DE2529551B2

DE2529551B2 - Vorrichtung zum Entleeren und Absperren einer bestimmten Strecke einer Rohrleitung

Info

Publication number: DE2529551B2
Application number: DE19752529551
Authority: DE
Inventors: Raymond Gorleston Norfolk Jones (Grossbritannien)
Original assignee: Brown And Root (uk) Ltd Great Yarmouth Norfolk (grossbritannien)
Current assignee: Brown And Root (uk) Ltd Great Yarmouth Norfolk (grossbritannien)
Priority date: 1975-03-26
Filing date: 1975-07-02
Publication date: 1979-01-18
Also published as: DE2529551C3; DK284975A; DK137869B; NL7507577A; FR2305678A1; DK137869C; FR2305678B1; DE2529551A1; GB1516671A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entleeren und Absperren einer bestimmten Strecke einer Rohrleitung der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art.

Bei einer derartigen Vorrichtung (US-PS 33 81 714) ist es bekannt, außerhalb der Rohrleitung einen Impulsgeber vorzusehen, der einen in dem Körper der Vorrichtung angeordneten Empfänger ansteuert Hierbei ist nachteilig, daß bei im Erdreich oder unter Wasser verlegten Rohrleitungen das Anordnen des Impulsgebers außerhalb der Rohrleitung erst nach Ausführung von Erdarbeiten oder unter Zuhilfenahme eines Tauchers möglich ist

Bei anderen Anordnungen (US-PS 35 93 743 und 37 46 026) schleppt der Absperrkörper beim Wandern durch die Rohrleitung eine Leine nach sich, wobei die abgelaufene Leinenlänge einen Anhaltspunkt für die Position des Absperrkörpers liefert Insbesondere bei gewundenen Rohrleitungen arbeitet diese Anordnung ungenau, und die Leine übt einen mit der Entfernung anwachsenden Widerstand auf die Vorschubbewegung des Absperrkörpers aus. Schließlich besteht die Gefahr, daß sich die Leine verhakt oder festklemmt und dadurch den Vorschub des Absperrkörpers blockiert.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorrichtung zum Entleeren und Absperren einer Rohrleitung dahingehend zu verbessern, daß sie von äußeren Steuerorganen weitgehend unabhängig arbeitet, d. h. von außen an der Rohrleitung angeordnete Impulsgeber und Meßleinen entfallen können.

Ein reiiies Weganzeigeelement ist der US-PS 35 03 424 zu entnehmen, doch handelt es sich hierbei nicht um eine Einrichtung, die mittels eines Meßfühlers einen Schieber steuert, der seinerseits ein Ventil für das Druckgas betätigt. Bei der bekannten Anordnung umfaßt das Weganzeigeelement Signalgeber, die ein Zahnrad aufweisen, das an einer Schraubenfeder gelagert ist und beim Drehen durch Kontakt mit der Rohrwandung zahlreiche Impulse abgibt, die akustisch wahrnehmbar sind. Die Frequenz wird durch die Anzahl der Zähne bestimmt, die bei verschiedenen Absperrkörpern unterschiedlich sein sollen. Auf diese Weise liefern die unterschiedlichen Frequenzen ein Maß für die Vorschubgeschwindigkeit und den Standort der verschiedenen Absperrkörper innerhalb der Rohrleitung. Die Aufnahme und Auswertung der verschiedenen Signale erscheint ziemlich schwierig und es dürfte kaum möglich sein, über eine Entfernung von einem oder mehr Kilometern innerhalb der Rohrleitung die Signale akustisch wahrzunehmen und die exakte Position des Absperrkörpers zu ermitteln.

Bei einer Vorrichtung einer anderen Gattung (US-PS 37 58 050) ist es bekannt, ein Meßrad federnd unter Anlage an der Innenwandung der Rohrleitung zu halten und so einen Zähler anzutreiben, der einen Impuls liefert, nachdem eine bestimmte Zahl einer Reihe erreicht ist. Dieser Impuls löst eine Kamera aus, die in dem Körper vorgesehen ist. Auch bei dieser Vorrichtung arbeitet die Weganzeige anders als nach der Erfindung.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird der Vorteil erreicht, daß von außen an der Rohrleitung anzubringende Impulsgeber entfallen können, die erforderlich sind, um die Stelle festzulegen, an der der Absperrkörper anhalten soll. Erdarbeiten oder die Zuhilfenahme eines Tauchers entfallen damit. Auch ungenau arbeitende und im Verlauf der Rohrleitung zum Blockieren neigende Meßleinen, die eine erhebliche Reaktionskraft auf den Absperrkörper aufbringen, entfallen. Vielmehr besteht die Möglichkeit, vor dem Einsetzen des Absperrkörpers in die Rohrleitung eine bestimmte Strecke einzustellen, wobei sichergestellt ist, daß der Körper anhält, sobald er die voreingestellte Strecke innerhalb der Rohrleitung zurückgelegt hat.

Der Körper ist damit selbst für Rohrleitungen verwendbar, die in einem Graben unter Wasser verlegt oder durch Treibsand abgedeckt sind. Um eine bestimmte Stelle einer derartigen Rohrleitung zu erreichen, wären außer der Zuhilfenahme von Tauchern auch Baggerarbeiten unter Wasser erforderlich. Die Erfindung wirkt sich damit bereits bei der Verlegung von Rohrleitungen aus, da hierbei eine größere Freizügigkeit ermöglicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der Vorrichtung,

F i g. 2 das pneumatische Schaltschema der Vorrichtung nach F i g. 1 und

Fig.3 die Einrichtung zur Ermittlung der Lage der Vorrichtung in der Rohrleitung.

Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zum Entleeren und Absperren einer bestimmten Strecke einer Rohrleitung. Die Vorrichtung besteht aus einem Körper 10 mit einem Rahmen 11, der eine Frontplatte 12, eine Rückplatte 13 und mehrere paarweise angeordnete Ringflansche 14 trägt, von denen jedes Paar einen Schlitz 15 zur Aufnahme eines becherförmigen Gummiringes 16 bildet Die Gummiringe 16 sind durch Bolzen 17 befestigt.

Ein Druckgasbehälter 18 ist innerhalb des Rahmens 11 angeordnet und über ein normalerweise geschlossenes Ventil 19 mit pneumatischen Drückern 20 und expandierbaren, schlauchförmigen Dichtungsringen 21 verbunden. Klauen 22 werden jeweils von einem Drücker 20 derart betätigt, daß, wenn deren Kolben 23 (Fig. 2) in Richtung des Pfeils A verstellt werden, die Klauen 22 um Achsen 25 geschwenkt werden, die die gezahnten Ränder 22a der Klauen 22 über die durch die Außenränder der Gummiringe 16 gebildete Mantelfläche hinauszudrücken versuchen und mit der die Vorrichtung umschließenden Rohrwand in Eingriff halten.

Die Dichtungsringe 21 haben eine halbstarre Polyurethan-Außenwand 26 mit einem hohen Reibungskoeffizienten und einen expandierbaren Schlauch 27.

Ein gasdicht abgeschlossenes Gehäuse 50 ist an dem hinteren Ende der Vorrichtung angeordnet und nimmt einen Regler 37 und einen Druckschalter 33 auf. Das Gehäuse 50 steht mit dem Umgebungsdruck innerhalb der Rohrleitung über ein Sperrventil 51 und eine Leitung 51a in Verbindung, so daß das Gehäuse auf dem maximalen Umgebungsdruck gehalten wird, der während der Bewegung des Körpers durch die Rohrleitung auftritt. Alternativ kann ein Sperrventil an der Rückplatte 13 angeordnet werden.

Das normalerweise geschlossene Ventil 19 wird von einer Einrichtung gesteuert, die die Lage des Körpers 10 in der Rohrleitung durch einen Meßfühler 28 mit einem Meßrad 29 ermittelt (F i g. 1 und 3).

Im Betrieb wird der Körper 10 mit dem vorderen Ende zuerst in ein Ende eines gefluteten Rohres eingesetzt, das dann mit einem Deckel versehen wird. Eine Druckluftquelle ist über den Deckel auf die Rückplatte 13 wirksam. Wenn die Druckluftquelle eingeschaltet wird, baut sich ein Druck zwischen dem Deckel und der Rückplatte 13 auf, da die Gummiringe 16 eine Strömungsmitteldichtung mit der Rohrwand bilden. Wenn der Druck ausreicht, um die Trägheit des Körpers und des Wassers in dem Rohr zu überwinden, beginnt der Körper, sich entlang des Rohres zu bewegen und schiebt das Wasser durch die Rohrieitung und aus einer Öffnung am Ende der Rohrstrecke.

Wenn sich der Körper durch das Rohr bewegt, wird das Rad 29 von der Rohrwand gedreht und der Meßfühler 28 mißt die durchlaufene Strecke. Bei einer vorbestimmten Strecke, die an der Meßeinrichtung voreingestellt werden kann, veranlaßt diese das öffnen des Ventils 19.

ίο Druckluft strömt dann aus dem Gasbehälter 18 längs der Leitung 30 durch das Ventil 19 und damit über den Druckregler 37 und die Leitungen 31 und 32 zu den die Kolben 23 aufweisenden Drückern 20 und den Dichtungsringen 21. Der Druckregler 37 ist voreingestellt, um den Druck der Luft einzustellen, die in die Leitungen 31 und 32 bei einem bestimmten Druck oberhalb des maximalen Umgebungsdrucks strömt, der in dem Gehäuse 50 auftritt Die Kolben 23 der Drücker 20 werden in der Richtung des Pfeils A verstellt und veranlassen die Klauen 22, nach außen zu schwenken, um an der Rohrwand anzugreifen und den Körper gegen eine Rückwärtsbewegung längs des Rohre infolge des Staudrucks an dem vorderen Ende des Körpers zu halten. Federn 22b sind vorgesehen, um die Klauen mit

2ϊ der Rohrwand in Eingriff zu halten. Gleichzeitig beginnen die Dichtungsringe 21 zu expandieren, um an der Rohrwand anzugreifen, und bilden allmählich zusammen mit der Rohrwand eine Strömungsmitteldichtung. Infolge des hohen Reibungskoeffizienten des

so Außengehäuses 26 der Dichtungsringe 21 wirkt der Dichtungsring mit der Rohrwand zusammen, um den Durchgang des Körpers 10 weiter abzubremsen.

Ein Druckschalter 33 aktiviert bei einem bestimmten Druck einen Schallgeber 34, der an der Frontpiatte 12

i~: befestigt ist, wobei der Druck von dem Gasbehälter ausgeht. Die Signale des Schallgebers werden über Mikrophone, die in dem Rohr angeordnet sind, aufgenommen. Wenn die Schallsignale aufgenommen werden, wird die Druckluftquelle, die den Körper 10

■i» vorantreibt, abgeschaltet.

Damit wird der Körper 10 nach Zurücklegen einer bestimmten Strecke in dem Rohr angehalten, wobei die Dichtungsringe mit der Rohrwand eine Strömungsmitteldichtung bilden und den entwässerten Abschnitt des

η Rohrs von dem gefluteten Abschnitt des Rohrs trennen. Der Druck in dem entwässerten Abschnitt des Rohrs kann dann aufgehoben werden, wobei jedem Bestreben des Körpers 10, infolge der sich ergebenden Druckdifferenzen an der Frontplatte 12 und der Rückplatte 13 des

">ii Körpers 10 zu gleiten, durch den gezahnten Rand 22a der Klauen 22 entgegengewirkt wird, die die Rohrwand erfassen und die Blockierung gegen eine Rückwärtsbewegung bewirken.

Eine Leitung 52 mit einem Sperrventil 53 zwischen

j'i seinen Enden verbindet den entwässerten Abschnitt des Rohrs mit einem Raum 54 zwischen zwei Ringdichtungen, so daß die Druckluft hinter der Rückplatte 13 die Hinterkante 55 des vorderen Dichtungsrings expandiert und das Vorderende des Körpers innerhalb der Rohrleitung zentriert.

Der Körper 10 ist insbesondere zum Entwässern von versenkten Rohren geeignet, wenn es nicht möglich ist, einen Deckel auf das unter Wasser befindliche Ende des Rohrs zu schweißen, und wenn es nicht möglich ist, das Ende des Rohrs zu heben, während es noch geflutet ist.

Unter diesen Umständen muß der Deckel mit dem Rohr verbunden werden, und es ist nicht möglich, die Verbindung ausreichend sicher zu machen, daß sie

hohen Druckunterschieden an ihren Stirnflächen widersteht. Deshalb muß der Druck der Druckluft auf einem niedrigen Pegel gehalten und die Entwässerung kann nur mit einer geringen Geschwindigkeit durchgeführt werden.

Jedoch ermöglichen es die Dichtungsringe 21 und die Blockierklauen 22, den Körper 10 anzuhalten, wenn eine ausreichende Rohrlänge entwässert worden ist, so daß das Ende des Rohrs aus seiner versenkten Stellung an die Oberfläche gebracht werden kann.

Wenn die Dichtungsringe 21 aufgeblasen bleiben, bringt die Reibung, die zwischen der Rohrwand und der Außenfläche 26 des Dichtungsrings 21 erzeugt wird, den Dichtungsring zum Bruch, so daß die anfängliche Verzögerung, die die Dichtungsringe 21 hervorrufen können, beseitigt wird. Man kann daher ein zweites, auf Druck ansprechendes Ventil (nicht gezeigt) an dem hinteren Ende des Körpers 10 anordnen und so einstellen, daß es geeignet angeordnete Ventile öffnet, durch die die Luft aus den Dichtungsringen 21 und den Drückern 20 in das Rohr entweicht, wenn der Druck in dem entwässerten Abschnitt des Rohrs über einen bestimmten Druck steigt.

Wenn der Körper 10 in verschiedenen Wassertiefen verwendet wird, werden verschiedene Druckluftpegel

^r> benötigt, um eine wirksame Dichtung zwischen den Dichtungsringen 21 und der Rohrwand zu bilden. Aus diesem Grund ist ein Druckregler 37 in die Leitung 30 geschaltet. Luft kann an einem Einlaß 36 in das System gepumpt werden oder aus diesem austreten. Eine

ίο Druckmeßeinrichtung 35 ist vorgesehen, um den Druck der Luft in dem Behälter 18 anzuzeigen.

Der Druckregler 37 in der Leitung 30 reguliert den Druck, bei dem die Dichtungsringe 21 über den Umgebungsdruck aufgeblasen werden.

Sperrventile 38 sind in den Leitungen 39 und 40 (F i g. 2) angeordnet, um den Verlust von Luft aus einem Dichtungsring zu verhindern, wenn der andere Dichtungsring nach dem Aufblasen undicht wird.

Die Drücker 20 können weggelassen und nur Federn vorgesehen sein, um die Klauen mit der Rohrleitung in Eingriff zuhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Entleeren und Absperren einer bestimmten Strecke einer Rohrleitung, bestehend aus einem Körper zum Einsetzen in die Rohrleitung mit mehreren Dichtungsringen, die den Körper umgeben und gegen die Innenfläche der Rohrleitung abdichten, jedoch eine Bewegung des Körpers längs der Rohrleitung zulassen, ferner mit einer Blockiereinrichtung für den Körper innerhalb der Rohrleitung, mit einem weiteren radial expandierbaren Dichtungsring, der den Körper umgibt und gegen die Innenfläche der Rohrleitung abdichtet, einem Druckgasbehälter und einer Druckgasleitung, die den Druckgasbehälter mit dem expandierbaren Dichtungsring zu dessen Dehnung verbindet und ein mit einem Steuerorgan versehenes Ventil aufweist, das die Druckgasströmung von dem Behälter sa dem expandierbaren Dichtungsring steuert, gekennzeichnetdurch eine Einrichtung, die die Lage des Körpers (10) in der Rohrleitung durch einen Meßfühler (28) ermittelt, der mit einem Schieber in Verbindung steht, der entlang einer Schieberbahn bewegbar ist und das Ventil (19) in der Druckgasleitung (30) zwischen dem Druckgasbehälter (18) und expandierbaren Dichtungsringen (21) steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von dem Druck des Gases auch die Blockiereinrichtung (22) betätigbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen auf den Umgebungsdruck ansprechenden Regler (37), der automatisch den die expandierbaren Dichtungsringe (21) beaufschlagenden Gasdruck auf eine voreingestellte Druckdifferenz über dem Rohrleitungsdruck einstellt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Umgebungsdruck ansprechende Regler (37) innerhalb eines druckfesten Gehäuses (50) angeordnet ist, das über ein Ventil (51) und eine Leitung [SXa) mit dem maximalen Rohrleitungsdruck beaufschlagt wird, der während der Bewegung des Körpers (10) entlang der Rohrleitung in dieser erreicht wird. 4^r>

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen auf Druck ansprechenden Schalter (33) innerhalb des Gehäuses (50), der einen an dem Körper (10) befestigten Schallgeber (34) betätigt, wenn der Druck in dem Gehäuse (50) einen ersten "><> vorbestimmten Druck erreicht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein auf Druck ansprechendes Ventil zum Deaktivieren der Blockiereinrichtung (22) und/oder der expandierbaren Dichtungsringe >> (21), die sich so radial zusammenziehen können, wenn der Druck in der Rohrleitung einen zweiten vorbestimmten Druck erreicht.