具有集成的損壞檢測(cè)的軟管和用于監(jiān)測(cè)軟管損壞的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種具有集成的損壞檢測(cè)的軟管以及一種用于監(jiān)測(cè)這類軟管的 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知大量的工作，其中必須運(yùn)輸大量具有液體和固體的物質(zhì)。在此尤其指泥漿、淤 泥、爛泥和類似的粘稠混合物，例如在疏浚河床、航道、海港盆地以及在清理海底時(shí)必須移 動(dòng)它們。從礫石坑和沙坑中運(yùn)輸也屬于此列，其中待獲得的材料與水混合地運(yùn)輸。此外，采 石場(chǎng)中的挖出物可以與水混合，以更方便運(yùn)輸。同樣也可以以此方式運(yùn)輸例如包含原料的 物質(zhì)，例如在鉆石開采或油砂獲取時(shí)應(yīng)隨后將這些原料從這些物質(zhì)中提取出來。然而，根據(jù) 單個(gè)元素的大小即使在軟管中沒有液體也可以被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)也屬于此列。為此通常使用由 彈性材料制成的軟管，根據(jù)應(yīng)用情形這些軟管可以具有從幾 IOcm至幾米的半徑。
[0003] 在此缺點(diǎn)是，待運(yùn)輸?shù)幕旌衔锏墓腆w摩擦該軟管壁的內(nèi)側(cè)。由此，在使用過程中至 少在一個(gè)位置處的內(nèi)側(cè)被損壞，例如由于在該位置處的內(nèi)壓而削弱的軟管壁形成為裂縫， 使得待運(yùn)輸?shù)幕旌衔锟梢栽诖艘莩?。由于壓力損失，整個(gè)運(yùn)輸可能突然陷于停頓，這可以使 整個(gè)設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)。大型并且高耗費(fèi)的設(shè)施（例如，挖泥船、采礫石坑場(chǎng)、礦井或采石場(chǎng)） 的這種完全停止或中斷可以導(dǎo)致巨大的費(fèi)用。通過這類裂縫也會(huì)丟失可能昂貴的傳送物的 一部分，例如在采挖鉆石或金礦時(shí)、在油砂開采或類似情況時(shí)。此外，通過該受損位置逸出 的運(yùn)輸物可能危害人類、損壞設(shè)備和污染環(huán)境。
[0004] 為了避免這類損壞情況，尤其避免運(yùn)輸?shù)耐耆筒豢深A(yù)期的中斷，及時(shí)檢測(cè)這類 損壞是人們所期望的。在此已知的是，在定期的時(shí)間間隔停止運(yùn)輸、排空并且沖洗軟管，在 適當(dāng)時(shí)例如由工作人員清潔軟管的內(nèi)側(cè)并且然后從內(nèi)部檢查軟管壁的損壞。為了可以在此 更好地估計(jì)剩余軟管壁的厚度，可以將彩色標(biāo)記引入到軟管壁中，這些彩色標(biāo)記可以隨著 軟管壁內(nèi)側(cè)越來越多的磨損而暴露并且可以進(jìn)行視覺辨識(shí)。例如可以將綠色、黃色和紅色 的標(biāo)記（如在交通燈中）徑向彼此疊放地引入到軟管壁中，使得在出現(xiàn)較小磨損時(shí)首先暴 露綠色的標(biāo)記，然后是黃色標(biāo)記以及最后是紅色標(biāo)記，這然后指示該軟管在這個(gè)位置預(yù)期 馬上有嚴(yán)重?fù)p壞，例如一個(gè)裂縫。因此，如果在探傷中辨識(shí)出紅色的標(biāo)記暴露，則可以更換 整個(gè)軟管，使得在與不進(jìn)行這些這類檢驗(yàn)的情況相比，運(yùn)行中的設(shè)備具有更高的不會(huì)中斷 的概率。
[0005] 在此缺點(diǎn)是，這些檢驗(yàn)需要極高的耗費(fèi)并且為此也必須停止該軟管的使用。因此， 為了從內(nèi)部探傷需要：中斷運(yùn)行、將剩余的運(yùn)輸材料從軟管中清除、在適當(dāng)時(shí)沖洗軟管或甚 至清潔軟管的內(nèi)側(cè)并且最后允許工作人員或相應(yīng)的探傷設(shè)備對(duì)該軟管的內(nèi)側(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)。這 會(huì)產(chǎn)生針對(duì)這些損耗的費(fèi)用和停止所涉及的設(shè)備造成的費(fèi)用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 因此本實(shí)用新型的基本目的是，提供一種具有集成的損壞檢測(cè)的軟管，其中可以 避免之前描述的缺點(diǎn)，尤其提供一種具有集成的損壞檢測(cè)的軟管，該軟管可以簡(jiǎn)單、可靠并 且不需要中斷運(yùn)行地對(duì)軟管壁的損壞進(jìn)行檢查。
[0007] 因此，本實(shí)用新型涉及一種具有集成的損壞檢測(cè)的軟管，該軟管包括一個(gè)具有彈 性材料的軟管壁。該軟管的特征在于，在該軟管壁中朝向軟管壁的內(nèi)側(cè)嵌入多個(gè)用于檢測(cè) 損壞的應(yīng)答器。
[0008] 軟管理解為一種柔性的、除兩端外封閉的、優(yōu)選圓柱形的構(gòu)造，介質(zhì)（尤其流體和 流體混合物，尤其具有固體組成部分的流體混合物）可以穿過其中。本實(shí)用新型意義上的 這類軟管尤其理解為可以用于運(yùn)輸混合物，這些混合物的固體組成部分可以磨損并且以此 損壞該軟管壁的內(nèi)側(cè)。這類磨損可以通過摩擦該軟管材料引起。然而，本實(shí)用新型也可以 用于可能經(jīng)受這類磨損的、剛性的并且牢固的構(gòu)造，即非柔性的一類構(gòu)造（如管件和類似 物）。
[0009] 應(yīng)答器應(yīng)理解為這樣的元件，即這些元件可以借助于電磁波進(jìn)行識(shí)別。這些可以 是尤其所謂的RFID-應(yīng)答器（射頻識(shí)別應(yīng)答器），這些RFID-應(yīng)答器可以包含一個(gè)對(duì)其進(jìn)行 表征的代碼，該代碼也可以透過其它的材料，如該軟管壁的彈性材料，非接觸式地并且無損 壞地被讀出。這些應(yīng)答器至少是該層中的一個(gè)，通過信號(hào)的反饋指示該應(yīng)答器的存在或功 能性?？梢酝ㄟ^一個(gè)相應(yīng)的讀取裝置或一個(gè)此類的掃描儀讀出或識(shí)別該應(yīng)答器。可以通過 由讀取裝置產(chǎn)生的小范圍的交變磁場(chǎng)或通過高頻無線電波進(jìn)行耦合。以此不僅可以傳遞數(shù) 據(jù)，而且也可以給該應(yīng)答器供給能源。
[0010] 本實(shí)用新型的基本構(gòu)思在于，也可以從一個(gè)物體的外部對(duì)該應(yīng)答器（如RFID-應(yīng) 答器）進(jìn)行檢測(cè)和在適當(dāng)時(shí)進(jìn)行識(shí)別，也就是說不必?fù)p壞或破壞該物體以及暴露該應(yīng)答 器。相反，這指的是，在當(dāng)前提出的問題的情況下也可以借助于相應(yīng)的讀取裝置從外部檢測(cè) 該軟管壁中的應(yīng)答器的存在或缺失，而不必中斷在該軟管內(nèi)部的材料運(yùn)輸。以此可以隨時(shí) 從外部檢驗(yàn)，這些應(yīng)答器是否還在該軟管的預(yù)先規(guī)定的位置上；由此可以推斷出，在該位置 處的軟管壁還沒有被磨損到使得該應(yīng)答器在此損壞的程度。如果該應(yīng)答器嵌入位置處的該 軟管壁內(nèi)部的深度是已知的，那么也可以由此估計(jì)在該位置處的剩余軟管壁的厚度。以此 方式也可以根據(jù)本實(shí)用新型辨識(shí)該軟管的壁厚度的削弱，而不必為此從內(nèi)部檢查該軟管。
[0011] 通過該應(yīng)答器的相應(yīng)的布設(shè)，本實(shí)用新型也可以用于替代地或額外地檢驗(yàn)該軟管 的外部損壞。為此，這些應(yīng)答器可能例如朝向該軟管外側(cè)嵌入地設(shè)置在該軟管壁中，使得它 們?cè)谕獠孔饔玫那闆r下可以被損壞、破壞或從該軟管材料中脫出（herausgel0st) .s.這些 應(yīng)答器優(yōu)選可能既朝向內(nèi)側(cè)又朝向外側(cè)地嵌入在該軟管壁中，使得可能同時(shí)既對(duì)該軟管的 內(nèi)側(cè)損壞又對(duì)該軟管的外側(cè)損壞進(jìn)行檢驗(yàn)。
[0012] 為此，這些應(yīng)答器朝向該軟管壁的內(nèi)側(cè)嵌入，使得由此可以檢測(cè)該軟管的內(nèi)側(cè)的 損壞。如果該軟管壁具有一個(gè)多層的構(gòu)造，則這些應(yīng)答器在徑向上優(yōu)選嵌入在這個(gè)或這些 最內(nèi)層中。
[0013] 這些應(yīng)答器優(yōu)選徑向上彼此疊放地嵌入在該軟管壁中。
[0014] 在此有利的是，在一個(gè)這類的安排中，可以通過各個(gè)應(yīng)答器逐步的失效來依次跟 蹤該軟管壁厚度的減少。由此例如也可以檢測(cè)該軟管壁還存在于該位置處的厚度，至少以 在該軟管壁方向上對(duì)應(yīng)于這些彼此相鄰的應(yīng)答器的間距的間隔。為限定在該軟管的一個(gè)位 置處的磨損嚴(yán)重程度，也可以應(yīng)用以下指標(biāo)：例如該第一應(yīng)答器的失效可以被評(píng)估為在該 位置處磨損的第一警告；在該位置處徑向更靠外放置的第二應(yīng)答器的失效可以被評(píng)估為在 下一個(gè)根據(jù)計(jì)劃的維修間隔時(shí)需要更換該軟管或軟管段的提示；并且最后第三應(yīng)答器的失 效被評(píng)估為立即對(duì)該設(shè)備緊急停止的觸發(fā)，以此防止極可能直接出現(xiàn)的在該位置處的軟管 的裂縫。
[0015] 這些應(yīng)答器優(yōu)選在圓周方向上偏置地嵌入在該軟管壁中。
[0016] 這些應(yīng)答器可以以此方式檢測(cè)在一個(gè)位置處的該軟管的整個(gè)圓周，也就是說該軟 管在其長(zhǎng)度上的一個(gè)位置的橫截面上。在此足夠的是，分別在徑向上設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)答 器，使得可以檢測(cè)這些應(yīng)答器的存在或缺失。然而，優(yōu)選徑向上彼此疊放地使用多個(gè)應(yīng)答 器，以便可以對(duì)該軟管壁的磨損得出更準(zhǔn)確的結(jié)論。這些應(yīng)答器在圓周方向上均勻分布地 安排，也就是說在圓周方向上分別以相同的角度（例如90° )相對(duì)彼此地間隔安排，或者 也可以在一個(gè)預(yù)先規(guī)定的區(qū)域中相對(duì)彼此更緊密地安排，如果例如由于該軟管的預(yù)期應(yīng)用 已知一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域處要比在該軟管壁內(nèi)側(cè)的其他區(qū)域更早地計(jì)算出磨損并且因此更 密切地由這些應(yīng)答器監(jiān)測(cè)該區(qū)域。優(yōu)選在圓周方向上設(shè)置并且間隔地安排如下數(shù)量的應(yīng)答 器，即可以在該位置處得出關(guān)于磨損的可靠的結(jié)論，也就是說可以及時(shí)辨識(shí)關(guān)鍵性的磨損。
[0017] 這些應(yīng)答器優(yōu)選在縱向上偏置地嵌入在該軟管壁中。
[0018] 在此優(yōu)點(diǎn)是，可以通過應(yīng)答器在該軟管的長(zhǎng)度上監(jiān)測(cè)多個(gè)位置。同時(shí)，這些應(yīng)答器 在縱向上這樣彼此間隔地設(shè)置，使得出于花費(fèi)和耗費(fèi)原因必須盡可能少地使用應(yīng)答器，但 可以得出關(guān)于在整個(gè)長(zhǎng)度上的或至少在該軟管的相關(guān)區(qū)域中該軟管磨損的可靠的結(jié)論，也 就是說可以及時(shí)地辨識(shí)關(guān)鍵性的磨損。如果既在圓周方向上又在縱向上表面覆蓋式地使 用應(yīng)答器，則由此可以對(duì)該軟管壁的內(nèi)側(cè)進(jìn)行極其可靠的監(jiān)測(cè)。
[0019] 每個(gè)應(yīng)答器優(yōu)選具有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符。
[0020] 在此優(yōu)點(diǎn)是，由此可以單獨(dú)辨識(shí)每個(gè)應(yīng)答器并且以此也可以單獨(dú)檢測(cè)每個(gè)應(yīng)答器 的失效。如果每個(gè)應(yīng)答器在軟管中的位置是已知的，由此也可以將每個(gè)應(yīng)答器的損壞明確 地對(duì)應(yīng)于該軟管壁的一個(gè)確定位置。由此也可以將導(dǎo)致該應(yīng)答器損壞的磨損對(duì)應(yīng)于該軟管 壁的該位置。
[0021] 由一個(gè)可溶性的外殼，尤其凝膠膠囊制成的每個(gè)應(yīng)答器優(yōu)選嵌入在該軟管壁中。
[0022] 這類外殼可以理解為該應(yīng)答器的全部或也僅僅部分嵌入到在該軟管壁的彈性材 料內(nèi)部的另一種的材料中，該材料不能與軟管壁以這樣的程度連接，即在該軟管壁朝向周 圍斷開時(shí)，例如朝向該軟管的內(nèi)部，該外殼材料連同封閉在其中的應(yīng)答器一起從該軟管壁 中排出。包括粘性材料（如凝膠）的液體或者還有顆粒狀或粉末狀的材料可以用作該外殼 的材料。
[0023] 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)另外的方面，還涉及一種用于監(jiān)測(cè)一個(gè)軟管損壞的系統(tǒng)， 該系統(tǒng)具有一個(gè)如之前描述的軟管和一個(gè)應(yīng)答器檢測(cè)單元，該應(yīng)答器檢測(cè)單元設(shè)置用于檢 測(cè)這些嵌入在軟管中的應(yīng)答器。
[0024] 這類系統(tǒng)可以在使用此類軟管的輸送設(shè)備或類似物