ES2618507T3

ES2618507T3 - Acoplamiento para la unión de tuberías conductoras de fluidos

Info

Publication number: ES2618507T3
Application number: ES13711656.2T
Authority: ES
Inventors: Andreas Von Keitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-03-20
Also published as: EP2828566A1; JP6082455B2; JP2015517061A; KR20140142730A; US20150167882A1; WO2013139847A1; DE102012103061A1; EP2828566B1; PL2828566T3; CN104285090A; KR101861790B1; US9416902B2

Abstract

Acoplamiento rápido (1) para el acoplamiento uno a otro de tuberías conductoras de fluido, que comprende - una primera pieza de acoplamiento (3) y - una segunda pieza de acoplamiento (5), así como una junta (7) para la impermeabilización de las dos piezas de acoplamiento (3, 5) en estado acoplado la una a la otra, así como - un mecanismo de bloqueo (9) a fin de acoplar las dos piezas de acoplamiento (3, 5) la una a la otra de forma separable, - presentando la primera pieza de acoplamiento (3) un primer conjunto de válvulas (11) y presentando la segunda pieza de acoplamiento (5) un segundo conjunto de válvulas (13) y presentando cada uno de los dos conjuntos de válvulas (11, 13) una válvula (15, 17) axialmente desplazable y un asiento de válvula correspondiente (19, 21), de manera que, en estado montado de la válvula (15, 17) y del asiento de válvula, el respectivo canal de fluido (31, 51) de la piezas de acoplamiento (3, 5) se impermeabilice de forma impermeable al fluido y disponiéndose las válvulas (15, 17) en dirección axial unas frente a otras, presentando la válvula (15) del primer conjunto de válvulas (11) un orificio (150) en el que se sujeta de forma axialmente móvil un taqué (152), de modo que el taqué (152) pueda moverse de una primera posición a una segunda posición, sobresaliendo el taqué (152) de la válvula (15) del primer conjunto de válvulas (11) más en la segunda posición que en la primera posición, de manera que en estado acoplado de las piezas de acoplamiento (3, 5) el taqué (152) mantenga separadas las dos válvulas (15, 17) y uniéndose entre sí los canales de fluido (31, 51) de las piezas de acoplamiento (3, 5) y siendo posible enclavar el taqué (152) con un dispositivo de retención (110) en la segunda posición axial frente a la válvula (15), caracterizado por que el mecanismo de bloqueo (9) se une en su acción al dispositivo de retención (110), de modo que, en caso de una activación del mecanismo de bloqueo (9) para el desacoplamiento de las dos piezas de acoplamiento (3, 5) acopladas la una a la otra, la retención del taqué (152) se desbloquee incluso antes de la separación de las piezas de acoplamiento, guiándose conjuntamente las dos válvulas (15, 17) con el respectivo asiento de válvula (19, 21) e impermeabilizando los canales de fluido (31, 51) de las piezas de acoplamiento (3, 5).

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

DESCRIPCION

Acoplamiento para la union de tubenas conductoras de fluidos

La invencion se refiere en general a acoplamientos para la union de tubenas como especialmente de tubenas de tubo flexible entre sf o para el acoplamiento de tubenas de tubo flexible a grifena. La invencion se refiere en especial a acoplamientos autoobturadores o acoplamientos secos, es decir, acoplamientos cuyas piezas de acoplamiento impermeabilizan las tubenas al separar el acoplamiento.

Por el documento DE 299 11 281 U1 se conoce un acoplamiento rapido para la union o el empalme de tubenas de tubo flexible que comprende una pieza de insercion y una pieza de recepcion. Las piezas pueden encajar entre sf de forma separable e impermeable al lfquido. En el canal de flujo se dispone en las dos piezas del acoplamiento rapido una valvula bajo presion de resorte con elementos de cierre, cargandose los elementos de cierre con resortes de compresion. Estos elementos de cierre, por ejemplo, en forma de bolas, se mantienen abiertos redprocamente en estado acoplado de la pieza de insercion y una pieza de recepcion. Al separar estas piezas de acoplamiento, los elementos de cierre se colocan a presion en su asiento de valvula por medio de los resortes de compresion, impermeabilizando asf la tubena unida a la respectiva pieza de acoplamiento.

En general, en los acoplamientos autoobturadores tambien existe el problema de que al separar las piezas de acoplamiento, el contenido puede salir de las tubenas. Ciertamente las valvulas en las piezas de acoplamiento evitan que las tubenas permanezcan abiertas de forma estable despues de la separacion, sin embargo, en la separacion durante el proceso de cierre de las valvulas siempre puede producirse aun una salida del contenido de la tubena.

Especialmente en caso de fluidos ultracongelados, al llevar a cabo la separacion tambien puede producirse una congelacion del contenido de la tubena o de la humedad del aire en las valvulas. Esto puede dar lugar a que las valvulas ya no cierren de forma hermetica y a que no se detenga la salida del contenido de la tubena. Esto tambien resulta cntico especialmente en relacion con el peligro de inflamacion existente en la conduccion de elementos inflamables.

En el documento DE 10 2005 006 088 A1 se revela ademas un acoplamiento rapido para el acoplamiento uno a otro de tubenas conductoras de fluidos con una primera y una segunda pieza de acoplamiento, asf como con un mecanismo de bloqueo. No obstante, el mecanismo de bloqueo no se une al dispositivo de retencion, de manera que, en caso de una activacion del mecanismo de bloqueo para el desacoplamiento de las dos piezas de acoplamiento acopladas una a otra, no se produzca ninguna impermeabilizacion antes de la separacion de las dos piezas de acoplamiento. Por lo tanto, antes del desacoplamiento no es posible una posicion de cierre segura de las valvulas.

El documento DE3621951A1 publica el preambulo de la reivindicacion 1, constituyendo este documento el siguiente estado de la tecnica.

Por consiguiente, la invencion se basa en la tarea de mejorar los acoplamientos rapidos, como los que se conocen por el estado de la tecnica, con respecto a sus fugas al separar el acoplamiento, especialmente en la conduccion de fluidos criogenicos. Al mismo tiempo, el acoplamiento tambien debe presentar, para la conduccion de elementos inflamables o que forman mezclas explosivas, una elevada resistencia al fuego incluso en estado separado.

Esta tarea se resuelve mediante el objeto de la reivindicacion 1. En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones ventajosas y perfeccionamientos de la invencion.

La invencion preve, por consiguiente, un acoplamiento rapido para el acoplamiento uno a otro de tubenas conductoras de fluidos que comprende

- una primera pieza de acoplamiento y

- una segunda pieza de acoplamiento, asf como

una junta para la impermeabilizacion de las dos piezas de acoplamiento en estado acoplado una a otra. El acoplamiento rapido presenta un mecanismo de bloqueo, a fin de acoplar entre sf las dos piezas de acoplamiento de forma separable,

- presentando la primera pieza de acoplamiento un primer conjunto de valvulas y presentando la segunda pieza de acoplamiento un segundo conjunto de valvulas. Cada uno de los dos conjuntos de valvulas comprende una valvula axialmente desplazable y un asiento de valvula correspondiente, de modo que en estado ensamblado de la valvula y el asiento de valvula, el canal de fluido respectivo de la pieza de acoplamiento se obtura de forma impermeable al fluido. La valvula se realiza con especial preferencia como plato de valvula. Las valvulas del acoplamiento compuesto, es decir, en estado acoplado de las piezas de acoplamiento, se disponen en direccion axial unas frente a otras, presentando la valvula del primer conjunto de valvulas un orificio en el que un taque se sujeta de forma axialmente movil, de manera que el taque pueda moverse de una primera posicion a una segunda posicion. En este caso, en la segunda posicion el taque sobresale de la valvula del primer conjunto de valvulas mas que en la primera posicion, de manera que en estado acoplado de las piezas de acoplamiento el taque mantenga separadas las dos

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

valvulas, uniendose entre sf, por lo tanto, los canales de fluido de las piezas de acoplamiento. El taque puede enclavarse con un dispositivo de retencion en la segunda posicion axial frente a la valvula, a fin de mantener abierto el conjunto de valvulas. El mecanismo de bloqueo se une en su accion al dispositivo de retencion, de modo que, en caso de una activacion del mecanismo de bloqueo para el desacoplamiento de las dos piezas de acoplamiento acopladas entre sf, la retencion del taque se desbloquee incluso antes de la separacion de las piezas de acoplamiento y ambas valvulas se grnen conjuntamente con el respectivo asiento de valvula, impermeabilizando asf los canales de fluido de las piezas de acoplamiento.

Gracias al mecanismo en el que mediante el desbloqueo de la retencion se grnan en primer lugar las valvulas a sus asientos de valvula antes de la separacion de las piezas de acoplamiento, se evita que al separar las piezas de acoplamiento aun pueda salir fluido de los conjuntos de valvulas.

Para conseguir tambien una alta resistencia al fuego o una seguridad contra incendios de las valvulas, las valvulas presentan primeras superficies de obturacion conicas y los asientos de valvula segundas superficies de obturacion conicas, siendo el angulo de apertura de las primeras superficies de obturacion menor que el angulo de apertura de las segundas superficies de obturacion. Con la elevada presion de apriete resultante de los distintos conos sobre la superficie de obturacion anular se obtiene una impermeabilizacion de los conjuntos de valvulas que funciona de forma segura tanto bajo una alta carga de temperatura, como la que se produce en caso de un incendio, como tambien en caso de elementos criogenicos con temperaturas respectivamente bajas de los conjuntos de valvulas. La estanqueidad especialmente para elementos criogenicos puede mejorarse aun mas por medio de elementos de obturacion elasticos a bajas temperaturas. Por consiguiente, en un perfeccionamiento de la invencion se preve que respectivamente al menos una de las superficies de obturacion de una valvula y del correspondiente asiento de valvula presente un elemento de obturacion plastico flexible a bajas temperaturas como, por ejemplo, un anillo de obturacion flexible a bajas temperaturas. Como material para el anillo de obturacion son adecuados, por ejemplo, el politetrafluoroetileno o el fluoroelastomero.

El acoplamiento rapido segun la invencion tambien puede utilizarse como acoplamiento de separacion de emergencia, por ejemplo, si se ejerce de forma imprevista una carga de traccion sobre la tubena acoplada al acoplamiento. Para ello, el mecanismo de bloqueo comprende un mecanismo de desenganche que, en caso de un esfuerzo debido a traccion predeterminado sobre un dispositivo tractor conectado al mecanismo de desenganche, activa el mecanismo de bloqueo y separa las piezas de acoplamiento.

A continuacion la invencion se describe mas detalladamente a la vista de las figuras adjuntas. En este caso, las mismas referencias en las figuras se refieren a elementos iguales o correspondientes. Se muestra en la:

Figura 1 una seccion transversal esquematica a traves de las piezas de un acoplamiento rapido segun la invencion en posicion de trabajo con conjuntos de valvulas abiertos,

Figura 2 el acoplamiento rapido durante el desacoplamiento aun antes de una separacion de las piezas de acoplamiento del acoplamiento,

Figura 3 las piezas de acoplamiento del acoplamiento rapido despues del desacoplamiento,

Figura 4 detalles de uno de los conjuntos de valvulas del acoplamiento rapido en forma de una valvula de plato, y Figura 5 una aplicacion de un acoplamiento rapido 1 segun la invencion.

La figura 1 muestra el acoplamiento rapido 1 en la seccion transversal en posicion de trabajo, es decir, en estado acoplado de la primera pieza de acoplamiento 3 a la segunda pieza de acoplamiento 5.

Las dos piezas de acoplamiento 3, 5 se unen de forma impermeable a una junta 7. En este caso, las piezas de acoplamiento 3, 5 se acoplan una a otra de forma separable con un mecanismo de bloqueo 9 representado esquematicamente. Aqrn, el mecanismo de bloqueo comprime las dos piezas de acoplamiento 3, 5 en direccion axial, de manera que sobre la junta 7 entre las piezas de acoplamiento 3, 5 se ejerza una presion de apriete suficiente para la obturacion. En relacion con la conduccion de fluidos criogenicos se utiliza para la junta 7 un material flexible a bajas temperaturas como politetrafluoroetileno (PTFE) y/o un fluoroelastomero.

Cada una de las dos piezas de acoplamiento 3, 5 presenta un conjunto de valvulas 11 o 13, a fin de impermeabilizar los canales de fluido de las piezas de acoplamiento 3, 5. Tanto el primer conjunto de valvulas 11 en la primera pieza de acoplamiento, como tambien el segundo conjunto de valvulas 13 de la segunda pieza de acoplamiento 5 se configuran, en este caso, como valvulas de plato. Las valvulas de plato comprenden respectivamente una valvula 15, 17 en forma de un plato de valvula y un asiento de valvula 19, 21. Los conjuntos de valvulas tambien pueden presentar valvulas configuradas con una forma diferente a la de un plato de valvula, por ejemplo, en forma de un embolo o de una bola. La forma de plato resulta ventajosa, dado que requiere poco espacio en direccion axial y las dos superficies orientadas una hacia otra de las valvulas desplazan casi por completo o incluso por completo el fluido intermedio al cerrar el conjunto de valvulas.

Las valvulas 15, 17 se sujetan de forma axialmente desplazable y obturan de forma impermeable al fluido el respectivo canal de fluido 31, 51 de las piezas de acoplamiento 3, 5 cuando las valvulas 15, 17 se grnan junto con los asientos de valvula correspondientes 19, 21. En la posicion acoplada una a otra de las piezas de acoplamiento 3, 5 mostrada en la figura 1, ambas valvulas 15, 17 se disponen en direccion axial una frente a otra.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Sin limitacion al ejemplo de realizacion especial mostrado esquematicamente en la figura 1, de acuerdo con un perfeccionamiento preferido de la invencion las dos valvulas 15, 17 se acoplan respectivamente a un resorte 18 o se cargan por resorte, ejerciendo el resorte una fuerza sobre las valvulas 15, 17 axialmente en direccion al asiento de valvula 19, 21. Por medio de esta fuerza elastica ejercida, los conjuntos de valvula 11, 13 con las piezas de acoplamiento 3, 5 separadas se cierran.

La valvula 15 del primer conjunto de valvulas 11 presenta un orificio 150 en el que se sujeta un taque 152 de forma axialmente movil. En especial, en la forma de realizacion de la invencion representada en la figura 1 se preve, con esta finalidad, un tubo 155 que se extiende en direccion axial y fijado en la primera valvula 15 que sirve como elemento de grna para el taque 152. En este tubo 155 el taque 152 puede deslizarse a lo largo de su direccion longitudinal.

Mediante la sujecion axialmente movil del taque 152 este puede moverse de una primera posicion a una segunda posicion, sobresaliendo el taque 152 de la valvula 15 del primer conjunto de valvulas 11 en la segunda posicion mas que en la primera posicion. Preferiblemente el taque 152 no sobresale en la primera posicion. Por consiguiente, el extremo de taque bien termina con la valvula 15 o bien queda retrasado frente al orificio 150.

En la posicion de trabajo mostrada en la figura 1, el taque 152 se encuentra en la segunda posicion, es decir, sobresale de la valvula 15.

La primera pieza de acoplamiento 3 presenta ademas un dispositivo de retencion 110. Con este dispositivo de retencion 110 el taque 152 se enclava en la segunda posicion axial mostrada en la figura 1 frente a la valvula 15. Este dispositivo de retencion se realiza preferiblemente como clavija de tope 111. Para el enclavamiento del taque 152 en la posicion de trabajo en direccion radial, la clavija de tope se introduce en el tubo 155 a traves de un orificio 156 practicado en el revestimiento del tubo 155. Dado que el taque 152 esta enclavado en la segunda posicion axial, este mantiene separados en la posicion de trabajo las dos valvulas 15, 17 contra la fuerza elastica ejercida por los resortes 18 y que actua sobre las valvulas 15, 17, de manera que los conjuntos de valvulas 11, 13 se mantengan en estado abierto, uniendose entre sf, por lo tanto, los dos canales de fluido 31, 51.

Como puede deducirse ademas de la figura 1, el mecanismo de bloqueo 9 y el dispositivo de retencion 110 estan unidos en su accion. La realizacion especial segun la figura 1 solo puede verse, en este caso, a modo de ejemplo. En el ejemplo mostrado, el mecanismo de bloqueo presenta un elemento de giro 90 con una excentrica 91. Al girar el elemento de giro, la excentrica activa una palanca 95 en la que se fija un elemento de apriete 96. Este rodea dos rebordes 93, 94 de las dos piezas de acoplamiento 3, 5 y sujeta ambas piezas de acoplamiento 3, 5 en direccion axial apretandolas en direccion axial mediante superficies de grna oblicuas 97 contra los rebordes 93, 94 y/o el elemento de apriete 96. A pesar de que la realizacion con elemento de apriete y rebordes representa una disposicion especialmente preferida para la sujecion conjunta de las piezas de acoplamiento 3, 5, los elementos del mecanismo de bloqueo solo sirven, como se representan en las figuras, para ilustrar el desarrollo principal del movimiento durante el desacoplamiento. Asf cabe la posibilidad de utilizar tambien un mecanismo de bloqueo construido de otra forma. Como ejemplo y perfeccionamiento ventajoso de la invencion hay que citar en este punto un movimiento del elemento de apriete y del dispositivo de retencion a traves de levas correspondientes. Un mecanismo de este tipo se describe en el documento DE 10 2005 006 088 A1, cuyo contenido referente al movimiento del elemento de apriete y de un desbloqueo de emergencia tambien constituye por completo el objeto de la presente solicitud.

Como se ve por medio de la figura 1, en caso de una activacion del mecanismo de bloqueo 9 para el desacoplamiento de las dos piezas de acoplamiento 3, 5 acopladas la una a la otra, la retencion del taque 152 se provoca aqrn mediante el giro del elemento de giro 90 incluso antes de la separacion de las piezas de acoplamiento, moviendose la clavija de tope 111 unida en su accion al elemento de giro 90 radialmente hacia fuera, con lo que se extrae, por consiguiente, del orificio 156 del tubo 155. A continuacion, debido a las fuerzas ejercidas por los resortes 18, la valvula 15, 17 se grna junto con los asientos de valvula respectivos 19, 21, impermeabilizando asf los canales de fluido 31, 51 de las piezas de acoplamiento 3, 5. La figura 2 muestra este estado durante el desacoplamiento.

Como puede verse, entre las valvulas 15, 17 ya no queda ningun volumen en el que aun pueda encontrarse el fluido transportado por la tubena. Al menos el volumen restante es muy reducido. En este caso, al guiar conjuntamente las dos valvulas, el fluido se desplaza fuera de la zona entre las valvulas 15, 17. Esto provoca ventajosamente que al separar las piezas de acoplamiento apenas salga o no salga en absoluto ningun fluido. La separacion definitiva de las dos piezas de acoplamiento se realiza soltando las mordazas de sujecion 96. En el ejemplo mostrado en las figuras 1 y 2 se activa, con esta finalidad, la palanca 95 por medio del mecanismo de bloqueo, de manera que las mordazas de sujecion 96 se muevan radialmente hacia fuera. La figura 3 muestra las dos piezas de acoplamiento 3, 5 despues del desacoplamiento.

Dado que se evita por completo o al menos practicamente por completo una salida del fluido conducido, el acoplamiento rapido segun la invencion resulta especialmente adecuado para la conduccion de materiales peligrosos de todo tipo. Estos materiales peligrosos pueden comprender sustancias inflamables, explosivas o tambien peligrosas para el medio ambiente. El acoplamiento rapido tambien resulta especialmente adecuado para la conduccion de elementos criogenicos, en especial tambien para elementos criogenicos inflamables y explosivos. Aqrn se piensa especialmente en gases inflamables licuados en fno. En este caso tienen una importancia especial el gas natural licuado en fno o el metano. Al separar las piezas de acoplamiento 3, 5, el mecanismo segun la invencion, especialmente tambien en combinacion con la configuracion preferida descrita mas debajo de la junta de

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

las valvulas de plato 11, 13, evita durante la separacion una congelacion del propio elemento o de la humedad del aire existente en la zona de las juntas. Una congelacion de un elemento en la zona de las superficies de obturacion puede dar lugar a una fuga permanente del conjunto de valvulas.

Otra propiedad del acoplamiento rapido segun la invencion consiste en la posibilidad de una separacion rapida por medio de una simple activacion del mecanismo de bloqueo. De este modo, el acoplamiento rapido 1 segun la invencion tambien puede utilizarse especialmente como acoplamiento de separacion de emergencia. Para ello, el mecanismo de bloqueo 9 comprende, en un perfeccionamiento de la invencion, un mecanismo de desbloqueo que en caso de un esfuerzo de traccion predeterminado aplicado a un dispositivo de traccion conectado al mecanismo de desbloqueo, activa el mecanismo de bloqueo 9 y separa las piezas de acoplamiento 3, 5. En el ejemplo representado como dispositivo de traccion se preve un cable de traccion 60. Si se ejerce un esfuerzo de traccion sobre el dispositivo de traccion, o el cable de traccion, el elemento de giro 90 gira, en el ejemplo representado, produciendose tanto un desbloqueo del taque 152, como tambien un desbloqueo del mecanismo de bloqueo mediante el movimiento radial hacia fuera de las mordazas de sujecion 96. El cable de traccion puede tenderse paralelamente a una tubena de tubo flexible unida a una pieza de acoplamiento, eligiendose su longitud mas corta que la longitud de la tubena. Si de una forma imprevista sucede que la tubena de tubo flexible se tensa demasiado, en primer lugar el cable de traccion es sometido, antes de la tubena de tubo flexible, a un esfuerzo de traccion, separando las piezas de acoplamiento 3, 5 incluso antes de que una carga de traccion cntica pueda actuar sobre la tubena de tubo flexible. El mecanismo de desbloqueo mostrado en la figura 1 se concibe especialmente de manera que el cable se fije en la primera pieza de acoplamiento 3. Por lo tanto, aqrn la tubena de tubo flexible a asegurar se une a esta pieza de acoplamiento 3.

Ademas de la retencion del taque 152, este tambien puede unirse en su accion al mecanismo de bloqueo 9, de manera que al acoplar las piezas de acoplamiento 3, 5, las dos piezas de acoplamiento 3, 5 se unan en primer lugar entre sf de forma impermeable y que despues de la union impermeable el taque 152 se mueva en direccion axial por medio del mecanismo de bloqueo, de modo que las dos valvulas 15, 17 se separen a presion, abriendo, por consiguiente, los canales de fluido 31, 51 de las piezas de acoplamiento 3, 5 y uniendolos entre sf Esto permite tambien una union de las piezas de acoplamiento 3, 5, sin que pueda producirse una salida del fluido durante el proceso de acoplamiento.

Para la conduccion de fluidos criogenicos resulta ademas apropiado que las piezas de acoplamiento 3, 5 se realicen de doble pared como tambien sucede en el ejemplo de realizacion mostrado en las figuras 1 a 3. Con esta finalidad, las piezas de acoplamiento 3, 5 presentan elementos de pared interiores 32, 52, asf como elementos de pared exteriores 33, 53 que rodean a distancia los elementos de pared interiores 32, 52. Preferiblemente la junta 7 se dispone de manera que, en estado acoplado, ambos elementos de pared interiores 32, 52 de las piezas de acoplamiento 3, 5 se unan de forma impermeable. Esto resulta idoneo para obtener un buen aislamiento termico tambien en el punto de acoplamiento.

Sin embargo, tambien es posible imaginar, por ejemplo, una union como, por ejemplo, una soldadura de los elementos de pared interiores y exteriores en la zona en la que la junta 7 impermeabiliza las dos piezas de acoplamiento 3, 5 frente al exterior.

Segun un perfeccionamiento especialmente ventajoso de la invencion, como se representa tambien en las figuras, el acoplamiento 1 se realiza de modo que las piezas de acoplamiento 3, 5 tambien formen en estado acoplado una disposicion de doble pared a lo largo de ambas piezas de acoplamiento 3, 5 incluido el punto de acoplamiento. De esta manera se minimizan las perdidas de calor en el punto de acoplamiento.

No obstante, en una realizacion de doble pared del acoplamiento rapido 1 existe el problema de obtener una estabilidad mecanica suficiente. En especial, como consecuencia del bloqueo pueden producirse fuerzas considerables en direccion axial que deben transmitirse desde la pieza de pared exterior a la pieza de pared interior con los elementos de obturacion, a fin de obtener una impermeabilizacion segura. Para estabilizar mecanicamente las piezas de acoplamiento 3, 5 y transmitir las fuerzas con componentes en direccion axial entre los elementos de pared interiores y exteriores 32, 52, 33, 53, en un perfeccionamiento de la invencion se preve que el elemento de pared interior 32, 52 y el elemento de pared 33, 53 de una pieza de acoplamiento 3, 5 presenten en direccion radial secciones de pared 320, 520, 330, 530 que penetran unas en otras y que evitan un desplazamiento axial del elemento de pared exterior 33, 53 frente al elemento de pared interior 32, 52. Las secciones de pared 320, 330 que penetran unas en otras de la primera pieza de acoplamiento 3 y las secciones de pared 520, 530 que tambien penetran unas en otras de la segunda pieza de acoplamiento 5 se indican en la figura 3.

A fin de mantener la distancia entre los elementos de pared se utilizan entre el elemento de pared exterior y el elemento de pared interior 32, 33, o 52, 53, espaciadores adecuados 40 dispuestos entre los elementos de pared interiores y los elementos de pared exteriores.

La figura 4 muestra detalles de los conjuntos de valvulas 11, 13 configurados como valvulas de plato. En este caso, algunas piezas como, por ejemplo, el orificio 150 en la valvula 15 y los resortes 18, no se representan para una mayor claridad. La valvula 15 del primer conjunto de valvulas 11 y/o la valvula 17 del segundo conjunto de valvulas 13 presentan primeras superficies de obturacion 153 o 173 que se desarrollan en forma de cono. Los asientos de valvula 19, 21 tambien presentan segundas superficies de obturacion 193 o 213 en forma de cono. Como puede verse en la figura 4, en este caso el angulo de apertura 154 o 174 de la primera superficie de obturacion 153 o 173

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

es menor que el angulo de apertura 194, 214 de la correspondiente segunda superficie de obturacion 193, 213 del respectivo asiento de valvula 19 o 21.

Otra caractenstica de los conjuntos de valvulas 11, 13 consiste en que respectivamente al menos una de las superficies de obturacion conicas 153, 173 de una valvula 15, 17 y/o del correspondiente asiento de valvula 19, 21 presentan un elemento de obturacion de plastico flexible a bajas temperaturas. En el ejemplo especial representado en la figura 4 se utiliza para ello un anillo de obturacion 23 flexible a bajas temperaturas. Ademas en este ejemplo el anillo de obturacion 23 se dispone respectivamente en la valvula 15 o 17. A fin de fijar el anillo de obturacion 23 en la superficie de obturacion 153 o 173, en la superficie de obturacion 153, 173 se integra una ranura perimetral anular 230 en la que se asienta el anillo de obturacion 23.

El anillo de obturacion 23 flexible a bajas temperaturas provoca la impermeabilizacion segura incluso en caso de bajas temperaturas. Los distintos conos 154, 174 y 194, 214 de las correspondientes superficies de obturacion 153, 193 o 173, 213 provocan ademas en las superficies de obturacion una impermeabilizacion a lo largo de un anillo estrecho en forma de lmea. Sobre este anillo estrecho actuan fuerzas de apriete elevadas correspondientes. Incluso si durante el cierre se produjera una formacion de hielo en las superficies de obturacion, esta puede eliminarse por medio de la alta presion de apriete. Ademas la impermeabilizacion a traves de los distintos conos garantiza que, en caso de un incendio y de las correspondientes muy altas temperaturas en las piezas de los conjuntos de valvulas 11, 13, la impermeabilizacion no falle aunque el anillo de obturacion 23 se deteriore o incluso se rompa.

En la figura 5 se representa una aplicacion de un acoplamiento rapido 1 segun la invencion. En especial en la figura 5 se muestra un dispositivo para el transporte de un fluido entre un dispositivo de carga o descarga 80 y un vehnculo 82. En el ejemplo de realizacion de la figura 5 el vehnculo 82 es un barco 84. La aplicacion del acoplamiento segun la invencion en el ambito mantimo o especialmente en el transporte por via acuatica de lfquidos y gases tambien resulta especialmente ventajosa, dado que, por una parte, se evitan emisiones y, por otra parte, tambien una contaminacion de los fluidos transportados por mar. No obstante, el dispositivo tambien puede utilizarse de igual modo, por ejemplo, para la carga y/o descarga de vagones, camiones, asf como aeronaves. En el ejemplo representado, el dispositivo de carga o descarga 80 se dispone en tierra. Sin embargo, con un dispositivo segun la invencion tambien es posible llevar a cabo una carga o descarga de un barco a otro barco, de una plataforma de perforacion a un barco o de un barco a una baliza.

Para transportar un fluido como, por ejemplo, gas natural licuado en frio, desde el dispositivo de carga o descarga 80 al vehnculo 82 o a la inversa, se instala, entre el dispositivo de carga o descarga 80 y el vehnculo 82, una tubena 55 con un acoplamiento rapido 1, comprendiendo la tubena 55 un tubo flexible 56 en el que se coloca una de las piezas de acoplamiento 3, 5. En el ejemplo mostrado en la figura 5, la primera pieza de acoplamiento 3 se une al tubo flexible 56.

Como puede verse tambien por medio de la figura 5, el acoplamiento rapido 1 se dispone en el espacio intermedio 83 entre el dispositivo de carga o descarga 80 y el vehnculo 82. Un extremo de un dispositivo de traccion se instala en el mecanismo de bloqueo 9 y el otro extremo en el vehnculo o en la cara del dispositivo de carga o descarga 80, de manera que el dispositivo de traccion se desarrolle a lo largo del tubo flexible 56. En el ejemplo mostrado en la figura 5 se preve como dispositivo de traccion un cable o cable de traccion 56. Igualmente puede utilizarse un alambre o una cadena. Ademas aqrn uno de los extremos del dispositivo de traccion se fija en el dispositivo de carga o descarga 80. La alternativa inversa con una fijacion en el vehnculo 82 tambien es posible. En este caso, el acoplamiento rapido se dispone preferiblemente proximo al dispositivo de carga o descarga 80.

Como puede verse tambien a traves de la figura 5, la longitud del dispositivo de traccion se dimensiona de modo que en caso de una separacion del vehnculo 82 del dispositivo de carga o descarga 80, se ejerza una traccion sobre el dispositivo de traccion antes de que el tubo flexible 56 se tense como consecuencia de la separacion del vehnculo 82. Asf el mecanismo de bloqueo 9 se activa a traves del dispositivo de traccion antes de que el tubo flexible 56 se tense. Esta disposicion ofrece ventajas tecnicas de seguridad especiales. En la carga o descarga de barcos a menudo se dispoma un acoplamiento en el interior del costado en la zona de la cubierta. Esto resulta en sf ventajoso, dado que al separar el acoplamiento se limita una salida de fluido en la zona de la cubierta, no llegando, por lo tanto, los materiales peligrosos al exterior. No obstante, si se produce aqrn una separacion de emergencia, existe un riesgo considerable para el personal que trabaja en cubierta como consecuencia del tubo flexible que se suelta con la pieza de acoplamiento normalmente muy pesada unida al mismo.

Si, por el contrario, se utiliza un acoplamiento rapido segun la invencion con un dispositivo como el representado a modo de ejemplo en la figura 5, el tubo flexible 56 cae con la pesada pieza de acoplamiento 3 en el espacio intermedio 83 entre el vehnculo y el dispositivo de carga o descarga 80, es decir, en caso de un barco 84, en el agua que se encuentra entremedias. Aqrn ya no existe ningun riesgo para el personal. Al mismo tiempo, mediante el mecanismo de desacoplamiento especial tambien se evita una salida del fluido transportado al exterior, a pesar de que el acoplamiento se separe y, como consecuencia, el tubo flexible pueda caer al agua.

En el transporte de fluidos inflamables o explosivos, este dispositivo ofrece ademas la ventaja de un menor riesgo de incendio, dado que normalmente las fuentes que provocan el incendio se encuentran mas bien en o sobre el vehnculo 82 o la estacion de carga o descarga 80.

Por otra parte, en la figura 5 se representa otro perfeccionamiento de la invencion. Como puede verse por medio del dibujo esquematico, en las piezas de acoplamiento 3, 5 se colocan los manguitos o revestimientos 25, 27 que

5

10

15

20

25

30

35

40

rodean las piezas de acoplamiento 3, 5 y que en estado acoplado de las piezas de acoplamiento 3, 5 se solapan en direccion axial. Estos manguitos 25, 27 evitan que la lluvia o las salpicaduras de agua puedan llegar a las piezas de acoplamiento 3, 5 y al mecanismo de bloqueo 9. Precisamente en el transporte de fluidos criogenicos podna producirse en condiciones desfavorables una formacion de hielo. El hielo, a su vez, podna bloquear el mecanismo de bloqueo o rodear las piezas de acoplamiento 3, 5 con una capa de hielo, de manera que se dificulte el desacoplamiento de las piezas de acoplamiento 3, 5.

Lista de referencias.

1: Acoplamiento rapido

3: Primera pieza de acoplamiento

5: Segunda pieza de acoplamiento

7: Junta

9: Mecanismo de bloqueo

11: Primer conjunto de valvulas

13: Segundo conjunto de valvulas

15, 17: Valvula

18: Resorte

19, 21: Asiento de valvula

23: Anillo de obturacion flexible a temperaturas bajas

25, 27: Manguito

31, 51: Canal de fluido

32, 52: Elementos de pared interiores

33, 53: Elementos de pared exteriores

40: Espaciador

55: Tubena

56: Tubo flexible

60: Cable de traccion

80: Dispositivo de carga o descarga

82: Vehfculo

83: Espacio intermedio entre 80, 82

84: Barco

90: Elemento de giro

91: Excentrica

93, 94: Reborde

96: Elemento de apriete

97: Superficie de grna

110: Dispositivo de retencion

111: Clavija de tope

150: Orificio en 15

152: Taque

153, 173: Primeras superficies de obturacion

154, 174: Angulo de apertura de 153, 173

155: Tubo

156: Orificio en 155

193, 213 Segundas superficies de obturacion

194, 214 Angulo de apertura de 193, 213

230 Ranura

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

REIVINDICACIONES

1. Acoplamiento rapido (1) para el acoplamiento uno a otro de tubenas conductoras de fluido, que comprende

- una primera pieza de acoplamiento (3) y

- una segunda pieza de acoplamiento (5), asf como una junta (7) para la impermeabilizacion de las dos piezas de acoplamiento (3, 5) en estado acoplado la una a la otra, asf como

- un mecanismo de bloqueo (9) a fin de acoplar las dos piezas de acoplamiento (3, 5) la una a la otra de forma separable,

- presentando la primera pieza de acoplamiento (3) un primer conjunto de valvulas (11) y presentando la segunda pieza de acoplamiento (5) un segundo conjunto de valvulas (13) y presentando cada uno de los dos conjuntos de valvulas (11, 13) una valvula (15, 17) axialmente desplazable y un asiento de valvula correspondiente (19, 21), de manera que, en estado montado de la valvula (15, 17) y del asiento de valvula, el respectivo canal de fluido (31, 51) de la piezas de acoplamiento (3, 5) se impermeabilice de forma impermeable al fluido y disponiendose las valvulas (15, 17) en direccion axial unas frente a otras, presentando la valvula (15) del primer conjunto de valvulas (11) un orificio (150) en el que se sujeta de forma axialmente movil un taque (152), de modo que el taque (152) pueda moverse de una primera posicion a una segunda posicion, sobresaliendo el taque (152) de la valvula (15) del primer conjunto de valvulas (11) mas en la segunda posicion que en la primera posicion, de manera que en estado acoplado de las piezas de acoplamiento (3, 5) el taque (152) mantenga separadas las dos valvulas (15, 17) y uniendose entre sf los canales de fluido (31, 51) de las piezas de acoplamiento (3, 5) y siendo posible enclavar el taque (152) con un dispositivo de retencion (110) en la segunda posicion axial frente a la valvula (15), caracterizado por que el mecanismo de bloqueo (9) se une en su accion al dispositivo de retencion (110), de modo que, en caso de una activacion del mecanismo de bloqueo (9) para el desacoplamiento de las dos piezas de acoplamiento (3, 5) acopladas la una a la otra, la retencion del taque (152) se desbloquee incluso antes de la separacion de las piezas de acoplamiento, guiandose conjuntamente las dos valvulas (15, 17) con el respectivo asiento de valvula (19, 21) e impermeabilizando los canales de fluido (31, 51) de las piezas de acoplamiento (3, 5).
2. Acoplamiento rapido (1) segun la reivindicacion anterior, caracterizado por que las valvulas (15, 17) presentan primeras superficies de obturacion conicas (153, 173) y presentando los asientos de valvula (19, 21) segundas superficies de obturacion conicas (193, 213), siendo el angulo de apertura (154, 174) de las primeras superficies de obturacion (153, 173) menor que el angulo de apertura (194, 214) de las segundas superficies de obturacion (193, 213).
3. Acoplamiento rapido (1) segun una de las dos reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las valvulas (15, 17) presentan primeras superficies de obturacion conicas (153, 173) y presentando los asientos de valvula (19, 21) segundas superficies de obturacion conicas (193, 213), presentando respectivamente al menos una de las superficies de obturacion (153, 173) de una valvula (15, 17) y del correspondiente asiento de valvula (19, 21) un elemento de obturacion de plastico flexible a bajas temperaturas.
4. Acoplamiento rapido (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el mecanismo de bloqueo (9) comprende un mecanismo de desbloqueo que, en caso de un esfuerzo a traccion predeterminado sometido sobre un dispositivo de traccion unido al mecanismo de desbloqueo, activa el mecanismo de bloqueo (9) y separa las piezas de acoplamiento (3, 5).
5. Acoplamiento rapido (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en las piezas de acoplamiento (3, 5) se colocan manguitos (25, 27) que rodean las piezas de acoplamiento (3, 5) y que en estado acoplado de las piezas de acoplamiento (3, 5) se solapan en direccion axial.
6. Acoplamiento rapido (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las piezas de acoplamiento (3, 5) se realizan de doble pared con elementos de pared interiores (32, 52) y con elementos de pared exteriores (33, 53) que rodean a distancia los elementos de pared interiores (32, 52), uniendo de forma impermeable la junta (7) en estado acoplado los dos elementos de pared interiores (32, 52) de las piezas de acoplamiento (3, 5).
7. Acoplamiento rapido (1) segun la reivindicacion anterior, caracterizado por que el elemento de pared interior (32, 52) y el elemento de pared exterior (33, 53) de una pieza de acoplamiento (3, 5) presentan secciones de pared (320, 520, 330, 530) que penetran unas en otras en direccion radial y que evitan un desplazamiento axial del elemento de pared exterior (33, 53) frente al elemento de pared interior (32, 52).
8. Acoplamiento rapido (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el taque (152) se une en su accion al mecanismo de bloqueo (9) de manera que al acoplarse las piezas de acoplamiento (3, 5) en primer lugar se unan entre sf de forma impermeable las dos piezas de acoplamiento (3, 5) y moviendose, despues de la union impermeable, el taque (152) en direccion axial por medio del mecanismo de bloqueo, de modo que las dos valvulas (15, 17) se separen a presion y, por consiguiente, abriendo y uniendo entre sf los canales de fluido (31, 51) de las piezas de acoplamiento (3, 5).
9. Acoplamiento rapido (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las valvulas (15, 17) se acoplan respectivamente con un resorte (18), ejerciendo el resorte (18) una fuerza sobre la valvula (15, 17) axialmente en direccion al asiento de valvula (19, 21), a fin de cerrar los conjuntos de valvulas (11, 13) estando las piezas de acoplamiento (3, 5) separadas.

5
10. Dispositivo para el transporte de un fluido entre un dispositivo de carga o descarga (80) y un vehfculo (82), especialmente un barco (84), un vagon o un camion, instalandose entre el dispositivo de carga o descarga (80) y el vehuculo (82) una tubena (55) con un acoplamiento rapido (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo la tubena (55) un tubo flexible (56) en el que se coloca una de las piezas de acoplamiento (3, 5) y

10 disponiendose el acoplamiento en el espacio intermedio (83) entre el dispositivo de carga o descarga (80) y el vehfculo (82) y fijandose un extremo de un dispositivo de traccion, especialmente en forma de un cable, un alambre o una cadena, en el mecanismo de bloqueo (9) y fijandose el otro extremo en el vehfculo o en la cara del dispositivo de carga o descarga (80) y dimensionandose su longitud, de manera que en caso de separar el vehfculo del dispositivo de carga o descarga se ejerza una traccion sobre el dispositivo de traccion y se active el mecanismo de

15 bloqueo antes de que el tubo flexible (56) se tense como consecuencia de la separacion del vehfculo (82).
11. Utilizacion de un acoplamiento rapido (1) segun una de las reivindicaciones anteriores para el acoplamiento de tubenas para metano licuado en fno, especialmente gas natural licuado en fno.