EP2268424A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von in rohrleitungen geführten fluiden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur behandlung von in rohrleitungen geführten fluiden

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EP2268424A1
EP2268424A1 EP09719856A EP09719856A EP2268424A1 EP 2268424 A1 EP2268424 A1 EP 2268424A1 EP 09719856 A EP09719856 A EP 09719856A EP 09719856 A EP09719856 A EP 09719856A EP 2268424 A1 EP2268424 A1 EP 2268424A1
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EP
European Patent Office
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pig
pipeline
fluid
fluids
pipelines
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EP09719856A
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EP2268424B1 (de
Inventor
Hartmut Evers
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KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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Publication of EP2268424A1 publication Critical patent/EP2268424A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2268424B1 publication Critical patent/EP2268424B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/043—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment of fluids carried in pipelines, in particular fluid mixtures of, for example, a product fluid and a cleaning fluid and / or two or more product fluids, after which at least one pig is moved in the interior of the pipeline.
  • a cleaning fluid which may be a liquid or a gas, such as water vapor.
  • a pig inside the piping is at least reciprocated.
  • the pig is used to clean the pipeline, as described by way of example in DE 10 2006 020 079 A1 or DE 10 2006 020 079 A1.
  • pigs can be used to test pipelines, as disclosed in US Pat. No. 5,454,276 or DE 199 29 072 A1.
  • a pipe pig by DE 24 35 423 C2 which is used for indicating the distance between a point and one or more other points in the pipeline. Regardless, facilities are finally known to detect the position of such a pig respectively pipe pig.
  • a pig which comprises a signal generator, is known from DE 10 2005 059 023 A1, this signal generator cooperating with a permeable window located in the pipe wall.
  • a pig is a device which is generally used in gas, petroleum and product pipeline technology, ie in pipelines.
  • the pig more or less fills the cross-section of the pipe and either simply travels with the product stream through the pipe or is forced through the pipe with the help of extra pressure applied.
  • locks or pig traps are used, through which the pig is inserted into the pipeline and, for example, from the back is pressurized. Through such a lock, the pig can also be taken out.
  • Newts have proven themselves in the described fields of application, but require for their drive either a flow of fluid guided within the pipeline and / or a gas pressure flow as a propellant. Consequently, they have not been able to significantly affect the previously mentioned problems of lost fluid mixtures. This is where the invention starts.
  • the invention is based on the technical problem of further developing such a method for the treatment of fluids conveyed in pipelines so that unwanted fluid mixtures are reduced to a minimum in terms of their quantity and consequently the costs are minimized.
  • To solve this technical problem is provided in a generic method that the pig is driven without contact by means of an electromagnetic field.
  • the design is usually made such that means for generating the said electromagnetic field are provided to ensure the non-contact drive of the pig.
  • These means are, on the one hand, at least one switchable electromagnet and, on the other hand, at least one permanent magnet and / or one magnetisable element.
  • the switchable electromagnet undergoes an arrangement in or on the pipeline. But it can also be reversed procedure, namely such that the pig has the switchable electromagnet, whereas the pipe is equipped with the permanent magnet and / or the magnetizable element.
  • This method or the corresponding device for the treatment of fluids conducted in pipelines is particularly suitable for fluid mixtures of a product fluid and a cleaning fluid and / or of two or more product fluids.
  • the pig is moved by means of non-contact electromagnetic forces inside the pipeline. Magnetic attraction and repulsion forces are mostly used here. Since the electromagnetic field usually with the help of or the switchable
  • Electromagnet is defined, can be changed in this way its strength and / or duration. It has proven to be altogether good if the pig is moved by a trained as a traveling field electromagnetic field. This can be realized, for example, in such a way that a plurality of switchable electromagnets are arranged one behind the other along the pipeline and energized in succession. As a result, the pig, which is usually equipped with the permanent magnet, can be gradually attracted to the individual magnetic fields generated by the electromagnets and thus follows the traveling electromagnetic field along the electromagnets.
  • the electromagnet generates a magnetic field with substantially in the interior of the pipeline extending in its longitudinal extent Field lines.
  • the permanent magnet or the magnetizable element (for example, an iron core) of the pig is largely arranged in its longitudinal extent and in the longitudinal direction of the pipeline. This results in the longitudinal extent of the pipeline and when the electromagnet is turned on to form a north and south pole or a sequence of such magnetic poles.
  • this temporary magnetic field generated by means of the electromagnet for example, the north pole belonging to the permanent magnet is attracted or repelled.
  • the permanent magnet (the magnetizable element) and the one or more electromagnets taken together form a linear motor in which the pipeline regularly contains the stator, whereas the permanent magnet (the magnetizable element) represents the rotor.
  • the operation is similar to the "Transrapid".
  • the speed of the pig depends on the frequency of the electromagnetic traveling field. This can be made available as a whole the electrical power supply for the electromagnet as a whole by a control unit with or without an integrated voltage source.
  • the permanent magnet or the iron core can be embedded in the pig, z. B. bring in plastic.
  • the pig can, for example, in a queritesser shimmererten (holding) area of the pipeline moved transversely to the longitudinal extent and held here. This procedure is recommended in the event that the entire cross-section of the pipeline is needed to guide the fluid. In this case, the determination of the pig in this cross-sectional extended (holding) area is basically possible both mechanically and electromagnetically.
  • the pig is regularly designed so that it closes the pipe fluid-tight. In this way, the pig can not only separate different areas of the pipe from each other, but also be used to convey the fluid. The separation is usually made between two fluids.
  • two or more pigs can be found within the pipeline use. These can be moved against each other. This defines a preferably sealed space of any expansion between the pigs. This gap can be evacuated, for example, which requires at least a lateral discharge in the gap.
  • the invention also provides a device for the treatment of fluids carried in pipelines, as described in claim 8. Furthermore, the use of a drivable by an electromagnetic field pig as a separating and / or conveying element for pipelined fluids according to claim 10.
  • At least one non-contact reciprocating pig is in the pipeline, which can separate individual areas of the pipe, for example, from each other.
  • the pig can be driven directly into the area of a supply line of a product fluid and blocks this supply line from the pipeline.
  • the pipe located beyond the pig can be flushed, for example, via a scavenging line, or other product fluid previously present in this pipeline can be easily withdrawn without the risk of mixing with the product fluid to be subsequently conveyed.
  • a valve located, for example, in the supply line of the product fluid. Because this valve can be attached only in the free area of the supply, so that still remain residual volumes in which cleaning liquid, another product fluid, etc. may be located.
  • the invention has deliberately solved because the leads can be shut off immediately and seen over their entire length.
  • The also manages with one or more pigs, thus requires no expensive and structurally complex valve technology. Incidentally, this can be Vorhell- or mixing stages represent, for example, by the pig opens the supply line with the product fluid slightly.
  • the one or more cross-sectional widened holding areas also ensure that the overall product guidance is not influenced.
  • the pipe is equipped if necessary with one or more locks to bring the pig according to the invention, respectively pig in the pipeline can.
  • the pig according to the invention can, of course, additionally be supplemented or alternatively flown through and driven by the fluid flowing in the pipeline.
  • the fluids are not limitative liquids, in principle, gases or even flowing solids, such as granules which can be promoted in this way.
  • gases or even flowing solids such as granules which can be promoted in this way.
  • Fig. 1 shows the device according to the invention schematically
  • Fig. 2 shows a modified embodiment in the region of a cross-sectional widening of the pipeline in two different embodiments a) and b) and
  • Fig. 3 shows the pipeline in a typical conveying process for a fluid.
  • a device for the treatment of guided in pipes 1 fluids is shown.
  • the fluids are, for example, beverages but also pharmaceutical liquids or generally product liquids which are conveyed via the pipeline 1 to a filling location or the like.
  • the treatment of fluid mixtures of, for example, a product fluid and a cleaning fluid as it can be introduced into the pipeline 1 via a flushing line 2 connected to the pipeline 1 according to FIG. 3.
  • a flushing line 2 connected to the pipeline 1 according to FIG. 3.
  • one another supply line 3 and a discharge line 4 which are used for the admission of the pipeline 1 with a gas and its deduction in the embodiment of FIG.
  • the device shown essentially accesses at least one movable inside the pipe 1 pig 5 and is additionally equipped according to the invention with means 6, 7, which generate an electromagnetic field for non-contact drive of the pig 5.
  • the means 6, 7 are on the one hand to one or more switchable electromagnets 7 and on the other hand one or two permanent magnets 6.
  • the permanent magnet 6 is supported in or on the pig 5 or by this.
  • a plurality of electromagnets 7 are provided, which are acted upon by a combined control unit and voltage source 8 and arranged in longitudinal extension on the outer wall of the pipe 1.
  • the electromagnets 7 generate a magnetic field, merely indicated in FIG. 1, against which the pig 5 aligns with its permanent magnet or its two permanent magnets 6 and is moved.
  • the electromagnets 7 generate a magnetic field, merely indicated in FIG. 1, against which the pig 5 aligns with its permanent magnet or its two permanent magnets 6 and is moved.
  • Permanent magnets 6 is simply a metallic core for the pig 5 is realized. In principle, the procedure can also be reversed, namely that the pig 5 is equipped with a switchable electromagnet 7, whereas the pipeline 1 has the metallic core or permanent magnet 6.
  • a continuous movement of the pig 5 can be represented by the fact that with the aid of a plurality of electromagnets 7 in the longitudinal extension of the pipeline 1, an electromagnetic traveling field is generated.
  • This can be represented in the simplest case so that the electromagnets 7 are connected in series and then turned off, the pig 5 follows with its metallic core and the permanent magnet 6 this advancing electromagnetic field along the pipe 1 in its longitudinal extent.
  • the electromagnet 7 generates a magnetic field with substantially in the interior of the pipeline 1 extending in their longitudinal field lines, as shown in FIG. 1 makes clear.
  • the design is usually made such that the permanent magnet 6 or the magnetizable material is largely arranged in the longitudinal extension of the pipe 1 and the pig 5.
  • cross-sectional widened regions 9 of the pipeline 1 can be seen in the context of FIG. 2.
  • the cross-sectional widened region 9 in the illustration according to FIG. 2 a) acts in such a way that the pig 5 is moved back and forth only within this cross-sectional widened region 9 and has correspondingly differently configured sliding elements 10.
  • These sliding or supporting elements 10 are configured circumferentially, so that the pig 5, the pipe 1 as a whole closes fluid-tight. In this way, the pig 5 is able to separate and possibly different fluids located in the pipeline 1 from each other. It is also possible, with the aid of the non-contact driven pig 5 to promote a befindliches in the pipeline 1 fluid. So this does not need to be under pressure.
  • the cross-sectional widened region 9 acts as a holding region for the pig 5, which can assume a kind of rest position in this connection.
  • the pig 5 can be moved in the cross-sectional widened (holding) area 9 of the pipeline 1 transversely to the longitudinal extent of the pipeline 1 and held in place. This in turn is done by appropriate magnetic attraction forces with the help of a local special electromagnet 7 and two-sided electromagnet 7 are applied. Since there are electromagnets 7 on both sides of the pig 5 in the cross-sectional widened region 9, both magnetically attractive and repulsive forces can be built up, so that the pig 5 can be easily moved transversely to the longitudinal extension of the pipeline 1. Its definition can be done magnetically and / or mechanically on the wall of the pipe 1.
  • two pigs 5 are placed along the pipeline 1.
  • the left pig 5 is in a position in which it closes a supply line 11 for a first product fluid 11 ', whereas another Supply line 12 for a second product fluid 12 'is kept open.
  • the second product fluid 12 ' can be conveyed via the pipeline 1.
  • the pipeline 1 can be flushed via the gas supplied through the line 3 or else with the aid of a cleaning liquid via the flushing line 2.
  • this movement can be assisted by the linear drive as it were formed by the electromagnets 7 in conjunction with the magnetizable elements or permanent magnets 6 of the pig 5.
  • the right of the first pig 5 possibly existing second product fluid is displaced.
  • the second product fluid flows past the second pig 5, which is located in a local cross-sectional widened region 9 and generally releases the cross-section of the pipeline 1.
  • the pigs 5 can not be moved past each other, but this is of course provided in a variant, not shown.
  • the newts 5 themselves have previously been introduced into the pipeline 1 via a lock (not shown).
  • An additional end lock may provide for its removal from the pipeline 1.
  • the at least one pig 5 or ideally all newts 5 is provided with a central line which leads from one end of the pig 5 to the other side of the pig 5, in the manner of a short-circuit line.
  • This line can be closed by means of at least one valve and can be at least partially opened. In the opened state of the valve, the fluid present in the pipeline 1 can flow through the pig 5.
  • valves are ideally designed as a safety valve, which depends on the fluid pressure in the pipe 1 or the pressure difference, which on both sides of the pig. 5 prevails, be opened in whole or in part. This makes it possible to drive the pig against a stagnant fluid without promoting the fluid or to prevent damage to the piping system safely.
  • one or both sides of the rupture element is provided, which must be renewed after the rupture.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von in Rohrleitungen geführten Fluiden
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von in Rohrleitungen geführten Fluiden, insbesondere Fluidmischungen aus beispielsweise einem Produktfluid und einem Reinigungsfluid und/oder aus zwei oder mehr Produktfluiden, wonach wenigstens ein Molch im Innern der Rohrleitung bewegt wird.
[0002] Bei der Behandlung von in Rohrleitungen geführten Fluiden handelt es sich nicht einschränkend um die Förderung solcher Fluide zum Befüllen von beispielsweise Behältern oder Flaschen. Ebenso fällt hierunter die Reinigung der Rohrleitung mit einem Reinigungsfluid, bei welchem es sich um eine Flüssigkeit oder auch ein Gas, beispielsweise Wasserdampf, handeln kann. Solche Verfahren kommen vielfältig zum Einsatz, wozu nur beispielhaft auf die DE 197 06 578 A1 verwiesen sei, die sich mit der Getränkeabfüllung befasst und hier insbesondere mit einer Druckstoßkompensation.
[0003] Auf ähnliche Vorgehensweisen wird auch bei der pharmazeutischen
Industrie zurückgegriffen, bei der ebenfalls in Rohrleitungen geführte Fluide für die nachfolgende Portionierung bereitgestellt werden. Insbesondere beim Wechsel von einem Produktfluid auf ein anderes Produktfluid oder nach einer Reinigungsphase werden oftmals Fluidmischungen aus den beiden Produktfluiden oder einem Produktfluid und dem Reinigungsfluid beobachtet, die insgesamt nicht weiter eingesetzt werden können. Aufgrund dieser bisher zwangsläufigen Verlustmengen ergeben sich Kostennachteile.
[0004] Ganz unabhängig davon kennt man Verfahren zur Behandlung von Rohrleitungen, bei denen ein Molch im Innern der Rohrleitungen zumindest hin- und herbewegt wird. Meistens dient der Molch zur Reinigung der Rohrleitung, wie es beispielhaft in der DE 10 2006 020 079 A1 oder der DE 10 2006 020 079 A1 beschrieben wird. Daneben können Molche zur Prüfung von Rohrleitungen eingesetzt werden, wie dies die US 5 454 276 oder auch die DE 199 29 072 A1 offenbaren. - Außerdem kennt man einen Rohrleitungsmolch durch die DE 24 35 423 C2, welcher zum Anzeigen der Entfernung zwischen einem Punkt und einem oder mehreren anderen Punkten in der Rohrleitung eingesetzt wird. [0005] Ungeachtet dessen sind schließlich noch Einrichtungen bekannt, um die Position eines solchen Molches respektive Rohrmolches zu erfassen. Dies geschieht in der Weise, dass eine Änderung eines in der Rohrleitung erzeugten elektromagnetischen Feldes durch die Anwesenheit des metallischen Molches registriert wird (vgl. JP 09287690 A). Ähnliches beschreibt die US 2004/0211443 A1. Ein Rohrmolch, welcher einen Signalgeber umfasst, ist aus DE 10 2005 059 023 A1 bekannt, wobei dieser Signalgeber mit einem in der Rohrwandung befindlichen durchlässigen Fenster zusammenwirkt.
[0006] Bei einem Molch handelt es sich bekanntermaßen um ein Gerät, das ganz allgemein in der Gas-, Erdöl- und Produkten-Pipeline-Technik, also in Rohrleitungen, eingesetzt wird. Der Molch füllt den Leitungsquerschnitt mehr oder minder aus und wandert entweder einfach mit dem Produktstrom durch die Leitung oder wird mit Hilfe von extra aufgewendetem Druck durch die Rohrleitung gepresst. Zum Einsetzen des Molches in die Rohrleitung kommen sogenannte Schleusen oder auch Molchfallen zum Einsatz, durch welche der Molch in die Rohrleitung eingesetzt und beispielsweise von hinten mit Druck belegt wird. Durch eine solche Schleuse kann der Molch aber auch herausgenommen werden.
[0007] Bei der Molchtechnik handelt es sich regelmäßig um ein Förderverfahren für niederviskose Flüssigkeiten aber auch für pastöse Medien, Pulver, Granulate etc.. Neben der Förderung übernimmt der Molch aber auch Serviceaufgaben und hier insbesondere die Reinigung oder Messtechnik sowie Detektion von eventuellen Rohrleitungsfehlern, wie einleitend bereits beschrieben wurde.
[0008] Molche haben sich in den geschilderten Einsatzgebieten bewährt, benötigen allerdings für ihren Antrieb entweder einen Strom des innerhalb der Rohrleitung geführten Fluids und/oder einen Gasdruckstrom als Treibmittel. Folglich haben sie die zuvor angesprochenen Probleme der verlorenen Fluidmischungen nicht wesentlich beeinflussen können. Hier setzt die Erfindung ein.
[0009] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Verfahren zur Behandlung von in Rohrleitungen geführten Fluiden so weiter zu entwickeln, dass unerwünschte Fluidmischungen von ihrer Menge her auf ein Minimum reduziert sind und folglich die Kosten minimiert werden. [0010] Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist bei einem gattungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Molch mittels eines elektromagnetischen Feldes berührungslos angetrieben wird.
[0011] Dabei ist die Auslegung in der Regel so getroffen, dass Mittel zum Erzeugen des besagten elektromagnetischen Feldes vorgesehen sind, um den berührungslosen Antrieb des Molches zu gewährleisten. Bei diesen Mitteln handelt es sich einerseits um zumindest einen schaltbaren Elektromagneten und andererseits wenigstens einen Permanentmagneten und/oder ein magnetisierbares Element. Üblicherweise ist der Permanentmagnet bzw. das magnetisierbare
Element im oder am Molch angeordnet, wohingegen der schaltbare Elektromagnet eine Anordnung in oder an der Rohrleitung erfährt. Es kann aber auch umgekehrt verfahren werden, nämlich dergestalt, dass der Molch den schaltbaren Elektromagneten aufweist, wohingegen die Rohrleitung mit dem Permanentmagneten und/oder dem magnetisierbaren Element ausgerüstet ist.
[0012] Dieses Verfahren bzw. die entsprechende Vorrichtung zur Behandlung von in Rohrleitungen geführten Fluiden ist insbesondere für Fluidmischungen aus einem Produktfluid und einem Reinigungsfluid und/oder aus zwei oder mehr Produktfluiden geeignet.
[0013] In jedem Fall wird der Molch mit Hilfe berührungslos wirkender elektromagnetischer Kräfte im Innern der Rohrleitung bewegt. Hier kommen meistens magnetische Anziehungs- und Abstoßungskräfte zum Einsatz. Da das elektromagnetische Feld üblicherweise mit Hilfe des oder der schaltbaren
Elektromagneten definiert wird, lässt sich auf diese Weise seine Stärke und/oder Dauer verändern. Dabei hat es sich insgesamt bewährt, wenn der Molch von einem als Wanderfeld ausgebildeten elektromagnetischen Feld bewegt wird. Dieses lässt sich beispielsweise dergestalt realisieren, dass entlang der Rohrleitung mehrere schaltbare Elektromagnete hintereinander angeordnet und nacheinander bestromt werden. Dadurch lässt sich der üblicherweise mit dem Permanentmagneten ausgerüstete Molch nach und nach von den einzelnen durch die Elektromagneten erzeugten magnetischen Felder anziehen und folgt so dem wandernden elektromagnetischen Feld entlang der Elektromagnete.
[0014] Im Allgemeinen erzeugt der Elektromagnet ein Magnetfeld mit im Wesentlichen im Innern der Rohrleitung in ihrer Längserstreckung verlaufenden Feldlinien. Der Permanentmagnet bzw. das magnetisierbare Element (beispielsweise ein Eisenkern) des Molches wird größtenteils in seiner Längserstreckung und in Längsrichtung der Rohrleitung angeordnet. Dadurch kommt es in Längserstreckung der Rohrleitung und bei eingeschaltetem Elektromagnet zur Ausbildung eines Nord- und Südpols bzw. einer Folge derartiger Magnetpole. Je nach der Polarität dieses temporären und mit Hilfe des Elektromagneten erzeugten Magnetfeldes wird beispielsweise der zum Permanentmagneten gehörige Nordpol angezogen oder abgestoßen.
[0015] Jedenfalls bilden der Permanentmagnet (das magnetisierbare Element) und der eine oder die mehreren Elektromagneten zusammengenommen einen Linearmotor, bei welchem die Rohrleitung regelmäßig den Stator enthält, wohingegen der Permanentmagnet (das magnetisierbare Element) den Rotor darstellt. Die Funktionsweise ist ähnlich wie beim "Transrapid". Dabei hängt wie dort die Geschwindigkeit des Molches von der Frequenz des elektromagnetischen Wanderfeldes ab. Diese kann wie im Übrigen die elektrische Energieversorgung für den Elektromagneten insgesamt von einer Steuereinheit mit oder ohne integrierter Spannungsquelle zur Verfügung gestellt werden. Der Permanentmagnet bzw. der Eisenkern lässt sich in den Molch einbetten, z. B. in Kunststoff einbringen.
[0016] Neben einer linearen Hin- und Herbewegung in Längserstreckung der Rohrleitung kann der Molch beispielsweise auch in einem querschnittserweiterten (Halte-)Bereich der Rohrleitung quer zur Längserstreckung bewegt und hier festgehalten werden. Diese Vorgehensweise empfiehlt sich für den Fall, dass der gesamte Querschnitt der Rohrleitung für die Führung des Fluids benötigt wird. Dabei ist die Festlegung des Molches in diesem querschnittserweiterten (Halte-)Bereich grundsätzlich sowohl mechanisch als auch elektromagnetisch möglich.
[0017] Darüber hinaus ist der Molch regelmäßig so ausgelegt, dass er die Rohrleitung fluiddicht verschließt. Auf diese Weise kann der Molch nicht nur verschiedene Bereiche der Rohrleitung voneinander trennen, sondern auch zur Förderung des Fluids eingesetzt werden. Die Trennung wird dabei in der Regel zwischen zwei Fluiden vorgenommen.
[0018] Darüber hinaus können aber auch zwei oder mehr Molche innerhalb der Rohrleitung Verwendung finden. Diese lassen sich gegeneinander verfahren. Dadurch wird ein vorzugsweise abgedichteter Zwischenraum beliebiger Ausdehnung zwischen den Molchen definiert. Dieser Zwischenraum kann beispielsweise evakuiert werden, was zumindest eine seitliche Ableitung in dem Zwischenraum voraussetzt.
[0019] Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Behandlung von in Rohrleitungen geführten Fluiden, wie sie im Anspruch 8 beschrieben wird. Des Weiteren die Verwendung eines durch ein elektromagnetisches Feld antreibbaren Molches als Trenn- und/oder Förderelement für durch Rohrleitungen geführte Fluide entsprechend dem Anspruch 10.
[0020] In jedem Fall wird eine völlig neu konzipierte Möglichkeit zur Verfügung gestellt, Fluide innerhalb von Rohrleitungen zu behandeln und insbesondere unerwünschte Fluidmischungen von ihrer Menge her auf ein Minimum zu reduzieren bzw. die Fluidmischung gezielt einzustellen. Das gilt namentlich für Fluidmischungen aus verschiedenen Produktfluiden sowie solchen aus einem Produktfluid und einem Reinigungsfluid. Denn derartige Fluidmischungen können üblicherweise bei einer als Produktführungsleitung ausgeführten Rohrleitungen anschließend nicht (mehr) verwendet werden. Derartige Verluste lassen sich nun mit der Erfindung auf ein Minimum reduzieren.
[0021] Das gelingt im Kern dadurch, dass sich in der Rohrleitung zumindest ein berührungslos hin- und herbewegbarer Molch befindet, welcher einzelne Bereiche der Rohrleitung beispielsweise voneinander trennen kann. So lässt sich der Molch unmittelbar in den Bereich einer Zuleitung eines Produktfluids fahren und sperrt diese Zuleitung von der Rohrleitung ab. Als Folge hiervon kann die jenseits des Molches befindliche Rohrleitung beispielsweise über eine Spülleitung gespült werden oder kann in dieser Rohrleitung zuvor befindliches anderes Produktfluid problemlos abgezogen werden, ohne dass die Gefahr einer Mischung mit dem nachfolgend zu fördernden Produktfluid besteht. Derartiges ist mit einem beispielsweise in der Zuleitung des Produkfluids befindlichen Ventil nicht möglich. Denn dieses Ventil lässt sich lediglich im freien Bereich der Zuleitung anbringen, so dass immer noch Restvolumina verbleiben, in denen sich Reinigungsflüssigkeit, ein anderes Produktfluid etc. befinden können.
[0022] Hiervon hat sich die Erfindung bewusst gelöst, weil die Zuleitungen unmittelbar und über ihre gesamte Länge gesehen abgesperrt werden können. Das gelingt darüber hinaus mit einem oder mehreren Molchen, erfordert somit keine teure und konstruktiv aufwendige Ventiltechnik. Im Übrigen lassen sich hierdurch Vorfüll- oder Mischstufen darstellen, indem beispielsweise der Molch die Zuleitung mit dem Produktfluid geringfügig öffnet. Dabei stellen insgesamt der eine oder die mehreren querschnittserweiterten Haltebereiche zudem sicher, dass die Produktführung insgesamt nicht beeinflusst wird.
[0023] Dabei versteht es sich, dass die Rohrleitung bei Bedarf mit einer oder mehreren Schleusen ausgerüstet ist, um den erfindungsgemäßen Molch respektive Rohrmolch in die Rohrleitung einbringen zu können. Außerdem kann der erfindungsgemäße Molch selbstverständlich ergänzend oder alternativ auch durch das in der Rohrleitung strömende Fluid angeströmt und angetrieben werden. Bei diesem Vorgang ist es selbstverständlich denkbar, dass sich an beiden Seiten des Molches unterschiedliche Fluide befinden, wobei ein Fluid zum Antrieb des Molches genutzt wird und das andere Fluid von ihm verdrängt wird. Bei den Fluiden handelt es sich nicht einschränkend um Flüssigkeiten, grundsätzlich auch Gase oder sogar fließende Feststoffe, beispielsweise Granulate die auf diese Weise gefördert werden können. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
[0024] Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch
Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform im Bereich einer Querschnittserweiterung der Rohrleitung in zwei verschiedenen Ausgestaltungen a) und b) und
Fig. 3 die Rohrleitung bei einem typischen Fördervorgang für ein Fluid.
[0025] In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Behandlung von in Rohrleitungen 1 geführten Fluiden dargestellt. Bei den Fluiden handelt es sich um beispielsweise Getränke aber auch pharmazeutische Flüssigkeiten oder allgemein Produktflüssigkeiten, die über die Rohrleitung 1 zu einem Abfüllort oder dergleichen gefördert werden. Vorliegend geht es insbesondere um die Behandlung von Fluidmischungen aus beispielsweise einem Produktfluid und einem Reinigungsfluid, wie es über eine an die Rohrleitung 1 entsprechend der Fig. 3 angeschlossene Spülleitung 2 in die Rohrleitung 1 eingeleitet werden kann. Des Weiteren erkennt man eine weitere Zuleitung 3 und eine Ableitung 4, die für die Beaufschlagung der Rohrleitung 1 mit einem Gas und dessen Abzug im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eingesetzt werden.
[0026] Die dargestellte Vorrichtung greift im Wesentlichen auf wenigstens einen im Innern der Rohrleitung 1 bewegbaren Molch 5 zurück und ist zusätzlich erfindungsgemäß mit Mitteln 6, 7 ausgerüstet, welche ein elektromagnetisches Feld zum berührungslosen Antrieb des Molches 5 erzeugen.
[0027] Bei den Mitteln 6, 7 handelt es sich einerseits um einen oder mehrere schaltbare Elektromagnete 7 und andererseits einen bzw. zwei Permanentmagnete 6. Der Permanentmagnet 6 wird in oder an dem Molch 5 bzw. von diesem getragen. Dagegen findet sich der schaltbare Elektromagnet 7 in einer Anordnung in oder an der Rohrleitung 1. Tatsächlich sind mehrere Elektromagneten 7 vorgesehen, die mittels einer kombinierten Steuereinheit und Spannungsquelle 8 beaufschlagt werden und in Längserstreckung an der Außenwandung der Rohrleitung 1 angeordnet sind. Auf diese Weise erzeugen die Elektromagneten 7 ein in Fig. 1 lediglich angedeutetes Magnetfeld, gegenüber dem sich der Molch 5 mit seinem Permanentmagneten bzw. seinen beiden Permanentmagneten 6 ausrichtet und bewegt wird. Das Gleiche gilt für den Fall, dass anstelle der
Permanentmagneten 6 schlicht und ergreifend ein metallischer Kern für den Molch 5 realisiert ist. - Grundsätzlich kann auch umgekehrt verfahren werden, dass nämlich der Molch 5 mit einem schaltbaren Elektromagneten 7 ausgerüstet wird, wohingegen die Rohrleitung 1 den metallischen Kern respektive Permanentmagneten 6 aufweist.
[0028] Eine kontinuierliche Bewegung des Molches 5 lässt sich dadurch darstellen, dass mit Hilfe mehrerer Elektromagneten 7 in Längserstreckung der Rohrleitung 1 ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugt wird. Dieses lässt sich im einfachsten Fall so darstellen, dass die Elektromagneten 7 hintereinander angeschaltet und dann ausgeschaltet werden, wobei der Molch 5 mit seinem metallischen Kern bzw. den Permanentmagneten 6 diesem fortschreitenden elektromagnetischen Feld entlang der Rohrleitung 1 in deren Längserstreckung folgt. Dadurch kann der Molch 5 längst der Rohrleitung 1 hin- und herbewegt werden. [0029] Man erkennt, dass der Elektromagnet 7 ein Magnetfeld mit im Wesentlichen im Innern der Rohrleitung 1 in ihrer Längserstreckung verlaufenden Feldlinien erzeugt, wie die Fig. 1 deutlich macht. Außerdem ist die Auslegung meistens so getroffen, dass der Permanentmagnet 6 bzw. das magnetisierbare Material größtenteils in Längserstreckung der Rohrleitung 1 bzw. des Molches 5 angeordnet ist.
[0030] Im Rahmen der Fig. 2 sind bei beiden Varianten a) und b) jeweils querschnittserweiterte Bereiche 9 der Rohrleitung 1 zu erkennen. Dabei fungiert der querschnittserweiterte Bereich 9 bei der Darstellung nach Fig. 2a) in der Weise, dass der Molch 5 lediglich innerhalb dieses querschnittserweiterten Bereiches 9 hin und her bewegt wird und über entsprechend verschieden ausgestaltete Gleitelemente 10 verfügt. Diese Gleit- respektive Stützelemente 10 sind umlaufend ausgestaltet, so dass der Molch 5 die Rohrleitung 1 insgesamt fluiddicht verschließt. Auf diese Weise ist der Molch 5 in der Lage, in der Rohrleitung 1 befindliche und möglicherweise verschiedene Fluide voneinander zu trennen. Es ist auch möglich, mit Hilfe des berührungslos angetriebenen Molches 5 ein in der Rohrleitung 1 befindliches Fluid zu fördern. Dieses braucht also nicht selbst unter Druck zu stehen.
[0031] Bei der Variante nach Fig. 2b) fungiert der querschnittserweiterte Bereich 9 als gleichsam Haltebereich für den Molch 5, der in diesem Zusammenhang eine Art Ruheposition einnehmen kann. Tatsächlich lässt sich der Molch 5 in dem querschnittserweiterten (Halte-)bereich 9 der Rohrleitung 1 quer zur Längser- Streckung der Rohrleitung 1 bewegen und an dieser Stelle festhalten. Das geschieht wiederum, indem entsprechende magnetische Anziehungskräfte mit Hilfe eines dortigen speziellen Elektromagneten 7 bzw. beidseitigen Elektromagneten 7 aufgebracht werden. Da im querschnittserweiterten Bereich 9 Elektromagneten 7 beidseitig des Molches 5 vorhanden sind, lassen sich sowohl magnetisch anziehende als auch abstoßende Kräfte aufbauen, so dass der Molch 5 problemlos quer zur Längserstreckung der Rohrleitung 1 bewegt werden kann. Seine Festlegung kann magnetisch und/oder mechanisch an der Wandung der Rohrleitung 1 erfolgen.
[0032] Bei der Variante nach Fig. 3 sind zwei Molche 5 entlang der Rohrleitung 1 platziert. Dabei findet sich der linke Molch 5 in einer Position, in welcher er eine Zuleitung 11 für ein erstes Produktfluid 11' verschließt, wohingegen eine weitere Zuleitung 12 für ein zweites Produktfluid 12' offengehalten wird. Auf diese Weise kann das zweite Produktfluid 12' über die Rohrleitung 1 gefördert werden. Außerdem ist es möglich, das zweite Produktfulid 12' in einen Zwischenraum zwischen den beiden Molchen 5 zu bevorraten. Das ist jedoch nicht dargestellt. Nach der Förderung lässt sich die Rohrleitung 1 über das durch die Leitung 3 zugeführte Gas spülen oder auch mit Hilfe einer Reinigungsflüssigkeit über die Spülleitung 2.
[0033] Ferner kann so vorgegangen werden, dass der linke Molch 5 von dem durch die Zuleitung 11 in die Produktleitung 1 zugeführten ersten Produktfluid angeströmt wird und durch das strömende erste Produktfluid nach rechts in Richtung auf die zweite Zuleitung 12 eine Bewegung erfährt.
[0034] Diese Bewegung kann selbstverständlich durch den gleichsam von den Elektromagneten 7 gebildeten Linearantrieb in Verbindung mit den magneti- sierbaren Elementen bzw. Permanentmagneten 6 des Molches 5 unterstützt werden. Bei diesem Vorgang wird das rechts des ersten Molches 5 möglicherweise vorhandene zweite Produktfluid verdrängt. Dabei strömt das zweite Produktfluid an dem zweiten Molch 5 vorbei, welcher sich in einem dortigen querschnittserweiterten Bereich 9 befindet und generell den Querschnitt der Rohrleitung 1 freigibt. In der dargestellten Ausführungsform können die Molche 5 nicht aneinander vorbei bewegt werden, dies ist aber in einer nicht gezeigten Variante natürlich vorgesehen. Die Molche 5 selbst sind zuvor über eine nicht dargestellte Schleuse in die Rohrleitung 1 eingebracht worden. Eine zusätzliche endseitige Schleuse mag für ihre Entfernung aus der Rohrleitung 1 sorgen.
[0035] In einer nicht dargestellten Variante ist der mindestens ein Molch 5 oder idealerweise alle Molche 5 mit einer zentralen Leitung versehen, welche von dem einen Ende des Molches 5 zu der anderen Seite des Molches 5 führt, in der Art einer Kurzschlussleitung. Diese Leitung ist mittels mindestens eines Ventils verschließbar und kann mindestens teilweise geöffnet werden. Im geöffneten Zustand des Ventils kann das in der Rohrleitung 1 vorhandene Fluid durch den Molch 5 hindurch strömen.
[0036] Die in den Molchen 5 angeordneten Ventile sind dabei idealerweise als Sicherheitsventil ausgestaltet, welche abhängig von dem Fluiddruck in der Rohrleitung 1 oder dem Druckdifferenz, welche auf beiden Seiten des Molches 5 herrscht, ganz oder teilweise öffnet werden. Damit ist es möglich den Molch gegen eine stehendes Fluid zu fahren, ohne das Fluid zu fördern oder eine Schädigung des Leitungssystems sicher zu verhindern. Im einfachsten Fall ist ein oder beidseitig Berstelement vorgesehen, welches nach dem Bruch erneuert werden muss.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von in Rohrleitungen (1 ) geführten Fluiden, wonach wenigstens ein Molch (5) im Innern der Rohrleitung (1) bewegt wird, d a d u r c h g e- k e n n z e i c h n e t, dass der Molch (5) mittels eines elektromagnetischen Feldes berührungslos angetrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Molch (5) von einem als Wanderfeld ausgebildeten elektromagnetischen Feld bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch (5) mit wenigstens einem magnetisierbarem Element und/oder einem Permanentmagneten (6) ausgerüstet wird, welcher bzw. welches mit zumindest einem an oder in der Rohrleitung (1) angeordneten Elektromagneten (7) wechselwirkt, oder umgekehrt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisierbare Element respektive der Permanentmagnet (6) des Molches (5) größtenteils in seiner Längserstreckung sowie in Längsrichtung der Rohrleitung (1) angeordnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch (5) in einem querschnittserweiterten Bereich (9) der Rohrleitung (1) quer zu seiner Längserstreckung bewegt und festgehalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch (5) die Rohrleitung (1 ) fluiddicht verschließt, so dass er zur Förderung des Fluids und/oder zur Trennung zweier Fluide eingesetzt werden kann.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Molche (5) in der Rohrleitung (1) gegeneinander verfahren werden und auf diese Weise einen vorzugsweise abgedichteten Zwischenraum beliebiger Ausdehnung zwischen sich definieren.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Molche (5) in der Rohrleitung (1) aneinander vorbei bewegt werden können.
9. Vorrichtung zur Behandlung von in Rohrleitungen (1) geführten Fluiden, insbesondere Fluidmischungen aus beispielsweise einem Produktfluid und einem Reinigungsfluid und/oder aus zwei oder mehr Produktfluiden, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit zumindest einem im Innern der Rohrleitung (1) bewegbaren Molch (5), dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (6, 7) zum Erzeugen eines elektromagnetischen Feldes für den berührungslosen Antrieb des Molches (5) vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7) als einerseits zumindest einschaltbarer Elektromagnet (7) und andererseits wenigstens ein magnetisierbares Element und/oder ein Permanentmagnet (6) ausgebildet sind, die zum einen im oder an dem Molch (5) und zum anderen in oder an der Rohrleitung (1) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Molch (5) eine zentrale Leitung umfasst, welche von dem einen Ende des Molches (5) zu der anderen Seite des Molches (5) führt, welche mittels mindestens eines Ventils verschlossen und mindestens teilweise geöffnet werden kann, so dass das in der Rohrleitung (1) vorhandene Fluid bei geöffnetem Ventil durch den Molch (5) hindurch strömen kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil eine Sicherheitsventil ist, welches abhängig von dem Fluiddruck in der Rohrleitung (1) oder der Druckdifferenz, welche auf beiden Seiten des Molches 5 herrscht, ganz oder teilweise öffnet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Molch (5) eine zentrale Leitung umfasst, welche von dem einen Ende des Molches (5) zu der anderen Seite des Molches (5) führt, welche mittels mindestens eine Berstelement enthält, welches im regulären Betrieb die Leitung verschließt.
14. Verwendung eines durch ein elektromagnetisches Feld berührungslos antreibbaren Molches (5) als Trenn- und/oder Förderelement für durch Rohrleitungen (1) geführte Fluide.
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