DE69213383T2

DE69213383T2 - Ferngesteuertes Gerät zum Abdichten und Schneiden von Rohren, die innen kontaminiert sind

Info

Publication number: DE69213383T2
Application number: DE69213383T
Authority: DE
Inventors: Giulio I-16161 Genova Ge Cai; Mario I-01013 Vetrella Vt Conti
Original assignee: Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA; Finmeccanica SpA
Current assignee: Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie lEnergia e lo Sviluppo Economico Sostenibile ENEA; Leonardo SpA
Priority date: 1991-10-02
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-10-02
Also published as: DE69213383D1; ITRM910740A1; ITRM910740A0; EP0538206B1; EP0538206A1; IT1250786B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ferngesteuerte Vorrichtung, mit der Rohre mit einem relativ kleinen Durchmesser abgedichtet und geschnitten werden können, gemäß dem vorkennzeichnenden Teil von Anspruch 1 (siehe JP-A-62 189 000).
Wenn Anlagen mit einem hohen Gefahrenpotential, beispielsweise Nuklearanlagen, insbesondere die zum Brennstoffzyklus gehörenden, oder chemische Anlagen demontiert werden, in denen toxische Substanzen verarbeitet wurden, und desgleichen bei der Ausführung spezieller Wartungsarbeiten in diesen Anlagen ist die Entfernung von Rohren, die kontaminierende oder giftige Substanzen enthalten, besonders wichtig.
Bis heute standen zur Ausftihrung der obenerwähnten Arbeiten entweder Hochtemperaturverfahren, wie beispielsweise Schneiden mit einem Plasmabrenner oder einem Sauerstoffbrenner, oder mechanische Verfahren, wie Schneiden mit Sägen, Scheren oder durch Abrieb unter Verwendung von Fräsen zur Verfügung. Jedoch war mit keinem dieser Verfahren das Abdichten sowohl des zu entfernenden Rohrabschnitts als auch des vor Ort verbleibenden möglich, so daß zwei Problem auftraten:
- Verteilung der kontaminierenden Elemente, die in den Rohren vorhanden sind, in die Umgebung;
- die Notwendigkeit menschlicher Anwesenheit in der Nähe der Arbeitsstätte bei Gefahr von Kontamination und/oder Strahlung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die obenerwähnten Mängel des Standes der Technik zu überwinden, indem eine Vorrichtung geschaffen wird, die ferngesteuert werden kann und mit der die aus Anlagen mit hohem Gefahrenpoten tial zu entfernenden Rohre geschnitten werden können, nachdem die Rohre selbst abgedichtet wurden, um so die kontaminierten Substanzen in den Rohren einzuschließen. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die für den Einsatz bei der Demontage und der speziellen Wartung der obenerwähnten Anlagen mit hohem Gefahrenpotential bestimmt ist, bei denen Rohre entfernt oder ausgetauscht werden müssen, umfaßt, um optimale Arbeitsbedingungen durch Fernsteuerung der Vorgänge und Einschluß der Kontamination zu schaffen, allgemein gesagt einen Arbeitskopf, der mit einem System zur Bewegung desselben verbunden ist, wobei der Kopf ein Rohr ergreifen, es zusammenquetschen, und zwei Endabschnitte, die durch bleibende Verformung des Materials verschlossen sind, herstellen und schließlich das Schneiden ausführen kann. Mit der betreffenden Vorrichtung können die Ausbreitung von Kontamination vermieden und die betreffenden Rohre problemlos entfernt werden, so daß die Gefahr für Personal, das in aggressiven Umgebungen arbeitet, erheblich verringert wird.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden verständlicher unter Bezugnahme auf die Beschreibung einer bevorzugten Ausführung derselben dargestellt, die als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird, wobei:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der betreffenden Vorrichtung als Ganzes ist;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Arbeitskopfgruppe der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab ist; und
Fig. 3,4,5,6 schematische Schnittansichten bzw. schematische Draufsichten des teilweise dargestellten Arbeitskopfes der Vorrichtung gemäß Fig. 1 während der aufeinanderfolgenden Vorgänge des Ergreifens, Zusammenguetschens, Abdichtens und Schneidens eines zu entfernenden Rohrs sind.
In Fig. 1 ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch als Ganzes dargestellt und umfaßt ein Hubfahrzeug 1, das mit Rädem versehen ist, wobei das Fahrzeug von einer Bedienungsperson über eine Steuerstange 2 gesteuert wird, die an der Vorderseite integral mit einer vertikalen Stange 3 versehen ist, an der sich ein Träger 4 vertikal bewegt. Der Träger trägt einen Arbeitskopf, der allgemein mit 5 gekennzeichnet ist und im folgenden ausführlicher beschrieben ist, und der mit einer hydraulischen Steuereinheit 6 verbunden ist, die ihrerseits mit einem Befehls- und Steuersystem 7 an dem Fahrzeug 1 verbunden ist, das von der Bedienungsperson betätigt werden kann, wobei Energie über ein elektrisches Akkumulatorenbatteriesystem 8 zugeführt wird, das sich im Inneren des Fahrzeugs 1 befindet, so daß das System zur Bewegung des Arbeitskopfes unabhängig von dem zur Bewegung des Fahrzeugs 1 ist.
Bei der obenbeschriebenen Konstruktion kann der Arbeitskopf bei Bewegung des Fahrzeugs 1 entlang der Achsen x, y und z eines kartesischen Systems bewegt werden, so daß der Arbeitskopf 5 nach oben bewegt und ungefähr an einem Rohr positioniert werden kann, das geschnitten werden soll, während die exakte Endpositionierung mit der hydraulischen Steuereinheit 6 und dem Befehls- und Steuersystem 7 ausgeführt wird, die den Arbeitskopf 5 auf dem Träger 4 entlang der Achsen x und y bewegen, wie dies weiter unten beschrieben ist.
Hier ist zu betonen, daß das System zum Bewegen des Arbeitskopfes, anstatt aus dem Fahrzeugs 1 zu bestehen, aus jedem anderen System bestehen kann, das in der Lage ist, den Träger 4 des Arbeitskopfes selbst, so beispielsweise einen sich erstreckenden Arm oder dergleichen, entlang der Achsen x, y und z zu bewegen.
In Fig. 2 ist der Arbeitskopf 5 schematisch als Ganzes ohne die in Fig. 1 gezeigte hydraulische Steuereinheit 6 an dem Träger 4 installiert dargestellt, der an der teilweise dargestellten vertikalen Stange 3 des Wagens 1, der nicht dargestellt ist, vertikal bewegt werden kann.
Der Arbeitskopf 5 umfaßt ein Aufnahmegehäuse 9, das auf zwei beabstandeten parallelen Längswellen, von denen in Fig. 2 nur eine sichtbar und mit 10 gekennzeichnet ist, über entsprechende Paare unterer Buchsen 11 verschiebbar gelagert ist. Jedes Ende der Wellen 10 ist fest mit einer Buchse 12 verbunden, die auf einer entsprechenden Querwelle 13 gleitet.
Die obenerläuterte Anordnung ermöglicht Bewegung des Arbeitskopf es 5 entlang der Achsen x und y zur genauen Positionierung des Kopfes in bezug auf das betreffende Rohr, wobei die Bewegung durch Preßköpfe (hydraulic jacks), von denen lediglich einer schematisch dargestellt und mit 14 gekennzeichnet ist, ausgeführt wird, die mit der Steuereinheit 6 verbunden sind.
Von der Vorderseite des Aufnahmegehäuses 9 aus erstreckt sich die Gruppe von Werkzeugen, die nacheinander die an dem zu entfernenden Rohr vorzunehmenden Arbeiten ausführen, und die eine Zusammendrück- und Klemmgruppe 15, die das Rohr zusammenquetscht und anschließend abdichtet, das hier mit 16 gekennzeichnet ist, eine Klinge 17, die mit einer Gegenplatte 18 zum Schneiden des abgedichteten Rohrs versehen ist, und eine Endplatte 19 enthält, die sich um eines ihrer Enden drehen kann, um das Rohr 16 positionieren und anschließend durch Rückkehr in die Ausgangsposition zwischen der Endplatte und den obenbeschriebenen Werkzeugen arretieren zu können.
Unter der Voraussetzung, daß die verschiedenen Bestandteile des Arbeitskopfes 5 mit Preßköpfen ausgeführt wird, die, obwohl nicht dargestellt, sämtlich mit der Steuereinheit verbunden sind, wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3, 4, 5 und 6, die weitere konstruktive Einzelheiten enthalten, die Funktion der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es ist auch anzumerken, daß in den obengenannten Figuren die Bauteile, die bereits erwähnt wurden, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
In Funktion wird der Arbeitskopf 5 der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zunächst in eine Position in der Nähe des zu schneidenden Rohrs 16 gebracht, indem das Hubfahrzeug 1 entlang der kartesischen Achsen x, y und z bewegt wird, wobei diese Bewegung durch die Bedienungsperson ausgeführt wird, der das Befehls- und Steuersystem 7 zur Verfügung steht, mit dem alle erforderlichen Vorgänge über die in Fig. 1 dargestellte hydraulische Steuereinheit ausgeführt werden können.
Wenn der Arbeitskopf 5 auf diese Weise ungefähr an dem zu entfernenden Rohr 16 positioniert ist und nachdem die Endplatte 19 in Richtung der Öffnung gedreht worden ist, wird der Arbeitskopf 5 entweder unter Sichtüberwachung oder mit Hilfe einer Fernsehkamera, die an geeigneter Stelle an dem Träger 4 angebracht ist, und eines Monitors, der sich an dem Hubfahrzeug 1 befindet (wobei keines der beiden Elemente dargestellt ist), in die abschließende Position gebracht. Diese Endpositionierung wird durch die Bewegung des Arbeitskopfes 5 auf dem Träger 4 entlang der kartesischen Achsen x und y ausgeführt, wobei der Kopf mit den Buchsen 11 und 12 auf den Wellen 10 bzw. 13 verschoben wird, bis er so positioniert ist, daß das Rohr 16 mit der Zusammendrückgruppe 15 in Kontakt ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Nunmehr ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung positioniert und bereit, die Vorgänge des Zusammenquetschens, Abdichtens und Schneidens des Rohres 16 auszuführen.
Zunächst wird, wie in Fig. 4 dargestellt, die Zusammendrückgruppe 15 betätigt und das Rohr 16 zusammengequetscht, anschließend kann sich durch Verringerung des Drucks in dem Hydraulikkreis über das Befehls- und Steuersystem 7 ein Paar elastischer Abstandshalter 20, die beispielsweise aus Gummi bestehen und ein Teil der Zusammendrückgruppe 15 bilden und im Zusammenquetschstadium zusammengedrückt sind, wieder ausdehnen, so daß sich die Nockenplatten 21 aus der in Fig. 4 dargestellten Position in die in Fig. 5 dargestellte drehen können und so ein Paar Keile 22 freigeben, die wie in letzterer Figur dargestellt, nach einer anschließenden Zunahme des Drucks in dem Hydraulikkreis und der dadurch bewirkten erneuten Betätigung der Zusammendrückgruppe 15 an das zusammengequetschte Rohr 16 gedrückt werden, so daß es durch dauerhaftes Kaltverbinden an zwei voneinander getrennten Punkten abgedichtet wird.
Abschließend wird, wie schematisch in Fig. 6 dargestellt, ein Paar Abstandshalter 23 gelöst, so daß die Gegenplatte 18 freigegeben wird, die sich vorwärtsbewegt und Verformung eines Paars elastischer Rückkehrabstandshalter 24 bewirkt, bis sie die Klinge 17, mit der sie verbunden ist, an das Rohr 16 drükken, so daß es an einem Punkt zwischen den obenerwähnten beiden abgedichteten Punkten geschnitten wird.
Nach Abschluß des letztgenannten Vorgangs wird die Ausgangsstellung der Werkzeuge an dem Arbeitskopf 5 wiederhergestellt, die Endplatte 19 wird in Richtung der Öffnung gedreht, so daß sich die Vorrichtung von dem Rohr 16 lösen kann, das bearbeitet wurde, und, wie oben beschrieben, an einem anderen Abschnitt des Rohrs 16 positioniert wird, an dem die obenbeschriebenen Vorgänge der Reihe nach wiederholt werden.
Es ist somit möglich, transportfähige Abschnitte des Rohrs, die an den beiden Enden abgedichtet sind, herzustellen, wobei die Abschnitte des Rohrs, die an Ort und Stelle verbleiben, an ihren jeweiligen Enden ebenfalls abgedichtet sind.
Es ist zu unterstreichen, daß die Gruppe von Werkzeugen an dem Arbeitskopf 5 auf ihrer Achse so gedreht werden kann, daß sie Funktion sowohl an horizontalen als auch an vertikalen Rohren ermöglicht.
Weiterhin ist zu betonen, daß, obwohl bei der vorliegenden Ausführung die Funktion der hydraulischen Steuereinheit 6, die die Werkzeuge an dem Arbeitskopf 5 betätigt, manuell durch die Bedienungsperson über das Befehls- und Steuersystem 7 an dem Fahrzeug 1 ausgeführt wird, die Funktion beispielsweise mit einer Funksteuerung ferngesteuert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführung beschränkt, sondern schließt, ohne vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen, alle Abwandlungen derselben ein.

Claims

1. Ferngesteuerte Vorrichtung zum Abdichten und Schneiden von innen kontaminierten Rohren, umfassend: eine Einrichtung (1) zum Bewegen der Vorrichtung; einen Arbeitskopf (5), der von der genannten Einrichtung zum Bewegen (1) gehalten ist und eine Einrichtung zum Ergreifen (19), Zusammendrücken (15), Abdichten (22) und Schneiden (17) der genannten Rohre (16) umfaßt; und eine Einrichtung zum Betätigen der genannten Einrichtungen, die den genannten Arbeitskopf (5) bilden, wobei die genannte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannte Einrichtung zum Abdichten des Rohres (16) zwei Keile (22) umfaßt, die mit einer Zusammendrückgruppe (15) verbunden sind und fähig sind, durch dauerhaftes Kaltverbinden einen vorhergehend zusammengedrückten Abschnittes des genannten Rohres an zwei voneinander getrennten Punkten abzudichten, und

die genannte Einrichtung zum Schneiden des Rohres (16) eine Klinge (17) umfaßt, die fähig ist, das genannte Rohr an einem Punkt zwischen den genannten zwei abgedichteten Punkten zu durchschneiden, und daß sie Mittel für die Fernsteuerung und zum Befehlen der genannten Betätigungseinrichtung um-

2. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zur Fernsteuerung und zum Befehlenen der genannten Betätigungseinrichtung Handsteuerungen (7) an der genannten Einrichtung zum Bewegen (1) umfaßt, die eine Steuerungseinheit (6) betätigen können, die mit der genannten Betätigungseinrichtung verbunden ist.

3. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zur Fernsteuerung und zum Befehlenen der genannten Betätigungseinrichtung eine Funksteuerung umfaßt, die eine Steuerungseinheit (6) betätigen können, die mit der genannten Betätigungseinrichtung verbunden ist.

4. Eine Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Zusammendrücken des Rohrs (16) eine Zusammendrückgruppe (15) umfaßt.

5. Eine Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Bewegen von einem Hubfahrzeug (1) gebildet ist, das entlang kartesianischer Achsen x, y, z bewegbar ist.

6. Eine Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Bewegen (1) von einem sich erstreckenden Arm gebildet ist, der entlang kartesianischer Achsen x, y, z bewegbar ist.

7. Eine Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Betätigen der genannten Komponenteneinrichtungen des Arbeitskopfes (5) Preßköpfe umfaßt.

8. Eine Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Einrichtung zum Ergreifen des Rohrs (16) eine verschwenkbare Platte (19) und Einrichtungen (9, 10, 11, 12, 13, 14) zum Bewegen des genannten Arbeitskopfes (5) entlang kartesianischer Achsen x, y umfaßt.