DE2338170B2

DE2338170B2 - Rohrkupplung für Rohre, die einen Flansch aufweisen, mit steuerbaren Kupplungsgliedern

Info

Publication number: DE2338170B2
Application number: DE19732338170
Authority: DE
Inventors: Keith Allan Margate Kent Upton (Grossbritannien)
Original assignee: Emco Wheaton UK Ltd
Current assignee: Emco Wheaton UK Ltd
Priority date: 1972-07-28
Filing date: 1973-07-27
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2338170A1; GB1395928A; DE2338170C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung für Rohre, ^)Γ) wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben und beispielsweise aus der DE-OS 17 50 783 bekannt ist.

Solche Kupplungen werden beispielsweise in Zusammenwirkung mit Schiffsladearmen zum Be- und Entladern eines Schiffes, wie z. B. eKies öltankers, eingesetzt. Hierbei ist es wesentlich, daß jedwede Leckverluste vermieden und im Notfall, beispielsweise bei hohem Seegang, bei Feuer usw. die Rohrkupplung schnell gelöst werden kann. Zu diesem Zweck wurden Rohrkupplungen entwickelt, wie sie beispielsweise aus ^4S der DE-OS 17 50 783 bekannt sind. Hier sind auf einem rohrförmigen Körper mehrere Kupplungsglieder schwenkbar über eine starre Halterung gelagert, die über eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung in Kupplungsstellung und in Entkupplungsstellung ver- ^r>° schwenkbar sind. Zu diesem Zweck greift jeweils ein Ende eines Kolbens an einem gabelartig ausgebildeten Ende eines Kupplungsgliedes an. Der äußere Arm des Kupplungsgliedes legt sich zum Kuppeln bei Ausfahren des Kolbens hinter einen Flansch der anzuschließenden " Rohrleitung und preßt diesen gegen eine Dichtung am rohrförmigen Körper. Bei dieser Anordnung muß der Kolben im Betriebszustand unter Druck gehalten werden.

Eine weitere Rohrkupplung der im Oberbegriff ^b0 ganannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 20 57 185 bekannt Hierbei werden die Kupplungsglieder über ein Kraftübertragungssystem, das austauschbar mit einer hydraulischen, pneumatischen, elektrischen oder Handantriebsquelle verbunden sein kann, zunächst in eine Stellung hinter den zylindergreifenden Flansch des zu kuppelnden Rohres verschwenkt und dann durch eine Spreizeinrichtung in Wirkeingriff mit dem Flansch axial bewegt Es sind hierbei also zum öffnen und Schließen der Kupplung zwei Bewegungen erforderlich, nämlich einmal eine bogenförmige Bewegung und danach eine axiale lineare Bewegung. Durch eine solche Kupplung wird zwar eine sichere Verbindung erreicht, jedoch ist hierzu ein verhältnismäßig komplizierter Aufbau erforderlich. Damit sich die Kupplung im Betriebszustand nicht selbständig lösen kann, müssen die Betätigungseinrichtungen unter einem hydraulischen oder einem pneumatischen Druck stehen. Im Gefahrenfall muß daher dieser Druck zunächst abgebaut werden, damit durch einen Gegendruck die Kupplungseinrichtungen verschwenkt werden kann. Hierdurch geht unter Umständen wertvolle Zeit verloren.

Bei Verwenden von Keilabschnitten, wie sie beispielsweise die US-PS 28 97 895 vorschlägt kann die Betätigungseinrichtung nach der Verkeilung des anzuschließenden Rohres druckentlastet werden. Eine solche Vorrichtung dient jedoch lediglich zum Verklemmen eines Rohres und kann bei Rohren mit Flanschen nicht angewandt werden.

Der prfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Betätigungseinrichtung nach Herstellen der Verbindung druckentlastet werden kann, ohne daß die Gefahr eines Undichtwerdens der Verbindung auftritt, so daß das Lösen der Rohrkupplung bei Gefahr oder dergleichen schneller bewirkt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß durch die Verkeilung der Kupplungsglieder dieser auch bei Druckentlastung der Hydraulikzylinder sicher in ihrer dichten Lage gehalten werden. Zum Entkuppeln können nach einem raschen Betätigen der für die Verkeilung nur notwendigen kleinen Hydraulikzylinder die größeren auf die Kupplungsglieder wirkenden Hydraulikzylinder innerhalb kurzer Zeit betätigt werden.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, für die kein selbständiger Schutz beansprucht wird, angegeben. So kann das Verkeilen der vorgesehenen Kupplungsglieder im Kupplungszustand durch einen Keilring oder durch Einzelkeile bewirkt werden, die je einem Kupplungsglied zugeordnet sind. In diesem Fail wird jedem Keil ein Hydraulikzylinder mit Kolben zugeordnet, wobei es besonders zweckmäßig ist, den Kolben jedes dieser Hydraulikzylinder mit jedem Keil starr zu verbinden.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung, insbesondere zur Anwendung bei einem Schiffsladearm,

F i g. 2 eine Abbildung eines hydraulischen Kreises zum Betrieb der Vorrichtung nach F i g. 1.

Die Rohrkupplung, die in den Zeichnungen dargestellt ist, dient insbesondere zur Befestigung am äußeren Ende eines Dreifach-Gelenk-Mechanismus, der an dem Anschlußrohr eines Schiffsladearmes angebracht ist, um dessen Kupplung an den Endflansch eines Einlaß-/Auslaßrohres eines Lagerbehälters auf einem Schiff, wie einem öltanker, zu ermöglichen.

Die Kupplung besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Körper 1, dessen rückwärtiges Ende 2 anschließbar ist an einen Dreifach-Gelenk-Mechanis-

mus und dessen vorderes Ende mit einem Flansch 3 versehen ist, dessen Vorderseite 4 einen eingelassenen, nicht sichtbaren Abdichtring zum Eingriff mit der Rückseite eines Adapterringes 5 abiweist, dessen Vorderseite 6 im· Einsatz mit dem Endflansch eines nicht dargestellten Schiffsrohres in Eingriff ist, mit welchem die Flüssigkeitsdurchflußleitung des Schiffsladearmes flüssigkeitsdicht über die Kupplungsvorrichtung verbunden werden soll.

Ein zweiter nicht sichtbarer Abdichtring ist in der Vorderseite des Adapterringes 5 eingelassen zum Eingriff mit der Vorderseite des Schiffsrohrflansches. Der Adapterring 5, der in der F i g. 1 gezeigt ist, ist von herkömmlicher Art, er kann ersetzt werden durch einen Adapterring gemäß vorliegender Erfindung, wie unten, unter Bezugnahme auf die Fig.3 bis 6 als Beispiel angegeben.

Die Kupplung ist mit vier identischen Kupplungsgliedern 7 versehen, die an dem rohrförmigen Körper 1 gelagert und in gleichen Abständen um diesen herum angeordnet sind. Jedes Kupplungsglied ist als Schwenkhebel mit beidseitig einer zweischenkligen Halterung 9 sich erstreckenden Armen ausgebildet und ist um einen Bolzen 8 schwenkbar, der sich zwischen den zwei Schenkeln 9 erstreckt, die an dem rohrförmigen Körper 1 starr angebracht sind. Jeder Schwenkhebel umfaßt ein Paar Seitenplatten 10, die einen Drücker 11 halten. Letzterer ist an den Seitenplatten 10 verstellbar angebracht, um die Kupplung an unterschiedliche Durchmesser der Schiffsrohrflansche anpassen zu können und mit einem ersetzbaren Glied 12 für den direkten Eingriff mit der Rückseite des im Gebrauch befindlichen Rohrflansches versehen. Jedes der Kupplungsglieder 7 ist schwenkbar um den Bolzen 8 zwischen einer nominellen Kupplungsstellung, wie in Fig. 1 gezeigt, und einer Außereingriffstellung, in welcher das Kupplungsglied außer Eingriff mit dem Schiffsrohrflansch ist, um eine Trennung der Kupplung von letzterem zu gestatten. Der verstellbare Drücker 11 braucht nicht vorgesehen zu werden, wenn die Kupplung nur für die Verbindung von Schiffsrohrflanschen einer vorbestimmten Größe gedacht ist; unter solchen Umständen können die Seitenplatten 10 das ersetzbare Glied 12 unmittelbar tragen.

Die Bewegung der Kupplungsglieder 7 zwischen ihren beiden Stellungen wird erreicht durch Hydraulikzylinder 13 mit Kolben, von denen jeder schwenkbar um Lager 14 ist, die an dem Körper 1 der Kupplung festgelegt sind. Die Kupplungsglieder 7 sind so ausgebildet, daß sie ihren Kupplungsstellungen durch Keile 15 gehalten werden, die in geeigneten Keilnuten der Umfangsfläche des Kupplungskörper 1 geführt sind, damit eine Bewegung parallel zur Achse des Kupplungskörpers 1 möglich ist. Die Keile werden durch Hydraulikzylinder 16 mit Kolben betätigt, die in geeigneten Haltern 17 am Körper 1 festgelegt sind. Ein Anschlag 18 aus gehärtetem Stahl ist an dem rückwärtigem Arm jedes Kupplungsgliedes 7 zum Zusammenwirken mit dem zugeordneten Keil 15 festgelegt. Die Neigung der Keiloberflächen zur Achse der Kupplung muß natürlich sorgfältig ausgewählt werden, um sicherzustellen, daß kein Rutschen während des Betriebes erfolgen kann; in dieser Ausführungsform verlaufen die Keiloberflächen unter einem Winkel von 8V2⁰ zur Kupplungsachse.

Nachdem der Kupplungskörper in Bezug auf einen Schiffsrohrflansch und die Vorderseite 6 des Adapterringes 5, der mit dem Flansch in Eingriff steht, richtig ausgerichtet sind, erfolgt das K.uppe!n durch gleichzeitige Betätigung der Kolben aller Hydraulikzylinder 13, um die ersetzbaren Glieder 12 der Kupplungsglieder in engen wirksamen Eingriff mit dem rückwärtigen Ende des Schiffsrohrflansches zu bringen. Zu gleicher Zeit werden die Kolben der Hydraulikzylinder 16 betätigt, um die Keile 15 in Klemmeingriff zwischen dem Kupplungskörper 1 und den Anschlägen 18 der Kupplungsglieder zu treiben. Die Kupplungsglieder

ίο werden jetzt durch die Keile in ihren Kupplungsstellungen gehalten, d. h. die Kolben der Hydraulikzylinder 13 und 16 können druckentlastet werden. Um die Kupplung auszulösen, werden die Kupplungskolben 13 kurzzeitig in Kupplungsrichtung betätigt, um den Druck auf die Keile 15 zu verringern, die dann durch Rückwärtsbewegen der Kolben der Hydraulikzylinder 16 zurückgezogen werden; das Rückwärtsbewegen der Kolben der Hydraulikzylinder 13 bewegt dann die Kupplungsglieder in ihre Offenstellungen, so daß die Kupplung vom Schiffsrohrflanscb abgezogen werden kann.

Die F i g. 2 zeigt eine Form eines hydraulischen Kreises zur Ausführung der oben genannten Kupplungs- und Entkupplungsvorgänge und zwar die

2"> Hydraulikzylinder 13 mit Kolben, die Hydraulikzylinder 16 mit Kolben und die Keile 15.

Wenn das Kuppeln durch Betätigung eines nicht gezeigten Hauptsteuerventils begonnen wird, wird Druck ausgeübt, um die Kolben der Hydraulikzylinder

to 13 über die Leitung 19 und ein Mehrwegeschaltventil 20 auszufahren, wobei letzteres in seinem Durchgangszustand (geradeaus) durch eine federvorgespannte Kugel gehalten wird, die in eine geignete Aussparung einer Verlängerung 21 des Mehrwegeschaltventils einrastet.

V5 Gleichzeitig wird Druck ausgeübt, um die Kolben der Hydraulikzylinder 16 über die Leitung 22 zu bewegen, damit die Keile in ihre Betriebspositionen gebracht werden. Sobald das Kuppeln erfolgt ist, wird der Druck im hydraulischen System abgesenkt.

·»» Um die Entkupplung zu erreichen, wird Druck über die Leitung 23 ausgeübt, um das Mehrwegeschaltventil 20 in seine andere Stellung zu bewegen, in der eine an der Verlängerung 21 gelagerte Rolle in eine Aussparung 24 an der Seite einer der Keile 15 fällt. Es wird also Druck auf die Kolben der Hydraulikzylinder 13 über die Leitung 25 ausgeübt, um die Kolben in der Kupplungsrichtung zu betätigen. Zur gleichen Zeit werden die Kolben der Hydraulikzylinder 16 über die Leitung 26 beeinflußt, um die Keile 15 zurückzuziehen. Die Zurückziehungsbewegung des Keiles, der mit der Aussparung 24 versehen ist, veranlaßt die an der Verlängerung 21 gelagerte Rolle, auf das Ende der Aussparung zu fahren, um das Ventil 20 in seine Durchgangsstellung (geradeaus) zurückzubringen, wobei die Kolben der Hydraulikzylinder 13 im Entkupplungssinn betätigt werden, um die Kupplungsglieder in ihre ausgerückten Stellungen zu bewegen.

Es können während des Betriebes Umstände auftreten, bei denen die Kupplung schnell gelöst werden muß, aber die hydraulische Kraft versagt hat. Die Kupplung muß dann manuell gelöst werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß Anschläge 27 (Fig. 1) angebracht werden, die die Drücker 11 normalerweise in ihren Betriebspositionen relativ zu den Seitenplatten

bs 10 jedes Kupplungsgliedes halten, und um manuell schnell aus ihren normalen Stellungen bewegt werden zu können, in exzentrischen Buchsen angeordnet sind, die mit Abflachungen versehen sind, um Anlegeflächen

für einen Schlüssel zu bilden, der das Verdrehen der Stifte bewirkt.

Die Rohrkupplung, wie sie anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wurde, weist zahlreiche Vorteile auf. Die Kupplung enthält eine einwandfrei arbeitende Einrichtung zum Halten der Kupplungsglieder in ihren Kupplungsstellungen und ist auch mit einer Einrichtung zur schnellen Lösung der Kupplung im Notfall versehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rohrkupplung für Rohre, die einen Flansch aufweisen, bestehend aus einem rohrförmigen Körper, der an einem von zwei zu kuppelnden Rohren festlegbar ist, und an dem eine Vielzahl von je durch einen Hydraulikzylinder mit Kolben betätigbaren Kupplungsgliedern um eine starre Halterung schwenkbar gelagert ist, von denen jedes mit seinem äußeren Arm in oder außer Eingriff mit der Rückseite eines Endflansches des anderen anzukuppelnden Rohres bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsglieder (7) als Schwenkhebel mit beidseitig der Halterung sich erstreckenden Armen ausgebildet sind und unter die inneren Arme in der Kupplungsstellung auf dem rohrförmigen Körper (1) druckgesteuert^ Keilfläshen (15) zur Lagesicherung schiebbar sind, wonach die Steuerungsvorrichtung der Kupplungsglieder (7) und Keilflächen (15) druckentlastet werden.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kupplungsglied (7) ein verstellbarer Keil (15) zugeordnet ist

3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Keil (15) ein Hydraulik- ²> zylinder (16) mit Kolben zugeordnet ist

4. Rohrkupplung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben jedes Hydraulikzylinders (16) mit jedem Keil (15) starr verbunden ist ^Jl)