JP2015517074A - フレキシブルホース用の分離可能な接続ユニット用のペタル制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】回転ペタルの効果的な回動システムを有する流体製品を移送するためのホース用の分離可能な接続ユニット用のペタル制御弁を提供する。【解決手段】完全な開位置と完全な閉位置との間を回転可能な複数のペタル（セグメント又はセクター）（６、６’；７、７’）を備えるフレキシブルホース用の接続ユニット用の制御弁（５、５’）である。そのペタル（６、７；６’、７’）は、横方向に隣接するペタル間に介装され、かつ接続ユニットの本体（１、２）の各径方向孔（７２）に挿入及び螺入されたネジ山付き位置決めネック（７１）が備えられた球状ピン（７０）によって規定される回動軸周りに回転可能である。係止キャップ（７３）が、径方向孔（７２）に螺入されて、球状ピン（７０）のネック（７１）に対して密に当接することにより、球状ピン（７０）を適切な位置に維持して、隣接するペタル（６、７；６’、７’）間の正確かつ精密な回動を可能にする。【選択図】図１５

Description

本発明は、流体製品、特に石油製品を移送するためのホース用の分離可能な接続ユニット用のペタル制御弁に関する。

石油製品の石油化学設備からの海上移送、プラットフォームからの海上移送、タンカーからタンカーへの海上移送、タンカーから陸上設備への海上移送及びそれらの逆を、フレキシブルホースと、２つの分離可能な部分から構成される接続ユニットとを用いて行うことが知られている。接続ユニットの分離可能な部分のそれぞれには、分離させると自動的に閉じて製品の海中への漏出を制限することによって海の汚染を低減する制御弁が設けられる。これらの接続ユニットは、海中に位置付けられたフレキシブルホースの部分に設置され、その主な目的は、ホース、より広く言えば接続ラインを、そのホースに過剰な引っ張り力がかかったりラインに過剰な圧力がかかったりする異常事態において保護することである。そのような異常事態としては、タンカー、より広く言えば石油設備（ＦＰＳＯ）が破壊されたり流されたりしてフレキシブルホースが引き伸ばされる場合や、荒海により限度を超えた牽引力がホースにかかる場合、ボートがホースにぶつかりそれを引きずることにより過剰な荷重がホースにかかる場合、流れの下流側の弁を急速に閉じる等の理由により、過剰な軸方向荷重及び／又は圧力増加が起こる場合等がある。

現在利用可能な接続ユニットは、上述の事態において、その接続ユニットの２つの部分が分離されると制御弁が自動的に、すなわちオペレータの制御無しに、閉じるように作られている。

ペタル型の流体制御弁も知られている。すなわち、複数の回転可能なセグメント又はセクターから構成され、それらのセグメント又はセクターが、ペタルが石油製品の流れ方向に対して実質的に平行となる開位置と、ペタルがユニットの軸方向を横断するように収束して製品の流れを完全に遮断する閉位置との間を回転するものである。開位置から閉位置への移動は、例えば、軸方向に取り外し可能な内側スリーブによりかけられる保持作用が、接続ユニットにかかる軸方向の牽引応力によって停止したときに、弾性手段の付勢によって起こる。流動ブレーキが、上流側弁の閉速度を適切に減速して、水撃作用と呼ばれる過剰な圧力を回避する。水撃作用は、弾性手段及び加圧流体の複合作用によって生じ、制御弁及び接続ユニット自体に対して破壊的な影響を及ぼし得る。ペタル制御弁は、例えば、２０１０年１２月６日付で出願された特許出願１及び特許出願２に記載されている。

前述の種類の弁においてペタルを回動させる際には問題が存在する。何故なら、回動運動は、正確で信頼できる必要があり、また、使用するピンの調整及び考えうる交換のために外部から接続ユニットを介してアクセス可能である必要があるからである。

伊国特許出願第ＭＩ２０１０Ａ００２２４７号明細書 伊国特許出願第ＭＩ２０１０Ａ００２２４８号明細書

従って、本発明の目的は、回転ペタルの効果的な回動システムを有する流体製品を移送するためのホース用の分離可能な接続ユニット用のペタル制御弁を提供することである。

上記の目的を達成する本発明の制御弁は、完全な開位置と完全な閉位置との間を回転可能な複数のペタル（セグメント又はセクター）（６、６’；７、７’）を備えたフレキシブルホース用の接続ユニット用の制御弁（５、５’）において、前記ペタル（６、７；６’、７’）が、横方向に隣接するペタル間に介装され、かつ接続ユニットの本体（１、２）の各径方向孔（７２）に挿入及び螺入されたネジ山付き位置決めネック（７１）が備えられた球状ピン（７０）によって規定される回動軸周りに回転可能であることを特徴とするものである。

本発明によれば、そのような目的は、横方向に隣接するペタル間に介装された球状ピンであって、接続ユニットの本体の各径方向孔に挿入、螺入されたネジ山付き位置決めネックが設けられた球状ピンを使用することによって達成できる。

そして、係止キャップが、径方向孔に螺入されて、球状ピンのネックに対して密に当接することにより、球状ピンを適切な位置に維持して、隣接する２つのペタル間の正確且つ精密な回動を可能にするとともにピンが設定位置から回転したり変位したりするのを防止する。

本発明に係るペタル制御弁を有するフレキシブルホース用の接続ユニットの側面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った軸方向断面図である。 制御弁が既に閉じた状態での２部分の分離プロセス中である図１の接続ユニットの軸方向断面図である。 図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った接続ユニットの断面図である。 流体製品の流れ方向における上流側の制御弁の１つの小型のペタルの例を示す斜視図である。 図５のペタルの平面図である。 図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った図６のペタルの断面図である。 図５のペタルの側面図である。 石油製品の流れ方向における上流側の制御弁の１つの大型のペタルの例を示す斜視図である。 図９のペタルの平面図である。 図９のペタルの側面図である。 図５〜８及び図９〜１１のペタルに設けられる球状ピンの収容シートの部分断面図である。 図５〜８及び図９〜１１のペタルに設けられる球状ピンの収容シートの部分断面図である。 小型のペタルが、そのペタルが属する弁の閉位置において大型のペタルにどのように重なるかを示す図である。 図１に示すＸＶ−ＸＶ線に沿ったペタルの回動点を通る接続ユニットの断面図である。 図１５に示す回動点の１つの拡大詳細図である。

本発明の特徴は、添付の図面に非限定の例として示される本発明の実施例についての以下の詳細な説明から更に明らかとなろう。

図１は、フレキシブルホース用の接続ユニットを示す。この接続ユニットは、図２において矢印Ｆで示す搬送される流体製品の流れ方向における上流側及び下流側にそれぞれ、２つの分離可能な弁部分又は弁本体１及び２を備える。

２つの部分１及び２は、バーストネジ３によって接続されている。バーストネジ３は、強い牽引応力（設定荷重以上）がかかると、分断されて２つの部分を分離可能にする。

円筒状の摺動スリーブ４（図２）が接続ユニット内部に配置されている。このスリーブは、ユニットの２つの部分が分離されたときに接続ユニットから自動的に軸方向に取り外し可能である。

円筒状スリーブ４は、石油製品の流れ方向における上流側及び下流側にそれぞれ設置された２つの回転可能なセクター弁５−５’の通常の開位置を維持する。

スリーブ４の機能及び動作モードは、例えば、本出願人により２００９年１２月４日付で出願された伊国特許出願第ＭＩ２００９Ａ００２１４６号明細書に記載されている。

それぞれの弁５−５’は、形状及び大きさの異なる２種類の連続するペタル又はセグメント６−７及び６’−７’から構成され、これらのペタル又はセグメント６−７及び６’−７’は、周方向に交互に配置されて、図２の開位置と図３及び４の閉位置との間をそれぞれの軸線８−８’周りに回転可能である。

図５〜１４は、例として、本発明に従って作られた上流側制御弁５のペタル６及び７の形状及び機能を詳細に示す。これは、下流側制御弁５’のペタル６’及び７’の形状も同様である。

大型のペタル７を図９〜１３に示す。ここで、このペタル７が略三角形状の本体５１から構成されることが分かる。本体５１には、Ｖ字状端部３１が設けられており、この端部３１の側部３２は、隣接する他のペタル７の対応する側部に対して流密に当接するようになっている。ペタル７は、湾曲端部３４をもつ横側部３３を有する。湾曲端部３４は、段部３５を備え、その段部３５上には、弁５を閉じたときに、２つの大型のペタル７間に介装された小型のペタル６の側部が載る。２つの斜め状の突起５３が、弁を閉じたときに石油製品の流れに対向する本体５１の上流側表面５６に対して重なって一体化する（又は固定点５４及び５５において拘束される）。ペタル７は、部分的に球状の回動点６１（図１３においてより詳細に示す）及び制御ヒール６２も備える。

次に、小型のペタル６を図５〜８に示す。ここで、このペタル６が略三角形状の本体５２から構成されることが分かる。本体５２には、弁５を閉じたときに２つの隣接するペタル７の湾曲端部３４と密に係合する段部３７（図８）を有する丸い端部３６と、弁５を閉じたときに２つの隣接するペタル７の横側部３３と密に係合する直線側部３８とが設けられている。２つのフィン５９が、側部３８から横方向に突出し、弁を閉じたときに隣接するペタル７の対応する突起５３を収容するようになっている湾曲凹部６０が設けられている（以下により詳細に示す）。フィン５９は、本体５２の上流側表面５７に対する固定点５８に重なって係止される。ペタル６は、部分的に球状の回動点６３（図１２においてより詳細に示す）及び制御ヒール６４も備える。

ペタル７及び６は、図１４、１５及び１６で示す球状ピン７０により、それぞれの軸線周りに回転可能であり且つ互いに対して枢支されている。球状ピン７０は、前述のペタルの部分的に球状のシート６１及び６３内に回転可能に収納される。各球状ピン７０には、接続ユニットの本体の各径方向孔７２に挿入、螺入されるネジ山付き位置決めネック７１（図１６）が設けられている。係止キャップ７３が同じ孔７２に螺入されて、球状ピン７０を正しい位置に維持するようにネック７１に対して作用する。シールガスケット７５がキャップ７３及び孔７２の横側面間に介装されて流体の回動点からの漏出を防止する。

図２及び３に示すように、ネック７１及び係止キャップ７３を有する同様の球状ピン７０が、制御弁５’のペタルに対して設けられる。

図４及び１４は、制御弁５のペタル７及び６の閉構成を示す。弁５’のペタル７’及び６’の構成も全く同様である。

個々のペタル７及び６の開位置から閉位置への移動は、２０１０年１２月６日付で出願された伊国特許出願第ＭＩ２０１０Ａ００２２４８号明細書に記載された種類の自動閉装置９によって制御される。この自動閉装置９は、伊国特許出願第ＭＩ２００９Ａ００２１４６号明細書において説明されている形態に係るスリーブ４が、弁５の内部から軸方向に引き出されることによって、弁自体の回転可能なペタル６及び７の保持作用を停止したときに、コイルバネ１７の付勢によってヒール６２及び６４に対して作用する。

弁５のペタル７及び６の閉移動は、螺旋状の外側溝を有する流速調節カートリッジ２１が挿入されたリーケージパイプ１９を介した、粘性型の制動流体の収容チャンバ１８からバネ１７の収容チャンバ１４へのその流体の制御された漏出によって制動される。

制動流体の漏出速度は、弁５の個々のペタルの異なる回転速度、ひいては異なる閉速度を決めるように、溝が異ならせて設けられたカートリッジ２１を用いて調節される。より具体的には、大型のペタル７の閉速度が小型のペタル６の閉速度よりも速くなるように設定され、その結果、小型のペタル６が、隣接するペタル７の縁部に重なり部分的にその上に載るようになっている。これによって、図４の閉構成が達成される。これにより、制御弁５を閉じるときに製品の放出を最大限制限する閉鎖が実現でき、これによって、石油製品の水撃作用によって生じる圧力ピークを許容可能なレベルまで制限できる。

小型のペタル６のフィン５９が、大型のペタル７が先に閉じるのを防止し、それらの凹部６０内にペタル７の突起５３を収容するときに図１４に示すような密閉位置へのペタルの正確な載置を可能にする。

流体の流れ方向における下流側の制御弁５’のペタル６’−７’にもペタル６−７のフィン５９及び突起５３と同様のフィン及び突起が同様に設けられ、伊国特許出願第ＭＩ２０１０Ａ００２２４８号明細書に記載された自動閉装置が設けられる。適切なバネによってこの自動閉装置がペタル６’及び７’のヒールに作用して、スリーブ４が引き出されたときにペタル６’及び７’の回転及び自動閉弁を決める（図３）。ここで制動効果は接合部分２内部の加圧流体によって決められる。

流れが一方向のユニットの場合、下流側の弁には、制動システムを設けずに、バネにより付勢される自動閉装置のみを設けてもよい。

５、５’ 制御弁
６、６’ ペタル
７、７’ ペタル
３１ 端部
３３ 直線横側部
３４ 湾曲部
３５ 段部
３６ 端部
３８ 直線横側部
７０ 球状ピン
７１ ネック
７２ 径方向孔
７３ 係止キャップ
７５ シールガスケット

Claims (5)

1. 完全な開位置と完全な閉位置との間を回転可能な複数のペタル（セグメント又はセクター）（６、６’；７、７’）を備えたフレキシブルホース用の接続ユニット用の制御弁（５、５’）において、
   前記ペタル（６、７；６’、７’）が、横方向に隣接するペタル間に介装され、かつ接続ユニットの本体（１、２）の各径方向孔（７２）に挿入及び螺入されたネジ山付き位置決めネック（７１）が備えられた球状ピン（７０）によって規定される回動軸周りに回転可能であることを特徴とする制御弁。
2. 係止キャップ（７３）が、前記径方向孔（７２）に螺入されて、球状ピン（７０）の前記ネック（７１）に対して密に当接することにより、前記球状ピン（７０）を適切な位置に維持して、隣接する２つの前記ペタル（６、７；６’、７’）間の正確かつ精密な回動を可能にする請求項１に記載の制御弁。
3. 前記係止キャップ（７３）と前記径方向孔（７２）との間に挿入されたシールガスケット（７５）を備えた請求項２に記載の制御弁。
4. 前記ペタル（６、７；６’、７’）が、前記球状ピン（７０）を収容するための部分的に球状のシート（６１、６３）を備えている請求項２に記載の制御弁。
5. 大型のペタル（７、７’）が、その端部（３１）の側部（３２）が他の大型のペタル（７、７’）の対応する側部に対して流密に当接するようになってＶ字状端部（３１）を有するとともに、
   弁（５、５’）が閉じられたときに、２つの大型のペタル（７、７’）間に介装された小型のペタル（６、６’）の側部が載る段部（３５）を含む湾曲端部（３４）をもつ横側部（３３）も有しており、
   小型のペタル（６、６’）が、弁（５、５’）が閉じられたときに、２つの隣接するペタル（７９）の湾曲端部（３４）と密に係合する段部（３７）をもつ丸い端部（３６）と、
   弁（５、５’）が閉じられたときに、２つの隣接するペタル（７、７’）の横側部（３３）と密に係合しする段部（３７）に連なる直線側部（３８）と、を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御弁。

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