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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaufelstütze für Rohrleitungen.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Schaufelstütze, die
auf einem Molch zur Verwendung in einer Rohrleitung montiert wird.
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Verschiedene
Ablagerungen wie etwa Rost, Paraffin oder Schmutz können sich
auf der inneren Oberfläche
von Öl-
und Gasrohrleitungen ansammeln. Derartige Ablagerungen werden herkömmlicherweise
unter der Verwendung von Molchen entfernt, die zylinderförmige oder
kugelförmige
Kapseln sind, die in die Rohrleitung eingeführt werden, um sich entlang
dem Rohr fortzubewegen. Die Molche sind oft ausgeführt, um
die innere Oberfläche
der Rohrleitung abzuschaben, wenn sie sich bewegen, obwohl sie für viele
andere Zwecke wie etwa zum Kalibrieren der Innenbohrung der Rohrleitung
oder zum Überwachen
der Kondition und der Integrität
der Rohrleitung verwendet werden können.
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Bekannte
Molche bestehen aus einem Molchkörper,
Dichtungen und Zubehörteilen.
Die Zubehörteile
umfassen Bürsten
und Schaberblätter
und ebenfalls Stützmuffen
zum Zentralisieren des Molches innerhalb der Rohrleitung. Herkömmliche
Stützmuffen
bestehen aus festen Scheiben, obwohl oft „V"-förmige
Kerben aus dem Umfang der Scheibe ausgeschnitten sind. Dies ist
insbesondere der Fall für
die Verwendung in Rohrleitungen, die im Durchmesser reduziert werden,
wenn die Kerben die Biegeverformung der Stützmuffe in der Längsrichtung fördern.
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Die
Dichtungen sind herkömmlicherweise feste
Kautschukscheiben, die verwendet werden, um den Molch anzutreiben,
wenn eine unter Druck stehende Flüssigkeit auf sie wirkt. Die
festen Dichtungen tendieren dazu, einen großen Druck stromaufwärts des
Molchs zu produzieren. Bypassöffnungen
innerhalb des Molchkörpers
können
verwendet werden, um diesen Druck zu reduzieren und stellen ebenfalls eine
Düsentätigkeit
bereit, um das Reinigen der Rohrleitung zu verbessern.
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Es
ist oft notwendig, den Durchmesser der Rohrleitung zu reduzieren.
In derartigen Fällen
werden oft Dual-Durchmesser-Molche
verwendet. Die Dichtungen des Molchs, die bemessen sind, um mit dem
größeren internen
Rohrdurchmesser übereinzustimmen,
müssen
sich verformen, um in den geringeren Rohrdurchmesser zu passen.
Herkömmlicherweise
sind die Dichtungen in drei Arten erhältlich: Scheibe, Standard-Schale
und konische Schale, wobei sich die konische Schalendichtung am
besten verformt. Große
Kräfte
sind erforderlich, um die Stützmuffe
zu verformen, die dazu tendiert, eine größere Tiefe aufzuweisen als
die Dichtungen.
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Das
Dokument WO-A-0030773 offenbart eine Stütze gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch
1.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Stütze bereitzustellen, die sich
leicht verformen kann, wenn eine Reduzierung in dem internen Durchmesser
der Rohrleitung erreicht wird.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist eine Stützmuffe zum Stützen einer
internen Rohrleitungsvorrichtung innerhalb einer Rohrleitung bereitgestellt,
wobei die Muffe eine Längsachse
aufweist und ausgeführt
ist, um auf der Rohrleitungsvorrichtung aufgenommen zu werden, und
die Muffe eine Vielzahl von elastisch verformbaren Splints, die sich
davon nach außen
erstrecken, umfasst, wobei jeder Splint ein Paar führender
Kanten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeder Splint
von der Muffe radial nach außen
erstreckt und jede führende Kante
abgeschrägt
ist, so dass sich der Splint in einer Umfangsrichtung um die Längsachse
elastisch verformen kann.
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Vorzugsweise
weist jeder Splint eine Tiefe auf, die größer als seine Breite ist.
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Vorzugsweise
sind die Splints integral auf der Muffe gebildet.
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Vorzugsweise
ist die Muffe aus einem Polyurethanmaterial hergestellt.
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Vorzugsweise
ist die Muffe im Wesentlichen zylindrisch, und mindestens ein Ende
der Muffe ist offen. Vorzugsweise sind die Splints mit äquidistantem Abstand
um den Umfang der Muffe angeordnet.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine interne Rohrleitungsvorrichtung
bereitgestellt, die einen Körperabschnitt
und eine Stützmuffe
gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Vorrichtung ferner mindestens eine auf dem Körperabschnitt
montierte ringförmige
Dichtung.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Muffe unbeweglich an dem Körperabschnitt befestigt. Alternativ
dazu kann die Muffe so an dem Körperabschnitt
befestigt sein, dass sie sich relativ zu dem Körperabschnitt drehen kann.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nun lediglich als Beispiel, unter Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen, beschrieben, wobei:
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1 eine
Vorderansicht einer herkömmlichen
Stützmuffe,
die auf einem Molch montiert ist, ist;
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2 eine
Seitenansicht der Stützmuffe
aus 1, die auf einem Molch montiert ist, ist;
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3 eine
Vorderansicht einer Stützmuffe gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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4 eine
Querschnittsansicht der Stützmuffe
aus 3 entlang der Linie IV-IV ist;
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5 ein
Längsquerschnitt
der Stützmuffe aus 3,
die auf einem Molch montiert ist, ist;
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6 eine
perspektivische Ansicht der Stützmuffe
und des Molchs aus 5 ist;
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7 eine
schematische Vorderansicht der Stützmuffe innerhalb einer Rohrleitung,
die einen ersten Durchmesser aufweist, ist;
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8 eine
vertikale Querschnittsansicht der Stützmuffe aus 7 entlang
der Linie VIII-VIII ist; und
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9 eine
andere Vorderansicht de Stützmuffe
aus 7 innerhalb einer Rohrleitung, die einen zweiten
kleineren Durchmesser aufweist, ist.
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1 zeigt
eine herkömmliche
Stützmuffe 10,
die auf einem Molch 20 montiert ist. Die Muffe 10 weist
eine Anzahl an V-förmigen
Schlitzen 12 auf, die mit äquidistantem Abstand um ihren
Umfang angeordnet sind. Dies fördert
Verformung in der Längsrichtung,
wenn sich die Rohrleitung im internen Durchmesser reduziert, das
heißt
die Muffe 10 wird sich relativ zu dem Molch entweder nach
hinten oder nach vorne biegen, abhängig von der Richtung, in die sich
der Molch bewegt. Die Muffe 10 umfasst eine Anzahl an Aperturen 14 zum
Fixieren der Muffe 10 an anderen Komponenten, und dies
ist deutlicher in 2 gezeigt.
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Die
anderen Komponenten umfassen eine Dichtscheibe 30. Die
Dichtscheibe ist typischerweise so bemessen, dass sie einen Durchmesser
aufweist, der 104% des internen Durchmessers der Rohrleitung ausmacht.
Dies gewährleistet
adäquates
Abdichten zwischen der Dichtscheibe 30 und der inneren
Oberfläche
der Rohrleitung. Die Stützmuffe 10 ist typischerweise
so bemessen, dass sie einen Durchmesser aufweist, der 99% des internen
Durchmessers der Rohrleitung ausmacht. Deswegen erschwert die Muffe
den Fluss der Flüssigkeit
innerhalb der Rohrleitung im Wesentlichen nicht, aber dient dazu, den
Molch 20 innerhalb einer relativ kleinen Toleranz zu zentralisieren.
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3 ist
eine Vorderansicht einer Stützmuffe oder
einer Schaufelstütze 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Schaufelstütze 50 beinhaltet
einen ringförmigen
Kern 52 und eine Anzahl an elastisch verformbaren Splints 54,
die sich radial von dem Kern 52 nach außen erstrecken. Der Kern 52 und
die Splints 54 sind integral gebildet, wobei sie als eine monolithische
Konstruktion geformt wurden, wobei die Splints 54 mit äquidistantem
Abstand um den Umfang des Kerns 52 angeordnet sind. Der
Kern 52 weist eine Längsachse
A und eine zentrale axiale Apertur 56 zum Montieren auf
einem Molchkörper auf.
Eine Anzahl anderer Aperturen 58, die verwendet werden,
um die Schaufelstütze 50 an
anderen Komponenten wie etwa Bürsten
oder Schaberblättern
zu montieren, ist mit äquidistantem
Abstand um die zentrale Apertur 56 angeordnet.
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4 ist
ein vertikaler Querschnitt der Schaufelstütze 50. Es kann gesehen
werden, dass die Schaufelstütze 50 eine
Tiefe aufweist, die größer als
die Breite der Splints 54 (wie in 3 gezeigt)
ist. Dies stellt eine relativ hohe Steifigkeit in der Längsrichtung
im Vergleich zu der Querrichtung bereit und fördert Knickverformung in der
Umfangsrichtung um die Längsachse.
Wenn das Material der Splints 54 einheitlich ist, geht
die höhere
Längssteifigkeit
aus der Tatsache hervor, dass das Flächenmoment 2. Grades
jedes Splints 54 in der Längsrichtung bedeutend größer als
das Flächenmoment 2.
Grades in der Querrichtung ist.
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5 ist
ein vertikaler Querschnitt durch zwei Schaufelstützen 50, 60,
die auf einem Molchkörper 20 montiert
sind. Die erste Schaufelstütze 50 ist mittels
der Montageaperturen 58 an anderen Komponenten montiert.
Eine dieser Komponenten ist ein Klemmring 70, und dies
verhindert die Drehung der Schaufelstütze 50. Weitere in 5 gezeigte
Komponenten sind herkömmliche
Dichtscheiben 30. Die zweite Schaufelstütze 60 ist von verstärkter Art
und ist drehbar auf dem Molch 20 montiert.
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Der
Molchkörper 20 weist
ebenfalls einen abnehmbaren frontalen Haken 22 auf, der
verwendet wird, um den Molch 20 an einem Rückholbereich oder
einer Molchschleuse zurückzuholen.
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6 zeigt
eine hervorstehende Ansicht der zwei Schaufelstützen 50, 60,
die auf einem Molch 20 zusammen mit den Dichtscheiben 30 montiert
sind.
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7 zeigt
eine schematische Ansicht der Schaufelstütze 50 innerhalb einer
Rohrleitung 80 mit relativ großem Durchmesser. Wenn der Molch
völlig zentral
ist, tritt kein Splint 54 in Kontakt mit der internen Oberfläche der
Rohrleitung 80. Ein kleines Maß an Translation in jeder radialen
Richtung verursacht jedoch, dass mindestens eine Splint 54 mit
der Rohrleitung 80 in Kontakt tritt, und dies verhindert
weitere Translation. Deswegen bleibt der Molch zentralisiert innerhalb
einer kleinen Toleranz an Translation.
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In 7 ist
gezeigt, dass die Splints 54 der Schaufelstütze 50 Abschrägungen 62 an
jeder führenden
Kante 64, 66 umfassen, um kontrollierte Umfangsverformung
des Splints 54 in einer zu der Längsachse A der Schaufelstütze 50 quer
verlaufenden Richtung zu fördern,
wenn eine Kraft auf den Splint 54 angewandt wird. Jeder
Splint 54 ist auf identische Art und Weise abgeschrägt. Das
Abschrägen der
führenden
Kante 64 jedes Splints 54 ist komplementär zu dem
Abschrägen
der anderen führenden Kante 66,
so dass die zwei führenden
Kanten 64, 66 jedes Splints im Wesentlichen parallel
sind. Dieses Abschrägen
kann ebenfalls in 8 gesehen werden, die ein vertikaler
Querschnitt der Schaufelstütze 50 ist.
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9 zeigt
die Schaufelstütze 50 in
einer verformten Kondition nachdem sie eine Reduzierung in dem internen
Durchmesser der Rohrleitung 80 erzielt hat. Aufgrund des
relativ großen
Tiefen-Breiten-Verhältnisses
jedes Splints 54 sind die Splints 54 anfällig gegenüber großen Ablenkungen
aus der Ebene, wenn eine Kraft auf die Splints in einer Richtung,
die im Wesentlichen parallel zu der Längsachse A der Stütze 50 ist,
angewandt wird. Aufgrund des besonderen Abschrägens der führenden Kanten der Splints 54 tritt
ein Ausknicken auf eine kontrollierte Art und Weise auf: die Splints 54 knicken
im Wesentlichen in einer quer zu der Längsachse A verlaufende Umfangsrichtung
und in einer Uhrzeigerrichtung aus.
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Jeder
Splint 54 ist aus einem elastischen Material, typischerweise
Polyurethan, gefertigt. Deswegen setzt jeder Splint 54 in
einem verformten Zustand eine gleichmäßige Kraft auf der internen
Oberfläche der
Rohrleitung 80 ein. Somit dient die Schaufelstütze 50 in
dem verformten Zustand immer noch dazu, den Molch innerhalb der
Rohrleitung 80 zu zentralisieren.
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Diese
Verwendung von kontrolliertem Ausknicken reduziert die erforderliche
Kraft bedeutend, um die Splints 54 zu verformen und deswegen
die Schaufelstütze 50 so
zu verändern,
dass sie sich an eine Reduzierung des Rohrleitungsdurchmessers anpassen
kann.
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Das
Abschrägen
jedes Splints kann so sein, dass ein Ausknicken auf eine Art und
Weise gegen den Uhrzeigersinn gefördert wird, wenn eine Längskraft
angewandt wird. Alternativ dazu kann die Formgebung jedes Splints
so sein, dass ein Verdrehen des Splints gefördert wird, um eine Umfangstranslation des
Splints zu erlangen. Die Splints und/oder der Kern können aus
jedem beliebigen elastischen Material, mit Ausnahme von Polyurethan,
gefertigt sein.