WO2022096044A1 - Notlöseeinrichtung für eine fluidleitung - Google Patents

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WO2022096044A1
WO2022096044A1 PCT/DE2020/200096 DE2020200096W WO2022096044A1 WO 2022096044 A1 WO2022096044 A1 WO 2022096044A1 DE 2020200096 W DE2020200096 W DE 2020200096W WO 2022096044 A1 WO2022096044 A1 WO 2022096044A1
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WO
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shut
emergency release
valve
release device
sub
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/200096
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Oliver Glinka
Christian HOPFENSITZ
Matthias THEER
Martin DICKE-KÜNITZ
Original Assignee
Koz Loading Solutions
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/10—Means for stopping flow from or in pipes or hoses
    • F16L55/1022—Fluid cut-off devices automatically actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/24—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of pipe-lines

Definitions

  • the invention relates to an emergency release device for a fluid line.
  • An emergency release device with the features according to the preamble of patent claim 1 is known from the international patent application WO 2020/056351 A1.
  • the patent application describes an emergency release device with two sub-modules, a clamping device that holds the two sub-modules together when closed and enables the sub-modules to be separated when open, and an actuating device arranged on one of the sub-modules with a hydraulic drive that can be moved linearly in a cylinder Has piston rod and moves after triggering the piston rod and thereby first closes the shut-off valves and then opens the clamping device fnet.
  • the invention is based on the object of specifying an emergency release device that has a compact structure and is particularly functionally reliable.
  • the actuating device is designed in such a way that the piston rod is pushed out of the cylinder at least in sections after the triggering of the hydraulic drive, the piston rod is connected via a gear to a toothed rack, which is coupled to the shut-off valve of the first sub-module and the shut-off valve of the second sub-module before the hydraulic drive is actuated and extends across the interface level between the sub-modules, and the gear converts the pushing movement of the piston rod into a pulling movement of the rack converts and by pushing the piston rod out of the cylinder, the section of the rack cooperating with the second submodule is pulled in the direction of the first submodule.
  • a significant advantage of the emergency release device is the conversion of a sliding movement of the piston rod into a pulling movement of the toothed rack provided according to the invention: the triggering of the emergency release device by a sliding movement of the piston rod ensures that the piston rod in the cylinder of the hydraulic drive is protected from environmental influences such as dirt or icing is protected as best as possible, so that a failure of the drive is very unlikely;
  • the rack can be completely or at least essentially spatially separated from the second sub-module after the hydraulic drive has been triggered, which means that the rack and the second sub-module can collide after the separation, for example by oscillating the submodules relative to each other, is avoided or the risk of damage to parts is at least reduced.
  • the toothed rack and the piston rod are preferably arranged at an angle to one another with a view to a compact construction. They preferably have an angle between 70 and 110 degrees.
  • the toothed rack is arranged at an angle to the interface plane, the angle between the toothed rack and the surface normal of the interface plane being between 0.5 and 5 degrees.
  • the transmission preferably comprises a pivotable lever, a rotatable intermediate wheel and a first shut-off wheel, which is connected to the shut-off valve of the first submodule.
  • the lever is preferably coupled to the piston rod by means of a first lever end and is pivoted during its movement.
  • a second lever end of the lever is preferably equipped with teeth.
  • the toothing of the second end of the lever engages with the intermediate wheel and rotates it when the lever is pivoted.
  • the intermediate wheel is preferably in engagement with the shut-off wheel and, in the event of a rotation, rotates it, thereby adjusting the shut-off valve of the first submodule.
  • the locking wheel is also preferably in engagement with the toothed rack and displaces it in the event of rotation.
  • the transmission has a further intermediate wheel in addition to the intermediate wheel mentioned, the axes of rotation of the two intermediate wheels are arranged in parallel, the toothing of the second lever end also with the another intermediate wheel is in engagement and when the lever is pivoted, the other intermediate wheel also rotates and the two intermediate wheels are each in engagement with the shut-off wheel and rotate this together when they rotate, thereby adjusting the shut-off valve of the first submodule together.
  • the toothed rack is preferably also in engagement with a second shut-off wheel, which is connected to the shut-off valve of the second sub-module, rotates the second shut-off wheel during a movement and thereby adjusts the shut-off valve of the second sub-module.
  • the first shut-off wheel and the shut-off valve of the first submodule are preferably non-rotatably connected via a first shear pin; the first shear pin is preferably sheared off as soon as the shut-off valve closes and reaches its closed position.
  • the second shut-off wheel and the shut-off valve of the second submodule are preferably rotationally connected via a second shear pin; the second shear pin is preferably sheared off as soon as the shut-off valve closes and reaches its closed position.
  • the toothed rack is preferably dimensioned in such a way that when the piston rod is pushed out of the cylinder, the first and second shear pins are sheared off before the clamp device is opened. This configuration ensures that the shut-off valves are closed when the clamping device is released.
  • a valve element of the shutoff valve of the first submodule is preferably pivotable about a first pivot axis and a valve element of the shutoff valve of the second submodule is preferably pivotable about a second pivot axis arranged parallel to the first pivot axis.
  • the two pivot axes preferably do not lie one above the other, but are offset from one another.
  • the two pivot axes projected into the interface plane along the surface normal of the interface plane preferably pass through the centroid of the flow cross-sectional area at the same distance, with the centroid lying between the two pivot axes.
  • the opposing offset between the pivot axes is preferably adapted to the angular arrangement of the toothed rack, namely in such a way that:
  • 2-V/ Z tan a
  • a is the angle between the longitudinal axis of the rack and the surface normal of the interface plane
  • 2-V is the distance between the pivot axes projected along the surface normal of the interface plane into the interface plane
  • Z is the distance between the pivot axes - seen along the surface normal of the interface plane - denoted.
  • the clamping device it is considered advantageous if it has a dead center lever, a fork head that rotatably holds the dead center lever, and a closure plate with a recess.
  • a dead center cam of the dead center lever is supported in the recess of the closure plate and if there is a pivoting force that pushes the fork head away from the closure plate, the dead center lever is rotated and the dead center cam is past its dead center is also rotated, whereby the clamping device is compressed at the dead center of the dead center cam while storing mechanical energy and is abruptly opened by means of the mechanical energy as soon as the dead center cam passes the dead center.
  • the dead center lever preferably has a shape that is compatible with an open-end wrench.
  • the dead center lever has two parallel surfaces which allow an open-end wrench or a torque wrench to be used to turn the dead center lever.
  • a knee joint is present, which is activated by a stop on the rack when the section of the toothed rack interacting with the second submodule is moved, thereby generating a mechanical pivoting force by which the clamping device is opened will open .
  • the knee joint is particularly preferably one that is activated by a stop on the rack when the section of the rack interacting with the second submodule is moved, thereby generating a mechanical pivoting force that pushes the fork head of the clamping device radially outwards, the dead center cam over the Dead center rotates and triggers the opening of the clamping device.
  • the toothing of the pivotable lever consists of a first material
  • the intermediate wheel consists of a second material, which differs from the material of the toothing
  • the shut-off wheel which is connected to the shut-off valve of the first submodule in connection is made of a different material than the idler wheel
  • the rack is made of a different material than each of the two shut-off wheels.
  • the toothing of the pivotable lever is preferably made of a first material
  • the intermediate wheel is made of a second material
  • the locking wheels are made of the first material
  • the toothed rack is made of the second material.
  • the first material is preferably high-grade steel and the second material is aluminum-bronze or, conversely, the first material is aluminum-bronze and the second material is high-grade steel.
  • adjustment means which are suitable for adjusting the two submodules relative to one another when the submodules are assembled, are releasably attached to at least one of the submodules.
  • Such an embodiment ensures that the adjustment means are readily available when they are present or available when the emergency release device is used later, for example in a port or at another loading point. be available .
  • the axis of the pivotable lever of the transmission is—in view of the forces that occur—preferably mechanically supported by two external support plates that enclose the lever between them.
  • the emergency release device can be used for any fluid lines or any fluids are used, ie liquids or gases, in particular petrochemical Stof fe such as petroleum.
  • FIG. 13 shows a variant of the emergency release device according to FIGS. 1 to 12, and
  • FIG. 14 shows a preferred arrangement of pivot axes in the shut-off valves of the emergency release devices according to FIGS. 1 to 12 and 13.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of an emergency release device 10 according to the invention for a fluid line 11 .
  • the fluid line 11 can be used for conducting any fluids, ie liquids or gases, in particular for conducting petrochemical substances such as, for example, petroleum.
  • the emergency release device 10 comprises a first sub-module 20, which is at the top in FIG. 1 and is equipped with an adjustable shut-off valve 21 (see FIG. 5).
  • the shut-off valve 21 can comprise a pivotable valve flap as the valve element 22 , as is shown by way of example in FIGS. 5 and 12 .
  • the shut-off valve 21 of the first sub-module 20 prevents fluid flow through the first sub-module 20 in its closed position and allows fluid flow in its open position.
  • the emergency release device 10 also includes a second, in the figure 1 lower sub-module 30, which - just like the first sub-module 20 - with an adjustable shut-off valve 31 from- is allowed .
  • the shut-off valve 31 of the second submodule 30 can also comprise a pivotable valve flap as the valve element 32, as is shown in FIGS. 5 and 12 by way of example. In its closed position, the shut-off valve 31 of the second sub-module 30 prevents a flow of fluid through the second sub-module 30 and allows it in its open position.
  • shut-off valves 21 and 31 can have pivotable valve flaps as valve elements; alternatively, the shut-off valves can also be designed in the form of shut-off elements such as ball valves or ball cocks.
  • the emergency release device 10 also has a clamping device 40 which, when closed, holds the two submodules 20 and 30 together and, when open, enables the submodules 20 and 30 to be separated.
  • an actuating device 50 with a hydraulic drive 51 is arranged on the first submodule 20 , which has a piston rod 53 that can be moved linearly in a cylinder 52 .
  • the piston rod 53 is accommodated in the cylinder 52 and is thus protected from environmental influences such as dirt or icing.
  • the piston rod 53 is moved out of the cylinder 52, as a result of which the shut-off valves 21 and 31 are first closed and only then is the clamping device 40 opened.
  • the piston rod 53 is connected via a gear
  • the gear 60 converts the pushing movement SB of the piston rod 53 into a pulling movement ZB of the toothed rack 61, so that by pushing the piston rod 53 out of the cylinder 52, the section of the toothed rack 61 that interacts with the second submodule 30 is pulled in the direction of the first submodule 20.
  • the section of the toothed rack 61 that interacts with the second submodule 30 before the clamping device 40 is opened is completely separated from the second submodule 30 and completely passes through the interface level SSE.
  • FIG. 2 shows the first sub-module 20 after the toothed rack 61 has completely passed the interface level SSE and thus no longer collides with or collides with the second sub-module 30 (see FIG. 3). can collide.
  • the valve elements 22 and 32 (see FIGS. 5, 12 and 14) of the two submodules 20 and 30 can each be pivoted about their own pivot axis SA1 and SA2.
  • the pivot axes SA1 and SA2 are arranged parallel to one another, but they are - viewed along the surface normal N of the interface plane SSE - not one above the other, but offset from one another, whereby they are through the centroid of the area FSP of the flow cross-sectional area A running surface normal N are separated. This arrangement of the pivot axes SA1 and SA2 ensures that the valve elements 22 and 32 close automatically when the fluid flows, unless they are intentionally kept open.
  • the longitudinal axis L of the toothed rack 61 and the longitudinal axis LK of the piston rod 53 are preferably likewise arranged at an angle to one another—with a view to a compact design.
  • the angle ⁇ (cf. FIG. 2) between these is preferably between 70 and 110 degrees.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 12 provides that the transmission 60 has a pivotable lever 62, a rotatable intermediate wheel 63 and a first shut-off wheel 64, which is connected to the shut-off valve 21 of the first submodule 20. includes .
  • a first lever end 62a of the lever 62 is coupled to the piston rod 53 via a hinge and is pivoted during its movement.
  • a second lever end 62b of the lever 62 is equipped with teeth 62c which mesh with the intermediate wheel 63 and rotate it when the lever 62 pivots.
  • the intermediate wheel 63 in turn is in engagement with the shut-off wheel 64 and rotates it in the event of a rotation and thereby pivots the valve element 22 of the shut-off valve 21 of the first submodule 20 .
  • the ratchet wheel 64 also meshes with the rack 61 and displaces it in the event of rotation.
  • the toothed rack 61 Before the hydraulic drive 51 is triggered, the toothed rack 61 is also in engagement with a second shut-off wheel 65 which is connected to the shut-off valve 31 of the second submodule 30 .
  • the toothed rack 61 rotates when moved tion the second shut-off wheel 65 and thereby pivots the valve element 32 of the shut-off valve 31 of the second submodule 30 .
  • FIGS 1 to 3 also show that the first shut-off wheel 64 and the shut-off valve 21 of the first sub-module
  • the first shear pin 66 is sheared off as soon as the valve element 22 reaches its closed end position when the shut-off valve 21 is closed.
  • the second shut-off wheel 65 and the shut-off valve 31 of the second sub-module 30 are rotationally connected via a second shear pin 67; the second shear pin 67 is sheared off as soon as the valve element 32 reaches its closed end position when the shut-off valve 31 is closed.
  • the shear pins 66 and 67 make it possible for the shut-off wheels 64 and 65 to be able to continue rotating when the shut-off valves 21 and 31 are closed and assume their end position, and further movement of the toothed rack 61 in the direction of the first submodule 20 remains possible or is not blocked by the check valves 21 and 31.
  • the toothed rack 61 is dimensioned such that when the piston rod 53 is pushed out of the cylinder 52 before the clamping device 40 is opened, the first and second shear pins 66 and 67, ie the two shut-off valves, are sheared off
  • FIG. 5 shows the structure of the clamping device 40 in more detail.
  • the stapling device 40 comprises clamping jaws 41, which are supported by a dead center lever 42, a clevis 43, the dead center lever 42 rotatably , and a closure plate 44 having a recess 45 onto which submodules 20 and 30 are pressed .
  • a dead center cam 42a of the dead center lever 42 is supported in the recess 45 of the closure plate 44.
  • the dead center lever 42 is rotated counterclockwise, i.e. in Figure 6 along the direction of the arrow P2, whereby the dead center cam 42a is rotated past its dead center TP.
  • the clamping device 40 is compressed even further than in the initial state while storing mechanical energy;
  • the clamping device 40 is suddenly opened by means of the stored mechanical energy as soon as the dead center cam 42a passes the dead center TP.
  • the dead center lever 42 has a shape that is compatible with a fork wrench, as shown by way of example in FIG.
  • the dead center lever 42 has two parallel surfaces that allow the application of an open-end wrench or torque wrench to turn the dead center lever 42; the shape shown makes it possible to close the clamping device 40 with the open-end wrench or torque wrench.
  • the clamping device 40 can be closed again using simple means, and a torque wrench can be used to secure the submodules 20 and 30 or for problem-free opening of the Clamping device 40 required closing force can be checked.
  • the toggle joint 46 comprises two toggle levers 46a and 46b, which are connected to one another in an articulated manner via a bolt 46c.
  • the bolt 46c is moved by the stop 61a of the rack 61 when activated along the longitudinal direction of the rack 61, whereby the two toggle levers 46a and 46b perpendicular to the longitudinal direction of the rack 61 are pushed apart and thereby generate the pivoting force PI.
  • the knee joint 46 pushes the fork head 43 away from the clamping device 40, thereby turning the dead center cam 42a past the dead center TP and thus triggering the opening of the clamping device 40.
  • the axis of rotation D62 of the pivotable lever 62 of the gear 60 is preferably mechanically supported by two external support plates 70 which enclose the lever 62 between them; this is shown by way of example in FIG.
  • adjustment means 80 are preferably provided, as shown in FIGS. 10 and 11, which are suitable for adjusting the two submodules 20 and 30 relative to one another; in the exemplary embodiment according to FIGS. 10 and 11, these are detachably fastened to both submodules 20 and 30.
  • the adjustment means 80 are used here for axial alignment, and the rotary fine adjustment can be made via the stops 81, which are each attached to the submodules 20 and 30, by means of the adjustment screw 82.
  • FIG. 13 shows another preferred embodiment of the transmission 60 .
  • the transmission 60 has a further intermediate wheel 63a in addition to the intermediate wheel 63.
  • the axes of rotation of the two intermediate wheels 63 and 63a are arranged in parallel and the teeth 62c of the second end of the lever are in direct engagement with the two intermediate wheels 63 and 63a.
  • both intermediate wheels 63 and 63a are rotated synchronously.
  • the two intermediate wheels 63 and 63a each mesh with the shut-off wheel 64 and rotate it together when they rotate, whereby they jointly adjust the shut-off valve 21 of the first submodule 20 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine Notlöseeinrichtung (10) mit einem ersten und zweiten Submodul (20, 30), einer Klammereinrichtung (40), die im geschlossenen Zustand die zwei Submodule (20, 30) zusammenhält und im geöffneten Zustand die Trennung der Submodule (20, 30) ermöglicht, und einer Betätigungseinrichtung (50). Erfindungsgemäß ist unter anderem vorgesehen, dass eine Kolbenstange (53) eines Hydraulikantriebs der Betätigungseinrichtung (50) zumindest abschnittsweise aus einem Zylinder (52) herausgeschoben wird, die Kolbenstange (53) über ein Getriebe (60) mit einer Zahnstange (61) in Verbindung steht, die sich vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs (51) über die Schnittstellenebene (SSE) zwischen den Submodulen (20, 30) hinübererstreckt, und das Getriebe (60) die Schiebebewegung (SB) der Kolbenstange (53) in eine Zugbewegung (ZB) der20 Zahnstange (61) wandelt und durch das Herausschieben der Kolbenstange (53) aus dem Zylinder (52) der mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange (61) in Richtung des ersten Submoduls (20) gezogen wird.

Description

Beschreibung
Notlöseeinrichtung für eine Fluidleitung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Notlöseeinrichtung für eine Fluidleitung .
Eine Notlöseeinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegri f f des Patentanspruchs 1 ist aus der internationalen Patentanmeldung WO 2020/ 056351 Al bekannt . Die Patentanmeldung beschreibt eine Notlöseeinrichtung mit zwei Submodulen, einer Klammereinrichtung, die im geschlossenen Zustand die zwei Submodule zusammenhält und im geöf fneten Zustand die Trennung der Submodule ermöglicht , und einer an einem der Submodule angeordneten Betätigungseinrichtung mit einem Hydraulikantrieb, der eine in einem Zylinder linear verfahrbare Kolbenstange aufweist und nach einem Auslösen die Kolbenstange bewegt und dadurch zunächst die Absperrventile schließt und anschließend die Klammereinrichtung öf fnet .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Notlöseeinrichtung anzugeben, die einen kompakten Aufbau aufweist und besonders funktionssicher ist .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Notlöseeinrich- tung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Notlöseeinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben .
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung derart ausgebildet ist , dass die Kolbenstange nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs zumindest abschnittsweise aus dem Zylinder herausgeschoben wird, die Kolbenstange über ein Getriebe mit einer Zahnstange in Verbindung steht , die vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs mit dem Absperrventil des ersten Submoduls und dem Absperrventil des zweiten Submoduls gekoppelt ist und sich über die Schnittstellenebene zwischen den Submodulen hinübererstreckt , und das Getriebe die Schiebebewegung der Kolbenstange in eine Zugbewegung der Zahnstange wandelt und durch das Herausschieben der Kolbenstange aus dem Zylinder der mit dem zweiten Submodul zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange in Richtung des ersten Submoduls gezogen wird .
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Notlöseeinrichtung besteht in der erfindungsgemäß vorgesehenen Umwandlung einer Schiebebewegung der Kolbenstange in eine Zugbewegung der Zahnstange : Das Auslösen der Notlöseeinrichtung durch eine Schiebebewegung der Kolbenstange stellt sicher, dass die Kolbenstange vor dem Auslösen in dem Zylinder des Hydraulikantriebs vor Umwelteinflüssen wie Verschmutzung oder Vereisung bestmöglich geschützt ist , sodass ein Versagen des Antriebs sehr unwahrscheinlich ist ; durch das nachfolgende Umwandeln der Schiebebewegung in die Zugbewegung lässt sich erreichen, dass die Zahnstange nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs ganz oder zumindest im Wesentlichen räumlich von dem zweiten Submodul getrennt wird, wodurch nach der Trennung ein Zusammenstößen von Zahnstange und zweitem Submodul , beispielsweise durch ein Pendeln der Submodule relativ zueinander, vermieden wird oder die Gefahr einer Beschädigung von Teilen zumindest reduziert wird .
Vorteilhaft ist es , wenn die Übersetzung des Getriebes und die Länge der Zahnstange derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Herausschieben der Kolbenstange aus dem Zylinder der vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung mit dem zweiten Submodul zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange von dem zweiten Submodul vollständig getrennt wird und die Schnittstellenebene vollständig passiert . Bei einer solchen Ausgestaltung lässt sich erreichen, dass die Zahnstange nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs vollständig von dem zweiten Submodul getrennt bleibt , wodurch ein Zusammenstößen von Zahnstange und zweitem Submodul , beispielsweise durch ein Pendeln der Submodule relativ zueinander, sicher vermieden wird .
Die Zahnstange und die Kolbenstange sind mit Blick auf einen kompakten Aufbau vorzugsweise winklig zueinander angeordnet . Bevorzugt weisen sie einen Winkel untereinander zwischen 70 und 110 Grad auf .
Auch ist es vorteilhaft , wenn die Zahnstange winklig zur Schnittstellenebene angeordnet ist , wobei der Winkel zwischen der Zahnstange und der Flächennormalen der Schnittstellenebene zwischen 0 , 5 und 5 Grad beträgt .
Das Getriebe umfasst vorzugsweise einen verschwenkbaren Hebel , ein drehbares Zwischenrad und ein erstes Absperrrad, das mit dem Absperrventil des ersten Submoduls in Verbindung steht .
Der Hebel ist vorzugsweise mittels eines ersten Hebelendes mit der Kolbenstange gekoppelt und wird bei deren Bewegung verschwenkt . Ein zweites Hebelende des Hebels ist vorzugsweise mit einer Verzahnung ausgestattet .
Vorteilhaft ist es , wenn die Verzahnung des zweiten Hebelendes mit dem Zwischenrad in Eingri f f steht und dieses bei einem Schwenken des Hebels dreht . Das Zwischenrad steht vorzugsweise mit dem Absperrrad in Eingri f f und dreht dieses im Falle einer Drehung mit und verstellt dadurch das Absperrventil des ersten Submoduls .
Vorzugsweise steht das Absperrrad außerdem mit der Zahnstange in Eingri f f und verschiebt diese im Falle einer Drehung .
Mit Blick auf die großen Kräfte , die beim Öf fnen der Notlöseeinrichtung benötigt werden, ist es vorteilhaft , wenn das Getriebe zusätzlich zu dem genannten Zwischenrad ein weiteres Zwischenrad aufweist , die Drehachsen der beiden Zwischenräder parallel angeordnet sind, die Verzahnung des zweiten Hebelendes auch mit dem weiteren Zwischenrad in Eingri f f steht und bei einem Schwenken des Hebels auch das weitere Zwischenrad dreht und die beiden Zwischenräder j eweils mit dem Absperrrad in Eingri f f stehen und dieses im Falle ihrer Drehung gemeinsam mitdrehen und dadurch das Absperrventil des ersten Submoduls gemeinsam verstellen .
Die Zahnstange steht vorzugsweise außerdem mit einem zweiten Absperrrad, das mit dem Absperrventil des zweiten Submoduls in Verbindung steht , in Eingri f f , dreht bei einer Bewegung das zweite Absperrrad und verstellt dadurch das Absperrventil des zweiten Submoduls .
Das erste Absperrrad und das Absperrventil des ersten Submoduls sind vorzugsweise über einen ersten Scherpin drehfest verbunden; der erste Scherpin wird vorzugsweise abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils dieses seine geschlossene Stellung erreicht . Das zweite Absperrrad und das Absperrventil des zweiten Submoduls sind vorzugsweise über einen zweiten Scherpin drehtest verbunden; der zweite Scherpin wird vorzugsweise abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils dieses seine geschlossene Stellung erreicht .
Die Zahnstange ist vorzugsweise derart bemessen, dass beim Herausschieben der Kolbenstange aus dem Zylinder noch vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung der erste und zweite Scherpin abgeschert werden . Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Absperrventile geschlossen sind, wenn die Klammereinrichtung gelöst wird .
Ein Ventilelement des Absperrventils des ersten Submoduls ist vorzugsweise um eine erste Schwenkachse verschwenkbar und ein Ventilelement des Absperrventils des zweiten Submoduls ist vorzugsweise um eine zweite Schwenkachse , die parallel zu der ersten Schwenkachse angeordnet ist , verschwenkbar .
Die zwei Schwenkachsen liegen - betrachtet entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene - vorzugsweise nicht übereinander, sondern sind versetzt zueinander .
Auch ist es von Vorteil , wenn die zwei Schwenkachsen - betrachtet entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene - durch die durch den Flächenschwerpunkt der Durchflussquerschnitts fläche verlaufende Flächennormale getrennt sind .
Die beiden, entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene in die Schnittstellenebene proj i zierten Schwenkachsen passieren den Flächenschwerpunkt der Durchflussquerschnittsfläche vorzugsweise mit demselben Abstand, wobei der Flächenschwerpunkt zwischen den beiden Schwenkachsen liegt . Der gegenläufige Versatz zwischen den Schwenkachsen ist bevorzugt an die winklige Anordnung der Zahnstange angepasst , nämlich derart , dass gilt :
2-V/ Z = tan a wobei a den Winkel zwischen der Längsachse der Zahnstange und der Flächennormalen der Schnittstellenebene , 2-V den Abstand zwischen den entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene in die Schnittstellenebene proj i zierten Schwenkachsen und Z den Abstand zwischen den Schwenkachsen - entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene gesehen - bezeichnet .
Bezüglich der Klammereinrichtung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese einen Totpunkthebel , einen Gabelkopf , der den Totpunkthebel drehbar hält , und eine Verschlussplatte mit einer Vertiefung aufweist .
Bei der letztgenannten Aus führungs form ist es vorteilhaft , wenn sich im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung ein Totpunktnocken des Totpunkthebels in der Vertiefung der Verschlussplatte abstützt und bei Vorliegen einer Schwenkkraft , die den Gabelkopf von der Verschlussplatte wegdrückt , der Totpunkthebel gedreht und der Totpunktnocken über seinen Totpunkt hinaus gedreht wird, wodurch die Klammereinrichtung im Totpunkt des Totpunktnocken unter Speicherung mechanischer Energie zusammengedrückt wird und mittels der mechanischen Energie schlagartig geöf fnet wird, sobald der Totpunktnocken den Totpunkt passiert . Der Totpunkthebel weist vorzugsweise eine gabelschlüsselkompatible Formgestaltung auf .
Besonders vorteilhaft ist es , wenn der Totpunkthebel zwei parallele Flächen aufweist , die ein Ansetzen eines Gabelschlüssels oder Drehmomentschlüssels zum Verdrehen des Totpunkthebels erlauben .
Mit Blick auf das Öf fnen der Klammereinrichtung ist es vorteilhaft , wenn ein Kniegelenk vorhanden ist , das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange von einem Anschlag der Zahnstange aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt , durch die die Klammereinrichtung geöf fnet wird .
Besonders bevorzugt ist das Kniegelenk ein solches , das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange von einem Anschlag der Zahnstange aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt , die den Gabelkopf der Klammereinrichtung radial nach außen wegdrückt , den Totpunktnocken dabei über den Totpunkt dreht und die Öf fnung der Klammereinrichtung auslöst .
Bezüglich der Materialien wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Verzahnung des verschwenkbaren Hebels aus einem ersten Material besteht , das Zwischenrad aus einem zweiten Material , das sich von dem Material der Verzahnung unterscheidet , besteht , das Absperrrad, das mit dem Absperrventil des ersten Submoduls in Verbindung steht , aus einem anderen Material als das Zwischenrad besteht , und die Zahnstange aus einem anderem Material als j edes der beiden Absperrräder besteht . Die Verzahnung des verschwenkbaren Hebels besteht vorzugsweise aus einem ersten Material , das Zwischenrad aus einem zweiten Material , die Absperrräder aus dem ersten Material und die Zahnstange aus dem zweiten Material .
Das erste Material ist vorzugsweise Edelstahl und das zweite Material Aluminium-Bronze oder umgekehrt das erste Material Aluminium-Bronze und das zweite Material Edelstahl .
Bezüglich eines späteren Zusammensetzens der Submodule nach einem vorherigen Lösen der Notlöseeinrichtung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn Justagemittel , die zur Justage der beiden Submodule relativ zueinander beim Zusammensetzen der Submodule geeignet sind, lösbar an zumindest einem der Submodule befestigt sind . Eine solche Ausgestaltung stellt sicher, dass die Justagemittel gri f fbereit zur Verfügung stehen, wenn sie im späteren Einsatz der Notlöseeinrichtung, beispielsweise in einem Hafen oder an einer sonstigen Verladestelle , auch vorhanden sind bzw . zur Verfügung stehen .
Die Achse des verschwenkbaren Hebels des Getriebes ist - mit Blick auf die auftretenden Kräfte - bevorzugt durch zwei außenliegende Stützplatten, die den Hebel zwischen sich einschließen, mechanisch abgestützt .
Die Notlöseeinrichtung kann für beliebige Fluidleitungen bzw . beliebige Fluide eingesetzt werden, also Flüssigkeiten oder Gase , insbesondere petrochemische Stof fe wie beispielsweise Erdöl .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft Fig . 1- 12 ein erstes Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Notlöseeinrichtung,
Figur 13 eine Aus führungsvariante der Notlöseeinrichtung gemäß den Figuren 1 bis 12 , und
Figur 14 eine bevorzugte Anordnung von Schwenkachsen bei den Absperrventilen der Notlöseeinrichtungen gemäß den Figuren 1 bis 12 sowie 13 .
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugs zeichen verwendet .
Die Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Notlöseeinrichtung 10 für eine Fluidleitung 11 . Die Fluidleitung 11 kann zum Leiten beliebiger Fluide , also Flüssigkeiten oder Gase , eingesetzt werden, insbesondere zum Leiten petrochemischer Stof fe wie beispielsweise Erdöl .
Die Notlöseeinrichtung 10 umfasst ein erstes , in der Figur 1 oberes Submodul 20 , das mit einem verstellbaren Absperrventil 21 ( s . Figur 5 ) ausgestattet ist . Das Absperrventil 21 kann als Ventilelement 22 eine verschwenkbare Ventilklappe , wie sie beispielhaft in den Figuren 5 und 12 gezeigt ist , umfassen . Das Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 verhindert in seiner geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das erste Submodul 20 und erlaubt den Fluidfluss in seiner geöf fneten Stellung .
Die Notlöseeinrichtung 10 umfasst außerdem ein zweites , in der Figur 1 unteres Submodul 30 , das - genauso wie das erste Submodul 20 - mit einem verstellbaren Absperrventil 31 aus- gestattet ist . Das Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 kann als Ventilelement 32 ebenfalls eine verschwenkbare Ventilklappe umfassen, wie sie beispielhaft in den Figuren 5 und 12 gezeigt ist . Das Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 verhindert in seiner geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das zweite Submodul 30 und erlaubt diesen in seiner geöf fneten Stellung .
Die Absperrventile 21 und 31 können, wie gezeigt , als Ventilelemente verschwenkbare Ventilklappen aufweisen; alternativ können die Absperrventile auch in Form von Absperrgliedern wie beispielsweise Kugelventilen oder Kugelhähnen ausgestaltet sein .
Die Notlöseeinrichtung 10 weist darüber hinaus eine Klammereinrichtung 40 auf , die im geschlossenen Zustand die zwei Submodule 20 und 30 zusammenhält und im geöf fneten Zustand die Trennung der Submodule 20 und 30 ermöglicht .
Zum Auslösen der Notlöseeinrichtung 10 ist an dem ersten Submodul 20 eine Betätigungseinrichtung 50 mit einem Hydraulikantrieb 51 angeordnet , der eine in einem Zylinder 52 linear verfahrbare Kolbenstange 53 aufweist . Im Ausgangs zustand vor dem Auslösen der Notlöseeinrichtung 10 - wie in der Figur 1 gezeigt - ist die Kolbenstange 53 in dem Zylinder 52 untergebracht und somit vor Umwelteinflüssen wie Verschmutzung oder Vereisung geschützt . Nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs 51 wird die Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 herausbewegt , wodurch zunächst die Absperrventile 21 und 31 geschlossen werden und erst danach die Klammereinrichtung 40 geöf fnet wird . Die Kolbenstange 53 steht zu diesem Zwecke über ein Getriebe
60 mit einer Zahnstange 61 in Verbindung, die vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs 51 mit dem Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 und dem Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 gekoppelt ist und sich über die Schnittstellenebene SSE zwischen den Submodulen 20 und 30 hinübererstreckt . Das Getriebe 60 wandelt die Schiebebewegung SB der Kolbenstange 53 in eine Zugbewegung ZB der Zahnstange 61 um, sodass durch das Herausschieben der Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 der mit dem zweiten Submodul 30 zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange 61 in Richtung des ersten Submoduls 20 gezogen wird .
Die Übersetzung des Getriebes 60 und die Länge der Zahnstange
61 sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt , dass beim Herausschieben der Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 der vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung 40 mit dem zweiten Submodul 30 zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange 61 von dem zweiten Submodul 30 vollständig getrennt wird und die Schnittstellenebene SSE vollständig passiert .
Die Figur 2 zeigt das erste Submodul 20 , nachdem die Zahnstange 61 die Schnittstellenebene SSE vollständig passiert hat und somit mit dem zweiten Submodul 30 ( siehe Figur 3 ) nicht mehr Zusammenstößen bzw . kollidieren kann .
Die Ventilelemente 22 und 32 ( siehe Figuren 5 , 12 und 14 ) der beiden Submodule 20 und 30 sind j eweils um eine eigene Schwenkachse SA1 und SA2 verschwenkbar . Die Schwenkachsen SA1 und SA2 sind parallel zueinander angeordnet , j edoch liegen sie - betrachtet entlang der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE - nicht übereinander, sondern versetzt zueinander, wobei sie durch die durch den Flächenschwerpunkt FSP der Durchflussquerschnitts fläche A verlaufende Flächennormale N getrennt sind . Durch diese Anordnung der Schwenkachsen SA1 und SA2 wird sichergestellt , dass die Ventilelemente 22 und 32 bei Fluidfluss selbsttätig schließen, sofern sie nicht gezielt of fengehalten werden .
Vorteilhaft ist es , wenn die beiden, entlang der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE in die Schnittstellenebene SSE proj i zierten Schwenkachsen SA1 ' und SA2 ' den Flächenschwerpunkt FSP der Durchflussquerschnitts fläche A mit demselben Abstand bzw . Versatz V passieren, wobei der Flächenschwerpunkt FSP zwischen den beiden Schwenkachsen SA1 und SA2 liegt .
Mit Blick auf den Versatz V der Schwenkachsen SA1 und SA2 ist vorgesehen, dass die Zahnstange 61 bzw . deren Längsachse L nicht senkrecht zur Schnittstellenebene SSE angeordnet ist (vgl . Figur 4 ) , sondern winklig, wobei der Winkel a zwischen der Zahnstange 61 und der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE vorzugsweise zwischen 0 , 5 und 5 Grad beträgt .
Der gegenläufige Versatz V zwischen den Schwenkachsen SA1 und SA2 ist - wie beispielhaft in den Figuren 4 und 14 ski z ziert ist - an die winklige Anordnung der Zahnstange 61 angepasst , nämlich vorzugsweise derart , dass gilt :
2V/ Z = tan a wobei a den Winkel zwischen der Längsachse L der Zahnstange 61 und der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE , V den Versatz zwischen den entlang der Flächennormalen N der Schnittstellenebene SSE in die Schnittstellenebene SSE proj izierten Schwenkachsen SA1 ' und SA2 ' und Z den Abstand zwi- sehen den Schwenkachsen - entlang der Flächennormalen der Schnittstellenebene SSE gesehen - bezeichnet .
Die Längsachse L der Zahnstange 61 und die Längsachse LK der Kolbenstange 53 sind - mit Blick auf einen kompakten Aufbau - vorzugsweise ebenfalls winklig zueinander angeordnet . Der Winkel ß (vgl . Figur 2 ) zwischen diesen liegt vorzugsweise zwischen 70 und 110 Grad .
Bezüglich der Ausgestaltung des Getriebes 60 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 12 vorgesehen, dass das Getriebe 60 einen verschwenkbaren Hebel 62 , ein drehbares Zwischenrad 63 und ein erstes Absperrrad 64 , das mit dem Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 in Verbindung steht , umfasst . Ein erstes Hebelende 62a des Hebels 62 ist über ein Scharnier mit der Kolbenstange 53 gekoppelt und wird bei deren Bewegung verschwenkt .
Ein zweites Hebelende 62b des Hebels 62 ist mit einer Verzahnung 62c ausgestattet , die mit dem Zwischenrad 63 in Eingri f f steht und dieses bei einem Schwenken des Hebels 62 dreht . Das Zwischenrad 63 wiederum steht mit dem Absperrrad 64 in Eingri f f und dreht dieses im Falle einer Drehung mit und verschwenkt dadurch das Ventilelement 22 des Absperrventils 21 des ersten Submoduls 20 .
Das Absperrrad 64 steht außerdem mit der Zahnstange 61 in Eingri f f und verschiebt diese im Falle einer Drehung .
Die Zahnstange 61 steht - vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs 51 - außerdem mit einem zweiten Absperrrad 65 , das mit dem Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 in Verbindung steht , in Eingri f f . Die Zahnstange 61 dreht bei einer Bewe- gung das zweite Absperrrad 65 und verschwenkt dadurch das Ventilelement 32 des Absperrventils 31 des zweiten Submoduls 30 .
Die Figuren 1 bis 3 lassen außerdem erkennen, dass das erste Absperrrad 64 und das Absperrventil 21 des ersten Submoduls
20 über einen ersten Scherpin 66 drehtest verbunden sind . Der erste Scherpin 66 wird abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils 21 das Ventilelement 22 seine geschlossene Endstellung erreicht .
Das zweite Absperrrad 65 und das Absperrventil 31 des zweiten Submoduls 30 sind über einen zweiten Scherpin 67 drehtest verbunden; der zweite Scherpin 67 wird abgeschert , sobald beim Schließen des Absperrventils 31 das Ventilelement 32 seine geschlossene Endstellung erreicht . Durch die Scherpins 66 und 67 wird es ermöglicht , dass die Absperrräder 64 und 65 weiter drehen können, wenn die Absperrventile 21 und 31 geschlossen sind und ihre Endlage einnehmen, und ein Weiterbewegen der Zahnstange 61 in Richtung des ersten Submoduls 20 möglich bleibt bzw . nicht durch die Absperrventile 21 und 31 blockiert wird .
Die Zahnstange 61 ist derart bemessen, dass beim Herausschieben der Kolbenstange 53 aus dem Zylinder 52 noch vor dem Öf fnen der Klammereinrichtung 40 der erste und zweite Scherpin 66 und 67 abgeschert werden, also die beiden Absperrventile
21 und 31 sicher geschlossen sind, bevor die Submodule 20 und 30 voneinander getrennt werden .
Die Figur 5 zeigt den Aufbau der Klammereinrichtung 40 näher im Detail . Die Klammereinrichtung 40 umfasst Klemmbacken 41 , die von einem Totpunkthebel 42 , einem Gabelkopf 43 , der den Totpunkthebel 42 drehbar hält , und einer Verschlussplatte 44 , die eine Vertiefung 45 aufweist , auf die Submodule 20 und 30 gedrückt werden .
Im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung 40 , wie er in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist , stützt sich ein Totpunktnocken 42a des Totpunkthebels 42 in der Vertiefung 45 der Verschlussplatte 44 ab . Bei Vorliegen einer Schwenkkraft , die in den Figuren 5 und 6 durch einen Pfeil mit dem Bezugs zeichen PI gekennzeichnet ist und den Gabelkopf 43 von der Verschlussplatte 44 wegdrückt , wird der Totpunkthebel 42 entgegen dem Uhrzeigersinn, also in Figur 6 entlang der Pfeilrichtung P2 gedreht , wodurch der Totpunktnocken 42a über seinen Totpunkt TP hinaus gedreht wird . Im Totpunkt TP des Totpunktnockens 42a wird die Klammereinrichtung 40 unter Speicherung mechanischer Energie noch weiter als im Ausgangs zustand zusammengedrückt ; mittels der gespeicherten mechanischen Energie wird die Klammereinrichtung 40 schlagartig geöf fnet , sobald der Totpunktnocken 42a den Totpunkt TP passiert .
Vorteilhaft ist es , wenn der Totpunkthebel 42 eine gabelschlüsselkompatible Formgestaltung aufweist , wie beispielhaft in der Figur 7 gezeigt ist . Der Totpunkthebel 42 weist zwei parallele Flächen auf , die ein Ansetzen eines Gabelschlüssels oder Drehmomentschlüssels zum Verdrehen des Totpunkthebels 42 erlauben; die gezeigte Form ermöglicht es , die Klammereinrichtung 40 mit dem Gabelschlüssel oder Drehmomentschlüssel zu schließen . Dadurch kann nach j edem Öf fnungsvorgang zum einen die Klammereinrichtung 40 mit einfachen Mitteln wieder geschlossen werden, zum anderen kann unter Verwendung eines Drehmomentschlüssels die für einen sicheren Zusammenhalt der Submodule 20 und 30 bzw . die für ein problemloses Öf fnen der Klammereinrichtung 40 erforderliche Verschlusskraft kontrolliert werden .
Um im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung 40 die Schwenkkraft zum Öf fnen der Klammereinrichtung 40 zu erzeugen, ist bei dem Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 12 ein Kniegelenk 46 ( siehe Figuren 6a und 8 ) vorhanden, das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul 30 zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange 61 von einem Anschlag 61a der Zahnstange 61 aktiviert wird und dadurch eine radial nach außen wirkende mechanische Schwenkkraft entlang der Pfeilrichtung PI in Figur 5 erzeugt , durch die die Klammereinrichtung 40 geöf fnet wird . Das Kniegelenk 46 umfasst bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6a und 8 zwei Kniehebel 46a und 46b, die über einen Bol zen 46c gelenkig miteinander verbunden sind . Der Bol zen 46c wird von dem Anschlag 61a der Zahnstange 61 bei Aktivierung entlang der Längsrichtung der Zahnstange 61 bewegt , wodurch die zwei Kniehebel 46a und 46b senkecht zur Längsrichtung der Zahnstange 61 auseinander gedrückt werden und dadurch die Schwenkkraft PI erzeugen .
Sobald die Zahnstange 61 mit dem Anschlag 61a auf das Kniegelenk 46 aufschlägt , drückt das Kniegelenk 46 den Gabelkopf 43 von der Klammereinrichtung 40 weg, dreht dadurch den Totpunktnocken 42a über den Totpunkt TP und löst damit die Öf fnung der Klammereinrichtung 40 aus .
Um die auftretenden Kräfte aufnehmen zu können, wird die Drehachse D62 des verschwenkbaren Hebels 62 des Getriebes 60 vorzugsweise durch zwei außenliegende Stützplatten 70 , die den Hebel 62 zwischen sich einschließen, mechanisch abgestützt ; dies zeigt beispielhaft die Figur 9 . Um die Submodule 20 und 30 gemäß den Figuren 2 und 3 einfach zusammensetzen zu können, sind - wie in den Figuren 10 und 11 gezeigt - vorzugsweise Justagemittel 80 vorgesehen, die zur Justage der beiden Submodule 20 und 30 relativ zueinander geeignet sind; diese sind bei dem Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 10 und 11 lösbar an beiden Submodulen 20 und 30 befestigt . Hierbei dienen die Justagemittel 80 zur axialen Ausrichtung, und die rotatorische Feinj ustierung kann über die Anschläge 81 , die j eweils an den Submodulen 20 und 30 befestigt sind, vermittels der Einstellschraube 82 vorgenommen werden .
Die Figur 13 zeigt eine andere bevorzugte Ausgestaltung des Getriebes 60 . Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 13 weist das Getriebe 60 zusätzlich zu dem Zwischenrad 63 ein weiteres Zwischenrad 63a auf . Die Drehachsen der beiden Zwischenräder 63 und 63a sind parallel angeordnet und die Verzahnung 62c des zweiten Hebelendes steht mit beiden Zwischenrädern 63 und 63a unmittelbar in Eingri f f . Bei einem Schwenken des Hebels 62 werden somit beide Zwischenräder 63 und 63a synchron gedreht . Die beiden Zwischenräder 63 und 63a stehen j eweils beide mit dem Absperrrad 64 in Eingri f f und drehen dieses im Falle ihrer eigenen Drehung gemeinsam mit , wodurch sie das Absperrventil 21 des ersten Submoduls 20 gemeinsam verstellen .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Be zugs Zeichen
10 Notlöseeinrichtung
11 Fluidleitung
20 Submodul
21 Absperrventil
22 Ventilelement
30 Submodul
31 Absperrventil
32 Ventilelement
40 Klammereinrichtung
41 Klemmbacken
42 Totpunkthebel
42a Totpunktnocken
43 Gabelkopf
44 Verschlussplatte
45 Vertiefung
46 Kniegelenk
46a Kniehebel
46b Kniehebel
46c Bol zen
50 Betätigungseinrichtung
51 Hydraulikantrieb
52 Zylinder
53 Kolbenstange
60 Getriebe
61 Zahnstange
61a Zahnstangenanschlag
62 Hebel
62a erste Hebelende
62b zweites Hebelende
62c Verzahnung
63 Zwischenrad 63a Zwischenrad
64 Absperrrad
65 Absperrrad
66 Scherpin
67 Scherpin
70 Stützplatte
80 Justagemittel
81 Justieranschlag
82 Justierschraube
A Durchflussquerschnitts fläche
D62 Drehachse des Hebels
FSP Flächenschwerpunkt
L Längsachse
LK Längsachse
N Flächennormale
PI Schwenkkraft
P2 Drehrichtung
SA1 Schwenkachse
SA2 Schwenkachse
SA1 ' proj i zierte Schwenkachse
SA2 ' proj i zierte Schwenkachse
SB Schiebebewegung
SSE Schnittstellenebene
TP Totpunkt
V Versatz
Z Abstand
ZB Zugbewegung a Winkel ß Winkel

Claims

Patentansprüche
1. Notlöseeinrichtung (10) für eine Fluidleitung (11) mit
- einem ersten Submodul (20) , das mit einem verstellbaren Absperrventil (21) ausgestattet ist, wobei das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) in einer geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das erste Submodul (20) verhindert und in einer geöffneten Stellung einen Fluidfluss durch das erste Submodul (20) erlaubt,
- einem zweiten Submodul (30) , das mit einem verstellbaren Absperrventil (31) ausgestattet ist, wobei das Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) in einer geschlossenen Stellung einen Fluidfluss durch das zweite Submodul (30) verhindert und in einer geöffneten Stellung einen Fluidfluss durch das zweite Submodul (30) erlaubt,
- einer Klammereinrichtung (40) , die im geschlossenen Zustand die zwei Submodule (20, 30) zusammenhält und im geöffneten Zustand die Trennung der Submodule (20, 30) ermöglicht, und
- einer an dem ersten Submodul (20) angeordneten Betätigungseinrichtung (50) mit einem Hydraulikantrieb (51) , der eine in einem Zylinder (52) linear verfahrbare Kolbenstange (53) aufweist und nach einem Auslösen die Kolbenstange (53) bewegt und dadurch zunächst die Absperrventile (21, 31) schließt und anschließend die Klammereinrichtung (40) öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Betätigungseinrichtung (50) derart ausgebildet ist, dass die Kolbenstange (53) nach dem Auslösen des Hydraulikantriebs (51) zumindest abschnittsweise aus dem Zylinder (52) herausgeschoben wird,
- die Kolbenstange (53) über ein Getriebe (60) mit einer Zahnstange (61) in Verbindung steht, die vor dem Auslösen des Hydraulikantriebs (51) mit dem Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) und dem Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) gekoppelt ist und sich über die Schnittstellenebene (SSE) zwischen den Submodulen (20, 30) hinübererstreckt, und
- das Getriebe (60) die Schiebebewegung (SB) der Kolbenstange (53) in eine Zugbewegung (ZB) der Zahnstange (61) wandelt und durch das Herausschieben der Kolbenstange (53) aus dem Zylinder (52) der mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange (61) in Richtung des ersten Submoduls (20) gezogen wird.
2. Notlöseeinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung des Getriebes (60) und die Länge der Zahnstange (61) derart aufeinander abgestimmt sind, dass beim Herausschieben der Kolbenstange (53) aus dem Zylinder (52) der vor dem Öffnen der Klammereinrichtung (40) mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkende Abschnitt der Zahnstange (61) von dem zweiten Submodul (30) vollständig getrennt wird und die Schnittstellenebene (SSE) vollständig passiert.
3. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) und die Kolbenstange (53) winklig zueinander angeordnet sind und einen Winkel (ß) untereinander zwischen 70 und 110 Grad aufweisen.
4. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) winklig zur Schnittstellenebene (SSE) angeordnet ist, wobei der Winkel zwischen der Zahnstange (61) und der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) zwischen 0,5 und 5 Grad beträgt.
5. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Getriebe (60) einen verschwenkbaren Hebel (62) , ein drehbares Zwischenrad (63) und ein erstes Absperrrad (64) , das mit dem Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) in Verbindung steht, umfasst,
- der Hebel (62) mittels eines ersten Hebelendes (62a) mit der Kolbenstange (53) gekoppelt ist und bei deren Bewegung verschwenkt wird,
- ein zweites Hebelende (62b) des Hebels (62) mit einer Verzahnung (62c) ausgestattet ist,
- die Verzahnung (62c) des zweiten Hebelendes (62b) mit dem Zwischenrad (63) in Eingriff steht und dieses bei einem Schwenken des Hebels (62) dreht,
- das Zwischenrad (63) mit dem Absperrrad (64) in Eingriff steht und dieses im Falle einer Drehung mitdreht und dadurch das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) verstellt und
- das Absperrrad (64) außerdem mit der Zahnstange (61) in Eingriff steht und diese im Falle einer Drehung verschiebt .
6. Notlöseeinrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (60) zusätzlich zu dem genannten Zwischenrad
(63) ein weiteres Zwischenrad (63a) aufweist, - die Drehachsen der beiden Zwischenräder (63, 63a) parallel angeordnet sind,
- die Verzahnung (62c) des zweiten Hebelendes (62b) auch mit dem weiteren Zwischenrad (63a) in Eingriff steht und bei einem Schwenken des Hebels (62) auch das weitere Zwischenrad (63a) dreht und
- die beiden Zwischenräder (63, 63a) jeweils mit dem Absperrrad (64) in Eingriff stehen und dieses im Falle ihrer Drehung gemeinsam mitdrehen und dadurch das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) gemeinsam verstellen.
7. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) mit einem zweiten Absperrrad (65) , das mit dem Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) in Verbindung steht, in Eingriff steht und die Zahnstange (61) bei einer Bewegung das zweite Absperrrad (65) dreht und das Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) verstellt.
8. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- das erste Absperrrad (64) und das Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) über einen ersten Scherpin (66) drehfest verbunden sind und der erste Scherpin (66) abgeschert wird, sobald beim Schließen des Absperrventils (21) dieses seine geschlossene Stellung erreicht, und
- das zweite Absperrrad (65) und das Absperrventil (31) des zweiten Submoduls (30) über einen zweiten Scherpin (67) drehfest verbunden sind und der zweite Scherpin (67) abgeschert wird, sobald beim Schließen des Absperrventils (31) dieses seine geschlossene Stellung erreicht.
9. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (61) derart bemessen ist, dass beim Herausschieben der Kolbenstange (53) aus dem Zylinder (52) noch vor dem Öffnen der Klammereinrichtung (40) der erste und zweite Scherpin (66, 67) abgeschert werden.
10. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Ventilelement (22) des Absperrventils (21) des ersten Submoduls (20) um eine erste Schwenkachse (SA1) verschwenkbar ist und
- ein Ventilelement (32) des Absperrventils (31) des zweiten Submoduls (30) um eine zweite Schwenkachse (SA1) , die parallel zu der ersten Schwenkachse (SA1) angeordnet ist, verschwenkbar ist.
11. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schwenkachsen (SAI, SA2 ) - betrachtet entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) - nicht übereinander liegen, sondern versetzt zueinander sind.
12. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Schwenkachsen (SAI, SA2 ) - betrachtet entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) - durch die durch den Flächenschwerpunkt (FSP) der Durchflussquer- Schnittsfläche (A) verlaufende Flächennormale (N) getrennt sind .
13. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) in die Schnittstellenebene (SSE) projizierten, Schwenkachsen (SAI, SA2 ) den Flächenschwerpunkt (FSP) der Durchflussquerschnittsfläche (A) mit demselben Abstand passieren, wobei der Flächenschwerpunkt (FSP) zwischen den beiden Schwenkachsen (SAI, SA2 ) liegt.
14. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenläufige Versatz zwischen den Schwenkachsen (SA1, SA2 ) an die winklige Anordnung der Zahnstange (61) angepasst ist, nämlich derart, dass gilt:
2V/Z = tan a wobei a den Winkel zwischen der Längsachse (L) der Zahnstange (61) und der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) , 2V den Abstand zwischen den entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) in die Schnittstellenebene (SSE) projizierten Schwenkachsen (SAI, SA2 ) und Z den Abstand zwischen den Schwenkachsen (SAI, SA2 ) - entlang der Flächennormalen (N) der Schnittstellenebene (SSE) gesehen - bezeichnet .
15. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Klammereinrichtung (40) einen Totpunkthebel (42) , einen Gabelkopf (43) , der den Totpunkthebel (42) drehbar hält, und eine Verschlussplatte (44) mit einer Vertiefung (45) aufweist,
- wobei sich im geschlossenen Zustand der Klammereinrichtung (40) ein Totpunktnocken (42a) des Totpunkthebels (42) in der Vertiefung (45) der Verschlussplatte (44) abstützt und bei Vorliegen einer Schwenkkraft, die den Gabelkopf (43) von der Verschlussplatte (44) wegdrückt, der Totpunkthebel (42) gedreht und der Totpunktnocken (42a) über seinen Totpunkt (TP) hinaus gedreht wird, wodurch die Klammereinrichtung (40) im Totpunkt (TP) des Totpunktnockens (42a) unter Speicherung mechanischer Energie zusammengedrückt wird und mittels der mechanischen Energie schlagartig geöffnet wird, sobald der Totpunktnocken (42a) den Totpunkt (TP) passiert.
16. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Totpunkthebel (42) eine gabelschlüsselkompatible Formgestaltung aufweist.
17. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Totpunkthebel (42) zwei parallele Flächen aufweist, die ein Ansetzen eines Gabelschlüssels oder Drehmomentschlüssels zum Verdrehen des Totpunkthebels (42) erlaubt.
18. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kniegelenk (46) vorhanden ist, das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange (61) von einem Anschlag der Zahnstange (61) aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt, durch die die Klammereinrichtung (40) geöffnet wird.
19. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kniegelenk (46) vorhanden ist, das bei einer Bewegung des mit dem zweiten Submodul (30) zusammenwirkenden Abschnitts der Zahnstange (61) von einem Anschlag der Zahnstange (61) aktiviert wird und dadurch eine mechanische Schwenkkraft erzeugt, die den Gabelkopf (43) der Klammereinrichtung (40) wegdrückt, den Totpunktnocken (42a) dabei über den Totpunkt (TP) dreht und die Öffnung der Klammereinrichtung (40) auslöst.
20. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Verzahnung (62c) des verschwenkbaren Hebels (62) aus einem ersten Material besteht,
- das Zwischenrad (63) aus einem zweiten Material, das sich von dem Material der Verzahnung (62c) unterscheidet, besteht,
- das Absperrrad (64) , das mit der Absperrventil (21) des ersten Submoduls (20) in Verbindung steht, aus einem anderen Material als das Zwischenrad (63) besteht, und
- die Zahnstange (61) aus einem anderem Material als jedes der beiden Absperrräder besteht.
21. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (62c) des verschwenkbaren Hebels (62) aus einem ersten Material, das Zwischenrad (63) aus einem zweiten Material, die Absperrräder aus dem ersten Material und die Zahnstange (61) aus dem zweiten Material besteht.
22. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material Edelstahl und das zweite Material Aluminium-Bronze ist oder umgekehrt das erste Material Aluminium- Bronze und das zweite Material Edelstahl ist.
23. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
Justagemittel (80) , die zur Justage der beiden Submodule
(20, 30) relativ zueinander beim Zusammensetzen der Submodule (20, 30) geeignet sind, lösbar an zumindest einem der Submodule (20, 30) befestigt sind.
24. Notlöseeinrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse des verschwenkbaren Hebels (62) des Getriebes (60) durch zwei außenliegende Stützplatten (70) , die den Hebel (62) zwischen sich einschließen, mechanisch abgestützt ist.
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GB2162270A (en) * 1984-07-27 1986-01-29 Flow Engineering Limited Sa Emergency release couplers
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