DE3440250C2 - Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren - Google Patents
Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von RöhrenInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren mit Fernsteuerung umfaßt ein Fahrwerk mit Eigenantrieb, wobei eine Endlosraupe über ein Spannrad und ein Antriebsrad und über mehrere Führungsrollen auf jeder Seite gespannt ist und die Bewegung des auf das Fahrwerk montierten Antriebsmotors auf die Endlosraupe übertragen wird, wodurch das Fahrwerk innerhalb einer Röhre frei bewegbar ist. Die Vorrichtung enthält eine Arbeitseinheit zum automatischen Schleifen und Reinigen sowie zum Beschichten, die am vorderen Ende des Fahrwerks befestigt ist, eine auf das Fahrwerk montierte radioaktive Substanz zur Bestimmung der jeweiligen Lage des Fahrwerks, eine auf das Fahrwerk montierte Fernsehkamera zur Beobachtung des Innenzustands der Röhre sowie eine auf den hinteren Teil des Fahrwerks montierte Reinigungseinheit.
Description
50
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren.
Bei der Installation von Hauptleitungsröhren in Modulplatten-Bauweise,
von Abflußrohren, Meerwasserrohren oder dergleichen ist es üblich, Rohreinheiten mit
vorab im Werk beschichteten Innenflächen an der Baustelle zusammenzuschweißen. Nach dem Schweißen
muß, wenn eine korrosionsfeste Beschichtung auf die !i uci vciSCiiwcißicii Rühren äi'i den Verbinund
die erforderlichen Schleif- und Reinigungsarbeiten durchführen und die Rückstände entfernen konnte.
Unter den bisher bekannten Vorrichtungen zum Aufbringen einer korrosionsfesten Beschichtung an der Innenfläche
derartiger Röhren mit kleinem Innendurchmesser gehört z. B. eine Beschichtungsvorrichtung. die
im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 54-93 066 (Veröffentlichung am 2. Juli 1979) beschrieben ist und eine
Arbeitseinheit mit Antrieb durch einen Luftmotor enthält die in eine Röhre mit Hilfe eines Verschieberohrs
eingebracht wird, um sowohl die Beschichtung als die Schleifarbeit (Rostentfernung) durchzuführen.
Die bekannte Vorrichtung der genannten Art weist jedoch den Nachteil auf, daß die Feststellung der Lage
für die Innenbeschichtung einer Röhre dadurch erfolgt, daß die Lage aufgrund der Entfernung von der Eintrittsstelle des Verschieberohrs in die Röhre bestimmt wird,
wodurch sich eine geringe Meßgenauigkeit für die Beschichtungsstelle ergibt Ein weiterer Nachteil der bekannten
Beschichtungsvorrichtung liegt darin, daß aufgrund der erforderlichen Verlängerung des Verschieberohrs
im Fall einer langen Röhre die Gefahr besteht, daß das verlängerte Verschieberohr sich durchbiegt, so
daß nicht nur die Meßgenauigkeit weiterhin verringert wird, sondern auch die Einführlänge des Verschieberohrs
in die Röhre stark begrenzt wird, wodurch die Beschichtung von langen Röhren unmöglich wird, usw.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren
zu schaffen, die eine genaue Bestimmung der Beschichtungsstelle an der Innenfläche einer Röhre ermöglicht
die Beschichtung der Innenfläche von langen Röhren gestattet und eine schnelle Beschichtung einer
Röhre durch Fernsteuerung von außen ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei ist eine Endlosraupe
über ein Spannrad und ein Antriebsrad sowie über Führungsrollen auf beiden Seiten eines Fahrwerks
mit Eigenantrieb gespannt, und die Bewegung eines auf das Fahrwerk montierten Antriebsmotors wird auf die
Endlosraupen übertragen, wodurch das Fahrwerk nach Wunsch durch Fernsteuerung bewegt wird. Die Vorrichtung
enthält eine Arbeitseinheit, die zum automatischen Schleifen und Reinigen oder zum Beschichten am
vorderen Ende des Fahrwerks befestigt ist, sowie eine am hinteren Ende des Fahrwerks befestigte Reinigungseinheit. Die Beschichtungsvorrichtung enthält auch eine
am Fahrzeug befestigte radioaktive Substanz, wodurch die Lage des Fahrwerks innerhalb der Röhre von außen
durch Messung der radioaktiven Strahlung, z. B. einer von der radioaktiven Substanz abgegebenen Gammastrahlung,
ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß ergibt sich somit dadurch, daß die Endlosraupe über das Spannrad und das Antriebsrad
über Führungsrollen auf beiden Seiten des Fahrwerks gespannt ist und die Bewegung des auf das Fahrwerk
montierten Antriebsmotors auf die Endlosraupen übertragen und dadurch das Fahrwerk, wie beschrieben, frei
bewegt wird, die Möglichkeit, das Fahrwerk tief in eine lange Röhre hineinzufahren, ohne ein langes Verschie-UC111U£C1
dungsstellen und den daran anschließenden Teilen aufgebracht werden soll, die verbleibende Schweißschlakke,
Rost, usw. abgeschliffen und entfernt werden. Bei verschweißten Röhren mit einem Innendurchmesser
von weniger als 600 mm war es jedoch unmöglich, die obenerwähnte korrosionsfeste Beschichtung durchzuführen,
da der Arbeiter kaum in die Röhre eindringen einer langen Röhre vorzunehmen, sowie eine genaue
Bestimmung der gewünschten Beschichtungsstelle aufgrund der radioaktiven Substanz. Weiterhin ergibt sich
durch die Erfindung die Möglichkeit, den Innenzustand einer Röhre mit Hilfe einer Fernsehkamera genau zu
beobachten und den Reinigungsvorgang innerhalb der Röhre mit einer Reinigungseinheit durchzuführen.
Durch die Erfindung wird sowohl der Schleif- und Reinigungsvorgang
als der Beschichtungsvorgang innerhalb einer Röhre durch die Schaffung einer automatischen
Schleif- und Reinigungseinheit und der Beöchichtungseinheit ermöglicht
Anhand der Figuren werden Ausfiirirungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Beschickungsvorrichtung
nach dem Stand der Technik,
F i g. 2 ein? andere Ausführungsform einer Beschichtungsvorrichtung
nach dem Stand der Technik,
F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren gemäß der Erfindung,
wobei eine Schleif- und Reinigungseinheit auf ein einmotoriges Fahrwerk montiert ist,
F i g. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung von F i g. 3,
F i g. 5 eine Ansicht in Richtung der Pfeile A-A in Fig. 4.
F i g. 6 eine Ansicht in Richtung der Pfeile B-B in F ig. 4,
F i g. 7 eine Draufsicht auf ein Fahrwerk mit zweimotorigem Eigenantrieb,
F i g. 8 eine Seitenansicht des Fahrwerks von F i g. 7,
F i g. 9a eine Vorderansicht eines Meßgeräts zur Lagebestimmung,
F i g. 9b eine Seitenansicht des Geräts von F i g. 9a,
Fig. 10 eine Vorderansicht eines Niveauanzeigers,
F i g. 11 eine schematische Darstellung des an einer
Röhre angelegten Meßgeräts zur Lagebestimmung,
F i g. 12a eine Vorderansicht einer Reinigungseinheit,
F i g. 12b eine Seitenansicht der Reinigungseinheit
von Fig. 12a,
F i g. 13 eine Draufsicht auf eine Beschichtungsvorrichtung,
die auf ein einmotoriges Fahrwerk montiert ist,
Fig. 14 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 13.
F i g. 15 eine Ansicht in Richtung der Pfeile C-C von
Fig. 14,
F i g. 16 eine Ansicht in Richtung der Pfeile D-D von
Fig. 14,
F i g. 17 eine schematische Darstellung der Verwendungsart
der Beschichtungsvorrichtung,
Fig. 18a eine schematische Draufsicht auf den Aufbau
einer T-förmigen Erweiterungsdüse,
Fig. 18b eine Seitenansicht der Düse von F i g. 18a,
Fi g. 19a eine Seitenansicht einer Schleif-Reinigungseinheit in Verwendung mit einem zweimotorigen Fahrwerk,
und
F i g. 19b eine Seitenansicht der Einheit von F i g. 19a.
Eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 54-93 066 wird
in bezug auf F i g. 1 und 2 beschrieben.
F i g. 1 zeigt einen Fall, bei dem die Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zur Durchführung
von Schleifarbeiten und zur Staubabsaugung verwendet wird, und F i g. 1 zeigt den Fall der Verwendung dieser
Vorrichtung für einen Beschichtungsvorgang.
In F i g. 1 bezeichnet die Bezugszahl 201 eine Beschichtungsvorrichtung.
Ein Luftmotor 202 ist in die Vorrichtung 201 eingesetzt, und eine Drahtbürste 203
ist abnehmbar am vorderen Ende des Luftmotors 202 befestigt. Sechs Stützarme 204 sind abnehmbar am Umfang
der Beschichtungsvorrichtung 201 befestigt, und eine Rolle 205 ist am vorderen Ende jedes Stützarms
204 vorgesehen. Eine Staubsammeleinrichtung 206 ist am hinteren Ende der Beschichtungsvorrichtung 201 befestigt.
Ein Verschieberohr 207 ist zur Befestigung am hinteren Ende der Staubsammeleinrichtung 206 vorgesehen.
Es ist zu beachten, daß das Verschieberohr 207 zum Einführen der Beschichtungsvorrichtung 201 in eine
Röhre erforderlichenfalls verlängert werden kann.
F i g. 2 zeigt den Fall, bei dem ein Beschichtungsgrad 208 am vorderen Ende der Beschichtungsvorrichtung 201 anstatt der in F i g. 1 dargestellten Drahtbürste 203 befestigt ist, und ein Beschichtungsbehäher 209 ist am hinteren Ende der Beschichtungsvorrichtung 1 anstelle
F i g. 2 zeigt den Fall, bei dem ein Beschichtungsgrad 208 am vorderen Ende der Beschichtungsvorrichtung 201 anstatt der in F i g. 1 dargestellten Drahtbürste 203 befestigt ist, und ein Beschichtungsbehäher 209 ist am hinteren Ende der Beschichtungsvorrichtung 1 anstelle
ίο der Staubsammeleinrichtung 206 befestigt In F i g. 2 bezeichnen
die auch in F i g. 1 verwendeten Bezugszahlen die gleichen Teile.
Die oben beschriebenen Beschichtungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik arbeitet in folgender Reihenfolge
a und b.
a) Schleifen und Staubbeseitigung
Der Schleifvorgang erfolgt durch Einführen der Beschichtungsvorrichtung
von Fig. 1 nach dem Stand der
Technik in eine Röhre und Drehen der Drahtbürste 203, und die Staubbeseitigung erfolgt durch die Staubsammeleinrichtung
206. Zum Schleifen und zur Staubbeseitigung nach dem Stand der Technik muß die Beschichtungsvorrichtung
in eine lange Röhre eingeführt werden, was durch entsprechende Verlängerung des Verschieberohrs
207 ermöglicht wird.
b) Beschichtung
Der Beschichtungsvorgang erfolgt nach dem Schleifen und der Staubbeseitigung. Zum Beschichten wird die
Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß F i g. 2 in die Röhre eingeführt und das vom Be-Schichtungsbehälter
209 zugeführte Beschichtungsmaterial durch das Beschichtungsrad 208 versprüht. Es ist
zu beachten, daß bei der Durchführung des Beschichtungsvorgangs in einer langen Röhre das Verschieberohr
207 verlängert wird, wie im Fall des Schleifens und der Staubbeseitigung.
F i g. 3—19 zeigen Ausführungsformen der Erfindung,
und die Bezugszahl 1 bezeichnet ein Fahrwerk mit Eigenantrieb. Das Fahrwerk 1 kann eine automatische
Schleif- und Reinigungseinrichtung 110 und eine eingebaute Fernsehkamera 7 an eine entfernt liegende
Schleif- und Reinigungsstelle bewegen, und sie enthält einen Luftschlauch 57 für den Schleifvorgang, einen
Luftschlauch 77 für den Reinigungsvorgang, ein elektrisches Kabel 56; einen Zusatzdraht 82 und ein Steuerkabei
10 für die Versorgung mit Luft und elektrischer Energie. Ein Elektromotor 18 bildet eine Antriebs-Energiequelle
und ist am hinteren Teil des Fahrwerkbodens 40 befestigt Der Elektromotor 18 wird mit Strom aus
einem außen angeordneten Generator 73 über d;is Zuleitungskabel
56, eine Auflage 35 zum Schutz der Steckverbindung und zur Gewichtseinstellung und über ein
Anschlußkabel 37 versorgt.
Die vom Elektromotor 18 erzeugte Drehbewegung wird auf ein Getriebe 19 und dann auf ein Antriebsrad
25 übertragen, das auf jedes Ende einer Welle 41 mittels Schrauben 26 montiert ist, und die Drehbewegung wird
in eine Drehbewegung in Längsrichtung des FahrwerkbodeiiS
40 umgewandelt.
Diese Drehbewegung in Längsrichtung wird auf Endes losraupen 24 übertragen, die aus je einem Gummiriemen
oder dergleichen bestehen, der über drei Arten von Rädern verläuft, d. h. ein Spannrad 27, das am vorderen
Ende des Fahrwerkbodens 40 mit einer Achse 42 befe-
stigt ist, das Antriebsrad 25 und frei drehbare Führungsrollen 28, welche die Bewegungsrichtung und die Höhe
des Fahrwerks durch einen Sattel 29 bestimmen, der mit dem Fahrwerkboden 40 einstückig ausgebildet ist, mit
Dreipunkt-Halteteilen 31 und Sicherungsstiften 30. Somit wird, wenn sich der Elektromotor 18 dreht, das
Fahrwerk 1 innerhalb einer Röhre P durch den Reibungswiderstand an den Berührungsflächen zwischen
der Röhre P und den Endlosraupen 24 vorwärts oder rückwärts bewegt. Die Steuerung der Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung erfolgt leicht und genau mittels des Startknopfes und eines Geschwindigkeits-Steuerknopfes
einer Bedienplatte 66 über das Zuleitungskabel 56 durch Fernsteuerung.
Die Bezugszahlen 32 bzw. 33 bezeichnen obere bzw. untere Schutzkufen, die auf das Fahrwerk 1 dergestalt
geschraubt sind, daß sie eine Beschädigung des Fahrwerks 1 beim Transport verhindern, Bezugszahl 39 bezeichnet
obere Halteplatten für die Schutzkufen, Bezugszahl 34 Halteplatten-Schrauben und Bezugszahl 31
untere Halteteile für die Schutzkufen, welche gleichzeitig als Halteteile für den Sattel 29 dienen. Andererseits
sind für den Fall, daß sich das Fahrwerk 1 im Innern der Röhre P aus irgendeinem Grunde seitwärts dreht, die
Enden jeder oberen und unteren Schutzkufe 33 und 32 nach innen gebogen, und die Antriebsräder 25 sowie die
Spannräder 27 sind am äußeren Ende konisch ausgebildet, um das Gleiten derselben zu erleichtern. Wenn also
dieser Fall eintritt, kann das Fahrzeug 1 leicht durch
Ziehen am Zusatzdraht 82 aus der Röhre herausgezogen werden.
Das Fahrwerk 1 weist außerdem folgende Vorteile auf. Wie aus F i g. 6 ersichtlich, ist der Fahrwerkboden
40, der den größten Gewichtsanteil des Fahrwerks 1 ausmacht, im unteren Teil des Fahrwerks angeordnet,
was einen tiefliegenden Schwerpunkt für das Fahrwerk selbst nach dem Einbringen in die Röhre Pergibt Wenn
das Fahrwerk 1 eine geradlinige Bewegung innerhalb der Röhre P ausführt wird es durch den Reibungswiderstand
an den Berührungsflächen zwischen der Innenfläche der Röhre P und den schmalen Endlosraupen 24
über die Breite der Führungsrollen 32-·— 32-3,
32-2—32-« bewegt Wenn sich jedoch das Fahrwerk 1
innerhalb einer gebogenen Röhre bewegt wenn sich also z. B. die Innenfläche der gebogenen Röhre bezüglich
der Vorwärtsbewegung nach links biegt so liegt der größere Teil des Fahrwerksgewichts auf den Führungsrollen 32-2 und 32-3.
Aufgrund der gegenseitigen Auswirkung dieses Phänomens und der Tatsache, daß das Fahrzeug einen niedrigen
Schwerpunkt bzgL der Mittellinie der Röhre bei Vorwärtsbewegung des Fahrwerks 1 aufweist, wird der
Teil, welcher die vordere Führungsrolle 32~2 enthält
vorwärts bewegt, ohne an der Innenfläche der Röhre übermäßig hochzusteigen, sondern er gleitet entsprechend
an der Innenwand nach unten. Dadurch wird das Fahrwerk 1, wenn es in einer gebogenen Röhre läuft, die
eine Bewegung des Fahrwerks 1 zuläßt, glatt und ohne Gefahr einer Seitwärtsdrehung bewegt
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Fahrwerk
in Fällen verwendet werden kann, in denen die Antriebskraft des Fahrwerks sowie die Fahrstrecke erhöht
werden muß. Der Elektromotor 18 und das Getriebe 19 sind durch Verbindungsschrauben 74 miteinander verbunden
und am Fahrwerkboden 40 mit Bodenschrauben 22 befestigt so daß es möglich ist, sie leicht durch Lösen
der Bodenschrauben 22 herauszunehmen. Diese Anordnung gilt auch für den vorderen Teil des Fahrwerks.
Da der Fahrwerkboden 40 und der Boden des Getriebes 19 durch die darin eingreifenden Bodenschrauben
22 miteinander verbunden sind und diese Anordnung auch für den Vorderteil des Fahrwerks gilt, kann die
noch zu beschreibende, im vorderen Teil angeordnete Schleif- und Reinigungseinrichtung sowie die Beschichtungseinrichtung
herausgenommen und ein gleicher Elektromotor 18' und ein gleiches Getriebe 19' eingesetzt
werden wie deren Gegenstücke, die im hinteren
ίο Teil eingebaut sind, wie in F i g. 7 und 8 dargestellt: die
Spannräder 27 werden dann in Antriebsräder 25' umgewandelt, und das Fahrwerk 1 wird dann mit erhöhter
Antriebsleistung angetrieben. Diese Anordnung mit vier Antriebsrädern erhöht die Antriebskraft und ermöglicht
es, das Kabel tiefer in die Röhre hineinzubringen und den Fahrweg des Fahrwerks zu verlängern.
Wenn die Vierrad-Antriebsart verwendet wird, wird die Schleif- und Reinigungseinrichtung sowie die Beschichtungseinrichtung
in noch zu beschreibender Weise am Fahrwerk befestigt.
Zu den weiteren Teilen für den Betrieb des Fahrwerks mit Eigenantrieb gehören Einstellschrauben 20,
die in F i g. 8 sichtbar sind. Die Schrauben 20 dienen zum Einstellen der Spannung der Endlosraupe, zum Auswechseln
der Endlosraupe und zur Montage und Demontage des Elektromotors und des Getriebes. Bezugszahl 36 bezeichnet Befestigungsschrauben für den vorderen
und hinteren Fahrwerkboden 40.
Es werden nunmehr die wesentlichen Bestandteile für den Schleif- und Reinigungsvorgang sowie für den Beschichtungsvorgang
beschrieben.
Bezugszahl 2 bezeichnet eine radioaktive Substanz mit niedrigem Strahlungspegel, die radioaktive Strahlen
wie z. B. Gammastrahlen erzeugt und als Markierung dient welche stets die Lage des Fahrwerks während
seiner Bewegung innerhalb einer Röhre angibt, und sie ist nach oben gerichtet auf eine Halteschraube 38 montiert,
deren Höhe durch eine Metallstütze 3 und Metallstützschrauben 4 am vorderen Teil des Fahrwerks verstellbar
ist Die Halteschraube 38 ist auf eine feste Grundplatte 5 geschraubt so daß sie die Höhe der radioaktiven
Substanz 2 um den Betrag der Plattendicke verstellen kann, und die feste Grundplatte 5 ist am Fahrwerkboden
40 mit Halteschrauben 6 befestigt
Eine Meßeinrichtung zum Feststellen der von der radioaktiven Substanz 2 ausgehenden Strahlen von außerhalb
der Röhre P umfaßt 3 Teile wie in F i g. 9a. 9b. 10
und 11 dargestellt Hierzu gehört ein Meßgerät 61 mit
einem Geiger-Müller-Zählrohr zur Bestimmung der von der radioaktiven Substanz 2 ausgehenden Strahlung
und deren Intensität ein Anzeigegerät 63. das auf der Endseite der Röhre aufgestellt ist, und ein Verbindungskabel
62 zur Übertragung elektrischer Signale zwischen dem Meßgerät 61 und dem Anzeigegerät 63.
Mit Hilfe der Markierung 90 (weiche die Lage des Geiger-Müller-Zählrohrs anzeigt) des Meßgeräts 61
wird das Meßgerät 61 auf der Röhre P mittels eines Magneten 109 genau über einer Stelle P\ feststehend
angelegt, die um einen vorbestimmten Betrag L von einer Stelle Po des Röhrenteils entfernt ist der durch
Schleifen gereinigt und beschichtet werden soll, und das Verbindungskabel 62 wird am Meßgerät 61 und am Anzeigegerät
63 angeschlossen. Wenn die auf das Fahrwerk 1 montierte radioaktive Substanz 2 näher zur
obengenannten Stelle P\ der Röhre gebracht wird, beginnt das Geiger-Müller-Zählrohr des Meßgeräts 61 ein
Ausgangssignal zu erzeugen, und eine Signallampe 64 blinkt Wenn dann das Fahrwerk 1 weiter vorrückt so
daß die Stelle der Markierung 90 mit der Lage der radioaktiven Substanz 2 zusammenfällt, erreicht das Ausgangssignal
des Geiger-Müller-Zählrohrs seinen Höchstpegel, und die Signallampe 64 leuchtet dauernd.
Wenn sich dagegen die radioaktive Substanz 2 von der Markierung 90 wegbewegt, erhöht sich die Periode des
Blinklichts und schließlich erlischt das Blinken. Das Fahrwerk wird also innerhalb der Röhre P kontinuierlich
bewegt, und seine Lage wird mit Hilfe einer derartigen Reihe von Lampenanzeigen bestimmt.
Das vom Meßgerät 61 aufgefangene Signal wird über das Verbindungskabel 62 einer Signallampe 92 des Anzeigegeräts
63 zugeführt, welches auf der Endseite der Röhre aufgestellt ist, um die Steuerung des Fahrwerks
vom Standpunkt der Bedienperson aus zu erleichtern, und die Signallampen 64 und 92 leuchten synchron miteinander
auf. Bezugszahl 65 bezeichnet einen Pegelanzeiger zur Anzeige der Amplitude des Meßsignals, Bezugszahl
94 bezeichnet Empfindlichkeit-Einstellknöpfe, und Bezugszahl 95 bezeichnet Einstellknöpfe für die
Empfindlichkeit des Anzeigegeräts.
Wie bereits erwähnt, kann eine Fernsehkamera 7 und eine (nicht gezeigte) Beleuchtungslampe auf das Fahrwerk
1 montiert werden, und dies erfolgt durch Befestigung einer Fernsehkamera-Haltevorrichtung 8 an der
festen Grundplatte 5 mit Befestigungsschrauben 6' und durch Befestigung der Kamera 7 an der Haltevorrichtung
8 mit einer Kamera-Einstellschraube 9. Wie in der Zeichnung dargestellt, ermöglicht es die Schraube 9, den
vertikalen Winkel der Fernsehkamera 7 zu verstellen und eine Feineinstellung der Lage der Fernsehkamera
bezüglich der Längsrichtung des Fahrwerks 1 im Zusammenwirken mit dem Langloch der Fernsehkamera-Haltevorrichtung
8 durchzuführen. Es ist zu beachten, daß, wie in F i g. 17 gezeigt, die Energiezuleitung und die
Übertragung von Steuersignalen über das Steuerkabel 10 vom Generator 73 und einem Fernsehmonitor-Steuergerät
67 erfolgt, die außerhalb der Röhre aufgestellt sind, und der Innenzustand der Röhre wird durch Beobachtung
auf der Bildröhre des Fernsehmonitor-Steuergeräts 67 überwacht
Als nächstes wird die auf das Fahrwerk 1 von F i g. 3 und 4 montierte automatische Schleif- und Reinigungseinrichtung
110 unter Bezugnahme auf die genannten Figuren und auf F i g. 17 näher beschrieben.
Bezugszahl 13 bezeichnet einen Luftmotor zum Schleifen und Reinigen, dessen hinteres Ende in ein Aufnahmerohr
15 eingesetzt und mit Befestigungsschrauben 16 befestigt wird. Das Aufnahmerohr 15 ist derart
ausgelegt, daß es in die runde Bohrung der festen Grundplatte 5 paßt, und ist mit der Schraube 38 befestigt,
welche zur Auflage und Höhenverstellung der radioaktiven Substanz 2 dient um dessen Montage und
Demontage zu erleichtern. Am vorderen Ende einer Luftmotorwelle 17 ist mit Muttern 14 eine Scheibe 11
befestigt, an deren Umfang mehrere verdrillte Federstahldrähte 12 locker angeordnet sind.
Wenn der Luftmotor 13 aus einem Luftsteuergerät 70 durch den Schleif-Reinigungsschlauch 57 mit Luft versorgt
wird, dreht der Luftmotor 13 die Scheibe 11 mit hoher Drehzahl.
Aufgrund dieser hochtourigen Drehung werden die am Umfang der Scheibe 11 locker befestigten verdrillten
Federstahldrähte 12 durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt so daß eine starke Aufprallkraft auf für
den Beschichtungsvorgang schädliche Substanzen wie Schweißschlacke, durch die Schweißhitze abgebrannte
Beschichtungsteile, Rost usw., ausgeübt wird, welche
auf der Innenwand der Röhre verblieben sind, und sie werden durch Schleifen entfernt.
Wenn die Luftzufuhr vom Luftsteuergerät 70 unierbrochen
wird, hört die Schleifwirkung der verdrillten Federstahldrähte 12 auf, und die verdrillten Federstahldrähte
12 werden in ihre lockere Ausgangslage zurückgebracht, wenn die Drehung der Scheibe 11 aufhört, so
daß keine Gefahr besteht, daß die bestehende Beschichtung durch die Federstahldrähte 12 bei der Bewegung
des Fahrwerks 1 innerhalb der Röhre beschädigt wird.
Eine Reinigungseinrichtung 87, die für einen Arbeitsgang des Schleif- und Reinigungsvorgangs wesentlich
ist, ist mit Befestigungsschrauben 43 am Fahrwerkboden 40 im hinteren Teil des Fahrwerks 1 befestigt. Um
Schweißschlacke, abgebrannte Beschichtungsteile, Rost, usw, welche durch die Aufprallkraft der Federstahldrähte
12 wie obenerwähnt um den Bereich Px der Röhre abgebrochen wurden, nach außen zu befördern, wird
Druckluft vom Luftsteuergerät 70 über den Reinigungs-Luftschlauch 77 einer Lufteintrittsöffnung % der in
F i g. 6,12a und 12b gezeigten Reinigungseinrichtung 87
zugeführt und durch Luft-Ausblasöffnungen 97 ausgeblasen.
Die Ausblasrichtung ist der Bewegungsrichtung des Fahrwerks 1 entgegengesetzt, d. h. gegen das Ende der Röhre gerichtet, durch welches das Fahrwerk eingeführt wurde. Die Luftversorgung ist direkt an einem Kompressor 68 ohne Steuerung durch ein Ventil usw. angeschlossen, und die Reinigung erfolgt lediglich mit einem Verlust, der dem Druckabfall im Luftschlauch entspricht
Die Ausblasrichtung ist der Bewegungsrichtung des Fahrwerks 1 entgegengesetzt, d. h. gegen das Ende der Röhre gerichtet, durch welches das Fahrwerk eingeführt wurde. Die Luftversorgung ist direkt an einem Kompressor 68 ohne Steuerung durch ein Ventil usw. angeschlossen, und die Reinigung erfolgt lediglich mit einem Verlust, der dem Druckabfall im Luftschlauch entspricht
Als nächstes wird eine Beschichtungseinrichtung 111 unter Bezugnahme auf Fig. 13 bis 17 näher beschrieben.
Das eigentliche Beschichtungsgerät 49 ist in die gleiche runde Bohrung der festen Grundplatte 5 eingesetzt,
in die das Aufnahmerohr 15 beim vorgenannten Schleif-Reinigungsvorgang eingesetzt ist, und ein Getriebe 48
sowie ein Beschichtungs-Luftmotor 46 ist mit dem vorderen
Teil des eigentlichen Beschichtungsgeräts 49 verbunden. Wenn die Druckluft von dem außerhalb der
Röhre aufgestellten Luftsteuergerät 70 in einen Luftmotor-Schlauch 47 über einen Beschichtungs-Luftschlauch
55 geleitet wird, dreht sich der Luftmotor 46 unverzüg-Hch,
und die dem Untersetzungsverhältnis des Getriebes 48 entsprechende Drehzahl wird auf ein Düsen-Halterohr
50 übertragen, wodurch eine Spitze 53, eine Düse 54 und eine Erweiterungsdüse 52, die ein Beschichtungsmaterial
auf die Innenwand der Röhre sprühen, in Drehung versetzt werden.
Die Zuleitung des Beschichtungsmaterials zur Beschichtungseinrichtung
111 erfolgt dergestalt daß das Beschichtungsmaterial aus einem Trichter 76 in eine
Sprühpumpe 75 in F i g. 17 gelangt und dann das von der
Pumpe 75 komprimierte Beschichtungsmaterial in das eigentliche Beschichtungsgerät 49 über einen Beschichtungsmaterial-Schlauch
58 gepreßt wird. Beim Einführen des Beschichtungsmaterials wird dieses durch das
eigentliche Beschichtungsgerät 49, das Düsen-Halterohr 50 und die Erweiterungsdüse 52 geleitet, welche
einen Weg für das Beschichtungsmaterial bilden, und durch die Spitze 53 fächerartig versprüht wodurch die
Beschichtung auf die Innenfläche der Röhre aufgebracht wird. Die Zufuhr und Unterbrechung des Be-
Schichtungsmaterials erfolgt durch Öffnen und Schließen eines Nadelventils 91, das in das eigentliche Beschichtungsgerät
49 eingebaut ist und die zum Öffnen und Schließen dieses Ventils erforderliche Energie wird
durch einen Luftzylinder 93 geliefert, der mit dem Luftsteuergerät
70 über einen Luftschlauch 55' verbunden ist. Es ist zu beachten, daß während des Beschichtungs-Vorgangs
die Lage des Düsen-Halterohrs 50 um die Plattendicke der festen Grundplatte 5 und der Unterlage
98 verstellt wird, so daß sie auf die Mittellinie der Röhre gebracht wird, ebenso wie dies für die Lage der
Schleif- und Reinigungs-Luftmotorwelle 17 der Fall ist.
Um eine Änderung des Röhrendurchmessers auszugleichen, sind Verstellmuttern 51 vorgesehen, so daß
nach Wunsch der Abstand zur Beschichtungsfläche und die Breite des Beschichtungsfeldes gewählt werden
kann.
F i g. 18a und 18b zeigen die Art, in der eine T-förmige
Erweiterungsdüse 59 und die Beschichtungsspitzen 60 und 60' montiert werden, die sich besonders für die Beschichtung
von Innenflächen eignen. Die normale Beschichtungseinrichtung für Innenflächen ist mit einer
einzigen Düsenspitze ausgerüstet, und die Beschichtung der Innenfläche erfolgt durch die Drehbewegung der
Spitze, während das Beschichtungsmaterial wie erwähnt fächerförmig von der Spitze versprüht wird; die Ver-Wendung
der einzelnen Düsenspitze bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß das Beschichtungsmaterial nicht
in der richtigen Form aufgebracht wird und daß es gelegentlich überhaupt nicht versprüht wird, aufgrund einer
Verstopfung durch Fremdkörper wie ausgehärtete Be-Schichtungsteilchen usw, welche im komprimierten Be-Schichtungsmaterial
während des Sprühvorgangs enthalten sind, usw.
Um diese Nachteile auszuschalten, ist im Fall von Fig. 18a und 18b die T-förmige Erweiterungsdüse 59
am vorderen Teil des Düsen-Halterohrs 50 mit Sieherungsmuttern
5Γ befestigt, und die gegenüberliegenden Beschichtungsspitzen 60 und 60' sind am vorderen Ende
der Düse 59 angeordnet Zusätzlich weist die Sprührichtung des Beschichtungsmaterials aus jeder Düsenspitze
einen bestimmten Winkel auf, und ihre Sprührichtungen sind von der Mittellinie der Röhre um einen kleinen
Winkel entgegengesetzt gerichtet, um zu verhindern, daß das aus den Spitzen versprühte Beschichtungsmaterial
sich gegenseitig stört. Als Folge dieser Düse mit zwei Spitzen werden Störungen durch Verstopfung mit
Beschichtungsmaterial um die Hälfte reduziert, und die Sprühmenge für die Beschichtung der gesamten Innenfläche
auf längere Entfernungen wird erhöht, wodurch sich eine Reduzierung der erforderlichen Zeit ergibt
Nachdem der Aufbau der Ausführungsformen der für die Innenbeschichtung über längere Strecken erforderliehen
Arbeitseinheiten beschrieben wurde, werden nunmehr die von diesen Arbeitseinheiten ausgeführten
Arbeitsvorgänge beschrieben.
Wie in Fig. 17 gezeigt ist die Schleif- und Reinigungseinheit auf eine Startrampe R montiert, und an die
Startrampe R angeschweißte Rippen 84 sind am Rohrenende 85 einer Röhre P befestigt, wodurch das Rohrenende
85 und die Startrampe R in enge gegenseitige Berührung gebracht werden.
Der Zusatzdraht 82 einer Drahtspule 81 ist an einem Haken 23 des Fahrwerks befestigt Das Fahrwerk-Führungskabel
56 ist mit einem Ende an der Fahrwerk-Bedienplatte 66 angeschlossen, die einerseits mit einem
Primärkabel 79 vom Generator 73 und andererseits mit dem Fahrwerk über eine Fahrwerktrommel 78 verbunden
ist Das Steuerkaael 10 für die eingebaute Fernsehkamera ist mit dem Fahrwerk vom Fernsehmonitor 67
aus über eine Fernsehtrommel 80 verbunden. Der Schleif- und Reinigungs-Luftschlauch 57 ist mit einem
Ende an das Luftsteuergerät 70 angeschlossen, das mit dem Kompressor 68 durch einen Primärluftschlauch 69
über ein Entwässerungsrohr 71 verbunden ist, und ist mit dem anderen Ende mit dem Fahrzeug über eine
Schleif-Reinigungstrommel 106 verbunden. Der Reinigungsluftschlauch
77 ist mit dem Luftsteuergerät 70 und mit dem Fahrwerk auf ähnliche Weise wie der Schleif-Reinigungs-Luftschlauch
57 verbunden.
Wenn andererseits die durch Abschleifen zu reinigende Innenfläche auf eine Schweißstelle B\ unter Verwendung
der Markierung 90 als Führung beschränkt ist, wird das Meßgerät 61 auf die Röhre P an der Stelle P:
angesetzt, die um einen Betrag L vor der Stelle Si liegt,
und das Meßgerät 61 ist durch das Verbindungskabel 62 mit dem Anzeigegerät 63 verbunden, das außerhalb der
Röhre aufgestellt ist. Wenn der Startknopf an der Fahrwerk-Bedienplatte
66 gedrückt wird, beginnt das Fahrwerk zu laufen. Wenn sich das Fahrwerk der ersten
Schweißstelle B1 vom Röhrenende her nähert, beginnt
das Geiger-Müller-Zählrohr in dem zuvor auf die Röhre an der Stelle P2 angelegten Meßgerät 61 auf die von der
radioaktiven Substanz 2 abgegebenen Strahlung zu reagieren, so daß bei Übereinstimmung der radioaktiven
Substanz 2 mit der Markierung 90 die Signallampe 64 dauernd leuchtet und das Fahrwerk angehalten wird. All
diese Bedingungen werden gleichzeitig vom Anzeigegerät 63 erfaßt, das außerhalb aufgestellt und dergestalt
ausgelegt ist, daß der Übergang vom Blinkbetrieb auf Dauerleuchten quantitativ mit Hilfe des Pegelanzeigers
65 und nicht durch die Signallampe 92 des Anzeigegeräts ausgewertet wird.
Wenn dann dem Schleif-Reinigungs-Luftmotor 13 vom Luftsteuergerät 70 Luft zugeführt wird, so daß sich
der Luftmotor 13 dreht, dreht sich auch die auf das vordere Ende des Motors montierte Scheibe 11, und die
verdrillten Federstahldrähte 12 beseitigen die Schweißschlacke, die abgebrannten Beschichtungsteile, den Rost
usw.
Da der nächste Reinigungsvorgang an der folgenden Schweißstelle B2 jenseits der Schweißstelle B-, erfolgt,
wird das Meßgerät 61 erneut auf die Röhre an einer Stelle aufgesetzt, die um den Betrag L vor der Stelle Bi
liegt, und der Vorgang des Startens und Anhaltens des Fahrwerks, das Schleifen und Reinigen der Innenfläche
durch die verdrillten Federstahldrähte 12 usw. wird in
der gleichen Weise wie obenerwähnt durchgeführt. Diese Reihe von Schleif- und Reinigungsvorgängen wird
nacheinander von der ersten Schweißstelle B\ bis zur tiefsten Schweißstelle Bn wiederholt Nach Abschluß der
Schweiß- und Reinigungsvorgänge bis zur Schweißstel-Ie Bn wird das Fahrwerk kontinuierlich bis zum Röhrenende
85 zurückbewegt und die Luft wird dauernd aus den Luftabblasöffnungen97der Reinigungsvorrichtung
87 ausgeblasen. Dadurch wird die Schweißschlacke, die abgebrannten Beschichtungsteile, Rost usw, die bereits
abgeschliffen wurden und sich im unteren Teil der Röhre angesammelt haben, in einem Arbeitsgang nach außen
geblasen während die Schläuche auf die Trommeln aufgewickelt werden.
Nach Abschluß der erforderlichen Schleif- und Reinigungsarbeiten
an der Innenfläche der Röhre wird das Fahrwerk auf die Startrampe R zurückbewegt Sodann
wird das Aufnahmerohr 15 des Schleif-Reinigungs-Luftmotors 13 von der festen Grundplatte 5 abgenommen,
und die Reinigungs-Luftschläuche 57 und 77 werden vom Fahrwerk abgetrennt und die Beschichtungseinheit
wird auf das Fahrwerk montiert Dagegen werden diejenigen Teile, die in gleicher Weise für den Schleif-
Reinigungsvorgang und für den Beschichtungsvorgang verwendet werden, d. h. der Zusatzdraht 82, das Zuleitungskabel
56 und das Steuerkabel 10 für die eingebaute Fernsehkamera nicht entfernt. Da der Beschichtungsvorgang
an der ticfslgclcgcncn .Schweißstelle B11 in der ■;
Röhre beginnt, wird das Fahrwerk zunächst zur Schweißstelle Bn gefahren und dann angehalten. Der Beschichtungsmaterial-Schlauch
58 ist mit dem Fahrwerk von der Sprühpumpe 75 her über die Beschichtungstrommel
72 verbunden, und die Druckluft zum Betreiben des in das eigentliche Beschichtungsgerät 49 eingebauten
Luftzylinders 93 sowie des Beschichtungs-Luftmotors 46, welche die Zufuhr des Beschichtungsmaterials
ein- und ausschalten, wird über den einzigen gemeinsamen Beschichtungs-Luftschlauch 55 zugeführt und im
Innern des Fahrwerks auf den entsprechenden Zylinder-Luftschlauch 55' und den Luftmotor-Schlauch 47 verteilt.
Wenn die Sprühpumpe 75 zum Füllen des Beschichtungsschlauches 58 mit komprimiertem Beschichtungsmaterial
vor dem Beschichten in Betrieb gesetzt wird, erfolgt beim öffnen des Hebels des Luftsteuergeräts
70 die Drehung der Spitzen der Düsen und das Besprühen des Beschichtungsmaterials gleichzeitig, und
die Beschichtung der Innenfläche an der Schweißstelle Bn ist in einem Augenblick abgeschlossen.
Der Beschichtungsvorgang erfolgt durch aufeinanderfolgende Wiederholung der gleichen Arbeitsschritte
an jeder Schweißstelle, wobei das Fahrwerk von der tiefstgelegenen Schweißstelle Bn zur ersten Schweißstelle
B\ bewegt und dabei die Innenfläche an den Schweißstellen beschichtet wird.
Es wurde bisher die Standard-Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung des einmotorigen Fahrwerks
mit Eigenantrieb beschrieben; eine andere Ausführungsform, die sich für die Beschichtung auf längere
Strecken eignet, ist in F i g. 7 und 8 beschrieben, wobei ein Zugwagen Γ mit Vierradantrieb verwendet wird, in
den der gleiche Elektromotor 18' und das gleiche Getriebe 19' wie im entsprechenden hinteren Teil des Fahrwerks
in den vorderen Teil des Fahrwerks mit den Spannrädern 27 eingebaut ist und die Spannräder 27 in
Antriebsräder 25' umgewandelt sind. Fig. 19a und 19b zeigen den Aufbau der Schleif- und Reinigungs- sowie
der Beschichtungseinheit unter Verwendung dieser Antriebsart.
Der Zugwagen Γ bzw. das zweimotorige Fahrwerk mit Eigenantrieb und die Schleif- und Reinigungseinheit
bzw. die Beschichtungseinheit bilden vollkommen getrennte Einrichtungen. Die auf das Fahrwerk montierten
Einheiten einschließlich der Schleif- und Reinigungseinheit, d. h. das Aufnahmerohr 15 für den Schleif-Reinigungs-Luftmotor
usw., die radioaktive Substanz 2 usw.,
die eingebaute Fernsehkamera 7 usw. und die feste Grundplatte 5 usw. sind auf einen gezogenen Wagen 88
montiert, der Laufrollen 103 und einen Rahmen 102 enthält. Bezugszahl 99 bezeichnet die Gleitplatten, die mit
einer der Schrauben 101 an der festen Grundplatte 5 und einer Flügelschraube 100 an jeder Gleitschlitz-Platte
104 verbunden sind.
Wenn sich der Durchmesser der Röhre ändert und dadurch die Verlegung der Luftmotorwelle 17 auf die
Mittellinie des Röhrendurchmessers erforderlich wird, werden die Flügelschrauben 100 gelockert und verschoben,
um die Welle 17 auf die Mittellinie zu bringen.
Die Verbindung zwischen dem Zugwagen 1' und der Schleif- und Reinigungseinheit erfolgt dadurch, daß eine
Verbindungsstange 105. die sich vom angetriebenen Wagen 88 nach hinten erstreckt, mit einer zugwagenseitigen
Zugstange 107 durch ein Kreuzgelenk 112 verbunden wird, so daß der Zugwagen Γ den angetriebenen
Wagen 88 bzw. die Schleif-Reinigungseinheit in eine Röhre schieben kann.
In gleicher Weise wie bei der Schlcif-Reinigungseinhcil
wird die Beschichlungscinheil auf den angetriebenen Wagen 88 montiert und innerhalb der Röhre durch
den Zugwagen Γ bewegt. Alle übrigen Vorgänge und
Einzelheiten sind die gleichen wie zuvor erwähnt.
Das Lagebestimmungsgerät unter Verwendung einer radioaktiven Substanz ist z. B. anwendbar für gemeinsam
benützte Röhren, Wasserleitungs-Kanalbrücken (joint-use pipe, aqueduct bridge, shield inside piping)
und lange Rohrleitungen mit einem Leistungsverlauf, bei dem das Meßgerät 61 bei den Verrohrungsarbeiten
oder nach Abschluß der Rohrverlegung in direkte Berührung mit der Röhre gebracht werden kann; dagegen
erfolgt im Fall von Antriebsrohren und erdverlegten Rohrleitungen (driving pipe and buried pipe line) die
Lagebestimmung von Schweißstellen usw. mit Hilfe der eingebauten Fernsehkamera, da das Meßgerät 61 nicht
auf die Außenfläche der Röhre aufgelegt werden kann.
Es ist zu beachten, daß dann, wenn eine Beschichtung über eine längere Strecke unter Bedingungen durchgeführt
werden soll, bei denen die Einheit mit radioaktiver Substanz verwendbar ist, die Vorrichtung mit ausgebauter
Fernsehkamera 7 und dazugehörigem Steuerkabel 10 eingesetzt werden kann, um die Belastung für die
Zugkraft des Fahrwerks oder des Zugwagens zu reduzieren.
Durch die Vorrichtung wird die Laufstrecke stark verlängert und der Wirkungsgrad des Beschichtungsvorgangs
wird verbessert
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
- Patentansprüche:L Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren, die eine Arbeitseinheit zum Schleifen und Reinigen oder zum Beschichten in eine Röhre einführt und einen Beschichtungsvorgang an der Innenfläche der Röhre unter Fernsteuerung ausführt, gekennzeichnet durch ein innerhalb einer Röhre bewegliches Fahrwerk mit Eigenantrieb durch Endlos-Raupenantrieb, eine Einrichtung zur abnehmbaren Befestigung der Arbeitseinheit am vorderen Ende des Fahrwerks, eine am Fahrwerk in einer festen räumlichen Anordnung angebrachte radioaktive Substanz zum Feststellen der Lage des Fahrwerks innerhalb der Röhre von außen her, eine mit dem Fahrwerk verbundene ReinigungSÄinrichtung zum Reinigen der Innenseite der Röhre, eine auf das Fahrwerk montierte elekrische Antriebsmotor-Anordnung zum Betreiben des Endlos-Raupenantriebs und eine Fernsteuerungseinrichtung zum Steuern der Arbeitseinheit, der Reinigungseinrichtung und der Antriebsmotor-Anordnung von außerhalb der Röhre.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fernsehkamera zur Fernsehbeobachtung der Innenfläche der Röhre.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit direkt und fest an einem vorderen Teil des Fahrwerks befestigt ist
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit direkt und fest von einem vorderen Teil des Fahrwerks getragen ist
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktive Substanz nach oben gerichtet am Fahrwerk befestigt ist und daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur Höhenverstellung der radioaktiven Substanz enthält.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Höhenverstellung der Arbeitseinheit.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotor-Anordnung zwei Elektromotoren enthält, daß ein angetriebener Wagen an das vordere Ende des Fahrwerks durch eine Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, und daß die Arbeitseinheit und die radioaktive Substanz auf den angetriebenen Wagen montiert ist.
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