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Es ist eine Trennvorrichtung der eingangs beschriebenen Art bekannt,
bei welcher die Absperrorgane, nämlich Kugelventile, mit Schwenkhebeln als Betätigungselemente
für die Verschlußkörper ausgerüstet sind. Im Zuge eines Trennvorganges wirkt eine
Schubstange mit diesen Schwenkhebeln derart zusammen, daß die Verschlußkörper in
Schließstellung überführt werden. Die Betätigung der Schubstange erfolgt mittels
einer Zylinderkolbenanordnung. Außerdem ist an der Schubstange eine Anschlagfläche
vorgesehen, welche mit einem Verbindungsbügel des Spannmechanismus' für die Trennflansche
der Trennkupplung in Eingriff kommt, nachdem sich die Verschlußkörper der Absperrorgane
in
Schließstellung befinden (vgl. DE-AS 27 17 135). Nachteilig bei dieser bekannten
Trennvorrichtung ist die Tatsache, daß die freibewegliche Schubstange im Schnelltrennfall
ungesteuerte Bewegungen ausführt, so daß sie selbst beschädigt werden oder andere
in unmittelbarer Umgebung befindliche Bauteile beschädigen kann. Aus diesem Grunde
hat man bei einer anderen bekannten Ausführungsform die Schubstange im Bereich der
Schwenkhebel für die Verschlußkörper der Absperrorgane an jedem Leitungsabschnitt
verlierungsfrei geführt und geteilt ausgebildet (vgl. DE-GM 82 16 059). Daraus resultiert
jedoch eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion.
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Ganz abgesehen davon sind die vorbehandelten Trennvorrichtungen in
fertigungs- und steuerungstechnischer Hinsicht problematisch, wenn einerseits ein
synchrones Schließen der Absperrorgane und andererseits ein kontrolliertes Schnelltrennen
der Trennkupplung in Zwangsfolge erreicht werden sollen, weil insoweit eine optimale
Abstimmung der Schubstange bzw. ihrer Mitnehmereigenschaften auf die Schwenkhebel
der Verschlußkörper und den Verbindungsbügel des vorgespannten Spannmechanismus'
gewährleistet sein soll.
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Denn die Schwenkhebel müssen in entsprechende Ausnehmungen der Schubstange
eingreifen, während zum Aufsprengen des Verbindungsbügels an der Schubstange ein
Mitnehmernocken vorgesehen ist, der sich im Fall der Schnelltrennung an irgendeinem
Bereich des Verbindungsbügels anlegen und diesen durch fortgesetzte Schubbewegung
außer Eingriff bringen soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennvorrichtung für
Förderleitungen, insbesondere Schiffsverladeleitungen, der eingangs beschriebenen
Art zu schaffen, die sich durch einfachen und funktionsgerechten Aufbau auszeichnet,
insbesondere im Bedarfsfall funktionssicher arbeitet, jedoch eine willkürliche Trennung
unbedingt verhindert.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung bei einer gattungsgemäßen
Trennvorrichtung dadurch gelöst, daß die Hauptzylinderkolbenanordnung einen beidseitig
mit Druckmittel beaufschlagten Hauptkolben vorgegebener Kolbenlänge aufweist, dessen
Hauptkolbenstange auf die Betätigungselemente der Verschlußkörper arbeitet, und
daß an die Hauptzylinderkolbenanordnung eine Nebenzylinderkolbenanordnung angeschlossen
ist, deren Nebenkolben beidseitig mit Druckmittel beaufschlagt ist und deren Nebenkolbenstange
auf den Spannmechanismus arbeitet, wobei an das kolbenseitige Ende des Hauptzylinders
eine Hauptdruckmitteleintrittsleitung und an sein kolbenstangenseitiges Ende eine
Hauptdruckmittelaustrittsleitung mit vorgegebenem Abstand von dem kolbenstangendurchdrungenen
Zylinderboden angeschlossen ist, und daß von dem kolbenstangenseitigen Ende des
Hauptzylinders eine Nebendruckmitteleintrittsleitung zu dem kolbenstangenseitigen
Ende des Nebenzylinders und von dem kolbenseitigen Ende des Nebenzylinders eine
Nebendruckmittelaustrittsleitung zu dem Hauptzylinder führt und in gleicher Höhe
wie die Hauptdruckmittelaustrittsleitung in den Hauptzylinder mündet sowie mit der
Hauptdruckmittelaustrittsleitung zugleich einen den Hauptzylinder umgebenden Bypaß
bildet, wobei der in die kolbenstangenseitige Endstellung vorfahrende Hauptkolben
bei Erreichen bzw. Überfahren der in den Hauptzylinder mündenden Eintrittsöffnungen
von Haupt- und Nebendruckmittelaustrittsleitung diese Eintrittsöffnungen selbst
in kolbenstangenseitiger En#dstellung verschließt und das unterhalb der Eintrittsöffnungen
befindliche
Druckmittel über die Nebendruckmitteleintrittsleitung in den Nebenzylinder
unterhalb des sich in kolbenstangenseitiger Endstellung befindlichen Nebenkolbens
eindrückt, der dadurch in seine kolbenseitige Endstellung zurückfährt und die ausgefahrene
Nebenkolbenstange in lösendem Sinne aus dem Spannmechanismus herausfährt.
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Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß einerseits für
die Betätigung der Verschlußkörper der Absperrorgane eine Hauptzylinderkolbenanordnung
vorgesehen ist, deren Hauptkolbenstange unmittelbar auf die Betätigungselement für
die Verschlußkörper arbeiten kann, während zur Lösung des Spannmechanismus' eine
getrennte Nebenzylinderkolbenanordnung vorgesehen ist, deren funktioneller Bewegungsablauf
jedoch in Zwangsfolge von dem funktionellen Bewegungsablauf der Hauptzylinderkolbenanordnung
gesteuert wird. Auf diese Weise ist im Schnelltrennfall sichergestellt, daß zunächst
die Absperrorgane geschlossen und dann der Spannmechanismus gelöst bzw.
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die Trennkupplung entkuppelt wird. Von besonderer Bedeutung ist die
Tatsache, daß beide Zylinderkolbenanordnungen stets druckmittelbeaufschlagt sind,
so daß sich einerseits der Hauptkolben in dem Hauptzylinder und andererseits der
Nebenkolben in dem Nebenzylinder stets in wohldefinierten Funktionsstellungen befinden,
so daß beispielsweise in Ausgangsstellung ein willkürliches Trennen der erfindungsgemäßen
Trennvorrichtung völlig ausgeschlossen ist, dagegen im Bedarfsfall Schnelltrennung
sichergestellt ist. Die ständige Druckmittelbeaufschlagung von Hauptkolben und Nebenkolben
kann beispielsweise mittels Druckmeß- oder Leckageanzeigegeräten erfolgen. Im übrigen
sind die Querschnitte der Haupt- und Nebendruckmittelaustrittsleitung sowie der
Nebendruckmitteleintrittsleitung so bemessen bzw. aufeinander abgestimmt, daß tatsächlich
bei vorfahrendem Hauptkolben zunächst lediglich eine Betätigung der Verschlußkörper
der Absperrorgane in schließendem Sinne erfolgt und dabei das in dem Hauptzylinder
verdrängte Druckmittel über die Hauptdruckmittelaustrittsleitung abfließen kann
und erst nach Erreichen bzw. Überfahren der Eintrittsöffnungen von Haupt- und Nebendruckmittelaustrittsleitung
mit dem restlichen im Hauptzylinder noch befindlichen Druckmittel zur Betätigung
des Nebenkolbens in dem Nebenzylinder beaufschlagt wird, während der zurückfahrende
Nebenkolben das über ihm befindliche Druckmittel über die Nebendruckmittelaustrittsleitung,
den Bypaß und die Hauptdruckmittelaustrittsleitung bei verschlossenen Eintrittsöffnungen
in dem Hauptzylinder aus dem Nebenzylinder herausdrücken kann.
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Weitere, die Erfindung ausgestaltende Maßnahmen sind im folgenden
aufgeführt. So ist vorgesehen, daß die Betätigungselemente für die Verschlußkörper
der Absperrorgane, z. B. Kugelventile, als kämmende Zahnsegmentscheiben ausgebildet
sind, von denen die der Hauptkolbenstange zugeordnete Zahnsegmentscheibe einen von
der Hauptkolbenstange betätigten Mitnehmer, z.B. Nocken aufweist. Durch die kämmenden
Zahnsegmentscheiben ist eine absolut synchrone Betätigung der Verschlußkörper der
Absperrorgane sichergestellt. Darüber hinaus kann die Hauptkolbenstange beliebig
weit aus dem Hauptzylinder herausfahren, also bis der Steuerkolben den kolbenstangenseitigen
Zylinderboden tatsächlich erreicht hat, weil der Mitnehmer mit sich drehender Zahnsegmentscheibe
schließlich aus dem Anlagebereich gegen die Hauptkolbenstange herausgedreht wird,
also die Hauptkolbenstange endlich an
dem Mitnehmer vorbeifährt.
Selbstverständlich sind dann die Verschlußkörper der Absperrorgane bereits in einwandfreie
Schließstellung überführt. Sofern es sich bei den Verschlußkörpern um drehbar gelagerte
Verschlußkörper handelt, sind die Zahnsegmentscheiben vorzugsweise auf den Drehachsen
der Verschlußkörper angeordnet. Zweckmäßigerweise sind an die Zahnsegmentscheiben
zusätzliche Betätigungszylinder angeschlossen, welche das Öffnen und Schließen der
Absperrorgane unabhängig von der Betätigung der Trennkupplung ermöglichen. Ferner
wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Zahnsegmentscheiben in
der Trennebene der Trennflansche der Trennkupplung kämmen. Dadurch werden über die
Trennebene vorkragende Bauteile vermieden, die nach erfolgter Trennung bei seitlicher
Relativbewegung zwischen dem ortsfesten und ortsbeweglichen Leitungsabschnitt stören
und beschädigt werden könnten. Vorzugsweise ist in der Nebendruckmitteleintrittsleitung
ein handbetätigbares Absperrorgan angeordnet, so daß bei bestimmten Betriebszuständen,
beispielsweise beim Manövrieren oder im Montagefall ein ungewolltes Entkuppeln der
Trennkupplung auf jeden Fall vermieden wird. Endlich können mehrere Nebenzylinderkolbenanordnungen
für den Spannmechanismus vorgesehen sein, beispielsweise wenn es sich um eine Förderleitung
mit verhältnismäßig großem Durchmesser handelt, um ein gleichzeitiges Lösen des
Spannmechanismus' an verschiedenen über den Umfang der Trennkupplung verteilten
Stellen zu erreichen.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen
darin zu sehen, daß eine Trennvorrichtung für Förderleitungen, insbesondere Schiffsverladeleitungen,
verwirklicht wird, bei welcher für die Absperrorgane und die Trennkupplung getrennte
Zylinderkolbenanordnungen vorgesehen sind, so daß im Schnelltrennfall ein unbedingt
synchrones Schließen der Absperrorgane und erst danach in Zwangsfolge ein Lösen
des Spannmechanismus' gewährleistet ist, wobei sowohl eine pneumatische als auch
hydraulische Betätigung der beiden in Wechselwirkung stehenden Zylinderkolbenanordnungen
erfolgen kann. Insbesondere wird erhöhte Funktionssicherheit insoweit erreicht,
als eine Schnelltrennung tatsächlich nur im Bedarfsfall erfolgt, jedoch dann mit
Sicherheit erfolgt, während im übrigen eine willkürliche Trennung aufgrund der ständig
druckbeaufschlagten Zylinderkolbenanordnung mit Sicherheit ausgeschaltet ist.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt F i g. 1 eine erfindungsgemäße
Trennvorrichtung für ein Schiffsverladesystem in schematischer Darstellung, Fig
2 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach F i g. 1 im Bereich der in Ausgangsstellung
befindlichen Zylinderkolbenanordnungen und F i g. 3 auszugsweise den Gegenstand
nach Fig. 2 bei in Endstellungen befindlichen Zylinderkolbenanordnungen nach erfolgter
Schnelltrennung.
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In den Figuren ist eine Trennvorrichtung für Förderleitungen, nämlich
Schiffsverladeleitungen für flüssige oder gasförmige Medien dargestellt. Diese Trennvorrichtung
weist einen ortsfesten Leitungsabschnitt 1 und einen mit dem Schiff in Verbindung
stehenden ortsbeweglichen Leitungsabschnitt 2 auf, und zwar mit endseitig in beiden
Leitungsabschnitten 1,2 angeordneten Absperrorganen 3, 4 und einer beide Leitungsabschnitte
1, 2 verbindenden Trennkupplung 5. Ferner ist eine von
einem Auslösemechanismus 6
überwachte Betätigungsvorrichtung 7 zum synchronen Schließen der in Offenstellung
befindlichen Absperrorgane 3, 4 und danach Trennen der in Kupplungsstellung befindliche
Trennkupplung 5 in Zwangsfolge vorgesehen. Bei dem Auslösemechanismus kann es sich
um ein endschalterbetätigtes Hydraulikventil 6, aber auch Drucktaster oder dergleichen
handeln, die dann ansprechen, wenn das zu beladende Schiff sich in ungewollter Weise
fortbewegt und schließlich eine Trennung der Schiffsverladeleitung verlangt Die
Betätigungsvorrichtung 7 weist eine Hauptzylinderkolbenanordnung 8 zum Betätigen
von an Verschlußkörpern der Absperrorgane angeschlossenen Betätigungselementen 9,
10 und zum Lösen eines Spannmechanismus' 11 auf, welcher benachbarte Trennflansuche
12, 13 der Trennkupplung 5 mit Spannschuhen 14 klammerartig übergreift. Die Spannschuhe
14 sind Glieder einer die Trennflansche 12, 13 umfassenden Spannkette. Die Hauptzylinderkolbenanordnung
8 weist einen ständig beidseitig mit Druckmittel - es kann sich um ein pneumatisches
oder hydraulisches Druckmittel handeln - beaufschlagten Hauptkolben 15 vorgegebener
Kolbenlänge L auf, dessen Hauptkolbenstange 16 auf die Betätigungselemente 9, 10
der Verschlußkörper arbeitet. An die Hauptzylinderkolbenanordnung 8 ist eine Nebenzylinderkolbenanordnung
17 angeschlossen, deren Nebenkolben 18 ständig beidseitig mit Druckmittel beaufschlagt
ist, und deren Nebenkolbenstange 19 auf den Spannmechanismus 11 arbeitet. An das
kolbenseitige Ende 20 des Hauptzylinders 21 ist eine Hauptdruckmitteleintrittsleitung
22, und an sein kolbenstangenseitiges Ende 23 eine Hauptdruckmittelaustrittsleitung
24 mit vorgegebenem Abstand A von dem kolbenstangendurchdrungenen Zylinderboden
25 angeschlossen. Von dem kolbenstangenseitigen Ende 23 des Hauptzylinders 21 führt
eine Nebendruckmitteleintrittsleitung 26 zu dem kolbenstangenseitigen Ende 27 des
Nebenzylinders 28. Von dem kolbenseitigen Ende 29 des Nebenzylinders 28 führt eine
Nebendruckmittelaustrittsleitung 30 zu dem Hauptzylinder 21 und mündet in gleicher
Höhe wie die Hauptdruckmittelaustrittsleitung 24 in den Hauptzylinder 21. Ferner
bildet die Nebendruckmittelaustrittsleitung 30 mit der Hauptdruckmittelaustrittsleitung
24 zugleich einen den Hauptzylinder 21 umgebenden Bypaß 31, wobei der in die kolbenstangenseitige
Endstellung vorfahrende Hauptkolben 15 bei Erreichen bzw. Überfahren der in den
Hauptzylinder 21 mündenden Eintrittsöffnungen 32, 33 von Haupt- und Nebendruckmittelaustrittsleitung
24, 30 diese Eintrittsöffnungen 32, 33 selbst in kolbenstangenseitiger Endstellung
verschließt und das unterhalb der Eintrittsöffnungen 32, 33 befindliche Druckmittel
über die Nebendruckmitteleintrittsleitung 26 in den Nebenzylinder 28 unterhalb des
sich in kolbenstangenseitiger Endstellung befindlichen Nebenkolbens 18 eindrückt,
der dadurch in seine kolbenseitige Endstellung zurückfährt und die ausgefahrene
Nebenkolbenstange 19 in lösendem Sinne aus dem Spannmechanismus 11 herausfährt,
nach dem Ausführungsbeispiel aus einem Glied 34 der Spannkette herauszieht, so daß
die Spannkette von den Trcnnflansehen 12, 13 der Trennkupplung 5 abfällt, und die
Spannschuhe 14 die Trennflansche 12, 13 zum Entkoppeln freigeben.
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Die Betätigungselemente für die Verschlußkörper der Absperrorgane
3, 4, z. B. Kugelventile, sind als kämmende Zahnsegmentscheiben 9, 10 ausgebildet,
von denen die der Hauptkolbenstange 16 zugeordnete Zahnsegmentscheibe
9
einen von der Hauptkolbenstange 16 betätigten nockenartigen Mitnehmer 35 aufweist.
Sofern die Absperrorgane 3, 4, beispielsweise in der Ausführungsform von Kugelventilen,
drehbar gelagerte Verschlußkörper aufweisen, sind die Zahnsegmentscheiben 9, 10
unmittelbar auf den Drehachsen 36, 37 der Verschlußkörper angeordnet bzw. befestigt.
An die Zahnsegmentscheiben 9, 10 bzw. 9 der beiden Zahnsegmentscheiben 9, 10 kann
ein Betätigungszylinder oder Drehantrieb 38 angeschlossen sein, um ein von der Hauptzylinderkolbenanordnung
8 getrenntes Öffnen und Schließen der Absperrorgane 3,4 erreichen zu können. Die
Zahnsegmentscheiben 9, 10 kämmen in der Trennebene 39 der Trennflansche 12, 13,
so daß keine Bauteile in die Trennebene 39 vorkragen. In der Nebendruckmitteleintrittsleitung
26 ist ein handbetätigbares Absperrorgan 40 angeordnet, um die Nebenzylinderkolbenanordnung
17 in funktioneller Hinsicht von der Hauptzylinderkolbenanordnung 8 trennen zu können,
wenn nämlich bei bestimmten Betriebszuständen ein Trennen bzw. Entkuppeln der Trennkupplung
5 unbedingt vermmieden werden soll.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung läßt sich
unschwer den F i g. 2 und 3 entnehmen. Wird nämlich das Hydraulikventil 6 über den
nicht gezeigten Auslösemechanismus in »Ein«-Stellung überführt, dann erfolgt zunächst
eine Druckbeaufschlagung des Hauptkolbens 15 in dem Hauptzylinder 21 über die Hauptdruckmitteleintrittsleitung
22, die an eine Druckquelle angeschlossen ist. Der vorfahrende Hauptkolben 15 betätigt
die Zahnsegmentscheiben 9, 10 und darüber die Verschlußkörper der Absperrorgane
3,4 bis sich die Verschlußkörper in Schließstellung befinden. Anschließend fährt
die Hauptkolbenstange 16 an dem Mitnehmer 35 der betreffenden Zahnsegmentscheibe
9 vorbei, was in Fig 3 angedeutet ist. Gleichzeitig drückt der Hauptkolben 15 das
kolbenstangenseitige Druckmittel über die Hauptdruckmittelaustrittsleitung 24 aus
dem Hauptzylinder 21 heraus, bis er den Anschluß der Haupt- und Nebendruckmittelaustrittsleitung
24, 30 bzw. deren Eintrittsöffnungen 32, 33 erreicht hat. Anschließend wird nämlich
das noch unter dem Hauptkolben 15 befindliche Druckmittel aus dem Hauptzylinder
21 heraus und über die Nebendruckmitteleintrittsleitung 26 unter den Nebenkolben
18 in den Nebenzylinder 28 eingedrückt, so daß der Nebenkolben 18 mit der Nebenkolbenstange
19 zurückfährt und ein an die Nebenkolbenstange 19 angeschlossener Trennbolzen 41
aus der Spannkette des Spannmechanismus' 11 herausgezogen wird. Gleichzeitig wird
das über dem Nebenkolben 18 befindliche Druckmittel aus dem Nebenzylinder herausgedrückt
und fließt über die Nebendruckmittelaustrittsleitung 30, den Bypaß 31 und die Hauptdruckmittelaustrittsleitung
24 ab. - Die obigen Ausführungen machen unmittelbar deutlich, daß zunächst die Verschlußkörper
der Absperrorgane 3, 4 durch die Hauptzylinderkolbenanordnung 8 in Schließstellung
überführt und erst danach, wenn nämlich der Hauptkolben 15 die Eintrittsöffnungen
32, 33 der Haupt- und Nebendruckmittelaustrittsleitung 24, 30 verschlossen hat,
die Nebenzylinderkolbenanordnung 17 mit Druckmittel beaufschlagt und folglich der
Spannmechanismus 11 gelöst wird. - Für langsame Schließvorgänge und schnelle Trennvorgänge
ist im übrigen vorgesehen, daß die Ringfläche des Hauptzylinders 21 regelmäßig größer
als die Ringfläche des Nebenzylinders 28 ist. - Der Hauptzylinder 21 kann mit einer
Entlüftung 42 versehen sein, die angedeutet ist, außerdem können beide Zylin-
derkolbenanordnungen
8, 17 mit einem Druckmeß- und Leckageanzeigerät ausgerüstet sein, was nicht gezeigt
ist.
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