Rohrwand­ stärke führt. Zur Verschleißüberwachung ist in die Rohr­ wand von außen her eine sacklochartige Ausnehmung 14 eingebracht, deren Tiefe der zulässigen Mindestwand­ stärke der Rohrwandung entspricht. Am äußeren Ausneh­ mungsrand ist eine radial über das Rohr 10 überstehende Muffe 16 angeschweißt. In die durch die Muffe 16 ver­ größerte Ausnehmung 14 ist ein Sensor 18 druck- und flüssigkeitsdicht eingesetzt, der auf einen Kontakt mit dem Fördermedium 12 anspricht und mit einer Auswerte- und Signaleinheit 20, 22 verbunden ist. Der Sensor 18 ist innerhalb der Ausnehmung 14 in eine abriebfähige Gießharzschicht 24 eingebettet.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Sensor zwei bis in die Nähe des Ausnehmungsbodens 25 reichende, über Stromzuleitungen 26 mit der Auswer­ teeinheit 20 verbindbare Elektroden 28 auf, die in die abriebfähige isolierende Gießharzschicht 24 eingebettet sind. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß nur eine der Stromzuleitungen 26 mit einer in die Gießharzschicht 24 eingebetteten Elektrode 28 verbunden ist, während die andere Stromzuleitung 26 über die me­ tallische Muffe 16 an das metallische Rohr 10 ange­ schlossen ist.

Im Falle der Fig. 3 ist ein druckempfindlicher Sensor 18 vorgesehen, der eine in Richtung Fördermedium 12 vorgespannte Membran 30 und ein über die Membran 30 und einen Membranstößel 32 betätigbares, als Schließer aus­ gebildetes Schaltorgan 34 aufweist. Das Schaltorgan 34 ist über die Stromzuleitungen 26 mit der Auswerteein­ heit 20 verbindbar. Der Sensor 18 befindet sich in al­ len drei Ausführungsbeispielen in einem Gehäuse 36, das von außen her über die Muffe 16 in die Rohrausnehmung 14 einsetzbar ist.

Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist die Ausnehmung 14 des Förderrohrs 10 anfangs zum Rohrinneren hin durch eine Materialschicht 38 geschlossen. Bei der Druckför­ derung des Fördermediums 12 wird das Rohrmaterial auf der Rohrinnenseite allmählich durch Abrieb abgetragen, bis es schließlich zu einem Durchbruch der Material­ schicht 38 am Ausnehmungsboden 25 und zu einem Kontakt des Fördermediums 12 mit dem Sensor 18 kommt. Im Falle der Fig. 1 kommt es nach einem weiteren Abtrag der Gieß­ harzschicht 24 zu einem Kurzschluß zwischen den beiden Elektroden 28, während im Falle der Fig. 2 durch das Fördermedium 12 ein Kurzschluß zwischen der Elektrode 28 und der metallischen Rohrwand 10 hergestellt wird. Bei dem Drucksensor nach Fig. 3 wird beim Kontakt mit dem Fördermedium 12 unter der Einwirkung des im Förder­ rohr 10 vorhandenen Förderdrucks über die Membran 30 das Schaltorgan 34 geschlossen.

Die in Fig. 4 schematisch dargestellte Auswerte- und Signaleinheit 20, 22 enthält ein Relais K1 mit einer im Erregerstromkreis 40 angeordneten Erregerspule 42, ei­ nem im Erregerstromkreis 40 angeordneten, als Schließer ausgebildeten Selbsthaltekontakt 44 und einem im Sig­ nalstromkreis 22 angeordneten, als Schließer ausgebil­ deten Schaltkontakt 46. Der Erregerstromkreis 40 und der Signalstromkreis 22 sind durch eine gemeinsame Gleichstromquelle 46, die als wiederaufladbare Batterie B1 oder als Niederspannungsnetzteil B2 ausgebildet sein kann, gespeist.

Die zu den Elektroden 28 bzw. dem Schaltorgan 34 füh­ renden Zuleitungen 26 des Sensors 18 sind an den An­ schluß x,x in Reihe zur Erregerspule 42 in den Erreger­ stromkreis 40 eingeschaltet. Durch den beim Kontakt mit dem Fördermedium entstehende Kurzschluß in den Sensoren 18 wird somit das Relais K1 angezogen und die Kontakte 44, 45 in ihre Schließstellung gebracht. Der Selbsthal­ tekontakt 44 hält den Erregerstromkreis 40 auch dann geschlossen, wenn die Sensorstrecke nach einem erstma­ ligen Schließen unterbrochen wird. Der Relaisstrom kann nur durch Betätigen des als Öffner ausgebildeten Quit­ tiertasters 48 in seine geöffnete Ruhestellung gebracht werden. Ein weiterer zum Sensor und zum Selbsthaltekon­ takt 44 parallel geschalteter, als Schließer ausgebil­ deter Testtaster 50 ermöglicht es, die Funktionsfähig­ keit der Auswerte- und Signaleinheit 20, 22 zu überprü­ fen.

Die Signaleinheit 22 umfaßt bei dem gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel einen akustischen Signalgeber 52, einen optischen Signalgeber 54 sowie einen Schaltausgang 56, der beispielsweise an den Sender einer drahtlosen Sig­ nalübertragungsstrecke angeschlossen werden kann.

Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin­ dung bezieht sich auf eine Anordnung zur Verschleißüber­ wachung von einem Materialabrieb unterworfenen Rohren, Rohrweichen und dergleichen Bauteilen 10 für die Druck­ förderung von abrassivem Fördergut, insbesondere von Frischbeton. Die Erfindung sieht vor, daß an minde­ stens einer Stelle des zu überwachenden Bauteils 10 ei­ ne auf der dem Fördermedium 12 zugewandten Seite im Be­ triebszustand geschlossene und im Verschleißfalle sich durch Materialabrieb öffnende Ausnehmung 14 angeordnet ist, in welcher ein auf einen Kontakt mit dem Förderme­ dium 12 ansprechender, mit einer Auswerte- und Signal­ einheit 20, 22 verbundener Sensor 18 angeordnet ist.

Claims (23)

1. Anordnung zur Verschleißüberwachung von einem Mate­ rialabrieb unterworfenen Rohren (10), Rohrweichen und dergleichen Bauteilen für die Druckförderung von abrassiven Fördermedien (12), insbesondere von Frischbeton, dadurch gekennzeichnet, daß an minde­ stens einer Stelle des zu überwachenden Bauteils (10) eine auf der dem Fördermedium zugewandten Sei­ te (38) im Betriebszustand geschlossene und im Ver­ schleißfalle sich durch Materialabrieb öffnende Ausnehmung (14) angeordnet ist, in welcher ein auf einen Kontakt mit dem Fördermedium (12) ansprechen­ der, mit einer Auswerteeinheit (20) verbundener Sensor (18) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) innerhalb der Ausnehmung (14) in einer abriebfähigen Gießharzschicht (24) flüs­ sigkeitsdicht eingebettet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine an einem dem Fördermedium (12) gegen­ überliegenden Seite der Ausnehmung (14) über das Bauteil (10) überstehende Muffe (16) zur Aufnahme von Teilen des Sensors (18) und/oder eines zu die­ sem führenden Anschlußkabels (26).

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) mindestens ei­ ne in eine abriebfähige Isoliermasse (24) einge­ bettete, an die Auswerteeinheit (20) angeschlosse­ ne Elektrode (28) aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Isolatormasse (24) zwei mit verschiede­ nen Polen einer die Auswerteeinheit speisenden Stromquelle (46) verbundene Elektroden (28) im Ab­ stand voneinander angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Isolatormasse eingebettete Elektrode (28) mit dem einen Pol und das metallische Bauteil (10) mit dem anderen, vorzugsweise geerdeten Pol einer die Auswerteeinheit (20) speisenden Strom­ quelle (46) verbunden ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) mindestens ein druckempfindliches, an die Auswerteeinheit (20) an­ schließbares elektrisches Schaltorgan (34) aufweist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (18) eine vorgespannte, im Ver­ schleißfalle mit dem Druck des Fördermediums (12) beaufschlagbare Membran (30) zum Betätigen des elektrischen Schaltorgans (34) aufweist.

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elektrische Schaltorgan (34) als Schließer ausgebildet ist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zu den Elektroden (28) oder dem Schaltorgan (34) führenden Stromzuleitung (26) eine Erregerspule (42) eines Relais zur An­ steuerung einer Signaleinheit (22) angeordnet ist.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais einen im Erregerstromkreis (40) an­ geordneten, zum Sensor (18) parallel geschalteten Selbsthaltekontakt (44) aufweist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Erregerstromkreis (40) ein zum Selbsthalte­ kontakt in Serie geschalteter, als Öffner ausgebil­ deter Quittiertaster (48) angeordnet ist.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß im Erregerstromkreis (40) ein als Schließer ausgebildeter, zum Sensor (18) parallel geschalteter Testtaster (50) angeordnet ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (46) eine vorzugsweise wiederaufladbare Batterie (B1) enthält.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (46) eine Solarzelleneinheit zur Aufladung der Batterie (46′) enthält.

16. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (46) ein Niederspannungsnetzteil (B2) enthält.

17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß an die Auswerteeinheit (20) eine Signaleinheit (22) angeschlossen ist.

18. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signaleinheit (22) einen optischen und/oder akustischen Signalgeber (52, 54) enthält.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signaleinheit (22) eine drahtlose Signalübertragungsstrecke aufweist.

20. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die Signaleinheit (22) an eine Funkübertragungsstrecke anschließbar ist.

21. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Verschleißüberwachung von aus einer har­ ten, verschleißfesten Innenschale und einer Mantel­ schale aus zähem Werkstoff bestehenden zweischali­ gen Förderrohren und Rohrbögen, wobei die Ausneh­ mung (14) radial von außen her in die Mantelschale bis zur Trennstelle mit der Innenschale eingebracht wird.

22. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Verschleißüberwachung von einschaligen Förderrohren und -rohrbögen, wobei die Ausnehmung (14) radial von außen her bis zu einem einer vorge­ gebenen Mindestwandstärke entsprechenden Tiefe in das Rohrmaterial eingebracht wird.

23. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Verschleißüberwachung einer mit dem För­ dermedium beaufschlagten, vorzugsweise brillenför­ migen Verschleißplatte einer Rohrweiche.