WO2024068751A1 - Vorrichtung zum reduzieren der reibungskräfte einer magnetisiervorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum reduzieren der reibungskräfte einer magnetisiervorrichtung Download PDF

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WO2024068751A1
WO2024068751A1 PCT/EP2023/076743 EP2023076743W WO2024068751A1 WO 2024068751 A1 WO2024068751 A1 WO 2024068751A1 EP 2023076743 W EP2023076743 W EP 2023076743W WO 2024068751 A1 WO2024068751 A1 WO 2024068751A1
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pipeline
compensation unit
wall
magnetizing
support
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PCT/EP2023/076743
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Andrey Danilov
Michael Schulte
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Rosen Ip Ag
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    • G01M3/002—Investigating fluid-tightness of structures by using thermal means
    • G—PHYSICS
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01M5/0025—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of elongated objects, e.g. pipes, masts, towers or railways
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Definitions

  • the present invention relates to a device for the non-destructive testing of pipelines with at least one measuring unit for recording measured values of the pipeline, wherein the measuring unit has at least one magnet, in particular designed as a permanent magnet, which is preferably arranged in a magnetizing device and which, when the device is in use, generates attractive forces between the magnetizing device and the wall of the pipeline, wherein the magnetizing device is connected to a support device which supports the magnetizing device against the wall of the pipeline when the device is in use, and wherein the device is designed to move along the pipeline.
  • the measuring unit has at least one magnet, in particular designed as a permanent magnet, which is preferably arranged in a magnetizing device and which, when the device is in use, generates attractive forces between the magnetizing device and the wall of the pipeline, wherein the magnetizing device is connected to a support device which supports the magnetizing device against the wall of the pipeline when the device is in use, and wherein the device is designed to move along the pipeline.
  • the MFL and EMAT methods are mentioned here as examples of magnetic methods for checking pipelines.
  • a stronger magnetization of the metallic wall must be generated.
  • the MFL and EMAT methods are used to evaluate the quality of metallic walls and in particular to identify defects in the form of corrosion or cracks.
  • sensors are moved through a pipeline to be examined in order to draw conclusions about the quality of the wall being examined from the sensor data from the measuring unit.
  • the examination can also be carried out from the outside, and when examining storage containers, the sensors can be guided along the inside and outside of the wall of the storage container. If we talk about pipelines or a pipe below, the information also applies to storage containers.
  • Magnetic flux leakage a magnetic field is induced in the pipe wall.
  • Material defects such as corrosion or material removal in another form, can be detected by detecting the deviating magnetic field that partially emerges from the pipe wall with appropriate sensors.
  • the magnetization of the tube wall has a significant influence on the accuracy of the information. If the pipe wall is not sufficiently magnetized, anomalies cannot be detected.
  • the EMAT process Electro Magnetic Acoustic Transducer - is an ultrasonic testing technology in which ultrasonic waves are generated and received electromagnetically. In this process, a magnet is used to generate a static or quasi-static magnetic field, which is superimposed on alternating magnetic fields generated by a coil. An EMAT induces ultrasonic waves into a test object through magnetostriction, the strength of which depends on the magnetic field induced by the magnets. Here too, the quality of the pipe testing is influenced by the strength of the magnetic field.
  • the respective magnetic field is generated using one or more permanent magnets that are part of the device.
  • the magnets lead to strong forces of attraction on the wall.
  • the device in which the magnet(s) are located moves along the pipe wall with increased frictional forces due to the forces of attraction.
  • Pipeline inspection equipment is moved by the internal transport of the pipeline medium or on or by a crawler. This often becomes a challenge in pipelines with low internal pressure. Due to the high friction, the crawlers also have higher energy consumption and a Elaborate construction to be able to pull yourself and the device. Even when testing metallic walls from the outside, increased frictional resistance must be overcome because the magnets press the magnetizing device against the wall.
  • Reducing friction also plays a major role in portable testing devices and allows for a significant improvement in user-friendliness.
  • the magnetizing device is firmly connected to a support roller as one version of a support device, although the magnetizing device is pivotally connected to the rest of the device.
  • the low coefficient of friction of the rolling friction of the support roller greatly reduces the friction caused by adhesive forces. So that the wheels can run freely, there is a gap between the wall and the brush of the yoke, which, however, greatly weakens the magnetic field.
  • a device for testing pipelines is known from US 5 565 633 A.
  • the device has a cylindrical device body with a magnetizing device to be arranged in the pipeline, wherein the device body is centered in a pipeline via spring-loaded support arms and is supported on an inner wall of the pipeline.
  • the distance between the magnetizing device and the inner wall of the pipeline depends on the centering of the device body by means of the centering units. This is disadvantageous for uniform magnetization of the pipeline and/or reliable detection of the magnetic field.
  • the device has a compensation unit which movably connects the support device to the magnetizing device via an adjustment unit, the adjustment unit being supported on the device via an energy storage device.
  • the compensation unit is preferably supported on the magnetizing device.
  • the adjustment unit is preferably supported on the magnetizing device via an energy storage device.
  • the magnetizing device includes in particular the measuring unit and the magnet.
  • the compensation unit makes it possible to support the magnetizing device in such a way that the magnetic force of the permanent magnet(s) acts to a high degree on the wall of the pipeline during operation of the device, but the friction of the magnetizing device on the wall of the pipeline is at least reduced or completely avoided if there is a small gap between the wall of the pipeline and the adjacent surface of the magnetizing device.
  • the adjustment unit is connected to the rest of the device, in particular to the magnetizing device, in such a way that it is supported on another part of the device, in particular on the magnetizing device, via the force storage device.
  • the adjustment unit is part of the compensation unit, and the compensation unit is part of the device, in particular the magnetizing device.
  • the compensation unit is used to at least partially or completely compensate for the attractive forces with which the permanent magnet(s) are drawn to the surface of the pipe wall by generating a force component opposite to the magnetic force via the force storage device and transferring it to the pipe wall on which it rests.
  • the compensation unit allows the magnetizing device to continue to slide on the wall of the pipeline so that the magnetic force acting in this way is fully can be used for signal evaluation.
  • the compensation unit is pressed in. There is only a small gap or no gap at all between the brush and the wall, and at the same time the compensation unit generates an opposing force.
  • the contact pressure with which the magnetizing device is held on the surface of the wall is reduced by the amount of the counterforce generated by the compensation unit, so that the frictional force with which the magnetizing device slides over the wall of the pipeline is also reduced.
  • the adjustment unit has the function of adjusting the support device in relation to the magnetizing device, in particular a distance between the support device and the magnetizing device, whereby a counterforce to the magnetic force acting on the magnetizing device is generated via the force accumulator.
  • the compensation unit can also compensate the magnetic force to such an extent that the magnetizing device is kept at a small distance from the wall of the pipeline. Since an adjustment unit movably connects the support device to the rest of the magnetizing device, relative movements between the rest of the magnetizing device and the support device are possible. For example, the support device supported on the wall of the pipeline can deflect if there are inward-facing unevennesses on the wall, such as those caused by weld seams, without the magnetizing device itself moving inward. The signal quality of the measurement signal is therefore fully maintained in such critical areas, or at least it does not collapse to such an extent that the quality of the measurement carried out in the affected area is limited or completely unsuitable.
  • An advantage of supporting the magnetizing device by a compensation unit is that the distance at which the magnetizing device is kept away from the wall of the pipeline does not necessarily have to remain the same, but is variable and in particular can be zero, because the support device is relatively movable in relation to the magnetizing device via the compensation unit.
  • the magnetizing device is connected to the rest of the device in particular in a movable manner, and further in particular in a pivotable manner.
  • the support device supports the magnetizing device independently of the rest of the device, in particular independently of the distance of the rest of the device from the pipe wall.
  • the variable distance of the magnetizing device from the pipe wall is thus independent of the support and/or centering of the rest of the device on the pipe wall, for example via support arms, centering units, cups, disks or the like.
  • the relative movement between the magnetizing device and the support device by means of the compensation unit and the adjustment unit is independent of the rest of the device, in particular of the distance of the rest of the device from the pipe wall. For example, a relative movement between the magnetizing device and the support device can take place if the distance of the rest of the device from the pipe wall remains the same.
  • the compensation unit allows the device to move through the pipeline with less drive power.
  • the lower sliding friction forces in the area of the permanent magnets reduce the drive power required to move the device through the pipeline.
  • the movement is also more uniform. This is especially true when the device is operated with a gaseous A medium with a low flow velocity is transported through the pipeline.
  • the compensation unit can be completely pressed in by the magnetic force while traveling through the pipeline, which means that the compensation unit is less stressed by possible irregularities on the pipe wall, such as welds, dents and the like.
  • the strength of the pressure force of the compensation unit is preferably designed such that the magnetic attractive forces attract the magnetizing device to the wall without a gap and the adhesion of the magnetizing device to the wall of the pipeline is made possible, while at the same time as much magnetic attractive force as possible is compensated for by the compensation unit.
  • the present solution makes it possible to reduce the friction of the device, in particular the magnetizing device that induces the magnetization, while at the same time minimizing a disturbing influence on the magnetic flux.
  • the support device has at least one support roller.
  • one or more wheels can be mounted on the compensation unit so that the unit travels over the wall surface on at least one wheel.
  • the support device can also consist of a conveyor belt, a a caterpillar track or other rotating or revolving actively or passively driven elements that roll on the surface of the wall of the pipeline.
  • the support device can also consist of one or more sliding elements with one or more sliding surfaces that are passively guided in a sliding movement over the surface of the wall.
  • the sliding surfaces can in particular be made of a material that has a low coefficient of sliding friction, such as PTFE or suitable elastomers.
  • a counterforce generated by the compensation unit via a force accumulator is variable.
  • the counterforce generated in the force accumulator is variable if the adjustment unit, via which the support device is connected to the magnetizing device, is supported on a force accumulator that generates a counterforce of different magnitudes in different positions of the adjustment unit.
  • Mechanical springs have a different restoring force depending on how far they are extended.
  • a different pressure level of a pneumatic cylinder also results in different restoring forces.
  • An actuator can also be set to a different support force. With such changes, the counterforce that acts from the compensation unit on the magnetizing device changes. With variable counterforces, this can be greater, in particular, the further the compensation unit compresses against the magnetizing device and the force accumulator used.
  • the compensation unit is supported by a mechanical spring as a force storage device.
  • the spring When the compensation unit is pressed in, the spring generates a force that acts against the magnetic attraction forces on the wall.
  • a force storage device can be used
  • a mechanical spring is considered, the spring characteristic of which shows an increasing force the further it is retracted or extended.
  • the spring characteristic can have a progressive, linear, degressive, very soft, pre-tensioned or linear course with a kink.
  • the spring force of the mechanical spring is selected via the spring travel used so that the magnetic force acting on the magnetizing device is at least partially compensated in a compressed position of the compensation unit.
  • the compensation unit is supported by a pneumatic cylinder as a force accumulator.
  • Pneumatic cylinders also enable the adjustment unit to be compressed and extended using a gas bubble, whereby advantageous restoring forces also occur with pneumatic cylinders during a compression or extension movement. If the compensation unit is pneumatically sprung, when the compensation unit is pressed into the pneumatic cylinder, the gas cushion inside it generates a force that acts as a counterforce against the magnetic attraction forces.
  • the compensation unit is supported via a support drive.
  • a support drive can also be used, the force of which can be adjustable. So electric motors, especially in the design as Servo motors with a variable counterforce can be used as a support drive, or other suitable motor-driven components with a variable counterforce generated by them are used.
  • a support drive is also a force storage device that counteracts the magnetic force.
  • the counterforce generated by the compensation unit is adjustable.
  • mechanical springs can be provided with an adjustable tensioning device, by means of which the springs can be pre-tensioned or relaxed, so that a changed spring characteristic curve is established.
  • the counterforces generated by gas bubbles in pneumatic cylinders can be adjusted by feeding additional gas into the pneumatic cylinder or releasing it from it.
  • Actuators can also be designed so that their drive force is adjustable.
  • the compensation unit is connected to an electrical control system, via which the counterforce can be adjusted.
  • the counterforce can be adapted in particular to the strength of the magnetic force via the electrical control system.
  • a Hall sensor can be used to measure the magnetic field, and based on the measured value, the spring force of the compensation unit is changed via a motorized system.
  • Such an adjustment by means of the electrical control system can be carried out automatically during operation of the device, for example controlled by software that forms part of the electrical control system.
  • a plurality of compensation units are arranged on a magnetizing device, the support devices being arranged at a distance from one another in the direction of movement of the device.
  • a magnetizing device extends over a certain length in the direction of movement of the device, it is advantageous to support the magnetizing device at several points that are spaced apart from one another.
  • the magnetizing device is advantageously supported in its front part in the direction of movement and in its rear part, so that there is at least approximately the same support against the magnetic force over its overall length.
  • 1 is a view of a device in a pipeline
  • Fig. 1a an enlarged view of the zone in which the magnetizing device with the measuring unit is located
  • Fig. 2 is a view of a magnetizing device with a compensation unit
  • Fig. 3 - 14 further embodiments of the magnetizing device shown in Fig. 2 with differently designed compensation units.
  • FIG. 1 shows a pipeline 1 to be examined with an inner side of the wall 2, along which the device 3 - here in the form of a pig - is guided through the pipeline 1.
  • the measuring units 4 each generate a magnetic field with at least one magnet 5 arranged in the corresponding measuring unit 4, by which they are held on the surface of the inner side of the wall 2.
  • the magnets 5 are arranged on a magnetizing device 6, which in the exemplary embodiment is designed as a magnetic yoke and is guided along the inner side of the wall 2 for measuring purposes. From its first position shown, the magnetizing device 6, which is arranged pivotably on the rest of the device 3, can pivot or be pivoted into a second position (shown with dashed lines).
  • the magnetic field generated by the measuring unit 4 creates an attractive force directed towards the surface of the wall 2 of the pipeline 1 to be measured.
  • the measuring units 4 are held pressed against the inside of the pipeline 1 via this attractive force.
  • the device 1 is moved in the direction of the arrow through the pipeline 1 in order to measure properties of the wall 2 with the measuring units 4.
  • the measuring units 4 have a compensation unit 9 with which a counterforce is generated on the measuring unit 4, which corresponds to the magnetic attraction of the permanent magnets e 5 is directed in the opposite direction.
  • FIG. 1a shows an enlarged view of the zone in which the magnetizing device 6 with the measuring unit 4 are located. Deviating from the only sketchy representation in FIG. 1, the magnetic yoke shown in FIG. 1a in the magnetizing device 6 is made larger.
  • An exemplary embodiment of a compensation unit 9 is shown in FIG.
  • the compensation unit 9 has an adjustment unit 7, which is pivotally mounted on a rotation axis 8, in particular on the magnetizing device 6.
  • a support roller 12a is mounted at a first end of the adjustment unit 7 as an exemplary embodiment of a support device 12, an energy storage device 11 - in the exemplary embodiment in the form of a mechanical spring - engages on the opposite end of the adjustment unit 7, via the restoring force built up with a spring movement Compensation unit 9 supports the device 3, in particular the magnetizing device 6, against the acting magnetic force.
  • the adjustment unit 7, which can be mounted on a rotation axis 8 and which is in any case movably supported on the energy accumulator 11, forms a compensation unit 9 with the energy accumulator 11, which is connected to the support device 12 attached to the adjustment unit 7.
  • the magnetizing device 6 in the embodiment shown has a brush 13. Since the support roller 12a protrudes beyond the circumferential shape of the brush 13 in the direction of the wall 2 to be examined, the support roller 12a would press the arm of the adjustment unit 7 connected to it under the upper edge of the brush 13 on the wall side when the measuring unit 4 with the brush 13 rests against the wall 2 of the pipeline 1, if it is attracted to it by the magnetic force of the permanent magnet 5. However, if the arm of the adjustment unit 7 provided with the support roller 12a is pressed downwards, the opposite arm of the adjustment unit 7 moves upwards around the axis of rotation 8, whereby the mechanical spring of the energy storage device 11 is pulled out.
  • the mechanical spring pulled out from the rest position generates a torque around the axis of rotation 8 as a counterforce during the pull-out movement, which the counteracts the attraction force of the permanent magnet 5. In this way, the contact pressure with which the magnetizing device 6 is held on the wall 2 is reduced.
  • FIG 3 shows a modified exemplary embodiment in which the force of the energy accumulator 11 acts on the wall 2 not in a lateral direction, but in a vertical direction.
  • the support roller 12a is mounted in the adjustment unit 7, which in turn is mounted on a spring package as a force accumulator 11.
  • the spring assemblies of the energy accumulators 11 generate a counterforce to the magnetic force from the permanent magnet 5 during a compression movement.
  • no axis of rotation is required around which the adjustment unit pivots. Rather, the adjustment unit 7 is pressed directly into the energy accumulator 11 when the support device 12 deflects.
  • FIG. 5 shows a toggle lever linkage in which the pressing force with which the support roller 12a is pressed downwards is transmitted to the energy storage 11, which generates the counterforce against the magnetic force.
  • the support rollers 12a are located next to the brushes 13. However, they are each mounted on a compression spring as a force accumulator 11 with the adjustment unit 7 as a bearing.
  • the adjustment units 7 are arranged laterally next to the magnetizing device 6.
  • the axis of rotation 8 is arranged in a stationary manner on the magnetizing device 6.
  • the adjustment units 7 rotate as rocker arms about the respective axis of rotation 8 when the associated support roller 12a is pressed down.
  • the end of the adjusting unit 7 facing away from the support roller 12a is pressed against the energy accumulator 11 during a tilting movement, in which a counterforce builds up.
  • Fig. 8 shows an embodiment in which a support roller 12a is located at one end of the adjustment unit 7 and the rotation axis 8 is located at the other end.
  • the energy storage device 11 is arranged between the support roller 12a and the rotation axis 8. When the adjustment unit 7 compresses, the energy storage device 11 is compressed, which generates the counterforce.
  • the support rollers 12a are arranged at opposite ends of the magnetizing device 6.
  • the support rollers 12a are each mounted in an adjustment unit 7, which in turn is supported on a force accumulator 11.
  • the force accumulators 11 When the support rollers 12a are pressed down, the force accumulators 11 are compressed, which generates the counterforce.
  • FIG. 10 corresponds to the embodiment according to FIG. 9, but two further compensation units 9 are arranged in the central region of the magnetizing device 6, with which additional counterforces can be generated.
  • the figure. 11, 12 and 13 each show a modified embodiment of the embodiment in FIG. 8, wherein the rotation axes 8 are arranged at different positions and the adjustment units 7 are of different lengths or have a different shape.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohrleitungen. Um zu verhindern, dass eine Magnetisierungsvorrichtung bei der Prüfung von Rohrleitungen durch Anziehungskräfte zwischen der Magnetisiervorrichtung und der Wand der Rohrleitung an der Wand der Rohrleitung beschädigt wird, wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Kompensationseinheit aufweist, die die Stützvorrichtung mit der Magnetisiervorrichtung über eine Verstelleinheit beweglich verbindet, wobei die Verstelleinheit über einen Kraftspeicher an der Vorrichtung abgestützt ist.

Description

Vorrichtung zum Reduzieren der Reibungskräfte einer Magnetisiervorrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohrleitungen mit wenigstens einer Messeinheit zur Aufnahme von Messwerten der Rohrleitung, wobei die Messeinheit zumindest einen insbesondere als Permanent-Magnet ausgebildeten Magneten aufweist, der vorzugsweise in einer Magnetisiervorrichtung angeordnet ist und der beim Gebrauch der Vorrichtung Anziehungskräfte zwischen der Magnetisiervorrichtung und der Wand der Rohrleitung erzeugt, wobei die Magnetisiervorrichtung mit einer Stützvorrichtung verbunden ist, die die Magnetisiervorrichtung beim Gebrauch der Vorrichtung gegen die Wand der Rohrleitung abstützt, und wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, sich entlang der Rohrleitung zu bewegen.
Als Beispiele für magnetische Verfahren zur Überprüfung von Rohrleitungen werden hier das MFL- und das EMAT-Verfahren genannt. Bei der Inspektion einer Rohrleitung, aber auch eines metallischen Lagerbehälters, mit MFL- und EMAT-Verfahren muss eine stärkere Magnetisierung der metallischen Wand erzeugt werden. Die MFL- und EMAT-Verfahren werden eingesetzt, um die Qualität von metallischen Wandungen zu bewerten und insbesondere um Fehlstellen in Form von Korrosion oder Cracks zu identifizieren. Beim Inline-Verfahren werden Sensoren durch eine zu untersuchende Rohrleitung bewegt, um aus den Sensordaten der Messeinheit Rückschlüsse auf die Qualität der untersuchten Wand zu ziehen. Die Untersuchung kann aber auch von außen erfolgen, und bei der Untersuchung von Lagerbehältern können die Sensoren innen und außen an der Wand des Lagerbehälters entlanggeführt werden. Wenn nachfolgend von Rohrleitungen oder einem Rohr die Rede ist, so sind die Ausführungen entsprechend auch auf Lagerbehälter zu lesen. Beim MFL- oder Magnetstreuflussverfahren - engl. magnetic flux leakage - wird in die Rohrwand ein Magnetfeld induziert. Materialfehler, wie z.B. Korrosion oder Materialabtrag in anderer Form, können dadurch erfasst werden, dass das abweichende und teilweise aus der Rohrwand austretende Magnetfeld mit entsprechenden Sensoren erfasst wird. Die Magnetisierung der Rohrwand hat einen bedeutenden Einfluss auf die Genauigkeit der Information. Ist die Rohrwand nicht ausreichend magnetisiert, können Anomalien nicht erfasst werden. Das EMAT-Verfahren - Electro Magnetic Acoustic Transducer - ist eine Technologie der Ultraschallprüfung, bei der Ultraschallwellen auf elektromagnetische Weise erzeugt und empfangen werden. Bei diesem Verfahren wird mit einem Magneten ein statisches oder quasi-statisches Magnetfeld erzeugt, das von einer Spule erzeugte magnetische Wechselfelder überlagert. Ein EMAT induziert Ultraschallwellen in ein Prüfobjekt durch Magnetostriktion, deren Stärke von dem durch die Magneten induzierten Magnetfeld abhängt. Auch hier ist die Qualität der Rohrprüfung von der Stärke des einwirkenden Magnetfelds beeinflusst.
In den meisten Fällen der zerstörungsfreien Prüfung von Rohrleitungen wird das jeweilige Magnetfeld insbesondere mit einem oder mehreren Permanentmagneten erzeugt, die ein Bestandteil der Vorrichtung sind. Die Magnete führen allerdings zu starken Anziehungskräften an die Wand. Die Vorrichtung, in der sich der oder die Magnete befinden, bewegt sich durch die Anziehungskräfte mit erhöhten Reibungskräften an der Rohrwand entlang.
Rohrleitungsinspektionsgeräte werden durch den innerbetrieblichen Transport des Rohrleitungsmediums oder auf einem oder durch einen Crawler bewegt. Bei Rohrleitungen mit niedrigem inneren Druck wird dies oft zur Herausforderung. Aufgrund der hohen Reibung haben auch die Crawler einen höheren Energieverbrauch und eine aufwändige Konstruktion, um sich selbst und das Gerät ziehen zu können. Auch bei einer Prüfung von metallischen Wänden von außen her muss ein erhöhter Reibungswiderstand überwunden werden, weil die Magnete die Magnetisiervorrichtung an die Wand pressen.
In einer Gasleitung ist oft auch eine Reibungsreduzierung erwünscht, um einen gleichmäßigen Lauf des Gerätes zu erreichen. Durch höhere Reibung kann das Gerät zum Stehen kommen. In der Folge steigt der Druck hinter dem Gerät durch den kontinuierlichen Gasstrom. Wenn der Druck einen ausreichenden Wert erreicht, fährt das Gerät oft mit einer plötzlich sehr hohen Geschwindigkeit fort. Die Geschwindigkeit kann ein kritisches Niveau überschreiten, bei dem keine zuverlässige Messung mehr möglich ist.
Die Reibungsreduzierung spielt auch bei tragbaren Prüfgeräten eine große Rolle und ermöglicht eine deutliche Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit.
Darüber hinaus verursacht die höhere Reibung einen erhöhten Verschleiß der Bürsten der Joche in einer Magnetisiervorrichtung, was zu höheren Wartungskosten führen kann.
Auch bei anderen Geräten, bei denen eine Magnetisierung der Rohrwand erforderlich ist und eine hohe Reibung nicht erwünscht ist, ist die Reibungsreduzierung sehr wichtig.
Um die Reibung des Gerätes zu reduzieren, werden schwächere Magnete verwendet, was jedoch zu einer Verschlechterung der Messergebnisse führt. Eine weitere Möglichkeit ist die Befestigung von Rädern an den Bürsten. Ein Beispiel für eine gattungsgemäße Vorrichtung findet sich in der Schrift DE 10 2007 058 043 A1 . In dieser Vorrichtung ist die Magnetisiervorrichtung fest mit einer Stützrolle als einer Ausführung einer Stützvorrichtung verbunden, wobei die Magnetisiervorrichtung allerdings schwenkbeweglich mit der übrigen Vorrichtung verbunden ist. Durch den niedrigen Reibungskoeffizienten der Rollreibung der Stützrolle wird die durch Haftkräfte verursachte Reibung stark reduziert. Damit die Räder frei laufen können, ist ein Spalt zwischen der Wand und der Bürste des Jochs vorhanden, der jedoch das Magnetfeld stark schwächt.
Überdies ist aus der US 5 565 633 A eine Vorrichtung zur Prüfung von Rohrleitungen bekannt. Die Vorrichtung weist einen in der Rohrleitung anzuordnenden, zylindrischen Vorrichtungskörper mit einer Magnetisiervorrichtung auf, wobei der Vorrichtungskörper über gefederte Stützarme in einer Rohrleitung zentriert und an einer Rohrleitungsinnenwand abgestützt ist. Ein Abstand der Magnetisiervorrichtung zur Rohrleitungsinnenwand ist dabei von der Zentrierung des Vorrichtungskörpers mittels der Zentriereinheiten abhängig. Dies ist für eine gleichmäßige Magnetisierung der Rohrleitung und/oder zuverlässige Erfassung des Magnetfeldes nachteilig.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Reibungsreduzierung unter Beibehaltung der Stärke des magnetischen Flusses zu entwickeln.
Die Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, indem die Vorrichtung eine Kompensationseinheit aufweist, die die Stützvorrichtung mit der Magnetisiervorrichtung über eine Verstelleinheit beweglich verbindet, wobei die Verstelleinheit über einen Kraftspeicher an der Vorrichtung abgestützt ist. Vorzugsweise stützt sich die Kompensationseinheit an der Magnetisiervorrichtung ab. Die Verstelleinheit ist bevorzugt über einen Kraftspeicher an der Magnetisiervorrichtung abgestützt. Die Magnetisiervorrichtung umfasst insbesondere die Messeinheit und den Magneten.
Die Kompensationseinheit macht es möglich, die Magnetisiervorrichtung so abzustützen, dass die Magnetkraft des oder der Permanentmagneten während des Betriebs der Vorrichtung in einem hohen Maß auf die Wand der Rohrleitung einwirkt, wobei aber die Reibung der Magnetisiervorrichtung auf der Wand der Rohrleitung zumindest verringert oder bei einem geringen Spalt zwischen der Wand der Rohrleitung und der benachbarten Oberfläche der Magnetisiervorrichtung ganz vermieden wird. Die Verstelleinheit ist dabei so mit der übrigen Vorrichtung, insbesondere mit der Magnetisiervorrichtung, verbunden, dass sie über den Kraftspeicher an einem anderen Teil der Vorrichtung, insbesondere an der Magnetisiervorrichtung, abgestützt ist. Die Verstelleinheit ist ein Teil der Kompensationseinheit, und die Kompensationseinheit ist ein Teil der Vorrichtung, insbesondere der Magnetisiervorrichtung. Die Kompensationseinheit wird dazu genutzt, die Anziehungskräfte, mit denen der oder die Permanentmagneten auf die Oberfläche der Wand der Rohrleitung gezogen werden, zumindest teilweise oder ganz zu kompensieren, indem die Kompensationseinheit über den Kraftspeicher eine der Magnetkraft entgegen gerichtete Kraftkomponente erzeugt und auf die Wand der Rohrleitung überträgt, auf der sie sich abstützt.
Während die aus dem Stand der Technik bekannte Stützrolle die Magnetisiervorrichtung in einem gleich bleibenden Abstand zur Wand der Rohrleitung hält, ermöglicht es die Kompensationseinheit, die Magnetisiervorrichtung zwar weiterhin auf der Wand der Rohrleitung gleiten zu lassen, so dass die dabei wirkende Magnetkraft voll zur Signalauswertung genutzt werden kann. Wenn sich die Magnetisiervorrichtung der Wand nähert, wird die Kompensationseinheit eingedrückt. Es entsteht nur ein kleiner oder überhaupt kein Spalt zwischen Bürste und Wand, und gleichzeitig wird von der Kompensationseinheit eine entgegengesetzte Kraft erzeugt. Der Anpressdruck, mit dem die Magnetisiervorrichtung auf der Oberfläche der Wand gehalten wird, ist dabei um das Maß der von der Kompensationseinheit erzeugten Gegenkraft verringert, so dass Reibungskraft, mit der die Magnetisiervorrichtung über die Wand der Rohrleitung gleitet, ebenfalls verringert ist. Die Verstelleinheit hat dabei die Funktion, die Stützvorrichtung im Verhältnis zur Magnetisiervorrichtung, insbesondere einen Abstand zwischen der Stützvorrichtung und der Magnetisiervorrichtung, zu verstellen, wobei dabei über den Kraftspeicher eine Gegenkraft zu der auf die Magnetisiervorrichtung einwirkende Magnetkraft erzeugt wird.
Die Kompensationseinheit kann die Magnetkraft auch so weit kompensieren, dass die Magnetisiervorrichtung in einem geringen Abstand zur Wand der Rohrleitung gehalten wird. Da eine Verstelleinheit die Stützvorrichtung mit der übrigen Magnetisiervorrichtung beweglich verbindet, sind Relativbewegungen zwischen der übrigen Magnetisiervorrichtung und der Stützvorrichtung möglich. So kann die auf der Wand der Rohrleitung abgestützte Stützvorrichtung beispielsweise einfedern, wenn sich auf der Wand einwärts gerichtete Unebenheiten befinden, wie sie beispielsweise von Schweißnähten auftreten, ohne dass dabei die Magnetisiervorrichtung selbst mit einwärts bewegt wird. Die Signalqualität des Messsignals bleibt dadurch gerade in solchen kritischen Bereichen voll erhalten, oder sie bricht zumindest nicht in einem Maß ein, durch das die Qualität der durchgeführten Messung im betroffenen Bereich eingeschränkt oder vollends untauglich wird. Ein Vorteil der Abstützung der Magnetisiervorrichtung durch eine Kompensationseinheit ist also darin zu sehen, dass der Abstand, mit dem die Magnetisiervorrichtung von der Wand der Rohrleitung entfernt gehalten wird, nicht zwangsläufig immer gleich bleiben muss, sondern variabel ist und insbesondere auch null betragen kann, weil die Stützvorrichtung über die Kompensationseinheit relativ beweglich ist im Verhältnis zur Magnetisiervorrichtung.
Die Magnetisiervorrichtung ist insbesondere beweglich, weiter insbesondere schwenkbeweglich, mit der übrigen Vorrichtung verbunden. Die Stützvorrichtung stützt die Magnetisiervorrichtung unabhängig von der übrigen Vorrichtung, insbesondere unabhängig von einem Abstand der übrigen Vorrichtung zur Rohrleitungswand, ab. Der variable Abstand der Magnetisiervorrichtung zu der Rohrleitungswand ist somit von einer Abstützung und/oder Zentrierung der übrigen Vorrichtung an der Rohrleitungswand, etwa über Stützarme, Zentriereinheiten, Cups, Disks oder Ähnliches, unabhängig. Die Relativbewegung zwischen der Magnetisiervorrichtung und der Stützvorrichtung mittels der Kompensationseinheit und der Verstelleinheit ist von der übrigen Vorrichtung, insbesondere von einem Abstand der übrigen Vorrichtung zur Rohrleitungswand, unabhängig. So kann etwa bei gleichbleibendem Abstand der übrigen Vorrichtung zur Rohrleitungswand eine Relativbewegung zwischen der Magnetisiervorrichtung und der Stützvorrichtung erfolgen.
Durch die Kompensationseinheit kann sich die Vorrichtung mit einer geringeren Antriebsleistung durch die Rohrleitung bewegen. Durch die geringeren Gleitreibungskräfte im Bereich der Permanentmagneten sinkt die Antriebsleistung, die erforderlich ist, um die Vorrichtung durch die Rohrleitung zu bewegen. Die Bewegung ist auch gleichmäßiger. Das gilt insbesondere, wenn die Vorrichtung mit einem gasförmigen Medium durch die Rohrleitung befördert wird, das nur eine geringe Strömungsgeschwindigkeit hat. Die Kompensationseinheit kann während der Fahrt durch die Rohrleitung von der Magnetkraft vollständig eingedrückt sein, wodurch die Kompensationseinheit durch mögliche unregelmäßige Stellen an der Rohrwand, wie beispielsweise Schweißnähte, Beulen und dergleichen, weniger belastet wird.
Da die Anziehungskraft auf die Magnetisiervorrichtung reduziert wird, wird der Durchgang von unregelmäßigen Stellen an der Rohrwand, wie z.B. Schweißnähte, Beulen usw., erleichtert, wodurch der Lauf der Vorrichtung ruhiger wird, mechanische Einwirkungen auf die gesamte Konstruktion kleiner werden, und auch die Dis- tortionen bei den Messungen werden geringer. Bevorzugt ist die Stärke der Druckkraft der Kompensationseinheit so ausgelegt, dass die magnetischen Anziehungskräfte die Magnetisiervorrichtung spaltfrei an die Wand anziehen und die Haftung der Magnetisiervorrichtung an der Wand der Rohrleitung ermöglicht ist, während gleichzeitig so viel magnetische Anziehungskraft wie möglich durch die Kompensationseinheit kompensiert wird.
Die vorliegende Lösung ermöglicht es, die Reibung der Vorrichtung, insbesondere der Magnetisiervorrichtung, die die Magnetisierung induziert, zu reduzieren und gleichzeitig einen störenden Einfluss auf den magnetischen Fluss zu minimieren.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Stützvorrichtung zumindest eine Stützrolle auf. Um die Reibung zwischen Kompensationseinheit und der Wand der Rohrleitung zu reduzieren, können ein oder mehrere Räder an der Kompensationseinheit montiert werden, so dass die Einheit über die Wandoberfläche an mindestens einem Rad fährt. Die Stützvorrichtung kann aber auch aus einem Laufband, ei- ner Raupenkette oder anderen rotierenden oder um laufenden aktiv oder passiv angetriebenen Elementen bestehen, die auf der Oberfläche der Wand der Rohrleitung abrollen. Die Stützvorrichtung kann aber auch aus einem oder mehreren Gleitelementen mit einer oder mehreren Gleitflächen bestehen, die passiv in einer Gleitbewegung über die Oberfläche der Wand geführt werden. Die Gleitflächen können insbesondere aus einem Material bestehen, bei dem sich niedrige Gleitreibungskoeffizienten einstellen, wie beispielsweise einem PTFE oder geeigneten Elastomeren.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine von der Kompensationseinheit über einen Kraftspeicher erzeugte Gegenkraft variabel. Die im Kraftspeicher erzeugte Gegenkraft ist variabel, wenn die Verstelleinheit, über die die Stützvorrichtung mit der Magnetisiervorrichtung verbunden ist, auf einem Kraftspeicher abgestützt ist, der in unterschiedlichen Stellungen der Verstelleinheit eine unterschiedlich große Gegenkraft erzeugt. So weisen mechanische Federn je nachdem, wie weit sie ausgezogen sind, eine unterschiedlich große Rückstellkraft auf. Bei einem unterschiedlichen Druckniveau eines Pneumatikzylinders ergeben sich ebenfalls unterschiedlich große Rückstellkräfte. Auch ein Stellantrieb kann auf eine unterschiedlich große Stützkraft eingestellt werden. Bei solchen Veränderungen ändert sich die Gegenkraft, die aus der Kompensationseinheit auf die Magnetisiervorrichtung wirkt. Diese kann bei variablen Gegenkräften insbesondere umso größer sein, je weiter die Kompensationseinheit gegen die Magnetisiervorrichtung und den verwendeten Kraftspeicher einfedert.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit über eine mechanische Feder als Kraftspeicher abgestützt. Beim Einpressen der Kompensationseinheit wird durch die Feder eine Kraft erzeugt, die entgegen den magnetischen Anziehungskräften an der Wand wirkt. Als ein Kraftspeicher kommt also beispielsweise eine mechanische Feder in Betracht, deren Federkennlinie eine ansteigende Kraft zeigt, je weiter sie ein- oder ausgezogen wird. Dabei kann die Federkennlinie einen progressiven, linearen, degressiven, sehr weichen, vorgespannten oder linearen Verlauf mit einer Knickstelle aufweisen. Bei einer Feder als Kraftspeicher bauen sich bei einer Federbewegung auch vorteilhafte Rückstellkräfte auf, durch die die Verstelleinheit nach einer Ein- oder Ausfederbewegung wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird, wenn der Kraftimpuls, der eine Ein- oder Ausfederbewegung verursacht hat, wieder wegfällt. Dadurch wird die Verstelleinheit im Regelfall in ihrer Normallage gehalten, in der sich eine gute gewünschte Abstützung der Magnetisiervorrichtung auf der Wand der Rohrleitung einstellt. Die Federkraft der mechanischen Feder wird über den genutzten Federweg so ausgewählt, dass die Magnetkraft, die auf die Magnetisiervorrichtung einwirkt, in einer eingefederten Stellung der Kompensationseinheit zumindest teilweise kompensiert wird.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit über einen Pneumatikzylinder als Kraftspeicher abgestützt. Pneumatikzylinder ermöglichen ebenfalls ein Ein- und Ausfedern der Verstelleinheit über eine Gasblase, wobei sich auch bei Pneumatikzylindern bei einer Ein- oder Ausfederbewegung vorteilhafte Rückstellkräfte einstellen. Wenn die Kompensationseinheit pneumatisch gefedert ist, wird beim Einpressen der Kompensationseinheit in den Pneumatikzylinder von dem darin befindlichen Gaspolster eine Kraft erzeugt, die als Gegenkraft gegen die magnetischen Anziehungskräfte wirkt.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit über einen Stützantrieb abgestützt. Anstelle von mechanischen Federn oder Pneumatikzylindern kann auch ein Stützantrieb eingesetzt sein, der in seiner Kraftwirkung verstellbar sein kann. So können Elektromotoren, insbesondere in der Ausgestaltung als Servomotoren, mit einer variablen Gegenkraft als Stützantrieb verwendet werden, oder es werden andere geeignete motorisch angetriebene Komponenten mit einer von ihnen erzeugten variablen Gegenkraft verwendet. Ein Stützantrieb ist auf diese Weise auch ein Kraftspeicher, der der Magnetkraft entgegenwirkt.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die von der Kompensationseinheit erzeugte Gegenkraft verstellbar. Zur Verstellung der Gegenkraft können mechanische Federn mit einer verstellbaren Spannvorrichtung versehen sein, durch die die Federn vorgespannt oder entspannt werden können, so dass sich eine veränderte Federkennlinie einstellt. Genauso können die von Gasblasen in Pneumatikzylindern erzeugten Gegenkräfte verstellt werden, indem zusätzliches Gas in den Pneumatikzylinder geführt oder daraus abgelassen wird. Stellantriebe können in ihrer Antriebskraft ebenfalls verstellbar ausgestaltet sein.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kompensationseinheit mit einer elektrischen Steuerung verbunden, über die die Gegenkraft verstellbar ist. Über die elektrische Steuerung kann die Gegenkraft insbesondere an die Kraft der Magnetkraft angepasst werden. So kann beispielsweise ein Hall-Sensor zur Messung des Magnetfeldes verwendet werden, und basierend auf dem Messwert wird die Federkraft der Kompensationseinheit über ein motorisiertes System verändert. Eine solche Verstellung mittels der elektrischen Steuerung kann während des Betriebs der Vorrichtung automatisiert erfolgen, beispielsweise von einer Software gesteuert, die einen Bestandteil der elektrischen Steuerung bildet.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind an einer Magnetisiervorrichtung mehrere Kompensationseinheiten angeordnet, wobei die Stützvorrichtungen in Bewegungsrichtung der Vorrichtung in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Da sich eine Magnetisiervorrichtung über eine gewisse Baulänge in der Bewegungsrichtung der Vorrichtung erstreckt, ist es vorteilhaft, die Magnetisiervorrichtung an mehreren Stellen abzustützen, die voneinander beabstandet sind. Vorteilhaft ist die Magnetisiervorrichtung jeweils in ihrem in Bewegungsrichtung vorderen Teil und im hinteren Teil abgestützt, so dass sich über ihre Baulänge hinweg eine zumindest annähernd gleiche Abstützung gegen die Magnetkraft ergibt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Figuren. In den schematisch dargestellten Figuren 1-13 sind mögliche Ausführungen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht auf eine Vorrichtung in einer Rohrleitung,
Fig. 1a: eine vergrößerte Ansicht der Zone, in der sich die Magnetisiervorrichtung mit der Messeinheit befinden,
Fig. 2 eine Ansicht auf eine Magnetisiervorrichtung mit einer Kompensationseinheit,
Fig. 3 - 14: weitere Ausgestaltungen der in Fig. 2 gezeigten Magnetisiervorrichtung mit unterschiedlich ausgestalteten Kompensationseinheiten.
Einzelne technische Merkmale der nachfolgend beschriebenen Gegenstände können in Alleinstellung, in Kombination mit den bereits vorstehend beschriebenen Merkmalen und/oder untereinander Gegenstand der Erfindung sein und dieser zum Vorteil gereichen. Identisch oder ähnlich wirkende Teile der Vorrichtungen sind - sofern dienlich - mit identischen Bezugsziffern versehen. Fig. 1 zeigt eine zu untersuchende Rohrleitung 1 mit einer Innenseite der Wand 2, an der entlang die Vorrichtung 3 - hier in Gestalt eines Molches - durch die Rohrleitung 1 hindurchgeführt wird. Die Messeinheiten 4 erzeugen jeweils ein Magnetfeld mit zumindest einem in der entsprechenden Messeinheit 4 angeordneten Magneten 5, durch die diese auf der Oberfläche der Innenseite der Wand 2 gehalten sind. Die Magneten 5 sind auf einer Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel als ein Magnetjoch ausgebildet ist und an der Innenseite der Wand 2 zu Messzwecken entlanggeführt wird. Aus ihrer dargestellten ersten Stellung kann die schwenkbeweglich an der übrigen Vorrichtung 3 angeordnete Magnetisiervorrichtung 6 in eine zweite Stellung (mit gestrichelten Linien dargestellt) verschwenken bzw. verschwenkt werden.
Durch das von der Messeinheit 4 erzeugte Magnetfeld wird eine in Richtung der Oberfläche der zu messenden Wand 2 der Rohrleitung 1 gerichtete Anziehungskraft erzeugt. Über diese Anziehungskraft werden die Messeinheiten 4 an die Innenseite der Rohrleitung 1 angepresst gehalten. Die Vorrichtung 1 wird in Pfeilrichtung durch die Rohrleitung 1 bewegt, um dabei Eigenschaften der Wand 2 mit den Messeinheiten 4 zu messen. Um die Reibungskräfte zu vermindern, mit denen die Messeinheiten 4 über die Oberfläche der Rohrleitung 1 bewegt werden, verfügen die Messeinheiten 4 über eine Kompensationseinheit 9, mit denen eine Gegenkraft auf die Messeinheit 4 erzeugt wird, die der magnetischen Anziehungskraft der Permanent-Mag- nete e 5 entgegengerichtet ist.
Die Fig. 1a zeigt eine vergrößerte Ansicht der Zone, in der sich die Magnetisiervorrichtung 6 mit der Messeinheit 4 befinden. Abweichend von der nur skizzenhaften Darstellung in der Fig. 1 ist dort das in Fig. 1a gezeigte magnetische Joch in der Magnetisiervorrichtung 6 größer ausgeführt. In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Kompensationseinheit 9 gezeigt. Die Kompensationseinheit 9 verfügt über eine Verstelleinheit 7, die auf einer Drehachse 8 schwenkbeweglich, insbesondere an der Magnetisiervorrichtung 6, gelagert ist. Während an einem ersten Ende der Verstelleinheit 7 eine Stützrolle 12a als ein Ausführungsbeispiel einer Stützvorrichtung 12 gelagert ist, greift an das gegenüberliegende Ende der Verstelleinheit 7 ein Kraftspeicher 11 - im Ausführungsbeispiel in Gestalt einer mechanischen Feder - an, über deren mit einer Einfederbewegung aufgebaute Rückstellkraft die Kompensationseinheit 9 die Vorrichtung 3, insbesondere die Magnetisiervorrichtung 6, gegen die einwirkende Magnetkraft abstützt. Die Verstelleinheit 7, die auf einer Drehachse 8 gelagert sein kann und die jedenfalls auf dem Kraftspeicher 11 beweglich abgestützt ist, bildet mit dem Kraftspeicher 11 eine Kompensationseinheit 9, die mit der an der Verstelleinheit 7 befestigten Stützvorrichtung 12 verbunden ist.
Auf ihrer der Wand 2 zugewandten Seite verfügt die Magnetisiervorrichtung 6 im gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Bürste 13. Da die Stützrolle 12a über die Umfangsform der Bürste 13 in Richtung der zu untersuchenden Wand 2 übersteht, würde die Stützrolle 12a den mit ihr verbundenen Arm der Verstelleinheit 7 unter die wandseitige Oberkante der Bürste 13 drücken, wenn die Messeinheit 4 mit der Bürste 13 an der Wand 2 der Rohrleitung 1 anliegt, wenn sie durch die magnetische Kraft des Permanent-Magneten 5 davon angezogen wird. Wenn aber der mit der Stützrolle 12a versehene Arm der Verstelleinheit 7 nach unten gedrückt wird, bewegt sich der gegenüberliegende Arm der Verstelleinheit 7 um die Drehachse 8 herum nach oben, wobei dabei die mechanische Feder des Kraftspeichers 11 ausgezogen wird. Die aus der Ruhestellung ausgezogene mechanische Feder erzeugt bei der Auszugsbewegung ein Drehmoment um die Drehachse 8 als Gegenkraft, das der Anziehungskraft des Permanent-Magneten 5 entgegenwirkt. Auf diese Weise wird der Anpressdruck, mit dem die Magnetisiervorrichtung 6 auf der Wand 2 gehalten ist, verringert.
In Fig. 3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem die Kraft des Kraftspeichers 11 nicht in seitlicher Richtung, sondern in einer vertikalen Richtung auf die Wand 2 wirkt. Wenn der mit der Stützrolle 12a versehene Teil der Verstelleinheit 7 eingedrückt wird, drückt der der Drehachse 8 gegenüberliegende Arm den Kraftspeicher 11 zusammen, woraus die Gegenkraft entsteht.
In Fig. 4 ist die Stützrolle 12a in der Verstelleinheit 7 gelagert, die wiederum auf einem Federpaket als Kraftspeicher 11 gelagert ist. Wenn die Stützrollen 12a nach unten gedrückt werden, erzeugen die Federpakete der Kraftspeicher 11 bei einer Einfederbewegung eine Gegenkraft zur magnetischen Kraft aus dem Permanent-Magneten 5. Bei dieser Konstruktion ist keine Drehachse erforderlich, um die die Verstelleinheit schwenkt. Die Verstelleinheit 7 wird bei einer Einfederbewegung der Stützvorrichtung 12 vielmehr direkt in den Kraftspeicher 11 hineingedrückt.
In Fig. 5 ist ein Kniehebelgestänge gezeigt, bei dem die Eindrückkraft, mit dem die Stützrolle 12a nach unten gedrückt wird, auf den Kraftspeicher 11 übertragen wird, der die Gegenkraft gegen die magnetische Kraft erzeugt.
Die Stützrollen 12a befinden sich in der Ausführung gemäß Fig. 6 neben den Bürsten 13. Sie sind aber mit der Verstelleinheit 7 als Lager jeweils auf einer Druckfeder als Kraftspeicher 11 gelagert. In Fig. 7 sind die Verstelleinheiten 7 seitlich neben der Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet. Die Drehachse 8 ist ortsfest an der Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet. Die Verstelleinheiten 7 drehen als Kipphebel um die jeweilige Drehachse 8, wenn die zugehörige Stützrolle 12a nach unten gedrückt wird. Das der Stützrolle 12a abgewandte Ende der Verstelleinheit 7 wird bei einer Kippbewegung gegen den Kraftspeicher 11 gedrückt, in dem sich dabei eine Gegenkraft aufbaut.
In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei der sich an einem Ende der Verstelleinheit 7 eine Stützrolle 12a und am anderen Ende die Drehachse 8 befinden. Der Kraftspeicher 11 ist zwischen der Stützrolle 12a und der Drehachse 8 angeordnet. Bei einer Einfederbewegung der Verstelleinheit 7 wird der Kraftspeicher 11 zusammengedrückt, wodurch die Gegenkraft erzeugt wird.
In Fig. 9 sind die Stützrollen 12a an gegenüberliegenden Enden der Magnetisiervorrichtung 6 angeordnet. Die Stützrollen 12a sind jeweils in einer Verstelleinheit 7 gelagert, die wiederum auf einem Kraftspeicher 11 abgestützt ist. Beim Herunterdrücken der Stützrollen 12a werden die Kraftspeicher 11 zusammengedrückt, wodurch die Gegenkraft erzeugt wird.
Die in der Fig. 10 gezeigte Ausführung entspricht der Ausführung gemäß Fig. 9, allerdings sind im mittleren Bereich der Magnetisiervorrichtung 6 noch zwei weitere Kompensationseinheiten 9 angeordnet, mit denen zusätzliche Gegenkräfte erzeugt werden können. Die Figur. 11 , 12 und 13 zeigen jeweils eine abgewandelte Ausführungsform von der Ausführung in Fig. 8, wobei die Drehachsen 8 an unterschiedlichen Positionen angeordnet und die Verstelleinheiten 7 unterschiedlich lang bzw. mit einer anderen Form ausgeführt sind.
In Fig. 14 ist eine Ausführung mit vier Kompensationseinheiten 9 gezeigt, von denen jeweils zwei im Bereich einer Bürste 13 angeordnet sind.
Bezugszeichenliste Rohrleitung Wand Vorrichtung Messeinheit Permanent-Magnet Magnetisiervorrichtung Verstelleinheit Drehachse Kompensationseinheit Kraftspeicher Stützvorrichtung Bürste

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (3) zur zerstörungsfreien Prüfung von Rohrleitungen (1 ) mit wenigstens einer Messeinheit (4) zur Aufnahme von Messwerten der Rohrleitung (1 ), wobei die Messeinheit (4) zumindest einen insbesondere als Permanent-Magnet ausgebildeten Magneten (5) aufweist, der vorzugsweise in einer Magnetisiervorrichtung (6) angeordnet ist und der beim Gebrauch der Vorrichtung (3) Anziehungskräfte zwischen der Magnetisiervorrichtung (6) und der Wand (2) der Rohrleitung (1 ) erzeugt, wobei die Magnetisiervorrichtung (6) mit einer Stützvorrichtung (12) verbunden ist, die die Magnetisiervorrichtung (6) beim Gebrauch der Vorrichtung (3) gegen die Wand der Rohrleitung (1 ) abstützt, und wobei die Vorrichtung (3) dazu ausgebildet ist, sich entlang der Rohrleitung (1 ) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (3) eine Kompensationseinheit (9) aufweist, die die Stützvorrichtung (12) mit der Magnetisiervorrichtung (6) über eine Verstelleinheit (7) beweglich verbindet, wobei die Verstelleinheit (7) über einen Kraftspeicher (11 ) an der Vorrichtung (3) abgestützt ist.
2. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorrichtung (12) zumindest eine Stützrolle (12a) aufweist.
3. Vorrichtung (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Kompensationseinheit (9) erzeugte Gegenkraft variabel ist.
4. Vorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) über eine mechanische Feder als Kraftspeicher (11 ) abgestützt ist.
5. Vorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) über einen Pneumatikzylinder als Kraftspeicher (11 ) abgestützt ist.
6. Vorrichtung (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) über einen Stützantrieb als Kraftspeicher (11 ) abgestützt ist.
7. Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Kompensationseinheit (9) erzeugte Gegenkraft verstellbar ist.
8. Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationseinheit (9) mit einer elektrischen Steuerung verbunden ist, über die die Gegenkraft verstellbar ist.
9. Vorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Magnetisiervorrichtung (6) mehrere Kompensationseinheiten (9) angeordnet sind, wobei die Stützvorrichtungen (12) in Bewegungsrichtung der Vorrichtung in einem Abstand zueinander angeordnet sind.
PCT/EP2023/076743 2022-09-28 2023-09-27 Vorrichtung zum reduzieren der reibungskräfte einer magnetisiervorrichtung WO2024068751A1 (de)

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