DE3440250A1

DE3440250A1 - Vorrichtung zur beschichtung der innenflaeche von roehren

Info

Publication number: DE3440250A1
Application number: DE19843440250
Authority: DE
Inventors: Shuji Yamato Kanagawa Chiba; Toshikuni Yokohama Kanagawa Fukami; Shintaro Sagamihara Kanagawa Ikeda; Ryoji Kanagawa Imai; Osamu Yokohama Kanagawa Kobayashi; Keisuke Yokosuka Kanagawa Motosugi; Toshiro Yokohama Kanagawa Nakamura; Yoshinobu Kamakura Kanagawa Sato; Sachio Musashino Tokio/Tokyo Tabe; Kazuhiro Yokohama Kanagawa Takasu
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1984-11-03
Publication date: 1985-05-23
Also published as: FR2554364B1; IT8423411A0; JPH028781B2; GB8427647D0; JPS60179169A; DE3440250C2; GB2149051B; IT8423411A1; GB2149051A; IT1178601B; FR2554364A1

Description

Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren.

Bei der Installation von Hauptleitungsröhren in Modulplatten-Bauweise, von Abflußrohren, Meerwasserrohren oder dergleichen ist es üblich, Rohreinheiten mit vorab im Werk beschichteten Innenflächen an der Baustelle zusammenzuschweißen. Nach dem Schweißen muß, wenn eine korrosionsfeste Beschichtung auf die Innenfläche der verschweißten Röhren an den Verbindungsstellen und den daran anschließenden Teilen aufgebracht werden soll, die verbleibende Schweißschlacke, Rost, usw. abgeschliffen und entfernt werden. Bei verschweißten Röhren mit einem Innendurchmesser von weniger als 600 mm war es jedoch unmöglich,

die obenerwähnte korrosionsfeste Beschichtung durchzuführen, da der Arbeiter kaum in die Röhre eindringen und die erforderlichen Schleif- und Reinigungsarbeiten durchführen und die Rückstände entfernen konnte.

Unter den bisher bekannten Vorrichtungen zum Aufbringen einer korrosionsfesten Beschichtung an der Innenfläche derartiger Röhren mit kleinem Innendurchmesser gehört z.B. eine Beschichtungsvorrichtung, die im japanischen Gebrauchsmuster Nr. 54-93066 (Veröffentlichung am 2. Juli 1979) beschrieben ist und eine Arbeitseinheit mit Antrieb durch einen Luftmotor enthält, die in eine Röhre mit Hilfe eines Verschieberohrs eingebracht wird, um sowohl die Beschichtung als die Schleifarbeit (Rostentfernung) durchzuführen.

Die bekannte Vorrichtung der genannten Art weist jedoch den Nachteil auf, daß die Feststellung der Lage für die Innenbeschichtung einer Röhre dadurch erfolgt, daß die Lage aufgrund der Entfernung von der Eintrittsstelle des Verschieberohrs in die Röhre bestimmt wird, wodurch sich eine geringe Meßgenauigkeit für die Beschichtungsstelle ergibt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Beschichtungsvorrichtung liegt darin, daß aufgrund der erforderlichen Verlängerung des Verschieberohrs im Fall einer langen Röhre die Gefahr besteht, daß das verlängerte Verschieberohr sich durchbiegt, so daß nicht nur die Meßgenauigkeit weiterhin verringert wird, sondern auch die Einführlänge des Verschieberohrs in die Röhre stark begrenzt wird, wodurch die Beschichtung von langen Röhren unmöglich wird, usw.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren zu schaffen, die eine genaue Bestimmung der Beschichtungsstelle an der Innenfläche einer Röhre ermöglicht, die

Beschichtung der Innenfläche von langen Röhren gestattet und eine schnelle Beschichtung einer Röhre durch Fernsteuerung von außen ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei ist eine Endlosraupe über ein Spannrad und ein Antriebsrad sowie über Führungsrollen auf beiden Seiten eines Fahrwerks mit Eigenantrieb gespannt, und die Bewegung eines auf das Fahrwerk montierten Antriebsmotors wird auf die Endlosraupen übertragen, wodurch das Fahrwerk nach Wunsch durch Fernsteuerung bewegt wird. Die Vorrichtung enthält eine Arbeitseinheit, die zum automatischen Schleifen und Reinigen oder zum Beschichten am vorderen Ende des Fahrwerks befestigt ist, sowie eine am hinteren Ende des Fahrwerks befestigte Reinigungseinheit. Die Beschichtungsvorrichtung enthält auch eine am Fahrzeug befestigte radioaktive Substanz, wodurch die Lage des Fahrwerks innerhalb der Röhre von außen durch Messung der radioaktiven Strahlung, z. B.

einer von der radioaktiven Substanz abgegebenen Gammastrahlung, ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß ergibt sich somit dadurch, daß die Endlosraupe über das Spannrad und das Antriebsrad über Führungsrollen auf beiden Seiten des Fahrwerks gespannt ist und die Bewegung des auf das Fahrwerk montierten Antriebsmotors auf die Endlosraupen übertragen und dadurch das Fahrwerk, wie beschrieben, frei bewegt wird, die Möglichkeit, das Fahrwerk tief in eine lange Röhre hineinzufahren, ohne ein langes Verschieberohr benützen zu müssen, um die Beschichtung in einer langen Röhre vorzunehmen, sowie eine genaue Bestimmung der gewünschten Beschichtungsstelle aufgrund der radioaktiven Substanz. Weiterhin ergibt sich durch die Erfindung die Möglichkeit, den Innenzustand einer Röhre mit Hilfe einer Fernsehkamera genau zu beobachten und den Reinigungsvorgang innerhalb

der Röhre mit einer Reinigungseinheit durchzuführen.
Durch die Erfindung wird sowohl der Schleif- und Reinigungsvorgang als der Beschichtungsvorgang innerhalb einer Röhre durch die Schaffung einer automatischen Schleif-
und Reinigungseinheit und der Beschichtungseinheit ermöglicht.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
10

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren gemäß der Erfindung, wobei eine Schleif- und Reinigung'seinheit auf ein einmotoriges Fahrwerk montiert ist,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht in Richtung der Pfeile A-A in Fig. 4, 25

Fig. 6 eine Ansicht in Richtung der Pfeile B-B in Fig. 4,

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein Fahrwerk mit zweimotorigem

Eigenantrieb,
30

Fig. 8 eine Seitenansicht des Fahrwerks von Fig. 7,

Fig. 9a eine Vorderansicht eines Meßgeräts zur Lagebestimmung,

Fig. 9b eine Seitenansicht des Geräts von Fig. 9a, Fig. 10 eine Vorderansicht eines Niveauanzeigers,

Fig. 11 eine schematische Darstellung des an einer Röhre angelegten Meßgeräts zur LagebeStimmung,

Fig.12a eine Vorderansicht einer Reinigungseinheit,

Fig.12b eine Seitenansicht der Reinigungseinheit von Fig. 12a,

Fig. 13 eine Draufsicht auf eine Beschichtungsvorrichtung,

die auf ein einmotoriges Fahrwerk montiert ist, 15

Fig. 14 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig, 13, Fig. 15 eine Ansicht in Richtung der Pfeile C-C von Fig. 14, ■*.■ Fig. 16 eine Ansicht in Richtung der Pfeile D-D von Fig. 14,

Fig. 17 eine schematische Darstellung der Verwendungsart der Beschichtungsvorrichtung,

Fig.18a eine schematische Draufsicht auf den Aufbau einer T-förmigen Erweiterungsdüse,

Fig.18b eine Seitenansicht der Düse von Fig. 18a,

Fig.19a eine Seitenansicht einer SchLeif-Reinigungseinheit in Verwendung mit einem zweimotorigen Fahrwerk, und

Fig.19b eine Seitenansicht der Einheit von Fig. 19a.

Eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß dem japanischen Gebrauchsmuster Nr. 54-93066 wird in Bezug auf Fig. 1 und 2 beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Fall, bei dem die Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zur Durchführung von Schleifarbeiten und zur Staubabsaugung verwendet wird, und Fig. 1 zeigt den Fall der Verwendung dieser Vorrichtung für einen Beschichtungsvorgang.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 201 eine Beschichtungsvorrichtung. Ein Luftmotor 202 ist in die Vorrichtung eingesetzt, und eine Drahtbürste 203 ist abnehmbar am vorderen Ende des Luftmotors 202 befestigt. Sechs Stützarme 204 sind abnehmbar am Umfang der Beschichtungsvorrichtung 201 befestigt, und eine Rolle 205 ist am vorderen Ende jedes Stützarms 204 vorgesehen. Eine Staubsammeleinrichtung 206 ist am hinteren Ende der Beschichtungsvorrich-.tung 201 befestigt. Ein Verschieberohr 207 ist zur Befestigung am hinteren Ende der Staubsammeleinrichtung 206 vorgesehen. Es ist zu beachten, daß das Verschieberohr 207 zum Einführen der Beschichtungsvorrichtung 201 in eine Röhre erforderlichenfalls verlängert werden kann.

Fig. 2 zeigt den Fall, bei dem ein Beschichtungsrad 208 am vorderen Ende der Beschichtungsvorrichtung 201 anstatt der in Fig. 1 dargestellten Drahtbürste 203 befestigt ist, und ein Beschichtungsbehälter 209 ist am hinteren Ende der Beschichtungsvorrichtung 1 anstelle der Staubsammeleinrichtung 206 befestigt. In Fig. 2 bezeichnen die auch in Fig. 1 verwendeten Bezugszahlen die gleichen Teile.

Die oben beschriebene Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik arbeitet in folgender Reihenfolge a und b.

a: Schleifen und Staubbeseitigung.

Der Schleifvorgang erfolgt durch Einführen der Beschichtungsvorrichtung von Fig. 1 nach dem Stand der Technik in eine Röhre und Drehen der Drahtbürste 203, und die Staubbeseitigung erfolgt durch die Staubsammeleinrichtung 206. Zum Schleifen und zur Staubbeseitigung nach dem Stand der Technik muß die Beschichtungsvorrichtung in eine lange Röhre eingeführt werden, was durch entsprechende Verlängerung des Verschieberohrs 207 ermöglicht wird.

b: Beschichtung.

Der Beschichtungsvorgang erfolgt nach dem Schleifen und der Staubbeseitigung. Zum Beschichten wird die Beschichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 2 in die Röhre eingeführt und das vom Beschichtungsbehälter 209 zugeführte Beschichtungsmaterial durch das Beschichtungsrad 208 versprüht. Es ist zu beachten, daß bei der Durchführung des Beschichtungsvorgangs in einer langen Röhre das Verschieberohr 207 verlängert wird, wie im Fall des Schleifens und der Staubbeseitigung.

Fig. 3-19 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, und die Bezugszahl 1 bezeichnet ein Fahrwerk mit Eigenantrieb. Das Fahrwerk 1 kann eine automatische Schleif- und Reinigungseinrichtung 110 und eine eingebaute Fernsehkamera 7 an eine entfernt liegende Schleif- und Reinigungsstelle bewegen, und sie enthält einen Luftschlauch 57 für den SchleifVorgang, einen Luftschlauch 77 für den Reinigungsvorgang, ein elektrisches Kabel 56, einen Zusatzdraht 82 und ein Steuerkabel 10 für die Versorgung mit Luft und elektrischer Energie. Ein Elektromotor 18 bildet eine Antriebs-Energiequelle und ist am hinteren Teil des Fahrwerkbodens 40 befestigt. Der Elektromotor 18

- ίο -

wird mit Strom aus einem außen angeordneten Generator 73 über das Zuleitungskabel 56, eine Auflage 35 zum Schutz der Steckverbindung und zur Gewichtseinstellung und über ein Anschlußkabel 37 versorgt.

Die vom Elektromotor 18 erzeugte Drehbewegung wird auf ein Getriebe 19 und dann auf ein Antriebsrad 25 übertragen, das auf jedes Ende einer Welle 41 mittels Schrauben 26 montiert ist, und die Drehbewegung wird in eine Drehbewegung in Längsrichtung des Fahrwerkbodens 40 umgewandelt.

Diese Drehbewegung in Längsrichtung wird auf Endlosraupen 24 übertragen, die aus je einem Gummiriemen oder dergleichen bestehen, der über drei Arten von Rädern verläuft, d.h. ein Spannrad 27, das am vorderen Ende des Fahrwerkbodens 40 mit einer Achse 42 befestigt ist, das Antriebsrad 25 und frei drehbare Führungsrollen 28, welche die Bewegungsrichtung und die Höhe des·Fahrwerks durch einen Sattel 29 bestimmen, der mit dem Fahrwerkboden 40 einstückig ausgebildet ist, mit Dreipunkt-Halteteilen 31 und Sicherungsstiften 30. Somit wird, wenn sich der Elektromotor 18 dreht, das Fahrwerk 1 innerhalb einer Röhre P durch den Reibungswiderstand an den Berührungsflächen zwischen der Röhre P und den Endlosraupen 24 vorwärts oder rückwärts bewegt. Die Steuerung der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung erfolgt leicht und genau mittels des Startknopfes und eines Geschwindigkeits-Steuerknopfes einer Bedienplatte 66 über das Zuleitungskabel 56 durch Fernsteuerung.

Die Bezugszahlen 32 bzw. 33 bezeichnen obere bzw. untere Schutzkufen, die auf das Fahrwerk 1 dergestalt geschraubt sind, daß sie eine Beschädigung des Fahrwerks 1 beim Transport verhindern, Bezugszahl 39 bezeichnet obere

3 A 4 O 2 5

Halteplatten für die Schutzkufen, Bezugszahl 34 Halteplatten-Schrauben und Bezugszahl 31 untere Halteteile für die Schutzkufen, welche gleichzeitig als Halteteile für den Sattel 29 dienen. Andererseits sind für den Fall, daß sich das Fahrwerk 1 im Innern der Röhre P aus irgendeinem Grunde seitwärts dreht, die Enden jeder oberen und unteren Schutztkufe 33 und 32 nach innen gebogen, und die Antriebsräder 25· sowie die Spannräder 27 sind am äußeren Ende konisch ausgebildet, um das Gleiten derselben zu erleichtern. Wenn also dieser Fall eintritt, kann das Fahrzeug 1 leicht durch Ziehen am Zusatzdraht 82 aus der Röhre herausgezogen werden.

Das Fahrwerk 1 weist außerdem folgende Vorteile auf.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der Fahrwerkboden 40, der den größten Gewichtsanteil des Fahrwerks 1 ausmacht, im unteren Teil des Fahrwerks angeordnet, was einen tiefliegenden Schwerpunkt für das Fahrwerk selbst nach dem Einbringen In die Röhre P ergibt. Wenn das Fahrwerk eine geradlinige Bewegung innerhalb der Röhre P ausführt, wird es durch den Reibungswiderstand an den Berührungsflächen zwischen der Innenfläche der Röhre P und den schmalen Endlosraupen 24 über die Breite der Führungsrollen 32"¹ - 32~³, 32~² - 32~⁴ bewegt. Wenn sich jedoch das Fahrwerk 1 innerhalb einer gebogenen Röhre bewegt, wenn sich also z. B. die Innenfläche der gebogenen Röhre bezüglich der Vorwärtsbewegung nach links biegt, so liegt der größere Teil des Fahrwerksgewichts auf den Führungs-

rollen 32~² und 32~³,

Aufgrund der gegenseitigen Auswirkung dieses Phänomens und der Tatsache, daß das Fahrzeug einen niedrigen Schwerpunkt bzgl. der Mittellinie der Röhre bei Vorwärtsbewegung des Fahrwerks 1 aufweist, wird der Teil, welcher die vordere Führungsrolle 32 enthält, vorwärts bewegt, ohne an der Innenfläche der Röhre übermäßig hochzusteigen,

sondern er gleitet entsprechend an der Innenwand nach unten. Dadurch wird das Fahrwerk 1, wenn es in einer gebogenen Röhre läuft, die eine Bewegung des Fahrwerks 1 zuläßt, glatt und ohne Gefahr einer Seitwärtsdrehung bewegt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Fahrwerk in Fällen verwendet werden kann, in denen die Antriebskraft des Fahrwerks sowie die Fahrstrecke erhöht werden muß. Der Elektromotor 18 und das Getriebe 19 sind durch Verbindungsschrauber. 7 4 miteinander verbunden und am Fahrwerkboden 40 mit Bodenschrauben 22 befestigt, so daß es möglich ist, sie leicht durch Lösen der Bodenschrauben 22 herauszunehmen. Diese Anordnung gilt auch für den vorderen Teil des Fahrwerks.

Da der Fahrwerkboden 40 und der Boden des Getriebes 19 durch die darin eingreifenden Bodenschrauben 22 miteinander verbunden sind und_ ,diese Anordnung auch für den Vorderteil des Fahrwerks gilt, kann die noch zu beschreibende, im vorderen Teil angeordnete Schleif- und Reinigungseinrichtung sowie die Beschichtungseinrichtung herausgenommen und ein gleicher Elektromotor 18' und ein gleiches Getriebe 19' eingesetzt werden wie deren Gegenstücke, die im hinteren Teil eingebaut sind, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt; die Spannräder 27 werden dann in Antriebsräder 25' umgewandelt, und das Fahrwerk 1 wird dann mit erhöhter Antriebsleistung angetrieben. Diese Anordnung mit vier Antriebsrädern erhöht die Antriebskraft und ermöglicht es, das Kabel tiefer in die Röhre hineinzubringen und den Fahrweg des Fahrwerks zu verlängern.

Wenn die Vierrad-Antriebsart verwendet wird, wird die Schleif- und Reinigungseinrichtung sowie die Beschichtungseinrichtung in noch zu beschreibender Weise am Fahrwerk befestigt.

Zu den weiteren Teilen für den Betrieb des Fahrwerks mit Eigenantrieb gehören Einstellschrauben 20, die in Fig. 8 sichtbar sind. Die Schrauben 20 dienen zum Einstellen der Spannung der Endlosraupe, zum Auswechseln der Endlosraupe und zur Montage und Demontage des Elektromotors und des Getriebes. Bezugszahl 36 bezeichnet Befestigungsschrauben für den vorderen und hinteren Fahrwerkboden 40.

Es werden nunmehr die wesentlichen Bestandteile für den Schleif- und Reinigungsvorgang sowie für den Beschichtungs-Vorgang beschrieben.

Bezugszahl 2 bezeichnet eine radioaktive Substanz mit niedrigem Strahlungspegel, die radioaktive Strahlen wie z.B. Gammestrahlen erzeugt und als Markierung dient, welche stets die Lage des Fahrwerks während seiner Bewegung innerhalb einer Röhre angibt, und sie ist nach oben gerichtet auf eine Halteschraube 38 montiert, deren Höhe durch eine Metallstütze 3 und Metallstützschrauben 4 am vorderen Teil des Fahrwerks verstellbar ist. Die Halteschraube 38 ist auf eine feste Grundplatte 5 geschraubt, so daß sie die Höhe der radioaktiven Substanz 2 um den Betrag der Plattendicke verstellen kann, und die feste Grundplatte 5 ist am Fahrwerkboden 40 mit Halteschrauben 6 befestigt.

Eine Meßeinrichtung zum Feststellen der von der radioaktiven Substanz 2 ausgehenden Strahlen von außerhalb der Röhre P umfaßt 3 Teile wie in Fig. 9a, 9b, 10 und 11 dargestellt. Hierzu gehört ein Meßgerät 61 mit einem Geiger-Müller-Zählrohr zur Bestimmung der von der radioaktiven Substanz 2 ausgehenden Strahlung und deren Intensität, ein Anzeigegerät 63, das auf der Endseite der Röhre aufgestellt ist, und ein Verbindungskabel 62 zur Übertragung elektrischer Signale zwischen dem Meßgerät 61 und dem Anzeigegerät 63.

Mit Hilfe einer Markierung 90 (welche die Lage des Geiger-Müller-Zählrohrs anzeigt) des Meßgeräts 61 wird das Meßgerät 61 auf der Röhre P mittels eines Magneten 109 genau über einer Stelle P-, feststehend angelegt, die um einen vorbestimmten Betrag L von einer Stelle P„ des Röhrenteils entfernt ist, der durch Schleifen gereinigt und beschichtet werden soll, und das Verbindungskabel 62 wird am Meßgerät 61 und am Anzeigegerät 63 angeschlossen. Wenn die auf das Fahrwerk 1 montierte radioaktive Substanz 2 näher zur obengenannten Stelle P, der Röhre gebracht wird, beginnt das Geiger-Müller-Zählrohr des Meßgeräts 61 ein Ausgangssignal zu erzeugen, und eine Signallampe 64 blinkt. Wenn dann das Fahrwerk 1 weiter vorrückt, so daß die Stelle der Markierung 90 mit der Lage der radioaktiven Substanz 2 zusammenfällt, erreicht das Ausgangssignal des Geiger-Müller-Zählrohrs seinen Höchstpegel, und die Signallampe 64 leuchtet dauernd. Wenn sich dagegen die radioaktive Substanz 2 von der Markierung 90 wegbewegt, erhöht sich die Periode des Blinklichts und schließlich erlischt das Blinken. Das Fahrwerk wird also innerhalb der Röhre P kontinuierlich bewegt, und seine Lage wird mit Hilfe einer derartigen Reihe von Lampenanzeigen bestimmt,

Das vom Meßgerät 61 aufgefangene Signal wird über das Verbindungskabel 62 einer Signallampe 92 des Anzeigegeräts 63 zugeführt, welches auf der Endseite der Röhre aufgestellt ist, um die Steuerung des Fahrwerks vom Standpunkt der Bedienperson aus zu erleichtern, und die Signallampen

64 und 92 leuchten synchron miteinander auf. Bezugszahl

65 bezeichnet einen Pegelanzeiger zur Anzeige der Amplitude des Meßsignals, Bezugszahl 94 bezeichnet Empfindlichkeit-Einstellknöpfe, und Bezugszahl 95 bezeichnet Einstellknöpfe für die Empfindlichkeit des Anzeigegeräts.

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Wie bereits erwähnt, kann eine Fernsehkamera 7 und eine (nicht gezeigte) Beieuchtungslampe auf das Fahrwerk 1 montiert werden, und dies erfolgt durch Befestigung einer Fernsehkamera-Haltevorrichtung 8 an der festen Grundplatte 5 mit Befestigungsschrauben 6' und durch Befestigung der Kamera 7 an der Haltevorrichtung 8 mit einer Kamera-Einstellschraube 9. Wie in der Zeichnung dargestellt, ermöglicht es die Schraube 9, den vertikalen Winkel der Fernsehkamera 7 zu verstellen und eine Feineinstellung der Lage der Fernsehkamera bezüglich der Längsrichtung des Fahrwerks 1 im Zusammenwirken mit dem Langloch der Fernsehkamera-Haltevorrichtung 8 durchzuführen. Es ist zu beachten, daß, wie in Fig. 17 gezeigt, die Energiezuleitung und die Übertragung von Steuersignalen über das Steuerkabel 10 vom Generator 7 3 und einem Fernsehmonitor-Steuergerät 67 erfolgt, die außerhalb der Röhre aufgestellt sind, und der Innenzustand der Röhre wird durch Beobachtung auf der Bildröhre des Fernsehmonitor-Steuergeräts 67· überwacht.

Als nächstes wird die auf das Fahrwerk 1 von Fig. 3 und 4 montierte automatische Schleif- und Reinigungseinrichtung 110 unter Bezugnahme auf die genannten Figuren und auf Fig. 17 näher beschrieben.

Bezugszahl 13 bezeichnet einen Luftmotor zum Schleifen und Reinigen, dessen hinteres Ende in ein Aufnahmerohr 15 eingesetzt und mit Befestigungsschrauben 16 befestigt wird. Das Aufnahmerohr 15 ist derart ausgelegt, daß es in die runde Bohrung der festen Grundplatte 5 paßt, und ist mit der Schraube 38 befestigt, welche zur Auflage und Höhenverstellung der radioaktiven Substanz 2 dient, um dessen Montage und Demontage zu erleichtern. Am vorderen Ende einer Luftmotorwelle 17 ist mit Muttern 14 eine Scheibe 11 befestigt, an deren Umfang mehrere verdrillte Federstahldrähte 12 locker angeordnet sind.

Wenn der Luftmotor 13 aus einem Luftsteuergerät 70 durch den Schleif-Reinigungsschlauch 57 mit Luft versorgt wird, dreht der Luftmotor 13 die Scheibe 11 mit hoher Drehzahl.

Aufgrund dieser hochtourigen Drehung werden die am Umfang der Scheibe 11 locker befestigten verdrillten Federstahldrähte 12 durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt, so daß eine starke Aufprallkraft auf für den Beschichtungsvorgang schädliche Substanzen wie Schweißschlacke, durch die Schweißhitze abgebrannte Beschichtungsteile, Rost, usw., ausgeübt wird, welche auf der Innenwand der Röhre verblieben sind, und sie werden durch Schleifen entfernt.

Wenn die Luftzufuhr vom Luftsteuergerät 7 0 unterbrochen wird, hört die Schleifwirkung der verdrillten Federstahldrähte 12 auf, und die verdrillten Federstahldrähte 12 werden in ihre lockere Ausgangslage zurückgebracht, wenn die Drehung der Scheibe 11 aufhört, so daß keine Gefahr besteht, daß die 'bestehende Beschichtung durch die Federstahldrähte 12 bei der Bewegung des Fahrwerks 1 innerhalb der Röhre beschädigt wird.

Eine Reinigungseinrichtung 87, die für einen Arbeitsgang des Schleif- und Reinigungsvorgangs wesentlich ist, ist mit Befestigungsschrauben 43 am Fahrwerkboden 40 im hinteren Teil des Fahrwerks 1 befestigt. Um Schweißschlacke, abgebrannte Beschichtungsteile, Rost, usw., welche durch die Aufprallkraft der Federstahldrähte 12 wie oben erwähnt um den Bereich P-. der Röhre abgebrochen wurden, nach außen zu befördern, wird Druckluft vom Luftsteuergerät 70 über den Reinigungs-Luftschlauch 7 7 einer Lufteintrittsöffnung 96 der in Fig. 6, 12a und 12b gezeigten Reinigungseinrichtung 87 zugeführt und durch Luft-Ausblasöffnungen 97 ausgeblasen.

Die Ausblasrichtung ist der Bewegungsrichtung des Fahrwerks 1 entgegengesetzt, d.h. gegen das Ende der Röhre gerichtet, durch welches das Fahrwerk eingeführt wurde. Die Luftversorgung ist direkt an einen Kompressor 68 ohne Steuerung durch ein Ventil usw. angeschlossen, und die Reinigung erfolgt lediglich mit einem Verlust, der dem Druckabfall im Luftschlauch entspricht.

Als nächstes wird eine Beschichtungseinrichtung 111 unter Bezugnahme auf Fig. 13 bis 17 näher beschrieben.

Das eigentliche Beschichtungsgerät 49 ist in die gleiche runde Bohrung der festen Grundplatte 5 eingesetzt, in die das Aufnahmerohr 15 beim vorgenannten Schleif-Reinigungs-Vorgang eingesetzt ist, und ein Getriebe 48 sowie ein Beschichtungs-Luftmotor 46 ist mit dem vorderen Teil des eigentlichen Beschichtungsgeräts 49 verbunden. Wenn die Druckluft von dem außerhalb der Röhre aufgestellten • Luftsteuergerät 70 .in einen Luftmotor-Schlauch 47 über einen Beschichtungs-Luftschlauch 55 geleitet wird, dreht sich der Luftmotor 46 unverzüglich, und die dem Untersetzungsverhältnis des Getriebes 48 entsprechende Drehzahl wird auf ein Düsen-Halterohr 50 übertragen, wodurch eine Spitze 53, eine Düse 54 und eine Erweiterungsdüse 52, die ein Beschichtungsmaterial auf die Innenwand der Röhre sprühen, in Drehung versetzt werden.

Die Zuleitung des Beschichtungsmaterials zur Beschichtungseinrichtung 111 erfolgt dergestalt, daß das Beschichtungsmaterial aus einem Trichter 76 in eine Sprühpumpe 75 in Fig. 17 gelangt und dann das von der Pumpe 75 komprimierte Beschichtungsmaterial in das eigentliche Beschichtungsgerät 49 über einen Beschichtungsmaterial-Schlauch 58 gepreßt wird. Beim Einführen des Beschichtungsmaterials wird dieses durch das eigentliche Beschichtungsgerät 49,

das Düsen-Halterohr 50 und die Erweiterungsdüse 52 geleitet, welche einen Weg für das Beschichtungsmaterial bilden, und durch die Spitze 53 fächerartig versprüht, wodurch die Beschichtung auf die Innenfläche der Röhre aufgebracht wird. Die Zufuhr und Unterbrechung des Beschichtungsmaterials erfolgt durch Öffnen und Schließen eines Nadelventils 91, das in das eigentliche Beschichtungsgerät 49 eingebaut ist, und die zum Öffnen und Schließen dieses Ventils erforderliche Energie wird durch einen Luftzylinder 93 geliefert, der mit dem Luftsteuergerät 70 über einen Luftschlauch 55' verbunden ist. Es ist zu beachten, daß während des Beschichtungsvorgangs die Lage des Düsen-Halterohrs 50 um die Plattendicke der festen Grundplatte 5 und der Unterlage 98 verstellt wird, so daß sie auf die Mittellinie der Röhre gebracht wird, ebenso wie dies für die Lage der Schleif- und Reinigungs-Luftmotorwelle 17 der Fall ist.

Um eine Änderung des Röhrendurchmessers auszugleichen, sind Verstellmuttern 51 vorgesehen, so daß nach Wunsch der Abstand zur Beschichtungsflache und die Breite des Beschichtungsfeldes gewählt werden kann.

Fig. 18a und 18b zeigen die Art, in der eine T-förmige Erweiterungsdüse 59 und die Beschichtungsspitzen 60 und 60' montiert werden, die sich besonders für die Beschichtung von Innenflächen eignen. Die normale Beschichtungseinrichtung für Innenflächen ist mit einer einzigen Düsenspitze ausgerüstet, und die Beschichtung der Innenfläche erfolgt durch die Drehbewegung der Spitze, während das Beschichtungsmaterial wie erwähnt fächerförmig von der Spitze versprüht wird; die Verwendung der einzelnen Düsenspitze bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß das Beschichtungsmaterial nicht in der richtigen Form aufgebracht wird und daß es gelegentlich überhaupt nicht versprüht wird, aufgrund einer Verstopfung durch Fremdkörper wie

ausgehärtete Beschichtungsteilchen usw., welche im komprimierten Beschichtungsmaterial während des Sprühvorgangs enthalten sind, u.s.w.

Um diese Nachteile auszuschalten, ist im Fall von Fig.

18a und 18b die T-förmige Erweiterungsdüse 59 am vorderen Teil des Düsen-Halterohrs 50 mit Sicherungsmuttern 51' befestigt, und die gegenüberliegenden Beschichtungsspitzen 60 und 60' sind am vorderen Ende der Düse 59 angeordnet.

Zusätzlich weist die Sprührichtung des Beschichtungsmaterials aus jeder Düsenspitze einen bestimmten Winkel auf, und ihre Sprührichtungen sind von der Mittellinie der Röhre um einen kleinen Winkel entgegengesetzt gerichtet, um zu verhindern, daß das aus den Spitzen versprühte Beschichtungsmaterial sich gegenseitig stört. Als Folge dieser Düse mit zwei Spitzen werden Störungen durch Verstopfung mit Beschichtungsmaterial um die Hälfte reduziert, und die Sprühmenge für die Beschichtung der gesamten Innenfläche auf längere Entfernungen wird erhöht, wodurch sich eine Reduzierung der erforderlichen Zeit ergibt.

Nachdem der Aufbau der Ausführungsformen der für die Innenbeschichtung über längere Strecken erforderlichen Arbeitseinheiten beschrieben wurde, werden nunmehr die von diesen Arbeitseinheiten ausgeführten Arbeitsvorgänge beschrieben.

Wie in Fig. 17 gezeigt, ist die Schleif- und Reinigungseinheit auf eine Startrampe R montiert, und an die Startrampe R angeschweißte Rippen 84 sind am Röhrenende 85 einer Röhre P befestigt, wodurch das Röhrenende 85 und die Startrampe R in enge gegenseitige Berührung gebracht werden.

Der Zusatzdraht 82 einer Drahtspule 81 ist an einem Haken 2 3 des Fahrwerks befestigt. Das Fahrwerk-Führungskabel 56 ist mit einem Ende an der Fahrwerk-Bedienplatte 66 angeschlossen, die einerseits mit einem Primärkabel 79 vom Generator 7 3 und andererseits mit dem Fahrwerk über eine Fahrwerktrommel 78 verbunden ist. Das Steuerkabel 10 für die eingebaute Fernsehkamera ist mit dem Fahrwerk vom Fernsehmonitor 67 aus über eine Fernsehtrommel 80 verbunden. Der Schleif- und Reinigungs-Luftschlauch 57 ist mit einem Ende an das Luftsteuergerät 70 angeschlossen, das mit dem Kompressor 68 durch einen Primärluftschlauch 69 über ein Entwässerungsrohr 71 verbunden ist, und ist mit dem anderen Ende mit dem Fahrzeug über eine Schleif-Reinigungstrommel 106 verbunden. Der Reinigungsluftschlauch 77 ist mit dem Luftsteuergerät 70 und mit dem Fahrwerk auf ähnliche Weise wie der Schleif-Reinigungs-Luf tschlauch 57 verbunden.

Wenn andererseits die durch Abschleifen zu reinigende Innenfläche auf eine Schweißstelle B, unter Verwendung der Markierung 90 als Führung beschränkt ist, wird das Meßgerät 61 auf die Röhre P an der Stelle P„ angesetzt, die um einen Betrag L vor der Stelle B, liegt, und das Meßgerät 61 ist durch das Verbindungskabel 62 mit dem Anzeigegerät 63 verbunden, das außerhalb der Röhre aufgestellt ist. Wenn der Startknopf an der Fahrwerk-Bedienplatte 66 gedrückt wird, beginnt das Fahrwerk zu laufen. Wenn sich das Fahrwerk der ersten Schweißstelle Bl vom Röhrenende her nähert, beginnt das Geiger-Müller-Zählrohr in dem zuvor auf die Röhre an der Stelle Pp angelegten Meßgerät 61 auf die von der radioaktiven Substanz 2 abgegebene Strahlung zu reagieren, so daß bei Übereinstimmung der radioaktiven Substanz 2 mit der Markierung 90 die Signallampe 64 dauernd leuchtet und das Fahrwerk angehalten wird. All diese Bedingungen werden gleichzeitig

vom Anzeigegerät 63 erfaßt, das außerhalb aufgestellt und dergestalt ausgelegt ist, daß der Übergang vom Blinkbetrieb auf Dauerleuchten quantitativ mit Hilfe des Pegelanzeigers 65 und nicht durch die Signallampe 92 des Anzeigegeräts ausgewertet wird.

Wenn dann dem Schleif-Reinigungs-Luftmotor 13 vom Luftsteuergerät 70 Luft zugeführt wird, so daß sich der Luftmotor 13 dreht, dreht sich auch die auf das vordere Ende des Motors montierte Scheibe 11, und die verdrillten Federstahldrähte 12 beseitigen die Schweißschlacke, die abgebrannten Beschichtungsteile, den Rost u.s.w.

Da der nächste Reinigungsvorgang an der folgenden Schweißstelle B„ jenseits der Schweißstelle B, erfolgt, wird das Meßgerät 61 erneut auf die Röhre an einer Stelle aufgesetzt, die um den Betrag L vor der Stelle B„ liegt, und der Vorgang des Startens und Anhaltens des Fahrwerks, das Schleifen und Reinigen der.Innenfläche durch die verdrillten Federstahldrähte 12 u.s.w. wird in der gleichen Weise wie oben erwähnt durchgeführt. Diese Reihe von Schleif- und Reinigungsvorgängen wird nacheinander von der ersten Schweißstelle Bl bis zur tiefsten Schweißstelle B wiederholt. Nach Abschluß der Schweiß- und Reinigungsvorgänge bis zur Schweißstelle B wird das Fahrwerk kontinuierlich bis zum Röhrenende 85 zurückbewegt, und die Luft wird dauernd aus den Luftabblasöffnungen 97 der Reinigungsvorrichtung 87 ausgeblasen. Dadurch wird die Schweißschlacke, die abgebrannten Beschichtungsteile, Rost u.s.w., die bereits abgeschliffen wurden und sich im unteren Teil der Röhre angesammelt haben, in einem Arbeitsgang nach außen geblasen während die Schläuche auf die Trommeln aufgewickelt werden.

Nach Abschluß der erforderlichen Schleif- und Reinigungsarbeiten an der Innenfläche der Röhre wird das Fahrwerk auf die Startrampe R zurückbewegt. Sodann wird das Aufnahmerohr 15 des Schleif-Reinigungs-Luftmotors 13 von der festen Grundplatte 5 abgenommen, und die Reinigungs-Luftschläuche 57 und 77 werden vom Fahrwerk abgetrennt, und die Beschichtungseinheit wird auf das Fahrwerk montiert. Dagegen werden diejenigen Teile, die in gleicher Weise für den Schleif-Reinigungsvorgang und für den Beschichtungs-Vorgang verwendet werden, d.h. der Zusatzdraht 82, das Zuleitungskabel 56 und das Steuerkabel 10 für die eingebaute Fernsehkamera nicht entfernt. Da der Beschichtungsvorgang an der tiefstgelegenen Schweißstelle B in der Röhre beginnt, wird das Fahrwerk zunächst zur Schweißstelle B gefahren und dann angehalten. Der Beschichtungsmaterial-Schlauch 58 ist mit dem Fahrwerk von der Sprühpumpe 7 5 her über die Beschichtungstrommel 7 2 verbunden, und die Druckluft zum Betreiben des in das eigentliche Beschichtungsgerät 49 eingebauten Luftzylinders 93 sowie des Beschichtungs-Luftmotors 46, welche die Zufuhr des Beschichtungsmaterials ein- und ausschalten, wird über den einzigen gemeinsamen Beschichtungs-Luftschlauch 55 zugeführt und im Innern des Fahrwerks auf den entsprechenden Zylinder-Luftschlauch 55' und den Luftmotor-Schlauch 47 verteilt. Wenn die Sprühpumpe 75 zum Füllen des Beschichtungsschlauches 58 mit komprimiertem Beschichtungsmaterial vor dem Beschichten in Betrieb gesetzt wird, erfolgt beim Öffnen des Hebels des Luftsteuergeräts 70 die Drehung der Spitzen der Düsen und das Besprühen des Beschichtungsmaterials gleichzeitig, und die Beschichtung der Innenfläche an der Schweißstelle B ist in einem

Augenblick abgeschlossen.

Der Beschichtungsvorgang erfolgt durch aufeinenderfolgende Wiederholung der gleichen Arbeitsschritte an jeder Schweißstelle, wobei das Fahrwerk von der tiefstgelegenen

Schweißstelle B zur ersten Schweißstelle B, bewegt und dabei die Innenflaäche an den Schweißstellen beschichtet wird.

Es wurde bisher die Standard-Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung des einmotorigen Fahrwerks mit Eigenantrieb beschrieben; eine andere Ausführungsform, die sich für die Beschichtung auf längere Strecken eignet, ist in Fig. 7 und 8 beschrieben, wobei ein Zugwagen mit Vierradantrieb verwendet wird, in den der gleiche Elektromotor 18" und das gleiche Getriebe 19' wie im entsprechenden hinteren Teil des Fahrwerks in den vorderen Teil des Fahrwerks mit den Spannrädern 27 eingebaut ist und die Spannräder 27 in Antriebsräder 25' umgewandelt sind. Fig. 19a und 19b zeigen den Aufbau der Schleifund Reinigungs- sowie der Beschichtungseinheit unter Verwendung dieser Antriebsart.

Der Zugwagen I¹ bzw. das zweimotorige Fahrwerk mit Eigenantrieb und die Schleif- und Reinigungseinheit bzw. die Beschichtungseinheit bilden vollkommen getrennte Einrichtungen. Die auf das Fahrwerk montierten Einheiten einschließlich der Schleif- unf Reinigungseinheit, d.h. das Aufnahmerohr 15 für den Schleif-Reinigungs-Luftmotor usw., die radioaktive Substanz 2 usw., die eingebaute Fernsehkamera 7 usw. und die feste Grundplatte 5 usw. sind auf einen gezogenen Wagen 88 montiert, der Laufrollen 103 und einen Rahmen 102 enthält. Bezugszahl 99 bezeichnet die Gleitplatten, die mit einer der Schrauben 101 an der festen Grundplatte 5 und einer Flügelschraube 100 an jeder Gleitschlitz-Platte 104 verbunden sihd.

Wenn sich der Durchmesser der Röhre ändert und dadurch die Verlegung der Luftmotorwelle 17 auf die Mittellinie des Röhrendurchmessers erforderlich wird, werden die Flügelschrauben 100 gelockert und verschoben, um die

Welle 17 auf die Mittellinie zu bringen.

Die Verbindung zwischen dem Zugwagen 1' und der Schleifund Reinigungseinheit erfolgt dadurch, daß eine Verbindungsstange 105, die sich vom angetriebenen Wagen 88 nach hinten erstreckt, mit einer zugwagenseitigen Zugstange 107 durch ein Kreuzgelenk 112 verbunden wird, so daß der Zugwagen 1' den angetriebenen Wagen 88 bzw. die Schleif-Reinigungseinheit in eine Röhre schieben kann.

In gleicher Weise wie bei der Schleif-Reinigungseinheit wird die Beschichtungseinheit auf den angetriebenen Wagen 88 montiert und innerhalb der Röhre durch den Zugwagen 1' bewegt. Alle übrigen Vorgänge und Einzelheiten sind die gleichen wie zuvor erwähnt.

Das Lagebestimmungsgerät unter Verwendung einer radio-.aktiven Substanz ist z.B. anwendbar für gemeinsam benützte Röhren, Wasserleitungs-Kanalbrücken (joint-use pipe, aqueduct bridge, shield inside piping) und lange Rohrleitungen mit einem Leitungsverlauf, bei dem das Meßgerät 61 bei den Verrohrungsarbeiten oder nach Abschluß der Rohrverlegung in direkte Berührung mit der Röhre gebracht werden kann; dagegen erfolgt im Fall von Antriebsrohren und erdverlegten Rohrleitungen (driving pipe and buried pipe line) die Lagebestimmung von Schweißstellen usw. mit Hilfe der eingebauten Fernsehkamera, da das Meßgerät 61 nicht auf die Außenfläche der Röhre aufgelegt werden 0 kann.

Es ist zu beachten, daß dann, wenn eine Beschichtung über eine längere Strecke unter Bedingungen durchgeführt werden soll, bei denen die Einheit mit radioaktiver Substanz verwendbar ist, die Vorrichtung mit ausgebauter Fernsehkamera 7 und dazugehörigem Steuerkabel 10 eingesetzt

werden kann, um die Belastung für die Zugkraft des Fahrwerks oder des Zugwagens zu reduzieren.

Durch die Vorrichtung wird die Laufstrecke stark verlängert und der Wirkungsgrad des Beschichtungsvorgangs wird verbessert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

10

15

Vorrichtung zur Beschichtung der Innenfläche von Röhren, die eine Arbeitseinheit zum Schleifen und Reinigen oder zum Beschichten in eine Röhre einführt und einen Beschichtungsvorgang an der Innenfläche der Röhre unter Fernsteuerung ausführt, gekennzeichnet durch ein innerhalb einer Röhre bewegliches Fahrwerk mit Eigenantrieb durch Endlos-Raupenantrieb, eine Einrichtung zur abnehmbaren Befestigung der Arbeitseinheit am vorderen Ende des Fahrwerks, eine am Fahrwerk in einer festen räumlichen Anordnung angebrachte radioaktive Substanz zum Feststellen der Lage des Fahrwerks innerhalb der Röhre von außen her, eine mit dem Fahrwerk verbundene Reinigungseinrichtung zum Reinigen der Innenseite der Röhre, eine auf das Fahrwerk montierte elektrische Antriebsmotor-Anordnung zum Betreiben des Endlos-Raupenantriebs und eine Fernsteuerungseinrichtung zum Steuern der Arbeitseinheit, der Reinigungseinrichtung und der Antriebsmotor-Anordnung von außerhalb der Röhre.

Postscheckkonto: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AQ Villingen (BLZ 69470039) 146332
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fernsehkamera zur Fernsehbeobachtung der Innenfläche der Röhre.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitseinheit direkt und fest an einem vorderen Teil des Fahrwerks befestigt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinheit direkt und fest von einem vorderen Teil des Fahrwerks getragen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radioaktive Substanz nach oben gerichtet am Fahrwerk befestigt ist und daß die Vorrichtung eine Einrichtung zur Höhenverstellung der radioaktiven Substanz enthält.
6. Vorrichtung nach'Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Höhenverstellung der Arbeitseinheit.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotor-Anordnung zwei Elektromotoren enthält, daß ein angetriebener Wagen an das vordere Ende des Fahrwerks durch eine Kupplungseinrichtung gekoppelt ist, und daß die Arbeitseinheit und die radioaktive Substanz auf den angetriebenen Wagen montiert ist.