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Hintergrund der Erfindung
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I. Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Rohrmolche für
die Verwendung beim Füllen
oder Leeren von Pipelines, für
ein effizientes Reinigen des Rohrinneren, für eine interne Korrosionsbekämpfung sowie
für Abscheidung
und Sammlung von Fluiden. Die Erfindung betrifft insbesondere eine
Art von Schrubberpfanne für
die Verwendung als Teil eines Rohrmolches.
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II. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die Verwendung der Vorrichtung, die
durch Fluidströmung
im Innern einer Pipeline bewegt wird, ist hinlänglich bekannt und wird häufig als "Rohrmolch" bezeichnet. Die
Begriffe "Rohrmolch" oder einfach "Molch" werden in dieser
Branche häufig
verwendet. Molche werden bei der Konstruktion von Pipelines sowie
während der
Betriebsdauer von Pipelines eingesetzt. Einige Betreiber lassen
Molche in geplanten Abständen
durch ihre Pipelines laufen.
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Rohrmolche sind für ein effektives Füllen oder
Leeren einer Pipeline, für
eine effiziente Reinigung der Innenwand einer Pipeline, für eine interne
Korrosionsbekämpfung,
zum Abscheiden und Sammeln von Fluiden aus Pipelines wesentlich.
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Im Hinblick auf allgemeine Informationen
in Bezug auf Anwendung und Gebrauch von Rohrmolchen wird nunmehr
auf einen Artikel mit dem Titel "Fundamentals
of Pipeline Pigging" von
Burt VerNooy, erschienen in Pipeline Industry im September/Oktober
1980, herausgegeben von der Gulf Publishing Company aus Houston
in Texas, verwiesen. Zu weiteren Hintergrundinformationen über Rohrmolche
der Art, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, wird nunmehr
auf die folgenden US-Patente des Standes der Technik verwiesen:
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Insbesondere bezieht sich die US3766587
auf eine Pfanne für
die Verwendung in einem Rohrmolch, sieht aber keine benötigte "Schrubber"-Wirkung auf der
Innenfläche
der Pipeline vor, während
er entlang der Pipeline bewegt wird, da er keine Mehrzahl von Seite-an-Seite-Lippenabschnitte
aufweist, um die Pipelinewand zu kontaktieren, und daher kann keine
Schrubberwirkung erzielt werden.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Mehrlippenpfanne, die auch als Schrubberpfanne bezeichnet werden
kann, für
die Verwendung als Teil eines Rohrmolches. Ein typischer Rohrmolch
beinhaltet in einer Ausgestaltung einen länglichen Körper mit einem Außendurchmesser,
der weitaus geringer ist als der Innendurchmesser der Pipeline,
in der er eingesetzt werden soll. Der Längskörper, der gewöhnlich aus
Metall besteht, hat ein vorderes und ein hinteres Ende. Eine erste
an der Pipeline-Innenwand angreifende Struktur wird an dem Körper in
der Nähe
des vorderen Endes befestigt, und eine zweite an der Pipeline-Innenwand
angreifende Struktur wird an dem Körper in der Nähe des hinteren
Endes befestigt. Unter "eine
an der Pipeline-Innenwand angreifende Struktur" ist eine Vorrichtung zu verstehen,
die die Innenwand der Pipeline kontaktiert und den Molchkörper in
der Pipeline zentral abstützt.
Wenigstens eine der an der Wand angreifenden Strukturen muss von
einem Typ sein, der an der Innenwand der Pipeline abschließt oder
wenigstens im Wesentlichen abschließt, so dass der Molch von dem
Strom von Fluiden, ob Flüssigkeiten
oder Gase, durch die Pipeline bewegt wird, d. h. der typische Rohrmolch
des Typs, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, wird nur
durch die Kraft einer Flüssigkeits-
oder Gasströmung
durch die Pipeline bewegt.
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In einem ersten Aspekt der Erfindung
wird eine Pfanne für
die Verwendung als Teil eines Rohrmolches bereitgestellt, der eine
Schrubberwirkung in einer Pipeline bewirkt, umfassend ein elastomeres
Element mit einem äußeren, an
der Pipeline-Umfangswand angreifenden Abschnitt mit einer Mehrzahl
von wenigstens drei dicht beabstandeten Umfangslippenabschnitten,
die im Wesentlichen um 360° um
den Molch verlaufen, um im Wesentlichen an der Innenwand der Pipeline
rundum anzugreifen, wobei sie jeweils in Bezug aufeinander flexibel
sind, und dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lippenabschnitt eine
radiale Länge
hat, die wenigstens das Zweifache ihrer Dicke beträgt, mit
einer im Wesentlichen gleichförmigen
Dicke über
die gesamte radiale Länge
davon, und an einer äußeren, an
der Pipeline angreifenden zylindrischen Umfangskante mit einer Breite endend,
die im Wesentlichen gleich der genannten im Wesentlichen gleichförmigen Dicke
ist, wobei die genannten Lippenabschnitte einstückig mit dem an der Wand angreifenden
Abschnitt ausgebildet sind.
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In einem zweiten Aspekt der Erfindung
wird ein Molch bereitgestellt, der eine Schrubberwirkung für die Verwendung
im Innern einer Pipeline und mit einer Bewegungsrichtung im Innern
einer Pipeline bereitstellt, der Folgendes umfasst:
einen Längskörper mit
einem vorderen Ende und einem hinteren Ende;
eine erste an
der Pipeline-Innenwand angreifende Struktur in der Nähe des genannten
vorderen Endes des Körpers;
eine
zweite an der Pipeline-Innenwand angreifende Struktur in der Nähe des genannten
hinteren Endes des Körpers,
wobei die genannte erste und die genannte zweite an der Wand angreifende
Struktur wenigstens teilweise die Aufgabe haben, den genannten Körper in
einer Pipeline abzustützen,
wobei wenigstens eine der genannten an der Wand angreifenden Strukturen
ein elastomeres Pfannenelement mit einem äußeren an der Pipeline-Wand
angreifenden Umfangsabschnitt mit einer Mehrzahl von wenigstens
drei Lippenabschnitten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippenabschnitte
einstückig
mit dem an der Wand angreifenden Abschnitt ausgebildet und dicht
beabstandete Umfangslippenabschnitte sind, jeweils mit einer Lippendicke,
wobei die einstückigen
Lippenabschnitte separat flexibel zueinander sind, wobei jeder Lippenabschnitt
eine radiale Länge
hat, die wenigstens das Zweifache ihrer Dicke beträgt, und
wobei die Lippenabschnitte jeweils eine im Wesentlichen gleichförmige Dicke über ihre
radiale Länge aufweisen
und an einer äußeren, an
der Pipeline angreifenden zylindrischen Umfangskante mit einer Breite
enden, die im Wesentlichen gleich der genannten im Wesentlichen
gleichförmigen
Dicke ist, und wobei die Lippenabschnitte im Wesentlichen um 360° um den Molch
herum verlaufen, so dass sie beim Gebrauch im Wesentlichen am Inneren
der Pipeline rundum angreifen.
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In noch einem weiteren Aspekt der
Erfindung wird eine Pfanne für
die Verwendung in einer Pipeline als Teil eines Rohrmolches bereitgestellt,
umfassend ein elastomeres Element im Wesentlichen in der Form einer
Scheibe mit einem zentralen Abschnitt, einem radial von dem genannten
zentralen Abschnitt verlaufenden Zwischenabschnitt und mit einem äußeren, an
der Pipeline-Wand angreifenden Umfangsabschnitt, definiert durch
eine Mehrzahl von wenigstens drei dicht beabstandeten Umfangslippenabschnitten,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lippenabschnitte einstückig mit
dem an der Wand angreifenden Abschnitt ausgebildet sind, wobei jeder
Lippenabschnitt eine Lippendicke hat, wobei die Lippenabschnitte
separat flexibel relativ zueinander sind, wobei jeder Lippenabschnitt
eine radiale Länge
hat, die im Wesentlichen das Zweifache ihrer Dicke beträgt, und
wobei jeder der Lippenabschnitte im Wesentlichen um 360° um die Pfanne
verläuft,
so dass jeder im Gebrauch im Wesentlichen an der Innenwand der Pipeline
rundum angreift.
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Das Wesen der vorliegenden Erfindung
ist ein Rohrmolch, eine Pfanne oder Scheibe aus einem elastomeren
Material wie z. B. Plastik, wobei Urethan ein bevorzugter Plastiktyp
ist, mit äußerst flexiblen,
eng beabstandeten Umfangslippen, die als Umfangsschrubber an der
Innenwand der Pipeline wirken, durch die sich der Molch bewegt.
Die Lippen haben eine ausreichende Flexibilität, so dass sie abgelenkt werden,
wenn ein in das Rohr ragendes Objekt auftritt. Umfangs- oder Längsschweißraupen,
Verkrustungsbereiche und Vertiefungen sind häufige Typen von in einer Pipeline
auftretenden Objekten.
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Ein umfassenderes Verständnis der
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten
Ausgestaltungen und Ansprüche
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vermittelt.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine isometrische Ansicht eines Rohrmolches unter Verwendung der
Schrubberpfannen der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine vergrößerte fragmentarische
Ansicht eines Außenabschnitts
eines derzeit verwendeten typischen elastomeren Pfannentyps, wobei
die Pfanne von einem Rohrmolchkörper
(nicht dargestellt) getragen wird. Ein Abschnitt einer Rohrseitenwand
zeigt eine Umfangsschweißraupe.
Diese Ansicht illustriert die Beziehung zwischen einer Pfanne eines
derzeit verwendeten Typs, während
diese einen Umfangsschweißraupe
passiert. 2 ist für den Stand
der Technik repräsentativ.
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3 ist
eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Abschnitts einer
Pipelinewand, die eine Längsschweißnaht hat.
Der äußere Umfangsabschnitt
einer elastomeren Pfanne, die Teil eines Rohrmolches wie in 2 ist, ist im Querschnitt
dargestellt. Es wird die Ablenkung der Pfannenabschlussfläche durch
die Längsschweißraupe illustriert. 3 ist für den Stand der Technik repräsentativ.
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4 ist
ein Seitenriss, teilweise aufgeschnitten, einer schrubberartigen
Pfanne, die die Grundsätze der
vorliegenden Erfindung illustriert.
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5 ist
eine vergrößerte fragmentarische
Querschnittsansicht der Schrubberpfanne von 4.
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6 ist
eine vergrößerte fragmentarische
Ansicht eines Querschnitts einer Wand einer Pipeline mit einer Umfangsschweißraupe,
wie in 2 gezeigt, die
die Schrubberpfanne der vorliegenden Erfindung wie zuvor in 5 illustriert zeigt. 6 zeigt, dass die Schrubberpfanne
der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Abschlusskontakt mit
der Rohrseitenwand hält,
wenn eine Umfangsschweißstelle
passiert wird.
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7 zeigt
einen Abschnitt einer Pipeline in einer Querschnittsansicht lotrecht
zur Längsachse
der Pipeline, die eine Längsschweißraupe gemäß Illustration
in 3 zeigt. Diese Figur
zeigt einen vertikalen Querschnitt von einer aus der Mehrzahl von
Umfangslippen der Schrubberpfanne der vorliegenden Erfindung, wobei
die Umfangslippe ein hohes Maß an
Flexibilität
hat. Es wird illustriert, dass der durch die Längsschweißung verursachte Leckweg durch
die Verwendung der Schrubberpfanne weitgehend reduziert wird.
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8 ist
ein Aufriss, teilweise im Querschnitt dargestellt, einer aus einem
elastomeren Material gebildeten Scheibe, wobei die Scheibe eine
Mehrzahl von Umfangslippen hat, die eine Schrubberfunktion ausführen, wenn
die Scheibe an einem Rohrmolch verwendet wird.
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9 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Teils der Schrubberscheibe von 8.
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10 ist
ein Seitenriss einer anderen Ausgestaltung eines Rohrmolches, der
die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung umsetzt. Während 1 einen Rohrmolch mit einem zentralen
Längskörper, typischerweise
aus Metall wie z. B. Stahl, zeigt, ist 10 eine Illustration einer Ausgestaltung
des Molches, in dem Molchkörper
und Pfannen einstückig
aus einem elastomeren Material gebildet sind.
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11 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 11-11 von 10.
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12 ist
ein Seitenriss wie in 10,
zeigt jedoch einen Rohrmolch aus einem elastomeren Material, wobei
Scheiben einstückig
mit dem Molchkörper
ausgebildet sind, wobei jede der Scheiben eine Mehrzahl von Lippen
auf ihrer äußeren Umfangsfläche hat.
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13 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 13-13 von 12.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausgestaltungen
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Eine Mehrlippenpfanne oder -scheibe
wird für
die Verwendung an einer Vorrichtung (Rohrmolch) eingesetzt, die
durch eine Pipeline geleitet wird, wobei die Pipeline eine zylindrische
Innenwand hat. Die Mehrlippenpfanne oder -scheibe erzeugt durch
ihre zahlreichen, flexiblen Dichtungslippen einen ständigen wirksamen Abschluss
bei der Passage der Vorrichtung durch die Pipeline. Die Mehrlippenpfanne
oder -scheibe schließt wirksamer
an der Innenwand einer Pipeline ab als existierende konventionelle
Pfannen und Scheiben.
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Während
der Vorgänge
des Füllens
oder Leerens einer Pipeline, beim Umstellen einer Pipeline von einem
Fluidprodukt auf ein anderes, beim Trennen von zwei verschiedenen
Fluidprodukten auf ihrem Weg durch eine Pipeline sowie beim Trocknen
einer Pipeline ist es wichtig, einen Rohrmolch mit effektiven Abschlussfähigkeiten
zu verwenden.
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Konventionelle Pfannen oder Scheiben
(siehe 2 und 3) schließen zuweilen nicht effektiv
ab, besonders dann, wenn etwas ins Innere des Rohrs vorsteht.
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Die Mehrlippenpfannen oder -scheiben
der vorliegenden Offenbarung (siehe 1 und 4 bis 9) haben zahlreiche flexible Dichtungslippen,
so dass ein wirksamerer Abschluss sowohl in einem glatten Innenrohr
als auch in Vorsprungsbereichen ins Innere des Rohres gewahrt bleibt
(siehe 6 und 7).
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Bei der Herstellung einer Pfanne,
die die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung umsetzt, ist es wichtig, dass eine Mehrzahl
von beabstandeten Umfangslippen verwendet wird. Breite oder Dicke
der Umfangslippen kann etwa 3/16 Zoll und die Breite der Rillen
typischerweise etwa 3/16 Zoll betragen, wobei die Tiefe der Rillen
und somit die radiale Länge
der integralen Umfangslippen ein Mehrfaches der Breite der Lippen
beträgt. Wenn
die Lippen z. B. eine Breite von etwa 3/16 Zoll haben, dann können die
Tiefe der Rillen und somit die radiale Höhe der integralen Lippen etwa
5/8 Zoll betragen.
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Die Anzahl der Rillen, und somit
die Anzahl der Umfangslippen, kann zwischen ein paar wie z. B. drei oder
vier und einer weitaus größeren Zahl
wie z. B. zehn, zwölf
oder mehr variieren, je nach der Länge der Pfanne oder Scheibe,
da die Länge
in einer Ebene der Längsachse
des Rohrmolches gemessen wird, an dem die Pfanne angebracht ist.
Die Tiefe der Rillen muss ausreichen, damit ein hohes Maß an Flexibilität der Umfangslippen
entsteht, darf jedoch nicht so groß sein, dass die Lippen nicht
mehr elastisch genug sind, um fest an der inneren Umfangsfläche der
Pipeline anzugreifen, in der die Pfanne eingesetzt wird.
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Die Zeichnungen illustrieren zwar
Mehrlippenpfannen und -scheiben, in denen die Schlitze und somit die
integralen Umfangslippen radial zur Umfangsachse der Pfanne verlaufen,
aber das Konzept der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf begrenzt.
Das heißt,
die die Umfangslippen bildenden Rillen können einen Winkel von mehr
oder weniger als 90° in
Bezug auf eine Längsachse
der Scheibe oder Pfanne bilden.
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Die Erfindung betrifft elastomere
Pfannen, die an Rohrmolchen verwendet werden. Unter "elastomer" ist ein Material
mit Ablenkungselastizität
zu verstehen. Materialien, die für
die Verwendung bei der Herstellung von Mehrlippenscheiben oder -pfannen
des hierin offenbarten Typs geeignet sind, sind unter anderem Gummi, Urethan
oder Plastikmaterialien mit ähnlichen
Eigenschaften.
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1 zeigt
einen typischen Rohrmolchtyp, der mit Pfannen ausgestattet ist,
die die Grundsätze
der vorliegenden Erfindung umsetzen. Der typische Rohrmolch hat
einen Längskörper 10,
der verschiedene Formen und Konfigurationen haben kann, wobei der
Körper
Strukturen trägt,
mit denen er in einer Pipeline gehalten wird. Die Tragstrukturen
halten die Längsachse 12 des
Körpers 10 im
Wesentlichen in Übereinstimmung mit
der zylindrischen Achse der Pipeline, in der sich der Molch bewegt.
Die Strukturen, um den Molchkörper 10 konzentrisch
in der Pipeline zu tragen, können
Schaber, Rollen oder dergleichen beinhalten, aber in der in 1 illustrierten Ausgestaltung
haben die vorderen und hinteren Strukturen 14 und 16 die
Form von elastomeren Pfannen. Die Pfannen, die die vorderen und
hinteren Strukturen 14 und 16 von 1 bilden, sind schrubberartige Pfannen,
d. h. Pfannen mit mehreren Lippen, die die Grundsätze der
vorliegenden Erfindung umsetzen und die nachfolgend ausführlicher
beschrieben werden.
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2 ist
eine partielle Querschnittsansicht einer Pipelinewand 18 mit
einer inneren Umfangsfläche 20. Die
Pipeline 18 ist von dem bei der Konstruktion von Pipelines
am häufigsten
eingesetzten Typ, wobei Rohrlängsabschnitte 18 und 18A stumpfgeschweißt sind,
d. h. wo benachbarte Rohrstücke
durch Rundschweißnähte 22 Ende
an Ende miteinander verbunden sind. Um die volle Festigkeit der
Pipeline zu gewährleisten, beinhalten
Schweißnähte 22 charakteristischerweise
eine innere Umfangsraupe 24, die unregelmäßig in die innere
zylindrische Fläche 20 der
Pipeline vorsteht.
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2 illustriert
eine konventionelle elastomere Pfanne 26 im Querschnitt.
Die konventionelle Pfanne 26 hat gewöhnlich einen radial verlaufenden
Innenabschnitt 28, der geometrisch so konfiguriert ist,
dass er an einem Molchkörper
wie dem Körper 10 von 1 befestigt wird. Vom inneren
Teil 20 ausgehend verläuft
ein kegelstumpfförmiger
Pfannenabschnitt 30, und jenseits des konischen Pfannenabschnitts 30 verläuft ein äußerer Abschnitt 32,
der eine an der Rohrwand angreifende Umfangsfläche 34 bildet. Gemäß Darstellung
in 2 wird die Oberfläche 34 durch
die Schweißraupe 24 geringfügig von
der Rohrinnenwand 28 verschoben, so dass sichtbar wird,
dass vorübergehend
ein Spalt 36 entstehen kann, wenn eine Pfanne eines Standarddesigns
auf eine innere Umfangsschweißraupe
in einem Rohr auftrifft.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer Pipeline des Typs, in dem ein Rohrstück durch
Falten eines Längsstahlbleches 38 so
gebildet wird, dass die gegenüberliegenden
Ränder 40A und 40B einander
benachbart sind. Die gegenüberliegenden
Ränder
werden mit einer Längsschweißnaht 42 zu
einem Rohrstück
zusammengeschweißt.
Die Schweißnaht
bildet unweigerlich eine innere Längsraupe 44. Der äußere Abschnitt 46 einer
elastomeren Pfanne hat eine Umfangsfläche 48, die bei 50 durch
eine Schweißraupe 44 nach
innen abgelenkt wird, so dass Leckkanäle 52 entstehen.
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Die Angaben in den 2 und 3 sind
nicht als wörtlich
präzise
zu verstehen, so als wenn sie von tatsächlichen Messungen von Pfannen
in einer Pipeline stammten, sondern sie sollen schematisch Eigenschaften
einer typischen, derzeit in Gebrauch befindlichen elastomeren Pfanne
illustrieren, wenn die Pfannen innere Umfangs- oder Längsschweißraupen
kontaktieren. Das heißt,
die 2 und 3 sollen Probleme illustrieren,
die beim Gebrauch einer üblicherweise
erhältlichen
elastomeren Pfanne in einer Pipeline mit Schweißnähten vorliegen.
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Die verbesserte Pfanne der vorliegenden
Erfindung ist am besten aus den 4 und 5 ersichtlich, auf die nunmehr
Bezug genommen wird. Die Grundstrukturkonfiguration der Pfanne der 4 und 5 ist im Wesentlichen dieselbe wie die
der in 2 gezeigten Pfanne
des Standes der Technik. Die Pfanne ist einstückig aus elastomerem Material
wie z. B. Urethan gebildet und beinhaltet einen zentralen radial
verlaufenden Abschnitt 54, der gewöhnlich eine breite Öffnung 56 darin
aufweist, um die Montage der Pfanne an einem Rohrmolchkörper zu
erleichtern. Vom radialen Abschnitt 54 verläuft einstückig radial
ein kegelstumpfförmiger
Abschnitt 58 sowie ein äußerer Betriebsabschnitt
der Pfanne, mit der Bezugsziffer 60 bezeichnet. An der
an der Umfangsrohrwand angreifenden Außenfläche des äußeren Abschnitts 60 ist
eine Mehrzahl von beabstandeten Umfangslippen ausgebildet. In der
illustrierten Anordnung gibt es eine vordere Lippe 62,
eine hintere Lippe 64 sowie mehrere Zwischenlippen 66.
Zwischen benachbarten Lippen befinden sich Umfangsräume 68.
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In der bevorzugten Anordnung sind
die Breite der Zwischenlippen 66 und die Breite der Räume 68 im Wesentlichen
dieselbe, aber diese Beziehung kann variieren. So ist beispielsweise
die Breite der Lippen 66 in 5 geringfügig größer als
die Breite der Räume 68.
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Das Wesen der Erfindung ist eine "schrubber"-artige Pfanne, d.
h. eine Pfanne aus einem elastomeren Material mit einer äußeren peripheren
Betriebsfläche
mit einer Mehrzahl von dicht beabstandeten, flexiblen, einstückigen Umfangslippen,
die durch Umfangsräume getrennt
sind. Unter "Mehrzahl" ist eine Mindestzahl von
wenigstens drei beabstandeten einstückigen Lippen mit mindestens
zwei Umfangsräumen
zu verstehen, die die drei Lippen trennen. In der bevorzugten Ausgestaltung
werden jedoch mehr als drei Lippen verwendet.
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Um die beabsichtigten Ergebnisse
der vorliegenden Erfindung zu erzielen, müssen die einstückigen Umfangslippen
eine relativ geringe Breite haben, wobei die Breite parallel zu
einer zylindrischen Pfannenachse 70 gemessen wird, wie
in 4 gezeigt wird. Die
Breite der Umfangslippen kann vorzugsweise wenigstens etwa 1/8 Zoll
und nicht mehr als 1/4 Zoll betragen, aber wenn die Pfanne einen
sehr großen
Durchmesser hat, wie z. B. 3–4
Fuß oder
mehr, dann kann die Höhe
der integralen Lippen und die Breite der Lippen vergrößert werden.
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Die Höhe der Lippen wird vom Boden
der Rillen 68 bis zur äußeren Rohrkontaktkante
der Lippen gemessen, und diese Höhe
wird in 5 mit der Bezugsziffer 72 angegeben.
Die Höhe 72 der
Lippen ist ein Vielfaches der Breite der Lippen. Wenn beispielsweise
eine Lippe eine Breite oder Dicke von 1/8 Zoll hat, dann sollte
die Höhe 72 der
Lippen wenigstens 1/4 Zoll haben, aber vorzugsweise ein Mehrfaches
von wenigstens dem Drei- bis
Vierfachen der Breite der Lippen. So sollte eine Lippe von 1/8 Zoll
Breite beispielsweise eine Höhe
von wenigstens etwa 3/8 Zoll oder ½ Zoll haben.
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Vorteile der Ausgestaltung der in
den 4 und 5 offenbarten Schrubberpfanne
sind in den 6 und 7 illustriert. 6 zeigt die Wirkung der
Schrubberpfanne im Vergleich zu der der in 2 gezeigten Pfanne des Standes der Technik.
Wie in 6 zu sehen ist,
befinden sich alle Umfangslippen in Kontakt mit der zylindrischen
Rohrwand 20, mit Ausnahme von einer der Zwischenumfangslippen 66,
die von der Raupe 24 abgelenkt wird. Dies zeigt, dass selbst
beim Passieren einer internen und unregelmäßigen Umfangsraupe die Schrubberpfanne
die Pfannenperipherie mit der zylindrischen Rohrwand 20 völlig abschließen kann.
Das heißt,
wenn die Schrubberpfanne ein Objekt auf der Innenseite der Rohrwand
passiert, wie z. B. eine Verkrustung, Beule usw., die eine Längsabmessung
von weniger als der vollen Breite der Pfanne hat, dann werden nicht
alle Umfangslippen gleichzeitig abgelenkt, so dass – es sei
denn, die Behinderung oder Beule hat eine Längslänge, die größer ist als die Breite der
gesamten Pfannenkontaktierfläche – ein besserer
Abschluss zwischen Pfanne und Rohrwand erhalten bleibt.
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7 zeigt
eine Schrubberpfanne der 4 und 5, die entlang einer Längsschweißnaht passiert. 7 ist eine Querschnittsansicht
durch einen äußeren Pfannenabschnitt 60 und
durch einen Umfangsraum 68 und zeigt die Rückseite
einer Umfangslippe 66. Der Boden eines Raums wird durch
die Umfangslinie 74 angedeutet, während der äußere Umfangsrand einer Umfangslippe 66 durch
die Linie 76 angedeutet wird. Der äußere Rand 76 wird
durch die Innenraupe 44 geringfügig nach innen abgelenkt, wobei
die Innenablenkung durch die Bezugsziffer 78 angedeutet
wird, so dass ein kleiner Leckkanal 80 entsteht. Die Leckkanäle 80 sind im
Wesentlichen dieselben wie die Leckkanäle 52 von 3, mit der Ausnahme, dass
aufgrund der weitaus größeren Flexibilität der Umfangslippen
die durch die Längsschweißraupe 44 verursachte
Innenablenkung erheblich reduzierte oder keine Leckkanäle 80 entstehen,
je nach der tatsächlichen
Kontur der Längsraupe,
verglichen mit der in 3 gezeigten
häufig
verwendeten elastomeren Pfanne, die weitaus größere Leckkanäle 52 erzeugt.
Während
also die Schrubberpfanne das Innere einer Pipeline nicht immer unbedingt
vollständig gegen
Längsdefekte
abschließen
kann, bewirkt jedoch trotzdem die weitaus höhere Flexibilität der Umfangslippen
eine Reduzierung oder Eliminierung von Leckkanälen.
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1 ist
eine Illustration eines Rohrmolches, bei dem zwei der Pfannen gemäß 4 und 5 zum Vervollständigen des Molches verwendet
werden. Metallplatten 82 mit einem Durchmesser, der im
Wesentlichen gleich dem Durchmesser des radialen Pfannenabschnitts 54 ist,
werden zum Montieren der Pfannen am Rohrmolchkörper verwendet. Schrauben 84 verlaufen
durch Platten 82 und durch Öffnungen 86 in den
Pfannen, wie in 5 dargestellt
ist, um die Pfannen am Rohrmolchkörper zu befestigen. Die spezifische
Art des Befestigens der Pfanne ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung,
da der Aufbau von Rohrmolchen in der Technik bekannt ist. In der
Tat könnten
die Pfannen integraler Bestandteil des Molchkörpers sein, wobei Körper und Pfannen
alle aus einem Stück
und aus einem elastomeren Material hergestellt sind.
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Die 8 und 9 zeigen eine alternative
Ausgestaltung der Erfindung in der Form einer Scheibe anstatt einer
Pfanne. Eine Scheibe, allgemein mit der Bezugsziffer 88 bezeichnet,
ist ein unitäres
Element aus einem elastomeren Material wie Gummi oder Plastik, inkl.
speziell Urethan, und beinhaltet eine radiale vordere Fläche 90 und
hintere Fläche 92.
Rohrmolchscheiben haben typischerweise eine zentrale Öffnung 94,
die ein Mittel ergeben, mit dem sie an einem Molchkörper abgestützt werden,
und Schrauben werden durch Öffnungen 96 geführt, aber
die zentrale Öffnung 94 und
die Schrauböffnung 96 können beträchtlich
variieren, und es können andere
geometrische Anordnungen verwendet werden, mit denen eine Scheibe 88 an
einer Molchkörperstruktur
befestigt wird.
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Das kennzeichnende Merkmal der Scheibe 88 der 8 und 9 ist die Mehrzahl von dicht beabstandeten
flexiblen integralen Umfangslippen, einschließlich der vorderen Lippe 98,
der hinteren Lippe 100 und der Zwischenlippe 102,
und die illustrierte Ausgestaltung der 8 und 9 zeigt
vier solcher Zwischenlippen 102. Die Lippen sind durch
Räume 104 dicht
voneinander beabstandet, wobei die Räume einen unteren Rand 106 haben,
und die Lippen haben eine gleichförmige Oberseite 108.
Die Lippen 98, 100 und 102 des elastomeren Scheibenelementes,
wie sie an einem Rohrmolch verwendet werden, haben dieselben Aufgaben,
Funktionen und Vorteile, wie sie für die in den 4 und 5 illustrierte
Schrubberpfanne beschrieben wurden. Die Umfangslippen haben eine
ausreichende Länge,
so dass sie äußerst flexibel
sind, und es sind mehrere vorhanden, d. h. die Scheibe der 8 und 9 muss zum Erfüllen des Zwecks der vorliegenden
Erfindung in einer Anzahl von wenigstens drei (vorzugsweise mehr)
vorliegen. Die Lippen werden durch Umfangsräume 104 getrennt,
wobei die Höhe
der Lippen ein Mehrfaches der Dicke der Lippen beträgt, alles
wie mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben wurde. Eine
Scheibe der 8 und 9 fungiert im Wesentlichen
auf dieselbe Weise wie die Pfanne der 4 und 5, d. h. sie stellt ein schrubberartiges
Element bereit, das eng der inneren Umfangswand einer Pipeline folgt,
um die Wirksamkeit des Abschlusskontakts zwischen Scheibe und Pipeline-Innenwand
zu verbessern. Der in der vorliegenden Offenbarung verwendete Begriff "Pfanne" soll auch eine Scheibe
einbeziehen, so dass der Ausdruck "Pfanne" jedes elastomere Element beinhaltet,
das für
die Verwendung an einem Rohrmolch oder eines Teils eines solchen
mit einer äußeren Umfangsfläche konfiguriert
ist, die von einer Mehrzahl von dicht beabstandeten, äußerst flexiblen
integralen Umfangslippen gebildet wird.
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Die 10 und 11 zeigen eine alternative
Ausgestaltung der Erfindung. Während 1 einen Rohrmolch mit einer
vorderen und hinteren Pfanne und einem Längskörper gewöhnlich aus einem Metall wie
z. B. Stahl illustriert, an dem die Pfannen entfernbar angebracht
werden, zeigen die 10 und 11 die Ausgestaltung, in
der Pfannen und Molchkörper
einstückig
aus elastomerem Material gebildet sind. Der elastomere Körper ist
mit der Bezugsziffer 110 bezeichnet. Einstückig vom
Körper 110 verlaufen
beabstandete Pfannen 112, 114 und 116.
Jede der Pfannen ist in Bezug auf den Molchkörper 110 nach hinten
geneigt, wobei das vordere Ende des Molchkörpers mit Bezugsziffer 118,
das hintere Ende mit Bezugsziffer 120 bezeichnet ist. Jede
der Pfannen 112, 114 und 116 hat an ihrer äußeren Umfangsfläche eine
Mehrzahl von beabstandeten flexiblen integralen Lippen, die allgemein
mit der Bezugsziffer 122 bezeichnet sind. Die Lippen sind
gemäß den allgemeinen
illustrierten und ausführlich
mit Bezug auf die 4 bis 7 beschriebenen Grundsätzen konfiguriert.
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Der integrale Molchkörper 10 hat
am vorderen Ende 118 einen integralen Nasenabschnitt 124,
durch den eine laterale Öffnung 126 verläuft, was
bei integralen elastomeren Molchen üblich ist. Ferner hat der Molchkörper 110 eine
zentrale Aussparung 129, deren Hauptfunktion darin besteht,
das Gewicht des elastomeren Molches sowie die Menge an für seinen
Bau benötigtem
elastomerem Material zu reduzieren.
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Der elastomere Molch der 10 und 11 funktioniert auf dieselbe Weise, um
dieselben Ergebnisse zu erzielen wie der in 1 gezeigte Molch, der Pfannen wie in 4 bis 7 illustriert und beschrieben verwendet, und
der einzige signifikante Unterschied besteht darin, dass in der
Ausgestaltung von 1 die
Pfannen entfernbar an einem Molchkörper angebracht sind, während die
Pfannen in 10 und 11 einstöckig mit einem elastomeren
Molchkörper
ausgebildet sind.
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Die 12 und 13 zeigen eine zusätzliche
alternative Ausgestaltung der Erfindung ähnlich wie in den 10 und 11, mit der Ausnahme, dass der Molch
in den 12 und 13 integrale, radial verlaufende
Scheiben hat.
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Insbesondere zeigen die 12 und 13 einen elastomeren Molchkörper 130 mit
drei radial verlaufenden integralen Scheibenabschnitten 132, 134 und 136,
wobei jeder der Scheibenabschnitte an seiner äußeren Umfangsfläche eine
Mehrzahl von integralen, flexiblen, beabstandeten Umfangslippenabschnitten
hat, die mit der Bezugsziffer 138 bezeichnet sind, wobei
die Lippenabschnitte dieselben sind, die mit Bezug auf die 8 und 9 illustriert und beschrieben wurden.
Der Unterschied zwischen den in 8 und 9 illustrierten Scheiben und
dem integralen Molch der 12 und 13 besteht darin, dass der
integrale Molch keine entfernbaren oder austauschbaren Scheiben
verwendet, aber die Funktion der Scheiben ist dieselbe.
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Der Rohrmolch der 12 und 13 hat
einen Nasenabschnitt 140 und eine zentrale Aussparung 142, im
Wesentlichen wie in den 10 und 11, und diese haben denselben
Zweck.
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Somit zeigen die 10, 11, 12 und 13, dass die Erfindung mit integralen
Pfannen oder Scheiben oder mit entfernbaren Pfannen oder Scheiben
umgesetzt werden kann. Während
in der Illustration von 1 zwei Pfannen
verwendet werden, werden in den 10 bis 13 drei Pfannen oder Scheiben
eingesetzt, was bedeutet, dass die Zahl der an einem Molch verwendeten
Pfannen oder Scheiben für
die Erfindung nicht wesentlich ist. Insbesondere ist in beiden Ausgestaltungen
eines integralen oder trennbaren Molchkörpers die Zahl der Pfannen
unwesentlich, solange wenigstens eine Pfanne eine periphere äußere Umfangsfläche hat,
die aus einer Mehrzahl von dicht beabstandeten, individuell flexiblen
integralen Umfangslippenabschnitten gebildet ist.
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Ansprüche und Spezifikation beschreiben
die dargelegte Erfindung, und die in den Ansprüchen verwendeten Begriffe sind
gleichbedeutend mit solchen Begriffen in der Spezifikation. Dieselben
Begriffe wie im Stand der Technik verwendet können eine breitere Bedeutung
als hierin speziell verwendet haben. Wenn es Fragen im Hinblick
auf eine breitere Definition solcher im Stand der Technik verwendeten
Begriffe und der spezifischeren Verwendung der Begriffe hierin gibt,
dann gilt die spezifischere Bedeutung.
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Während
die Erfindung mit einem gewissen Maß an Besonderheit beschrieben
wurde, ist jedoch klar, dass viele Änderungen im Hinblick auf die
Einzelheiten von Aufbau und Anordnung von Komponenten möglich sind,
ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Es ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die hierin zur
Erläuterung
dargelegten Ausgestaltungen begrenzt ist, sondern dass sie lediglich
durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche begrenzt wird, einschließlich des
vollen Bereiches an Äquivalenz,
das jedem Element davon zusteht.
