DE4224419C2 - Vorrichtung zur Abdichtung von Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung von Rohren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen werden zur Überprüfung der Druckdichtigkeit von z. B. Trinkwasserleitungen bzw. Abwasserrohren benötigt. Um eventuelle Undichtigkeiten in der Rohrwandung aufzuspüren, wird die Vorrichtung in das zu überprüfende Rohr eingeführt, wobei sie nach entsprechendem Vorschub das Rohr zeitweilig abdichtet, so daß dieses unter einen erhöhten Druck gesetzt werden kann. Eine Druckabnahme während einer vorgegebenen Zeit deutet dabei auf eine Rohrundichtigkeit hin. Um Rohre größerer Länge überprüfen zu können, ist es erforderlich, die Vorrichtung jeweils um ein vorgegebenes Stück innerhalb des Rohres vorwärts zu bewegen, um dann das Rohr erneut für einen bestimmten Zeitraum abzudichten. Um mit einer einzigen Vorrichtung Rohre unterschiedlicher Durchmesser überprüfen zu können, sind unterschiedlich große Abstände zwischen dem Außenumfang der Vorrichtung und der Innenwand des Rohres zu überbrücken und abzudichten.

Bisher verwendete Dichtmanschetten verwenden beispielsweise zur Überbrückung dieser unterschiedlich großen Abstände elastische Schläuche, insbesondere Fahrradschläuche, die jedoch sehr empfindlich gegen mechanische Beschädigungen sind. Andere Dichtmanschetten mit Faltenbälgen sind wiederum nicht mit hohen Innendrücken belastbar, da sich die Falten eines derartigen Balges ausbeulen und nach Beendigung der Drucküberprüfung nicht mehr in den Ausgangszustand zurückkehren.

So beschreibt das DE-GM 74 30 693 eine Vorrichtung zur Abdichtung von Rohren, die aus einer in das Rohr einführbaren Dichtanordnung mit zwei oder mehreren elastisch verformbaren Dichtringen besteht, die bei Druckbeaufschlagung der Vorrichtung an der Innenwand des Rohres anliegen und die aus einer mit der Dichtanordnung verbundenen steuerbaren Druckfluidquelle besteht. Die Dichtanordnung weist einen feststehenden Abschnitt und zwei innerhalb des feststehenden Abschnitts nebeneinander angeordnete relativ zueinander verschiebbare Dichtabschnitte auf sowie mehrere, die verschiebbaren Dichtabschnitte miteinander verbindende Akuatoren, die mit der Druckfluidquelle verbunden sind. Diese Vorrichtung dient in erster Linie zur Überprüfung der Dichtigkeit von Schweißnähten in Rohren, wobei auf den beiden relativ zueinander beweglichen Dichtabschnitten auf der Innenseite konisch ausgestaltete Dichtringe vorgesehen sind, die beim Verschieben der beiden Abschnitte relativ zueinander durch elastische Verformung aufgeweitet werden, um so an der Innenwand des auf Druck zu prüfenden Rohres anliegen zu können. Dies bedeutet, daß nur ein geringer Abstand zwischen den Außenflächen der elastisch verformbaren Dichtringe und der Innenwand des zu überprüfenden Rohres bestehen darf, da der radialen Verformung der Dichtringe Grenzen gesetzt sind. Der Zylinderkörper der Prüfvorrichtung weist daher einen Querschnitt auf, der geringfügig kleiner ist als der Innenquerschnitt des zu prüfenden Rohrstücks, so daß zwischen den in den Rundumöffnungen angeordneten elastischen Dichtringen der zylindrischen Außenflächen, die in der Ruhestellung in etwa mit der Zylinderfläche des Zylinderkörpers korrespondieren und in der Betriebsstellung auf der Innenwand des zu prüfenden Rohrstücks druckdicht aufliegen, ein enger zylindermantelförmiger Prüfdruckraum gebildet wird, der über im Zylinderkörper verlaufende Prüfdruckleitungen mit einem Druckerzeuger verbunden ist.

Aus der GB-A-2242530 ist eine Vorrichtung zur Überprüfung der Druckdichtigkeit von Schweißnähten in Rohrabschnitten bekannt, wobei zwei in etwa symmetrisch zur überprüfenden Schweißnaht angeordnete verformbare, sich radial erstreckende Dichtungen vorgesehen sind, die jeweils mit einem als Dichtlippe anzusehenden kragenförmigen, in etwa parallel zur Rohrinnenwandung verformbaren Abschnitt bestückt sind, der durch einen verfahrbaren Spreizkörper verformbar ist. Die radialen und axialen Abschnitte der Dichtungen weisen dabei eine unterschiedliche Elastizität auf, um so eine bessere Abdichtung bei Unregelmäßigkeiten der Rohrinnenwandung bzw. Abweichungen von der exakten Kreisform zu gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Abdichtung von Rohren zu schaffen, mit der eine Vielzahl von Abdichtvorgängen durchgeführt werden kann, ohne daß meßbarer Verschleiß auftritt, mit der erhebliche Abstände zwischen der Vorrichtung und dem zu überprüfenden Rohr zuverlässig abgedichtet werden können, mit der die Abdichtung durch Vorwahl des Innendrucks einstellbar ist, die einfach und zuverlässig im Gebrauch ist und die unempfindlich gegen Beschädigungen ist.

Ausgehend von einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der erfindungsgemäße Aufbau bietet den Vorteil, daß zur Abdichtung von Rohren, insbesondere von solchen mit rauher Innenwand die Membran bei Verfahren der Vorrichtung gestreckt und damit gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist. Erst am Einsatzort werden die beiden Ränder einer Membran mittels der in der Dichtanordnung vorhandenen Aktuatoren einander angenähert, so daß sich die Membran aufgrund ihrer Elastizität nach außen verformt und zwar so weit, bis sie den Abstand zwischen Vorrichtung und Innenwand des Rohres überwunden hat und an der Innenwand anliegt. Nun wird der Innenraum der Membran mit einem geeigneten Druckfluid beaufschlagt und dichtet das Rohr mit einer vorwählbaren Kraft ab.

Die Membran selber besteht aus elastischem und verstärktem Material, das unempfindlich gegen mechanische Beschädigungen ist, und das durch die Aktuatoren solange verformt wird, bis der Abstand zwischen der Vorrichtung und dem Rohr überbrückt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Rohr mit starr angeord­ neter Vorrichtung im nichtdichtenden Zustand und

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Rohr mit darin angeord­ neter Vorrichtung im dichtenden Zustand.

In den Figuren, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, bedeutet 1 ein auf Dichtigkeit zu prüfendes Rohr, z. B. eine Trinkwasserleitung, die kein Wasser führt und die im Erdreich 2 vergraben ist. Von einem Ende des Rohres 1 aus wird nun durch eine nichtdargestellte Vorschubeinrichtung die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 eingeschoben bis zu einer vorgewählten Stelle. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist nun einen feststehenden Abschnitt 4 auf und zwei innerhalb des feststehenden Abschnitts 4 und nebeneinander angeordnete, relativ zueinander verschiebbare Dichtabschnitte 8 sowie mehrere die verschiebbaren Dichtabschnitte 5, 8 miteinander verbindende Aktuatoren 6, 7, 16, die mit einer nichtdargestellten Druckfluidquelle verbunden sind.

Die Aktuatoren bestehen dabei jeweils aus einer in dem einen verschiebbaren Dichtabschnitt 5 vorgesehenen zylindrischen Kammer 16, in welche eine Kolbenstange 6 ragt, die mit einem verschiebbaren Kolben 7 verbunden ist. Die Kolbenstange 6 ist fest mit dem anderen verschiebbaren Dichtabschnitt 8 verbunden und wird durch das Druckfluid bewegt, das durch die Leitung 13 in die zylindrische Kammer 16 eingeleitet wird. Eine Vielzahl von Aktuatoren ist gleichmäßig entlang des Außenumfangs der Vorrichtung 3 angeordnet, so daß eine gleichmäßige Verschiebung der beiden verschiebbaren Dichtabschnitte 5, 8 voneinander weg erfolgt, sofern alle Aktuatoren mit einem Druckfluid beaufschlagt werden, wohingegen eine Annäherung der beiden verschiebbaren Dichtabschnitte 5, 8 dann erfolgt, wenn der Druck in der zylindrischen Kammer 16 abgebaut wird. Ein Teil des verschiebbaren Dichtabschnitts 5 wird dabei, wie insbesondere Fig. 1 zeigt, von einem Teil des anderen Dichtabschnitts 8 konzentrisch umgeben und kann in Axialrichtung in diesem Teil gleiten.

Die Dichtanordnung 3 weist ferner zwei nebeneinander und im Abstand voneinander angeordnete Membranen 9, 10 auf, von denen jeweils der Außenrand 17, 20 mit dem feststehenden Dichtabschnitt 4 verbunden ist, und deren einander zugewandte Innenränder 18, 19 jeweils mit dem zugehörigen verschiebbaren Dichtabschnitt 8 bzw. 5 verbunden sind. Zwischen den Membranen 9, 10 und dem Außenumfang der zugehörigen Dichtabschnitte 5, 8 münden Kanäle 11, 12 für ein Druckfluid.

Fig. 1 zeigt nun die erfindungsgemäße Vorrichtung im Zustand der Verfahrbarkeit innerhalb des Rohres. Da hierbei kein Druck anliegt, sind die Membranen 9, 10 in Ruhestellung, d. h. gestreckt und parallel zum Außenumfang der Dichtabschnitte 5, 8, wobei diese direkt nebeneinander liegen, da die Kolbenstange 6 vollkommen in die zylindrische Kammer 16 eingefahren ist. Nach dem Verbringen an eine andere Stelle innerhalb des zu überprüfenden Rohres 1 erfolgt der Druckaufbau, so daß die Vorrichtung 3, die in Fig. 2 gezeigte Stellung einnimmt.

Man erkennt hierbei, daß durch den Druckaufbau über die Leitung 13 in der zylindrischen Kammer 16 die Kolbenstange 6 ausgefahren ist, wodurch die beiden Ränder 17, 18 der Membran 10 bzw. 19, 20 der Membran 9 solange einander angenähert wurden, bis die Membranmitte an der Innenwand des zu überprüfenden Rohres 1 anliegt. Die beiden Dichtabschnitte 5, 8 haben sich dadurch voneinander entfernt. Nun beginnt über die Leitungen 11, 12 der Druckaufbau innerhalb der Räume zwischen den Membranen 9 und 10 und der Außenwand der Dichtabschnitte 5, 8, und zwar mit einer vorher eingestellten Kraft. Nach Erreichen dieser Stellung kann der Druck im zugehörigen Rohrabschnitt gemessen werden.

Die Druckfluidquelle ist steuerbar, wobei ein größerer Druck zum Verschieben der Aktuatoren entnommen werden kann, so daß eine Verformung der elastischen Membrane 9, 10 auch dann erfolgt, wenn diese aus einem verstärkten Material mit einer relativ geringen Elastizitätskonstante besteht. Erst nach Anliegen der Membranen an der Innenwand des Rohres erfolgt der Druckaufbau in diesen Membranen und damit die eigentliche Abdichtung.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Abdichtung von Rohren, bestehend aus einer in das Rohr einführbaren Dichtanordnung mit zwei oder mehreren elastisch verformbaren Membranen, die bei Druckbeaufschlagung an der Innenwand des Rohres anliegen, und aus einer mit der Dichtanordnung verbundenen, steuerbaren Druckfluidquelle, wobei die Dichtanordnung einen feststehenden Abschnitt und zwei innerhalb des feststehenden Abschnitts nebeneinander angeordnete, relativ zueinander verschiebbare Dichtabschnitte aufweist sowie mehrere, die verschiebbaren Dichtabschnitte miteinander verbindende Aktuatoren aufweist, die mit der Druckfluidquelle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die in bezug auf die Längsachse der Dichtanordnung außen liegenden Ränder der beiden Membranen mit dem feststehenden Abschnitt der Dichtanordnung verbunden sind und die in bezug auf die Längsachse der Dichtanordnung innen liegenden Ränder der beiden Membranen mit den verschiebbaren Abschnitten verbunden sind, daß die Aktuatoren regelmäßig entlang des Umfangs verteilt sind, wobei jeder Aktuator eine zylindrische Kammer aufweist, deren eines Ende mit einer Öffnung versehen ist, die mit einer Druckfluidleitung in Verbindung steht, und deren anderes, dem benachbarten verschiebbaren Dichtabschnitt zugewandtes Ende eine Öffnung aufweist, die von einer Kolbenstange durchsetzt wird, deren in die Kammer ragendes Ende mit einem Kolben versehen ist, und deren anderes Ende fest mit dem anderen verschiebbaren Dichtabschnitt verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des verschiebbaren Dichtabschnitts mit den zylindrischen Kammern konzentrisch und gleitbar innerhalb eines Teils des anderen verschiebbaren Dichtabschnitts gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räume zwischen den Membranen und der Außenwand der Dichtabschnitte mit der gleichen Druckfluidquelle verbunden sind wie die zylindrischen Kammern.