EA025985B1 - Лепестковый регулирующий клапан с уплотнительной прокладкой для разделяемых соединительных узлов для гибких шлангов - Google Patents

Abstract

Описан регулирующий клапан (5, 5') для соединительных узлов для гибких шлангов, содержащий множество лепестков (сегментов или секторов) (6, 6'; 7, 7'), поворачиваемых между положением полного открывания и положением полного закрывания, в котором поворотные лепестки (6, 6'; 7, 7') различных форм и размеров расположены поочередно в парах вдоль окружности соединительного узла. Лепестки (6, 6') меньшего размера имеют, по существу, треугольную форму с прямыми боковыми сторонами (38) и закругленным концом (36), которые герметично примыкают к соответствующим прямым боковым сторонам (33) и изогнутым частям (34) лепестков большего размера, когда клапан закрыт. Упомянутые боковые стороны (38) и упомянутый закругленный конец (36) лепестков (6, 6') меньшего размера содержат непрерывную полость (80) с поперечным сечением в форме "ласточкин хвост" и небольшим поперечным входом (81), в которой размещается и удерживается уплотнительная прокладка (82), по существу, с круглым поперечным сечением и концами, закрепленными извлекаемым образом на удаленных концах упомянутых боковых сторон (38).

Description

Изобретение относится к лепестковому регулирующему клапану для разделяемых соединительных узлов для шлангов для передачи жидких продуктов, в частности нефтепродуктов.

Известно, что морская передача нефтепродуктов с нефтехимической установки, с платформы, с танкера на танкер, с танкера на наземную установку и наоборот выполняется с помощью гибких шлангов и соединительных узлов, которые состоят из двух разделяемых частей, каждая из которых обеспечивается соответствующим регулирующим клапаном, который автоматически закрывается после разделения, чтобы ограничить проливание продукта в море, с результирующим меньшим загрязнением последнего. Эти соединительные узлы размещаются на части гибкого шланга, расположенной в море, и имеют главную цель, состоящую в защите шланга и, в более общем случае, соединительной линии в случае аварийных ситуаций, которые вызывают чрезмерное тяговое напряжение на шланге или чрезмерное давление на линии. Такими аварийными ситуациями могут быть: отсоединение и смещение танкеров или, в более общем случае, нефтяных установок (плавучих систем нефтедобычи, хранения и выгрузки, ΡΡδΟ), таким образом, растягивание гибкого шланга, бурное море, вызывающее тяговое напряжение на шланге, превосходящее пределы, лодка, сталкивающаяся со шлангом и перетаскивающая его, таким образом создавая на нем чрезмерные нагрузки, быстрое закрывание клапана ниже по потоку или любая другая причина, вызывающая чрезмерную осевую нагрузку и/или увеличение давления.

Доступные в настоящее время соединительные узлы изготовлены так, что регулирующие клапаны автоматически закрываются после разделения двух частей соединительного узла, т.е. без контроля оператора в вышеупомянутых ситуациях.

Также известны жидкостные регулирующие клапаны лепесткового типа, т.е. состоящие из множества поворотных сегментов или секторов, которые поворачиваются между положением открывания, в котором лепестки, по существу, параллельны направлению потока нефтепродукта и положением закрывания, в котором лепестки сходятся поперечно оси узла, чтобы заблокировать поток продукта. Перемещение из положения открывания в положение закрывания происходит за счет смещения упругого средства, когда удерживающее действие, прикладываемое, например, посредством извлекаемой вдоль оси внутренней муфты, прекращается из-за осевого тягового напряжения, прикладываемого к соединительному узлу. Г идродинамические тормоза надлежащим образом замедляют скорость закрывания верхнего по потоку клапана, чтобы избежать чрезмерного давления, называемого гидравлическим ударом, определяемого совместным действием упругого средства и сжатой жидкости, которое может оказывать разрушительное влияние на регулирующий клапан и на сам соединительный узел.

Конкретный лепестковый регулирующий клапан описан в заявке на выдачу патента Италии ΜΙ2010Α002248, поданной 6 декабря 2010 г., и содержит поворотные лепестки (или сегменты, или сектора) различных форм и размеров, которые чередуются в парах вдоль окружности соединительного узла и, при использовании для верхнего по потоку регулирующего клапана в направлении потока жидкости, управляются с тем, чтобы меньшие сектора закрывались медленнее, чем большие.

Таким образом, гидравлический удар и соответствующие вредные эффекты для установки могут быть предотвращены во время процесса закрывания посредством подходящего выбора формы и размеров лепестков и посредством подходящей регулировки гидродинамических тормозов.

Чтобы получить идеально плотное закрывание такого регулирующего клапана, края лепестков должны постепенно сближаться во время этапа закрывания, чтобы достичь полностью совпадающего состояния краев, что не допускает протекание жидкого продукта между одним краем и другим.

Для этой цели, как описано в вышеупомянутой патентной заявке, лепестки большего размера имеют, по существу, треугольную форму с У-образным концом, стороны которого предназначены для герметичного примыкания к соответствующим сторонам У-образных концов смежных лепестков большего размера, и также имеют прямые боковые стороны с изогнутой частью, обеспеченной поперечно выступающей изогнутой ступенью. Лепестки меньшего размера, в свою очередь, имеют, по существу, треугольную форму с закругленным концом, который перекрывается с упомянутой изогнутой ступенью смежных лепестков большего размера, когда клапан закрыт, и плотно поперечно зацепляется с упомянутой изогнутой частью смежных лепестков большего размера, и прямые боковые стороны, которые плотно зацепляются с прямыми боковыми сторонами смежных лепестков большего размера, когда клапан закрыт.

Несмотря на осторожность, проявляемую в создании формы двух типов лепестков, было обнаружено, что получение идеально плотного соединения двух краев смежных лепестков является очень сложным.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является разработка устройства, способного гарантировать идеальную плотность между одним лепестком и следующим лепестком, когда клапан закрыт.

Согласно изобретению задача решается посредством получения в боковых сторонах и закругленном конце лепестков меньшего размера непрерывной полости с поперечным сечением в форме ласточкиного хвоста и небольшим поперечным входом, в которой размещается и удерживается уплотнительная прокладка с, по существу, круглым поперечным сечением и концами, закрепленными извлекаемым образом на удаленных концах упомянутых боковых сторон.

- 1 025985

Точки крепления концов уплотнительной прокладки предпочтительно располагаются рядом с точками поворота лепестка с тем, чтобы они могли взаимодействовать с уплотнительными кольцами, обеспеченными на корпусе соединительного узла для дополнительного обеспечения герметизации против возможных поперечных утечек продукта из внутренней области во внешнюю область соединительного узла.

Полость, вмещающая уплотнительную прокладку, тянется вдоль наклонной поверхности лепестка, которая контактирует с взаимодействующей наклонной поверхностью смежного лепестка. Таким образом, сближающее перемещение боковых краев лепестков во время этапа закрывания определяет намного более высокое давление уплотнительной прокладки в направлении внутренней области полости, чем давление, которое закрывает лепестки, чтобы получить лучшую надежность удерживания и рабочую эффективность уплотнительной прокладки, дополнительно требуя пружины с меньшей нагрузкой, которое, следовательно, является меньшим.

Признаки настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания варианта его осуществления, приводимого в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 и 2, соответственно, показывают вид сбоку и вид в осевом разрезе, взятом вдоль линии П-П на фиг. 1, соединительного узла для гибких шлангов с лепестковыми регулирующими клапанами согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 - вид в осевом разрезе того же соединительного узла во время процесса разделения двух частей с уже закрытыми регулирующими клапанами;

фиг. 4 - вид в разрезе соединительного узла, взятый вдоль линии 1У-1У на фиг. 3;

фиг. 5 - в качестве примера вид в изометрии одного из лепестков меньшего размера регулирующего клапана, который расположен выше по потоку в направлении потока жидкого продукта; фиг. 6 - вид сверху того же лепестка;

фиг. 7 - вид в разрезе того же лепестка, взятый вдоль линии VII-VII на фиг. 6; фиг. 8 - вид сбоку того же лепестка;

фиг. 9 - в качестве примера вид в изометрии одного из лепестков большего размера регулирующего клапана, который расположен выше по потоку в направлении потока нефтепродукта;

фиг. 10 - вид сверху того же лепестка на фиг. 9; фиг. 11 - вид сбоку того же лепестка на фиг. 9;

фиг. 12 - частичный вид в разрезе гнезд для размещения сферических штифтов, которыми обеспечены лепестки на фиг. 5-8 и 9-11;

фиг. 14 показывает, как лепесток меньшего размера перекрывается с лепестком большего размера в положении закрывания клапана, которому принадлежат упомянутые лепестки;

фиг. 15 - вид в поперечном разрезе соединительного узла через точки поворота лепестков вдоль линии Χν-Χν на фиг. 1;

фиг. 16 - увеличенную часть одной из точек поворота, показанных на фиг. 15;

фиг. 17-23 - части, относящиеся к расположению и работе уплотнительной прокладки, которой обеспечены лепестки меньшего размера.

Фиг. 1 показывает соединительный узел для гибких шлангов, который содержит две разделяемые части или корпуса 1 и 2 клапана, выше по потоку и ниже по потоку в направлении потока транспортируемого жидкого продукта, показанного стрелкой Р на фиг. 2 соответственно.

Две части 1 и 2 соединяются посредством разрывных винтов 3, которые ломаются в случае сильного тягового напряжения (равного или большего, чем установочная нагрузка), таким образом позволяя разделить две части.

Цилиндрическая скользящая муфта 4 (фиг. 2) расположена внутри соединительного узла, муфта может автоматически извлекаться вдоль оси из соединительного узла, когда две части узла разделяются.

Цилиндрическая муфта 4 поддерживает нормальное открытое положение двух клапанов 5-5' с поворотными секторами, расположенных выше по потоку и ниже по потоку в направлении потока нефтепродукта, соответственно.

Функции и режимы работы муфты 4 описаны, например, в заявке на выдачу патента Италии МП009Л002146, поданной 4 декабря 2009 г. настоящим заявителем.

Каждый клапан 5-5' состоит из двух групп лепестков или сегментов 6-7 и 6'-7' различных форм и размеров, которые чередуются вдоль окружности и могут поворачиваться вокруг соответствующих осей 8-8' между положением открывания на фиг. 2 и положением закрывания на фиг. 3 и 4.

Фиг. 5-14 подробно показывают, опять же в качестве примера, форму и функционирование лепестков 6 и 7 верхнего по потоку регулирующего клапана 5, изготовленного в соответствии с настоящим изобретением. Это также применимо к лепесткам 6' и 7' нижнего по потоку регулирующего клапана 5'.

Лепесток 7 большего размера показан на фиг. 9-13, где видно, что он состоит из приблизительно треугольного корпуса 51, который обеспечивается ν-образным концом 31, стороны 32 которого предназначены для герметичного примыкания к соответствующим сторонам других смежных лепестков 7. Лепесток 7 имеет боковые стороны 33 с изогнутым концом 34, из которого поперечно выступает ступень

- 2 025985

35, на которой покоится сторона лепестка 6 меньшего размера, размещенного между двумя лепестками 7 большего размера, когда клапан закрыт. Два косых выступа 53 перекрываются и объединены (или закреплены в точках 54 и 55 крепления) с верхней по потоку поверхностью 56 корпуса 51, которая направлена к потоку нефтепродукта, когда клапан закрыт. Лепесток 7 также включает в себя частично сферические точки 61 поворота (более подробно показанные на фиг. 13) и контрольную пятку 62.

Лепесток 6 меньшего размера показан, в свою очередь, на фиг. 5-8, где видно, что он состоит из приблизительно треугольного корпуса 52, который обеспечен закругленным концом 36 со ступенью 37 (фиг. 8), которая плотно зацепляет изогнутые части 34 двух смежных лепестков 7, когда клапан 5 закрыт, и прямыми сторонами 38, которые плотно зацепляют боковые стороны 33 двух смежных лепестков 7, когда клапан 5 закрыт. Два ребра 59, которые поперечно выступают из сторон 38 и обеспечены изогнутыми углублениями 60, приспособленными, чтобы вмещать, когда клапан закрыт, соответствующие выступы 53 смежных лепестков 7 (как показано более подробно ниже), перекрываются и закрепляются в точках 58 крепления на верхней по потоку поверхности 57 корпуса 52. Лепесток 6 также включает в себя частично сферические точки 63 поворота (более подробно показанные на фиг. 12) и контрольную пятку 64.

Лепесток 6 обеспечен полостью 80, которая непрерывно тянется вдоль закругленного конца 36 и прямых боковых сторон 38 корпуса лепестка (фиг. 5, 6 и 8), и, как показано посредством увеличенной части на фиг. 17, имеет поперечное сечение в форме ласточкиного хвоста с небольшим входом 81. Уплотнительная прокладка 82 (обычно, уплотнительное кольцо с круглым поперечным сечением) размещается и удерживается внутри полости 80, концы уплотнительной прокладки, закрепленные в удаленных концах сторон 38 лепестка рядом с поворотными гнездами 63 посредством фиксирующих планок 83, которые содержат выступающее гофрированное плечо 84, перекрывающее конец уплотнительной прокладки 82, прижаты на плече посредством винта 85. Части точки крепления одного конца уплотнительной прокладки 82 и планки 83 показаны на фиг. 18-21.

Фиг. 22 показывает, в свою очередь, что вход в полость 80 получается на наклонной плоскости боковой стороны 38 лепестка 6, которая является сопряженной с соответствующей наклонной плоскостью боковой стороны 33 смежного лепестка 7, когда клапан закрыт. Это определяет непосредственно перед завершением закрывающего перемещения и затем, когда клапан закрыт, поперечное давление лепестка 7 на уплотнительную прокладку 82, которое стремится толкать и поддерживать уплотнительную прокладку 82 внутри полости для лучшей надежности удерживания и рабочей эффективности уплотнительной прокладки.

Наконец, фиг. 23 показывает, что конец уплотнительной прокладки 82 взаимодействует с уплотнительным кольцом 86 (обычно, резиновое уплотнительное кольцо), обеспеченным в корпусе соединительного узла с тем, чтобы предотвратить вытекание продукта из внутренней области в наружную область соединительного узла.

Подобным образом, лепестки 6' регулирующего клапана 5', полностью идентичные лепесткам 6 клапана 5, также включают в себя полость и уплотнительную прокладку, как описанные и обозначенные номерами ссылок 80 и 82 для лепестков 6 регулирующего клапана 5, и, следовательно, мы считаем, что повторение описания не является необходимым.

Лепестки 7 и 6 могут поворачиваться вокруг соответствующих осей и шарнирно соединены друг с другом посредством сферических штифтов 70, показанных на фиг. 14-16, которые с возможностью вращения размещены в частично сферических гнездах 61 и 63 вышеупомянутых лепестков. Каждый сферический штифт 70 обеспечен резьбовой установочной шейкой 71 (фиг. 16), которая вставляется и завинчивается в соответствующее радиальное отверстие 72 корпуса соединительного узла. Фиксирующая крышка 73 завинчивается в то же отверстие 72 и воздействует на шейку 71, чтобы поддерживать сферический штифт 70 в правильном положении. Уплотнительная прокладка 75 расположена между боковыми поверхностями крышки 73 и отверстия 72, чтобы избежать вытекания жидкости через точки поворота.

Подобные сферические штифты 70 с шейкой 71 и фиксирующей крышкой 73 обеспечиваются для лепестков регулирующего клапана 5', как показано на фиг. 2 и 3.

Фиг. 4 и 14 показывают конфигурацию закрывания лепестков 7 и 6 регулирующего клапана 5. То же самое применимо к клапану 5'.

Перемещение отдельных лепестков 7 и 6 из положения открывания в положение закрывания контролируется посредством автоматического закрывающего устройства 9 типа, описанного в заявке на выдачу патента Италии ΜΙ2010Α002248, поданной 6 декабря 2010 г., которое воздействует на пятки 62 и 64 посредством смещения цилиндрических пружин 17, когда муфта 4, согласно режимам, объясненным в заявке на выдачу патента Италии М12009А00214б, вытягивается вдоль оси из внутренней области клапана 5, таким образом устраняя удерживающее действие поворотных лепестков 6 и 7 самого клапана.

Закрывающее перемещение лепестков 7 и 6 клапана 5 тормозится посредством контролируемого вытекания тормозной жидкости вязкого типа из камер 18 размещения самой жидкости в камеры 14 размещения пружин 17 через трубки 19 для вытекания, в которые вставлены картриджи 21 регулировки скорости потока, имеющие спиралевидный внешний желобок.

- 3 025985

Скорость вытекания тормозной жидкости регулируется посредством имеющих различные желобки картриджей 21, чтобы определить различные скорости вращения и, таким образом, закрывания отдельных лепестков клапана 5. Более конкретно, скорость закрывания лепестков 7 большего размера установлена так, чтобы быть быстрее таковой лепестков 6 меньшего размера, которые впоследствии перекрывают и частично покоятся на краях смежных лепестков 7, таким образом достигая конфигурации закрывания на фиг. 4. Это позволяет получить замыкание, которое ограничивает освобождение продукта до максимума при закрывании регулирующего клапана 5, таким образом ограничивая пик давления, формируемый гидравлическим ударом нефтепродукта, приемлемыми уровнями.

Ребра 59 лепестков 6 меньшего размера предотвращают любое раннее закрывание лепестков 7 более крупного размера, а при размещении выступов 53 лепестков 7 в своих углублениях 60 обеспечивают точное размещение лепестков в положении плотного закрывания, как показано на фиг. 14.

Лепестки 6'-7' нижнего по потоку регулирующего клапана 5' в направлении потока жидкого продукта, в свою очередь, обеспечиваются автоматическими закрывающими устройствами, описанными в патентной заявке ΜΙ2010Α002248, которые посредством подходящих пружин действуют на пятки лепестков 6' и 7', чтобы определить поворот и, таким образом, автоматическое закрывание лепестков 6' и 7', когда муфта 4 вытягивается (фиг. 3). Тормозящий эффект здесь определяется сжатой жидкостью внутри соединительной части 2.

Для узлов, имеющих однонаправленный поток, нижний по потоку клапан может, таким образом, не обеспечиваться тормозной системой, а обеспечиваться лишь автоматическим закрывающим устройством, смещаемым пружиной.

Наконец, уплотнительные прокладки 82 гарантируют точную и долговечную изоляцию между одним лепестком и другим и между внутренней и наружной областью соединительного узла как для клапана 5, так и для клапана 5'.

Claims (5)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Регулирующий клапан (5, 5') для соединительных узлов для гибких шлангов, содержащий множество лепестков (6, 6'; 7, 7'), выполненных с возможностью поворота между положением полного открытия и положением полного закрытия, в котором поворотные лепестки (6, 6'; 7, 7') имеют различные формы и размеры, образованы из лепестков (7, 7') большого размера и лепестков (6, 6') меньшего размера и расположены поочередно в парах вдоль окружности соединительного узла и в котором лепестки (6, 6') меньшего размера имеют, по существу, треугольную форму с прямыми боковыми сторонами (38) и закругленным концом (36), которые герметично примыкают к соответствующим прямым боковым сторонам (33) и изогнутым частям (34) лепестков (7, 7') большего размера, в закрытом положении клапана, отличающийся тем, что на боковых сторонах (38) и закругленном конце (36) каждого лепестка (6, 6') меньшего размера выполнена непрерывная полость (80) с поперечным сечением в форме ласточкиного хвоста и небольшим поперечным входом (81), в которой размещена и удержана уплотнительная прокладка (82), по существу, с круглым поперечным сечением и концами, закрепленными с возможностью их извлечения на концах крепления лепестков (6, 6') на упомянутых боковых сторонах (38).

2. Регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что точки крепления концов уплотнительной прокладки (82) располагаются рядом с точками (63) поворота лепестка (6, 6') с тем, чтобы они могли взаимодействовать с уплотнительным кольцом (86), предусмотренным на каждом корпусе соединительного узла для дополнительного обеспечения герметизации против возможных поперечных утечек продукта из внутренней области во внешнюю область соединительного узла.

3. Регулирующий клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что полость (80), в которой расположена уплотнительная прокладка (82), проходит вдоль наклонной поверхности лепестка (6, 6'), которая контактирует с наклонной поверхностью смежного лепестка (7, 7').

4. Регулирующий клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что концы прокладки (82) удерживаются посредством зажимания между поверхностью (57) лепестка (6, 6') и гофрированным плечом (84) фиксирующей планки (83), поддерживаемым в сжатом состоянии посредством крепежного винта (85) .

5. Регулирующий клапан по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что лепестки (7, 7') большего размера имеют, по существу, треугольную форму с У-образным концом (31), стороны которого предназначены для герметичного примыкания к соответствующим сторонам У-образных концов (31) других смежных лепестков (7, 7') большего размера, и также имеют боковые стороны (33) с изогнутой частью (34) с поперечно выступающей изогнутой ступенью (35), а лепестки (6, 6') меньшего размера, в свою очередь, имеют, по существу, треугольную форму с закругленным концом (36), который перекрывается с упомянутой изогнутой ступенью (35) смежных лепестков (7, 7') большего размера в закрытом положении клапана, и плотно поперечно зацепляется с изогнутой частью (34) смежных лепестков (7, 7') большего размера, прямые боковые стороны (38) лепестка (6, 6') плотно зацепляются с боковыми сторонами (33) двух смежных лепестков (7, 7') большего размера в закрытом положении клапана.