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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Applikation von einer Magnetdichtung auf einer magnetisierbaren Wandung eines Hohlkörpers, der ein Leck aufweist, wobei die Magnetdichtung ein Dauermagnet mit einer Ummantelung aus einem flexiblen Dichtmittel ist.
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Die
DE 691 20 825 T2 beschreibt eine Vorrichtung zum Abdichten von leckgeschlagenen Tanks, die eine Schaumgummischicht aufweist, in der außenseitig umlaufend Magneten eingelassen sind und rückseitig über eine Aluminiumplatte kraftverbunden sind. Auf der Applikationsseite ist eine undurchlässige Haut aufgebracht, wobei die undurchlässige Haut um jeden der Magnete ausgeschnitten ist. Der Magnet sitzt somit direkt auf der Metallfläche auf. Die Schaumgummischicht mit der undurchlässigen Haut steht dabei vor der Applikation ebenfalls leicht vor, um einen Anpressdruck der Schaumgummischicht mit der undurchlässigen Haut auf dem abzudichtenden Tank zu erreichen.
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Die
DE 10 2008 001 166 A1 beschreibt eine magnetische Vorrichtung zur Abdichtung von Leckagen an Stahlbehältern und großen Rohrleitungen, die einen Magneten aufweist, der mit einer Dichtungsauflage im Bereich des abzudichtenden Lecks versehen ist.
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Die
DE 10 2009 008 946 A1 beschreibt eine Haftmagnetdichtung, die aus einer komprimierbaren Schaumstoffmatte besteht, in der Haftmagnete eingelassen sind. Die Schaumstoffmatte steht mit ihrem als Dichtungslippen bezeichneten Teil über die Anlagefläche der Magneten vor, so dass beim Aufsetzen der Haftmagnetdichtung auf einer Schiffsaußenwand die Dichtungsmatte im Bereich der Dichtungslippen unter Spannung abdichtet. Ferner sind noch Kraftübertragungsfedern angegeben, die diesen Effekt verstärken sollen. Entscheidend ist in dieser Schrift, dass die Magneten direkt auf der Schiffsaußenwand ohne zwischengeschaltete Schicht eines Dichtungsmittels aufliegen.
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Die
DE 20 2010 003 593 U1 beschäftigt sich ebenfalls mit einer Magnetdichtung, wobei die Magneten rechteckige Flachmagneten sind, die in einer elastischen Hülle eingebettet sind. Dabei dient die Außenseite der Umhüllung als Dichtfläche, deren Stärke nicht größer als 3 mm sein soll.
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Derartige Magnetdichtungen sind jedoch im Schadensfall schwierig passgenau und sicher auf der abzudichtenden Leckage abzusetzen. Einerseits wird die Sicht auf die Lecköffnung durch die hindurchtretende Flüssigkeit erschwert oder gar unmöglich gemacht, andererseits kann bei gefährlichen Flüssigkeiten auch die Gesundheit der die magnetische Abdichtung aufbringenden Person gefährdet sein.
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Produkttanks, großvolumiger Rohrleitungen, Schiffsrümpfe oder dergleichen weisen meist Wandungen aus Stahl auf. Zwar sind für bestimmte aggressive Medien auch Innenbeschichtungen der Wandungen bekannt, gleichwohl besteht aus Stabilitätsgründen die Wandung meist aus Stahlblech. In derartigen Stahlwandungen kommt es jedoch trotz sorgfältiger Beschichtung zu Lochfraß und daraus resultierenden kleinen Undichtigkeiten, die zwar nicht die Stabilität der gesamten Wandung, jedoch aufgrund der unkontrolliert hindurchtretenden, ggf. gesundheitsschädlichen, gefährlichen Flüssigkeit die Sicherheit gefährden. Es besteht somit ein hohes Bedürfnis, diese im Schadensfall schnell und wirksam abzudichten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ausgehend von den bekannten magnetischen Abdichtvorrichtungen eine Applikationsvorrichtung anzugeben, mit der das Setzen der magnetischen Abdichtmittel treffsicher unter geringeren Gesundheitsgefahren möglich wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine daran angepasste Magnetdichtung anzugeben.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Ferner gibt Anspruch 10 eine auf die Verwendung mit der Applikationsvorrichtung angepasste Magnetdichtung an.
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Dadurch, dass die Applikationsvorrichtung ein einseitig mit einer Öffnung ausgestaltetes, im Wesentlichen durchsichtiges Behältnis mit einer umlaufenden Auflage im Bereich der Öffnung ist, wobei in dem Behälter die aufzubringende Magnetdichtung an einer Setzeinrichtung vorläufig fixiert ist und im Bereich des Behälters ein Ablauf angeordnet ist, kann eine Bedienperson die Applikationsvorrichtung über den Bereich der Leckstelle auf die Wandung aufdrücken, wobei die durch das Leck austretende Flüssigkeit über den Ablauf gezielt abgeführt wird. Die Bedienperson kann dann durch den im Wesentlichen durchsichtigen Behälter die Applikationsvorrichtung über dem Leck zentrieren und anschließend mit der Setzeinrichtung die Magnetdichtung genau auf dem Leck absetzen. Nach der Trennung der Magnetdichtung von der Applikationsvorrichtung kann diese von der Wandung abgenommen werden. Die Bedienperson ist nach dem Auflegen der Applikationsvorrichtung über dem Leck vor einer Benetzung mit der austretenden Flüssigkeit geschützt.
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Die Magnetdichtung zur Anwendung mit der Applikationsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Kupplung an der dem Leck abgewandten Seite der Magnetdichtung vorgesehen ist, mit der eine entkoppelbare Verbindung zur Applikationsvorrichtung ausgebildet ist.
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Um eine gute Abdichtung während der Applikation der Magnetdichtung auf der Wandung sicherzustellen, weist die Auflage eine umlaufend geschlossene Dichtung hoher Flexibilität auf. Bei einer hochflexiblen Dichtung können auch Unebenheiten an der Wandung mit der Dichtung überdeckt und abgedichtet werden.
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Bevorzugt ist die Setzeinrichtung eine durch eine Kreisöffnung gegenüber der großen Öffnung des Behälters dichtend und verschiebbar geführte Schubstange, an dessen inneren Ende die Magnetdichtung angebracht ist. Mit der Schubstange wird die Magnetdichtung direkt normal zur abzudichtenden Wandung, die Leckstelle abdeckend, zugeführt. Mit einer entsprechenden Unterstützung, beispielsweise durch ein Gewinde oder eine hydraulische Betätigung kann die Schubstange auch zum Entfernen einer Magnetdichtung verwendet werden.
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Um größere Mengen, insbesondere einer umweltschädlichen Flüssigkeit nicht nur über den Ablauf abzuleiten, sondern aufzufangen, ist am Ablauf ein zu einem Auffangbehälter geführter Schlauch angeschlossen.
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Bei einem etwas größeren Leck (von 1 mm bis einigen mm Durchmesser) und einer entsprechenden Innendruckbeanspruchung, beispielsweise einem höheren zylindrischen Produktentank, bei dem ein entsprechender statischer und ggf. zusätzlicher hydraulischer Druck besteht, besteht der Dauermagnet aus einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung. Diese auch Neodym-Magneten genannten Dauermagnete zeichnen sich durch eine sehr hohe Remanenz von bis zu 2 Tesla aus. Bei einem Neodym-Magneten von beispielsweise 20 mm Durchmesser und 10 mm Höhe wird somit eine Haltekraft von 10 kg bis 15 kg erreicht. Bei größeren Dauermagneten, beispielsweise einem Neodym-Dauermagneten mit einem Durchmesser 45 mm beträgt die Haltekraft bereits über 100 kg.
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Zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Temperaturbestätigkeit kann die Legierung des Dauermagneten zusätzlich Dysprosium oder Terbium enthalten.
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Um die Verbindung zwischen der Magnetdichtung und der Setzeinrichtung bedarfsgerecht lösen zu können, weist die Magnetdichtung eine entkoppelbare Verbindung zur Setzeinrichtung auf. Beispielsweise kann dies eine einmal lösbare Klebeverbindung oder Sollbruchstelle sein. Alternativ weist die entkoppelbare Verbindung eine wiederverwendbare Verbindung, wie beispielsweise eine Schraubverbindung, Bajonettverbindung auf.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung detailliert beschrieben.
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Darin zeigt:
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1 in einer geschnittenen Seitenansicht eine Applikationsvorrichtung an einer Wandung.
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In 1 ist eine Applikationsvorrichtung 3 in einem Querschnitt anliegend an einem Hohlkörper 1, beispielsweise einem Tank, einer Rohrleitung, einem Schiffsrumpf oder dergleichen dargestellt, wobei in der Wandung 10 ein Leck 11, beispielsweise durch Lochfraß entstanden, vorliegt, das abgedichtet werden soll. Die Applikationsvorrichtung 3 weist einen topfartigen Behälter 30 auf, der das Leck 11 vollständig mit seiner an der Wandung 10 angelegten Öffnung umschließt, wobei die Öffnung mit einer Auflage 31 auf der Wandung 10 aufliegt. Zur Verbesserung der kurzfristigen Abdichtungswirkung durch den auf die Leckstelle 11 aufgelegten Behälter zu verbessern, ist eine umlaufende Dichtung 33 an der Auflage 31 angeordnet, die einen Flüssigkeitsdurchtritt zwischen Wandung 10 und Behälter 30 auch bei kleineren Unhebenheiten an der Wandung 10 gewährleistet. Der Behälter 30 der Applikationsvorrichtung 3 weist einen Ablauf 32 auf, der bevorzugt über einen Schlauch 41 die im Behälter 30 aus dem Leck 11 austretende Flüssigkeit und im Behälter 30 aufgefangene Flüssigkeit über einen Schlauch 41 in einen Auffangbehälter 4 leitet.
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Auf der dem Leck 11 gegenüber liegenden Seite des Behälters 30 ist eine Kreisöffnung 35 zur Aufnahme einer Setzeinrichtung 34 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Setzeinrichtung 34 aus einer Schubstange, die in der Kreisöffnung 35 mit einer darin eingefügten Buchsendichtung 36 in Pfeilrichtung X verschiebbar angeordnet ist. Am inneren Ende der Schubstange 34 ist eine entkoppelbare Verbindung 37 zu einer Magnetdichtung 2 vorgesehen. Die Magnetdichtung 2 besteht aus einem Dauermagneten 21, der beispielsweise die Form eines flachen Zylinderabschnitts aufweist und aus Neodym, ggf. mit zusätzlichen Bestandteilen von Dysprosium oder Terbium besteht. Der Dauermagnet 21 ist mit einem Dichtmittel 22, bevorzugt vollständig, umhüllt. Zur Verbindung mit dem inneren Ende/ entkoppelbaren Verbindung 37 der Schubstange 34 mit der Magnetdichtung 2 ist an der Magnetdichtung 2 eine Kupplung 23 vorgesehen.
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Die Verbindung zwischen entkoppelbarer Verbindung 37 und Kupplung 23 ist bedarfsweise lösbar ausgebildet. In einer Ausführungsform handelt es sich dabei um eine lösbare Klebeverbindung oder um eine Sollbruchstelle. Bei dieser Ausbildung kann mit der Applikationsvorrichtung 3 eine Magnetdichtung 2 auf einem Leck 11 abgesetzt werden, danach die Verbindung gelöst und nachfolgend die Applikationsvorrichtung°3 abgenommen werden.
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In einer alternativen Ausführungsform handelt es sich um eine wieder verwendbare Verbindung, wobei Kupplung 23 und entkoppelbare Verbindung 37 beispielsweise eine Schraubverbindung oder eine Bajonettverbindung ist. Bei dieser Ausführung wird mit der Applikationsvorrichtung 3 die Magnetdichtung 2 mit der Schubstange 34 auf dem Leck 11 abgesetzt und anschließend wird die Verbindung zwischen der Schubstange 34 und der Magnetdichtung 2 beispielsweise durch Herausschrauben der Schubstange 34 aus der Magnetdichtung 2 gelöst.
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Bei dieser Ausführung kann der auf der Wandung 10 abgesetzte Magnet später auch wieder über die Applikationsvorrichtung abgehoben werden. Dazu wird die Applikationsvorrichtung zentriert über der Magnetdichtung 2 aufgesetzt und die Schubstange 34 wieder mit der Magnetdichtung 2 verbunden, beispielsweise eingeschraubt. Durch Ziehen an der Schubstange 34 wird dann die Magnetdichtung 2 von der Wandung 10 abgehoben. Zur Überwindung der erheblichen magnetischen Anhaftkräfte kann zum Abheben ein Zuggewinde, eine Hebelanordnung oder eine hydraulische Unterstützung vorgesehen sein.
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Zur optimalen Abdichtung weist die Magnetdichtung 2 eine Umhüllung aus einem Dichtmittel 22 auf, die beispielsweise aus weichem Teflon, Silikon oder Kautschuk besteht.
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In einem Versuch hat sich gezeigt, dass ein Magnet mit nur 20 mm Durchmesser ein 3 mm Loch in einer Stahlwandung abdichten konnte. Bis zu einem Druck von 3 bar Überdruck war dieses Loch absolut dicht. Dieser Neodym-Magnet hatte eine Haltekraft von ca. 20 kg. Durch Verwendung von größeren und stärkeren Magneten, bis zu 1000 kg, wird die Dichtfläche und Haftkraft weiter erhöht. Der Versuch hat gezeigt, dass durch die weiche und leicht fließende Ummantelung des Magneten sich dieser in kurzer Zeit weiter an die Stahlwandung zieht und dadurch seine Dichtkraft weiter erhöht wird. Eine Ummantelungsstärke von 3 mm erlaubt dabei eine gute Überbrückung von leichten Unebenheiten durch Farbe oder Rost an der abzudichtenden Wandung, wobei die magnetische Anhaftkraft durch die Stärke der Dichtung nur geringfügig geschwächt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hohlkörper, Tank, Rohrleitung, Schiffsrumpf
- 10
- (magnetisierbare) Wandung
- 11
- Leck
- 2
- Magnetdichtung
- 21
- Dauermagnet
- 22
- Dichtmittel, Umhüllung
- 23
- Kupplung
- 3
- Applikationsvorrichtung
- 30
- (topfartiger) Behälter
- 31
- Auflage
- 32
- Ablauf
- 33
- (umlaufende) Dichtung
- 34
- Setzeinrichtung, Schubstange
- 35
- Kreisöffnung
- 36
- Buchsendichtung
- 37
- entkoppelbare Verbindung, inneres Ende
- 4
- Auffangbehälter
- 41
- Schlauch
- X
- Schieberichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 69120825 T2 [0002]
- DE 102008001166 A1 [0003]
- DE 102009008946 A1 [0004]
- DE 202010003593 U1 [0005]
