DE102018126812A1

DE102018126812A1 - Kupplungsvorrichtung, Versorgungsleitung sowie System zur Übertragung eines Mediums

Info

Publication number: DE102018126812A1
Application number: DE102018126812.2A
Authority: DE
Inventors: Helmut Rohde
Original assignee: HOPPE BORDMESSTECHNIK GmbH
Current assignee: HOPPE BORDMESSTECHNIK GmbH
Priority date: 2018-06-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-01-02

Abstract

Um eine Kupplungsvorrichtung (2, 102) mit einem Durchgangskanal (28, 128) für ein Medium, einer mechanischen Schnittstelle (22, 122) zum Herstellen einer kommunizierenden Medium-Verbindung zwischen einem Medienkanal (4) einer das Medium zuführenden, Medium-Ventilmittel (9, 109) zum Steuern eines Durchflusses des Mediums aus dem Medienkanal (4) aufweisenden Versorgungsleitung und dem Durchgangskanal (28, 128), und mindestens einer Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) zum Antreiben und/oder Betätigen der Medium-Ventilmittel (9, 109) einer Versorgungsleitung (3, 103), eine Versorgungsleitung (3, 103) sowie ein System zur Übertragung eines Mediums anzugeben, welche für sich genommen bzw. im Zusammenwirken eine sichere Bebunkerung mit LNG insbesondere von Schiffen auch auf See mit hohen Bunkerraten unter Verwendung von Schläuchen mit Nennweiten größer DN100 ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) mittels unter Überdruck stehenden Steuergases, insbesondere Inertgas, betreibbar ausgestaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung mit einem Durchgangskanal für ein Medium, einer mechanischen Schnittstelle zum Herstellen einer kommunizierenden Medium-Verbindung zwischen einem Medienkanal einer das Medium zuführenden, Medium-Ventilmittel zum Steuern eines Durchflusses des Mediums aus dem Medienkanal aufweisenden Versorgungsleitung und dem Durchgangskanal, und mindestens einer Medium-Ventil-Antriebseinrichtung zum Antreiben und/oder Betätigen der Medien-Ventilmittel einer Versorgungsleitung.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen eine Versorgungsleitung zum Anschließen an eine Kupplungsvorrichtung der vorgenannten Art mit einem Medienkanal.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein System im Wesentlichen bestehend aus einer Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art sowie einer zum Anschließen an diese ausgestalteten Versorgungsleitung der vorgenannten Art.
Kupplungssysteme der eingangs genannten Art bestehend aus einer Kupplung und einer passenden Schlauchanschlussanordnung sind vielfältig im Stand der Technik bekannt. Entscheidend bei den vorbekannten Kupplungsvorrichtungen und den zugehörigen Schlauchanschlusselementen ist, dass ein Medienaustritt aus der Versorgungsleitung aufgrund der Medium-Ventilmittel nur freigegeben wird, wenn die Versorgungsleitung an die Kupplungsvorrichtung angeschlossen ist. Dabei dienen in dem Kupplungsteil vorhandene Bauteile zum Öffnen der Medium-Ventilmittel auf Seiten der Versorgungsleitung. Entscheidend hierbei ist, dass umgekehrt der Medienaustritt aus der Versorgungsleitung beim Abtrennen der Kupplungsvorrichtung gestoppt wird, indem die Medium-Ventilmittel den Medienkanal der Versorgungsleitung wieder verschließen, da durch das Entfernen der Kupplungsvorrichtung und der darin vorgesehenen Medium-Ventil-Antriebseinrichtung die die Medium-Ventilmittel öffnende Wirkung wegfällt. Dieses Prinzip ist insbesondere im Zusammenhang mit brennbaren bzw. explosionsgefährdenden Medien von entscheidender Bedeutung. Im Stand der Technik sind beispielsweise Schlauchabreißkupplungen bekannt, welche aus federbelasteten Rückschlagventilen bestehen, die an einer Sollbruchstelle mit definierter Bruchlast zusammengeflanscht sind. Die Ventilkegel der Rückschlagventile werden im Stand der Technik durch eine beidseitig gelagerte Stützklappe gegeneinander aufgedrückt und geben dadurch den Durchfluss für das Medium frei. Sofern das Sollbruchelement bricht, lösen sich die beiden über die Schlauchabreißkupplung verbundenen Elemente, wodurch die Stützklappe zwischen den Ventilkegeln herauskippt bzw. schwenkt. Die Ventilkegel beider Kupplungshälften schließen sodann federbelastet und dichten die Leitungsenden ab.
In der maritimen Technik gewinnt die Bebunkerung mit Flüssiggas (LNG) an Bedeutung. Es sind derzeit 192 Schiffe mit LNG-Antrieben in Fahrt oder in Bau. Ursprünglich wurden dabei vor allem kleinere Schiffe wie Fähren und Versorger mit LNG-Antrieben gebaut. Diese werden an festen Stellen mit verhältnismäßig kleinen Bunkerraten bebunkert. Demgegenüber geht aktuell der Trend zu größeren Schiffen, die auf eine weltweite Versorgung mit LNG mit weitaus größeren Bunkerraten angewiesen sind, wie zum Beispiel Kreuzfahrtschiffe oder Containerschiffe. Entsprechend steigt der Bedarf für eine Versorgung von Schiffen mit LNG in den Häfen. Herkömmliche Bunkerverfahren basieren dabei auf der Anlieferung per Tankwagen. Die Bebunkerung per Tankwagen oder kleiner Bunkerschiffe lässt indes mit Nachteil nur verhältnismäßig geringe Bunkerraten bei Armaturnennweiten bis 80 mm zu (DN80). Die Verwendung der vorbekannten Abreißkupplungen bei großen Schlauchdurchmessern, etwa oberhalb DN100, ist jedoch gefährlich, weil das schlagartige Unterbrechen des Förderstroms zu unkontrollierten Druckstößen führen kann. Somit sind mit Nachteil herkömmliche Abreißkupplungen für eine Bebunkerung mit LNG bei größeren Bunkerraten unter Verwendung von Schläuchen mit Durchmessern oberhalb etwa DN100 mit Nachteil nur eingeschränkt geeignet. Zudem vermag eine herkömmliche Abreißkupplung beim Transport von LNG keine brandschützende Wirkung zu entfalten. Eine solche wäre indessen wünschenswert in Anbetracht des unvermeidlich bis zum automatischen Schließen austretenden Medienvolumens, welches dem Volumen zwischen den geschlossenen Ventilköpfen abzüglich des Volumens der im Medienstrom befindlichen Stützklappe entspricht.
Vor dem geschilderten Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art, eine Versorgungsleitung der eingangs genannten Art sowie ein System der vorgenannten Art anzugeben, welche für sich genommen bzw. im Zusammenwirken eine sichere Bebunkerung mit LNG insbesondere von Schiffen auch auf See mit hohen Bunkerraten unter Verwendung von Schläuchen mit Nennweiten größer DN100 ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Kupplungsvorrichtung mit einem Durchgangskanal für ein Medium, einer mechanischen Schnittstelle zum Herstellen einer kommunizierenden Medium-Verbindung zwischen einem Medienkanal einer das Medium zuführenden, Medium-Ventilmittel zum Steuern eines Durchflusses des Mediums aus dem Medienkanal aufweisenden Versorgungsleitung und dem Durchgangskanal, und mindestens einer Medium-Ventil-Antriebseinrichtung zum Antreiben und/oder Betätigen der Medium-Ventilmittel gelöst, bei welcher die Medien-Ventil-Antriebseinrichtung mittels unter Überdruck stehenden Steuergases, insbesondere Inertgas, betreibbar ausgestaltet ist. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es, vorzugsweise mit Stickstoff als Steuergas den auf Seiten der Kupplungsvorrichtung vorgesehenen Medium-Ventilantrieb anzusteuern, um das auf Seiten der Versorgungsleitung vorhandene Medium-Ventil zu öffnen. Bei einer Störung, welche eine mechanische Trennung der Kupplung von der Versorgungsleitung zur Folge hat, erfolgt somit mit Vorteil bei geeigneter Auslegung ein Druckabfall, welcher seinerseits bewirkt, dass das auf Seiten der Versorgungsleitung zur Steuerung des Durchflusses des Mediums aus dem Medienkanal vorhandene Ventil in die geschlossene Stellung übergeht. Man erzielt daher erfindungsgemäß eine eigensichere Auslegung, welche zudem aufgrund der Verwendung eines inerten Steuergases, vorzugsweise Stickstoff, eine besonders sichere Bebunkerung mit LNG und anderen brennbaren Stoffen ermöglicht. Zudem ist sowohl auf Seiten eines zu bebunkernden Empfängerschiffs als auch auf Seiten beispielsweise eines Bebunkerungsschiffes unter Druck stehendes Steuergas, insbesondere unter Druck stehender Stickstoff, meist verfügbar.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung sind Verriegelungsmittel zum mechanischen Verriegeln der Schnittstelle mit der Versorgungsleitung vorgesehen, wobei vorzugsweise die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung zusätzlich zum Antreiben und/oder Betätigen der Verriegelungsmittel ausgestaltet ist und/oder wobei eine Verriegelungsantriebseinrichtung zum Antreiben und/oder Betätigen der Verriegelungsmittel vorgesehen ist. Mit Vorteil ist erfindungsgemäß eine mechanische Verriegelung der Kupplungsvorrichtung mit der Versorgungsleitung in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ebenso wie die Betätigung der Medien-Ventilmittel mit unter Überdruck stehendem Steuergas anhand nur einer Ventilantriebseinrichtung möglich. Wenn die Verriegelung derart ausgestaltet ist, dass im drucklosen Zustand des Antriebs der unverriegelte Zustand der Verriegelungsmittel vorliegt, führt ein Druckabfall, wie er aufgrund eines Fehlers beim Bebunkern auftreten kann, zu einer Lösung der mechanischen Verriegelung zwischen Schnittstelle und Versorgungsleitung, welche wiederum bei geeigneter Auslegung der Medium-Ventil-Antriebseinrichtung zum Verschließen des Medienkanals über die Medien-Ventilmittel in der Versorgungsleitung führt. Insgesamt führt gemäß dieser Ausgestaltung ein Druckabfall des Steuergases zu einer sicheren Beendigung des Bebunkerungsvorganges, bei dem sowohl die mechanischen Verriegelungsmittel entriegelt werden können als auch, abgesehen von einem Restvolumen, kein weiteres Medium aus der Versorgungsleitung austreten kann. Dabei erhöht die Verwendung eines Inertgases, insbesondere Stickstoff, als Steuergas die Sicherheit gegenüber Brand und/oder Explosionsgefahr.
Als Verriegelungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung kommen dem Fachmann für sich genommen bekannte technische Einrichtungen in Betracht, wie zum Beispiel ein in einen Flansch auf Seiten der Versorgungsleitung eingreifender Haken oder Ähnliches, welcher über einen mit Steuergas betriebenen Antrieb verriegelt wird und im Grundzustand des Antriebs in einer geöffneten, nicht mit der Versorgungsleitung verriegelten Stellung verharrt.
Die mechanische Schnittstelle der Kupplungsvorrichtung kann als übliche Flanschverbindung ausgestaltet sein. Erfindungsgemäß kann einerseits die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung mit entsprechenden Leitungen für das Steuergas so ausgestaltet sein, dass sie in gekoppelter Weise sowohl die Verriegelungsmittel zum mechanischen Verriegeln der Schnittstelle als auch die Medium-Ventilmittel auf Seiten der Versorgungsleitung steuert. Alternativ kann im Rahmen der Erfindung eine separate Verriegelungs-Antriebseinrichtung vorgesehen sein, um die mechanische Betätigung der Verriegelungsmittel von der Betätigung der Medien-Ventilmittel auf Seiten der Versorgungsleitung zu entkoppeln.
Besonders günstig ist es in Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung, wenn Steuergas-Anschlussmittel zum Herstellen einer kommunizierenden Steuergas-Verbindung zwischen einem Reservoir unter Überdruck stehenden Steuergases und der/den Antriebseinrichtung(en) und/oder der Verriegelungs-Antriebseinrichtung derart in die Schnittstelle integriert sind, dass die Steuergas-Verbindung unterbrochen ist, wenn die Schnittstelle nicht mit der Versorgungsleitung verriegelt ist. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß erreicht, dass beim Anschließen der Versorgungsleitung an die Kupplungsvorrichtung automatisch eine Steuergasversorgung hergestellt wird. Dies erleichtert mit Vorteil die Bedienung beim Bebunkern. Gleichzeitig ist diese Ausgestaltung der Erfindung auch geeignet, die Sicherheit zu erhöhen. Denn im Falle einer Trennung der Kupplungsvorrichtung von der Versorgungsleitung wird auch die Steuergasversorgung unterbrochen. Die Folge ist, dass bei geeigneter Auslegung der Medium-Ventilmittel auf Seiten der Versorgungsleitung sowie der Verriegelungsmittel auf Seiten der Kupplungsvorrichtung die Medium-Ventilmittel den Medienkanal aufgrund des Druckabfalls verschließen und andererseits die mechanische Verriegelung zwischen Kupplung und Versorgungsleitung gelöst wird. Somit erhöht diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung die Sicherheit beim Bebunkern insbesondere mit LNG.
Wenn in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung Vorspannmittel aufweist, um eine drucklose Grundstellung herzustellen, in welcher sie die Medien-Ventilmittel einer Versorgungsleitung auch bei mechanischer Kupplung der Kupplungsvorrichtung an die Versorgungsleitung nicht öffnet, kann die Sicherheit im Fehlerfall während der Bebunkerung beispielsweise mit LNG weiter erhöht werden. Denn ein Druckabfall auf Seiten des Steuergases hat gemäß dieser Ausgestaltungsform zur Folge, dass die auf Seiten der Kupplungsvorrichtung vorhandene Medium-Ventil-Antriebseinrichtung die Medium-Ventilmittel auf Seiten einer Versorgungsleitung nicht öffnet, so dass kein Medium aus der Versorgungsleitung, insbesondere also kein LNG, austreten kann. Als Vorspannmittel ist im Rahmen der Erfindung beispielsweise ein elastischer Balg oder eine Feder geeignet, welche die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung im drucklosen Grundzustand so positioniert, dass sie die Medium-Ventilmittel auf Seiten der Versorgungsleitung nicht öffnet.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung eine axial zur Kupplungsvorrichtung verfahrbare Hubstange auf, um die Ventilmittel der Versorgungsleitung anzutreiben und/oder zu betätigen. Erfindungsgemäß kann die Hubstange zum Betätigen, das heißt Öffnen, der Medium-Ventilmittel auf Seiten einer Versorgungsleitung axial in Richtung zur Versorgungsleitung verfahren werden, um die Medium-Ventilmittel zwecks Freigabe des Medienkanals der Versorgungsleitung zu öffnen.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn in einer Weiterbildung der Kupplungsvorrichtung nach der Erfindung die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung mit Ansteuerungsmitteln versehen ist, um eine Öffnung der Ventilmittel einer Versorgungsleitung zur Herstellung eines Druckausgleichs zwischen dem Durchgangskanal und dem Medienkanal besagter Versorgungsleitung um einen Teilhub zu bewirken. In der Praxis erfolgt eine Bebunkerung mit LNG typisch mit einem Bebunkerungsdruck von 4 bar (4000 hPa). Zur Vermeidung von unkontrollierten Druckstößen beim Schließen bzw. Öffnen der Medium-Ventilmittel auf Seiten der Versorgungsleitung beim schlagartigen Eintreten von LNG in den Durchgangskanal der Kupplungsvorrichtung ist diese erfindungsgemäße Ausgestaltung vorteilhaft. Denn sie ermöglicht mit Vorteil die Öffnung der Medium-Ventilmittel einer Versorgungsleitung in zwei Stufen. Dabei kann der erste Teilhub zweckmäßig so gewählt sein, dass nur eine geringe Menge an Medium, insbesondere LNG, von dem Medienkanal einer Versorgungsleitung in den Durchgangskanal der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung strömt, bis im Durchgangskanal der Kupplungsvorrichtung derselbe Druck wie in dem Medienkanal einer Versorgungsleitung vorherrscht, beispielsweise 4 bar (4000 hPa). Im zweiten Schritt kann erfindungsgemäß die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung einen Vollhub ansteuern, welcher im Zusammenwirken mit dem Medium-Ventil auf Seiten einer Versorgungsleitung den Medienkanal vollständig frei gibt. Auf diese Weise kann mit Vorteil ein unkontrollierter Druckstoß erheblich vermindert werden. Die Ansteuerungsmittel können eine Ventilschaltung sein, welche es ermöglicht, die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung nur mit einer Teilmenge Steuergas zu befüllen, um nur einen Teilhub zu erwirken.
Hinsichtlich einer Versorgungsleitung der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch eine Versorgungsleitung zum Anschließen an eine Kupplungsvorrichtung der vorgenannten Art mit einem Medienkanal gelöst, bei welcher der Medienkanal mit Medium-Ventilmitteln zum Steuern eines Medium-Durchflusses aus dem Medienkanal versehen ist, welche im Zusammenwirken mit der Kupplungsvorrichtung den Medienkanal öffnend schaltbar ausgestaltet sind. Die Medium-Ventilmittel können ein den Medienkanal abschließendes Tellerventil sein, welches im Grundzustand unter dem Einfluss des unter Druck stehenden Mediums, beispielsweise LNG mit einem Druck von 4 bar (4000 hPa), den Medienkanal verschließend ausgestaltet ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Versorgungsleitung umfasst diese einen Medienkanal und einen von dem Medienkanal stofflich getrennten Steuergaskanal. Diese Ausgestaltung ermöglicht es mit Vorteil, über die Versorgungsleitung nicht nur das zu bebunkernde Medium, beispielsweise LNG, sondern darüber hinaus auch das zum sicheren Betreiben der Kupplungsvorrichtung erforderliche Steuergas bereitzustellen. Mit Vorteil können separate Zuführungen für Steuergas, wie zum Beispiel unter Druck stehender Stickstoff, entfallen. Zudem ist es bei geeigneter Ausgestaltung möglich, die Sicherheit zu erhöhen, da ein Entkoppeln der Versorgungsleitung von der Kupplungsvorrichtung zwangsläufig zu einem Wegfall der Steuergasversorgung führt, was wiederum mit Vorteil zu einem Verschließen des Medienkanals führt, um den gefährdenden Austritt von Medium, beispielsweise LNG, zu vermeiden.
Der Steuergaskanal kann einen von dem Medienkanal separat ausgestalteten Zusatzschlauch für das Steuergas umfassen.
Insbesondere kann erfindungsgemäß der Steuergaskanal den Medienkanal, insbesondere konzentrisch, umgebend angeordnet sein. Die Bereitstellung einer Steuergasversorgung gleichzeitig beim mechanischen Koppeln der Versorgungsleitung an die Kupplungsvorrichtung wird bei diesem Aufbau erleichtert, wenn beispielsweise auf Seiten einer Schnittstelle der Kupplungsvorrichtung geeignete Anschlüsse für Steuergas vorhanden sind. Auch diese Ausgestaltung erhöht mit Vorteil die Sicherheit beim Bebunkern. Denn zum einen ist eine konzentrische Umgebung des Medienkanals, welcher beispielsweise LNG führt, mit Inertgas, beispielsweise Stickstoff, geeignet, die Sicherheit zu erhöhen. Zudem entfällt bei dieser Ausgestaltung mit Vorteil die Notwendigkeit einer separaten Versorgung mit Steuergas. Die Integration des Steuergas den Medienkanal konzentrisch umgebend ermöglicht es mit Vorteil, in einer als Flanschverbindung ausgestalteten Kupplung zwischen Kupplungsvorrichtung und Versorgungsleitung Anschlüsse zu integrieren, welche das Steuergas nur im ordnungsgemäß verbundenen Zustand bereitstellt, um einen Mediendurchgang von der Versorgungsleitung in den Durchgangskanal der Kupplungsvorrichtung zu ermöglichen. Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Versorgungsleitung somit insbesondere ein Doppelkammerschlauch sein. Ein den Medienkanal konzentrisch umgebender Steuergaskanal hat erfindungsgemäß zudem den Vorteil, dass eine Dämmung des Medienkanals bewirkt wird. Die Gasfüllung des Steuergaskanals, beispielsweise mit Stickstoff, kann auch in Verbindung mit einem zusätzlichen Stickstoffdruckreservoir als Redundanz für die pneumatische Steuerung dienen, beispielsweise wenn die Verbindung zum Stickstoffdruckreservoir durch ein technisches Problem abbricht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Versorgungsleitung auch als Compoundschlauch ausgestaltet sein, welcher keinen Steuergaskanal umfasst.
Zur Erhöhung der Sicherheit beim Bebunkern können erfindungsgemäß die Medium-Ventilmittel in einem Grundzustand den Medienkanal für das Medium verschließend ausgestaltet sein. Insbesondere kann der Druck des in dem Medienkanal vorhandenen Mediums, beispielsweise LNG, bei geeigneter Auslegung zum Verschließen des Medienkanals anhand der Medium-Ventilmittel verwendet werden.
Wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Versorgungsleitung der Steuergaskanal zum Zusammenwirken mit den Steuergas-Anschlussmitteln der Kupplungsvorrichtung ausgestaltete Verbindungsmittel aufweist, um beim Verbinden der Versorgungsleitung und der Kupplungsvorrichtung eine Verbindung für Steuergas herzustellen, kann sich der Bebunkerungsvorgang besonders bequem und sicher gestalten. Denn zum einen kann beim mechanischen Verriegeln der Versorgungsleitung mit der Kupplungsvorrichtung gleichzeitig die Versorgung mit Steuergas sichergestellt werden. Zum anderen fällt die Steuergasversorgung weg, sobald sich die mechanische Verbindung zwischen Versorgungsleitung und Kupplungsvorrichtung löst, was mit Vorteil zu einem sofortigen Verschließen des Medienkanals zur Vermeidung des unkontrollierten Austritts von Medium führt. Die Verbindungsmittel können Ventile sein, welche beim Zusammenführen einer Flanschverbindung zwischen der Versorgungsleitung und der Kupplungsvorrichtung im Zusammenwirken mit entsprechenden komplementären Bauteilen auf Seiten der Kupplungsvorrichtung eine Steuergasverbindung, insbesondere Stickstoffverbindung, aufbauen.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Versorgungsleitung weisen die Medium-Ventilmittel einen Teildurchgang und einen Hauptdurchgang auf, wobei im Zusammenwirken mit der Kupplungsvorrichtung der Teildurchgang bei geschlossenem Hauptdurchgang öffenbar ausgestaltet ist. Auf diese Weise ist es möglich, im ersten Schritt beim Andocken nur den Teildurchgang zu öffnen, welcher einen geringen Volumenstrom an Medium in den Durchgangskanal der Kupplungsvorrichtung freigibt. Dies hat den Vorteil, dass gefährliche unkontrollierte Druckstöße beim Öffnen und Schließen des Medium-Ventils vermieden werden können. Dies gilt insbesondere, weil beim Schließen umgekehrt zunächst der Hauptdurchgang geschlossen werden kann, wobei zunächst der Teildurchgang geöffnet bleibt, und erst anschließend der Teildurchgang geschlossen werden kann. Eine entscheidende vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist, dass beim Öffnen des Teildurchgangs ein Druckausgleich zwischen dem Medienkanal, dem Durchgangskanal und dem Tank erfolgt. Aufgrund des Druckausgleichs kann der Kolben und dadurch der mit diesem integral ausgeformte Antriebsschaft mit Vorteil selbsttätig weiter axial in Richtung der Versorgungsleitung verfahren.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Versorgungsleitung ist eine Datenleitung für eine Kommunikation mit einer, vorzugsweise auf Seiten der Kupplungsvorrichtung vorhandenen, Steuereinheit zum Steuern der Medium-Ventil-Antriebseinrichtung und/oder der Verriegelungs-Antriebseinrichtung vorgesehen, wobei Kontaktierungsmittel vorzugsweise derart angeordnet sind, dass zum Anschließen der Versorgungsleitung an die Kupplungsvorrichtung eine Datenverbindung mit der Steuereinheit aufgebaut wird. Der Bebunkerungsvorgang gestaltet sich bei dieser Ausgestaltung ebenfalls besonders komfortabel. Denn eine Steuerung der mit Steuergas betriebenen Antriebe für die Verriegelung sowie für die Medium-Ventilmittel kann mit einer Steuerungsvorrichtung besonders kontrolliert ablaufen, wobei die in der erfindungsgemäßen Versorgungsleitung integrierte Datenleitung die Ansteuerung von Seiten beispielsweise eines Bebunkerungsschiffes auf bequeme Weise ermöglicht, ohne dass eine separate Datenverbindung aufgebaut werden muss. Die Datenübertragung kann in dem Fachmann für sich genommen bekannter Weise unter Berücksichtigung insbesondere von Explosionsschutzaspekten, je nach dem zu transportierenden Medium, erfolgen.
Schließlich wird die auf ein System gerichtete Aufgabe gelöst durch ein System, welches im Wesentlichen aus einer Kupplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie einer zum Anschließen an diese ausgestalteten Versorgungsleitung nach einem der Ansprüche 7 bis 13 besteht.
Die Erfindung wird in bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:

1: bevorzugte Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit einer erfindungsgemäßen Versorgungsleitung und einer an diese angeschlossenen erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung;
2: schematische Darstellung einer alternativen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Systems aus einer Versorgungsleitung gemäß der Erfindung und einer Kupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
3: weitere Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit einer erfindungsgemäßen Versorgungsleitung und einer an diese angeschlossenen erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung;

1 zeigt in einer axialen Schnittansicht in einer ersten bevorzugten Ausgestaltungsform ein erfindungsgemäßes System 1 zur Übertragung eines Mediums. Das System besteht im Wesentlichen aus einer in der Ansicht gemäß 1 rechts dargestellten Kupplungsvorrichtung 2 und einer Versorgungsleitung 3 zur Versorgung mit beispielsweise LNG.
Wie in der axialen Schnittdarstellung gemäß 1 ersichtlich, ist die Versorgungsleitung 3 an die Kupplungsvorrichtung 2 in weiter unten näher beschriebener Weise angeschlossen.
Die Versorgungsleitung 3 führt gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in einem Medienkanal 4 mit einer Nennweite von DN200 LNG (Flüssiggas) mit einem Druck von 4 bar (4000 hPa). Der Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3 ist konzentrisch von einem Steuergaskanal 5 umgeben. In dem Steuergaskanal 5 ist Stickstoff mit einem Druck von 8 bar (8000 hPa) geführt.
Sowohl der Medienkanal 4 als auch der Steuergaskanal 5 der Versorgungsleitung 3 sind jeweils an eine in 1 nicht dargestellte Quelle für Stickstoff bzw. für LNG angeschlossen.
Die Versorgungsleitung 3 ist mit einem Abschlussflansch 6 versehen. In den Abschlussflansch 6 mündet der Steuergaskanal 5. Der Steuergaskanal 5 ist als Ringkanal ausgestaltet, welcher den Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3 umgibt. Eine stoffliche Trennung zwischen dem Medienkanal 4 und dem Steuergaskanal 5 ist durch eine Wandung 7a zwischen dem Steuergaskanal 5 und dem Medienkanal 4 gewährleistet.
Innerhalb des Abschlussflansches 6 der Versorgungsleitung 3 sind in dem Bereich, in welchem der Steuergaskanal 5 in den Abschlussflansch 6 mündet, in einem Azimutwinkelbereich, dessen Ausdehnung in der Axialschnittdarstellung gemäß 1 nicht erkennbar ist, Rückschlagventile 7 integriert. Die Rückschlagventile 7 sind in der 1 nur schematisch dargestellt. Sie verhindern ein Austreten des Stickstoffs aus dem Steuergaskanal 5, wenn der Abschlussflansch nicht gekuppelt ist. An die Rückschlagventile 7 schließt sich jeweils innerhalb des Abschlussflansches 6 eine Abschlussflanschdurchgangsbohrung 8 für den unter Druck stehenden Stickstoff für den Steuergaskanal 5 an.
Der Medienkanal 4, welcher LNG mit einem Druck von 4 bar (4000 hPa) führt, ist mit einem Medienventil 9 abgeschlossen. Das Medienventil 9 ist in den Abschlussflansch 6 eingesetzt und schließt im Zusammenwirken mit diesem den Medienkanal 4 in geschlossener Stellung ab. In den Abschlussflansch 6 ist ein Ringdeckel 48 eingeschraubt, um den maximalen Stellweg des Medienventils 9 zu begrenzen. Das Medienventil 9 weist bohrungsartige Hauptströmungskanäle 50 auf, die in geschlossener Stellung durch den Abschlussflansch 6 verschlossen sind. Ein zentraler Bereich des Medienventils 9 ist als zylindrischer Hubraum 12 ausgespart, in welchem sich eine Vorsteuerventilplatte 13 mit zylindrischer Form, deren Abmessungen zur Ausführung einer Hubbewegung in axialer Richtung innerhalb des zylindrischen Hubraums 12 ausgeformt sind, bewegen kann. Der zylindrische Hubraum 12 in dem Medienventil 9 ist in axialer Richtung weg von der Kupplungsvorrichtung 2 mit einer Anschlagplatte 14 abgeschlossen, an welche die Vorsteuerventilplatte 13 bei entsprechender Hubbewegung in axialer Richtung weg von der Kupplungsvorrichtung 2 anschlägt. Die Vorsteuerventilplatte 13 ist integral mit einem Ventilschaft 15 ausgeformt. Der Ventilschaft 15 ist in einer sich an den zylindrischen Hubraum 12 anschließenden, im Inneren des Medienventils 9 in axialer Richtung hin zur Kupplungsvorrichtung 2 ausgeformten Medienventildurchgangsbohrung 16 in axialer Richtung beweglich. Der Ventilschaft 15 ist ferner in einer Siebplattendurchgangsbohrung 17 innerhalb einer am Abschlussflansch 6 axial stromabwärts des Medienventils 9 befestigten Siebplatte 18 gelagert. Die Siebplatte 18 ist mit Siebplattenströmungsbohrungen 19 in axialer Richtung versehen. Der Ventilschaft 15 ist an dem in axialer Richtung der Vorsteuerventilplatte 13 entgegengesetzten Ende mit einer Ventilschaftsanschlagfläche 20 versehen.
Nachfolgend wird näher auf den Aufbau der Kupplungsvorrichtung 2 eingegangen. Diese weist ein hohlzylindrisches Kupplungsgehäuse 21 auf. Das Kupplungsgehäuse 21 ist in axialer Richtung an dem der Versorgungsleitung 3 zugewandten Ende mit einer komplementär zum Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 geformten flanschartigen Schnittstelle 22 abgeschlossen. Die flanschartige Schnittstelle 22 ist zur Bildung eines Formschlusses mit dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 ausgeformt. Im Bereich der flanschartigen Schnittstelle 22 des Kupplungsgehäuses 21 der Kupplungsvorrichtung 2 ist außen radial gegenüberliegend jeweils ein Verriegelungsmechanismus 23 zum Verriegeln mit dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 vorgesehen.
Der Verriegelungsmechanismus 23 besteht jeweils im Wesentlichen aus einem mit Steuergas betätigbaren Verriegelungskolbenantrieb 24 und einem durch den Verriegelungskolbenantrieb 24 in axialer Richtung verfahrbaren und zusätzlich in einer senkrecht zur Axialrichtung stehenden Achse schwenkbaren Verriegelungsanker 25. Der Verriegelungsanker 25 bewirkt in der in 1 gezeigten Situation, bei welcher die Versorgungsleitung 3 an die Kupplungsvorrichtung 2 angeschlossen ist, über einen Vorsprung 26 eine Verriegelung gegenüber gegenläufigen Bewegungen der Kupplungsvorrichtung 2 und der Versorgungsleitung 3 in axialer Richtung. Die Verriegelung basiert dabei darauf, dass der Verriegelungsanker 25 über den Verriegelungskolbenantrieb 24 in axialer Richtung eine Kraft erfährt, welche vermittels des Vorsprungs 26 des Verriegelungsankers 25 über einen komplementär geformten Abschnitt des Abschlussflansches 6 der Versorgungsleitung 3 die Versorgungsleitung 3 mit dem Abschlussflansch 6 gegen die flanschartige Schnittstelle 22 der Kupplungsvorrichtung 2 drückt. Dabei wird die in axialer Richtung auf den Verriegelungsanker 25 wirkende Kraft durch den Verriegelungskolbenantrieb 24 dadurch aufgebracht, dass über das Verriegelungsventil 39 Stickstoff mit einem Druck von 8 bar (8000 hPa) aus einer Steuergasversorgungsleitung 41, die über einen Steuergasanschlusspunkt 42 mit Stickstoff eines nicht dargestellten Druckstickstoffreservoirs bzw. durch von einem Kompressor verdichteten Stickstoff versorgt wird, entgegen einer Vorspannkraft, welche eine Vorspannfeder 27 aufbringt, wirkt.
Im Inneren des Kupplungsgehäuses 21 der Kupplungsvorrichtung 2 ist ein Durchgangskanal 28 ausgeformt. Mittig im Durchgangskanal 28 ist ein zweiseitiger Medienventilkolbenantrieb 29 zum Zusammenwirken mit dem Ventilschaft 15 des Medienventils 9 der Versorgungsleitung 3 über dessen Ventilschaftanschlagfläche 20 sowie zum analogen Zusammenwirken mit der tankseitigen Ventileinheit 11 vorgesehen.
Die in 1 gezeigte bevorzugte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung 2 weist einen spiegelsymmetrischen Aufbau gegenüber einer radialen Mittellinie, welche mit einer Kolbensteuergasleitung 30 zusammenfällt, auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist vorliegend nur eine Hälfte, und zwar die linke Hälfte, der Kupplungsvorrichtung 2 erläutert und in der 1 mit Bezugszeichen versehen. Der spiegelsymmetrische Aufbau ermöglicht es, die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung 2 gemäß dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel auf der einen Seite an eine Versorgungsleitung 3 gemäß der Erfindung anzuschließen und auf der anderen Seite, in 1 der rechten Seite, mittels der Flanschbohrungen 46 des Flansches 45 an einen nicht gezeigten Tank eines nicht gezeigten Bebunkerungsschiffs zu flanschen.
Der Medienventilkolbenantrieb 29 der Kupplungsvorrichtung 2 ist über die Kolbensteuergasleitung 30 mit unter 8 bar (8000 hPa) Druck stehendem Stickstoff versorgt. Die Steuergasversorgungsleitung 41 ist am Steuergasanschlusspunkt 42 mit einer nicht dargestellten Quelle für den unter Druck stehenden Stickstoff verbunden.
Der Medienventilkolbenantrieb 29 weist spiegelsymmetrisch zwei jeweils in einem zylindrischen Hubraum 32 eines Kolbengehäuses 33a bewegliche Kolben 33 auf, wobei die beiden zylindrischen Hubräume 32 über einen axialen Verbindungskanal 34 miteinander kommunizieren und die Kolben 33 jeweils verbindungskanalseitig mit einem elastisch wirkenden Balg 32a abdichtend mit dem Kolbengehäuse 33a verbunden sind, sodass sich das durch den Verbindungskanal 34 einströmende Steuergas der Kolbensteuergasleitung 30 lediglich im Balg ausbreiten kann. Das Kolbengehäuse 33a ist ferner mit einem Kolbengehäusedeckel 44 verschlossen.
In axialer Richtung schließt sich an den Kolben 33 ein mit diesem integral ausgeformter Antriebsschaft 35 an. Der Antriebsschaft 35 ist in axialer Richtung zusammen mit dem Kolben 33 beweglich. Er ragt durch eine entsprechende Kolbengehäusedeckelbohrung 36 des Kolbengehäusedeckels 33 des Kolbengehäuses 33a des Medienventilkolbenantriebs 29 hinaus. Der Antriebsschaft 35 ist mit einer Antriebsschaftsanschlagfläche 37 zum Anliegen an die entsprechende Ventilschaftsanschlagfläche 20 des Ventilschafts 15 auf Seiten der Versorgungsleitung 3 versehen.
Der Verriegelungskolbenantrieb 24 des Verriegelungsmechanismus 23 auf Seiten der Kupplungsvorrichtung 2 gemäß der Erfindung ist mit einem Verriegelungsventil 39 versehen, um den Stickstoffdruck über die Atmosphäre abzubauen. Dies führt aufgrund der Wirkung der Vorspannfeder 27 dazu, dass der Verriegelungsanker 25 axial in Richtung der Versorgungsleitung 3 verfahren wird. Dadurch wird der Verriegelungsanker 25 von dem Abschlussflansch 6 gelöst, was insgesamt zur Lösung der mechanischen Verbindung zwischen der Kupplungsvorrichtung 2 und der Versorgungsleitung 3 führt.
Im Folgenden wird der Betrieb des in 1 gezeigten Systems 1 zwecks Bebunkerung eines nicht gezeigten Bebunkerungsschiffs über den mit dem Tank des Bebunkerungsschiffs verbundenen Flansch 45 erläutert. Hierbei wird primär auf die medienkanalseitige Ventileinheit 10 eingegangen. Die tankseitige Ventileinheit 11 arbeitet in analoger Weise.
Zunächst wird die Versorgungsleitung 3 an die Kupplungsvorrichtung 2 in axialer Richtung angenähert, bis der Anschlussflansch 6 mit der komplementär geformten Schnittstelle 22 der Kupplungsvorrichtung 2 in Anschlag geht und die Steuergasleitung 8a sowie die Abschlussflanschdurchgangsbohrung 8 miteinander verbunden sind. Die Schnittstelle zwischen der Abschlussflanschdurchgangsbohrung 8 und der Steuergasleitung 8a dient dabei als Sperrgasschnittstelle.
Nun wird der Verriegelungskolbenantrieb 24 durch Öffnen des Verriegelungsventils 39 über die Steuergasversorgungsleitung 41 mit Stickstoff, welcher am Steuergasanschlusspunkt 42 mit einem Druck von 8 bar (8000 hPa) anliegt, beaufschlagt. Dies führt dazu, dass der Verriegelungsanker 25 durch das Verfahren des Verriegelungskolbenantriebs 24 gegen die von der Vorspannfeder 27 aufgewendete Kraft axial eingezogen wird. Dabei gelangt der Vorsprung 26 des Verriegelungsankers 25 in Anschlag mit einer entsprechend geformten Anschlagsfläche auf dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3. Auf diese Weise ist eine mechanische Verriegelung der Versorgungsleitung 3 mit der Kupplungsvorrichtung 2 sichergestellt.
Nun wird das Steuergasventil 43 geöffnet, sodass sich der Steuergaskanal 5 über die Steuergasversorgungsleitung 41, das Steuergasventil 43, die Steuergasleitung 8a und die Abschlussflanschdurchgangsbohrung 8 mit Stickstoff, welcher am Steuergasanschlusspunkt 42 mit einem Druck von 8 bar (8000 hPa) anliegt, füllt.
Nun wird das Kolbenventil 47 geöffnet, um den am Steuergasanschlusspunkt 42 unter Druck von 8 bar anliegenden Stickstoff über die Steuergasversorgungsleitung 41 auf die Kolbensteuergasleitung 30 des Medienventilkolbenantriebs 29 der Kupplungsvorrichtung 2 zu legen.
Hierdurch tritt der Stickstoff über den Verbindungskanal 34 in den Balg 32a im zylindrischen Hubraum 32 ein. Dies führt dazu, dass der Kolben 33 in axialer Richtung auf die Versorgungsleitung 3 zubewegt wird. In der Folge verfährt auch der mit dem Kolben 33 integral ausgeformte Antriebsschaft 35 mit dessen Antriebsschaftsanschlagfläche 37 axial in eine Position, in der die Antriebsschaftsanschlagfläche 37 an die entsprechende Ventilschaftsanschlagfläche 20 des Ventilschafts 15 des Medienventils 9 der Versorgungsleitung 3 in Anschlag gelangt und den Ventilschaft 15 des Medienventils 9 axial verfährt, bis dieser an der Anschlagplatte 14 auf dem Medienventil 9 anliegt. In dieser Stellung ist ein Nebenfluss durch die Anschlagplattenströmungsbohrungen 49 in der Anschlagplatte 14, den verbleibenden Spalt in der Medienventildurchgangsbohrung 16 und durch die Siebplattenströmungsbohrungen 19 in der Siebplatte 18 in den Durchgangskanal 28 der Kupplungsvorrichtung 2 hergestellt. Ein weiterer Fluss durch die tankseitige Ventileinheit 11 in den nicht abgebildeten Tank ist ebenfalls sichergestellt, da die tankseitige Ventileinheit 11 in analoger Weise arbeitet.
In dieser Stellung des Medienventilkolbenantriebs 29 erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3, dem Durchgangskanal 28 der Kupplungsvorrichtung 2 und dem nicht abgebildeten Tank. Da nur ein Teilstrom durch die Anschlagplattenströmungsbohrungen 49 in der Anschlagplatte 14 des Medienventils 9 freigeschaltet ist, werden schlagartige Strömungen, welche zu unkontrollierten Druckstößen führen könnten, mit Vorteil vermieden.
Nachdem der Druckausgleich zwischen dem Medienkanal 4, dem Durchgangskanal 28 und dem Tank erfolgt ist, verfährt der Kolben 33 und dadurch der mit diesem integral ausgeformte Antriebsschaft 35 selbsttätig weiter axial in Richtung der Versorgungsleitung 3. Dies führt dazu, dass die Hauptströmungskanäle 50 zwischen dem Medienkanal 4 und dem Durchgangskanal 28 in der Kupplungsvorrichtung 2, die zuvor durch den Abschlussflansch 6 verschlossen waren, geöffnet werden. Ein Verfahren bis an den durch den Ringdeckel 48 definierten Anschlag ist aufgrund des begrenzten Hubwegs des Kolbens 33 nicht möglich. Die tankseitige Ventileinheit 11 verfährt in analoger Weise.
Dabei tritt mit Vorteil kein unkontrollierter Druckstoß auf, da bereits ein Druckausgleich zwischen dem Medienkanal 4, dem Durchgangskanal 28 und dem Tank hergestellt worden ist.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß eine sichere Ankopplung der Kupplungsvorrichtung 2 an die Versorgungsleitung 3 hergestellt, welche einen sicheren Übertrag zwecks Bebunkerung von LNG aus dem Medienkanal 4 über die Kupplungsvorrichtung 2 in den per Flansch 45 verbundenen Tank sicherstellt.
Wenn nun beim Beladen ein wie auch immer gearteter Fehler auftritt, kann die Notfallentkupplung wie folgt erfolgen. Bei Ablassen des Steuerdrucks über das Kolbenventil 47 in der Kolbensteuergasleitung 30 des Medienventilkolbenantriebs 29 in der Kupplungsvorrichtung 2 verfährt der Antriebsschaft 35 jeweils aufgrund des elastischen Balgs 32a in die Grundstellung im drucklosen Fall. Dies bedeutet, dass zur Vermeidung eines gefährlichen Austritts von Medium, also von LNG, aufgrund des Zurückfahrens des Antriebsschafts 35 durch den LNG-Druck im Medienkanal 4 das Medienventil axial derart verfährt, dass der Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3 geschlossen wird. Die tankseitige Ventileinheit 11 verfährt in analoger Weise.
Gleiches gilt, wenn der Druck des Steuergases in der Steuergasversorgungsleitung 41 abfallen sollte, beispielsweise durch ein Leck im Bereich des Verriegelungsmechanismus 23, ein Leck im Bereich des Steuergaskanals 5 oder durch einen Ausfall der am Steuergasanschlusspunkt 42 verbundenen Steurgas- bzw. Stickstoffquelle.
Aufgrund der Verwendung von Stickstoff als Steuergas kann dabei mit Vorteil erfindungsgemäß eine Explosionsgefahr vermindert werden.
Um die Steuerung des Steuergaskanals 5, des Verriegelungskolbenantriebs 24 sowie des Medienventilkolbenantriebs 29 sicherzustellen und um gleichzeitig Daten über Bebunkerungsrate und Bebunkerungsmenge, welche über die Versorgungsleitung 3 in den Tank überführt worden ist, zu übertragen beziehungsweise auszutauschen, weist die Versorgungsleitung 3 eine in der 1 nicht dargestellte Datenleitung auf. Die nicht dargestellte Datenleitung ist in ebenfalls nicht dargestellter, dem Fachmann für sich genommen bekannter Weise über die Verbindung zwischen der Schnittstelle 22 der Kupplungsvorrichtung 2 mit dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 kontaktiert für einen entsprechenden Datenaustausch.
Die 2 zeigt in einer axialen Schnittansicht eine alternative Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Systems 101 zur Übertragen eines Mediums. Grundaufbau und Funktionsweise entsprechen im Wesentlichen dem System 1 gemäß 1. Das System 101 zur Übertragen eines Mediums besteht im Wesentlichen aus einer Kupplungsvorrichtung 102 und einer Versorgungsleitung 103. Abweichend von dem in 1 gezeigten System 1 ist bei dem in 2 gezeigten System ein Verriegelungsmechanismus 123 anders ausgestaltet. Demnach ist auf Seiten der Kupplungsvorrichtung 102 im Bereich einer Schnittstelle 122 der Kupplungsvorrichtung 102 radial außen ein Bolzen 141 drehbar gelagert. Die Versorgungsleitung 103 weist einen gegenüber der Situation in 1 modifizierten Abschlussflansch 106 auf, welcher zum axialen Einführen in die Schnittstelle 122 der Kupplungsvorrichtung 102 dimensioniert ist. In dem Abschlussflansch 106 ist eine rundumlaufende Nut 142 ausgeformt, welche zum Zusammenwirken mit dem Verriegelungsbolzen 141 ausgeformt ist. Beim Einführen des Abschlussflansches 106 der Versorgungsleitung 103 in die Schnittstelle 122 der Kupplungsvorrichtung 102 ist der Verriegelungsbolzen 141 derart gedreht, dass ein Abflachungsbereich 143 radial nach innen rotiert ist. Da im Abflachungsbereich 143 der Durchmesser des Verriegelungsbolzen 141 derart vermindert ist, dass der Verriegelungsbolzen 141 nicht in die umlaufende Nut 142 eingreift, ist ein axiales Verfahren des Abschlussflansches 106 gegenüber der Schnittstelle 122 möglich. Nachdem der Abschlussflansch 106 in die Schnittstelle 122 der Kupplungsvorrichtung 102 eingeführt wurde, wird der Verriegelungsbolzen 141 über einen mit Druckgas betriebenen Antrieb über ein Zahnrad 144 derart rotiert, dass der Abflachungsbereich 143 nicht mehr mit der umlaufenden Nut 142 zusammenfällt. In dieser Stellung ragt der Verriegelungsbolzen 141 in die umlaufende Nut 142 hinein und verhindert ein axiales Auseinanderbewegen der Versorgungsleitung 103 relativ zu der Kupplungsvorrichtung 102.
Bei der in 2 gezeigten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems 101 ist die Freischaltung des Medienflusses von dem Medienkanal 104 der Versorgungsleitung 103 in den Durchgangskanal 128 der Kupplungsvorrichtung 102 im Prinzip wie bei der in 1 gezeigten Ausgestaltung realisiert, das heißt mit unter Druck von vorzugweise 8 bar (8000 hPa) stehendem Stickstoff und einem entsprechenden Kolbenantrieb 129, dessen Verschaltung mit einer Stickstoffquelle als Steuergas in der 2 nicht dargestellt ist. Wie in 2 ersichtlich, ist das Zusammenwirken des Kolbenantriebs 129 mit dem Medienventil 109 im Detail anders ausgestaltet als bei der Ausgestaltungsform gemäß 1.
Das Rotieren des Verriegelungsbolzen 141 erfolgt dabei über ein an dessen Ende angebrachtes Zahnrad 144, welches über eine nicht dargestellte Zahnstange rotiert wird, wobei die nicht dargestellte Zahnstange über einen mit unter Druck stehendem Stickstoff betriebenen Kolbenantrieb verschoben wird.
Der Hauptventilkegel 111 weist eine zentrale Bohrung 145 auf, innerhalb derer ein Schaft 146 beweglich ist, an dessen axialen Ende ein Pilotventilkegel 147 angeordnet ist, welcher die zentrale Bohrung 145 je nach axialer Stellung verschließt oder freigibt. Der Schaft 146 ist im Zusammenwirken mit dem Kolbenantrieb 129 auf Seiten der Kupplungsvorrichtung 102 beweglich. Damit wird in einer ersten axialen Stellung des Kolbenantriebs 129 zunächst der Pilotventilkegel 147 gegenüber dem Hauptventilkegel 111 zur Freigabe der zentralen Bohrung 145 geöffnet. Bei weiterer axialer Verfahrung des Kolbenantriebs 129 wird bei bereits geöffnetem Pilotventilkegel 147 der Hauptventilkegel 111 axial verfahren, um den Medienkanal 104 über den Hauptfluss in Richtung zum Durchgangskanal 128 innerhalb der Kupplungsvorrichtung 102 freizugeben. Im Übrigen entspricht Aufbau und Funktionsweise des Systems 101 zum Übertragen eines Mediums gemäß 2 dem Aufbau und der Funktionsweise des ausführlich beschriebenen Systems 1 zum Übertragen eines Mediums gemäß 1.
Auf diese Weise ist gemäß der Erfindung ein System zur Übertragung eines Mediums, insbesondere zur Bebunkerung, bestehend aus einer Kupplungsvorrichtung 2, 102 zum Zusammenwirken mit dieser ausgestalteten Versorgungsleitung vorgeschlagen, welche eine bequeme und sichere Bebunkerung insbesondere von LNG ermöglicht.
3 zeigt in einer axialen Schnittansicht in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform ein erfindungsgemäßes System 1 zur Übertragung eines Mediums. Das System besteht im Wesentlichen aus einer in der Ansicht gemäß 3 rechts dargestellten Kupplungsvorrichtung 2 und einer Versorgungsleitung 3 zur Versorgung mit beispielsweise LNG.
Wie in der axialen Schnittdarstellung gemäß 3 ersichtlich, ist die Versorgungsleitung 3 an die Kupplungsvorrichtung 2 in weiter unten näher beschriebener Weise angeschlossen.
Die Versorgungsleitung 3 führt gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel in einem Medienkanal 4 mit einer Nennweite von DN200 LNG (Flüssiggas) mit einem Druck von 4 bar (4000 hPa). Der Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3 ist konzentrisch von einem Steuergaskanal 5 umgeben. In dem Steuergaskanal 5 ist Stickstoff mit einem Druck von 8 bar (8000 hPa) geführt.
Sowohl der Medienkanal 4 als auch der Steuergaskanal 5 der Versorgungsleitung 3 sind jeweils an eine in 3 nicht dargestellte Quelle für Stickstoff bzw. für LNG angeschlossen.
Die Versorgungsleitung 3 ist mit einem Abschlussflansch 6 versehen. In den Abschlussflansch 6 mündet der Steuergaskanal 5. Der Steuergaskanal 5 ist als Ringkanal ausgestaltet, welcher den Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3 umgibt. Eine stoffliche Trennung zwischen dem Medienkanal 4 und dem Steuergaskanal 5 ist durch eine Wandung 7a zwischen dem Steuergaskanal 5 und dem Medienkanal 4 gewährleistet.
Innerhalb des Abschlussflansches 6 der Versorgungsleitung 3 sind in dem Bereich, in welchem der Steuergaskanal 5 in den Abschlussflansch 6 mündet, in einem Azimutwinkelbereich, dessen Ausdehnung in der Axialschnittdarstellung gemäß 3 nicht erkennbar ist, jeweils ein Rückschlagventil 7 integriert. Die Rückschlagventile 7 sind in der 3 nur schematisch dargestellt. An das Rückschlagventil 7 schließt sich jeweils innerhalb des Abschlussflansches 6 eine Abschlussflanschdurchgangsbohrung 8 für den unter Druck stehenden Stickstoff aus dem Steuergaskanal 5 an.
Der Medienkanal 4, welcher LNG mit einem Druck von 4 bar (4000 hPa) führt, ist mit einem Medienventil 9 abgeschlossen. Das Medienventil 9 ist mit dem Abschlussflansch 6 verbunden und schließt im Zusammenwirken mit diesem den Medienkanal 4 in geschlossener Stellung ab. Ein zentraler Bereich des Medienventils 9 ist als zylindrischer Hubraum 12 ausgespart, in welchem sich eine Vorsteuerventilplatte 13 mit zylindrischer Form, deren Abmessungen zur Ausführung einer Hubbewegung in axialer Richtung innerhalb des zylindrischen Hubraums 12 ausgeformt sind, bewegen kann. Der zylindrische Hubraum 12 in dem Medienventil 9 ist in axialer Richtung weg von der Kupplungsvorrichtung 2 mit einer Anschlagplatte 14 abgeschlossen, an welche die Vorsteuerventilplatte 13 bei entsprechender Hubbewegung in axialer Richtung weg von der Kupplungsvorrichtung 2 anschlägt. Die Vorsteuerventilplatte 13 ist integral mit einem Ventilschaft 15 ausgeformt. Der Ventilschaft 15 ist in einer sich an den zylindrischen Hubraum 12 anschließenden, im Inneren des Medienventils 9 in axialer Richtung hin zur Kupplungsvorrichtung 2 ausgeformten Medienventildurchgangsbohrung 16 in axialer Richtung beweglich. Der Ventilschaft 15 ist in einer zentralen Siebplattendurchgangsbohrung 17 innerhalb einer am Abschlussflansch 6 axial stromabwärts des Medienventils 9 befestigten Siebplatte 18 gelagert. Die Siebplatte 18 ist mit einer Anzahl von Siebplattenströmungsbohrungen 19 in axialer Richtung versehen.
Der Ventilschaft 15 ist an dem in axialer Richtung der Vorsteuerventilplatte 13 entgegengesetzten Ende mit einer Ventilkschaftsanschlagfläche 20 versehen.
Nachfolgend wird näher auf den Aufbau der Kupplungsvorrichtung 2 eingegangen. Diese weist ein hohlzylindrisches Kupplungsgehäuse 21 auf. Das Kupplungsgehäuse 21 ist in axialer Richtung an dem der Versorgungsleitung 3 zugewandten Ende mit einer komplementär zum Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 geformten flanschartigen Schnittstelle 22 abgeschlossen. Die flanschartige Schnittstelle 22 ist zur Bildung eines Formschlusses mit dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 ausgeformt. Im Bereich der flanschartigen Schnittstelle 22 des Kupplungsgehäuses 21 der Kupplungsvorrichtung 2 ist außen radial gegenüberliegend jeweils ein Verriegelungsmechanismus 23 zum Verriegeln mit dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 vorgesehen.
Der Verriegelungsmechanismus 23 besteht jeweils im Wesentlichen aus einem mit Steuergas betätigbaren Verriegelungskolbenantrieb 24 und einem durch den Verriegelungskolbenantrieb 24 in axialer Richtung verfahrbaren und zusätzlich in einer senkrecht zur Axialrichtung stehenden Achse schwenkbaren Verriegelungsanker 25. Der Verriegelungsanker 25 bewirkt in der in 3 gezeigten Situation, bei welcher die Versorgungsleitung 3 an die Kupplungsvorrichtung 2 angeschlossen ist, über einen Vorsprung 26 eine Verriegelung gegenüber gegenläufigen Bewegungen der Kupplungsvorrichtung 2 und der Versorgungsleitung 3 in axialer Richtung. Die Verriegelung basiert dabei darauf, dass der Verriegelungsanker 25 über den Verriegelungskolbenantrieb 24 in axialer Richtung eine Kraft erfährt, welche vermittels des Vorsprungs 26 des Verriegelungsankers 25 über einen komplementär geformten Abschnitt des Abschlussflansches 6 der Versorgungsleitung 3 die Versorgungsleitung 3 mit dem Abschlussflansch 6 gegen die flanschartige Schnittstelle 22 der Kupplungsvorrichtung 2 drückt. Dabei wird die in axialer Richtung auf den Verriegelungsanker 25 wirkende Kraft durch den Verriegelungskolbenantrieb 24 dadurch aufgebracht, dass über das Rückschlagventil 7 Stickstoff mit einem Druck von 8 bar (8000 hPa) aus dem Steuergaskanal 5 der Versorgungsleitung 3 im Verriegelungskolbenantrieb 24 entgegen einer Vorspannkraft, welche eine Vorspannfeder 27 aufbringt, wirkt.
Im Inneren des Kupplungsgehäuses 21 der Kupplungsvorrichtung 2 ist ein Durchgangskanal 28 ausgeformt. Mittig im Durchgangskanal 28 ist ein Medienventilkolbenantrieb 29 zum Zusammenwirken mit dem Ventilschaft 15 des Medienventils 9 der Versorgungsleitung 3 über dessen Ventilschaftsanschlagfläche 20 vorgesehen. Die in 3 gezeigte bevorzugte Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung 2 weist einen spiegelsymmetrischen Aufbau gegenüber einer radialen Mittellinie, welche mit einer Kolbensteuergasleitung 30 zusammenfällt, auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist vorliegend nur eine Hälfte, und zwar die linke Hälfte, der Kuppelvorrichtung 2 erläutert und in der 3 mit Bezugszeichen versehen. Der spiegelsymmetrische Aufbau ermöglicht es, die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung 2 gemäß dem hier offenbarten Ausführungsbeispiel auf der einen Seite an eine Versorgungsleitung 3 gemäß der Erfindung anzuschließen und auf der anderen Seite, der rechten Seite in 3, an eine Empfängerleitung 30a. Dabei ist die Empfängerleitung 30a im Wesentlichen gleichartig aufgebaut wie die erfindungsgemäße Versorgungsleitung 3.
Der Medienventilkolbenantrieb 29 der Kupplungsvorrichtung 2 ist über die Kolbensteuergasleitung 30 mit unter 8 bar (8000 hPa) Druck stehendem Stickstoff versorgt. Die Versorgung erfolgt entweder durch ein in der 3 nicht dargestelltes Druckstickstoffreservoir bzw. einen Kompressor für Stickstoff. Alternativ und ebenfalls in der 3 nicht dargestellt, kann die Kolbensteuergasleitung 30 über das Rückschlagventil 7 und die Abschlussflanschdurchgangsbohrung 8 im Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 mit dem Steuergaskanal 5 der Versorgungsleitung 3 kommunizieren. Die Kolbensteuergasleitung 30 des Medienventilkolbenantriebs 29 ist an radial gegenüberliegenden Positionen durch das Kupplungsgehäuse 21 der Kupplungsvorrichtung 2 geführt. Die Kolbensteuergasleitung 30 ist an beiden Eingängen mit einem Druckablassventil 31 versehen, welches auch für die Versorgung dient. Der Medienventilkolbenantrieb 29 weist spiegelsymmetrisch zwei jeweils in einem zylindrischen Hubraum 32 bewegliche Kolben 33 auf, wobei die beiden zylindrischen Hubräume 32 über einen axialen Verbindungskanal 34 miteinander kommunizieren. Bei einer alternativen Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung, welche lediglich zum Ankuppeln an einer Seite ausgestaltet ist, könnte auch nur ein zylindrischer Hubraum 32 vorhanden sein, ein Teil des Verbindungskanals 34 entfiele folgerichtig.
In axialer Richtung schließt sich an den Kolben 33 ein mit diesem integral ausgeformter Antriebsschaft 35 an. Der Antriebsschaft 35 ist in axialer Richtung zusammen mit dem Kolben 33 beweglich. Er ragt durch eine entsprechende Bohrung 36 im zylindrischen Hubraum 32 aus dem Gehäuse des Medienventilkolbenantriebs 29 hinaus. Der Antriebsschaft 35 ist mit einer Antriebsschaftsanschlagfläche 37 zum Anliegen an die entsprechende Ventilschaftsanschlagfläche 20 des Ventilschafts 15 auf Seiten der Versorgungsleitung 3 versehen. Der Kolben 33 ist mittels einer nur schematisch dargestellten Vorspannfeder 38 derart vorgespannt, dass für den Fall, dass der zylindrische Hubraum 32 drucklos ist, das heißt dass kein unter Druck stehender Stickstoff im zylindrischen Hubraum 32 befindlich ist, derart vorgespannt, dass der Antriebsschaft 35 und damit die entsprechende Antriebsschaftsanschlagfläche 37 maximal in das Gehäuse des Medienventilkolbenantriebs 29 eingefahren ist. Die Vorspannfeder 38 kann jedoch im Rahmen der Erfindung auch entfallen.
Der Verriegelungskolbenantrieb 24 des Verriegelungsmechanismus 23 auf Seiten der Versorgungsleitung 3 gemäß der Erfindung ist mit einem Verriegelungsventil 39 versehen, um den Stickstoffdruck über die Atmosphäre abzubauen. Dies führt aufgrund der Wirkung der Vorspannfeder 27 dazu, dass der Verriegelungsanker 25 axial in Richtung der Versorgungsleitung 3 verfahren wird. Dadurch wird dieser Verriegelungsanker 25 von dem Abschlussflansch 6 gelöst, was insgesamt zur Lösung der mechanischen Verbindung zwischen der Kupplungsvorrichtung 2 und der Versorgungsleitung 3 führt.
Zum Betrieb des in 3 gezeigten Systems 1 zwecks Bebunkerung eines nicht gezeigten Bebunkerungsschiffs über die Empfängerleitung 30a wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird die Versorgungsleitung 3 an die Kupplungsvorrichtung 2 in axialer Richtung angenähert, bis der Anschlussflansch 6 mit der komplementär geformten Schnittstelle 22 der Kupplungsvorrichtung 2 in Anschlag geht. Durch die Bildung des Anschlags zwischen dem Abschlussflansch 6 und der Schnittstelle 22 wird über das Rückschlagventil 7 und die Abschlussflanschdurchgangsbohrung 8 Druck aus dem Steuergaskanal 5, welcher Stickstoff mit einem Druck von 8 bar (8000 hPa) trägt, im Verriegelungskolbenantrieb 24 aufgebaut. Dies führt dazu, dass der Verriegelungsanker 25 durch das Verfahren des Verriegelungskolbenantriebs 24 gegen die von der Vorspannfeder 27 aufgewendete Kraft axial eingezogen wird. Dabei gelangt der Vorsprung 26 des Verriegelungsankers 25 in Anschlag mit einer entsprechend geformten Anschlagfläche auf dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3. Auf diese Weise ist eine mechanische Verriegelung der Versorgungsleitung 3 mit der Kupplungsvorrichtung 2 sichergestellt.
Zusätzlich wird unter Druck von 8 bar (8000 hPa) stehender Stickstoff auf die Kolbensteuergasleitung 30 des Medienventilkolbenantriebs 29 der Kupplungsvorrichtung 2 gelegt. Dabei kann der unter Druck stehende Stickstoff entweder in nicht dargestellter Weise aus dem Steuergaskanal 5 zugeführt werden, wobei durch die mechanische Verriegelung des Abschlussflansches 6 der Versorgungsleitung 3 mit der Schnittstelle 22 der Kupplungsvorrichtung 2 automatisch Druck auf die Kolbensteuergasleitung 30 gelegt wird. In jedem Falle tritt unter Druck von 8 bar (8000 hPa) stehender Stickstoff in den zylindrischen Hubraum 32 ein. Dies führt dazu, dass der Kolben 33 entgegen der Kraft der Vorspannfeder 38 in axialer Richtung auf die Versorgungsleitung 3 zubewegt wird. Dabei kann durch ein in der 3 nicht dargestelltes Ventilsystem eine zweistufige Betriebsweise des Medienventilkolbenantriebs 29 in der Kupplungsvorrichtung 2 implementiert sein. Demgemäß wird der zylindrische Hubraum 32 in einer ersten Stufe mit einem Druck an Stickstoff als Steuergas beaufschlagt, sodass der Kolben 33 und damit der mit dem Kolben 33 integral ausgeformte Antriebsschaft 35 mit dessen Antriebsschaftsanschlagfläche 37 axial in eine Position verfahren wird, in der die Antriebsschaftsanschlagfläche 37 an die entsprechende Ventilschaftsanschlagfläche 20 des Ventilschafts 15 des Medienventils 9 der Versorgungsleitung 3 in Anschlag gelangt und den Ventilschaft 15 des Medienventils 9 axial verfährt, bis dieser an der Anschlagplatte 14 auf dem Hauptventilkegel 11 anliegt. In dieser Stellung ist ein Nebenfluss durch die Öffnung 40 in der Anschlagplatte 14 und durch die Siebplattenströmungsbohrungen 19 in der Siebplatte 18 in dem Durchgangskanal 28 der Kupplungsvorrichtung 2 hergestellt. In dieser Stellung des Medienventilkolbenantriebs 29 auf Seiten der Kupplungsvorrichtung 2 und dem Ventilschaft 15 des Medienventils 9 auf Seiten der Versorgungsleitung 3 erfolgt ein Druckausgleich zwischen dem Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3 und dem Durchgangskanal 28 der Kupplungsvorrichtung 2. Da nur ein Teilstrom durch die Öffnung 40 in der Anschlagplatte 14 des Hauptventilkegels 11 freigeschaltet ist, werden schlagartige Strömungen, welche zu unkontrollierten Druckstößen führen könnten, mit Vorteil vermieden.
Nachdem der Druckausgleich zwischen der Medienleitung 4 und dem Durchgangskanal 28 erfolgt ist, verfährt der Kolben 33 und dadurch der mit diesem integral ausgeformte Antriebsschaft 35 selbsttätig weiter axial in Richtung der Versorgungsleitung 2. Dies führt aufgrund des Anschlags der Vorsteuerventilplatte 13 des Ventilschafts 15 an die Anschlagplatte 14 dazu, dass der Ventilschaft 15 das Medienventil 9 in axialer Richtung derart verfährt, dass Hauptströmungskanäle 50 zwischen dem Medienkanal 4 und dem Durchgangskanal 28 in der Kupplungsvorrichtung 2 freigeschaltet werden. Dabei tritt mit Vorteil kein unkontrollierter Druckstoß auf, da bereits ein Druckausgleich zwischen dem Medienkanal 4 und dem Durchgangskanal 28 hergestellt worden ist.
Auf diese Weise wird erfindungsgemäß zunächst eine sichere Ankopplung der Kupplungsvorrichtung 2 an die Versorgungsleitung 3 hergestellt, welche einen sicheren Übertrag zwecks Bebunkerung von LNG aus dem Medienkanal 4 über die Kupplungsvorrichtung 2 in die Empfängerleitung 30a sicherstellt.
Wenn nun beim Beladen ein wie auch immer gearteter Fehler auftritt, kann die Notfallentkupplung wie folgt erfolgen. Über die Druckablassventile 31 in der Kolbensteuergasleitung 30 des Medienventilkolbenantriebs 29 in der Kupplungsvorrichtung 2 einerseits und über das Verriegelungsventil 39 im Verriegelungskolbenantrieb 24 des mechanischen Verriegelungsmechanismus 23 andererseits verfahren sowohl der Verriegelungsanker 25 als auch der Antriebsschaft 35 jeweils aufgrund der Vorspannfedern 27 bzw. 38 in deren Grundstellung im drucklosen Fall. Dies bedeutet hinsichtlich des Verriegelungskolbenantriebs 24 des Verriegelungsmechanismus 23, dass der Verriegelungsanker 25 den Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 freigibt. Andererseits wird zur Vermeidung eines gefährlichen Austritts von Medium, also von LNG, aufgrund des Zurückfahrens des Antriebsschafts 35 durch den LNG-Druck im Medienkanal 4 sowohl das Medienventil 9 als auch der Ventilschaft 15 axial derart verfahren, dass der Medienkanal 4 der Versorgungsleitung 3 geschlossen ist.
Aufgrund der Verwendung von Stickstoff als Steuergas kann dabei mit Vorteil erfindungsgemäß eine Explosionsgefahr vermindert werden.
Um die Steuerung der Ventile 9 bzw. des Medienventilkolbenantriebs 29 und des Verriegelungskolbenantriebs 24 sicherzustellen und um gleichzeitig Daten über Bebunkerungsrate und Bebunkerungsmenge, welche über die Versorgungsleitung 3 in die Empfängerleitung 30a überführt worden ist, zu übertragen beziehungsweise auszutauschen, weist die Versorgungsleitung 3 eine in der 3 nicht dargestellte Datenleitung auf. Die nicht dargestellte Datenleitung ist in ebenfalls nicht dargestellter, dem Fachmann für sich genommen bekannter Weise über die Verbindung zwischen der Schnittstelle 22 der Kupplungsvorrichtung 2 mit dem Abschlussflansch 6 der Versorgungsleitung 3 kontaktiert für einen entsprechenden Datenaustausch.
Bezugszeichenliste

1: System zur Übertragung eines Mediums
2: Kupplungsvorrichtung
3: Versorgungsleitung
4: Medienkanal
5: Steuergaskanal
6: Abschlussflansch
7: Rückschlagventil
7a: Wandung
8: Abschlussflanschdurchgangsbohrung
8a: Steuergasleitung
9: Medienventil
10: medienkanalseitige Ventileinheit
11: tankseitige Ventileinheit
12: zylindrischer Hubraum
13: Vorsteuerventilplatte
14: Anschlagplatte
15: Ventilschaft
16: Medienventildurchgangsbohrung
17: Siebplattendurchgangsbohrung
18: Siebplatte
19: Siebplattenströmungsbohrungen
20: Ventilschaftsanschlagfläche
21: Kupplungsgehäuse
22: Schnittstelle
23: Verriegelungsmechanismus
24: Verriegelungskolbenantrieb
25: Verriegelungsanker
26: Vorsprung
27: Vorspannfeder
28: Durchgangskanal
29: Medienventilkolbenantrieb
30: Kolbensteuergasleitung
30a: Empfängerleitung
31: Druckablassventil
32: zylindrischer Hubraum
32a: Balg
33: Kolben
33a: Kolbengehäuse
34: Verbindungskanal
35: Antriebsschaft
36: Kolbengehäusedeckelbohrung
37: Antriebsschaftsanschlagfläche
38: Vorspannfeder
39: Verriegelungsventil
40: Anschlagplattenöffnung
41: Steuergasversorgungsleitung
42: Steuergasanschlusspunkt
43: Steuergasventil
44: Kolbengehäusedeckel
45: Flansch
46: Flanschbohrungen
47: Kolbenventil
48: Ringdeckel
49: Anschlagplattenströmungsbohrungen
50: Hauptströmungskanäle
51: Verriegelungsgasleitung
101: System zur Übertragung eines Mediums
102: Kupplungsvorrichtung
103: Versorgungsleitung
104: Medienkanal
122: Schnittstelle
123: Verriegelungsmechanismus
106: Abschlussflansch
109: Medienventil
111: Hauptventilkegel
122: Schnittstelle
128: Durchgangskanal
129: Kolbenantrieb
141: Verriegelungsbolzen
142: umlaufende Nut
143: Abflachungsbereich
144: Zahnrad
145: zentrale Bohrung
146: Schaft
147: Pilotventilkegel

Claims

Kupplungsvorrichtung (2, 102) mit einem Durchgangskanal (28, 128) für ein Medium, einer mechanischen Schnittstelle (22, 122) zum Herstellen einer kommunizierenden Medium-Verbindung zwischen einem Medienkanal (4) einer das Medium zuführenden, Medium-Ventilmittel (9, 109) zum Steuern eines Durchflusses des Mediums aus dem Medienkanal (4) aufweisenden Versorgungsleitung (3, 103) und dem Durchgangskanal (28, 128), und mindestens einer Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) zum Antreiben und/oder Betätigen der Medium-Ventilmittel (9, 109) einer Versorgungsleitung (3, 103), dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) mittels unter Überdruck stehenden Steuergases, insbesondere Inertgas, betreibbar ausgestaltet ist.
Kupplungsvorrichtung (2, 102) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verriegelungsmittel (23, 25, 26, 123, 143, 144) zum mechanischen Verriegeln der Schnittstelle (22, 122) mit der Versorgungsleitung (3, 103) vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) zusätzlich zum Antreiben und/oder Betätigen der Verriegelungsmittel (23, 25, 26, 123, 143, 144) ausgestaltet ist und/oder wobei eine Verriegelungs-Antriebseinrichtung (24, 27) zum Antreiben und/oder Betätigen der Verriegelungsmittel (23, 25, 26, 123, 143, 144) vorgesehen ist.
Kupplungsvorrichtung (2, 102) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Steuergas-Anschlussmittel zum Herstellen einer kommunizierenden Steuergas-Verbindung zwischen einem Volumen unter Überdruck stehenden Steuergases und der Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) und/oder der Verriegelungs-Antriebseinrichtung (24, 27) derart in die Schnittstelle (22, 122) integriert sind, dass die Steuergas-Verbindung unterbrochen ist, wenn die Schnittstelle (22, 122) nicht mit der Versorgungsleitung (3, 103) verriegelt ist.
Kupplungsvorrichtung (2, 102) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) Vorspannmittel aufweist, um eine drucklose Grundstellung herzustellen, in welcher sie die Medium-Ventilmittel (9, 109) einer Versorgungsleitung (3, 103) auch bei mechanischer Koppelung der Kupplungsvorrichtung (2, 102) an die Versorgungsleitung (3, 103) nicht öffnet.
Kupplungsvorrichtung (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) eine axial zur Kupplungsvorrichtung (2, 102) verfahrbare Hubstange (35) aufweist, um die Medium-Ventilmittel (9, 109) der Versorgungsleitung (3, 103) anzutreiben und/oder zu betätigen.
Kupplungsvorrichtung (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) mit Ansteuerungsmitteln versehen ist, um eine Öffnung der Medium-Ventilmittel (9, 109) einer Versorgungsleitung (3, 103) zur Herstellung eines Druckausgleichs zwischen dem Durchgangskanal (28, 128) und dem Medienkanal (4) besagter Versorgungsleitung (3, 103) um einen Teilhub zu bewirken.
Versorgungsleitung (3, 103) zum Anschließen an eine Kupplungsvorrichtung (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Medienkanal (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Medienkanal (4) mit Medium-Ventilmitteln (9, 109) zum Steuern eines Medium-Durchflusses aus dem Medienkanal (4) versehen ist, welche im Zusammenwirken mit der Kupplungsvorrichtung (2, 102) den Medienkanal (4) öffnend schaltbar ausgestaltet sind.
Versorgungsleitung (3, 103) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Ventilmittel (9, 109) einen Teildurchgang (16, 40, 49, 145) und einen Hauptdurchgang (50) aufweisen, wobei im Zusammenwirken mit der Kupplungsvorrichtung (2, 102) der Teildurchgang (16, 40, 49, 145) bei geschlossenem Hauptdurchgang öffenbar ausgestaltet ist.
Versorgungsleitung (3, 103) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Medienkanal (4) und einen von dem Medienkanal (4) stofflich getrennten Steuergaskanal (5) umfasst.
Versorgungsleitung (3, 103) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuergaskanal (5) den Medienkanal (4), insbesondere konzentrisch, umgebend angeordnet ist.
Versorgungsleitung (3, 103) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Ventilmittel (9, 109) in einem Grundzustand den Medienkanal (4) für das Medium verschließend ausgestaltet sind.
Versorgungsleitung (3, 103) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuergaskanal (5) zum Zusammenwirken mit den Steuergas-Anschlussmitteln der Kupplungsvorrichtung (2, 102) ausgestaltete Verbindungsmittel (7, 8) aufweist, um beim Verbinden der Versorgungsleitung (3, 103) und der Kupplungsvorrichtung (2, 102) eine Verbindung für Steuergas herzustellen.
Versorgungsleitung (3, 103) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenleitung für eine Kommunikation mit einer, vorzugsweise auf Seiten der Kupplungsvorrichtung (2, 102) vorhandenen, Steuereinheit zum Steuern der Medium-Ventil-Antriebseinrichtung (29, 129) und/oder der Verriegelungs-Antriebseinrichtung (24, 27) vorgesehen ist, wobei Kontaktierungsmittel vorzugsweise derart angeordnet sind, dass beim Anschließen der Versorgungsleitung (3, 103) an die Kupplungsvorrichtung (2, 102) eine Datenverbindung mit der Steuereinheit aufgebaut wird.
System zur Übertragung eines Mediums, im Wesentlichen bestehend aus einer Kupplungsvorrichtung (2, 102) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 sowie einer zum Anschließen an diese ausgestalteten Versorgungsleitung (3, 103) nach einem der Ansprüche 7 bis 13.