Компенсатор для соединения подвижных друг относительно друга объектов

 

Изобретение относится к компенсаторам, обеспечивающим необходимую упругость в соединениях между относительно подвижными объектами. Цель изобретения - повышение эффективности и надежности в эксплуатации. Компенсатор расположен под поверхностью воды и включает корпус 13 с установленным в нем с возможностью перемещения поршнем 29 и штоком 8, а также сообщенный с подпоршневой полостью 34 корпуса, заполненной водой, резервуар 20, содержащий газ и жидкость, имеющие поверхность раздела. При движении поршня 29 и корпуса 13 в противоположные относительно друг друга стороны обеспечивается расширение или сжатие газа в резервуаре 20 и соответственно компенсирование длины швартовных средств между соединенными через компенсатор объектами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) 1 А3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH fNHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . Н ПАТЕНТУ (21) 3868104/27-11 (22) 21.12.84 (31) 8334384 (32) 23. 12. 83 (33) GB (46) 15.02.90. Бюл. У 6 (72) Роберт Вальтер Брюертон (СВ) (53) 629. 12.015 ° 64(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1105378, кл. В 63 В 21/50,27.04.83. (51) 5 В 63 В 21/50 21/00, 22/02

2 (54) КОИПЕНСАТОР ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ДРУГ ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГА ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к компенсаторам, обеспечивающим необходимую упругость в соединенных между относительно подвижными объектами. Цель изобретения — повышение эффективности и надежности в эксплуатации. Компенсатор расположен под поверхностью воды и включает корпус 13 с установ1544181 ленным в нем с возможностью перемещения поршнем 29 и штоком 8, а также сообщенный с подпоршневой полостью

34 корпуса, заполненной водой, резервуар 20, содержащий газ и жидкость, имеющие поверхность раздела. При движении поршня 29 и корпуса 13 в проИзобретение относится к швартовным устройствам, а именно к компенсатофам, обеспечивающим необходимую упругость в соединениях между относительно подвижными объектами.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности устройства в эксплуатации.

На фиг. 1 показано швартовное устройство с установленным в него компенсатором, на фиг. 2 — компенсатор, общий вид; на фиг. 3 — узел откачки воды иэ резервуара., Компенсатор 1 прикреплен к распо| ложенному на дне моря анкерному устройству, например бетонному основанию 2, с помощью цепи 3. Корпус компенсатора включает наполняемый балластом резервуар 4. Более легкая цепь 5 соединяет образованный на одной боковой стороне компенсатора 1 выступ с якорем 6, который расположен на некотором расстоянии от бетонного основания 2 и исключает вероятность вращения компенсатора 1.

Шланг 7 простирается между шарнирно установленными на штоке 8 компенсатора 1 соединительными элементами и судном 9. Этот шланг выполняет две функции: во"-первых, он служит в качестве средства относительного привязывания судна 9,к данному месту и, во-вторых, выполняет функцию передачи на судно 9 текущей среды, например нефти. Шарнирное соединение шланга 7 со штоком 8 допускает некоторое колебание судна 9.

Шланг 7 оборудован поплавками, которые придают ему необходимую плавучесть.

Шланг подачи текучей среды 10, например, соединяет проложенный по дну моря терминал 11 трубопровода с коленом в шарнирном соединительном блоке 12, который связывает между собой верхнюю часть штока 8 и верхнюю часть корпуса 13 компенсатора 1.

55 тивоположные относительно друг друга стороны обеспечивается расширение или сжатие газа в резервуаре 20 и соответственно компенсирование длины швартовых средств между соединенными через компенсатор объектами.

1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Верхняя часть соединительного блока

12 образует трубопровод, соединяющий шланг 10 со шлангом 7.

Шланг 14 для подачи находящейся под определенным давлением воды простирается от терминала 11 до соединительного элемента, расположенного на нижней части шарнирного блока 12.

Эта нижняя часть шарнирного соединительного блока 12 образует трубопровод, который соединяет шланг 14 с наполняемым балластом резервуаром 4.

Оба шланга 14 и 10 примерно на полпути между компенсатором 1 и терминалом 11 подвешиваются на буй 15.

Компенсатор 1 состоит из прямого кругового цилиндрического корпуса 13, нижняя часть которого закрыта. От этой закрытой части отходит монтажное ушко или петля 16. Внутренний круговой цилиндр 17 размещается коаксиально корпусу 13. Образующееся между ними кольцеобразное пространство закрыто в своей верхней части кольцеобразной верхней стенкой 18.

Между внутренним цилиндром 17 и корпусом 13 расположена переборка, которая делит упомянутое кольцеобразное пространство на верхнюю камеру

19 и резервуар 20 соответственно.

Верхняя камера 19 выполнена газонепроницаемой и заполнена воздухом, благодаря чему она выполняет функцию камеры плавучести. В стенке внутреннего цилиндра 17 предусмотрены отверстия 21, обеспечивающие свободное прохождение потока жидкости из резервуара 20 во внутренний цилиндр 17.

Поплавок 22 прикреплен цепью 23 к основанию корпуса 13. Этот поплавок

22 располагается внутри внутреннего цилиндра 17, а между поплавком и стенкой цилиндра образуется небольшой зазор. В этом поплавке просверлены отверстия 24, которые ориентированы вертикально вверх и через которые свободно проходит поток жид50

5 15441 кости. Логическая система, которая на фиг ° 2 показана пунктирной линией

25, предназначена для фиксации провисания цепи 23 и передает команды на перекрытие клапана 26, который служит для регулирования скорости (расхода) прохождения потока жидкости через трубу 27, которая отходит от нижнего резервуара 20. Б трубе 2? установ- 10 лен обратный клапан 28, причем он установлен в точке между клапаном 26 и резервуаром 20 и обеспечивает выход потока жидкости из резервуара 20.

Шток 8 скользяще перемещается во внутреннем цилиндре 17, а его поршень 29 находится в герметическом зацеплении со стенкой этого цилиндра {с внутренней стенкой). Шток 8 простирается вертикально вверх и выходит за пределы цилиндра 17 и заканчивается поворотным соединительным элементом 30, к которому прикреплена монтажная петля 31. Направляющие поршневого штока, например ко- 25 лесики 32, установлены на кронштейнах 33, которые закреплены на верхней стенке 18, контактируя с поршневым штоком 8 и направляя в нужном направлении его движение. 30

Часть внутреннего цилиндра 17, которая располагается между кромкой поршня 29 и поплавком 24, образует первую камеру 34 устройства. Часть внутреннего цилиндра 17, которая располагается ниже поплавка 22, одновременно вместе с резервуаром 20 образует первый отсек 35. Расточные отверстия 24 в поплавке 22 и кольцеобразный зазор между поплавком 22 и 40 внутренним цилиндром 17 образуют проход для потока жидкости. Кольцеобразная часть 36 внутреннего цилиндра 17 вокруг поршневого штока 8 образует камеру, которая открыта в 45 своей верхней части. Резервуар 20 содержит воду или какую-либо другую жидкость и воздух или какую-либо другую газообразную смесь, йричем в этом резервуаре образуется газожидкостная поверхность раздела 37, расположенная ниже кромки поршня 29, часть внутреннего цилиндра 17 заполнена жидкостью. Давление газообразного вещества в резервуаре 20 опреде- <5 ляет усилие, которое возникает в поршне в результате воздействия водяного столба, находящегося в цилиндре.

В процессе практического использо81 вания

3 или нира) моря, петля 16 с помощью троса, цепи универсального соединения (шаркрепится к основанию 2 на дне а ушко 31 — к судну.

На фиг. 3 показан узел откачки воды из камеры 20, включающий цилиндр

38, который перекрыт в своей верхней части диском 39 °

По центру диска 39 установлен обратный клапан 40. От диска 39 отходит внутренний цилиндр 41, который как бы окружает обратный клапан 40.

От этого же диска 39 отходит также и более широкая трубка 42. Которая по отношению к цилиндру 41 будет располагаться параллельно и которая проходит в непосредственной близости от внутренней стенки цилиндра 38.

Поверх внутреннего цилиндра 41 скользит полый шток 43 с поршнем 44, который снабжен кольцеобразным направленным внутрь уплотнением 45, ко-. торое находится в плотном рабочем зацеплении с внешней поверхностью внутреннего цилиндра 41. Примерно по центру штока 43 установлен кольцеобразный поршень 44. На его кромке расположено направленное наружу уплотне ние 46, которое находится в рабочем зацеплении с внутренней поверхностью трубки 42. Расположенный на внутреннем торце трубки 42 и направленный внутрь выступающий фланец 47 предназначен для рабочего зацепления с поршнем 44, выступая в качестве упора, ограничивающего движение поршня 44.

Расположенный внутри устройства конец штока 43 закрыт, но содержит обратный клапан 48, обеспечивающий прохождение жидкости только внутрь полого штока 43.

Копьцеобразное пространство 49 между внутренним цилиндром 41 и трубкой 42, которое в нижней части ограничивается поршнем 44, заполнено воздухом. После полного вытягивания штока 8 из цилиндра 17 его конечное движение вверх будет заставлять жидкость проходить в первую камеру 34, так как эта камера обладает повышенным объемом. Объем газа в резервуаре 20 будет тем самым повышаться, уменьшая одновременно давление в этой камере, так как объем газа остается постоянным.

Движение поршня вертикально вверх будет исключать вероятность образо1544181 вания больших усилий в соединении между штоком и соединенным с ним объектом, например судном. Однако изза уменьшения давления газа в резервуаре 20 растягивающее усилие в этом соединении будет постепенно увеличиваться.

Кольцеобразная часть 36 открыта в сторону моря и будет заполняться морской водой при постоянном давле. нии, которое будет зависеть от рабочей глубины, но в основном не будет зависеть от положения самого штока 8.

Если поршень 29 компенсатора дви1кения вынужден отходить или вытягиваться до такой степени, при которой давление воды в резервуаре 20 падает ниже давления воздуха в кольцеобразном пространстве 49, то будет открываться клапан 48 и оттягиваться полый шток 43 системы откачки.

Если главные уплотнения в поршне 29 обеспечивают надежную герметичность, тогда после возврата поршня 29 в свое исходное положение давление в резервуаре 20 будет возврашаться к своему первоначальному уровню.

Если же уплотнения поршня 29 пропускают воду в резервуар, когда поршень 29 находится в оттянутом положении, то в этом случае давление в резервуаре будет повьш аться при возвращении поршня в свою исходную позицию, и это давление может превысить давление воздуха B кольцеобразном пространстве 49 настолько, что создадутся благоприятные условия для принудительного перемещения полого штока 43, а следовательно, и будет откачана какая-то часть содержимого камеры, контуры которой определяются внутренним цилиндром 41 и полым штоком 43. Срабатывание насосной системы может быть повторено при последующих незначительных движениях поршня 29, чтобы восстановить первоначальный объем воды в pesepayape.

Формула изобретения

1. Компенсатор для соединения подвижных друг относительно друга объектов, например между судном и подводной точкой швартовки, содержащий расположенный на глубине под поверхностью воды корпус с установленным в нем с воэможностью продольного перемещения поршнем, между которыми образована герметичная полость переменного объема, при этом корпус и шток снабжены элементами для подсоединения к соответствующим объектам, а их торцы взаимодействуют с окружающей водной средой., о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с,целью повышения эффективности и надежности в эксплуатации, корпус выполнен с камерой плавучести для удержания компенсатора целиком в общем в вертикальном положении в отсутствии боковых нагрузок, при этом в корпусе имеется резервуар, 25 содержащий газ и жидкость и сообщенный с заполненной жидкостью полостью переменного объема.

2. Компенсатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен

3р средством откачки воды из резервуара, содержащего газ и жидкость, включающим в себя два концентрично закрепленных на корпусе цилиндра, а также полый шток с поршнем, телескопически соединенный с внутренним цилиндром с образованием мелду ними: жидкостной полости переменного объема, сообщенной посредством одного обратного клапана с резервуаром, а посредством другого - с окружающей водной средой, при этом поршень полого штока уста- новлен внутри наружного цилиндра, образуя замкнутую газовую полость между стенками внешнего и внутренне45 гО цилиндрОвр и жидкостную пОлОсть между стенками наружного цилиндра и полого штока, сообщенную с полостью резервуара.

1544181

Составитель О.Васильева

Редактор А.Долинич Техред Л.Олийнык Корректор М.Кучерявая

Ъ

Заказ 410 Тираж 366 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101