DE2338170C3 - Rohrkupplung für Rohre, die einen Flansch aufweisen, mit steuerbaren Kupplungsgliedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Roh \upplung für Rohre, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben und beispielsweise aus der DE-OS 17 50 783 bekannt ist.

Solche Kupplungen werden beispielsweise in Zusammenwirkung mit Schiffsladearmen zum Be- und Entladern eines Schiffes, wie z. B. eines Öltankers, eingesetzt. Hierbei ist es wesentlich, daß jedwede Leckverluste vermieden und im Notfall, beispielsweise bei hohem Seegang, bei Feuer usw. die Rohrkupplung schnell gelöst werden kann. Zu diesem Zweck wurden Rohrkupplungen entwickelt, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 17 50 783 bekannt sind. Hier sind auf einem rohrförmigen Körper mehrere Kupplungsglieder schwenkbar über eine starre Halterung gelagert, die über eine hydraulische Zylinder-Kolbcn-Anordnung in Kupplungsstellung und in Entkupplungsstellung verschwenkbar sind. Zu diesem Zweck greift jeweils ein Ende eines Kolbens an einem gabelartig ausgebildeten Ende eines Kupplungsglicdcs an. Der iiußerc Arm des Kuppliingsgliedes legt sich zum Kuppeln bei Ausfahren des Kolbens hinter einen Flansch der anzuschließenden Rohrleitung und preßt diesen gegen eine Dichtung am rohrförmigen Körper. Bei dieser Anordnung muß der Kolben im Betriebszustand unter Druck gehalten werden.

Fine weitere Rohrkupplung der im Oberbegriff gunannten Art ist beispielsweise aus der I)IvOS 20 57 IH¹S bekannt. Hierbei werden die Kupplungsglieder über ein Kraftüberiragiingssystem.das austauschbar mit einer hydraulischen, pneumatischen, elektrischen oder 1 landaniriebsc|uelle verbunden sein kann, zunächst in eine Stellung hinter den /ylitulergreifcnden Flansch des zu kuppelnden Rohres verschwenkt und dann durch eine Snrci/einrichiunir in Wirkeinnriff mit dem Flansch axial bewegt. Es sind hierbei also zum öffnen und Schließen der Kupplung zwei Bewegungen erforderlich, nämlich einmal eine bogenförmige Bewegung und danach eine axiale lineare Bewegung. Durch eine solche Kupplung wird zwar eine sichere Verbindung erreicht, jedoch ist hierzu ein verhältnismäßig komplizierter Aufbau erforderlich. Damit sich die Kupplung im Betriebszustand nicht selbständig lösen k,ann, müssen die Betäligungseinrichiungen unter einem Lydraulisehen oder einem pneumatischen Druck stehen. Im Gefahrenfall muß daher dieser Druck zunächst abgebaut werden, damit durch einen Gegendruck die Kupplungseinrichtungen verschwenkt werden kann. Hierdurch geht unter Umständen wertvolle Zeit verloren.

Bei Verwenden von Keilabschnitten, wie sie beispielsweise die US-PS 28 97 895 vorschlägt, kann die Betätigungseinrichtung nach der Verkeilung H.es anzuschließenden Rohres druckentlastet werden. Eine solche Vorrichtung dient jedoch lediglich zum Verklemmen eines Rohres und kann bei Rohren mit Flanschen nicht angewandt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rohrkupplung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Betätigungseinrichtung nach Herstellen der Verbindung druckentlastet werden kann, ohne daß die Gefahr eines Undichtwerdens der Verbindung auftritt, so daß das Lösen der Rohrkupplung bei Gefahr oder dergleichen schneller bewirkt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß durch die Verkeilung der Kupplungsglieder dieser auch bei Druckentlastung der Hydraulikzylinder sicher in ihrer dichten Lage gehalten werden. Zum Entkuppeln können nach einem raschen Betätigen der für die Verkeilung nur notwendigen kleinen Hydraulikzylinder die größeren auf die Kupplungsglieder wirkenden Hydraulikzylinder innerhalb kurzer Zeit betätigt werden.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Untcransprüchen, für die kein selbständiger Schutz beansprucht wird, angegeben. So kann das Verkeilen der vorgesehenen Kupplungsglicder im Kupplungszustand durch einen Keilring oder durch Einzelkeile bewirkt werden, die je einem Kupplungsglied zugeordnet sind. In diesem Fall wird jedem Keil ein Hydraulikzylinder mit Kolben zugeordnet, wobei es besonders zweckmäßig ist, den Kolben jedes dieser Hydraulikzylinder mit jedem Keil starr zu verbinden.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Rohrkupplung, insbesondere zur Anwendung bei einem Sehiffsladcarm,

F' i g. 2 emc Abbildung eines hydraulischen Kreises zum Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die Rohrkupplung, die in den Zeichnungen dargcstellt ist, dient insbesondere zur Befestigung am iiußeren Ende eines Dreifach-Gclenk-Mechanismus, der an dem Anschlußrohr eines Schiffsladearmes angebracht ist, um dessen Kupplung an den Endflansch eines Einlaß/Auslaßrohres eines 1-agerbchälters auf einem Schiff, wie einem Öltanker, zu ermöglichen.

Die Kupplung besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Körper 1. dessen rückwärtiges Finde 2 ansehließhar isl an einen Dreifach-Ciclenk-Mechanis

nius und dessen vorderes Ende mit einem Flansch 3 versehen ist, dessen Vorderseite 4 einen eingelassenen, nicht sichtbaren Abdichtring zum Eingriff mit der Rückseite eines Adapierringes 5 aufweist, dessen Vorderseite 6 im Einsatz mit dem Endflansch eines nicht dargestellten Schiffsrohres in Eingriff ist, mit welchem die Flüssigkeitsdurchflußleitung des Schiffsladearmes flüssigkeitsdicht über die Kupplungsvorrichtung verbunden werden soll.

Ein zweiter nicht sichtbarer Abdichtring ist in der Vorderseite des Adapterringes 5 eingelassen zum Eingriff mit der Vorderseite des Schiffsrohrflansches. Der Adapterring 5, der in der Fig. 1 gezeigt ist, ist von herkömmlicher Art, er k-_unn ersetzt werden durch einen Adapterring gemäß vorliegender Erfindung, wie unten, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 6 als Beispiel angegeben.

Die Kupplung ist mit vier identischen Kupplungsgliedern 7 versehen, die an dem rohrförmigen Körper 1 gelagert und in gleichen Abständen um diesen herum angeordnet sind. Jedes Kupplungsglitd ist als Schwenkhebel mit beidseitig einer zweischenkligen Halterung 9 sich erstreckenden Armen ausgebildet und ist um einen Bolzen 8 schwenkbar, der sich zwischen den zwei Schenkeln 9 erstreckt, die an dem rohrförmigen Körper 1 starr angebracht sind. Jeder Schwenkhebel umfaßt ein Paar Seitenplatten 10, die einen Drücker 11 halten. Letzterer ist an den Seitenplatten 10 verstellbar angebracht, um die Kupplung an unterschiedliche Durchmesser der Schiffsrohrflansche anpassen zu können und mit einem ersetzbaren Glied 12 für den direkten Eingriff mit der Rückseite des im Gebrauch befindlichen Rohrflansches versehen. )edes der Kupplungsglieder 7 ist schwenkbar um den Bolzen 8 zwischen einer nominellen Kupplungsstellung. wie in F i g. 1 gezeigt, und einer Außcreingriffstellung, in welcher das Kupplungsglied außer Eingriff mit dem Schiffsrohrflansch ist. um eine Trennung der Kupplung von letzterem zu gestatten. Der verstellbare Drücker Il braucht n^;";ht vorgesehen zu werden, wenn die Kupplung nur für die Verbindung von Schiffsrohrflanschen einer vorbestimmten Größe gedacht ist; unter solchen Umständen können die Seitenplatten 10 das ersetzbare Glied 12 unmittelbar tragen.

Die Bewegung der Kupplungsglieder 7 zwischen ihren beiden Stellungen wird erreicjt durch Hydraulikzylinder 13 mit Kolben, von denen jeder schwenkbai um Lager 14 ist, die an dem Körper 1 der Kupplung festgelegt sind. Die Kupplungsgliedcr 7 sind so ausgebildet, daß sie ih(?n Kupplungsstellungcn durch Keile 15 gehalten werden, die in geeigneten Keilnuten der Umfargsflächc des Kupplungskörper 1 geführ! sind, damit eine Bewegung parallel zur Achse des Kupplungskörpers 1 möglich ist. Die Keile werden durch Hydraulikzylinder 16 mit Kolben betätigt, die in geeigneten Hallern 17 am Körper I festgelegt sind. Ein Anschlag 18 aus gehärtetem Stahl ist an dem rückwärtigem Arm jedes Kupplungsglicdes 7 zum Zusammenwirken mit dem zugeordneten Keil 15 festgelegt. Die Neigung der Keiloberflächen zur Achse der Kupplung muß natürlich sorgfältig ausgewählt werden, um sicherzustellen, daß kein Rutschen während des Betriebes erfolgen kann; in dieser Ausführungsform verlaufen die Keiloberflächen unter einem Winkel von 87.» zur Kupplungsachse.

Nachdem der Kupplungskörper in Bezug auf einen Schiffsrohrflansch um! '.!'e Vorderseite 6 des Adapterringes 5. der mit dem Flansch in Eingriff steht, richtig ausgerichtet sind, erfolgt das Kuppeln durch gleichzeitige Betätigung der Ko ben aller Hydraulikzylinder 13, um die ersetzbaren Glieder 12 der Kupplungsglieder in engen wirksamen Eingriff mit dem rückwärtigen Ende des Schiffsrohrflansches zu bringen. Zu gleicher Zeit werden die Kolben der Hydraulikzylinder 16 beiärgt. um die Keile 15 in Klemmeingriff zwischen dem Kupplungskörper 1 und den Anschlägen 18 der Kupplungsglieder zu treiben. Die Kupplungsglieder werden jetzt durch die Keile in ihren Kupplungsstellungen gehalten, d. h. die Kolben der Hydraulikzylinder 13 und 16 können druckentlastet werden. Um die Kupplung auszulösen, werden die Kupplungskolben 13 kurzzeitig in Kupplungsrichtung betätigt, um den Druck auf die Keile 15 zu verringern, die dann durch Rückwärtsbewegen der Kolben der Hydraulikzylinder 16 zurückgezogen werden; das Rückwärtsbewegen der Kolben der Hydraulikzylinder 13 bewegt dann die Kupplungsglieder in ihre Offenstellungen, so daß die Kupplung vom Schiffsrohrflansch abgezogen werden kann.

Die Fig. 2 zeigt eine Form eines hydraulischen Kreises zur Ausführung der oben genannten Kupplungs- und Entkupplungsvorgänge und zw_r die Hydraulikzylinder 13 mit Kolben, die Hydraulikzylinder 16 mit Kolben und die Keile 15.

Wenn das Kuppeln durch Betätigung eines nicht gezeigten Hauptsteuerventils begonner, wird, wird Druck ausgeübt, um die Kolben dei Hydraulikzylinder 13 über die Leitung 19 und ein Mehrwegeschaltventil 20 auszufahren, wobei letzteres in seinem Durchgangszustand (geradeaus) durch eine federvorgespannte Kugel gehalten wird, die in eine geignet·.· Aussparung einer Verlängerung 21 des Mehrwegeschaltventils einrastet. Gleichzeitig wird Druck ausgeübt, um die Kolben der Hydraulikzylinder 16 über die Leitung 22 zu bewegen, damit die Keile in ihre Betriebspositionen gebracht werden. Sobald das Kuppeln erfolgt ist, wird der Druck im hydraulischen System abgesenkt.

Um die Entkupplung zu erreichen, wird Druck über di'· Leitung 23 ausgeübt, um das Mehrwegeschaltventil 20 in seine andere Stellung zu bewegen, in der eine an der Verlängerung 21 gelagerte Rolle in eine Aussparung 24 an der Seite einer der Keile 15 fällt. E^ wird also Druck auf die Kolben der Hydraulikzylinder 13 über die Leitung 25 ausgeübt, um die Kolben in der Kupplungsrichtung zu betätigen. Zur gleichen Zeit werden die Kolben der Hydraulikzylinder 16 über die Leitung 26 beeinflußt, um die Keile 15 zurückzuziehen. Die Zurückziehungsbewegung des Keiles, der mit der Aussparung 24 versehen ist, veranlaßt die an der Verlängerung 21 gelagert!. Rolle, auf das Ende dor Aussparung zu fahren, um das Ventil 20 in seine DurLh^angsstellung (geradeaus) zurückzubringen, wobei die Kolben der Hydraulikzylinder 13 im Entkupplungssinn betätigt werden, um die KupDlungsglieder in ihre ausgerückten Stellungen zu bewegen.

Es können während des Betriebes Umstände auftreten, bei den^'i die Kupplung schnell gelöst werden muß. aber die hydraulische Kraft versagt hat. Die Kupplung muß dann manuell gelöst werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß Anschlage 27 (Fig. I) angebracht werden, die die Drücker 11 normalerweise in ihren Betriebspositionen relativ zu den Seitenplattcn 10 jedes Kupplunjsgliedcs halten, und um manuell schnell aus ihren normalen Stellungen bewegt werden zu können, in exzentrischen Buchsen angeordnet sind, die mit Abflachungcn verschen sind, um Anlegeflächcn

für einen Schlüssel /u bilden, der das Verdrehen der Stifte bewirkt.

Die Rohrkupplung, wie sie anhand der I i g. i und 2 erläutert wurde, weist zahlreiche Vorteile auf Die Kupplung enthüll cmc einwandfrei arbeitende l.mnch hing /um Hallen der Kuppliingsglieder in ihren Kiipplungsstellungcn und ist auch mit einer l'.mrichtung zur schnellen Lösung der Kupplung im Notfall versehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rohrkupplung für Rohre, die einen Flansch aufweisen, bestehend aus einem rohrförmigen Körper, der an einem von zwei zu kuppelnden Rohren festlegbar ist, und an dem eine Vielzahl von je durch einen Hydraulikzylinder mit Kolben betätigbaren Kupplungsgliedern um eine starre Halterung schwenkbar gelagert ist, von denen jedes mit seinem äußeren Arm in oder außer Eingriff mit der Rückseite eines Endflansehes des anderen anzukuppelnden Rohres bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsglieder (7) als Schwenkhebel mit beidseitig der Halterung sich erstreckenden Armen ausgebildet sind und unter die inneren Arme in der Kupplungsstellung auf dem rohrförmigen Körper (1) druckgesteuerte Keilflächen (15) zur Lagesicherung schiebbar sind, wonach die Steuerungsvorrichtung der Kupplungsglieder (7) und Keilflächen (15) druckentlastet werden.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kupplungsglied (7) ein verstellbarer Keil (15) zugeordnet ist.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Keil (15) ein Hydraulikzylinder (16) mit Kolben zugeordnet ist.

4. Rohrkupplung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben jedes Hydraulikzylinders (16) mit jedem Keil (15) starr verbunden ist.