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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für eine Abdeckvorrichtung
eines Rohres und/oder für
ein Rohr, welches mit einer Reihe weiterer Rohre in vorzugsweise
aneinander geschweißter
Form zur Herstellung von Pipelines verwendbar ist, wobei die Abdeckvorrichtung
eine eine Innenwand des Rohres abdeckende Hülse umfasst und die Sicherheitsvorrichtung
zur Erzeugung eines Alarmsignals ausgebildet ist. Des Weiteren betrifft
die Erfindung ein System zur Überwachung
von Rohren.
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Rohre,
die für
den Pipelinebau verwendet werden, müssen höchsten Qualitätsanprüchen genügen. Die
durch die Pipelines zu transportierenden Medien wie beispielsweise Öl können bei
unsachgemäßem Zusammenbau
große
Schäden
an der Umwelt verursachen. Darüber
hinaus führen
solche Schäden
zu hohen finanziellen Belastungen der die Pipeline betreibenden
Unternehmen. Vor dem Einbau in eine bestehende Pipeline bzw. vor
dem Zusammenbau mehrerer Rohre zu einer Pipeline müssen gerade
die Kanten und Schweißbereiche
der Rohre besonders gut geschützt
werden. Hierfür
sind Abdeckvorrichtungen verwendbar, die insbesondere auch Teile
der in den Enden des Rohres befindlichen Innenwand mittels einer
Hülse od.
dgl. abdichten. Um Schäden
aufgrund von unsachgemäßem Gebrauch und
damit einhergehenden Beeinträchtigungen
der Integrität
der Rohre sowie Manipulationen an den Rohren zu vermeiden, sollte
der Transport und die Lagerung der Rohre bis zum Zusammenbau überwacht
werden.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung
zu schaffen, die zur Erzeugung eines Alarmsignals ausgebildet ist, und
die sowohl für
die Abdeckvorrichtung und/oder für
ein Rohr verwendbar ist. Darüber
hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Überwachung
von für
den Pipelinebau vorgesehenen Rohren zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Gegenstand gemäß Anspruch
1 sowie durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 27. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Gegenstände
sind den jeweils auf die Ansprüche
1 und 27 rückbezogenen
Unteransprüchen sowie
der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß umfasst
die Sicherheitsvorrichtung eine ein Körperschallsensor umfassende Körperschalldetektionsvorrichtung
zur Detektierung von Manipulationen am Rohr. Manipulationen am Rohr
gehen beispielsweise einher mit Klopf- oder Schweißgeräuschen und
damit einher mit einem charakterischen Körperschall. Auch ein unbeabsichtigtes Fallenlassen
des Rohres während
seines Transports erzeugt im Rohr Körperschall. Verschiedener Körperschall
lässt sich
somit charakteristischen Ursachen zuordnen. Eine Sicherheitsvorrichtung,
die eine Körperschalldetektionsvorrichtung
mit einem Körperschallsensor
aufweist, kann den Körperschall,
der im Rohr auftritt, aufnehmen und – vorzugsweise bei einer elektronisch
unterstützten
Auswertung – die
Ausgabe eines Alarmsignals veranlassen. Hierfür kann die Körperschalldetektionsvorrichtung
geeignete Mittel zur Auswertung des vom Sensor aufgenommenen Signals
aufweisen.
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Um
eine gute Aufnahme des Körperschalls des
Rohres zu ermöglichen
ist die Körperschalldetektionsvorrichtung
vorteilhafterweise auf die Rundung der Rohrinnenseite angepasst.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Körperschalldetektionsvorrichtung
mit einem Piezo-Element versehen, welches der Aufnahme des Körperschalls
und dessen Umwandlung in elektrische Impulse dient. Das Piezo-Element
ist somit insbesondere Teil des Körperschallsensors.
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Das
Piezo-Element kann beispielsweise nach Art einer Stimmgabel teilweise
frei schwingend ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch eine Ausbildung,
in der das Piezo-Element oder ein anderer Körperschallsensor an einem Schwingkörper angeordnet
ist, der insbesondere von seiner Eigenfrequenz her auf den Frequenzbereich
des zu detektierenden Körperschalls
abgestimmt ist. Der Schwingkörper kann
beispielsweise ein Metallstreifen sein, dessen Form und Abmessungen
(z. B. Länge,
Breite, Höhe) auf
den aufzunehmenden Körperschall
abgestimmt ist. Der Schwingkörper
der Körperschalldetektionsvorrichtung
bzw. der Sicherheitsvorrichtung ist hierbei mittelbar oder unmittelbar
in Anlage mit der Innenseite der Rohrwand zu bringen, um deren Körperschall
aufzunehmen und an das Piezo-Element weiterzuleiten bzw. abzugeben.
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Bei
den zu detektierenden Geräuschen,
die sich im Rohr fortsetzen, handelt es sich in der Regel nicht
um eine einzelne Frequenz sondern um eine Mehrzahl von Frequenzen
bzw. ein Frequenzband, welches beispielsweise durch Bohren oder
Klopfen am Rohr erzeugt wird. Beispielsweise handelt es sich hierbei
um ein Frequenzbereich zwischen 10 und 20 kHz, in dem der Schwingkörper ebenfalls
eine Eigenfrequenz aufweist.
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Bei
Verwendung eines Schwingkörpers
mit einer abgestimmten Eigenfrequenz ist insbesondere von Vorteil,
dass der Körperschallsensor
bzw. das Piezo-Element nicht in unmittelbarer Anlage an der Rohrinnenwand
liegen muss. Es kann entsprechend geschützt angeordnet werden. Aufgrund
der Abstimmung des Schwingkörpers
ist dennoch eine hohe Sensitivität
der Körperschalldetektionsvorrichtung gewährleistet.
Das Piezo-Element und der Schwingkörper sind des Weiteren, sofern
sie beispielsweise in einem Material eingegossen sind, an die Dämpfung durch
dieses Material angepasst.
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Vorzugsweise
ist der Schwingkörper
selbst unter Verwendung zumindest eines Magneten an der Innenwand
des zu überwachenden
Rohres anbringbar. D. h. die Körperschalldetektionsvorrichtung
umfasst zumindest einen Magneten zur Halterung wenigstens eines
Teils der Körperschalldetektionsvorrichtung
an dem zu überwachenden
Rohr. Das Rohr ist nicht Teil der Erfindung.
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Bei
der Verwendung zweier Magnete, die beabstandet voneinander angeordnet
sind, kann durch Verbindung dieser beiden Magnete mittels einer
den Schwingkörper
ausbildenden Brücke
die Magnetkopplungskraft verstärkt
werden, um eine noch bessere Anbringung an einer Rohrinnenwand zu
ermöglichen.
Die in Richtung der Innenseite eines etwaigen Rohres hin auszurichtenden
Oberflächen
des Magneten sind hierbei ebenfalls wieder der Wandung anpassbar,
d. h. mit einer entsprechenden geringfügigen Rundung versehen oder
sogar einstellbar.
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Alternativ
oder ergänzend
kann die Körperschalldetektionsvorrichtung
zur mechanischen Halterung wenigstens eines Teils der Körperschalldetektionsvorrichtung
an dem Rohr ausgebildet sein. Hierfür können ein oder mehrere Kraftspeicher
wie bei spielsweise ein oder mehrere Federn vorgesehen werden, die
wenigstens einen Teil der Körperschalldetektionsvorrichtung,
insbesondere den Magnet, Schwingkörper und Piezo-Element aufweisenden Teil
gegen die Innenseite einer Rohrwand drücken können. Der Rest der Sicherheitsvorrichtung
ist entsprechend fixierbar zu gestalten, dergestalt, dass sich der
Kraftspeicher abstützen
kann. Dies kann beispielsweise durch die Anbringungsmöglichkeit,
die Sicherheitsvorrichtung an einer etwaigen Abdeckvorrichtung anzuschrauben,
gegeben sein.
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Vorzugsweise
weist die Sicherheitsvorrichtung einen beweglichen Teil auf, insbesondere
einen Schieber, der die Magnete, eine einen Schwingkörper ausbildende
Brücke
und das Piezo-Element umfasst, und der entsprechend in Anlage mit
der Rohrwandinnenseite aufgrund einer Kombination von Magnet- und/oder
mechanischer, insbesondere Feder-Kraft bringbar ist.
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Vorzugsweise
ist die Sicherheitsvorrichtung zur Detektierung von Manipulationen
an einer Abdeckvorrichtung, an der die Sicherheitsvorrichtung im Einzelfall
angeordnet sein kann, ausgebildet. Hiernach ist einerseits eine Überwachung
des Rohres selbst gegen Beeinträchtigungen
von dessen Integrität
sowie eine Überwachung
der die Rohre üblicherweise
vor deren Verwendung an ihren Enden abdeckenden Abdeckvorrichtung
geschaffen.
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Vorteilhafterweise
kann die Sicherheitsvorrichtung an einer Innenhülse einer Abdeckvorrichtung
anschraubbar ausgebildet sein. Um insbesondere mechanische Beschädigungen
oder andere Manipulationen an der Abdeckvorrichtung detektieren zu
können,
kann die Sicherheitsvorrichtung eine insbesondere als Schnittsicherung
ausgebildete Sicherung zur Detektierung mechanischer Beschädigungen
der Abdeckvorrichtung aufweisen. Hierbei kann es sich besonders
vorteilhaft eine Leiter schleife handeln, welche beispielsweise an
einer Membran der Abdeckvorrichtung anbringbar ist. Eine solche
strom- bzw. spannungsbeaufschlagbare Leiterschleife kann den lichten
Innenquerschnitt eines Rohres zumindest teilweise abdecken und bei
einem Durchtrennen der Leiterelemente ein Alarmsignal auslösen. Vorteilhaft ist
auch ein unter Spannung stehendes Leiternetz, welches auf die Membran
aufgebracht oder als Membran ausgebildet ist, wobei die Sicherheitsvorrichtung
mit Beschädigungen
einhergehenden Spannungsänderungen
detektieren kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst
die Sicherheitsvorrichtung eine Verlagerungssicherung, die zur Detektierung
einer Änderung
der Position der Sicherheitsvorrichtung insbesondere relativ zu
einem etwaigen vorhandenen und zu überwachenden Rohr ausgebildet
ist. Eine solche Verlagerungssicherung kann beispielsweise in Form
einer Beschleunigungssensors ausgebildet sein, der eine Bewegung
der Sicherheitsvorrichtung detektieren kann. Besonders vorteilhaft
ist jedoch eine Ausbildung, in der die Verlagerungssicherung einen
kraftbeaufschlagten Schieber umfasst und die Sicherheitsvorrichtung
weiterhin zur Ausgabe eines Alarmsignals bei Verlagerung des Schiebers
vorzugsweise in dessen Endlage ausgebildet ist. Der kraftbeaufschlagte
Schieber kann sich während
der Betriebstellung der Sicherheitsvorrichtung, sofern diese in
einem Rohr angeordnet ist, an der Rohrinnenwand abstützen. Sofern
die Sicherheitsvorrichtung von dem Rohr entfernt wird, wird der Schieber
kraftbeaufschlagt nach außen
gedrückt.
Die hiermit einhergehende Verlagerung des Schiebers relativ zu dem
Rest der Sicherheitsvorrichtung führt zur Erzeugung eines Alarmsignals.
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Vorzugsweise
weist die Sicherheitsvorrichtung einen in einer Führung bewegbaren
Schieber auf, der eine Mehrzahl von Funktionen übernehmen kann, wobei an wenigstens
einer Position des Schiebers entlang der Führung ein Signal erzeugt wer den kann.
Hierfür
können
beispielsweise mechanische Schalter oder magnetische Schalter wie
von einem im Schieber angeordneten Magneten betätigbare Reed-Schalter vorgesehen
werden.
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Besonders
bevorzugt ist der Schieber gleichzeitig auch Teil der Körperschalldetektionsvorrichtung.
Beispielsweise kann am nach außen
hin sichtbaren Ende des Schiebers ein Magnet zur Koppelung der Außenseite
des Schiebers mit der Rohrinnenwand vorhanden sein. Dies bewirkt
gleichzeitig, dass der Schieber zusätzlich zu einer etwaigen Kraftbeaufschlagung
ggf. auch alternativ zu einer solchen an der Wand eines zu überwachenden
Rohres verbleibt und insofern der Schieber bei einer beabsichtigten Manipulation
eine Lageveränderung
erfährt
relativ zum Rest der Sicherheitsvorrichtung. Die führt wieder
zu der Ausgabe des Alarmsignals.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Sicherheitsvorrichtung
weist dieser einen Temperatursensor auf, der bei Erreichen kritischer
Temperaturen einen Alarm initiiert. Beispielsweise wird bei Anordnung
der Sicherheitsvorrichtung an einer Abdeckvorrichtung oder bei Integration
der Sicherheitsvorrichtung in eine Abdeckvorrichtung dann ein Alarm
ausgegeben, wenn die Abdeckvorrichtung abbrennt oder abgebrannt
wird.
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Vorzugsweise
ist der Temperatursensor an einem bezüglich des Körperschallsensors entgegengesetzten
Ende der Sicherheitsvorrichtung angeordnet. Hierdurch wird der Temperatursensor
nicht von den zum teilweise bis auf 50° ansteigenden Temperaturen einer
etwaigen Rohrwand beeinflusst.
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Vorzugsweise
ist der Temperatursensor über eine
Klemmverbindung befestigt, so dass bei der Herstellung der Sicherheitsvorrichtung
der Temperatursensor nicht durch etwaige Lötvorgänge bereits beschädigt wird.
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Zusätzlich zu
den bereits beschrieben sicherheitsrelevanten Funktionen kann die
Sicherheitsvorrichtung Sensoren bzw. Vorrichtungen, die auf andere
Umgebungsvariablen als Schall oder Temperatur reagieren, aufweisen.
Beispielsweise ist die Überwachung
eines Rohres weiterhin verbessert, wenn die Sicherheitsvorrichtung
wenigstens einen Feuchtigkeits- und/oder einen Gasfühler aufweist. Eine
erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung
kann weiterhin vorteilhafterweise einen Sensor zur Detektierung
von weiteren korrosionsbeeinflussenden Parametern insbesondere in
der Luft innerhalb des Rohres aufweisen. Hierbei kann es sich z.
B. um einen salzgehalts-Sensor handeln.
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Die
Sicherheitsvorrichtung ist zur Ausgabe eines Alarmsignals ausgebildet,
wobei dieses Alarmsignal beispielsweise ein von der Sicherheitsvorrichtung über einen
Lautsprecher abgegebenen Ton oder ein Leuchtsignal einer Anzeige
ist. Vorzugsweise ist die Sicherheitsvorrichtung jedoch mit einem
Transmitter zur Ausgabe eines Funksignals oder anderer drahtlos übermittelbarer
Signale ausgebildet. Hierfür ist
die Sicherheitsvorrichtung mit einer elektronischen Steuerung zur
insbesondere die Ausgabe eines Alarmsignals bewirkenden Kommunikation
versehen. Die Kommunikationsmittel sind insbesondere für eine bidirektionale
Kommunikation geeignet. Die Sicherheitsvorrichtung ist somit in
der Lage, auch auf externe Anfragen hin einen Statusbericht od.
dgl. gezielte Informationen abgeben zu können.
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Besonders
vorteilhaft ist eine solche Steuerung, wenn sie mit einem RFID-Bauelement verbunden
ist, welches einen mit bekannten Mitteln beschreibbaren Speicher
aufweist, in dem beispielsweise Lagerplatz-ID oder Rohr-ID gespeichert
werden können.
Insofern ist man mittels der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung
in der Lage, ein Rohr zu identifizieren und dieses auch über die
elektronische Steuerung zu kommunizieren.
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Vorzugsweise
ist die Sicherheitsvorrichtung dergestalt ausgebildet, dass sie
in regelmäßigen Abständen ein
Statussignal bezüglich
einer zugehörigen
Energiequelle abgibt. Eine solche Energiequelle ist insbesondere
Teil einer autonomen Energieversorgung beispielsweise auf Akkumulatoren-,
Solar- oder Windenergiebasis.
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Um
die Sicherheitsvorrichtung möglichst
sicher vor Umgebungseinflüssen
zu gestalten, weist sie ein zweigeteiltes äußeres Gehäuse auf, welches in einer Betriebsstellung
einen abgedichteten Hohlraum zur Aufnahme elektronischer Komponenten ausbildet.
Dieses zweigeteilte äußere Gehäuse ist insbesondere
aus gegossenem oder gespritztem Polyurethan gebildet und als solches
entsprechend massiv. Aufgrund der zugehörigen Sensoren muss das Gehäuse nicht
aus schwer zerstörbaren
Materialien gebildet werden, da die Sensoren vorher etwaige Manipulationsversuche
detektieren würden
und entsprechend Alarm ausgeben würden.
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Die
Aufgabe wird weiterhin gelöst
durch ein System zur Überwachung
von Rohren, welches eine Mehrzahl von vorbeschriebenen Sicherheitsvorrichtungen
aufweist und des Weiteren eine Empfangsstation zum Empfang der vorzugsweise
mittels eines Repeaters weiterleitbaren Signalen der Sicherheitsvorrichtung.
Des Weiteren weist dass System eine elektronischen Datenverarbeitung,
die zur Auswertung der Signale und zur Ausgabe eines Alarmsignals
ausgebildet ist, auf.
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Mit
einem solchen System können
neben Statusabfragen bezüglich
Rohr-ID und -Lagerplatz beispielsweise auch Temperaturen an Abdeckvorrichtungen,
an denen Sicherheitsvorrichtungen angebracht sind bzw. die Menge
der überwachten
Rohre regelmäßig und
unkompliziert abgefragt werden. Von der Empfangsstation können Signale
der jeweiligen Sicherheitsvorrichtungen aufgenommen werden, woraufhin
die Signale in der Datenverarbeitung ausgewertet werden.
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Vorteilhafterweise
umfasst das System darüber
hinaus eine erste Kontrollstation, die die elektronische Datenverarbeitung
wenigstens teilweise umfasst, d. h. in der erste Auswertungen vorgenommen werden
können,
sowie eine zweite Kontrollstation, die lokal beabstandet und über vorzugsweise
als Internetverbindung ausgebildete Kommunikationsmittels mit der
ersten Kontrollstation verbunden ist. Eine einzelner mit einer Vielzahl
von Rohren und entsprechend zugehörigen Sicherheitsvorrichtungen
ausgestatteter Lagerplatz kann somit einerseits teilweise lokal
verwaltet werden, darüber
hinaus jedoch auch von einem völlig
verschiedenen Ort, beispielsweise auf einem anderen Kontinent, gemanagt
werden. Im Falle eines Alarmsignals können so Ressourcen gezielt
verteilt und mögliche
Problemfälle
schnell behoben werden.
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Vorzugsweise
ist das System dergestalt ausgebildet, dass es Sicherungsroutinen
umfasst, d. h., dass ein Alarmsignal solange weiter ausgesendet wird,
bis von einer hierzu autorisierten Steile beispielsweise in der
ersten oder in der zweiten Kontrollstation ein entsprechendes Bestätigungssignal
zur Sicherheitsvorrichtung zurückversand
wird.
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Das
System kann in einer weiteren Ausbildung mit einer Sicherung versehen
sein, bei der die elektronische Datenverarbeitung zur Überprüfung des
wenigstens einen Repeaters ausgebildet ist. Etwaige Ausfälle von
einzelnen Repeatern werden somit vor Eintreten eines Alarmfalls
erkannt und die Ausfallsicherheit des System wird erhöht.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich der nachfolgenden
Figurenbeschreibung entnehmen. In den Abbildungen zeigt schematisch:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Gegenstands in einer Position
an einer Abdeckvorrichtung,
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2 den
Gegenstand gemäß 1 in
einer mehrfach geschnittenen Ansicht,
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3 eine
erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung
mit geöffnetem
Gehäuse,
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4 den
Gegenstand nach 3 in einer Draufsicht ohne Platine,
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5 den
Gegenstand nach 4 in einer weiteren Ansicht,
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6 den
Gegenstand nach 4 in einer weiteren Ansicht,
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7 eine
Detailansicht eines erfindungsgemäßen Gegenstands,
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8 den
Gegenstand nach 3 in einer rückwärtigen Ansicht.
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Gleich
oder ähnlich
wirkende Teile sind – sofern
dienlich – mit
identischen Bezugsziffern versehen. Einzelne technische Merkmale
der nachfolgend beschriebenen Aus führungsbeispiele können auch mit
den Merkmalen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele zu erfindungsgemäßen Weiterbildungen
führen.
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In
der 1 ist eine erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung 1 in
ihrer Betriebsposition angebracht an einer Abdeckvorrichtung 2 dargestellt.
Die Abdeckvorrichtung 2 besteht aus einem vergleichsweise
festen Polyurethan, so dass die Sicherheitsvorrichtung 1 auf
einem Flansch 3 ohne weiteres festschraubbar ist.
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In
einer Situation, in der die Abdeckvorrichtung 2 mitsamt
der Sicherheitsvorrichtung 1 zur Abdeckung eines Rohrendes
in dieses eingebracht ist, befindet sich die Sicherheitsvorrichtung 1 von
einer Membran 4 abgedeckt im Inneren des Rohres. Die Sicherheitsvorrichtung 1 ist
somit von dem die Abdeckvorrichtung 2 aufweisenden Ende
des Rohres nur durch Zerstören
der Membran 4 bzw. Herausnehmen der Abdeckvorrichtung 2 zugänglich.
Mittels eines Schiebers 6 der Sicherheitsvorrichtung 1 ist
eine Körperschalldetektionsvorrichtung
in Anlage mit dem zu überwachenden
Rohr zu bringen. Hierfür
ist der Schieber 6 in dem Gehäuse soweit bewegbar, dass er
an einer Rohrinnenseite anliegt.
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Eine
lediglich gestrichelt angedeutete Leiterschleife 10 ist
Teil einer Schnittsicherung, die der Überwachung der Integrität der Membran 4 dient.
Bei einem Zerschneiden der Membran 4 ist der durch die Leiterschleife 10 ausgebildete
Leiter unterbrochen, was zur Ausgabe eines Alarmsignals führt.
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In
der 2 ist die Sicherheitsvorrichtung 1 detallierter
dargestellt. Dargestellt ist eine mehrfach geschnittene Ansicht
der Sicherheitsvorrichtung 1, wobei die Ansicht u. a. durch
Abnahme des noch in der 1 ersichtlichen Gehäusedeckels 7 und
ei nen Schnitt in Richtung R2 parallel zur Längsmittelachse der Abdeckvorrichtung
gebildet wird.
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In
der Figur ist der Schieber 6 mit zwei Magneten 7 in
einer Führung 8 zu
dargestellt. Der Schieber 6 ist nach Art eines Doppel-Ts
ausgebildet und bezüglich
eines maximalen Hubes aus dem Gehäuse der Sicherheitsvorrichtung 1 heraus
durch zwei Flansche 9 begrenzt. Ein Akkumulator 11 dient
der Energieversorgung der Sicherheitsvorrichtung 1, während eine
Dichtung 12 eine Dichtebene ausbildet, die zwischen der
dargestellten unteren Gehäusehälfte 13 und
der in der 1 sichtbaren oberen Gehäusehälfte 15 angeordnet
ist.
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In
der in 2 gezeigten Darstellung ist die Sicherheitsvorrichtung 1 in
einer über
einen mit einer Kette 14 verbundenen Stift 16 gesicherten,
inaktiven Stellung gezeigt. Durch Ziehen an der Kette 14 kann die
Sicherheitsvorrichtung entsichert und damit eingeschaltet werden.
Der Schieber 6 wird aufgrund seiner Freigabe aus der Blockadeposition
gemäß 2 federkraftunterstützt in Richtung
einer etwaigen Rohrinnenseite gedrückt, wobei gleichzeitig die
Magneten 7 unterstützend
wirken. Anschließend
kann der Stift 16 nicht wieder in die Sicherungsposition
eingebracht werden, da der Schieber 6 in einer Situation, in
die Sicherheitsvorrichtung in ein Rohr eingebracht ist, von außen nicht
zugänglich
und erst bei Abnahme der Kappe und Hineindrücken des Schiebers 6 ausschaltbar
ist.
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In
der Ansicht gemäß 3 ist
der Schieber 6 noch in der gesicherten Position, was ebenfalls durch
die Kette 14 angedeutet wird. Gleichzeitig ist dargestellt,
dass eine Platine 17 mit einer Reihe von Elektronikkomponenten
für die
Steuerung die Führung 8 für den Schieber 6 abdeckt.
Gleichzeitig dient die Dichtung 12 der Abdichtung der einzelnen
Baugruppen auf der Platine 17. Ausnehmungen 18 stellen
einerseits eine Befestigungsmöglichkeit
zur Anbringung an eine Abdeckvorrichtung vor, andererseits wird
durch eine Verschraubung ein Kontakt zu der auf der in 1 sichtbaren
Membran 4 befindlichen Leiterschleife 10 hergestellt.
Ein Kontaktblech 19 kann ebenfalls dem Kontakt zur Leiterschleife 10 dienen.
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Über einen
RFID-Chip 21 kann die Sicherheitsvorrichtung bei Einbringen
in ein Rohr mit einer Rohr-Identifikationsnummer und einem Rohr-Lagerplatz
auf einfache Art und Weise individualisiert werden. Hierfür können beispielsweise
Barcodeleser, die die üblicherweise
auf Rohren aufgebrachten Strichcodes lesen und entsprechend einen
RFID-Chip beschreiben können,
verwendet werden.
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Der
RFID-Chip 21 ist mit einer Baugruppe 22 verbunden,
die eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem
zugehörigen Überwachungssystem
bereitstellt.
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Auf
der Platine 17 ist weiterhin ein erster Reed-Schalter 23 angeordnet,
der in der 3 auf einer Höhe mit einem
in dem Schieber 6 angeordneten Magneten 24 angeordnet
ist (vergleich 4).
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Ein
weiterer Reed-Schalter 26 ist über ein Ausfahren des Schiebers 6 erreichbar
und stellt eine Verlagerungssicherung dar. Die Sicherheitsvorrichtung 1 weist
in ihrer Betriebsstellung eine Ausbildung auf, bei der der Magnet 24 zwischen
den beiden Reed-Schaltern 23, 26 angeordnet ist.
Bei Ausfahren des Schiebers 6 in seine Endlage gelangt
der Magnet 24 des Schiebers 6 in den Bereich des
Schalters 26 und ein Alarmsignal wird ausgegeben, da diese
Position bei Entfernen von einem etwaigen Rohr erreichbar ist. Dies
findet beispielsweise dann statt, wenn die Abdeckvor richtung aus
dem Rohr entfernt wird und der Schieber 6 nicht mehr an
der Rohrinnenwand anliegt.
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Auf
der in 3 unteren Seite der Sicherheitsvorrichtung ist
an dem den Magneten 7 entgegengesetzten Ende eine Thermosicherung 27 angeordnet,
die in Klips- oder Klemmhalterungen 28 befestigt ist. Eine
weitere Dichtebene befindet sich unterhalb der Dichtung 12 zwischen
Platine 17 und Gehäuse 13.
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Der
Schieber 6 ist in seiner Führung 8 beweglich
in Richtung R angeordnet. Zwei Kraftspeicher 29 bewirken
eine Vorspannung des Schiebers 6 in der in 4 gezeigten
Sicherungsposition, in der der Sicherungsstift 16 in einer
Ausnehmung 31 des Schiebers 6 angeordnet ist.
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Ein
Metallstreifen 32 dient der Anbindung der Leiterschleife 10 an
die Platine 17.
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Durch
Entnahme des Sicherungsstiftes 16 verlässt der Magnet 24 den
Reed-Kontakt 23, woraufhin die gesamte Sicherheitsvorrichtung
scharf geschaltet wird. Da der Schieber hierbei aus seiner in 4 gezeigten
Position in die in 5 gezeigte Betriebsposition überwechselt,
ist die Ausnehmung 31 nicht mehr auf einer Höhe mit der
in Fig. noch angedeuteten Ausnehmung 32 des Gehäuses 13.
Der Sicherungsstift ist somit nicht mehr in die Vorrichtung einführbar und
die Sicherheitsvorrichtung kann hierdurch nicht mehr ausgeschaltet
werden. in der in 5 gezeigten Stellung ist der
Schieber bis auf Höhe
der gestrichelt dargestellten Rohrinnenwand 33 ausgefahren.
In dieser Position sind die Magnete 7, die in den Schieber
eingegossen sind und teilweise aus diesem herausschauen, an der
Rohrinnenwandseite angeordnet. Hierfür weisen die Magnete 7 eine geringfügig gerundete
Oberfläche 34 auf,
was die Anlage verbessert.
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Bei
Entnahme der Abdeckvorrichtung 2 zusammen mit der Sicherheitsvorrichtung 1 und
entsprechendem Entfernen der Sicherheitsvorrichtung 1 von
der Rohrinnenwand 33 fährt
der Schieber aufgrund der Kraftspeicher 29 weiter heraus,
wobei der Magnet 24 über
den Reed-Kontakt 26 ein Signal bewirkt, aufgrund dessen
von der elektronischen Steuerung ein Alarm ausgegeben wird. In der
in 6 gezeigten Position ist der Schieber 6 mit
seiner Basis 36 in seiner Endposition in der Führung 8,
was ebenfalls durch die Anlage an den Flanschen 9 sichtbar
ist.
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Nach
einer Entnahme der Sicherheitsvorrichtung 1 aus dem Rohr
kann der Schieber 6 wieder in das Gehäuse hineingedrückt werden,
woraufhin der Sicherungsstift 16 in die Öffnungen 31 und 32 eingeführt werden
kann, sodass die Sicherheitsvorrichtung ausgeschaltet wird. Ein
Alarmsignal ist zu diesem Zeitpunkt jedoch bereits ausgegeben worden.
Die Sicherheitsvorrichtung ist dann zur Wartung mit einem neuen
Energiespeicher 11 bestückbar
und kann wieder verwendet werden.
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In
dem Kopf des Schiebers 6 sind die Magneten 7 über einen
vorzugsweise ferromagnetischen Schwingkörper 37 gekoppelt.
Diese Kopplung bewirkt einerseits eine verbesserte magnetische Halterung
des Schiebers 6 an der Rohrinnenwand und somit einer verbesserten
Aufnahme des Körperschalls. Außerdem ist
an dem Schwingkörper 37 ein
Körperschallsensor 38,
der in diesem Ausführungsbeispiel ein
Piezoelement umfasst, angeordnet. Der Schieber 6 ist somit
einerseits Teil der Verlagerungssicherung, Teil der Körperschalldetektionsvorrichtung
und dient weiterhin dem Ein- und Ausschalten der Sicherung, wodurch
in einem Bauteil eine Vielzahl von Funktionen realisiert werden.
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Von
dem Körperschallsensor
wird über
eine nicht näher
dargestellte elektrische Verbindung das aufgenommene Signal zu einer
Auswerteeinheit auf der Platine 17 weitergeleitet. In dieser
wird der detektierte Körperschall
ausgewertet, beispielsweise gefiltert, und bei Eintreffen bestimmter
Kriterien ebenfalls wieder ein Alarmsignal ausgelöst.
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In
der 8 ist eine Rückseite
der Sicherheitsvorrichtung dargestellt, in der noch einmal die Anordnung
des Bleches 19 zum Kontakt mit der Leiterschleife 10 zu
entnehmen ist.
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Insbesondere
durch die Kombination einzelner vorbeschriebener Aspekte einer Sicherheitsvorrichtung
wird eine Sicherheitsvorrichtung geschaffen, die mit einer Mehrzahl
von sich ergänzenden
Funktionen Abdeckvorrichtung bzw. ein Rohr für Rohre für den Pipelinebau gut überwachen
kann.