ES2282692T3 - Conector de seguridad para tuberias de acoplamiento rapido y liberacion rapida. - Google Patents

Abstract

Conector de acoplamiento rápido y liberación rápida para tuberías, que comprende dos piezas de empalme tubulares (1, 2) que pueden unirse a tuberías respectivas (3, 4) a acoplar y un medio de acoplamiento rápido y liberación rápida (15) para dichas piezas de empalme (1, 2) comprendiendo dicho medio de acoplamiento rápido y liberación rápida (15) una pluralidad de segmentos de enganche (16) distribuidos circunferencialmente en un plano perpendicular al eje de dichas piezas de empalme (1, 2) y alojado de una manera radialmente móvil respecto a ranuras radiales (17) de una parte axial que se proyecta (6) de un primera pieza de empalme (2) que, durante la etapa de acoplamiento, puede superponerse a una parte axial que se proyecta (5) correspondiente de la segunda pieza de empalme (1), un anillo giratorio (18) que puede controlarse para que gire alrededor de la parte que se proyecta (6) de la primera pieza de empalme (2) para trabajar sobre dichos segmentos de enganche (16) para empujarlos haciaal menos un asiento radial (33) de dicha parte que se proyecta (5) de la segunda pieza de empalme (1) o alojarlos en sus propios asientos radiales (34), respectivamente para el acoplamiento y el desacoplamiento de dichas piezas de empalme (1, 2) y un cilindro hidráulico (19) que reacciona entre dicha primera pieza de empalme (2) y dicho anillo giratorio (18), caracterizado porque comprende un cilindro hidráulico (19) operable independiente adicional dispuesto sustancialmente a 180º respecto al primero en el plano de rotación del anillo giratorio (18), estando dispuesto cada uno de dichos cilindros hidráulicos (19) para reaccionar entre una primera palanca (22) unida a dicha primera pieza de empalme (2) y una segunda palanca (23) unida al anillo giratorio (18), estando dicha primera palanca (22) formada por una parte radialmente más externa (24) y una parte radialmente más interna (25) conectadas entre sí por una articulación (26) que puede modificarse para poder asumir dos estados operativos diferentes, uno para el enganche mutuo completo de las dos partes (24, 25) de la primera palanca (22), y el otro de consentimiento de la rotación de la parte radialmente más externa (24) de la primera palanca (22) en la dirección de aproximación a la segunda palanca (23).

Description

Conector de seguridad para tuberías de acoplamiento rápido y liberación rápida.

La presente invención se refiere a un conector de seguridad para tuberías de acoplamiento rápido y liberación rápida.

Hay muchas ocasiones en las que se pide proporcionar el acoplamiento rápido de dos tuberías, al igual que se requiere su separación rápida. Este el caso por el ejemplo, de tuberías usadas para la transferencia de productos de petróleo fluidos en condiciones medioambientales difíciles, en ocasiones peligrosas, tales como mar abierto o del mar a la tierra y viceversa.

Para este propósito hay dispositivos conectores conocidos actualmente de acoplamiento rápido y de liberación rápida que pueden acoplar y desacoplar entre sí dos tuberías de una manera segura y rápida.

Uno de estos se describe en el documento EP-A-0153773 y comprende dos piezas de empalme tubulares que pueden unirse a tuberías respectivas para unirlas y son un medio de acoplamiento rápido y liberación rápida para dichas piezas de empalme. El medio para el acoplamiento rápido y la liberación rápida de un pluralidad de segmentos de enganche que están distribuidos circunferencialmente en un plano perpendicular al eje de dichas piezas de empalme y alojados de una manera radialmente móvil respecto a ranuras radiales de una parte axial que se proyecta de una primera pieza de empalme que, durante la etapa de acoplamiento, puede superponerse a una parte axial que se proyecta correspondiente de la segunda pieza de empalme. Puede controlarse un anillo giratorio para gire alrededor de la parte que se proyecta de la primera parte de empalme para trabajar sobre dichos segmentos de enganche para desplazarlos hacia alojamientos radiales de dicha parte que se proyecta de la segunda pieza de empalme para alojarlos en sus alojamientos radiales, respectivamente para el acoplamiento y desacoplamiento de dichas piezas de empalme. Un cilindro hidráulico que reacciona entre dicha primera parte de empalme y dicho anillo giratorio normalmente proporciona el movimiento del anillo giratorio.

Este es un conector extremadamente seguro y rápido, que asegura el acoplamiento y la separación de las dos tuberías de una manera óptima.

El único posible inconveniente puede consistir en una dificultad en el desacoplamiento teóricamente determinable por el trabajo perdido del cilindro para el movimiento del anillo giratorio, por ejemplo, debido a una formación de hielo después de un largo periodo de permanencia del conector en mar abierto o como resultado de la transferencia de productos de petróleo a una temperatura muy baja. En dicho caso, de hecho, el anillo no gira y el conector no se abre para liberar las dos tuberías.

El alcance de la presente invención es proporcionar ahora un conector de acoplamiento rápido y liberación rápida del tipo mencionado anteriormente que sea capaz de garantizar la máxima seguridad en el desacoplamiento, cuando se requiera.

De acuerdo con la invención dicho alcance se obtiene usando dos cilindros hidráulicos (o medios equivalentes) para el movimiento del anillo giratorio que se disponen sustancialmente a 180º entre sí en el plano de rotación del anillo y que reaccionan cada uno entre una primera palanca unida a uno de las dos piezas de empalme y una segunda palanca unida al anillo giratorio, y dividiendo dicha primera palanca en una parte radialmente más externa y una parte radialmente más interna conectadas entre sí mediante una articulación que puede modificarse para poder asumir dos estados operativos diferentes, uno para el enganche mutuo completo de las dos partes de la primera palanca y el otro para el consentimiento de la rotación de la parte radialmente más externa de la primera palanca en la dirección de aproximación a la segunda palanca.

La presencia de dos cilindros (u otro medio de movimiento equivalente) en lugar de uno hace posible su uso como sustituto uno de otro, de manera que en caso de interferencia de uno de los dos cilindros es posible el control del otro para realizar la operación de desacoplamiento del conector en cualquier caso. Por otro lado la articulación modificable interpuesta entre las dos partes de cada primera palanca evita, cuando está en el estado de consentimiento, que el cilindro se oponga a la rotación del anillo y al mismo tiempo, cuando está en el estado de enganche, fuerza al cilindro no controlado para realizar el mismo movimiento del cilindro controlado para volver a la posición de acoplamiento.

Si se desea es posible también aumentar la seguridad del conector haciendo que la conexión de los dos cilindros sea posible no sólo a un sistema de control hidráulico normal sino también para bombas hidráulicas manuales que pueden intervenir cuando sea necesario.

Las características de la presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una realización de la misma que se ilustra como ejemplo no limitante en los dibujos adjuntos en los que:

la Figura 1 muestra un conector de acuerdo con la invención en estado de acoplamiento, seccionado a lo largo de su eje de acuerdo con la línea I-I de la Figura 2;

la Figura 2 muestra el mismo conector en sección transversal de acuerdo con la línea II-II de la Figura 1;

la Figura 3 muestra el conector seccionado como en la Figura 1 en el transcurso de un movimiento de desacoplamiento;

la Figura 4 muestra el conector seccionado como en la Figura 1 al final de un movimiento de desacoplamiento;

la Figura 5 muestra el conector seccionado como en la Figura 1, listo para un nuevo movimiento de acoplamiento;

la Figura 6 muestra el conector seccionado como en la Figura 1 al final del movimiento de acoplamiento.

El conector mostrado en los dibujos comprende (Figura 1) una primera pieza de empalme tubular 1 y una segunda pieza de empalme tubular 2, cada una hecha de una parte de cuerpo respectiva 3, 4 y de una parte axial de proyección respectiva 5, 6. Las partes de cuerpo 3, 4 están destinadas a la unión mediante tornillo 7, 8 a las tuberías respectivas 9, 10 a acoplar. Las partes que se proyectan 5, 6 a su vez pueden insertarse una dentro de otra para definir un único pasaje cilíndrico 11 para el flujo de fluido desde una tubería a otra. Un anillo axialmente móvil 12 se aloja en un alojamiento frontal axial 13 de la parte de proyección 6 de la pieza de empalme 2 y está empujado por un resorte 14 hacia la parte orientada que se proyecta 5 de la pieza de empalme 1.

La conexión mutua de las dos piezas de empalme 1 y 2, y por lo tanto de las dos tuberías 9 y 10, está proporcionada por un medio de acoplamiento rápido y de liberación rápida 15 que incluye (Figura 2) una pluralidad de segmentos de enganche 16 distribuidos circunferencialmente en un plano perpendicular al eje del pasaje 11 y alojados de una manera radialmente móvil respecto a las ranuras radiales 17 de la parte que se proyecta 6 de la pieza de empalme 2.

Alrededor de la secuencia circunferencial de segmentos de enganche 16 sobre la pieza de empalme 2 se dispone un anillo giratorio 18 que puede controlarse para que gire mediante uno o mediante el otro de los dos cilindros hidráulicos operables independientes 19, que se localizan en posiciones diametralmente opuestas en el plano de rotación del anillo 18 y normalmente en posición contraída. Cada uno de los cilindros 19 tiene sus dos extremos respectivamente articulados en 20 y 21 en una primera palanca 22 integrales con la parte que se proyecta 6 de la segunda pieza de empalme 2 y en una segunda palanca 23 integrales con el anillo giratorio 18. La primera palanca 22 está subdividida en dos partes 24 y 25, la primera radialmente más externa y la segunda radialmente más interna, que están conectadas entre sí mediante una articulación modificable 26 hecha de una clavija articulada 27 y mediante un perno retirable 28 que se inserta en orificios alineados 29 y 30 de las dos partes de la palanca 24 y 25. La presencia del perno 28 determina el enganche mutuo de las partes de la palanca mencionadas anteriormente, mientras que la ausencia del perno 28 permite a la primera parte 24 de la palanca 22 girar en el sentido de aproximación a la segunda palanca 23 (sentido contrario a las agujas del reloj en la Figura 2). Un saliente 39 de la segunda parte 25 de la palanca 22 evita que la primera parte 24 de la misma palanca 22 en lugar de girar en el sentido de las agujas del reloj respecto lo haga la segunda parte 25. Los dos cilindros 19 están provistos con bocas 31 y 32 que están conectadas normalmente con un sistema de control hidráulico común y que también puede conectarse con bombas de emergencias manuales.

La pared interna del anillo giratorio 18 coopera con el extremo externo de los segmentos 16 para empujar estos últimos hacia el eje del pasaje cilíndrico 11 y hacia asientos radiales obtenidos como un hueco redondeado continuo 33 en la pared externa de la parte que se proyecta 5 de la pieza de empalme 1. En la misma pared interna del anillo giratorio 18, por otro lado, se obtienen algunos asientos radiales 35 (uno para cada segmento 16) de manera que cuando el anillo 18 se gira según se compara con la posición en la Figura 2, son capaces de alojar los segmentos 16 para su salida desde el hueco anular 33 de la pieza de empalme 1 (Figuras 4 y 5). Los biseles 35 y 36 de los segmentos 16 cooperan con los biseles correspondientes 37 y 38 de los asientos 33 y 34 (Figura 3) para determinar los movimientos radiales de los segmentos 16 hacia el eje del pasaje 11, como se explicará posteriormente en este documento.

El modo de operación del conector se ilustra en los dibujos y se explica fácilmente.

Con el anillo giratorio 16 en la posición de la Figura 2 los segmentos 16 se mantienen insertados en los huecos redondeados 33, por lo tanto las dos piezas de empalme 1 y 2 se mantienen acopladas entre sí para el acoplamiento mutuo firme posterior de dos tuberías 9 y 10. En dicho estado el fluido a transferir puede fluir desde una tubería a la otra a través de un pasaje axial común 11. Los pernos 28 están normalmente ausentes.

Para la liberación rápida de las dos tuberías es necesario controlar la extensión de uno de los cilindros 19 como por ejemplo el mostrado en la parte inferior de los dibujos. De esta manera, cuando la primera parte 24 de la palanca 22 del cilindro mencionado anteriormente apoyado en el soporte 39 el mismo cilindro puede controlar la rotación en sentido contrario a las agujas del reloj de la palanca 23 y por lo tanto del anillo 18, mientras que la articulación 26 de la palanca 22 del otro cilindro 19 se abre (Figura 3) para evitar que el cilindro no controlado impida la rotación del anillo 18. Los segmentos 16, por lo tanto, pueden verse forzados mediante los biseles cooperantes 35 y 37 a deslizarse radialmente hacia las ranuras 17 para salir del hueco anular 33 e insertarse en los huecos radiales 34 de la parte que se proyecta 6 de la pieza de empalme 2 (Figura 4). Las dos piezas de empalme 1 y 2 pueden apartarse de esta manera entre sí con la separación consecuente de las tuberías 3 y 4.

Si por cualquier razón el cilindro controlado no fuera capaz de extenderse, sería posible trabajar de la misma manera, con el otro cilindro 19, que realizaría el movimiento de desacoplamiento de la misma manera que se ha explicado anteriormente.

Para acoplar de nuevo, naturalmente después de haber corregido la posición de las partes que se proyectan 5 y 6 de la dos piezas de empalme 1 y 2 una dentro de la otra, es necesario extender el cilindro 19 previamente no controlado para determinar de nuevo el cierre de la articulación abierta anteriormente 26 (Figura 5) y después insertar los pernos 2, 8 en los pares de orificios alineados 29 y 30, para conectar rígidamente entre sí las dos partes 24 y 25 de las palancas 22. La contracción posterior de los cilindros 19 provoca la rotación en el sentido de las agujas del reloj del anillo 18 y, por lo tanto, debido a la ayuda de los biseles 36 y 38, el deslizamiento radial de los segmentos de enganche 16 en las ranuras respectivas 17 hasta su inserción en los huecos anulares 33 (Figura 6). Las dos piezas de empalme 1 y 2 se acoplan por lo tanto de nuevo entre sí.

En el caso de daño del sistema de control hidráulico de los cilindros 19 es posible obviar la desventaja conectando las bocas 31 y 32 de los mismos cilindros con bombas manuales.

Claims (3)

1. Conector de acoplamiento rápido y liberación rápida para tuberías, que comprende dos piezas de empalme tubulares (1, 2) que pueden unirse a tuberías respectivas (3, 4) a acoplar y un medio de acoplamiento rápido y liberación rápida (15) para dichas piezas de empalme (1, 2) comprendiendo dicho medio de acoplamiento rápido y liberación rápida (15) una pluralidad de segmentos de enganche (16) distribuidos circunferencialmente en un plano perpendicular al eje de dichas piezas de empalme (1, 2) y alojado de una manera radialmente móvil respecto a ranuras radiales (17) de una parte axial que se proyecta (6) de un primera pieza de empalme (2) que, durante la etapa de acoplamiento, puede superponerse a una parte axial que se proyecta (5) correspondiente de la segunda pieza de empalme (1), un anillo giratorio (18) que puede controlarse para que gire alrededor de la parte que se proyecta (6) de la primera pieza de empalme (2) para trabajar sobre dichos segmentos de enganche (16) para empujarlos hacia al menos un asiento radial (33) de dicha parte que se proyecta (5) de la segunda pieza de empalme (1) o alojarlos en sus propios asientos radiales (34), respectivamente para el acoplamiento y el desacoplamiento de dichas piezas de empalme (1, 2) y un cilindro hidráulico (19) que reacciona entre dicha primera pieza de empalme (2) y dicho anillo giratorio (18), caracterizado porque comprende un cilindro hidráulico (19) operable independiente adicional dispuesto sustancialmente a 180º respecto al primero en el plano de rotación del anillo giratorio (18), estando dispuesto cada uno de dichos cilindros hidráulicos (19) para reaccionar entre una primera palanca (22) unida a dicha primera pieza de empalme (2) y una segunda palanca (23) unida al anillo giratorio (18), estando dicha primera palanca (22) formada por una parte radialmente más externa (24) y una parte radialmente más interna (25) conectadas entre sí por una articulación (26) que puede modificarse para poder asumir dos estados operativos diferentes, uno para el enganche mutuo completo de las dos partes (24, 25) de la primera palanca (22), y el otro de consentimiento de la rotación de la parte radialmente más externa (24) de la primera palanca (22) en la dirección de aproximación a la segunda palanca (23).

2. Conector de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la parte radialmente más interna (25) de la primera palanca (22) está provista con un saliente (39) contra el que la parte más externa (22) de la primera palanca (22) puede apoyarse para evitar la rotación de dicha parte más externa (24) en la dirección del movimiento lejos de dicha segunda palanca (23).

3. Conector de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha articulación modificable (26) está hecha de una clavija articulada (27) y de un perno (28) que puede insertarse en orificios alineados (29, 30) de las dos partes (24, 25) de la primera palanca (22) cuando está en estado de acoplamiento y desinsertarse de la misma cuando está en estado de desacoplamiento.