устройство с сочлененным манипулятором для загрузки и разгрузки продуктов, в частности текучих продуктов

Формула изобретения

1. Устройство для загрузки и разгрузки продуктов, содержащее уравновешенный манипулятор (14) для загрузки и разгрузки, установленный в первом местоположении и имеющий трубопроводную систему (15, 16) циркульного типа, имеющую конец, установленный на основании (18), и снабженную расположенной на другом ее конце стыковочной системой (28) для стыковки с соединительным средством (29), установленным во втором местоположении, отличающееся тем, что дополнительно содержит трос (32), соединенный одним его концом со стыковочной системой (28) и другим его концом со средством (35-39) для создания постоянного натяжения троса (32), и стыковочную лебедку (42), на которую намотан стыковочный трос, обеспечивающий приведение стыковочной системы (28) в положение стыковки с соединительным средством (29) с преодолением постоянного натяжения, сообщаемого тросу, соединенному со стыковочной системой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство, приспособленное для создания постоянного натяжения троса (32), содержит гидроцилиндр (35).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что трос, приспособленный для сообщения ему постоянного натяжения, соединен с гидроцилиндром (35) посредством двух комплектов шкивов (37, 38), вокруг которых он намотан.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что стыковочная система (28) содержит гидравлическую муфту (30), приспособленную для стыковки с соединительным средством, представляющим собой патрубок (29).

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что содержит направляющую трубчатую секцию (43), установленную во втором местоположении и приспособленную для вхождения в трубчатую секцию (44), прикрепленную к стыковочной системе (28) для направления последней, когда она приближается вплотную к соединительному средству.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что содержит системы аварийной расстыковки.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что содержит направляющую штангу (40) для выравнивания стыковочной системы (28) относительно троса (32), приспособленного для сообщения ему постоянного натяжения, и стыковочный трос (41), при этом штанга (40) прикреплена к стыковочной системе (28) и имеет кольцо, сквозь которое проходит трос (32), приспособленный для сообщения ему постоянного натяжения.

8. Устройство по любому из пп.1, 4-7, отличающееся тем, что средство для создания постоянного натяжения троса (32) содержит лебедку, приводимую в действие гидравлической передачей, в которой поддерживается постоянное гидравлическое давление.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к сочлененному манипулятору для загрузки и разгрузки продуктов, в частности текучих продуктов, например, таких как нефтепродукты (сжиженный природный газ и т.д.).

Более конкретно, оно относится к уравновешенному погрузочному манипулятору, оснащенному гидравлической муфтой, обеспечивающему перекачивание продукта между двумя судами, пришвартованными борт к борту, между судном и морской платформой или баржей, пришвартованными борт к борту, или также между пирсом, на котором установлен погрузочный манипулятор, и судном, пришвартованным бортом вдоль этого пирса.

Манипулятор этого типа описан в патенте Великобритании №2042466. Стыковка конца этого манипулятора с соединительным средством, расположенным на судне, затруднена и даже невозможна в сложных погодных условиях на море. Кроме того, в таких условиях значителен риск ударных столкновений между этим концом и соединительным средством. В большинстве случаев эти ударные столкновения приводят к повреждению компонентов, представляющих конец манипулятора или соединительного средства.

Целью настоящего изобретения является преодоление этих недостатков. В частности, оно направлено на получение возможности стыковки или расстыковки погрузочного манипулятора с судном в сложных погодных условиях на море.

Эта цель достигается устройством для загрузки и разгрузки продуктов, содержащим уравновешенный манипулятор для загрузки и разгрузки, установленный в первом местоположении и имеющий трубопроводную систему циркульного типа, имеющую один конец, установленный на основании, и снабженную расположенной на другом ее конце системой для стыковки с соединительным средством, установленным во втором местоположении, и отличающимся тем, что оно дополнительно содержит трос, соединенный одним его концом со стыковочной системой и другим его концом со средством для создания постоянного натяжения троса, и стыковочную лебедку, на которую намотан стыковочный трос, для обеспечения приведения стыковочной системы в положение стыковки с соединительным средством с противодействием постоянному натяжению, сообщаемому тросу, соединенному со стыковочной системой.

Вышеописанное устройство обеспечивает соответствие требованиям, упомянутым выше. Фактически, оно позволяет стыковочной системе приближаться к соединительному средству, установленному в местоположении, которое подвижно, таком как судно, и осуществлять стыковку в хороших условиях.

Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения будут понятны при ознакомлением со следующим описанием со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 изображает вертикальный вид сбоку устройства для загрузки и разгрузки продуктов в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

фиг.2 изображает разделенный вид по направлению стрелки А на фиг.1;

фиг.3 изображает в увеличенном масштабе вертикальный вид стыковочной системы устройства, показанного на фиг.1;

фиг.4 изображает вид, подобный показанному на фиг.3 и показывающий стыковочную систему в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;

фиг.5-8 изображают вертикальные виды устройства, показанного на фиг.1, иллюстрирующие некоторые операции процедуры стыковки загрузочного и разгрузочного манипулятора устройства с соединительным средством.

На фиг.1 показан танкер 10, который пришвартован швартовыми 11 к пирсу 12 и расположен вдоль последнего. Устройство 13 для загрузки и разгрузки текучего продукта, соответствующее варианту осуществления изобретения, обеспечивает, в этом случае, перекачку сжиженного природного газа из танкера 10 в танки, установленные на пирсе 12 или вблизи него и соединенные с погрузочным устройством 13, или наоборот.

С этой целью устройство 13 содержит манипулятор 14 для загрузки и разгрузки, имеющий трубопроводную систему циркульного типа, содержащую внутреннюю трубу 15 и наружную трубу 16, удерживаемые несущей конструкцией 17 циркульного типа с двумя ветвями, опирающимися на общее основание 18.

Манипулятор 14, в этом случае, уравновешен при помощи системы противовесов, содержащей два шкива 19 и 20, соединенные друг с другом при помощи каната 21, и два противовеса 22 и 23. Противовес 22 установлен на шкиве 20, а противовес 23 установлен на ветви несущей конструкции 17 циркульного типа, опирающейся на основание 18.

Внутри основания 18 проходит неподвижный канал, соединенный с внутренней трубой 15 сочленением 24, содержащим два изгиба под углом 90° и пару вращающихся соединений, в этом случае криогенных вращающихся соединений типа Chiksan®.

Сочленение 25, содержащее два изгиба и вращающееся соединение, обеспечивает соединение внутренней трубы 15 с наружной трубой 16.

Сочленение между ветвями несущей конструкции 17 циркульного типа и между несущей конструкцией и основанием 18 выполнено при помощи шариковых подшипников 26 и 27, окружающих сочленения 24 и 25 соответственно.

Маневрирование манипулятором 14 для загрузки и разгрузки обеспечивают гидроцилиндры, которые на фиг.1 не показаны.

Стыковочная система 28 обеспечивает стыковку наружной трубы 16 с соединительным средством, формируемым патрубком 29, расположенным на танкере 10.

Стыковочная система 28 содержит гидравлическую муфту 30, соединенную изгибами и вращающимися соединениями с наружной трубой 16. Трубопроводная секция, сформированная этими изгибами и вращающимися соединениями, кроме того, снабжена системой 31 аварийной расстыковки.

Вышеописанное устройство 13 для загрузки и разгрузки хорошо известно специалистам в данной области техники и, таким образом, не будет здесь описано более подробно.

Согласно изобретению с суппортом 33, жестко прикрепленным к стыковочной системе 28, соединен одним из его концов трос 32.

Другой конец троса 32 соединен со средством 34 для создания постоянного натяжения троса 32.

Средство 34 содержит гидроцилиндр 35 двустороннего действия, прикрепленный, в этом случае, к пирсу 12 при помощи вилочного крепления 36. Он проходит параллельно основанию 18.

Средство 34 также содержит два комплекта шкивов 37 и 38, каждый из которых имеет два обратных шкива, вокруг которых намотан трос 32.

Комплект шкивов 38 прикреплен его вилочным креплением к штоку 39 поршня гидроцилиндра 35, а вилочное крепление комплекта шкивов 37 прикреплено к основанию 18. Таким образом, можно увеличить диапазон выдвижения троса 32 в восемь раз.

Для сообщения постоянного натяжения тросу при любой скорости его выдвижения и длине, на которую он проходит между основанием 18 и суппортом 33, в гидроцилиндре 35 поддерживается постоянное гидравлическое давление.

Кроме того, штанга 40, прикрепленная к суппорту 33 и снабженная кольцом, сквозь которое проходит трос 32, обеспечивает поддержание выровненного положения стыковочной системы 28 относительно троса 32, и стыковочный трос 41 обеспечивает приведение стыковочной системы 28 в положение стыковки с патрубком 29.

Стыковочный трос 41 намотан на лебедку 42, работающую с постоянной скоростью и также прикрепленную к суппорту 33.

В этом отношении следует отметить, что чем больше расстояние между точками прикрепления тросов 32 и 41 к стыковочной системе 28, тем лучше выравнивание этой системы 28 относительно этих тросов 32 и 41. На фиг.1 можно видеть, что штанга 40 позволяет увеличить это расстояние.

Благодаря прикреплению троса 32 к суппорту 33 растягивающая нагрузка не прилагается полностью к направляющей штанге 40. Фактически, на эту штангу 40 воздействует только боковой компонент нагрузки, когда стыковочная система 28 не выровнена.

Две трубчатые секции 43 и 44, одна из которых входит в другую, обеспечивают направление стыковочной системы 28, когда она приближается вплотную к фланцу патрубка 29.

Охватываемая секция 43 установлена на танкере 10 и проходит под патрубком 29. Ее передний конец, к которому прикрепляют стыковочный трос 41, расположен спереди от фланца патрубка 29.

В охватывающей секции 44 проходит стыковочный трос 41, и она прикреплена к суппорту 33 под гидравлической муфтой 30. Свободный конец этой охватывающей секции 44 расположен спереди от гидравлической муфты 30.

Таким образом, возможность ударных столкновений между соединителем 30 и фланцем патрубка 29 ограничена.

Кроме того, свободные концы направляющих трубчатых секций 43 и 44 снабжены центрирующими конусами 45, 46.

Кроме того, внутренний диаметр охватывающей трубчатой секции 44 превышает наружный диаметр охватываемой трубчатой секции 43 для исключения всякого риска заедания.

Когда эти две направляющие трубчатые секции 43 и 44 входят в контакт друг с другом, единственное относительное движение, которое остается возможным между гидравлической муфтой 30 и фланцем патрубка 29, может возникать из-за зазора между этими двумя трубами. Это относительное движение легко компенсирует направляющее средство, которое расположено на гидравлической муфте 30.

Следует также отметить, что для подтягивания стыковочного троса 41 к переднему концу трубчатой секции 43 в начале процедуры стыковки используется линь, который не показан на фигурах.

В ходе процесса стыковки манипулятор 14 для загрузки и разгрузки находится в режиме "свободного хода" в результате соединения камер гидроцилиндров для маневрирования манипулятором 14. Предпочтительно, для ограничения колебаний манипулятора используют ограничитель расхода в гидравлической линии, проходящей между двумя камерами каждого из этих гидроцилиндров.

Наконец, гидроцилиндр системы аварийной расстыковки обеспечивает отсоединение троса 32 от суппорта 33 посредством извлечения штифта 47 (фиг.3) из держателя штифта, прикрепленного к суппорту 33, и из кольца на конце троса 32.

Этот гидроцилиндр не показан на фигурах, поскольку он выровнен относительно штифта 47.

Процесс стыковки осуществляется следующим образом.

1) Сначала оператор, используя панель дистанционного управления, поднимает стыковочную систему 28 над патрубком 29 (фиг.5). В гидроцилиндре 35 можно создавать пониженное давление для исключения любого ослабления натяжения троса 32 на этом этапе. Затем стыковочный трос 41 сматывают с лебедки 42 и подтягивают его к концу направляющей секции 43 при помощи вспомогательного линя для прикрепления их друг к другу (фиг.6).

2) Как показано на фиг.6, загрузочный манипулятор перемещают в промежуточное положение между нерабочим положением и положением стыковки, и вводят режим "свободного хода" манипулятора.

3) Затем трос 32 приводят в действие посредством создания постоянного давления в гидроцилиндре 35 (фиг.7).

4) Затем приводят в действие стыковочную лебедку 42 таким образом, чтобы укорачивать длину размотанного стыковочного троса 41 и обеспечивать вхождение в контакт направляющих секций 43 и 44 (фиг.1). Одновременно поддерживается постоянное натяжение троса 32.

Таким образом, чем ближе находится загрузочный манипулятор 14 к патрубку 29, тем лучше он следует движениям судна 10, как показано на фиг.5. Окончательное выравнивание осуществляется до того как гидравлическая муфта 30 достигнет фланца патрубка 29.

5) Как показано на фиг.8, гидравлическая муфта 30 соединяется с фланцем патрубка 29, и гидравлический ограничительный клапан автоматически останавливает стыковочную лебедку 42.

Перед началом операций загрузки и разгрузки натяжение, сообщаемое тросу 32, уменьшают до минимального уровня, необходимого для поддержания натянутого состояния троса. Кроме того, приводятся в готовность системы аварийной расстыковки.

Затем могут начинаться последовательности операций охлаждения, загрузки и разгрузки.

Способ расстыковки следует той же логике в обратной последовательности.

Будет понятно, что устройство 13 для загрузки и разгрузки, соответствующее изобретению, обеспечивает беспрепятственное осуществление процесса стыковки и расстыковки в трудных погодных условиях на море.

Кроме того, нет необходимости осуществлять существенные модификации существующего устройства для его приспособления к изобретению.

Также нет необходимости в использовании сложных средств.

Наконец, процессы стыковки и расстыковки не зависят от сноровки оператора и могут осуществляться при значительных относительных перемещениях.

Для варианта осуществления изобретения, показанного на фиг.1-8, суппорт 33 и элементы, которые к нему прикреплены, располагаются под гидравлической муфтой 30.

Однако этот суппорт 33 предпочтительно располагать сбоку вдоль гидравлической муфты 30, как показано на фиг.4. Это техническое решение обеспечивает достижение следующих преимуществ:

когда охватываемая направляющая секция 43 расположена параллельно и сбоку вдоль патрубка 29, можно получить площадку доступа к патрубку 29 и свободное пространство под патрубком 29, допускающее осуществление операций по техническому обслуживанию и ремонту на танкере 10;

уменьшенные перемещения гидравлической муфты 30, поскольку ось стыковочного троса 41 расположена на одном уровне (в вертикальном направлении) с осью этой муфты 30.

В другом варианте осуществления изобретения гидроцилиндр 35 может быть заменен лебедкой, приводимой в действие гидравлической передачей, в которой поддерживается постоянное гидравлическое давление.

Кроме того, устройство 13 для загрузки и разгрузки может быть трубопроводной системой самонесущего циркульного типа, и уравновешивание может осуществляться другими средствами.

Конечно, изобретение никоим образом не ограничивается описанными и показанными вариантами его осуществления, которые даны только как примеры.

В частности, оно включает все средства, составляющие технические эквиваленты описанных средств, а также их комбинации.

Кроме того, устройство 13, соответствующее изобретению, может использоваться для перекачивания текучих сред, отличных от сжиженного природного газа. Среди этих текучих сред можно, в частности, упомянуть сжиженный нефтяной попутный газ и конденсаты.