具有集成的损坏检测的软管和用于监测软管损坏的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种具有集成的损坏检测的软管以及一种用于监测这类软管的 系统。
【背景技术】
[0002] 已知大量的工作，其中必须运输大量具有液体和固体的物质。在此尤其指泥浆、淤 泥、烂泥和类似的粘稠混合物，例如在疏浚河床、航道、海港盆地以及在清理海底时必须移 动它们。从砾石坑和沙坑中运输也属于此列，其中待获得的材料与水混合地运输。此外，采 石场中的挖出物可以与水混合，以更方便运输。同样也可以以此方式运输例如包含原料的 物质，例如在钻石开采或油砂获取时应随后将这些原料从这些物质中提取出来。然而，根据 单个元素的大小即使在软管中没有液体也可以被运输的物质也属于此列。为此通常使用由 弹性材料制成的软管，根据应用情形这些软管可以具有从几 IOcm至几米的半径。
[0003] 在此缺点是，待运输的混合物的固体摩擦该软管壁的内侧。由此，在使用过程中至 少在一个位置处的内侧被损坏，例如由于在该位置处的内压而削弱的软管壁形成为裂缝， 使得待运输的混合物可以在此逸出。由于压力损失，整个运输可能突然陷于停顿，这可以使 整个设备停止运转。大型并且高耗费的设施（例如，挖泥船、采砾石坑场、矿井或采石场） 的这种完全停止或中断可以导致巨大的费用。通过这类裂缝也会丢失可能昂贵的传送物的 一部分，例如在采挖钻石或金矿时、在油砂开采或类似情况时。此外，通过该受损位置逸出 的运输物可能危害人类、损坏设备和污染环境。
[0004] 为了避免这类损坏情况，尤其避免运输的完全和不可预期的中断，及时检测这类 损坏是人们所期望的。在此已知的是，在定期的时间间隔停止运输、排空并且冲洗软管，在 适当时例如由工作人员清洁软管的内侧并且然后从内部检查软管壁的损坏。为了可以在此 更好地估计剩余软管壁的厚度，可以将彩色标记引入到软管壁中，这些彩色标记可以随着 软管壁内侧越来越多的磨损而暴露并且可以进行视觉辨识。例如可以将绿色、黄色和红色 的标记（如在交通灯中）径向彼此叠放地引入到软管壁中，使得在出现较小磨损时首先暴 露绿色的标记，然后是黄色标记以及最后是红色标记，这然后指示该软管在这个位置预期 马上有严重损坏，例如一个裂缝。因此，如果在探伤中辨识出红色的标记暴露，则可以更换 整个软管，使得在与不进行这些这类检验的情况相比，运行中的设备具有更高的不会中断 的概率。
[0005] 在此缺点是，这些检验需要极高的耗费并且为此也必须停止该软管的使用。因此， 为了从内部探伤需要：中断运行、将剩余的运输材料从软管中清除、在适当时冲洗软管或甚 至清洁软管的内侧并且最后允许工作人员或相应的探伤设备对该软管的内侧进行检验。这 会产生针对这些损耗的费用和停止所涉及的设备造成的费用。 【实用新型内容】
[0006] 因此本实用新型的基本目的是，提供一种具有集成的损坏检测的软管，其中可以 避免之前描述的缺点，尤其提供一种具有集成的损坏检测的软管，该软管可以简单、可靠并 且不需要中断运行地对软管壁的损坏进行检查。
[0007] 因此，本实用新型涉及一种具有集成的损坏检测的软管，该软管包括一个具有弹 性材料的软管壁。该软管的特征在于，在该软管壁中朝向软管壁的内侧嵌入多个用于检测 损坏的应答器。
[0008] 软管理解为一种柔性的、除两端外封闭的、优选圆柱形的构造，介质（尤其流体和 流体混合物，尤其具有固体组成部分的流体混合物）可以穿过其中。本实用新型意义上的 这类软管尤其理解为可以用于运输混合物，这些混合物的固体组成部分可以磨损并且以此 损坏该软管壁的内侧。这类磨损可以通过摩擦该软管材料引起。然而，本实用新型也可以 用于可能经受这类磨损的、刚性的并且牢固的构造，即非柔性的一类构造（如管件和类似 物）。
[0009] 应答器应理解为这样的元件，即这些元件可以借助于电磁波进行识别。这些可以 是尤其所谓的RFID-应答器（射频识别应答器），这些RFID-应答器可以包含一个对其进行 表征的代码，该代码也可以透过其它的材料，如该软管壁的弹性材料，非接触式地并且无损 坏地被读出。这些应答器至少是该层中的一个，通过信号的反馈指示该应答器的存在或功 能性。可以通过一个相应的读取装置或一个此类的扫描仪读出或识别该应答器。可以通过 由读取装置产生的小范围的交变磁场或通过高频无线电波进行耦合。以此不仅可以传递数 据，而且也可以给该应答器供给能源。
[0010] 本实用新型的基本构思在于，也可以从一个物体的外部对该应答器（如RFID-应 答器）进行检测和在适当时进行识别，也就是说不必损坏或破坏该物体以及暴露该应答 器。相反，这指的是，在当前提出的问题的情况下也可以借助于相应的读取装置从外部检测 该软管壁中的应答器的存在或缺失，而不必中断在该软管内部的材料运输。以此可以随时 从外部检验，这些应答器是否还在该软管的预先规定的位置上；由此可以推断出，在该位置 处的软管壁还没有被磨损到使得该应答器在此损坏的程度。如果该应答器嵌入位置处的该 软管壁内部的深度是已知的，那么也可以由此估计在该位置处的剩余软管壁的厚度。以此 方式也可以根据本实用新型辨识该软管的壁厚度的削弱，而不必为此从内部检查该软管。
[0011] 通过该应答器的相应的布设，本实用新型也可以用于替代地或额外地检验该软管 的外部损坏。为此，这些应答器可能例如朝向该软管外侧嵌入地设置在该软管壁中，使得它 们在外部作用的情况下可以被损坏、破坏或从该软管材料中脱出（herausgel0st) .s.这些 应答器优选可能既朝向内侧又朝向外侧地嵌入在该软管壁中，使得可能同时既对该软管的 内侧损坏又对该软管的外侧损坏进行检验。
[0012] 为此，这些应答器朝向该软管壁的内侧嵌入，使得由此可以检测该软管的内侧的 损坏。如果该软管壁具有一个多层的构造，则这些应答器在径向上优选嵌入在这个或这些 最内层中。
[0013] 这些应答器优选径向上彼此叠放地嵌入在该软管壁中。
[0014] 在此有利的是，在一个这类的安排中，可以通过各个应答器逐步的失效来依次跟 踪该软管壁厚度的减少。由此例如也可以检测该软管壁还存在于该位置处的厚度，至少以 在该软管壁方向上对应于这些彼此相邻的应答器的间距的间隔。为限定在该软管的一个位 置处的磨损严重程度，也可以应用以下指标：例如该第一应答器的失效可以被评估为在该 位置处磨损的第一警告；在该位置处径向更靠外放置的第二应答器的失效可以被评估为在 下一个根据计划的维修间隔时需要更换该软管或软管段的提示；并且最后第三应答器的失 效被评估为立即对该设备紧急停止的触发，以此防止极可能直接出现的在该位置处的软管 的裂缝。
[0015] 这些应答器优选在圆周方向上偏置地嵌入在该软管壁中。
[0016] 这些应答器可以以此方式检测在一个位置处的该软管的整个圆周，也就是说该软 管在其长度上的一个位置的横截面上。在此足够的是，分别在径向上设置一个单独的应答 器，使得可以检测这些应答器的存在或缺失。然而，优选径向上彼此叠放地使用多个应答 器，以便可以对该软管壁的磨损得出更准确的结论。这些应答器在圆周方向上均匀分布地 安排，也就是说在圆周方向上分别以相同的角度（例如90° )相对彼此地间隔安排，或者 也可以在一个预先规定的区域中相对彼此更紧密地安排，如果例如由于该软管的预期应用 已知一个区域，在该区域处要比在该软管壁内侧的其他区域更早地计算出磨损并且因此更 密切地由这些应答器监测该区域。优选在圆周方向上设置并且间隔地安排如下数量的应答 器，即可以在该位置处得出关于磨损的可靠的结论，也就是说可以及时辨识关键性的磨损。
[0017] 这些应答器优选在纵向上偏置地嵌入在该软管壁中。
[0018] 在此优点是，可以通过应答器在该软管的长度上监测多个位置。同时，这些应答器 在纵向上这样彼此间隔地设置，使得出于花费和耗费原因必须尽可能少地使用应答器，但 可以得出关于在整个长度上的或至少在该软管的相关区域中该软管磨损的可靠的结论，也 就是说可以及时地辨识关键性的磨损。如果既在圆周方向上又在纵向上表面覆盖式地使 用应答器，则由此可以对该软管壁的内侧进行极其可靠的监测。
[0019] 每个应答器优选具有一个唯一的标识符。
[0020] 在此优点是，由此可以单独辨识每个应答器并且以此也可以单独检测每个应答器 的失效。如果每个应答器在软管中的位置是已知的，由此也可以将每个应答器的损坏明确 地对应于该软管壁的一个确定位置。由此也可以将导致该应答器损坏的磨损对应于该软管 壁的该位置。
[0021] 由一个可溶性的外壳，尤其凝胶胶囊制成的每个应答器优选嵌入在该软管壁中。
[0022] 这类外壳可以理解为该应答器的全部或也仅仅部分嵌入到在该软管壁的弹性材 料内部的另一种的材料中，该材料不能与软管壁以这样的程度连接，即在该软管壁朝向周 围断开时，例如朝向该软管的内部，该外壳材料连同封闭在其中的应答器一起从该软管壁 中排出。包括粘性材料（如凝胶）的液体或者还有颗粒状或粉末状的材料可以用作该外壳 的材料。
[0023] 根据本实用新型的一个另外的方面，还涉及一种用于监测一个软管损坏的系统， 该系统具有一个如之前描述的软管和一个应答器检测单元，该应答器检测单元设置用于检 测这些嵌入在软管中的应答器。
[0024] 这类系统可以在使用此类软管的输送设备或类似物