CN104736914A - 海底多路快速连接器组件 - Google Patents

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Abstract

一种多路快速连接器组件(10)，包括：阳子组件(12)，该阳子组件包括联接到第一圆形板的多个快速连接器(30)，以及联接到第一圆形板的致动器(20)，其中，致动器(20)配置成致动一轴，该轴具有附接到轴的轴向端部的拉杆螺帽(18)；以及阴子组件(14)，该阴子组件包括联接到第二圆形板的多个联接器(32)，其中，每个联接器配置成联接到阳子组件的相应的快速联接器，以及其中，第二圆形板包括穿过其设置的孔洞(22)；其中，轴的致动使得拉杆螺帽(18)相对于孔洞转动，然后靠着第二圆形板轴向地缩回，以将阳子组件相对于阴子组件轴向地锁定。

Description

海底多路快速连接器组件
相关申请的参见引用
本申请是2012年10月23日提交的标题为“Sub-Sea Multiple QuickConnector Assembly”的美国临时专利申请号61/717,493的非临时专利申请，为了所有目的兹以参见的方式将其全部内容并入本文中。
背景技术
本发明总体上涉及海底连接器组件，且更具体地，涉及海底多路快速连接器(MQC)组件。
海底构件，例如远程操作的车辆(ROV)，经常需要连接到其它的海底构件，从而例如联接海底构件之间的液压导管，电气连接件等。用于连接海底构件的常规的连接器组件通常相对复杂和/或涉及许多移动部件。这样，需要相对简单并且可靠的连接器组件，用于连接海底构件。
发明内容
在一实施例中，一种多路快速连接器(MQC)组件，包括：阳子组件，该阳子组件包括联接到第一圆形板的多个快速连接器，以及联接到第一圆形板的致动器。致动器配置成致动一轴，该轴具有附接到轴的轴向端部的拉杆螺帽。MQC组件还包括阴子组件，该阴子组件包括联接到第二圆形板的多个联接器。每个联接器配置成联接到阳子组件的相应的快速联接器。第二圆形板包括穿过其设置的孔洞。轴的致动使得拉杆螺帽相对于孔洞转动，然后靠着第二圆形板轴向地缩回，以将阳子组件相对于阴子组件轴向地锁定。
在另一实施例中，一种多路快速连接器(MQC)组件，包括：阳子组件，该阳子组件包括联接到第一圆形板的多个快速连接器，联接到第一圆形板的致动器以及联接到第一圆形板的引导销。MQC组件还包括阴子组件，该阴子组件包括联接到第二圆形板的多个联接器以及联接到第二圆形板的轴套。每个联接器配置成联接到阳子组件的相应的快速联接器。当阳子组件和阴子组件彼此轴向地、径向地以及旋转地对准时，引导销被轴向地***轴套中。
在另一实施例中，一种方法，包括：将多路快速连接器组件的阳子组件和阴子组件对准，使得阳子组件的拉杆螺帽穿过阳子组件的板的孔洞轴向地***。该方法还包括将拉杆螺帽相对于孔洞转动。该方法还包括将拉杆螺帽靠着板轴向地缩回，以将阳子组件相对于阴子组件锁定就位。
附图说明
当结合附图阅读以下详细说明时，将会更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，在整个附图中，相同的附图标记代表相同的部件，其中：
图1是根据本公开的海底多路快速连接器(MQC)组件的立体图；
图2A是图1中的MQC组件的阳子组件和阴子组件的俯视图；
图2B是图1中的MQC组件的阳子组件和阴子组件的侧视图；
图3A是图1中的MQC组件的阳子组件的立体图；
图3B是图1中的MQC组件的阳子组件的前视图；
图3C是图1中的MQC组件的阳子组件的俯视图；
图3D是图1中的MQC组件的阳子组件的侧视图；
图4是是图1中的MQC组件的阳子组件的分解俯视图；
图5A是是图1中的MQC组件的阴子组件的侧视图；
图5B是图1中的MQC组件的阴子组件的剖切俯视图；
图5C是图1中的MQC组件的阴子组件的前视图；
图5D是图1中的MQC组件的阴子组件的后视图；
图6是图1中的MQC组件的阴子组件的分解仰视图；
图7是图1中的MQC组件的使用的示例性方法的流程图；
图8A是具有第一圆形引导销和第二钻石形引导销的阳子组件的实施例的立体图；以及
图8B是图8A中的钻石形引导销的立体图。
具体实施方式
现在转到附图，图1是根据本公开的海底多路快速连接器(MQC)组件10的立体图。如图1所示，MQC组件10包括阳子组件12和阴子组件14。MQC组件10的阳子组件12配置成连接到MQC组件10的阴子组件14，如下面更详细地描述的那样。尤其是，当通过将阳子组件12朝着阴子组件14移动(如箭头16所示)而将阳子组件12定位在阴子组件14中(例如，轴向地，径向地以及旋转地与阴子组件14对准)时，将阳子组件12的拉杆螺帽18穿过阴子组件14的圆形板24轴向地***配合孔洞22中。一旦阳子组件12定位在阴子组件14中，则通过致动器20转动拉杆螺帽18，如箭头25所示。另外，一旦拉杆螺帽18转动，则致动器20将拉杆螺帽18朝向阳子组件12轴向缩回，从而将拉杆螺帽18(以及因此阳子组件12)相对于阴子组件14锁定就位。例如，在某些实施例中，致动器20是双作用致动器，该双作用致动器首先将拉杆螺帽18轴向地转动，然后将拉杆螺帽18轴向缩回。
还如图1所示，MQC组件10包括联接MQC组件10的阳和阴子组件12、14的其它特征。例如，阳子组件12包括引导销26，这些引导销26配置成***阴子组件14的配合轴套28中。虽然在图1中示出为包括两个引导销26，但是在其它实施例中，阳子组件12可包括任意数量的引导销26，例如一个、三个、四个或甚至更多个引导销26。另外，在某些实施例中，引导销26可具有不同的形状。例如，图8A和图8B示出具有第一引导销27和第二引导销29的阳子组件12的一个实施例，该第一引导销具有圆形横截面，以及该第二引导销具有钻石形横截面。应当理解的是，第一和第二引导销27、29与阴子组件14的轴套28相关联。第二引导销29帮助减轻公差累积以及在组装期间引导销27、29可能的变形。第一引导销27提供四个自由度的基本对准(例如，倾斜、偏转、X和Y)，而第二引导销29提供用于固定方位的第五自由度的二度对准。将致动器20触底(即，轴向地缩回)固定第三级或最后的自由度。
现在回到图1，阳子组件12还包括多个快速连接器30，这些快速连接器配置成与阴子组件14的联接器32联接。通常，快速连接器30和匹配的联接器32使导管(例如，流体软管等)在与MQC组件10的阳和阴子组件12、14相关联的海底构件之间连接。快速连接器30和相关联的联接器32配置成当彼此对准时彼此快速地连接，在正常操作期间(例如，当承受典型的海底力时)保持彼此连接，并且当经由阳子组件12和/或阴子组件14施加一定量的预定断开连接力时，彼此快速断开连接。虽然在图1中示出为包括六个快速连接器30，但是在其它实施例中，阳子组件12可包括任意数量的快速连接器30，例如一个、两个、三个、四个、五个、七个、八个或更多的快速连接器30。另外，如图所示，应当指出的是，某些快速连接器30(以及相关联的联接器32)可比其它的快速连接器大。
便于在快速连接器30和它们相关联的联接器32之间的连接类型可包括各种各样的连接。例如，如上所述，这些连接可包括液压连接。然而，在某些实施例中，快速连接器30和相关联的联接器32例如还可包括：用于在阳和阴子组件12、14之间能够光纤连接的湿式可配合光纤连接器；用于在阳和阴子组件12、14之间便于电气连接的湿式可配合电气连接器；或者便于能量和/或遥测相关的导管的建立的任何其它类型的连接，该能量和/或遥测相关的导管可用于为设备供电，以及监测、控制并提供操作的视频。
图2A和图2B分别是图1中的MQC组件的阳和阴子组件12、14在将阳子组件12***阴子组件14中之前的俯视图和侧视图。如图所示，阴子组件14包括在阴子组件14的环形壁36中轴向地延伸的对准狭槽34。对准狭槽34配置成与对准引导件38配合，该对准引导件38从阳子组件12的圆形板40径向地延伸。更具体地，对准引导件38是从板40径向地延伸并具有与在阴子组件14的壁36中的对准狭槽34的几何形状类似的几何形状(例如，矩形)的突出部。对准狭槽34和对准引导件38确保当阳子组件12轴向地定位在阴子组件14中时(如箭头16所示)，阳子组件12的构件(例如，拉杆螺帽18、引导销26、快速连接器30等)与阴子组件14的构件(例如，孔洞22、轴套28、联接器32等)正确地对准。
另外，阴子组件14的壁36还包括向壁36的轴向端部44直径逐渐增加的端部部分42。在某些实施例中，直径以大致恒定的比率增加。如所理解的那样，端部部分42有助于阳子组件12在阴子组件14中的对准。更具体地，端部部分42确保当阳子组件12轴向地定位在阴子组件14中时(如箭头16所示)，阳子组件12的构件(例如，拉杆螺帽18、引导销26、快速连接器30等)与阴子组件14的配合构件(例如，孔洞22、轴套28、联接器32等)径向地以及旋转地对准。
图2B还示出阳和阴子组件12、14的一些相对尺寸。例如，阴子组件14的板24具有直径dfplate，在某些实施例中，该dfplate在约10.0英寸至12.5英寸的范围内，并且更具体地，可以是约11.0英寸。如图所示，对于壁36的轴向长度的大部分来讲，阴子组件14的壁36具有大致类似于供壁36所抵接的板24的直径dfplate的直径。然而，壁36的端部部分42逐渐增加到最大直径dfend，在某些实施例中，该dfend在约12.0英寸至15.0英寸的范围内，并且，更具体地，可以是约13.25英寸。阳子组件12的板40具有直径dmplate，在某些实施例中，该dmplate在约9.0英寸至11.5英寸的范围内，并且更具体地，可以是约10.0英寸。另外，阴子组件14具有长度lfemale，在某些实施例中，该lfemale在约10.0英寸至17.5英寸的范围内，并且更具体地，可以是约13.75英寸，以及阳子组件12具有长度lmale，在某些实施例中，该lmale在约20.0英寸至26.0英寸的范围内，并且更具体地，可以是约23.0英寸。
图3和图4示出图1中的MQC组件10的阳子组件12的特征，以及图5和图6示出图1中的MQC组件10的阴子组件14的特征。例如，如图3B所示，引导销26和快速连接器30以靠近板40的径向外周大致等间隔的方式(例如以环形配置)围绕阳子组件12的板40设置。然而，在其它实施例中，引导销26和快速连接器30可以其它的配置围绕板40设置。另外，拉杆螺帽18沿MQC组件10的中央轴线46设置。
另外，如图5C所示，穿过阴子组件14的板24的孔22通常形状像菱形，并且阳子组件12的拉杆螺帽18是类似的菱形形状，从而当阳和阴子组件12、14正确地对准时，使拉杆螺帽18能够穿过孔洞22***。然后，一旦穿过孔洞22***，则拉杆螺帽18转动约90度并通过致动器20轴向地缩回，使得孔洞22和拉杆螺帽18的菱形形状错开，并且来自致动器20的轴向力从拉杆螺帽18对着阴子组件14的板24施加，从而将拉杆螺帽18(以及因此阳子组件12)相对于阴子组件14轴向地保持就位。
图4是图1中的MQC组件10的阳子组件12的分解俯视图，总体上描述如何将阳子组件12的构件组装在一起。如上所述，在某些实施例中，阳子组件12包括不同尺寸的快速连接器30。如图所示，快速连接器30可包括四个较小的快速连接器50和两个较大的快速连接器52。例如，较小的快速连接器50的直径可以是约0.5英寸，以及较大的快速连接器52的直径可以是约1.0英寸。快速连接器50、52中的每一个均与类似大小的调节器54、56相关联，调节器54、56联接到它们各自的快速连接器50、52并且轴向地***穿过通过板40的适当大小的洞58，并经由适当大小的锁紧螺母60、62固定到板40。
另外，将内六角螺钉64轴向地***穿过通过拉杆螺帽18的中央孔腔(bore)并拧入联接到致动器20的轴65内，从而将拉杆螺帽18联接到致动器20。此外，轴环66可围绕致动器20设置在板40的与拉杆螺帽18的相同侧上。在某些实施例中，轴环66可以是两件式大孔腔夹紧轴环，该轴环具有约3.0英寸的内径和约4.5英寸的外径以及约0.75英寸的宽度的内孔腔。
还如所示出的，引导销26被轴向地***板40中的适当大小的洞68中，并且具有防止引导销26穿过洞68轴向地向前移动的稍大的端部70。此外，引导销26通过柔性把手76的基部74的凸缘72保持抵靠板40。如所示出的，柔性把手76具有用于将柔性把手76附接到板40的两个基部74。柔性把手76的每个凸缘72均通过诸如螺钉78等的紧固机构附接到板40。钢丝绳段80将柔性把手76的基部74附接到柔性把手76的主体部分82。在某些实施例中，钢丝绳段80的直径可以是约1.0。柔性把手76的主体部分82附接到内爪84和外爪86，每个爪用于将阳子组件12(以及因此MQC组件10)联接到其它的海底构件，例如远程操作的车辆(ROV)。
图6是图1中的MQC组件10的阴子组件14的分解仰视图，总体上描述了如何将阴子组件14的构件组装在一起。例如在阳子组件12的快速连接器30的情况下，在某些实施例中，阴子组件14包括不同尺寸的联接器32。如图所示，联接器32可包括四个较小的联接器88和两个较大的联接器90。例如，较小的联接器88的直径可以是约0.5英寸，以及较大的联接器90的直径可以是约1.0英寸。每个联接器88、90均轴向地***穿过板24的适当大小的孔92中，并且通过在板24的两侧上的适当大小的保持环94、96保持就位。更具体地，保持环94、96可以是与围绕联接器88、90周向地延伸的凹槽98配合的螺旋保持环。
另外，将轴套28轴向地***穿过板24的适当大小的孔100中，并通过在板24的相对侧上的适当大小的保持环102保持就位。更具体地，保持环102可以是与围绕轴套28周向地延伸的凹槽104配合的螺旋保持环。如上所述，阳子组件12的引导销26***轴套28内，以将阳子组件12与阴子组件14对准。另外，阴子组件14包括止动管106，当使阳和阴子组件12、14彼此轴向对准时，该止动管106抵接阳子组件12的致动器20。在某些实施例中，止动管106可以是过盈配合到板24的侧面上的配合圆形凹槽108中。一旦所有构件(例如，联接器32、轴套28、止动管106等)都附接到板24上，则经由多个诸如螺钉110等的紧固机构将板24固定到环形壁36。
如上所述，一旦阳和阴子组件12、14彼此轴向地、径向地以及旋转地对准，则阳子组件12的致动器20使得拉杆螺帽18相对于板24的孔洞22转动约90度，然后使得拉杆螺帽18朝着致动器20轴向地缩回，从而从拉杆螺帽18对板24施加力，并且将拉杆螺帽18(以及因此阳子组件12)相对于板24(以及因此阴子组件14)锁定就位。例如，在某些实施例中，致动器20可以是双作用致动器，例如Roemheld系列3逆时针螺纹双作用致动器。
图7是图1中的MQC组件10的使用的示例性方法112的流程图。在步骤114中，将MQC组件10的阳和阴子组件12、14彼此(例如，轴向地、径向地以及旋转地)对准。在步骤116中，将阳子组件12的拉杆螺帽18相对于穿过阴子组件14的板24的孔洞22转动。在步骤118中，通过致动器20将拉杆螺帽18轴向地缩回，以从拉杆螺帽18对板24施加力，并将拉杆螺帽18(以及因此阳子组件12)相对于板24(以及因此阴子组件14)锁定就位。
尽管本文中说明并描述了本发明的仅仅某些特征，但是本领域的技术人员可以进行许多修改和变化。因此，应当理解，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真正精神范围内的所有这些修改和变化。

Claims (20)

1.一种多路快速连接器组件，包括：
阳子组件，该阳子组件包括联接到第一圆形板的多个快速连接器，以及联接到第一圆形板的致动器，其中，致动器配置成致动一轴，该轴具有附接到轴的轴向端部的拉杆螺帽；以及
阴子组件，该阴子组件包括联接到第二圆形板的多个联接器，其中，每个联接器配置成联接到阳子组件的相应的快速连接器，以及其中，第二圆形板包括穿过其设置的孔洞；
其中，轴的致动使得拉杆螺帽相对于孔洞转动，然后靠着第二圆形板轴向地缩回以将阳子组件相对于阴子组件轴向地锁定。
2.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中阳子组件包括联接到第一圆形板的引导销，阴子组件包括联接到第二圆形板的轴套，并且当阳子组件和阴子组件彼此轴向地、径向地以及旋转地对准时，引导销被轴向地***轴套中。
3.根据权利要求1所述的多路快速连接器，其中，阳子组件包括联接到第一圆形板的第一引导销和第二引导销，其中第一引导销包括圆形横截面区域，以及第二引导销包括钻石形横截面区域。
4.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，阳子组件包括从第一圆形板径向地延伸的对准引导件，阴子组件包括环形壁，该环形壁具有在环形壁的轴向端部径向地延伸的对准狭槽，并且当阳子组件和阴子组件彼此轴向地、径向地以及旋转地对准时，对准引导件被轴向地***对准狭槽中。
5.根据权利要求4所述的多路快速连接器组件，其中环形壁包括端部部分，该端部部分具有朝着环形壁的轴向端部增加的直径。
6.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，拉杆螺帽和孔洞都是菱形的。
7.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，所述多个快速连接器围绕第一圆形板以环形形式设置。
8.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，所述多个快速连接器包括多个较小的快速连接器和多个较大的快速连接器，所述多个联接器包括多个较小的联接器和多个较大的联接器，每个较小的联接器均配置成联接到相应的较小的快速连接器，以及每个较大的联接器均配置成联接到相应的较大的快速连接器。
9.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，所述多个快速连接器中的至少一个和所述多个联接器中的至少一个便于在阳子组件和阴子组件之间建立液压连接。
10.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，所述多个快速连接器中的至少一个和所述多个联接器中的至少一个便于在阳子组件和阴子组件之间建立光纤连接。
11.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，所述多个快速连接器中的至少一个和所述多个联接器中的至少一个便于在阳子组件和阴子组件之间建立电气连接。
12.根据权利要求1所述的多路快速连接器组件，其中，阳子组件联接到柔性把手，该柔性把手包括钢丝绳段和用于将柔性把手联接到外部海底构件的内爪和外爪。
13.根据权利要求12所述的多路快速连接器组件，其中，海底构件包括远程操作的车辆。
14.一种多路快速连接器组件，包括：
阳子组件，该阳子组件包括联接到第一圆形板的多个快速连接器、联接到第一圆形板的致动器以及联接到第一圆形板的引导销；以及
阴子组件，该阴子组件包括联接到第二圆形板的多个联接器以及联接到第二圆形板的轴套，其中，每个联接器均配置成联接到阳子组件的相应的快速连接器；
其中，当阳子组件和阴子组件彼此轴向地、径向地以及旋转地对准时，引导销被轴向地***轴套中。
15.根据权利要求14所述的多路快速连接器组件，其中，致动器配置成致动一轴，该轴具有附接到轴的轴向端部的拉杆螺帽，第二圆形板包括穿过其设置的孔洞，以及轴的致动使得拉杆螺帽相对于孔洞转动，然后靠着第二圆形板轴向地缩回以将阳子组件相对于阴子组件轴向地锁定。
16.根据权利要求14所述的多路快速连接器组件，其中，阳子组件包括联接到第一圆形板的第一和第二引导销，其中，第一引导销包括圆形横截面区域，以及第二引导销包括钻石形横截面区域。
17.根据权利要求14所述的多路快速连接器组件，其中，阳子组件包括从第一圆形板径向地延伸的对准引导件，阴子组件包括环形壁，该环形壁具有在环形壁的轴向端部处轴向地延伸的对准狭槽，并且当阳子组件和阴子组件彼此轴向地、径向地以及旋转地对准时，对准引导件被轴向地***对准狭槽中。
18.根据权利要求17所述的多路快速连接器组件，其中，环形壁包括端部部分，该端部部分的直径朝着环形壁的轴向端部增加。
19.根据权利要求14所述的多路快速连接器组件，其中，所述多个快速连接器包括多个较小的快速连接器和多个较大的快速连接器，所述多个联接器包括多个较小的联接器和多个较大的联接器，每个较小的联接器均配置成联接到相应的较小的快速连接器，以及每个较大的联接器均配置成联接到相应的较大的快速连接器。
20.一种方法，包括：
将多路快速连接器组件的阳子组件和阴子组件对准，使得阳子组件的拉杆螺帽穿过阴子组件的板的孔轴向地***；
将拉杆螺帽相对于孔洞转动；以及
将拉杆螺帽靠着板轴向地缩回以将阳子组件相对于阴子组件锁定就位。
CN201380055196.8A 2012-10-23 2013-10-16 海底多路快速连接器组件 Active CN104736914B (zh)

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