NL2014991B1 - Van afsluitkleppen voorziene veiligheidskoppelinrichting voor het koppelen van twee fluïdumleidingdelen. - Google Patents

Abstract

Veiligheidskoppelinrichting (10) voor het koppelen van twee fluïdumleidingdelen (13, 14), omvattend een paar met die fluïdumleidingdelen (13, 14) koppelbare, van een afsluitklep (29) en een eerste flens (3, 4) voorziene samenwerkende koppellichamen (1, 2) en een losbaar om de eerste flenzen (3, 4) van de koppellichamen (1, 2) aan te brengen uit twee klemdelen (5, 6) samengesteld klemorgaan, welke klemdelen (5, 6) elk aan een eerste uiteinde door een scharnier (15, 16) scharnierend zijn gekoppeld aan een draaglichaam (19) en zijn voorzien van zich vanaf het respectieve scharnier (15, 16) uitstrekkende door aandrijfmiddelen onderling gekoppelde hefboomarmen (31, 32), en aan een tweede uiteinde zijn voorzien van borgmiddelen (17, 18, 25) voor het borgen van de koppelmiddelen in een toestand waarin het klemorgaan (5, 6) om de eerste flenzen (3, 4) is aangebracht, en actuatormiddelen zijn verschaft voor het lossen van het klemorgaan (5, 6) uit de geborgde toestand.

Description

VAN AFSLUITKLEPPEN VOORZIENE VEILIGHEIDSKOPPELINRICHTING VOOR HET KOPPELEN VAN TWEE FLUÏDUMLEIDINGDELEN

De uitvinding betreft een van afsluitkleppen voorziene veiligheidskoppelinrichting voor het koppelen van twee fluïdumleidingdelen, omvattend een paar met de respectieve leidingdelen koppelbare van een eerste flens voorziene samenwerkende koppellichamen en koppelmiddelen voor het losbaar koppelen van de koppel1ichamen.

Bekend uit DE 44 30 132 Cl is een koppelinrichting waarvan de koppellichamen elk zijn voorzien van een afsluitklep, waarbij de respectieve afsluitkleppen zodanig samenwerken dat deze in gekoppelde toestand van de koppellichamen geopend zijn voor het doorlaten van een fluïdum door de leidingdelen, en in ontkoppelde toestand van de koppellichamen de fluïdumleidingdelen afsluiten. Deze koppelinrichting is bijvoorbeeld bedoeld voor toepassing als veiligheidskoppeling in gekoppelde leidingdelen van een brandstofleiding van een tankauto naar een brandstoftankstation, waarbij het vereist is dat een leidingbreuk als gevolg van een onbedoeld trekken aan de leiding plaats vindt in de veiligheidskoppeling, en de leidingdelen zonder lekkage van fluïdum direct worden afgesloten.

In de bekende veiligheidskoppelinrichting zijn de koppelmiddelen verschaft door breekbouten.

Het is inherent aan de werking van een veiligheidskoppelinrichting met breekbouten dat deze reactief is, dat wil zeggen dat de samenwerkende koppellichamen niet eerder van elkaar gelost worden dan wanneer er een substantiële kracht in axiale richting van de leidingdelen wordt uitgeoefend, groot genoeg om de breekbouten te doen breken. Een proactief ingrijpen, dat wil zeggen het in reactie op een stuursignaal ontkoppelen van de koppellichamen is in de bekende koppelinrichting niet mogelijk.

Bovendien bestaat bij de bekende koppelinrichting het risico dat bij tevens optredende krachten in een, ten opzichte van de axiale richting, laterale richting de breekbouten niet onmiddellijk en/of tegelijkertijd breken, of de koppellichamen niet in onderling axiale richting van elkaar worden gescheiden, hetgeen tot een onvolledige of te late afsluiting van de afsluitkleppen, en dus tot uitreden van fluïdum kan leiden.

Het is een doel van de uitvinding een veiligheidskoppelinrichting te verschaffen voor het koppelen van twee fluïdumleidingdelen die in het bijzonder geschikt zijn te worden toegepast in een fluïdumleiding met relatief grote diameter, bijvoorbeeld een leiding tussen een schip en de vaste wal, of een leiding tussen twee schepen.

Bij deze veiligheidskoppelinrichting dienen gekoppelde koppellichamen bij een optredende substantiële kracht in axiale richting gelost te kunnen worden, en de met die koppellichamen gekoppelde leidingdelen onmiddellijk te worden gesloten, zonder dat lekkage van fluïdum optreedt.

De veiligheidskoppelinrichting dient voorts proactief bedienbaar te zijn, op zodanige wijze dat de samenwerkende gekoppelde koppellichamen ook zonder optredende krachten in axiale richting gelost kunnen worden.

Deze doelen worden bereikt, en andere voordelen worden behaald, met een veiligheidskoppelinrichting van het in de aanhef genoemde type, waarbij overeenkomstig de uitvinding de koppelmiddelen zijn verschaft door een losbaar om de eerste flenzen van de respectieve koppellichamen aan te brengen uit twee klemdelen samengesteld klemorgaan, waarbij de klemdelen elk aan een eerste uiteinde door een scharnier scharnierend zijn gekoppeld aan een draaglichaam en zijn voorzien van zich vanaf het respectieve scharnier uitstrekkende door aandrijfmiddelen onderling gekoppelde hefboomarmen en aan een tweede uiteinde zijn voorzien van borgmiddelen voor het borgen van de koppelmiddelen in een toestand waarin het klemorgaan om de eerste flenzen is aangebracht, en actuatormiddelen zijn verschaft voor het lossen van het klemorgaan uit de toestand waarin dit om de eerste flenzen is aangebracht.

Om in een dergelijke koppelinrichting de koppellichamen van elkaar te lossen, worden de borgmiddelen door de actuatormiddelen gelost, en worden de hefboomarmen door de aandrijfmiddelen aangedreven, waarmee de klemdelen van elkaar wijken en de door het klemorgaan omsloten eerste flenzen vrij komen, zonder dat daarbij beschadiging van de het koppellichaam of uittreden van fluïdum uit de leidingdelen kan optreden.

In een uitvoeringvorm zijn de aandrijfmiddelen verschaft door een paar in veercilinders opgenomen drukveren en zich daarvan uitstrekkende cilinderstangen en omvatten de borgmiddelen een paar zich vanaf de respectieve tweede uiteinden uitstrekkende nokken en een om die nokken aan te brengen in axiale richting van de leidingdelen verplaatsbaar U-vormig lichaam.

In deze uitvoeringsvorm zijn de beide nokken in gekoppelde toestand van de koppellichamen omklemd door de benen van het U-vormige lichaam, en worden na verplaatsing van het U-vormige lichaam de nokken niet langer omklemd, als gevolg waarvan de hefboomarmen en daarmee de klemdelen onder aandrijving van de drukveren uiteen worden gedrukt, waarbij de eerste flenzen vrij van de klemdelen komen.

De actuatormiddelen kunnen iedere geschikte actuator omvatten voor het verplaatsen van het U-vormige lichaam.

In een praktisch voordelige uitvoeringsvorm omvatten de actuatormiddelen een hydraulische cilinder voor het verplaatsen van het U-vormige lichaam.

De hydraulische cilinder wordt bijvoorbeeld gestuurd door een besturingssysteem met magnetische kleppen in de vloeistofleidingen voor de hydraulische cilinder.

Een hydraulische cilinder biedt het voordeel dat deze ook toepasbaar is bij cryogene fluïdumleidingen, bijvoorbeeld leidingen voor vloeibaar aardgas (LNG) , en dat een besturingssysteem met magneetkleppen in de hydraulische leidingen voor de cilinder betrouwbaar is en eenvoudig te bedienen is.

Omwille van het bedieningsgemak zijn de klemdelen in een veiligheidskoppelinrichting volgens de uitvinding bijvoorbeeld aan hun respectieve tweede uiteinde voorzien van een houder voor een bedienarm voor de klemdelen.

Om een veiligheidskoppelinrichting snel aan de respectieve leidingdelen te kunnen koppelen zijn in weer een uitvoeringsvoorbeeld de koppellichamen elk voorzien van een tweede flens voor het koppelen van het respectieve koppellichaam met een flens van een fluïdumleidingdeel.

De afsluitkleppen in een veiligheidskoppelinrichting volgens de uitvinding zijn bijvoorbeeld verschaft door een paar kogelkleppen of een paar vlinderkleppen.

In een voordelige uitvoeringsvorm omvatten de afsluitkleppen een paar onder voordruk van een drukveer opgesloten schotelkleppen, die aan hun van de drukveer afgewende zijde zijn voorzien van bedienstaaf, waarbij in gekoppelde toestand van de koppellichamen de respectieve bedienstaven tegen elkaar stuiken en de schotelkleppen door de respectieve bedieningsstaven tegen de voordruk van de respectieve drukveren in zijn weggedrukt voor het verschaffen van een doorstroomopening door het koppelorgaan, en in ontkoppelde toestand van de koppellichamen de schotelkleppen door de respectieve drukveren op een klepzitting zijn gedrukt voor het afsluiten van de respectieve koppellichamen.

Deze uitvoeringsvorm biedt het voordeel dat deze relatief licht in gewicht is, en dus geschikt is te worden gekoppeld met flexibele leidingdelen op relatief grote hoogte.

Bij voorkeur is de veiligheidskoppelinrichting voorzien van meet- en regelmiddelen voor het meten van de onderlinge afstand van twee vooraf bepaalde punten op respectieve gekoppelde fluïdumleidingdelen en voor het in afhankelijkheid van die afstand regelen van de actuatormiddelen.

Met behulp van deze meet- en regelmiddelen is het mogelijk om in voorkomende gevallen gekoppelde leidingdelen te ontkoppelen, nog voordat op deze leidingdelen een fysieke kracht wordt uitgeoefend.

De meet- en regelmiddelen voor het meten van de onderlinge afstand omvatten bijvoorbeeld een tussen de twee punten gespannen breekkabel en een detector voor het detecteren van het breken van die breekkabel.

De uitvinding zal in het volgende worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, onder verwijzing naar de tekeningen.

In de tekeningen tonen

Fig. 1 in perspectivisch beeld een uitvoeringsvorm van een veiligheidskoppelinrichting volgens de uitvinding in gekoppelde toestand, gezien op de voorzijde,

Fig. 2 in perspectivisch beeld de in fig. 1 getoonde veiligheidskoppelinrichting in gekoppelde toestand, gezien op de achterzijde,

Fig. 3 in perspectivisch beeld de in fig. 1 getoonde veiligheidskoppelinrichting in ontkoppelde toestand, gezien op de achterzijde, en

Fig. 4 in perspectivisch beeld de in fig. 1 getoonde veiligheidskoppelinrichting in ontkoppelde toestand, gezien op de voorzijde.

In de figuren zijn overeenkomstige onderdelen aangeduid met dezelfde verwijzingsgetallen.

Fig. 1 toont een veiligheidskoppelinrichting 10 met twee koppellichamen 1, 2, die elk zijn voorzien van een eerste flens 3, 4 (getoond in Fig. 3), omklemd door klemdelen 5, 6, en een respectieve tweede flens 7, 8, die met bouten en moeren 9 is gekoppeld met een corresponderende flens 11, 12 van een leidingdeel 13, 14. De klemdelen 5, 6 zijn aan hun voorzijde elk voorzien van een nok 17, 18, en een houder 21, 22 voor een bedienarm. De klemdelen 5, 6 zijn aan hun achterzijde elk door een eerste scharnier 15, 16 (getoond in Fig. 2) via een ophanglichaam 41 (getoond in Fig. 2) scharnierend gekoppeld aan een bevestigingsplaat 19, die is bevestigd aan de eerste flens 4 van het bovenste koppellichaam 2. In de getoonde situatie zijn de klemdelen 5, 6 met behulp van in de houders 21, 22 gestoken bedienarmen (niet getoond), tegen een door in veercilinders 23, 24 (getoond in Fig. 2) opgenomen drukveren geleverde kracht in, om de flenzen 3, 4 van de respectieve koppellichamen 1, 2 geklemd. De klemdelen 5, 6 zijn geborgd door een U-vormig lichaam 25, dat door een hydraulische cilinder 26 omhoog, in axiale richting van de leidingdelen 13, 14 kan worden getrokken, waarmee de nokken 17, 18 worden ontgrendeld. De figuur toont voorts nog delen 27, 28 van een vloeistofleiding voor de cilinder 26, en een (hierna bij Fig. 2 nader beschreven) scharnier 33, dat met de veercilinder 23 en een hefboomarm 31 is gekoppeld.

Fig. 2 toont de veiligheidskoppeling 10 van fig. 1, gezien op de achterzijde, met naast de reeds aangeduide onderdelen een paar hefboomarmen 31, 32 die zich vanaf de respectieve tweede uiteinden van de klemdelen 5, 6 uitstrekken en die in respectieve scharnieren 33, 34 door met de veercilinders 23, 24 gekoppelde cilinderstangen 35, 36 scharnierend in de scharnieren 16, 15 zijn gekoppeld met de tweede uiteinden van de klemdelen 6, 5. De cilinderstangen 35, 36 zijn in deze situatie tegen de door de respectieve drukveren geleverde kracht in over een maximale lengte uit de respectieve veercilinders 23, 24 getrokken. De scharnieren 15, 16 zijn via een ophanglichaam 41 gekoppeld met de bevestigingsplaat 19, waarbij de onderlinge afstand tussen de scharnieren 15, 16 nauwkeurig kan worden ingesteld met behulp van een instelmechanisme 42.

Fig. 3 toont de veiligheidskoppeling 10 van fig. 1, gezien op de achterzijde, in ontkoppelde toestand, waarin het U-vormige lichaam 25 door de hydraulische cilinder 26 omhoog is getrokken, de zuigerstangen 15, 16 door de respectieve drukveren vrijwel geheel in de veercilinders 23, 24 zijn gedrukt, en de klemdelen 5, 6 van de eerste flenzen 3, 4 zijn geweken, als gevolg waarvan de beide koppellichamen 1, 2 ontkoppeld zijn.

Fig. 4 toont de veiligheidskoppeling 10 van fig. 1, gezien op de voorzijde, in ontkoppelde toestand, waarbij in het onderste koppellichaam 1 een schotelklep 29 met een bedienstaaf 39 zichtbaar is. In de getoonde toestand wordt de schotelklep 29 van het onderste koppellichaam 1 door een drukveer (niet getoond) omhoog gedrukt, als gevolg waarvan het onderste fluïdumleidingdeel 13 gesloten is. Op analoge wijze is het bovenste fluïdumleidingdeel 14 eveneens gesloten. Bij contact tussen de bedienstaaf 39 van de onderste schotelklep 29 en de corresponderende bedienstaaf van de schotelklep (niet getoond) in het bovenste koppellichaam 14, in een toestand waarin de eerste flenzen 3, 4 afdichtend tegen elkaar zijn gedrukt, worden de schotelkleppen 29 tegen de kracht van de respectieve drukveren in geopend, waarmee de fluïdumleidingdelen 13, 14 in open verbinding met elkaar worden gebracht. De figuur toont voorts geleidepennen 37 in de eerste flens 3 van het onderste koppellichaam 1 die corresponderen met gaten (niet getoond) in de eerste flens 4 van het bovenste koppellichaam 2 .

Claims (10)

1. Veiligheidskoppelinrichting (10) voor het koppelen van twee fluïdumleidingdelen (13, 14), omvattend een paar met de respectieve fluïdumleidingdelen (13, 14) koppelbare, van een afsluitklep (29) en een eerste flens (3, 4) voorziene samenwerkende koppellichamen (1, 2) en koppelmiddelen voor het losbaar koppelen van de koppellichamen (1, 2), met het kenmerk, dat de koppelmiddelen zijn verschaft door een losbaar om de eerste flenzen (3, 4) van de respectieve koppellichamen (1, 2) aan te brengen uit twee klemdelen (5, 6) samengesteld klemorgaan, waarbij de klemdelen (5, 6) elk aan een eerste uiteinde door een scharnier (15, 16) scharnierend zijn gekoppeld aan een draaglichaam (19) en zijn voorzien van zich vanaf het respectieve scharnier (15, 16) uitstrekkende door aandrijfmiddelen onderling gekoppelde hefboomarmen (31, 32), en aan een tweede uiteinde zijn voorzien van borgmiddelen (17, 18, 25) voor het borgen van de koppelmiddelen in een toestand waarin het klemorgaan (5, 6) om de eerste flenzen (3, 4) is aangebracht, en actuatormiddelen zijn verschaft voor het lossen van het klemorgaan (5, 6) uit de toestand waarin dit om de eerste flenzen (3, 4) is aangebracht.

2. Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aandrijfmiddelen zijn verschaft door een paar in veercilinders (23, 24) opgenomen drukveren en zich daarvan uitstrekkende cilinderstangen (35, 36) en de borgmiddelen (17, 18, 25) een paar zich vanaf de respectieve tweede uiteinden uitstrekkende nokken (17, 18) en een om die nokken (17, 18) aan te brengen in axiale richting van de leidingdelen (13, 14) verplaatsbaar U-vormig lichaam (25) omvatten.

3. Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de actuatormiddelen een hydraulische cilinder (26) omvatten voor het verplaatsen van het U-vormige lichaam (25).

4. Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de klemdelen (5, 6) aan hun respectieve tweede uiteinde elk zijn voorzien van een houder (21, 22) voor een bedienarm voor de klemdelen (5, 6) .

5. Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat koppellichamen (1, 2) elk zijn voorzien van een tweede flens (7, 8) voor het koppelen van het respectieve koppellichaam (1, 2) met een flens (11, 12) van een fluïdumleidingdeel(13, 14).

6. Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afsluitkleppen een paar kogelkleppen of vlinderkleppen omvatten.

7. Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de afsluitkleppen een paar onder voordruk van een drukveer opgesloten schotelkleppen (29) omvatten, die aan hun van de drukveer afgewende zijde zijn voorzien van bedienstaaf (39), waarbij in gekoppelde toestand van de koppellichamen (1, 2) de respectieve bedienstaven (39) tegen elkaar stuiken en de schotelkleppen (29) door de respectieve bedienstaven (39) tegen de voordruk van de respectieve drukveren in zijn weggedrukt voor het verschaffen van een doorstroomopening door het koppelorgaan (1, 2), en in ontkoppelde toestand van de koppellichamen (1, 2) de schotelkleppen (29) door de respectieve drukveren op een klepzitting zijn gedrukt voor het afsluiten van de respectieve koppellichamen (1, 2).

8. Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze is voorzien van meet- en regelmiddelen voor het meten van de onderlinge afstand van twee vooraf bepaalde punten op respectieve gekoppelde fluïdumleidingdelen (13, 14) en voor het in afhankelijkheid van die afstand regelen van de actuatormiddelen.

9.

Veiligheidskoppelinrichting (10) volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de meet- en regelmiddelen voor het meten van de onderlinge afstand een tussen de twee punten gespannen breekkabel en een detector voor het detecteren van het breken van die breekkabel omvatten.