DE3401429A1 - Vorrichtung zur entfernung von ferritischen staubpartikeln aus rohren - Google Patents

Description

Kraftwerk Union . & * Unser Zeichen

Aktiengesellschaft VPA 84 P 6 0 0 5 DE

Vorrichtung zur Entfernung von ferritischen Staubpartikeln aus Rohren

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entfernung von ferritischen Staubpartikeln aus Rohren.

Sollen Rohre größeren Durchmessers miteinander verschweißt werden, so werden die Rohrränder im allgemeinen V-förmig angeschliffen oder angedreht. Danach werden die miteinander zu verschweißenden Rohrenden zur Fixierung in der gewünschten gegenseitigen Position an einigen Punkten ihres Umfanges mit einer kurzen Schweißnaht aneinander geheftet. Bei thermisch und mechanisch stark belasteten Rohren werden diese Heftstellen im Zuge der Verschweißung wieder aufgeschliffen, damit die Wurzelnaht gleichmäßig um den Rohrumfang gelegt werden kann.

Ein Teil des beim Aufschleifen anfallenden ferritischen Schleifstaubes fällt dabei in das Rohrinnere. Vor der Inbetriebnahme des Rohres muß dieser Schleifstaub sodann in umständlicher Weise aus dem Rohr entfernt werden. Hierfür sind Rohrreinigungsmaschinen mit Absaugung entwickelt worden. Auch ist es bekannt, den Schleifstaub durch Spülen mit einem geeigneten Medium aus dem Rohr herauszuschwemmen. Bei Rohren über 500 mm Durchmesser ist der Schleifstaub auch schon manuell entfernt worden. Alle diese Verfahren sind jedoch aufwendig und befriedigen in ihrem Ergebnis nicht ganz.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Lösungsweg aufzuzeigen, der es erlaubnt, den Schleifstaub mit geringstmöglichen Aufwand aus dem Inneren von Rohren zu entfernen. Dabei soll diese Vorrichtung auch

Stk 2 Ste / 13-01.1984

340H29 -X - VPA & P 6 0 0 5 DE

bei Rohren mit Durchmessern unter 500 mm einsetzbar sein.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 24 beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allen darin zu sehen, daß ferritischer Schleifstaub durch Magnete, die in definiertem Abstand von der Rohrinnenwand vorbeigeführt werden, ziemlich vollständig aufgesammelt wird und daß dabei - wie Versuche gezeigt haben - nahezu alle von der Schleifscheibe stammenden nicht ferritischen Partikel vom ferritischen Schleifstaub mitgerissen werden Dabei ist es von großem Vorteil, daß diese Vorrichtung auch bei Rohrdurchmessern einsetzbar ist, bei denen die meisten anderen Vorrichtungen nicht mehr einführbar sind.

Größere Mengen von Spänen lassen sich sicherer heraustransportieren, wenn mehrere senkrecht zur Rohrachse ausgerüstete Ringscheiben, die an ihrem Umfang mit Magneten bestückt sind, nebeneinander angeordnet sind und ler Abstand der Magnete der mittleren Scheibe zur Rohrinnenwand geringer ist als jener der äußeren Scheiben. Zwar bleiben die Späne beim Vorschieben einer solchen Vorrichtung bevorzugt an den Magneten mit geringerem Abstand zur Rohrinnenwandung hängen. Haben sich aber bei diesen Magneten größere Barte gebildet, die beim Vor- oder Zurückziehen der Vorrichtung teilweise abgestreift werden, so werden diese abgestreiften Bartteile dann von dem im Vorschubrichtung rückwärtigen Magneten der nächsten Ringscheibe aufgefangen.

Besonders saubere Innenwandungen erhält man, wenn sich die Magnete bereits beim Schleifen im Rohr befinden. In diesem Fall kann der ins Rohrinnere fallende ferritische Schleifstaub - noch während des Falles - aufgefangen werden. Hierzu werden die Magnete zweckmäßigerweise bei der Verwendung einer aus zwei in zwei miteinander zu verschweißenden Rohrenden spannbaren Teilen bestehenden Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung zwichen diese Teile etwa in der Ebene der Schweißnaht zentriert. Um ein Aufheizen der im Rohr angeordneten Magnete während des Schweißvorganges über die Curie-Temperatur zu vermeiden, kann es recht vorteilhaft sein, alle Magnete während des Schweißvorganges über eine Fernsteuerung synchron von der Rohrinnenwandung zurückziehbar zu haltern. Auch kann es recht vorteilhaft sein, die Magnete zur Rohrwand hin über einen ringförmigen Schirm gegen Strahlungswärme abzuschirmen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Rohr mit einer eingefahrenen Vorrichtung zur Entfernung von ferritischen Staubpartikeln in teilweise aufgeschnittener Darstellung,

Fig. 2 eine vergrößerte Aufsicht auf die mit Magneten

bestückten Ringscheiben der Fig. 1, 30

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Topfmagneten der Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines zum Einsatz an Rohren größeren Durchmessers bestimmten Magnetträgers,

. j -
- \ - VPA 8^ P 6 0 0 5 DE

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine an einer Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung angeschraubten Vorrichtung zur Entfernung von ferritischen Schleifstaub,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 10

Fig. 8 eine andere, eine synchrone radiale Verstellung zulassende Halterung für die Magnete,

Fig. 9 einen Schnitt durch eine andere an einer Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung angeschraubte Vorrichtung zur Entfernung von ferritischem Schleifstaub und

Fig. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X der Fig. 9·

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein dickwandiges, von ferritischem Schleifstaub zu reinigendes, an einen Rohrstutzen 1 angeschweißtes Rohr 2, wie es beispielsweise in Dampfkraftwerken Verwendung findet. In das Rohr 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 3 zur Entfernung von ferritischem Staub eingeführt. Diese Vorrichtung 3 besteht im wesentlichen aus einem Träger 4 für vierundzwanzig Permanentmagnete 5 bis 18, der an seinen beiden Enden an je einen sich an der Innenwandung des zu reinigenden Rohres 2 abstützenden Führungsstern 19, 20 gehaltert ist. Der Träger 4 umfaßt eine mit Nuten versehene Welle 21 mit drei aufgefädelten Ringscheiben 22, 23, 24. Diese tragen an ihrem Umfang die einzelnen Permanentmagnete 5 bis 18. Der in der Fig. 1 linke Führungsstern 19 besteht aus einer Hülse 25, in der das

3A0H29 -AO-

-\- vpa M P 6 O O 5 QE

eine Ende des Rundmaterials 21 einsteckbar ist und die im Ausführungsbeispiel sechs in einer Ebene senkrecht zur HUlsenachse sternförmig auseinanderstrahlende Gewindezapfen 26, 27 (nur zwei dargestellt), besitzt. Auf jedem dieser Gewindezapfen ist ein Kugelrollenkäfig 28, 29, aufgeschraubt und über eine Kontermutter 30, 31 in einem bestimmten, dem Innendurchmesser des gerade zu untersuchenden Rohres 2 angepaßten radialen Abstand arretiert. Die Hülse 25 des linken Führungssterns 19 ist auf dem Träger aufgesteckt und mittels beidseitig angebrachter Sprengringe 32, 33/ gehalten. Das andere Ende der Welle 21 wird im Ausführungsbeispiel der Fig. 1, in hier nicht weiter dargestellter Weise mit der Antriebsachse eines Elektromotors 34 gekuppelt. Das Gehäuse 35 des Elektromotors 34 besitzt sechs (nur zwei dargestellt) in einer Ebene senkrecht zur Achse der Welle sternförmig auseinanderstehenden Gewindezapfen 36, 37 auf denen je ein Radkästchen 38, 39 mit einem Stützrad 40, 41 aufschraubbar und mit einer Kontermutter 42, 43 arretierbar ist.

Der jeweilige radiale Abstand der Stützräder 40, 41 von der Welle 21 ist durch mehr oder weniger tiefes Aufschrauben auf den Gewindezapfen 36, 37 einstellbar. Die mittlere der drei auf der Welle 21 aufgeschobenen Ringscheiben 22, 23, 24 ist gegenüber den beiden äußeren Ringscheiben 22, 24 um einen halben Teilungswinkel verdreht, so daß deren Permanentmagnete 10, 11, 12, 13 auf Lücke zu denen der beiden anderen Ringscheiben stehen.

Der innere Aufbau der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Permanent-tlagnete ist der Fig. 3 zu entnehmen. Ein zylindrischer Permanentmagnet 44 ist in einem Topf 45 aus weichmagnetischem Material eingelassen. Der Rand des Topfes ist einiges höher als der eingeschraubte Perma-

--<*- VPA 84 P 6 0 0 5 DE

nentmagnet 44 und steht daher über. Der Topf 45 ist mit einem Gewindezapfen 46 versehen, der in einer Gewindehülse 47 der Ringscheibe einschraubbar und in dem jeweils gewünschten radialen Abstand zur Welle 21 über eine Kontermutter 48 arretierbar ist.

Soll ein Rohr 2 von darin befindlichem ferritischen Schleifmaterial oder anderen ferritischen Partikeln, die bei einem vorausgegangenen Bearbeitungsvorgang - etwa dem Aufschleifen oder Aufsägen - hereingefallen sind, nach dem erneuten Zuschweißen befreit werden, so braucht hierzu von einem offenen Ende her nur die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 eingefahren, durch den verunreinigten Bereich hindurchgeschoben und wieder herausgezogen zu werden. Hierzu werden die Kugelrollenkäfige 28, 29 des vorderen Führungssterns 19 und die Radkästchen 38, 39 für die Stützräder 40, 41 des hinteren Führungssterns so weit von den Gewindezapfen 26, 27/ 36, 37 herunter- bzw. heraufgedreht, bis der radiale Abstand der Kugelrollenkäfige und Radkästchen mit dem Innendurchmesser des zu reinigenden Rohres in etwa übereinstimmt. In gleicher Weise werden die einzelnen Permanentmagnete 5 bis 18 auf den Ringscheiben 22, 23, 24 so weit radial verstellt, daß die Permanentmagnete der mittleren Ringscheibe 23 den für die vollständige Aufnahme des Schleifstaubes erforderlichen Abstand von der Innenwandung des Rohres 2 einnehmen und werden die Permanentmagnete der äußeren Ringscheiben 22, 24 auf einem etwas größeren Abstand von der Innenwandung des zu reinigenden Rohres eingestellt.

Nach dem Einführen in das Rohr läßt sich die Vorrichtung von Hand über eine biegsame Welle 49 soweit wie erforderlich im Rohr 2 vorschieben. Dabei rollen die Kugeln und Stützräder an der Innenwandung des Rohres ent-

lang und halten den Träger 4 und damit auch die Permanentmagnete im gewünschtem Abstand von der Rohrinnenwandung. Bei Rohrbogen sorgen die Kugelrollenkäfige dafür, daß keine Torsionskräfte auf die Vorrichtung ausgeübt werden können. Infolge der Verwendung von Führungssternen 19, mit sechs Kugelrollenkäfigen bzw. sechs Stützrädern können auch Rohrabzweigungen problemlos durchfahren werden.

Bei eingeschaltetem Elektromotor 34 wird die Welle 21 mitsamt den aufgesteckten Ringscheiben 22, 23, 24 und den Permanentmagneten relativ zum Rohr 2 und zum hinteren Führungsstern 20 gedreht. Infolge der Ausrichtung der Achsen der Stützräder 40, 41 senkrecht zur Rohrachse, dreht sich der hintere Führungsstern 20 und das Motorgehäuse 35 nicht um die Rohrachse 50 und wird stattdessen der Träger 4 mitsamt den Permanentmagneten 5 bis 18 um diese Rohrachse gedreht. Dieses Drehen der Permanentmagnete über die Rohrinnenoberfläche hinweg hat den Vorteil einer gleichmäßigen Aufnahme des ferritischen .Schleifstaubes und zugleich einer Verteilung des aufgenommenen Schleifstaubes auf alle Permanentmagnete der einzelnen Scheiben. Dies ist dann besonders wichtig, wenn sich an der unteren Seite des zu reinigenden Rohres größere Mengen von Schleifstaub angesammelt haben, die die Aufnahmekapazität eines einzelnen gerade vorbeigeführten Magnete übersteigen würde. Es wird davon ausgegangen, daß der im Rohr liegende Schleifstaub bevorzugt von jenen Permanentmagneten aufgenommen wird, deren Abstand von der Rohrinnenwandung am kleinsten ist. Nur bei der Annäherung an Schleifstaubberge werden die Kuppen dieser Berge bevorzugt von den zunächst vorbeigeführten Permanentmagneten 5 bis 9 der ersten Ringscheibe 22, die einen etwas größeren Abstand von der Rohrinnenwandung haben aufgenommen. Dadurch werden die nachfolgenden Per-

r 340H29

-s- VPA Zh P 6 O O 5 DE

manentmagnete nicht so stark mit Schleifstaub belastet. Mit zunehmender Belastung der einzelnen Permanentmagnete mit Schleifstaub bilden sich an diesen sogenannte Schleifstaubbärte, die bis auf die Rohrwandung herab reichen und beim Zurückziehen der Vorrichtung 3 infolge Entlangschleifens an der Rohrwand verloren gehen können. Solche abgestreiften Bartteile werden dann bevorzugt von den nachfolgenden Scheiben 22, 24 mit größerem tlagnetabstand aufgenommen.

10

>—ν Der Topf 45, in den der jeweilige Permanentmagnet 44 eingeschraubt ist, dient nicht nur zur Bündelung des magnetischen Flusses, sondern auch zur Vergrößerung der Aufnahmekapazität der einzelnen Permanentmagnete. Beim Hineinschieben der Vorrichtung in einen Schleifstaubberg setzt sich der Schleifstaub zunächst am Rand des Topfes 45 und am Rand des Permanentmagnetes 44 ab, um dann vom nachrückenden Schleifstaub ins innere des Topfes gedrückt zu werden. Dadurch wird die Aufnahmekapazität des Topfes wesentlich erhöht und wird die Gefahr eines Liegenbleibens einzelner abgestreifter Schleifstaubbärte beim Zurückfahren der Vorrichtung 3 vermindert.

Die Fig. 4 zeigt eine Variante der Ringscheiben 22, 23, 24 der Fig. 2, die auch für Rohre größeren Durchmessers verwendbar ist. Hierzu trägt die Ringscheibe 51 außer den Gewindehülsen 47 für die Permanentmagnete auf einander gegenüberliegenden Seiten je einen zusätzlichen, mit einem Gewindeloch 52, 53 versehenen Flachmaterialstreifen 54, 55. In dem Gewindeloch 53 ist, wie Fig. 5 verdeutlicht, eine unverlierbare Rändelkopfschraube 56 eingeschraubt. Mit dieser ist ein halbkreisförmiger Magnetträger 57 am Flachmaterialstreifen 55 festklemmbar. Der andere am Flachmaterialstreifen 54 zu befestigende Magnetträger ist der Übersicht halber hier weg-

gelassen worden. Zur besseren Halterung ist der radial nach innen stehende Hals 58 des halbkreisförmigen Magnetträgers 57 auf seiner einen Seite zur Aufnahme des Flachmaterialstreifens 55 in der Breite desselben mit einer Einfräsung 59 und zur Aufnahme der Rändelkopfschraube 56 mit einem Langloch 60 versehen. An dem halbkreisförmigen Magnetträger 57 sind die einzelnen Magnete 61, 62 in der anhand der Fig. 3 geschilderten Weise befestigbar.

Es ist ein Vorteil dieser Konstruktion, daß sie sehr rasch auf gänzlich andere Rohrdurchmesser umgestellt werden kann. So können die Magnete 61, 62 durch bloßes Abschrauben des halbkreisförmigen Magnetträgers 57 von dem Flachmaterialstreifen 5^, 55 der Ringscheibe 51 abgenommen und bedarfsweise durch einen anderen, bereits mit Magneten bestückten halbkreisförmigen Magnetträger mit anderem Radius ausgetauscht werden. Dadurch wird ein langwieriges Umschrauben der einzelnen Magnete vermieden. Häufig genügt es auch schon, die beiden halbkreisförmigen Magnetträger 57 mittels der Rändelkopfschrauben 56 in ihrem Abstand von der Ringscheibe 51 zu verändern und gleichzeitig die äußeren Magnete 61 auf den halbkreisförmigen Magnetträgern etwas in radialer¹ Richtung zu verstellen, um die Vorrichtung an einen etwas anderen Rohrdurchmesser anzupassen .

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, den anfallenden Schleifstaub aufzufangen, bevor er sich an der Innenwandung des zu bearbeitenden Rohres abgesetzt hat. Hierzu werden in den Figuren -6 bis 10 konstruktive Varianten der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 3 zum Entfernen von ferritischen Staubpartikeln gezeigt, die sich direkt an den beim Schweißen häufig verwendeten

Rohrzentrier-und Schweißvorrichtungen 63 anbringen lassen. Die Figuren 6 und 7 zeigen eine solchermaßen angepaßte Vorrichtung 64 zur Entfernung von ferritischen Staubpartikeln. Ihre Ringscheibe 65 läßt sich, wie die Figur 6 zeigt, an einem der beiden Teile 66, 67 einer zweiteiligen Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung auf den einander zugewandten Seiten dieser Teile anschrauben. Die beiden Teile 66, 67 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 63 sind ein jedes an den einander zugewandten Enden der beiden miteinander zu verschweissenden Rohre 68, 69 eingespannt. Während der eine Teil 66 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 63 einen zentrischen, zylindrischen Käfig 70 trägt, trägt der andere Teil 67 einen in diesen Käfig passenden balligen Zapfen 71· Wie aus der Figur 7 ferner zu entnehmen ist, ist die Ringscheibe 65 mit einem ca. 20 mm breiten Spalt 72 versehen. Der Spalt ist etwas breiter als der Hydraulikschlauch 73 für die Steuerung der an der Rohrwandung angepreßten Spannbacken (nicht dargestellt) des Teiles

66. Dieser Hydraulikschlauch ist an dem in der Darstellung der Figur 6, linken Teil 66 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 63 angeschlossen und durch eine zentrale Bohrung Jk im rechten Teil 67 derselben hindurchgeführt .

Am Umfang der Ringscheibe 65 sind quaderförmige Permanentmagnete 75 bis 90 über Klemmenschrauben 91 bis 108 festgespannt. In der Figur 6 ist anhand der Permanentmagnete 87 und 88 gezeigt, in welch unterschiedlichem radialen Abstand von der Innenwandung des Rohres 68, die einzelnen Permanentmagnete an der Ringscheibe 65 festklemmbar sind. Wie in Fig. 6 zu erkennen ist, sind an den einander zugewandten Stirnflächen der beiden Teile 66, 67 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung Dichtmanschetten 109, 110 befestigt, die an ihrem äußeren

3A0H29 - 4b·

- y( - VPA 8^ P 60 O 5DE

Umfang am Rohr 68, 69 anliegen. Diese Dichtmanschetten sind mittels Klemmscheiben 111, 112 am jeweiligen Teil der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung angeschraubt.

Sollen zwei Rohre 68, 69 mit Hilfe einer Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 63 miteinander verschweißt werden, so können die Teile 66, 67 dieser Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung zunächst in das offene Ende je eines der beiden Rohre 68, 69 eingeführt und dort zentriert eingespannt werden. Dabei wird der Hydraulikschlauch des einen Teiles 66 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung durch die zentrale Bohrung 74 des anderen Teiles 67 hindurchgeführt und durch dessen offenes Rohrstück 69 hindurch zu einem Druckerzeuger (nicht dargestellt) geführt. Zeigt es sich nun, daß die Rohreenden vor der endgültigen Verschweißung erst geheftet und diese Schweißstellen bei der Einbringung der Wurzelschweißnaht dann wieder aufgeschliffen werden müssen, oder daß die Ränder der beiden Rohre infolge Nichtfluchtens spanabhebend bearbeitet werden müssen, so kann die Ringscheibe 65 mit den Magneten 75 bis 90 mit dem Spalt 72 nachträglich über den Hydraulikschlauch 73 geschoben und auf dem einen bereits gespannten Teil 66 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung aufgeschraubt werden.

Beim Ineinderschieben der beiden Teile der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung werden zwangsweise auch die an deren Umfang gespannten Rohrenden zueinander zentriert. Infolge der balligen Ausführung des Zapfens 71 ist die gegenseitige Zentrierung der beiden einander zugewandten Rohrenden auch möglich, wenn die Achsen der beiden Rohre, wie Figur 6 zeigt, einen stumpfen Winkel miteinander bilden. Die an dem einen Teil 66 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung zentrisch aufgeschraubte Ringscheibe 65 befindet sich somit annähernd in der Ebene der zu

erstellenden Schweißnaht 113. Sie ist so automatisch zur Rohrachse zentriert. Wenn nun beim Auftrennen der Heftschweißstellen oder beim spanabhebenden Bearbeiten der Rohrenden - wie es bei nicht vollständigem Fluchten der Rohren der Fall ist - Schleifstaub entsteht, so fliegt dieser, sofern er ins Rohrinnere geschleudert wird, den Kraftlinien der Permanentmagnete 75 bis 90 folgend auf letztere und bleibt dort haften. Eine Verunreinigung der Innenwandung der Rohroberfläche tritt dabei praktisch nicht auf. Zugleich sorgen die Dichtmanschetten 108, 109 dafür, daß der Schleif staub nicht axial aus dem Bereich des Wagnetfeldes herausgeschleudert werden kann. Der Abstand der einzelnen Permanentmagnete von der Rohrinnenwandung läßt sich mittels der Klemmschrauben 91 bis 108 an die jeweiligen Arbeitsbedingungen anpassen. So wird man insbesondere bei umfangreichen Schweißarbeiten größere Abstände der Permantentmagnete von der Rohrinnenwandung in Kauf nehmen, um ein Erwärmen der Permanentmagnete über die Curietemperatur zu vermeiden.

20

Die Figur 8 zeigt eine Ausführungsvariante für die Ringscheibe 65 der Figuren 6 und 1, bei der die einzelnen Permanentmagnete ferngesteuert radial verschiebbar gela- ; gert sind. Auf der Ringscheibe 114 sind die Permanent-

magnete 115 bis 120 radial verschiebbar gelagert. In der Ebene der Permanentmagnete 115 bis 120 ist außerdem eine Zahnscheibe 121 drehbar gelagert. An deren im spitzen Winkel zur Tangente ausgerichtete Flanken 122 bis 130 liegen die mit je einem dreieckigen Gleitschuh 131 bis 136 versehenen Einzelmagnete an. Jeder von ihnen ist mit dem einen Ende einer Zugfeder 137 bis 142 verbunden. Das andere Ende der Zugfedern ist im Ausführungsbeispiel an der Ringscheibe 114 aufgehängt.

. te-

- V5 - VPA 84 P 6 0 0 5 DE

Die Zahnscheibe 121 läßt sich über einen in einem zweiseitig beaufschlagbaren Zylinder 143 verstellbaren Kolben 144 relativ zur Ringscheibe 114 und den Permanentmagneten um einen Teilungsschritt vor und zurückdrehen. Ihre mit einem spitzen Winkel zur Tangente ausgerichteten Flanken drücken dabei diese Magnete in einem einstellbaren radialen Abstand von der Rohrachse 145. Auch die Zahnscheibe 121 ist wie die Ringscheibe 114 mit einem Spalt 146 versehen. Beide Spalte 146, 147 sind durch Drehen der Zahnscheibe zur Deckung zu bringen.

Bei dieser Konstruktion, die ähnlich wie die Ausführung in den Figuren 6 und 7 auch noch nach dem Spannen der Teile 66, 67 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung in den miteinander zu verschweißenden Rohrenden über den Hydraulikschlauch geschoben und anmontiert werden kann, ist es möglich, alle Permanentmagnete 115 bis 120 von der Rohrinnenwand zurückzuziehen, um sie während des Schweißvorganges vor übermäßiger Erwärmung zu bewahren.

Hierzu braucht nur die Zahnscheibe 121 über den Kolben 144 relativ zur Ringscheibe 114 gegen den Uhrzeigersinn bis zum Anschlag verdreht zu werden. Die Permanentmagnete werden dann durch die Zugfedern 137 bis 142 von der Rohrinnenwandung zurückgezogen. Nach Beendigung des Schweißvorganges und während des Schleifens können dann die Permanentmagnete wieder in den geringst möglichen Abstand zur Rohrinnenwandung verschoben werden. Letzteres geschieht dadurch daß die Zahnscheibe 121 über den Kolben 144 im Uhrzeigersinn relativ zur Ringscheibe verdreht wird. Die Steuerung des Kolbens kann über zwei kleine Hydraulikleitungen (nicht dargestellt) erfolgen, die neben dem Hydraulikschlauch 73 durch die zentrale Bohrung 74 des in der Fig. 6 rechten Teils 67 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung nach außen geleitet werden. Statt wie in der Figur 8 gezeigt, über einen zwei-

• 49-

- a* - VPA 84 P 6 0 0 5 DE

seitig beaufschlagbaren Zylinder 143 mit darin verstellbaren Kolben 144 ließe sich die Zahnscheibe 121 auch über einen an der Ringscheibe 114 befestigten Elektromotor oder Hubmagneten verstellen. In diesem Fall muß eine elektrische Leitung durch die zentrale Bohrung 112 des Teils 67 geführt werden.

Die Figuren 9 und 10 zeigen eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figuren 6 und 7 abgewandelte Ausführungsform der Ringscheibe für die Magnete. Auch diese Ringscheibe 148 läßt sich an einem der beiden Teile 149/ 150 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 151 anschrauben. Auch besitzt sie einen Spalt 152, um nachträglich über den die beiden Teile der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung miteinander verbindenden Hydraulikschlauch 153 geschoben zu werden. Jedoch ist die aus weichmagnetischem Material gefertigte Ringscheibe 148 am äußeren Umfang kammartig ausgespart und sind die einzelnen Permanentmagnete 154 bis 157 in diese Aussparungen 158 bis 162 so eingelassen, daß die Pole benachbarter Magnete jeweils zueinander vertauscht sind. Über den Außenumfang der mit den rechteckigen Permanentmagneten bestückten Ringscheibe 148 ist ein Halteband 163 gelegt, das diese Permanentmagnete ähnlich einem Reifen eines Wagenrades umschließt. Das Halteband ist auf der Ringscheibe 148 aufgeschraubt.Es kann aus abwechselnd weichmagnetischen Abschnitten 164 bis 167 und unmagnetischen Abschnitten 168 bis 170 bestehen. Dabei überdecken die wechmagnetischen Abschnitte jeweils nur einen Permanentmagneten und sind die unmagnetischen Abschnitte des Haltebandes zwischen den einzelnen weichmagnetischen Abschnitten angeordnet. Das Halteband kann aber auch aus einem dünnen unmagnetischen Material, wie z.B. Aluminium, bestehen. Beidseitig des Haltebandes ist, wie die Fig. 9 verdeutlicht, je eine Schutzmanschette 171, 172 aus unmag-

netischem Material am Halteband 163 befestigt. Sie überragen das Halteband in radialer Richtung und bilden mit dem Halteband eine nach außen, zur Rohrinnenwand hin U-fö'rmige Spanfangrinne 173. Die Schutzmanschetten decken auch die einzelnen Permanentmagnete 154 bis 157 seitlich ab.

Unter diesen ringförmigen Schirm, der durch das Halteband 163 und die daran angeschraubten Schutzmanschetten 171/ 172 gebildet wird, und. in den die Permanentmagnete angeordnet sind, blasen die Mündungen 174, 175 der im Ausführungsbeispiel der Fig. 9 rechten Teil 150 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 151 angeschlossenen Schutzgasleitung I76. Außerdem ist, wie auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7, an den beiden Teilen 149/ 150 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 151 je eine Dichtmanschette 177, 178 mittels je einer Klemmscheibe 179/ 180 angeschraubt.

Es ist ein besonderer Vorteil dieser Konstruktion, daß das äußere Halteband 163 die Permanentmagnete nicht nur in ihrer Position in der Ringscheibe 148 hält, sondern diese beim Schweißvorgang zusammen mit den Schutzmannschetten 171/ 172 auch vor unmittelbarer Strahlungswärme abschirmt. Die Permanentmagnete 154 bis 157 können daher insbesondere, wenn sie auch noch von den sie anblasenden Schutzgasstrom gekühlt werden, in einen vorgegebenen Abstand fest montiert verbleiben Eine Vorrichtung für die radiale Verstellung der Permanentmagnete wird entbehrlich. Ein weiterer Vorzug dieser Vorrichtung ist es, daß die Späne in der Spanfangrinne aufgefangen werden und durch die Magnetfelder an seiner Oberfläche festgehalten werden. Um ein tangentiales Wegfliegen der Späne zu verhindern, ist die Spanfangrinne durch radial vorstehende Bleche 181 bis 186 in einzelne Taschen unterteilt.

η * - * ft

Es wäre auch möglich, anstelle der in den Ausführungsbeispielen verwendeten Permanentmagnete Elektromagnete zu verwenden. In diesem Fall müßte auch die elektrische Versorgungsleitung durch die zentrale Bohrung des einen Teils 150 der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung 151 durchgeführt werden.

Elektromagnete haben den Vorteil, daß sie während des Schweißvorganges abgeschaltet werden können und dann den elektrischen Lichtbogen der Schweißvorrichtung nicht ablenken. Auch läßt sich bei ihnen nach dem Schweißen das Magnetfeld auch dann wieder herstellen, wenn die Magnete während des Schweißvorganges über die Curie-Temperatur erwärmt worden sind. Permanentmagnete müssen dagegen in ausreichendem Abstand von der Rohrwand angeordnet werden, um vor übermäßiger Erwärmung geschützt zu sein und um beim Schweißen den Lichtbogen nicht unzulässig abzulenken. Abhilfe läßt sich hier entweder durch Zurückziehen der Permanentmagnete während des Schweißvorganges oder dadurch, daß die Ringscheibe in einem Abschnitt nicht mit Permanenten belegt wird und dieser Abschnitt der Ringscheibe durch Drehen derselben in Umfangsrichtung des Schweißvorganges der Schweißstelle zugedreht gehalten wird.

28 ü/fcen-t&nstrüche

Bezuqszeichenliste

Rohrstutzen Rohr

Vorrichtung zur Entfernung von ferritischem Schleifstaub Träger
Permanentmagnet

Führungsstern Welle

Ringscheibe Hülse

Gewindezapfen Kugelrollenkäfig Kontermutter Sprengring Elektromotor Gehäuse

Gewindezapfen Radkästchen Stützrad Kontermutter

Permanenetmagnet Topf

Gewindezapfen Gewindehülse Kontermutter Biegsame Welle Rohrachse

» « * #	1	•	P	■3401429
	2			6 0 0 5 OE
to	) 3
4
5,6
14,	,7,
19,	15,	8,9,10,11,12,13,
21	20	16,17,18
22,
25	23
26,		, 24
28,	27
30,	29
32,	31
34	33
35
36,
38,	37
40,	39
42,	41
44	43
45
46
47
48
49
50

— M * «. - Λ » *	Ringscheibe	3401429	51
J3-	Gewindeloch	84 P 6 0 0 5 DE	52, 53
Flachmateria1streifen	54, 55
Rande1kopfschraube	56
Magnetträger	57
Hals	58
Einfräsung	59
Langloch	60
Magnet	61, 62
Rohrzentrier- und Schweiß vorrichtung	63
Vorrichtung zur Entfernung von ferritischen Staubpartikeln	64
Ringscheibe	65
Teil der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung	66, 67
Rohr	68, 69
Käfig	70
Zapfen	71
Spalt	72
Hydraulikschlauch	73
zentrale Bohrung	74
Permanentmagnet	75,76,77,78,79,80 81,82,83,84,85,86 87,88,89,90
Klemmschraube	91 bis 108
Dichtmanschette	109, 110
Klemmscheibe	111 , 112
Schweißnaht	113

V *	Ringscheibe	3401429
	Permanentmagnet	84 P 6 0 0 5 OE
Zahnscheibe	114
Zahnflanke	115/116,117/118, 119/120
Gleitschuh	121
Zugfeder	122 bis 130
Zylinder	131 bis 136
Kolben	137 bis 142
Rohrachse	143
Spalt	144
Ringscheibe	145
Teile	146, 147
Rohrzentrier- und Schweiß vorrichtung	148
Spalt	149/ 150
Hydraulikschlauch	151
Permanentmagnet	152
Aussparung	153
Halteband	154 bis 157
weichmagnetischer Abschnitt	158 bis 162
unmagnetischer Abschnitt	163
Schutzmanschette	164 bis 167
Spanfangrinne	168 bis 170
Mündung	171 / 172
Schutzgasleitung	173
Dichtmanschette	174, 175
Klemmscheibe	176
Blech	177/ 178
	179, 180
181 , 182, 183/
184, 185/ 186

Claims (1)

1. - Vf - VPA 84 P δ 0 0 5 DE

   Patentansprüche

   1. Vorrichtung zur Entfernung von ferritischen Staubpartikeln aus Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Magnet (5 bis 18, 61, 62, 75 bis 90, 115 bis 120, 154 bis 157) an einem in dem zu behandelnden Rohr (2, 68, 69) koaxial geführten Träger (4, 21 bis 24, 51, 57, 65, 114, 148) gehaltert ist.
   10

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger (4, 21 bis 24) auf beiden Seiten von je einem Führungsstern (19, 20) gehalten ist, der sich an der Rohrinnenwand abstützt.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Führungsstern (19, 20) in Richtung auf die Rohrwand zu verstellbare Stützen (26, 27, 28, 29) trägt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger (4, 21 bis 24, 65, 114, 148) mindestens eine an ihrem Umfang mit Magneten (5 bis 18, 61, 62, 75 bis 90, 115 bis 120, 154 bis

   157) bestückte Scheibe (22, 23, 24, 51, 57, 65, 114, 148) beinhaltet.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Magnet (5 bis 18, 61, 62, 75 bis 90, 115 bis 120) am Träger (4, 22, 23, 24, 51, 57, 65, 114) radial zur Rohrachse (50, 145) verstellbar ist.

   -W- VPA 84 ρ 6 0 0 5 GE

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (22, 23, 24, 51) um die Symmetrieachse (50) des Rohres (2) drehbar ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheibe (22, 23, 24, 51) über einen Motor (34) relativ zum Führungsstern (20) um die Symmetrieachse (50) des Rohres (2) drehbar ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß sich mindestens ein Führungsstern (19) mit Kugelrollen (28, 29) an der Rohrwand abstützt.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet , daß sich ein starr mit dem Motor (34) gekuppelter Führungsstern (20) mit Rädern (40, 41) an der Rohrwand abstützt, die um senkrecht zur Rohrachse (50) ausgerichtete Achsen drehbar sind.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere senkrecht zur Rohrachse (50) ausgerichtete Scheiben (22, 23, 24) an ihrem Umfang mit Magneten (5 bis 18) bestückt sind.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnete (5 bis 18) benachbarter Scheiben (22, 23, 24) um einen halben Teilungswinkel gegeneinander verdreht sind.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß drei Scheiben (22, 23,

   24) in Richtung der Rohrachse (50) hintereinander ange-

   ordnet sind, wobei der Abstand der Magnete zur Innenwand des zu untersuchenden Rohres bei der mittleren Scheibe (23) geringer ist als bei den beiden benachbarten Scheiben (22, 24).
   5

   13. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß Topfmagnete (5 bis 18, 61, 62) verwendet sind.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Elektromagnete verwendet sind.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e kennzeichnet, daß die Magnete (61, 62) an halbkreisförmig gebogenen Bügeln (57) befestigt sind, die ihrerseits an der Scheibe (51) radial verstellbar gelagert sind.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger (65, 114, 148) mindestens eines Magneten (75 bis 90, 115 bis 120, 154 )is 157) bei der Verwendung einer aus zwei in zwei ^/""*^s miteinander zu verschweißenden Rohrenden (68, 69) spannbaren Teilen (66, 67, 149, 150) bestehenden Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung (63, 151) zwischen diese Teile etwa in der Ebene der anzubringenden Schweißnaht (113) zentrierbar ist.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (65, 148) an einem der beiden Teile (66, 67, 149, 150) lösbar befestigt ist.

   . 340H29

   . If.

   - VPA 8^ P 6 0 0 5DE

   18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnete (75 bis 90, 154 bis 157) an einem an den einen Teil (66, 67, 149, 150) der Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung (63, 151) befestigbaren ringförmigen Träger (65, 148) montiert sind.

   19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige Träger (45, 114, 148) einen ca. 10 bis 40 mm breiten Spalt (72, 147, 152) besitzt.

   20. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß alle Magnete (115 bis

   120) über eine Fernsteuerung (143, 144) synchron von der Rohrinnenwand zurückziehbar sind.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnete (115 bis

   120) durch die Relativbewegung einer Zahnscheibe (121) gegen die Kraft von Federn (137 bis 142) radial verstellbar sind.

   22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Magnete (154 bis 157) zur Rohrwand hin über eine ringförmigen Schirm (163, 171/ 172) gegen Strahlungswärme abgeschirmt sind.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch

   gekennzeichnet, daß über den Außenumfang der am ringförmigen Träger (148) montierten Magnete (154 bis 157) eine ringförmige, nach außen offene Rinne (173) mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt gelegt ist.

   24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß in der Rinne (173) durch im wesentlichen radial vorstehende Zwischenwände (181 bis 186) Taschen gebildet sind.

   25. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß die Rinne (173) aus dünnem, an den Magneten unmittelbar anliegendem unmagnetischen Material besteht.

   10
   —^ 26. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige Träger in einem Segmentbereich keine Magnete trägt und um die Rohrachse relativ zur Rohrzentrier- und Schweißvorrichtung drehbar ist, um die Magnete von der jeweiligen Schweißstelle wegdrehen zu können.

   27· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnete (115 bis 120) durch Verschieben eines zusätzlichen Ringes zum Zweck der Spanabgabe magnetisch kurzschließbar sind.

   28. Orrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Träger mittels einer fernsteuerbaren, sich an der Rohrwand abstützenden Vorschubeinrichtung in Rohrlängsrichtung verschiebbar ist.