DE2307798C3 - Wagen mit elektromotorischem Selbstantrieb zum Überprüfen des Inneren von Pipelines - Google Patents

Description

Generator (25), dessen Läufer neben Gleich- »tromwicklungen auch Wechselftromwicklungen aufweist, gekoppelt ist, und der Generator (25) ■einerseits als Gleichstrommotor wirkt, um die Stromzufuhr von der Batterie (6) die Brennkraftmaschine (24) anzufassen, andererseits als Gleichstromgenerator für die Aufladung der Batterie (6) und damit für den Betrieb des Antriebsmotors (3) und gleichzeitig als Wechselstrom-

»chine (24) erfolgt, die mit einem elektrischen 10 Röntgenröhren sind außerdem mit Wechselspannung

zu betreiben und machen deshalb einen großen Umformer notwendig, damit der Gleichstrom der Batterien in Wechselstrom mit einer konstanten Nominalspannung und einer für den Betrieb der Röntgenstrahlröhre erforderlichen Frequenz umgewandelt werden kann. Die Umwandlungsausbeute dabei beträgt etwa 60 bis 70 °/o.

Bisher bekannte Wagen sind daher mit über 400 bis 500 kg außerordentlich schwer und daher vclu-

generator zur Energieversorgung einer als Strah- ao n.inös und unhandlich, so daß beim Einführen in die lungsquelle dienenden Röntgenstrahlröhre (8) Pipelines ein Kraftheber notwendig ist. Dabei cntfaldient, wobei die. Brennkraftmaschine (24) und len 50 »/0 des Gewichtes auf die Batterien. Ein weiteder Generator (25) auf einem Anhänger (22) an- rer Nachteil liegt in der Wagenlänge, die zwischen 4 geordnet sind, der durch eine Kardanverbindung und 5 m variiert und daher die Manövrierfähigkeit (19) mit dem Antriebswagen (1) verbunden ist, 35 des Wagens in der Kurve begrenzt. Außerdem ist die

Reichweite sehr begrenzt, da eine Wiederaufladung der Batterien bzw. Akkus nach jeweils 600 bis 700 Arbeitsmetem notwendig ist, was sehr weit von der normalen Tagesarbeit entfernt ist, so daß der Wagen

2. Wagen~nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 mehrmals am Tag zum Wechseln der Akkus hin und zeichnet, daß der Anhänger (22) zwei selbstju- her fahren muß. Ein Kostensparender, rationeller stierende Räder aufweist und die Buchsen für die und kontinuierlicher Betrieb dieser Wagen ist daher Kardanverbindung mit dem Antriebswagen (1) nicht möglich. Wie das Einführen, so ist auch das aus Stoßdämpfern bestehen. Entfernen der Wagen aus der Pipeline nur mit Hilfe

3. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 35 eines Krafthebers möglich, da sie aus einem einzigen

Teil bestehen und daher sehr schwer sind, insbeson-

und daß die Frischluft von den Motorabgase^ und der heißen, austretenden Kühlluft durch eine an der Rohrwand der Pipeline abdichtende Blende (30) getrennt ist.

zeichnet, daß die Blende (30) an der Rückseite des Anhängers (22) am Auspuffrohr (29) der Brennkraftmaschine (24) oder an einer geeigneten Halterung befestigt ist, wobei diese Blende mit Gummidichtungen (31) versehen ist, welche eine Abdichtung mit der Innenfläche der Pipeline (27) bewirken.

4. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenstrahlröhre (8) an der Vorderseite des Antriebswagens (1) beweglich auf drei Stoßdämpfern (10, 13) befestigt ist, die in Form eines Dreiecks angeordnet sind und von einem teleskopischen System (18) getragen werden, das eine Höhenverstellung ermöglicht.

5. Wagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine (24) einen Drehzahlregler (36) aufweist, der die Drehzahl und damit die Friquenz der zur Energieversorgung der Röntgenstrahlröhre (8) gelieferten Wechselspannung stabilisiert.

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wagen mit Selbstantrieb zum Überprüfen des Inneren von Pipelines mit Stromversorgungsbatterie, elektronischen Steuereinrichtungen und einer Strahlungsquelle.

Es sind verschiedene Typen von mit eigenem Antriebsmotor versehenen Wagen bekannt, die zu radiographischen Untersuchungen mittels Röntgendere infolge der schweren Akkus, und da sie nicht leicht in andere Bestandteile zerlegt werden können, beispielsweise, da die Röntgenstrahlenquclle nicht auf einfache Weise entfernbar ist. Ein derartiger Wagen mit Selbstantrieb ist beispielsweise in der französischen Patentschrift 15 88 962 beschrieben.

Ein Nachteil der bekannten Wagen für Untersuchungen und Prüfungen von Pipelines besteht auch darin, daß diese Wagen für Pipelines mit kleinerem Durchmesser nicht geeignet sind. Die meisten Nachteile der bisherigen Wagen zum Überprüfen von Pipelines beruhen auf der Verwendung von Batterien.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Verwendung einer Brennkraftmaschine einen Wagen für Untersuchungen im Inneren von Pipelines zu schaffen, der klein und gewichtssparend ist.

Bei einem Wagen der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Energieerzeugung durch eine Brennkraftmaschine erfolgt, die mit einem elektrischen Generator, dessen Läufer neben Gleichslromwicklungen auch Wechselstromwicklungen aufweist, gekoppelt ist, und der Generator einerseits als Gleichstrommotor wirkt, um bei Stromzufuh·· von der Batterie die Brennkraftmaschine anzulassen, andererseits als Gleichstromgenerator für die Aufladung der Batterie und damit für den Betrieb des Antriebsmotors und gleichzeitig als Wechselstromgenerator zur Energieversorgung einer als Strahlungsquelle dienenden Röntgenstrahlröhre dient, wobei die Brennkraftmaschine und der Generator auf einem Anhänger angeordnet sind, der durch eine Kardan verbindung mit dem Antriebswa-

gen verbunden ist, und daß die Frischluft von den Motorabgasen und der heißen, austretenden Kühlluft durch eine an der Rohrwand der Pipeline abdichtende Blende getrennt ist.

Insbesondere soll dieser selbstfahrende Wagen für radiographische Untersuchungen von Schweißungen im Inneren von Pipelines mittels Röntgenstrahlen verwendet werden. Der erfindungsgemäßc Wagen weist ein niedriges Gewicht, kleine Größe und eine hohe Reichweite auf. Die Hauptenergieversorgung besteht aus einem Generator, der auch als Motor arbeiten kann und eine Leistung von einigen kVA erzeugt. Dieser Generator-Motor dient einem dreifachen Zweck, erstens, die Brennkraftmaschine zu starten, indem er als Gleichstrommotor wirkt, der von einer Batterie gespeist wird, zweitens, die für den Betrieb der Röntgenstrahlröhre nötige elektrische Leistung zu liefern, indem er als Wechselstromgenerator wirkt, der von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, drittens, die Batterie in geladenem Zustand zu halten, wobei diese Batterie als Pufferbatterie eingefügt ist und die Aufgabe hat, alle elektronischen Steuerschaltungen sowie den Gleiehstromgeiriebemotor für den Antrieb des Wagens zu speisen. Eine derartige Ausbildung führt nicht nur dazu, daß der stö- -.5 rende Gleichstrom-Wechselstromumformer, der für die bekannten Wagen notwendig war, sowie die benötigten vielen Batterien in Wegfall kommen, was es ermöglicht, Wagen herzustellen, die ein geringeres Gewicht (ungefähr 180 kg) aufweisen und die kürzer sind (ungefähr 2 bis 2,5 m), sondern erhöht in bemerkenswerter Weise die Selbständigkeit und damit Reichweite dieses Wagens, da die notwendige Energie nicht von den Batterien, sondern von der Hauptenergieversorgung über eine Brennkraftmaschine zugeführt wird, so daß die Selbständigkeit des Wagens lediglich von dem Fassungsvermögen des Treibstofftanks der Brennkraftmaschine abhängt. Auf der anderen Seite ist noch zu berücksichtigen, daß, da die verwendete Batterie während ihres Gebrauchs jeweils geladen ist, der Wagen auf diese Weise für den Notfall eine weitere Selbständigkeit von 4 bis 5 km erhält, damit man den Wagen selbst dann wieder herausbringt, fallf. die Leistungseinheit ausfallt.

Gemäß der vorlegenden Erfindung ist die Leistungseinheit mit der Brennkraftmaschine und dem Generator-Motor nicht auf dem selbstfahrcnden Wagen selbst befestigt, welcher die Röntgenröhre, die elektronische Steuerung, die Batterie, sowie den Getriebemotor für den Antrieb des Wagens trägt, sondem auf einem kleinen Anhänger, der hinter dem genannten Wagen hergezogen wird, was über eine flexible Kupplung mit zwei Freiheitsgraden geschieht. Dies erlaubt es auch, steile Straßenwellen oder Katzenbuckel oder Kurven zu überwinden. Auf diese Weise kann die Leistungscinheit auch schnell von der Antriebseinheit abgekoppelt werden, was aus Gründen der Manövrierbarkeit oder zum Zwecke eines Auftausches bei einer Beschädigung erfolgen kann, wobei ferner die Vibrationen der Leistungseinheit nicht auf die Röntgenröhre übertragen werden. Um sicherzustellen, daß die Brennkraftmaschine die für die Verbrennung notwendige Luft erhält, und um zu vermeiden, daß daher die verunreinigenden Auspuffgase die Brennkraftmaschine anhalten oder die Temperatur der Röntgenröhre über ihre thermischen Arbeitsgrenzen erhöhen (die maximale Temperatur liegt bei uneefähr 70° C), wird an der Rückseite des Anhängers eine kreisförmige Blende elastisch befestigt, welche den gleichen Durchmesser wie die Pipeline aufweist. Diese Blende weist Gummidichtungen auf, durch welche die Auspuffgase, sowie bei eigenen Betriebstemperaturen auch die Kühlluft für die Brennkraftmaschine abgeführt werden.

Die Blende bildet daher eine Zwischenwand, welche das Arbeitsgerät von den verunreinigenden Auspuffgasen und von der heißen Kühlluft der Brennkraftmaschine trennt und auf diese Weise einen Luftstrom in das Innere der Pipeline hervorruft.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung ist die Röntgenröhre nicht fest auf dem Wagen montiert. Sie ist vielmehr an der Vorderseite des Antriebswagens beweglich auf drei Stoßdämpfern befestigt, die in Form eines Dreiecks angeordnet sind und von einem teleskopischen System getragen werden, das eine Höhenverstellung ermöglicht.

Die Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit die Frequenz der zur Energieversorgung der Röntgenstrahlröhre gelieferten Wechselspannung kann durch einen Drehzahlregler bekannter Art stabilisiert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unier Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt des selbstfahrenden Wagens für Unterbuchungen im Inneren von Pipelines gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 und 3 zeigen den Wagen von F i g. 1 während seines Betriebs im Inneren von Pipelines,

F i g. 4 und 5 zeigen zwei erzwungene Zirkulationssysteme für die Kühlluft der Röntgenröhre, die bei einem sehr heißen Klima für einen ununterbrochenen Betrieb verwendet werden.

Gemäß F i g. i trägt ein Antriebswagen 1 an seiner Rückseile zwei Antriebsräder 2, die von einem als Getriebcniotor ausgebildeten Antriebsmotor 3 betätigt werden. Der Getriebemotor 3 wird von Gleichstrom gespeist, was eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Wagens ermöglicht.

Vorne sind zwei andere Räder 4, gegenseitig fest gepaart, angeordnet, welche zu Antriebsrädern durch bekannte Transmissioiisteile gemacht werden können. Die Stabilität des Wagens auf dem Boden der Pipeline wird durch die vier Räder 2 und 4 erreicht, weiche in einer nicht zum Gegenstand dieses Patentes gehörenden selbstjustiercnden Art ausgebildet sind, was eine Überwindung von jeglichem Kurvenradius in den beiden Fahrtrichtungen ermöglicht. Im Mittelteil des Wagens sind zwei elektronische Einrichtungen 5 angeordnet, um die Bctriebszyklen des Wagens zu programmieren und anzutreiben, sowie eine Batterie 6, wie sie üblicherweise für Kraftfahrzeuge verwendet wird, die entsprechend mit den elektronischen Anordnungen und dem Getriebemotor 3 verbunden ist.

Fin Druckknopfschalter? i-.rlaubt die Speisung des Gctriebemotors3 durch die Batterie 6, so daß auf diese Weise der Wagen mit der gesamten Ausrüstung herausbewegt werden kann. Eine Röntgenstrahlröhre 8 für cine Longitudinal- oder Panorania-Radiographic ist auf der Vorderseite des Wagens befestigt. Sie ist von im Dreieck angeordneten Stoßdämpfern gehalten. Genauer gesagt, ist ein Stift 9, der an der Rückseite der Röntgenröhre vorgesehen ist, in einen rückwärtigen Stoßdämpfer 10 eingelassen und

darin mittels eines Arretierstifts 11 festgehalten, der und als Gleichstromgenerator zur Ladung der Batte-

in ein Loch in dem genannten Stift eingeführt wird. ric6, zur Speisung der elektronischen Steuerschalt-

Dcr Körper der Röhre ist auf einer halbkreisförmi- kreise und für den Getriebefallrmotor 3 des Wagens,

gen Mctallauflagc 12 gchaltcrt, weiche von zwei vor- Die gesamte von dem Wagen benötigte Energie wird

deren Stoßdämpfern 13 getragen wind (von denen 5 von dem Generator 25 auf Grund des Betriebs der

einer in der Figur nicht gezeigt ist, da er auf der an- Brennkraftmaschine geliefert, während gleichzeitig

deren Seite der gezeigten Röntgenstrahlenröhre die Batterie 6 jeweils geladen wird. Dies bedeutet

liegt). ⁿ'cht lediglich eine Selbständigkeit des Wagens, die

Die Röhre wird durch ein Lederklemmband 14 sehr hoch ist und lediglich von dem Fassungsvermö-

mit einem Schnapphakcn-Schnellverschluß 15 in sei- io gen eines Brennstofftanks 26 der Brennkraftma-

ncr Stellung gehalten und fixiert. Auf diese Weise schinc abhängt, dieselbe geladene Batterie liefert

wird durch Öffnen des Schnellverschlusses 15 sowie vielmehr einen Energievorrat, der eine weitere Erhö-

Trennung des Stiftes 9 von dem Stoßdämpfer 10 die hung der Selbständigkeit oder Unabhängigkeit für

Röntgenröhre leicht entfernt zum Zwecke einer Ma- weitere 4 oder 5 km ermöglicht und damit entspre-

növricrbarkcit oder aus Sicherheitsgründen während 15 chend sicherstellt, daß der Wagen im Falle eines

des Transports. Die Röhre ist zu diesem Zwecke mit Schadens der Leistungseinheit aus der Pipeline ge-

zwci Seitenhandgriffen 16 und 17 von einem Steuer- borgen werden kann.

radtyp versehen, die mit Gummi überzogen sind und Zur Erzeugung einer Luftstromzirkulation in der die ebenfalls als ein Schutz für die Röhre selbst die- radiographisch zu untersuchenden Pipeline 27 ist an neu. Die drei Stoßdämpfer 10, 13 werden von teles- 20 dem rückwärtigen Ende des Anhängers 22, an dem kopischen Systemen 18 getragen, die eine Höhenein- Auspuffrohr 29 der Brennkraftmaschine 24 oder an stellung ermöglichen und auf diese Weise die Einstel- einem geeigneten Halteglied elastisch, eine kreisförlung der Röntgenröhre genau auf der Achse der ra- mige Blende 30 befestigt, welche den gleichen Durchdiographisch zu untersuchenden Röhre ermöglichen. messer wie die Pipeline 27 aufweist und mit einer An der Rückseite des Antriebswagens 1 ist eine Kar- 25 Gummidichtung 31 versehen ist. Dies geschieht, um danverbindung 19 angebracht, deren Buchsen von eine Zufuhr von Verbrennungsluft der Brennkraft-Stoßdämpfern gebildet werden, wobei an diese Kar- maschine 24 sicherzustellen, sowie um zu verhindern, danverbindung mittels eines durchgehenden Stifts 20 daß verunreinigende Auspuffgase 28 den Motor zum eine Gabel 21 von einem Anhänger 22 angelenkt ist, Stillstand bringen oder die Temperatur der Röntgender mit zwei Rädern 23 selbst justierenden Art ent- 30 röhre über ihre thermischen Betriebsgrenzen erhöhen sprechend den Rädern 2 und 4 versehen ist und eine könnten (F i g. 3).
Leistungseinheit trägt. Die Blende bildet eine Zwischenwand, welche die

Durch diese Ausbildung kann die Leistungseinheit auf dem Wagen und Anhänger befestigten Arbeits-

zum Zwecke der Manövricrbarkeit sowie zu einem gerätschaften von den Auspuffgasen 28 der Brenn-

Austausch im Falle einer Beschädigung rasch abge- 35 kraftmaschine trennt, welche hinter dieser Zwischcn-

kuppelt werden. Weiterhin vermeidet diese Aiisbil- wand austreten.

dung, daß Vibrationen von dirr Leistungseinheit auf In dem Falle, daß die Verlegung von Pipelines

die Röntgenröhre übertragen werden und diese be- hinter der Blende 30 nicht nur die Auspuffgase 28

schädigen können. Schließlich ermöglichen die bei- abführt, sondern auch die Kühlluft der Brennkraft-

dcn Freiheitsgrade der angelenkten Kardanverbin- 40 maschine 24, die von einem auf der Nockenwelle

dung zwisohen Anhänger und Wagen, daß das ge- derselben Brennkraftmaschine angeordneten Venti-

samte Arbeitsgerät auch steile Katzenbuckel, Wellen lator durch eine Zuluftöffnung 32 angesaugt und

oder Kurven überwinden kann. Die Leistungseinheit über eine flexible Röhre 33 (s. Fig. 2) abgegeben

wird durch eine Brennkraftmaschine 24 gebildet, die wird, wird auf diese Weise ein Luftstrom in der

fest direkt an einen ihr in der Leistung entsprechen- 45 Pipeline erzeugt. Es ist darüber hinaus bei einem

den elektrischen Energiegencrator 25 gekoppelt ist, Arbeiten unter heißem Klima notwendig, die

der von einem Motor-Synchrongenerator-Dynamo Röntgenröhre wirksam zu kühlen, um sie kontinuier-

bekannter Art gebildet wird, d. h. von einem übli- lieh betreiben zu können. Die erzwungene Luftzirku-

chen Gleichstrommotor-Dynamo, der neben Gleich- lation kann mittels eines Zusatzventilators 34 erzeugt

Etromläuferwicklungen auch Wechselstromläufer- 5° werden, der auf der Rückseite (s. F i g. 4) oder in dei

wicklungen aufweist, um als Synchrongenerator lau- Nähe der Röntgenröhre angeordnet ist, oder mittels

fen zu können. eines Ventilators 35, der außen an dem Kopfende

Während die Wechselstromwicklungen mit einem der Pipeline 27 (s. F i g. 5) angeordnet ist. Die letzt-

Spannungskonstanthalter verbunden sind, der in der genannte Lösung ist vorzuziehen, da sie eine starke elektronischen Vorrichtung 5 für die Speisung der 55 Ventilation erlaubt, ohne daß man eine weiten

Röntgenröhre enthalten ist, sind die Gleichstrom- Energie von der innerhalb des Wagens angeordneter

wicklungen für die Ladung der Batterie 6 im Puffer- Leistungseinheit benötigt,

betrieb vorgesehen. Zur Stabilisierung der Frequenz der Speisespan

Zum Anlassen der Brennkraftmaschine speist die nung für die Röntgenröhre, die von dem Generatoi Batterie 6 den elektrischen Generator 25, der dann 60 25 zugeführt wird, der als Synchrongenerator lauf

als Gleichstrommotor wirkt, um die Brennkraftma- und von der Brennkraftmaschine 24 angetriebei

schine 24 in Gang zu setzen. Sobald die Brennkraft- wird, auf den Nominalwert der Röntgenröhre, win

maschine in Gang gesetzt ist, treibt sie den Generator ein üblicher automatischer Drehzahlregler 36 de

25 als einen Synchrongenerator an, dessen Wechsel- Brennkraftmaschine verwendet, der die Maschine 2< betriebsspannung der Röntgenröhre zugeführt ist, 65 auf konstanter Drehzahl hält.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ", 1. Wagen mit elektromotorischem Selbstantrieb zum Überprüfen des Inneren von Pipelines mit Stromversorgungsbatterie, elektronischen

   «Steuereinrichtungen und einer Strahlungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieerzeugung durch eine Brennkraftmahi ()

   strahlung im Inneren von Pipelines dienen, die sämtlich von Akkus bzw. Batterien versorgt werden. Da diese Batterien nicht nur die Energie für die elektrischen bzw. elektronischen Steuerschaltungen, sondem auch für den elektrischen Fahrmotor des Wagens und für den Betrieb der Röntgenröhre, die mit etwa 1 bis 2 kVA sehr hoch ist, liefern müssen, ist leicht zu verstehen, daß diese Batterien sehr groß und entsprechend schwer sein müssen. Derartige i d i Whl