NL193997C - Roteerbare leidingkoppeling. - Google Patents

Description

1 193997

Roteerbare leidingkoppeling

De uitvinding heeft betrekking op een roteerbare meervoudige leidingkoppeling omvattende een stationair eerste deel met relatief grote diameter, verdeeld in van elkaar gescheiden compartimenten waarin 5 toevoerleidingen uitmonden en een ten opzichte van het eerste deel roteerbaar tweede deel eveneens met van elkaar gescheiden compartimenten in het eerste resp. in het tweede deel afdichtingen die een rotatie der compartimenten ten opzichte van elkaar toestaan. Een dergelijke roteerbare leidingkoppeling is bekend uit het Franse octrooischrift 2.413.603.

Dergelijke roteerbare leidingkoppelingen worden toegepast in combinatie met, bijvoorbeeld, meer-10 systemen van olieproductievelden waaraan tankers of opslagschepen worden afgemeerd. Dergelijke schepen moeten ten gevolge van wind- en waterbewegingen rond het meerpunt kunnen draaien zodat er een roteerbare koppeling aanwezig moet zijn tussen de stationaire inkomende leidingen en de naar het schip voerende uitgaande leidingen. Dergelijke leidingkoppelingen hebben een grote diameter evenals de erin toegepaste afdichtingen.

15 Daar elke beweging van het afmeersysteem ook door de leidingkoppeling wordt doorgegeven zal het roterend deel continu bewegen t.o.v. het vaste deel. Dit leidt tot een constante tangentiële belasting van de toegepaste afdichtingen die bij bewegingen met kleine amplitude voortdurend op afschuiving worden belast en constante deformaties ondergaan. Slechts wanneer de rotatiebeweging een bepaalde hoekwaarde overschrijdt zal de afdichting ten opzichte van de ermee samenwerkende dichtvlakken bewegen doch daar 20 de op de afdichting werkende krachten niet gelijk over de gehele omtrek zijn verdeeld kan het voorkomen dat in een bepaald gedeelte van de afdichting verglijden ten opzichte van het dichtvlak optreedt terwijl dit in een ander deel niet het geval is. Hierdoor worden bepaalde delen van de afdichting gecomprimeerd en andere delen overmatig gerekt.

Het gevolg is dan ook dat in de bekende leidingkoppelingen de afdichtingen een beperkte levensduur 25 hebben en regelmatig moeten worden geïnspecteerd en vervangen waarvoor echter de gehele leidingkoppeling moet worden gedemonteerd en de olieproductie moet worden gestopt.

De uitvinding beoogt deze bezwaren te ondervangen. Volgens de uitvinding is hiertoe in elke toe- en afvoerleiding een enkelvoudige roteerbare leidingkoppeling met kleine diameter opgenomen en vindt de rotatie van de beide delen van de meervoudige leidingkoppeling uitsluitend plaats als de verdraaiing van de 30 delen der enkelvoudige leidingkoppelingen een vooraf bepaalde waarde heeft overschreden.

Volgens de uitvinding worden de continu en frequent optredende kleine rotatiebewegingen opgenomen door de individuele flexibele koppelingen met kleine diameter waarvan de afdichtingen niet alleen een grotere levensduur hebben doch ook gemakkelijk toegankelijk zijn en tijdens deze bewegingen blijven de beide delen van de grote leidingkoppeling ten opzichte van elkaar geblokkeerd. Slechts wanneer de 35 bewegingen een vooraf bepaalde instelbare hoekwaarde overschrijden worden de beide delen van de leidingkoppeling met grote diameter verdraait en in een nieuwe neutrale stand ten opzichte van elkaar gebracht.

Verdere uitvoeringsvormen en voordelen van de leidingkoppeling volgens de uitvinding zijn beschreven in 40 de volgconclusies terwijl de uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Figuur 1 is een schematische afbeelding van een leidingkoppeling volgens de stand der techniek aan de hand waarvan de nadelen daarvan worden toegelicht; figuur 2 is een schematische afbeelding van een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; figuur 3 is een doorsnede door een eerste uitvoeringsvorm van de koppeling met kleine diameter, 45 bestemd voor een enkele leiding; figuur 4 is een langsdoorsnede door een eerste uitvoeringsvorm van een dergelijke koppeling; figuur 5 is een perspectivische afbeelding van een uitvoeringsvorm van een koppeling met kleine diameter bestemd voor meerdere leidingen; de figuren 6a en 6b zijn langsdoorsneden door een dergelijke koppeling; 50 figuur 7 is een perspectivische afbeelding van een tweede uitvoeringsvorm van een koppeling met kleine diameter bestemd voor meerdere leidingen; figuur 8a is een langsdoorsnede door deze koppeling; de figuren 8b en 8c zijn dwarsdoorsneden door een gedeelte van deze koppeling.

55 Figuur 1 toont schematisch een roteerbare leidingkoppeling volgens de stand der techniek. Een dergelijke leidingkoppeling wordt bijvoorbeeld aangebracht in een eenpuntsmeerinrichting voor een tanker of een opslagschip. Daar het schip onder invloed van wind en stroming zich rond het meerpunt moet kunnen 193997 2 verplaatsen moet een leidingkoppeling worden toegepast die dit toestaat en een dergelijke koppeling heeft een stationair deel 2 en een ten opzichte daarvan over meer dan 360° verdraaibaar roteerbaar deel 3; in het stationaire deel monden de toevoerleidingen 4, 5 uit en in het roteerbare deel de daarmee corresponderende afvoerleidingen 6, 7. De leiding 5 mondt bijvoorbeeld uit in de centrale kamer 8 en de leiding 4 in de 5 kamer 9 bepaald door de buitenwand 10 en de wand 11 van de binnenkamer 8.

Daar er in de praktijk steeds meer dan twee toevoerleidingen zullen zijn zullen er ook overeenkomstig meer kamers moeten zijn waardoor de leidingkoppeling een grote diameter heeft. Dit betekent echter dat ook de afdichtingen aangebracht tussen de stationaire en roterende delen, zoals de dichtingen 12,13 een grote diameter hebben. Door de samenhang der delen zal, wanneer vervanging van deze dichtingen 10 noodzakelijk is, de gehele leidingkoppeling moeten worden gedemonteerd waardoor alle toevoerleidingen buiten bedrijf moeten worden gesteld en de olieproductie moet worden onderbroken.

Als gevolg van wind en waterbewegingen zal het met de leidingen 6, 7 verbonden schip voortdurend oscilleerbewegingen uitvoeren rond de draaias van de leidingkoppeling zoals aangegeven met de pijlen 14, 15 en als gevolg van het feit dat de afdichtingen 12,13 door de aanwezigheid van de onvermijdelijke 15 wrijving pas wanneer deze beweging een bepaalde amplitude overschrijdt zullen gaan glijden over het daarmee samenwerkend dichtoppervlak worden de dichtingen 12,13 constant op afschuifdeformatie belast. Wanneer de delen ten opzichte van elkaar bewegen zal door de grote diameter de omtreksnelheid relatief groot zijn.

Dit alles leidt tot een versnelde slijtage van de dichtingen met de noodzaak van een regelmatige controle 20 en uitwisseling.

Figuur 2 toont schematisch de volgens de uitvinding verschafte oplossing voor dit probleem. Het stationaire deel van de leidingkoppeling 19 is in deze figuur aangegeven met het verwijzingscijfer 20; daarin monden de stationaire toevoerleidingen 21, 22 uit waarvan er slechts twee zijn getekend. Het ten opzichte van het stationaire deel 20 roterende deel is aangegeven met het verwijzingscijfer 23 en daarin monden uit 25 de leidingen 24 (corresponderend met leiding 21) en de leiding 25 (corresponderend met de leiding 22). Het stationaire deel 20 draagt de tandkrans 26 waarmee in ingrijping is een tandwiel 27 aangebracht op de as 28 van een motor 29, die bijvoorbeeld een in twee richtingen bestuurbare stappenmotor kan zijn. In de leiding 24 is, evenals in de leiding 25, een leidingkoppeling met kleine diameter opgenomen, aangegeven met de verwijzingscijfers 30 resp. 31. Van elk van deze leidingkoppelingen kan het ingaande deel 30a resp. 30 31a verdraaien ten opzichte van het bovenste deel 30b resp. 31b. Deze laatste delen zijn verbonden met de naar het, niet getekende, schip gaande leidingen 32 resp. 33 die met elkaar zijn gekoppeld door de schematisch aangegeven verbinding 34.

De leidingen 32, 33 moeten op de gebruikelijke wijze een rotatie van 360° kunnen uitvoeren rond de hartlijn 35 van he geheel.

35 Het principe dat aan de uitvinding ten grondslag ligt is dat voor kleine rotaties van de leidingen 32, 33 rond de hartlijn 35 de delen 20 en 23 niet ten opzichte van elkaar bewegen en de optredende hoekstand-verschillen worden opgenomen door de kleine leidingkoppelingen 30 en 31; overschrijdt de rotatie in de ene of de andere richting een bepaalde hoekwaarde dan wordt via de motor 29 het deel 23 naar een nieuwe evenwichtsstand ten opzichte van het deel 20 verdraaid.

40 Teneinde de hoekverdraaiingen te kunnen waarnemen is de leidingkoppeling 31 gecombineerd met een hoektaster schematisch aangegeven met de delen 38 en 39. Het deel 38 is daarbij een gever en het deel 39 een ontvanger (bijvoorbeeld een optische of inductieve ontvanger) die informatie betreffende de momentane hoekstand der delen ten opzichte van elkaar via de leiding 40 doorgeeft naar een regelinrichting 41 die, wanneer het verschil in hoekafstand een vooraf bepaalde waarde overschrijdt, via de leiding 42 de 45 motor 29 in compenserende zin bestuurt. Dergelijke regelinrichtingen zijn uit de praktijk op zich bekend.

Door de maatregelen volgens de uitvinding wordt dus bereikt dat de bewegingen van de delen der ’’grote” koppeling ten opzichte van elkaar aanzienlijk minder frequent voorkomen en de afdichtingen daarvan niet constant op afschuiving worden belast zodat de levensduur daarvan aanzienlijk groter zal zijn.

De leidingkoppelingen met kleine diameter kunnen op zeer veel verschillende wijzen worden uitgevoerd. 50 Figuur 3 toont schematisch een in het geheel met het verwijzingscijfer 45 aangegeven koppeling met afdichtingsringen 46, 47 die een verdraaiing over een willekeurige hoek tussen de leidingen 48, 49 toelaten. Bij voorkeur echter zal men gebruikmaken van koppelingen waarin de inkomende en de uitgaande leiding van elkaar zijn gescheiden door een enigszins meegevend deel, bijvoorbeeld uit een elastomeer materiaal dat in een bepaalde mate kan deformeren en daarmee een hoekverdraaiing van de leidingen ten opzichte 55 van elkaar kan toelaten - ook een flexibel buisdeel is bruikbaar.

Figuur 4 toont een dergelijke uitvoeringsvorm met een ingaande en een uitgaande leiding; de ingaande leiding 50 is vastgezet in een metalen deel 51 en de uitgaande leiding 52 in een overeenkomstig deel 53;

Claims (5)

1. Roteerbare meervoudige leidingkoppeling omvattende een stationair eerste deel met relatief grote diameter, verdeeld in van elkaar gescheiden compartimenten waarin toevoerleidingen uitmonden en een ten 25 opzichte van het eerste deel roteerbaar tweede deel eveneens met van elkaar gescheiden compartimenten waarin afvoerleidingen uitmonden, met tussen de compartimenten in het eerste resp. in het tweede deel afdichtingen die een rotatie der compartimenten ten opzichte van elkaar toestaan, met het kenmerk, dat in elke toe- of afvoerleiding een enkelvoudige roteerbare leidingkoppeling met kleine diameter is opgenomen en de rotatie van de beide delen van de meervoudige leidingkoppeling uitsluitend plaatsvindt als de 30 verdraaiing van de delen der enkelvoudige leidingkoppelingen een vooraf bepaalde waarde heeft overschreden.

2. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de enkelvoudige roteerbare leidingkoppeling met kleine diameter wordt gevormd door twee afdichtend ten opzichte van elkaar roteerbare delen.

3. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de enkelvoudige roteerbare leidingkoppeling met 35 kleine diameter wordt gevormd door een met de einden vast met de respectieve leidingen verbonden stang.

3 193997 de delen 51 en 53 zijn vastgevulkaniseerd aan een tussenstuk 54 uit elastomeer materiaal voorzien van een centrale boring 55. Het deel 54 laat een beperkte rotatie rond de hartlijn 56 toe. Figuur 5 toont schematisch een uitvoeringsvorm met drie ingaande leidingen 60, 61, 62 en drie daarmee corresponderende uitgaande leidingen 63, 64, 65; de ingaande leidingen zijn vastgezet in de onderplaat 66 5 en de uitgaande leidingen in de bovenplaat 67; tussen deze platen bevindt zich een daaraan bevestigd elastomeerdeel 68 met drie, met de leidingen corresponderende boringen 69, 70, 71. Zoals figuur 6b toont is een beperkte rotatie rond de ruststand in figuur 5 aangegeven met de lijn 72 over de hoeken +a en -a mogelijk. Figuur 7 toont een perspectivische afbeelding en de figuren 8a t/m 8c dwarsdoorsneden van een 10 uitvoeringsvorm waarbij de uitgaande leidingen van de koppeling met kleine diameter staan onder een hoek met de ingaande leidingen. De koppeling 75 bestaat uit een buitenring 76 waarin de leidingen 77, 78, 79 uitmonden; binnen deze ring en daaraan vast bevestigd is een ring 80 uit elastomeer materiaal met kanalen 81 t/m 83 corresponderend met de leidingen 77 t/m 79 en concentrisch met deze ring 80 bevindt zich de binnenring 84 waarin de leidingen 85 t/m 87 uitmonden.

15 Ook hier is een beperkte rotatie rond de in figuur 7 met de lijn 88 aangegeven neutrale stand mogelijk, en wel over de met +a en -a aangegeven hoeken. Figuur 8b toont een doorsnede door een gedeelte van de koppeling wanneer deze zich in de neutrale stand bevindt; figuur 8c toont de situatie bij verdraaiing over een beperkte hoek a. 20

4. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de roteerbare leidingkoppeling met kleine diameter wordt gevormd door een van meerdere, op de respectieve leidingen aangesloten doorlaatkanalen voorzien tussenstuk uit elastomeer materiaal.

5. Inrichting volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de leidingkoppeling(en) met kleine diameter is 40 (zijn) voorzien van de onderlinge stand der delen waarnemende hoekstandtasters samenwerkend met een besturingsinrichting voor een verplaatsingsmotor gekoppeld met de beweegbare delen van de leiding-koppeling met grote diameter zodanig dat wanneer de verplaatsing der delen ten opzichte van elkaar een vooraf bepaalde waarde heeft overschreden een stuursignaal wordt gegeven dat een corresponderende verplaatsing van gelijke grootte van de beide delen der leidingkoppeling met grote diameter teweegbrengt. Hierbij 5 bladen tekening