DE2831491C2 - Schwenkverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkverbindung zwischen den aufeinanderfolgenden Längenabschnitten eines Rohrleitungsstrangs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Schwenkverbindungen dieser Art gelangen insbesondere bei solchen Rohrleitungssträngen zur Anwendung, die zwischen eine an einer Wasseroberfläche schwimmenden Boje oder Plattform und eine am Gewässergrund befindlichen Verankerung eingegliedert sind. Derartige Rohrleitungsstränge sind in der Regel sowohl an der Verankerung als auch an der Boje bzw. an der Plattform gelenkig befestigt Bestehen die Rohrleitungsstränge aus mindestens zwei Längenabschnitten, so sind auch diese Längenabschnitte zumeist durch ein Kardangelenk miteinander verbunden, um den von dem Gewässer ausgehenden Kräften entsprechend begegnen zu können.

Im Bereich der Schwenkverbindungen besteht die Förderleitung bislang zumeist aus Schläuchen oder aus schwenkbaren Rohrgelenken. In der Praxis hat sich indessen gezeigt, daß Schläuche leicht beschädigt werden können und insbesondere in großen Meerestiefen den dort herrschenden Drücken nicht widerstehen. Andererseits verlieren rohrartige Schwenkverbindungen verhältnismäßig schnell ihre Flexibilität

Ferner ist es bekannt, einen Schlauch unmittelbar durch ein Kardangelenk hindurchzuführea Ein solcher fast immer große Abmessungen aufweisender und unter Druck stehender Schlauch wird folglich dauernd gebogen und unterliegt damit einer starken Abnutzung. Der Austausch des Schlauchs ist mit einer Verschmutzung ίο der Umgebung durch den Schlauchinhalt verbunden. Noch größere Probleme entstehen, wenn derartige Schläuche undicht werden oder sogar platzen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man eine Schwenkverbindung vorgeschlagen (DE-GM 75 40 816), bei der ein zwei Rohrleitungslängenabschnitte verbindendes Gelenk durch seitlich von diesem angeordnete schlauchartige Verbindungsleitungen überbrückt ist Durch die Verwendung einer größeren Anzahl von Schläuchen kleineren Durchmessers soll

Μ insbesondere das Problem der Beschädigung der Schläuche verkleinert werden. Eine grundsätzliche Beseitigung der bei schlauchartigen Verbindungsleitungen bestehenden Probleme wird mit diesem Vorschlag aber nicht erreicht

Schließlich ist durch die DE-AS 10 82 090 noch ein Dehnungsausgleicher mit ausschließlich axialer Verschiebbarkeit bekannt Die beiden zueinander relativbeweglichen Rohrabschnitte werden zwar durch schraubenlinienförmig um den Verschiebebereich gelegte Rohrleitungen überbrückt Eine Gelenkigkeit ist jedoch im Bereich dieser Führungsstelle nicht vorgesehen. Sie soll vielmehr ausdrücklich vermieden werden. Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkverbindung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs vorausgesetzten Bauart zu schaffen, die auch unter den extrem hohen Beanspruchungen durch Gezeiten, Strömungen, Dünungen und Weilenkräften eine ausreichend lange Standzeit bei einwandfreier fluidleitender Überbrückung des die Längenabschnitte eines Rohrleitungsstrangs verbindenden Gelenks aufweist

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.

Die Ausbildung der Verbindungsleitung als federndes Rohr beseitigt alle Nachteile, die schlauchartigen Verbindungsleitungen anhaften. Das Federrohr kann bei kleinster räumlicher Abmessung dennoch so stabil ausgelegt werden, daß es auch den erheblichen Drücken in großen Meerestiefen den erforderlichen Widerstand entgegengesetzt und damit eine lange wartungsfreie Standzeit gewährleistet ist Durch die funktionale Verschmelzung mit einer einerseits an das federnde Rohr und andererseits an einen der über das Gelenk miteinander gekuppelten Längenabschnitte befestigten Dämpfungsvorrichtung wird darüber hinaus den starken Vibrationen und Resonanzschwingungen wirksam entgegengetreten, die als Folge von Wasserströmungen und Relativbewegungen zwischen den miteinander verbundenen Längenabschnitten Rohrbrüche erzeugen und damit erhebliche Verschmutzungsprobleme hervorrufen können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das federnde Rohr wenigstens eine vollständige Windung auf und die Wirkrichtung der Dämpfungsvorrichtung verläuft parallel zu der Achse der Rohrwindung. Dadurch, daß auftretende Vibrationen in axialer Richtung gedämpft werden, werden auch Vibra-

tionen in anderen Richtungen ebenfalls mit Vorteil gedämpft

Ein die Erfindung ausgestaltendes, vorteilhaftes Merkmal kennzeichnet sich dadurch, daß die Dämpfungsvorrichtung einen Zylinder und einer in diesen Zylinder parallel zu seiner Achse bewegbaren Kolben aufweist Hierbei kann es sich um einen einfachen Stoßdämpfer handeln.

Des weiteren ist es nach der Erfindung zweckmäßig, daß im Bereich des Kolbens wenigstens eine Durchflußöffnung im Zylinder vorgesehen ist Auch ist es nach der Erfindung denkbar, daß der Zylinder und der Kolben einen Raum zwischen sich einschließen, der durch wenigstens eine Öffnung in der Wand des Zylinders mit der Umgebung verbunden ist Da die Schwenkverbindung grundsätzlich untergetaucht ist, wird die Dämpfungswirkung durch den Widerstand hervorgerufen, der dem durch den Kolben oder an dem Kolben vorbei oder durch die Zylinderwand fließenden Medium entgegengebracht wird.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigen

Fig.! eine Schwenkverbindung zwischen den aufeinanderfolgenden Längenabschnitten eines Rohrleitungsstrangs in der Ansicht, mit einer Dämpfungsvorrichtung im Vertikalschnitt und

Fig.2 einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Dämpfungsvorrichtung.

In der F i g. 1 sind mit 1 und 2 Längenabschnitte eines ansonsten nicht näher veranschaulichten, insbesondere in einer größeren Meerestiefe verlegten Rohrleituügsstrangs bezeichnet, die durch ein Universalgelenk 3 miteinander verbunden sind. Die einander zugewendeten Enden der Längenabschnitte 1,2 sind geschlossen.

Zur fluidleitenden Verbindung der Längenabschnitte 1,2 ist ein schraubenlinienförmig gewundenes Rohr 4 vorgesehen, das aus FederstahJ bestehen kann. Die Enden der das Universalgelenk 3 nach Art einer zylindrischen Schraubenfeder umgebenden Rohrwindung 4 sind an die Längenabschnitte 1, 2 fluidleitend angeschlossen.

Wie Fig. 1 ferner zu erkennen gibt, ist an dem Längen&bschnitt 1 ein an einem Ende offener Zylinder 5 befestigt Im Zylinder 5 befindet sich ein Kolben 6, dessen Kolbenstange 7 mit einer Windung des Federrohrs 4

ίο verbunden ist Die Wirkrichtung der Kolbenstange 7 und damit des Kolbens 6 verläuft parallel zu der Achse der Rohrwindung 4.

Zwischen der Zylinderwandung und dem Kolben 6 sind Durchflußöffnungen 8 vorgesehen, so daß der KoI-ben 6 nur bereichsweise an der Zylinderwandung anliegt Dadurch, daß der Kolben 6 von beiden Seiten fluidisch eingespannt ist, werden alle in der Rohrwindung 4 auftretenden Vibrationen gedämpft und Brüche der Rohrwindung 4 vermieden.

Bei der in der F i g. 2 dargestellten Ausführungsform einer Dämpfungsvorrichtung ist wiederum ein an einem Ende offener Zylinder 9 vorgesehen. Der Kolben 11 besitzt jedoch in diesem Fall keine Durchflußöffnungen. Er ist mit Gleitsitz in den Zylinder 9 eingepaßt Der Zylinder 9 und der Kolben 11 können in derselben Weise an der Rohrleitung 1 und an der Rohrwindung 4 befestigt werden, wie es anhand der F i g. 1 geschildert worden ist

Der Zylinder 9 und der Kolben 11 schließen einen Raum zwischen sich ein, der durch wenigstens eine Öffnung 10 in der Zylinderwand mit der Umgebung verbunden ist Es können in der Zeichnung nicht näher dargestellte Mittel vorgesehen sein, mit deren Hilfe der Durchfluß des Mediums durch die Öffnung 10 reguliert und dadurch die Höhe des Däriipfungsgrads bestimmt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schwenkverbindung zwischen den aufeinanderfolgenden Längenabschnitten eines Rohrleitungsstrangs, insbesondere eines in größeren Meerestiefen verlegten Rohrleitungsstrangs, die ein die Längenabschnitte kuppelndes Gelenk und mindestens eine das Gelenk überbrückende, ein in dem Rohrleitungsstrang strömendes Fluid überführende Verbindungsleitung aufweist, deren Länge wesentlich größer als der geradlinige Abstand der an den einander benachbarten Endbereichen der Längenabschnitte befestigten Leitungsenden bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung als federndes Rohr (4) ausgebildet ist und eine Dämpfungsvorrichtung (5,6; 9,11) vorgesehen ist, die einerseits an einem der Längenabschnitte (1, 2) des Rohrleitungsstrangs befestigt und andererseits mit der federnden Rohrverbindung (4) an einer im Abstand von deren Enden liegenden Stelle verbunden ist

2. Schwenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Rohr (4) wenigstens eine vollständige Windung aufweist und die Wirkrichtung der Dämpfungsvorrichtung (5, 6; 9, 11) parallel m der Achse der Rohrwindung verläuft

3. Schwenkverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung einen Zylinder (5, 9) und einen in diesem Zylinder (5,9) parallel zu seiner Achse bewegbaren Kolben (6,11) aufweist

4. Schwenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kolbens (6) wenigstens eine Durchflußöffnung (8) im Zylinder (5) vorgesehen ist

5. Schwenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (9) und der Kolben (11) einen Raum zwischen sich einschließen, der durch wenigstens eine öffnung (10) in der Wand des Zylinders (9) mit der Umgebung verbunden ist.