JP2015520831A - フレキシブルホース用の分離可能な接続ユニット用の形状及び大きさが異なりかつ閉速度が異なる複数対のペタルを有する制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブルホース用の接続ユニット用の制御弁において、ペタルの接近が設計プロセス中に想定したように常に正確となるのを確実にする。【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形状及び大きさが異なり接続ユニットの外周に沿って交互に配置された複数対のペタル（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’）である。小型のペタル（６、６’）は、それぞれの横方向縁部の接触位置に達するまで、大型のペタル（７、７’）よりもゆっくりと閉じるように制御され、その上流側表面（５７）に横方向に突出する一対のフィン（５９）は、大型のペタル（７、７’）の上流側表面（５６）上に載ることで、大型のペタル（７、７’）が先に閉じるとともに、大型のペタル（７、７’）の上流側表面（５６）の一対の突起（５３）は、ペタル（６、６’；７、７’）の閉移動の終了時に、密な閉位置において隣接するペタル（６、６’；７、７’）が正確にかつ安定して連結するようにフィン（４９）の対向面の対応する凹部（６０）に挿入される。【選択図】図４

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。

特定のペタル制御弁が、２０１０年１２月６日付で出願された特許文献１に記載されている。このペタル制御弁は、接続ユニットの外周に沿って交互に対をなして配置される形状及び大きさの異なる回転可能なペタル（又はセグメント、セクター）を備え、流体の流れ方向における上流側の制御弁に使用される場合には、小型のセクターが大型のセクターよりもゆっくり閉じるように制御される。

これにより、ペタルの形状及び大きさを適切に選択しかつ流動ブレーキを適切に調節することによって、閉プロセス中の水撃作用及び対応する設備に対する悪影響を回避できる。

設計プロセス時に最大限の注意を払っても、石油製品の流れに関連する様々な理由や不適切なメンテナンス等の原因により、同一の弁において１つ以上の小型のペタルが大型のペタルよりも速く閉じてしまう場合がある。これが起こると、隣接するペタルの接近不良が生じ、制御弁の要求される密閉性が確保できなくなる。

伊国特許出願第ＭＩ２０１０Ａ００２２４８号明細書

本発明の目的は、小型のペタルが大型のペタルよりも先に閉位置に接近するのを防止することにより上述の欠点を回避することによって、ペタルの接近が設計プロセス中に想定したように常に正確となるのを確実にすることである。

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、前記複数の回転可能なペタル（６、６’；７、７’）は、接続ユニットの外周に沿って交互に配置された形状及び大きさが互いに異なる複数対のペタル（６、６’；７、７’）から構成されるとともに、それぞれの横方向縁部の接触位置に達するまで、小型のペタル（６、６’）が大型のペタル（７、７’）よりもゆっくりと閉じるように制御され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’）において、小型のペタル（６、６’）の上流側表面（５７）には、その表面から横方向に突出する一対のフィン（５９）が、大型のペタル（７、７’）が小型のペタル（６、６’）よりも先に閉じさせるために、大型のペタル（７、７’）の上流側表面（５６）上に載るように設けられているとともに、大型のペタル（７、７’）の上流側表面（５６）には、一対の突起（５３）が、ペタル（６、６’；７、７’）の閉移動の終了時に、密な閉位置において隣接するペタル（６、６’；７、７’）を正確にかつ安定して連結するためのフィン（４９）の対向する面の対応する凹部（６０）に挿入されるように設けられてい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、小型のペタルの（製品の流れにおける）上流側表面に、その表面から横方向に突出する一対のフィンを設け、それら一対のフィンが、大型のペタルの上流側表面上に載ることにより小型のペタルよりも先に大型のペタルが閉じるように強制するようになっており、大型のペタルの上流側表面に、一対の突起を設け、それら一対の突起が、密閉位置において隣接するペタルが正確にかつ安定して連結するようにペタルの閉移動の終了時にフィンの対向面の対応する凹部に挿入されるようになっている構成によって達成できる。

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。 突起の１つを図９〜１１のペタルの表面に固定するプロセスの詳細拡大図である。 図１２に示すＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った詳細断面図である。 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。

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。

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に対する固定点５４及び５５に重なって拘束される。ペタル７は、回動点６１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つの隣接するセクター７の湾曲部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、弁を閉じたときに石油製品の流れに対向する本体５２の上流側表面５７に対する固定点５８に重なって拘束される。ペタル６は、回動点６３及び制御ヒール６４も備える。

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。

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。

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。

流体製品の流れ方向における下流側の制御弁５’のペタル６’−７’にも同様に、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設けられ、また、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
５３ 突起
５６ 上流側表面
５７ 上流側表面
５９ フィン
６０ 凹部

Claims (2)

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、前記複数の回転可能なペタル（６、６’；７、７’）は、接続ユニットの外周に沿って交互に配置された形状及び大きさが互いに異なる複数対のペタル（６、６’；７、７’）から構成されるとともに、それぞれの横方向縁部の接触位置に達するまで、小型のペタル（６、６’）が大型のペタル（７、７’）よりもゆっくりと閉じるように制御され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’）において、
   小型のペタル（６、６’）の上流側表面（５７）には、その表面から横方向に突出する一対のフィン（５９）が、大型のペタル（７、７’）が小型のペタル（６、６’）よりも先に閉じさせるために、大型のペタル（７、７’）の上流側表面（５６）上に載るように設けられているとともに、大型のペタル（７、７’）の上流側表面（５６）には、一対の突起（５３）が、ペタル（６、６’；７、７’）の閉移動の終了時に、密な閉位置において隣接するペタル（６、６’；７、７’）を正確にかつ安定して連結するためのフィン（４９）の対向する面の対応する凹部（６０）に挿入されるように設けられていることを特徴とする制御弁。
2. 大型のペタル（７、７’）が、側部（３２）が隣接する他の大型のペタル（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いるＶ字状端部（３１）を有し、
   また、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）を備えた湾曲端部（３４）をもつ横側部（３３）も有するとともに、
   前記小型のペタル（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（７、７’）の湾曲端部（３４）と密に係合する段部（３７）を有する丸い端部（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）と密に係合する段部（３７）に連なる直線側部（３８）とを有する請求項１に記載の制御弁。

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