DE69822575T2

DE69822575T2 - Kupplungsvorrichtung für Rohre mit Schnellentriegelungsmittel

Info

Publication number: DE69822575T2
Application number: DE69822575T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Bormioli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: EP0900967A3; EP0900967B1; JPH11153282A; ITMI972023A1; US6056011A; IT1294719B1; JP3601983B2; EP0900967A2; DE69822575D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung für Rohre, die mit zwei Kugelventilen versehen sind, von welchen eines eine Konkavität aufweist, die in einer Sequenz und mit einer Kupplungseinrichtung der Schnelllösebauart aktiviert werden, die dem Schließen von beiden Ventilen untergeordnet ist.
Rohrverbindungen, die durch zwei Teile ausgebildet sind, die an jeweiligen Rohren befestigt sind, die durch eine Kupplungseinrichtung zusammengehalten werden, die im Fall einer Notwendigkeit die schnelle Trennung der zwei Teile der Verbindung und daher von den Rohren zulässt, sind bereits bekannt.
Jeder einzelne der zwei Teile der Verbindung ist mit einem Schließventil vom Kugeltyp versehen, das das dichte Abschließen des jeweiligen Rohrs zulässt, bevor das Lösen der Kupplungseinrichtung erfolgt.
Zum Begrenzen der Menge an Fluid, die zwischen den zwei Ventilen eingefangen wird, und dann, wenn es einmal freigegeben wird, in die Umgebung dispergiert wird, auf das Minimum, ist es gewöhnlich geworden, eines der beiden Ventile mit einer Konkavität zu realisieren, um zuzulassen, dass sich das andere Ventil in der Schließstufe selbst dort hinein einfügt.
Offensichtlich muss in diesem Fall das Ventil mit einer Konkavität sich selbst in eine Schließposition bringen, bevor die Schließbewegung des anderen beginnt, und nur dann kann die Trennung der zwei Rohre stattfinden.
Eine bekannte Vorrichtung für ein Kuppeln und ein schnelles Lösen ist im US-Patent 4,306,739 beschrieben und weist eine gegliederte Sequenz von befestigenden Kastenzangen auf, die unter einer Brückenbildung von jeweiligen Umfangsteilen von Anschlussflanschen der zwei Teile der Verbindung angeordnet werden können, die entlang der Seite eingestellt sind, um einen Kupplungsring zu bilden, der an einem Ende offen ist, und durch eine Verschließstange des Rings, die auf einen Befehl hin von einer Schließposition zu einer Öffnungsposition desselben Rings bewegbar ist.
Angesichts dieses Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung gewesen, eine Rohrverbindung mit zwei Kugelventilen zur Verfügung zu stellen, von welchen eines konkav ist, und eine Vorrichtung für ein Kuppeln mit einem schnellen Lösen von dem Typ, der im vorgenannten US-Patent beschrieben ist, wobei eine funktionelle Verbindungseinrichtung zum Bestimmen einer präzisen und obligatorischen Sequenz von Schließoperationen des konkaven Ventils und schließlich zum Lösen der Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine solche Aufgabe mittels einer Rohrverbindung erreicht worden, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Verbindung gemäß der Erfindung ist als nicht beschränkende Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei:
1 einen axialen Schnitt einer Rohrverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung mit zwei Ventilen in einer Öffnungsposition zeigt;
2 noch in einem axialen Schnitt die vorgenannte Verbindung mit dem Ventil mit einer Konkavität in eine Schließposition gedreht zeigt;
3 weiterhin in einem axialen Schnitt die vorgenannte Verbindung mit den zwei Ventilen in eine Schließposition gedreht zeigt;
4 die Verbindung der 1 zeigt, wenn sie in einer Draufsicht angesehen wird;
5 die Verbindung der 1 zeigt, wenn sie von links angeschaut wird;
6 ein vergrößertes Detail der Verbindung der 1–3 zeigt;
7 ein weiteres vergrößertes Detail der Verbindung der 1–3 zeigt;
8 die Verbindung in der Position der 1 mit einem offenen Ventil zeigt, wenn sie in einem Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII der 7 angeschaut wird und in der Zeichnungsebene um 90° gedreht ist;
9 und 10 Schnitte gleich denjenigen in 8 mit zwei Ventilen jeweils in den Positionen der 2 und 3 zeigen;
11 einen Schnitt gleich demjenigen in den 8–10 mit der Verbindungsvorrichtung zeigt, die zum Betreiben des Lösens der zwei Rohre gesteuert ist.
Die in den Zeichnungen gezeigte Rohrverbindung ist aus zwei Verbindungsteilen 1 und 2 zusammengesetzt bzw. aufgebaut, für die bestimmt ist, dass sie an jeweiligen zu kuppelnden Rohren befestigt sind.
Jeder der zwei Verbindungsteile 1 und 2 weist einen externen konkaven Körper 3, 4 auf, der mit einem Anschlussflansch 5, 6 versehen ist, der für die Vorderseitenkupplung mit dem Flansch des anderen Teils der Verbindung nach außen gedreht ist.
Innerhalb jedes konkaven Körpers 3, 4 ist ein jeweiliges Kugelventil 7, 8 sich drehend untergebracht, das an einer jeweiligen Antriebswelle 9, 10 festgemacht ist, die durch den konkaven Körper 3, 4 sich drehend gestützt wird und sich nach außen von ihm erstreckt. Beide Ventile werden durch eine geradlinige Durchführung 11, 12 geführt, die in Abhängigkeit von der Winkelposition des jeweiligen Ventils derart enden kann, dass sie mit der entsprechenden Durchführung des anderen Ventils und mit einem Anschlussmund 13, 14 des konkaven Körpers 3, 4 ausgerichtet ist (1) oder rechtwinklig zu der vorgenannten Position angeordnet ist, um in diesem Fall den jeweiligen Mund 13, 14 zu schließen (3).
Wie es möglich ist, aus den 2 und 3 zu bemerken, hat das Ventil 8 einen perfekt sphärischen externen Umfang, während das Ventil 7 einen konkaven peripheren Teil 15 zur Verfügung stellt, in welchen dann, wenn beide Ventile in einer Schließposition sind, ein entsprechender peripherer Teil des Ventils 8 eingefügt werden kann. Auf diese Weise wird die Menge an Fluid, die zwischen den zwei geschlossenen Ventilen zurückbleibt und die dafür bestimmt ist, in die externe Umgebung dispergiert zu werden, auf ein Minimum reduziert.
Am oberen Ende der Antriebswelle 10 des Ventils 8 ist ein Hebel 16 befestigt, welcher durch ein Paar von Zugstäben 17 (4) auf gelenkige Weise mit einem analogen Hebel 18 verbunden ist, der an dem oberen Teil einer Welle 19 befestigt ist, die in axialer Richtung mit der Antriebswelle 9 des Ventils 7 ausgerichtet ist und auf die Weise aktiviert wird, die nachfolgend in Kombination mit ihr beschrieben werden wird.
Eine Kupplungsvorrichtung für ein schnelles Lösen, die als Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 50 in 5 dargestellt und gezeigt ist, sorgt für die trennbare Verbindung der zwei Verbindungsteile 1 und 2 in der gegenüberliegenden und ausgerichteten Position der 1–3. Sie. besteht in einer Vorrichtung von dem Typ, der im US-Patent 4,306,739 (das als in der vorliegenden Beschreibung enthalten anzusehen ist) beschrieben ist, welche eine Sequenz von Befestigungs-Kastenzangen 21 aufweist, die durch Stäbe bzw. Stangen 22 gelenkig verbunden sind und über jeweiligen Umfangsteilen der Anschlussflansche 5, 6 der Teile der Verbindung angeordnet werden können, um einen Kupplungsring zu bilden, der an einem Ende offen ist. Ein Schließstab 23 des Rings, der auf einen Befehl hin aus einer Schließposition (5) zu einer Öffnungsposition desselben Rings bewegbar ist, ist vorgesehen. Dies wird erhalten durch Veranlassen der Drehung mit dem geeigneten Stoß des Stabs 23 um sein Gelenk 24 auf eine solche Weise, dass eine Verriegelungsklaue 25, die an einem Zylinder 26 befestigt ist, in wel chem das Ende des Stabs 23 gleitend eingefügt ist, von einem Endhohlraum 27 eines gegabelten Hebels 28 austritt/vorsteht, der bei 29 an einem Anhang 30 von einer der Befestigungs-Kastenzangen 21 eingehängt ist. Eine Reihe von Federn (nicht gezeigt), die innerhalb des Zylinders 26 untergebracht sind und mit dem Ende des Stabs 23 auf die im vorgenannten US-Patent beschriebene Weise kooperieren, hält normalerweise die Klaue 25 innerhalb der Kavität bzw. des Gehäuses 27 auf eine solche Weise, dass die Achsen X des Stabs 23 in Richtung zu den Achsen der Verbindung bezüglich der Achsen Y bewegt werden, die Idealerweise dieselbe Klaue mit dem Gelenk 29 des gegabelten Hebels 28 verbinden. Andererseits lassen die vorgenannten Federn durch Anlegen eines geeigneten lateralen Stoßes zu dem Zylinder 26 (oder zu dem Stab 23) ein begrenztes Gleiten des Stabs 23 in Bezug auf den Zylinder 26 zu, und als Folge davon dreht sich der Stab 23, was seine Achsen X außerhalb der Achsen Y bringt und somit die Drehung des gegabelten Hebels 28 und den Austritt der Klaue 25 aus dem Hohlraum 27 desselben Hebels veranlasst. Der Kupplungsring der zwei Flansche 5 und 6 öffnet sich daher, wodurch die Zwischentrennung der zwei Verbindungsteile 1 und 2 zugelassen wird.
Wie es in 6 gezeigt ist, wird dann, wenn die zwei Verbindungsteile 1 und 2 durch die Kupplungsvorrichtung 20 aneinander angebracht gehalten werden, die Nassdichtung zwischen den zwei Flanschen 5 und 6 durch die zwei Füllringe 31, 32 sichergestellt, die an denselben Flanschen befestigt sind, und durch eine Dichtung 80, während die Nassdichtung in Bezug auf die zwei Ventile 7 und 8 durch zusätzliche Dichtungen 33, 34 sichergestellt wird, die an jeweiligen axial bewegbaren Ringen 35, 36 vorgesehen sind, die auch an den Flanschen 5, 6 vorgesehen sind, und einen Stoß in Richtung zum Umfang der Ventile 7 und 8 durch jeweilige Federn 37, 38.
Wie es bereits angegeben ist, ist die Antriebswelle 10 des Ventils 8 kinetisch mit einer Welle 19 verbunden, die mit der Antriebswelle 9 des Ventils 7 axial ausgerichtet ist. Genauer gesagt ist, wie es in 7 gezeigt ist, an der Welle 9 ein erster Hebel 40 bei 39 verkeilt, welcher durch eine Verbindung eines Verbindungsblocks 41 eine Bewegung vom Stab 53 eines ersten Hydraulikzylinders 42 empfängt (8–11). Andererseits erstreckt sich von der Welle 19 ein umgekehrtes Schalenelement 43, welches sich drehend mit der Welle 9 verbunden ist und wiederum bei 44 mit einem zweiten Hebel 45 verkeilt ist, der durch einen Verbindungsstab 46 mit einem Stab 47 eines zweiten hydraulischen Zylinders 48 parallel zum ersten Zylinder 42 verbunden ist (4 und 8–11). Aufgrund seines Eingriffs in einen radialen Ausschnitt 49 des Schalenelements 43 dient der erste Hebel 40 als Blockierelement für die Drehung des zweiten Hebels 45. Der Stab 47 des zweiten Hydraulikzylinders 48 kooperiert auch mit einem dritten Hebel 50, der bei 51 eingehängt ist, welcher normalerweise elastisch gegen eine feste Stütze 52 gehalten wird (4 und 8–10), welcher aber unter dem Stoß des Stabs 47 weit weg von ihm gebracht werden kann (11), um wiederum an dem Zylinder 26 zu arbeiten (5) und um ihn zu einer Position für eine Freigabe bzw. Lösen der Kupplungsvorrichtung 20 zu bewegen.
Die gesamte Schließprozedur der zwei Ventile 7 und 8 und eine Trennung der zwei Rohre kann in den 1–3 und 8–11 beachtet werden. Beginnend von der Position mit offenen Ventilen und gekuppelten Rohren der 1 und 8, wobei der Hebel 40 die Uhrzeigerdrehung des Schalenelements 43 verhindert, und daher das Weitergehen des Stabs 47 unter der Steuerung des Zylinders 48, veranlasst die Operation des Zylinders 42 mit dem darauf folgenden Stützen des Kolbenstabs 53 die Uhrzeigerdrehung des Hebels 40 (9), was durch die Antriebswelle 9 wiederum die Drehung des Ventils 7 mit einer Konkavität 15 bis zu der Schließposition der 2 verursacht. Die Drehung des Hebels 40 verursacht auch das Entriegeln der Drehung des Hebels 45, so dass die darauf folgende Operation des Zylinders 48 daher in eine Uhrzeigerdrehung eingestellt werden kann (10), was durch das Schalenelement 43, die Welle 19, das gelenkige Parallelogramm 18, 17 und 16 und die Antriebswelle 10 wiederum die Drehung des Ventils 8 bis zu der Schließposition der 3 veranlasst. Die Bewegung des Stabs 47 des Zylinders 48 dauert dann an, bis sie die Operation des Hebels 50 hervorruft (11), und den darauf folgenden Versatz des Zylinders 26 in die Freigabeposition der Kupplungsvorrichtung 20. Die zwei Verbindungsteile 1 und 2 können sich daher zusammen mit den Rohren trennen, an welchen sie angebracht sind.

Claims

Rohrverbindung, welche zwei Verbindungsteile (1, 2) aufweist und mit zugeordneten Rohren verbindbar sind, welche mit zugeordneten Kugelventilen (7, 8) versehen sind, von denen eines (7) eine Konkavität besitzt, wobei die Ventile (7, 8) zugeordnete Drehwellen (9, 10) haben, welche ferner eine Verbindungseinrichtung (20) der Schnelllösebauart für die vorstehend genannten Verbindungsteile (1, 2) und Funktionszwischenverbindungseinrichtungen (40–53) in einer solchen Weise aufweist, daß das Schließen des Ventils ohne Konkavität (8) vor dem Schließen des Ventils mit Konkavität (7) verhindert wird, und daß das Lösen der Verbindungseinrichtung (20) vor dem Schließen des Ventils ohne Konkavität verhindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionszwischenverbindungseinrichtung (40–53) einen ersten Steuerhebel (40) aufweist, welcher mechanisch mit der Welle (9) des Ventils (7) mit Kavität für die Schließdrehbewegung des Ventils mit Konkavität (7) verbunden ist, einen zweiten Steuerhebel (45), welcher mechanisch mit der Welle (10) des Ventils (8) ohne Konkavität für die Schließdrehbewegung des Ventils (8) ohne Konkavität verbunden ist, welche gelenkig an ein und denselben Achsen des ersten Hebels (14) angeordnet ist, und eine zu der Aufhebung einer mechanischen Blockierung angeordnete Drehbewegung ausführt, durch den der Hebel (40) in Offenposition bewegt wird, einen ersten Hydraülikzylinder (42) zur Steuerung der Drehbewegung des ersten Hebels (40) in Richtung einer Schließposition des Ventils (7) mit Konkavität, und einen zweiten Hydraulikzylinder (48) zur Steuerung der Drehbewegung des zweiten Hebels (45) in Richtung einer Schließposition des Ventils (8) ohne Konkavität nach der Aufhebung der mechanischen Blockierung aufweist, und anschließend das Lösen der Kupplungseinrichtung (20) der beiden Verbindungsteile (1, 2) steuert, wobei die mechanische Blockierung durch das Eingreifen des ersten Hebels (40) in einen radialen Einschnitt (49) eines schalenförmigen Elements (43) bestimmt ist, welches sich auf denselben Achsen des ersten Hebels (40) dreht und starr mit dem zweiten Hebel (45) verbunden ist.
Rohrverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (20) eine gelenkig untereinander verbundene Anordnung von Spannzangen (21) aufweist, welche um Umfangsabschnitte von benachbarten Endflanschen (5, 6) der beiden Verbindungsteile (1, 2) derart angeordnet sind, daß sie einen Kupplungsring bilden, welcher an einem Ende offenen ist, und ein Teil (23) zum Schließen des Rings aufweist, welches durch Betätigung von einer Schließposition in eine Öffnungsposition des Kupplungsrings bewegbar ist.
Rohrverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionszwischenverbindungseinrichtung (40–53) einen dritten Hebel (51) aufweist, welcher durch den zweiten Zylinder (48) nach der Drehbewegung des zweiten Hebels (45) aktiviert werden kann, und hierdurch das Schließteil (23) der Kupplungseinrichtung (20) seinerseits betrieben wird.