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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht auf einen Schlauch zum Transportieren von abrasivem
Material und insbesondere auf einen Schlauch zum Transportieren von
abrasivem Material mit Sensoren zum Erfassen von Verschleiß des Schlauchs.
Außerdem
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Erfassen von Verschleiß in einem
Schlauch.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein
Schlauch zum Transportieren von abrasivem Material, das entweder
verflüssigt
oder Trockengut ist, ist gewöhnlicherweise
aufgebaut mit: einer inneren Auskleidung oder einem Rohr, die/das
aus einem aus verschleißfesten
Material hergestellt ist, einer Karkasse, die aus Schichten von
Verstärkungslagen
zusammengesetzt ist, um Druck in dem Schlauch zu widerstehen, und
einer Gummiumhüllung,
die typischerweise aus einem elastomeren Material ist, um die Karkasse
zu schützen.
Der Schlauch kann eine Stützwendel
aus Stahldraht, die zwischen den Schichten eingebettet ist, und
eine eingebaute Kopplung an jedem Ende umfassen.
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Da
der Schlauch zum Transportieren von abrasivem Material verwendet
wird, können
sich die innere Auskleidung und die Verstärkungsschichten des Schlauchs
durch die Strömung
des Materials während
des Gebrauchs abnutzen. Da der Verschleiß in einem inneren Abschnitt
des Schlauchs stattfindet, ist es nicht möglich, den Grad des Verschleißes visuell
zu prüfen.
Der Schlauch kann, wenn er bis zum Totalausfall betrieben wird,
unvorhersehbare und unerwünschte
Probleme, einschließlich
Leckage, Bruch oder Explosion, erzeugen.
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Das
US-Patent Nr. 4 446 892 ('892)
von Maxwell, das als nächstliegender
Stand der Technik betrachtet wird, offenbart einen Fluid-Transportschlauch
mit zwei oder mehr Lagen, der ein zwischen den Lagen angeordnetes
Abfühlelement
umfasst, wobei das Abfühlelement
angepasst ist, um auf den Ausfall einer inneren Lage des Schlauchs
durch Präsentieren
einer offenen Schaltung zu reagieren. Der Zweck des Abfühlelements
in dem Schlauch besteht darin, einen bevorstehenden Zusammenbruch
eines Schlauchabschnitts zu erfassen und dem Benutzer zu ermöglichen,
den Schlauch vor einer externen Leckage auszutauschen. Das Patent '892 offenbart ebenfalls
ein sekundäres
Abfühlelement,
das zwischen den äußersten
Lagen des Schlauchs angeordnet ist, um das Auftreten von physischer
Beschädigung
an den äußeren Lagen
des Schlauchs zu erfassen.
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Das
US-Patent Nr. 5 634 497 ('497)
von Neto offenbart einen Schlauch zur Ansaugung und Entladung von
abrasivem Material mit einer Sensorschaltung, die den vollständigen oder
teilweisen Verschleiß der
inneren Auskleidung des Schlauch angibt, womit ein Schlauchaustausch
vor seinem Bruch oder Platzen ermöglicht wird. Das Patent '497 offenbart ein
Abfühlelement,
das aus einer bipolaren (zweipoligen) Buchse zusammengesetzt ist,
die an einer der externen Schichten des Schlauchs befestigt und
vorzugsweise mit den Anschlussenden von Drähten verbunden ist, die sich
spiralförmig
entlang der gesamten Länge
des Schlauchs erstrecken. Um den Verschleiß des Schlauchs zu bestimmen,
ist es notwendig, die Kontinuität
des Abfühlelements
mit der bipolaren Buchse zu verifizieren. In dem Fall, in dem das
Abfühlelement
unterbrochen ist, bedeutet dies, dass der innerhalb des Schlauchs
gewickelt Draht unterbrochen wurde, was impliziert, dass der Schlauch
Anzeichen von internem Verschleiß zeigt und ausgetauscht werden
sollte.
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AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Schlauch
mit einem Abfühlsystem
bereitzustellen, um den internen Verschleiß eines Schlauchs zu erfassen,
wie in einem oder mehreren der beigefügten Ansprüche definiert ist, und der als
solcher die Fähigkeit
aufweist, aufgebaut zu werden, um eine oder mehrere der Nebenaufgaben
zu erreichen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Schlauch
bereitzustellen, der geeignet ist, abrasives Material entweder als
Trockengut oder Fluid zu transportieren.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verschleiß des Schlauchs
ohne Unterbrechen des Transportes des abrasivem Materials zu erfassen.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verschleiß des Schlauchs
zu erfassen, um einen Betriebsunfall, wie beispielsweise Leckage,
Bruch oder Explosion, zu vermeiden.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mehrere
Stufen von Schlauchverschleiß-Erfassung
bereitzustellen, um eine Schlauch-Neupositionierung vor dem Austausch
zu ermöglichen,
um die Nutzlebensdauer des Schlauchs zu maximieren.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schlauch mit
einem Verschleiß-Abfühlelement
bereitzustellen, das innerhalb des Schlauchs oder zwischen den Verstärkungslagen
des Schlauchs angeordnet sein kann, das entweder Draht oder chemisch
empfindliches Band verwendet.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird ein Schlauch zum Transportieren von abrasivem
Material gemäß Anspruch
1 bereitgestellt. Durch Überwachen
der ersten und zweiten Verschleiß-Abfühlelemente mit Verschleiß-Abfühlvorrichtungen
ist es möglich,
Verschleiß der
inneren Auskleidung und weiteren Verschleiß zu erfassen, wenn er sich
zu einer der vielen Schichten ausbreitet, die (radial nach außen) über der
inneren Auskleidung angeordnet sind.
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Das
erste Verschleiß-Abfühlelement
ist angrenzend zu oder innerhalb der inneren Auskleidung (Schlauch)
oder einer der Verstärkungslagen
angeordnet, wobei es im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des
Schlauchs läuft.
Das erste Verschleiß-Abfühlelement,
das aus einem ersten Satz von zwei Sensordrähten aufgebaut ist, erstreckt
sich spiralförmig über die
Länge des
Schlauchs. Ein Ende des ersten Satzes von zwei Sensordrähten, die
das erste Verschleiß-Abfühlelement
aufbauen, ist zusammen verbunden. Das andere Ende des ersten Satzes von
zwei Drähten,
die das erste Verschleiß-Abfühlelement
aufbauen, ist mit einer ersten zweipoligen Buchse verbunden.
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Das
zweite Verschleiß-Abfühlelement
umfasst einen zweiten Satz von zwei Sensordrähten, wobei jeder der beiden
Sensordrähte
ein Ende, das sich zu oder sogar über ein Ende des Schlauchs
hinaus erstreckt, und ein entgegengesetztes Ende, das sich zu oder
sogar über
das andere Ende des Schlauchs erstreckt, aufweist und die zusammenverbunden
(gespleißt)
sind. An dem einen Ende des Schlauchs ist der zweite Satz von Sensordrähten mit einer
zweipoligen Buchse verbunden.
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Das
Mittel oder die Strukturkomponenten, um Verschleiß zu erfassen,
wird bereitgestellt, indem die ersten und zweiten zweipoligen Buchsen
verbunden werden, durch die die ersten und zweiten Verschleiß-Abfühlelement überwacht
werden können. Das
Abfühlen
von Verschleiß an
dem ersten innersten Verschleiß-Abfühlelement
ermöglicht
dem Benutzer, den Schlauch neu zu positionieren, um den Betrieb
fortzusetzen, bis Verschleiß an
dem äußersten zweiten
Verschleiß-Abfühlelement
abgefühlt
wird, wobei an diesem Punkt der Schlauch vor seinem Ausfall während der
Verwendung ausgetauscht werden muss. Die Neupositionierung des Schlauchs nach
dem Abfühlen
von Verschleiß in
den innersten Schichten des Schlauchs verlängert die Nutzlebensdauer des
Schlauchs.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
Struktur, der Betrieb und die Vorteile der vorliegenden bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung werden ferner bei Berücksichtigung der folgenden
Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich,
in denen zeigen:
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1 eine
teilweise weggeschnittene, perspektivische Ansicht eines Abschnitts
eines Schlauchs, der einen Sensordraht beinhaltet, der über die
Länge des
Schlauchs aufgebracht ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Schlauchs von 1, die eine
spätere
Stufe des Aufbaus zeigt, der zweipolige Buchsen beinhaltet, die mit
dem Sensordraht verbunden und an dem Schlauch angebracht sind;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Schlauchs von 2, die einen
fertiggestellten Schlauch zeigt, der zwei Verschleiß-Sensorschaltungen
und eine an jeder Schaltung befestigte Verschleiß-Abfühlvorrichtung beinhaltet;
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4 eine
detaillierte Ansicht einer Verschleiß-Abfühlvorrichtung von 3,
die eine lokale Gefahrenmeldung und eine optionale Verbindung mit einer
entfernten Station umfasst;
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5 ein
vereinfachtes schematisches Blockdiagramm einer Schlauchverschleiß-Abfühlvorrichtung
von 4; und
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6 eine
perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht eines Abschnitts
eines weiteren Schlauchs dieser Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Schlauch zum Transportieren von abrasivem Material nutzt sich aufgrund
der Wirkungen des Kontakts mit dem transportierten Material ab.
Der Verschleiß beginnt
an der inneren Auskleidung und breitet sich dann zu anschließenden Verstärkungsschichten
aus, bis der Gesamtausfall des Schlauchs erfolgt, der zu Leckage,
Bruch oder Explosion führt.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, dass ein Draht in einem Schlauch
angeordnet sein kann, um den Verschleiß der inneren Schichten zu
erfassen, um einen Austausch vor dem Gesamtausfall des Schlauchs
zu ermöglichen.
Ein für
diesen Zweck verwendete Draht wird „Sensordraht" genannt. Ein „Verschleiß-Abfühlelement" umfasst eine Schicht
eines Sensordrahts in einem Schlauch. Eine Schlauchschicht, die
von einem Verschleiß-Abfühlelement
umgeben wird, wird eine „abgefühlte Schicht" genannt. Eine Vorrichtung,
die verwendet wird, um ein Verschleiß-Abfühlelement zu überwachen,
wird eine „Verschleiß-Abfühlvorrichtung" genannt. Ein „Verschleiß-Abfühlsystem" umfasst eine an
einem Verschleiß-Abfühlelement
befestigte Verschleiß-Abfühlvorrichtung.
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Eine
abgefühlte
Schicht, die entweder eine innere Auskleidung (hier ebenfalls ein
Rohr genannt) oder eine das Rohr abdeckenden Verstärkungslage ist,
nutzt sich aufgrund der Wirkungen des transportierten abrasivem
Materials ab. Sobald die abgefühlte Schicht
abgenutzt ist, kann das abrasive Material Kontakt mit dem Sensordraht
in dem Verschleiß-Abfühlelement
herstellen und dessen Verschleiß verursachen.
Ein Verschleiß-Abfühlsystem
bestimmt durch Prüfen
auf Kontinuität,
ob das Verschleiß-Abfühlelement
abgenutzt ist. Das Vorhandensein von Kontinuität des Verschleiß-Abfühlelements
impliziert, dass die abgefühlte
Schicht nicht abgenutzt ist. Umgekehrt impliziert das Nichtvorhandensein
von Kontinuität
des Verschleiß-Abfühlelements
Verschleiß der abgefühlten Schicht.
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Ein
Schlauch der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens zwei getrennte
Verschleiß-Abfühlelemente.
Die Verwendung von mehreren Verschleiß-Abfühlelementen
ermöglicht
die Erfassung von Verschleiß bei
unterschiedlichen Tiefen des Schlauchs. Wie es gewöhnlich in
der Industrie verstanden wird, erfolgt der Verschleiß eines
Schlauchs bei abrasivem Material-Anwendungen typischerweise an spezifischen
Punkten innerhalb des Schlauchs, typischerweise dort, wo der Schlauch
eine Krümmung
darin aufweist. Das Verschleiß-Abfühlelement für die innerste
abgefühlte
Schicht stellt die erste Angabe des Schlauchverschleißes dar.
An der innersten abgefühlten
Schicht erfasste Verschleiß ermöglicht dem
Benutzer, zu wissen, wann ein Schlauch neu positioniert (typischerweise
gedreht) werden sollte, um das abreibende Material zu anderen Stellen
der inneren Schichten des Schlauchs zu transferieren, um dadurch
die Nutzlebensdauer des Schlauchs zu verlängern. Dieser Prozess kann
wiederholt werden, bis Verschleiß in dem äußersten Verschleiß-Abfühlelement
erfasst wird, der Verschleiß in der äußersten
abgefühlten
Schicht impliziert, was die Notwendigkeit für einen Schlauchaustausch angibt.
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Das
oben erwähnte,
an Neto erteilte US-Patent Nr. 5 634 497 offenbart einen Schlauch
mit zwei Schichten eines Sensordrahts, der angeordnet ist, um lediglich
ein Verschleiß-Abfühlelement
zu bilden. Im Gegensatz dazu umfasst der Schlauch der vorliegenden
Erfindung mindestens zwei Verschleiß-Abfühlelemente und dementsprechend
mindestens zwei Verschleiß-Abfühlsysteme,
die derart angeordnet sind, dass im Fall von zwei Verschleiß-Abfühlelementen
das innere Verschleiß-Abfühlelement
die Einleitung von Verschleiß in
der inneren Auskleidung erfasst, und das äußere Verschleiß-Abfühlelement die
Ausbreitung des Verschleißes
zu einer anschließenden,
nach außen
angeordneten Verstärkungsschicht
erfasst.
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Das
an Maxwell erteilte US-Patent Nr. 4 446 892 offenbart einen Schlauch
mit zwei Verschleiß-Abfühlelementen,
wobei die Verschleiß-Abfühlelemente
derart angeordnet sind, dass das innere Verschleiß-Abfühlelement
Verschleiß in
der inneren Auskleidung und das äußere Verschleiß-Abfühlelement
Beschädigung
an dem Schlauchäußeren erfasst.
Im Gegensatz dazu sind die mindestens zwei Verschleiß-Abfühlelemente
der vorliegenden Erfindung angeordnet, sodass der Fortschritt eines
Verschleißproblems „verfolgt" werden kann, wenn
es sich von der inneren Auskleidung zu anschließenden Verstärkungsschichten
ausbreitet.
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1 zeigt
einen Schlauch 10 zum Transportieren von abrasivem Material
in einer teilweise abgeschlossenen Aufbaustufe. Der Schlauch 10 weist
zwei Enden 10a und 10b auf und umfasst eine innere,
vorzugsweise verschleißfeste
elastomere Auskleidung (Rohr oder Rohre) 12 mit einer innersten Oberfläche 11.
Ein erster Satz von Sensordrähten 14 und 16 ist
spiralmäßig auf
der inneren Auskleidung 12 gewickelt und erstreckt sich
zu beiden Enden des Schlauchs oder sogar darüber hinaus. Die ersten Enden 14a und 16a der
Sensordrähte 14 bzw. 16 erstrecken
sich zu dem Ende 10a des Schlauchs 10 oder sogar
darüber
hinaus und sind mit einer zweipoligen Buchse 42 verbunden.
Die gegenüberliegenden zweiten
Enden 14b und 16b der Sensordrähte 14 bzw. 16 erstrecken
sich zu dem gegenüberliegenden Ende 10b des
Schlauchs 10 oder sogar darüber hinaus und sind miteinander
verbunden (gespleißt).
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Auf
diese Art und Weise bilden die beiden Sensordrähte 14 und 16 wirksam
ein einzelnes Verschleiß-Abfühlelement 17,
das sich entlang der gesamten Länge
des Schlauchs 10 über
eine „abgefühlte Schicht" 13 erstreckt.
Das einzelne Verschleiß-Abfühlelement 17 weist
zwei Enden 14a und 16a auf, die sich typischerweise
zu einem Ende 10a des Schlauchs 10 erstrecken.
Wie nachstehend hier beschrieben ist, sind die „freien Enden" 14a und 16a der Drähte 14 bzw. 16 mit
einer herkömmlichen
zweipoligen Buchse 42 verbunden, und eine Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60 ist
an dem Verschleiß-Abfühlelement 17 mit
Hilfe der Buchse befestigt, um ein „Verschleiß-Abfühlsystem" 19 zu bilden. Erfindungsgemäß sind zusätzliche
Verschleiß-Abfühlelemente 21 in
dem Schlauch 10 ausgebildet, um den Fortschritt des Abriebs
zu überwachen,
wenn er sich von der abgefühlten
Schicht 13 des Schlauchs zu einer äußeren abgefühlten Schicht 23 des
Schlauchs ausbreitet.
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Die
zweite abgefühlte
Schicht 23 des Schlauchs oder der Verstärkungslage wird über den Verschleiß-Sensordrähten 14 und 16 aufgebracht. Auf
einer Art und Weise, die zu der hier oben mit Bezug auf das Verschleiß-Abfühlelement 17 beschriebenen ähnlich ist,
ist ein Paar von Sensordrähten 20 und 22 um
die Schicht 18 der Verstärkungslage spiralförmig gewickelt
und erstreckt sich typischerweise zu beiden Enden 10a und 10b des
Schlauchs 10 oder sogar darüber hinaus. Die freien Enden 20a und 22a der
Sensordrähte 20 und 22 können sich
zu dem Ende 10a des Schlauchs 10 oder sogar darüber hinaus
erstrecken und sind mit einer herkömmlichen zweipoligen Buchse 44 verbunden.
Die Enden 20b und 22b der Sensordrähte 20 und 22 erstrecken
sich zu dem gegenüberliegenden
Ende 10b des Schlauchs 10 oder darüber hinaus,
und sind miteinander verbunden (gespleißt), um ein zweites Verschleiß-Abfühlelement 21 fertig
zu stellen. Das Verschleiß-Abfühlelement 21 wird
verwendet, um Verschleiß in
der „abgefühlten Schicht" 23 zu erfassen.
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Auf
diese Art und Weise werden zwei Verschleiß-Abfühlelemente 17, 21 in
dem Schlauch 10 bereitgestellt. Das erste Verschleiß-Abfühlelement 17 umfasst
die Sensordrähte 14 und 16 und
ist an einem ersten Abstand von der innersten Oberfläche 11 der
inneren Auskleidung 12 angeordnet. Das zweite Verschleiß-Abfühlelement 21 umfasst
die Sensordrähte 20 und 22,
die an einem zweiten Abstand, der größer als der erste Abstand ist,
von der innersten Oberfläche 11 der
inneren Auskleidung 12 angeordnet sind.
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Zusätzliche
Schichten einer Verstärkungslage,
wie sie durch Lagenschichten 24, 26, 28, 30 (24–30)
dargestellt werden, sind über
den abgefühlten
Schichten 12 und 23 angeordnet. Außerdem können Stützwendeldrähte aus
Stahldraht (nicht gezeigt) zwischen den Lagenschichten eingebettet
sein, wie es herkömmlich
in der Schlauch-Aufbautechnik bekannt ist. Erfindungsgemäß sind zusätzliche
Verschleiß-Abfühlelemente
in dem Schlauch-Aufbau über irgendeine
dieser zusätzlichen
Lagenschichten an zunehmenden Abständen von der inneren Oberfläche 11 der
inneren Auskleidung 12 aufgenommen, um zusätzliche
Stufen der Verschleiß-Erfassung wunschgemäß bereitzustellen.
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2 zeigt
eine weitere Stufe des Aufbaus des Schlauchs 10. Auf der äußersten
gezeigten Schicht 40 der Verstärkungslage sind erste und zweite
zweipolige Buchsen 42, 44 durch irgendein herkömmliches
Mittel befestigt und jeweils mit freien Enden 14a, 16a bzw. 20a, 22a der
Sensordrähte 14, 16 und 20, 22 der
Abfühlelemente 17, 21 verbunden.
An dem gegenüberliegenden
Ende des Schlauchs 10 sind freie Enden 14b, 16b, 20b, 22b der
Sensordrähte 14, 16 und 20, 22 zusammen
gespleißt,
wie in 1 gezeigt ist. Obwohl die Drähte 14, 16 und 20, 22 zusammen
gespleißt
gezeigt sind, ist es im Umfang der vorliegenden Erfindung, sie auf
jede herkömmliche
Art und Weise, einschließlich
deren Bildung in einer einfachen Länge eines Sensordrahts, zu
verbinden. Wie in 2 gezeigt ist, stellen die Sensordrähte 14, 16 und
die erste zweipolige Buchse 42 das erste Verschleiß-Abfühlelement 17 und
die Sensordrähte 20, 22 und
eine zweite zweipolige Buchse 44 das zweite Verschleiß-Abfühlelement 21 dar.
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3 zeigt
einen fertiggestellten Aufbau eines typischen Schlauchs 10 der
vorliegenden Erfindung. Der Schlauch 10 erhält eine äußerste Abdeckschicht 50,
um die Lagen 24 bis 30 zu schützen, welche die Schlauchkarkasse
bilden, womit die zweipoligen Buchsen 42, 44 (in 2 gezeigt)
eingeschlossen und die Abschlussenden 52, 54 jeweils
freigelegt sind. Obwohl die Buchsen 42, 44 gezeigt
werden, wie sie in dem Schlauch 10 angebracht sind, ist
es ebenfalls im Umfang der Erfindung, die Buchsen an dem Schlauchäußeren, d.h.
auf der Abdeckschicht 50 anzubringen, sodass sie ohne weiteres
mit anderen Buchsen abhängig
von der besonderen Installation ausgetauscht werden können. Ein
Benutzer fügt Stopfen 56, 58 der
Verschleiß-Abfühlvorrichtungen 60, 62 (hier
nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben)
jeweils in Abschlussenden 52, 54 von zweipoligen
Buchsen 42, 44 ein, um den Grad des internen Verschleißes des
Schlauchs 10 zu erfassen.
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Der
Schlauch 10 ist im Allgemeinen in Übereinstimmung mit Techniken
aufgebaut, die bereits für die
Herstellung von Schläuchen
bekannt sind, die zum Transportieren von abrasivem Materialien verwendet
werden. Beispielsweise kann der Schlauch 10 mit verschiedenen
Innendurchmessern der inneren Oberfläche 11 sowie auch
unterschiedlichen endgültigen
Längen
aufgebaut sein. Der Schlauch weist jedoch gewöhnlicherweise einen Innendurchmesser im
Bereich von 2,5 bis 120 cm (1 bis 48 Zoll) auf.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann erwogen werden (nicht gezeigt), bei
der der Abfühldraht 14, 16 mit
einem chemisch empfindlichen Band zur Anwendung ausgetauscht wird,
wobei das transportierte Material von einer Art ist, sodass seine
Anwesenheit durch ein anderes Mittel als Kontinuität abgefühlt werden
kann. D.h., das chemisch empfindliche Band kann als Sensordrähte arbeiten,
indem angegeben wird, dass die abgefühlte Schicht, um die das chemisch
empfindliche Band gewickelt ist, durch die Abwesenheit elektrischer
Kontinuität
durch das Band, die durch chemische Erosion oder Verschleiß des Bands
verursacht wird, abgenutzt ist.
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4 zeigt
eine (im Wesentlichen mit der Verschleiß-Abfühlvorrichtung 62 identische)
typische Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60 mit
einem AN/AUS-Schalter 72, einer Leistungsquelle (nicht
gezeigt), einer LED 74, einem Summer 76, einer „Zum-Prüfen-Drücken"-Taste (Push-to-Test
button) 78, einem Summer-Auswählen/Abwählen-Schalter 80,
einem optionalen Fernausgang 82 und einer Cinch-Buchse
(RCA phono jack) von Industriefestigkeit 56 (vergleichbar
mit dem Stecker 58 der Verschleiß-Abfühlvorrichtungen 62)
zum Verbinden mit den ersten und zweiten zweipoligen Buchsen 42, 44 der
Abfühlelemente 17, 21.
Intern (nicht gezeigt) enthält
die Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60 eine
Verschleiß-Überwachungsschaltung (hier
nachstehend mit Bezug auf 5 beschrieben),
um ein Verschleiß-Abfühlelement 17, 21 zu überwachen
und eine Alarmschaltung zu steuern.
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Funktional überwacht
eine Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60, 62 ein
Abfühlelement 17, 21 durch fortwährendes
Prüfen
der Kontinuität
(Widerstand) der Schaltung. Eine Funktionsschaltung wird einen Widerstand
messen, wie beispielsweise weniger als 10.000 Ω, der angibt, dass die Kontinuität des Abfühlelements
intakt ist, was impliziert, dass die abgefühlte Schicht wie gefordert
arbeitet. Das Messen eines höheren
Widerstandswerts, wie beispielsweise mehr als 100.000 Ω, gibt an,
dass die Kontinuität
des Abfühlelements 17, 21 unterbrochen
wurde, was impliziert, dass die abgefühlte Schicht versagt hat. Im
letzteren Fall aktiviert die Funktionsschaltung einen Alarm 75.
Der Alarm 75 besteht aus einer aufleuchtenden LED 74,
einem hörbaren
Summer 76 und einem optionalen Signal von dem Ausgang 82 für eine entfernte
SPS (speicherprogrammierbare Steuerung). Jeder oder alle diese Alarme
können
abhängig von
der Verwendung eingesetzt werden.
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5 zeigt
ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Schlauchverschleiß-Überwachungsschaltung 80 einer
Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60, 62.
Die Schaltung 80 umfasst eine Eingangsstörungs- und Überspannungs-Schutzschaltung 90,
die durch den Ausgang 91 mit einem Verschleiß- Abfühlsystem 19, 23 verbunden
ist und die die entsprechende Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60, 62 gegen
externes Rauschen und Spannungsspitzen schützt. Die Verschleiß-Überwachungsschaltung 80 umfasst ebenfalls
eine Widerstands-Überwachungsschaltung 92,
die den Widerstand von Verschleiß-Abfühlelementen 17, 21 misst,
um zu bestimmen, ob Kontinuität
vorhanden ist. Eine Multivibrator- und Oszillatorschaltung 94 bringt
eine LED 96 zum Aufleuchten, wenn ein Alarmzustand vorhanden
ist. Mit einem Summer-Auswählen/Abwählen-Schalter 98 aktiviert die
Bedienungsperson einen hörbaren
Alarm 100. Ein getrennter Transistorausgang 102 kann
ebenfalls als Teil der Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60 enthalten
sein. Eine Vorrichtung, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare
Steuerung) (nicht gezeigt) überwacht
den Transistorausgang 102, um Alarme in einem zentralisierten
Steuerraum oder einer anderen fernen Stelle anzukündigen.
Ein „Zum-Prüfen-Drücken"-Taste (Push-to-Test
button) 104 verifiziert den ordnungsgemäßen Betrieb der Verschleißabfühlvorrichtung 60.
Ein AN/AUS-Schalter 106 steuert den Leistungsfluss zu der
Verschleiß-Abfühlvorrichtung 60 von
einer herkömmlichen
Einrichtung, wie beispielsweise einer 6V-Batterieschaltung 108.
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ALTERNATIVER SCHLAUCH
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6 zeigt
einen zweiten Schlauch 110. Über einem Dorn (nicht gezeigt)
ist eine innere Auskleidung oder ein Rohr 112 aufgebracht,
auf der/dem ein Sensordraht 114 spiralmäßig herum gewickelt ist. Anschließend wird
eine zusätzliche
Schicht einer isolierenden Auskleidung oder eines Rohrs 116 aufgebracht,
auf der ein Sensordraht 118 spiralförmig gewickelt ist. Die freien
Enden 114a, 118a der Sensordrähte 114, 118 werden
jeweils zu einem Ende des Schlauchs 110 oder sogar darüber hinaus
verlängert und
sind mit einer ersten zweipoligen Buchse (nicht gezeigt, jedoch
mit der zweipoligen Buchse 42 vergleichbar) verbunden,
wie hier zuvor beschrieben wurde. Die anderen freien Enden 114b, 118b der Sensordrähte 114 bzw. 118 werden
jeweils zusammenverbunden und oder gespleißt, um ein erstes Verschleiß-Abfühlelement 119 (Sensordrähte 114, 118 und
zweipolige Buchse 42) fertig zu stellen, um Verschleiß in der
abgefühlten
Schicht 113 zu erfassen. Anschließend wird eine Schicht 120 des
Rohrs oder der Verstärkungslage über dem
Isolierschlauch oder der Gewebeschicht 116 angeordnet.
Die Schicht 120 umfasst ihrerseits eine einzelne Wicklung
eines Sensordrahts 122, der spiralmäßig herum gewickelt ist. Eine
Schicht 124 eines isolierenden Rohrs oder Gewebes wird
als nächstes
aufgebracht, auf dem eine einzelne Wicklung eines Sensordrahts 126 spiralmäßig herum
gewickelt ist. Als nächstes wird
eine Verstärkungslage 128 über der
Schicht 124 und dem Sensordraht 126 angeordnet.
Die freien Enden 122a, 126a der Sensordrähte 122, 126 erstrecken
sich jeweils zu einem Ende des Schlauchs 110 oder sogar
darüber
hinaus, um sich mit einer zweiten zweipoligen Buchse (nicht gezeigt)
auf die Art und Weise, die hier zuvor hinsichtlich des in 1 und 2 gezeigten
Schlauch beschrieben wurde, zu verbinden. Die anderen freien Enden 122b, 126b der Sensordrähte 122, 126 werden
zusammen verbunden oder gespleißt,
um ein erstes Abfühlelement 119 fertig
zu stellen. Es ist innerhalb des Umfangs der Erfindung, Drähte 122, 126 aus
einer einzigen Litze eines Sensordrahts bereitzustellen, die einfach
auf die inneren Schicht 120 und dann auf die äußere Schicht aufgebracht
wird. Das erste Abfühlelement 119 erfasst
Verschleiß in
der abgefühlten
Schicht 113. Nachfolgende Schichten von Abfühldrähten, Karkassengewebe,
Rohren und Verstärkungslagen
können mit
diesem Verfahren abhängig
von der Anzahl von Verschleiß-Abfühlelementen
und Verstärkungslagen, die
für die
Benutzung erforderlich sind, aufgebracht werden.
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Die
Fertigstellung des Aufbaus des in 6 präsentierten
Schlauchs ist ähnlich
dem Aufbauverfahren, das hinsichtlich des in 2 und 3 dargestellten
ersten Schlauchs beschrieben wurde. Der zweite Schlauch kann mit
Verschleiß-Abfühlvorrichtungen,
wie beispielsweise Vorrichtungen 60, 62 verbunden
werden, wie hier zuvor beschrieben wurde.