專利名稱：用于石化流體、燃氣和液化氣的輸送管道的連接的帶夾爪的可連接凸緣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶夾爪的可連接凸緣，該凸緣用于石化流體、燃氣和液化氣的輸送管道的連接。
背景技術(shù)：
管道之間的連接是非常棘手的操作，尤其是在極端條件下，例如當必須在船和位于堅硬的土地上的儲存罐之間、在遠海上的兩艘船之間或者甚至在延伸到水上或水下幾米處的兩段管道之間輸入或輸出石化流體等時。
由對中和連接裝置構(gòu)成的連接系統(tǒng)必須防止所傳輸產(chǎn)品的可能的損失，由于會對人員和裝置的安全造成威脅以及嚴重污染裝置附近的海域和陸地環(huán)境，該損失可能成為巨大的經(jīng)濟損失。
此外，所述連接系統(tǒng)必須非常靈活并且對于操作人員來講在連接階段很舒適而在斷開階段很迅速。這是因為-尤其在遠海-影響海洋狀況的氣象條件會急速惡化，從而要求管道連接系統(tǒng)的斷開必須很迅速，因此危及石化流體和燃氣的傳輸安全。必須能在很短的時間內(nèi)使流體的流動停止并且斷開管道。
US-A-3558161說明了一種包括多個夾爪的管道連接裝置，所述夾爪由與液壓或機械類型的控制系統(tǒng)相連接的彈性桿適時地控制。閉合控制使得所述夾爪“抓牢”管道的凸緣，從而保證了管道的水密性。
夾爪靠在其上的凸緣表面通常是平的并且垂直于裝置的縱向軸線，從而在斷開階段，由凸緣和夾爪之間的抵抗斷開的摩擦力所引起的力矩逐漸增大，在某些情況下甚至危及該斷開，而在所述連接/斷開系統(tǒng)必須在極端條件下工作時，這是絕對不容許的。
為進行斷開，在數(shù)學關(guān)系上，所施加的力R與其力臂“a”的乘積(打開力矩)必須總是大于摩擦力Fa與其力臂“b”的乘積(阻力矩)。即R×a＞Fa×b為了打開夾爪，必須保持這種不等關(guān)系。但是已經(jīng)證實，在利用具有平的表面的凸緣進行打開的過程中，力臂“a”會減小到所述不等式不成立，特別是當為了抵抗很大的載荷而已經(jīng)選定夾爪的幾何形狀時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種凸緣，該凸緣使得夾爪-凸緣連接能夠以簡單且成本低的方式消除上述問題。
根據(jù)本發(fā)明，該目的可以通過一種用于石化流體、燃氣和液化氣的輸送管道的凸緣來實現(xiàn)，該凸緣具有用于夾爪的承載面，該承載面具有向夾爪的支承件方向斜切/傾斜的外周部。
這樣，力臂“a”在打開階段的逐漸減小被有利于夾爪的打開的力分量的變化所補償。


從下面對在附圖中作為非限制性示例示出的實施例的詳細說明中，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它特征，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的處于閉合狀態(tài)的凸緣-夾爪連接的側(cè)視圖；圖2以放大的比例示出圖1中的凸緣-夾爪連接區(qū)的側(cè)視圖；圖3示出夾爪在打開意義上轉(zhuǎn)動6°時凸緣-夾爪連接的側(cè)視圖；圖4以放大的比例示出圖3中的凸緣-夾爪連接區(qū)的側(cè)視圖；圖5示出夾爪在打開意義上轉(zhuǎn)動10°時凸緣-夾爪連接的側(cè)視圖；圖6以放大的比例示出圖5中的凸緣-夾爪連接區(qū)的側(cè)視圖。
具體實施例方式
在附圖中，凸緣1包括帶有曲狀外周部2的表面11，夾爪3靠在該外周部上，夾爪3通過銷5鉸接到用于管道12的連接部的支架4上，該夾爪可相對于該銷自由轉(zhuǎn)動。
通過由液壓系統(tǒng)等適時地控制的環(huán)或轉(zhuǎn)向輪10的旋轉(zhuǎn)，夾爪3在受控彈簧6的作用下在與連接軸線共面的閉合位置和相對于連接軸線傾斜的打開位置之間移動。
通過分析在凸緣-夾爪接觸區(qū)8內(nèi)(見圖2、4、6)互相作用的力，可以看出本發(fā)明的優(yōu)點。
在僅示出“a”和“b”的示例值的圖1和2中，平衡方程式如下R×a＝Fa×b其中R＝凸緣和夾爪之間的接觸力Fa＝由R產(chǎn)生的摩擦力(Fa＝R×f，其中，f是夾爪-凸緣連接的金屬之間的摩擦系數(shù))要通過施加負荷R使夾爪在打開意義上(沿打開方向)轉(zhuǎn)動，必需R×a＞Fa×b。
在圖3和4的情況下，夾爪的轉(zhuǎn)動涉及可以分解為水平分量(Fao和Ro)以及垂直分量(Fav和Rv)的Fa和R的傾斜。
要打開夾爪，則需要(Rv×a)+(Ro×b)＞(Fao×b)-(Fav×a)與圖1-2中的情況相比，不等式的左邊由于力臂a的減小(b保持不變)而減小，但是該減小因摩擦力Fao的減小和對夾爪3的打開有利的垂直分量Fav的產(chǎn)生而得到補償，因此圖3-4中的Fao與b的乘積小于圖1-2中的Fa與b的乘積。
如果凸緣的接觸面是平的，則Fa與b的乘積將保持恒定，而R與a的乘積將由于a的減小而減小，從而會在某點出現(xiàn)R×a＜Fa×b因此會妨礙夾爪的打開。
在圖5-6的情況下，夾爪已進一步轉(zhuǎn)動使得與圖3-4相比Fav(有利于打開的分量)增加，而Fao(抵抗打開的分量)減小。
因此，不等式(Rv×a)+(Ro×b)＞(Fao×b)-(Fav×a)對夾爪的整個打開轉(zhuǎn)動都是成立的。
簡而言之，將凸緣的輪廓形成為上述不等式的函數(shù)，以使不等式在夾爪3的打開過程中一直成立。
權(quán)利要求
1.用于石化流體、燃氣和液化氣的輸送管道的凸緣(1)，其特征在于，所述凸緣具有用于夾爪(3)的承載面(11)，該承載面具有向夾爪(3)的支承件方向斜切的外周部(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的凸緣，其特征在于，所述斜切的外周部(2)是曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的凸緣，其特征在于，不等式(Rv×a)+(Ro×b)＞(Fao×b)-(Fav×a)總是成立，其中Rv＝所施加的力R的垂直分量；a＝力的垂直分量的力臂；Ro＝所施加的力R的水平分量；b＝力的水平分量的力臂；Fao＝摩擦力Fa的水平分量；Fav＝摩擦力Fa的垂直分量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于石化流體、燃氣和液化氣的輸送管道的凸緣(1)，該凸緣具有用于夾爪(3)的承載面(11)，該承載面具有向夾爪(3)的支承件方向斜切的外周部(2)。所述斜切的外周部(2)優(yōu)選是曲面。
文檔編號F16L37/12GK1853065SQ200480026989
公開日2006年10月25日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者洛倫佐·博爾苗利 申請人:洛倫佐·博爾苗利