DK172198B1 - Indretning til kobling og samtidig låsning af to komponenter både radialt og aksialt - Google Patents

Description

i DK 172198 B1

Ved udnyttelse af olie- og gasfelter på stadigt større havdybder er der behov for indretninger, som muliggør til- og frakobling af komponenter, uden at der er dykkere til stede. Sådanne indretninger må derfor være egnet til 5 fjernstyret montering og give en god og sikker kobling af komponenterne. Behov for en sådan forbindelse mellem elementer er der f.eks. ved kobling af aktivatorer til ventiler, kobling af ventiler til rørledninger, indbyrdes sammenkobling af rør og endelig sammenkobling af hydrau-10 liske/elektriske kredsløb. En sådan sammenkobling kan desuden benyttes på andre områder, hvor der er behov for en "hurtig" kobling af komponenter.

Fra det tyske offentliggørelsesskrift nr. 2 803 671 kendes en rørledningsforbindelse, som omfatter et første 15 forbindelseselement fastgjort til rørledningen og et andet forbindelseselement fastgjort til en undersøisk installation. Hvert af forbindelseselementerne har en tætningsflade. Disse komponenter forbindes med hinanden ved, at det ene forbindelseselement bevæges i forhold til det 20 andet i et plan vinkelret på det andet forbindelseselements akse således, at tætningsfladerne bringes i en stilling over for hinanden. Der anvendes fluidumaktiver-bare organer til aktivering af koblingen. Der er tilvejebragt en mekanisk låseindretning, fordi det er fluidum 25 under tryk i rørledningen, som skal tætnes.

Låseindretningen i denne kobling er yderst kompliceret, idet den har en spindel, som fastlåses til det på rørledningen fastgjorte forbindelseselement ved bevægelse af mange forskellige komponenter, og et fjedersystem, der 30 påvirkes ved et hydraulisk tryk.

Formålet for opfindelsen er at angive en koblingsindretning, som giver hurtig og sikker montering og fastlåsning af komponenter, både aksialt og radialt, idet også fra 2 DK 172198 B1 kobling skal være enkel at udføre, og som skal kunne fungere tilfredsstillende ved fjernkontrol og dermed egne sig til kobling og frakobling af komponenter på store havdybder, hvor dykkeroperationer skal undgås.

5 Dette formål opnås ved, at koblingsindretningen er udformet som angivet i den kendetegnende del af krav 1, idet låseringens inddrivning fra den ene til den anden koblingsdel ved hjælp af det ringformede stempel dels sikrer de to dele mod relativ radial forskydning, dels også sik-10 rer de to dele mod relativ aksial bevægelse ved at presse disse deles skrå anlægsflader mod hinanden.

Opfindelsen forklares nærmere ved den følgende beskrivelse af en foretrukken udførelsesform under henvisning til tegningen, hvor 15 fig. 1 i snit viser en udførelsesform for koblingsindretningen ifølge opfindelsen til sammenkobling af en aktivator og en ventil, fig. 2A-2C illustrerer den nedre del af koblingen, vist i både perspektiv og snitbillede, og 20 fig. 3 viser koblingsindretningens øvre del indbygget i en aktivator, hvor den nedre del er fastgjort til en ventil.

I fig. 1 er koblingsindretningen 1 vist anvendt som kobling mellem to komponenter, nemlig en aktivator 2 og en 25 ventil 3. Koblingen 1 er sammensat af en øvre koblingsdel 4, der er indrettet til fastgørelse til den ene komponent 2, og en nedre koblingsdel 5, der er indrettet til fastgørelse til den anden komponent 3. Den øvre del 4 af koblingen består af en øvre plade 6, en indre til pladen 6 30 fastgjort cylinder 7 samt en omsluttende cylindrisk del, der også er fastgjort til pladen 6. Den omsluttende cy- 3 DK 172198 B1 lindriske del består af en øvre, cylindrisk del 8, som går over i en nedre, cylindrisk del 9 med en større ydre diameter. Den nederste part af delen 9 er udformet som en halvcylinder med skrå anlægsflader 10 og er nøjagtig ma-5 gen til den øverste del af den nedre koblingsdel 5, der er illustreret i fig. 2.

Den indvendige diameter for den øvre, cylindriske del 8 mindskes ved et punkt neden for den indre cylinders 7 øvre ende, således at der dannes en stopskulder 11 for et 10 ringstempel 12. Stemplet 12 kan herved bevæges op og ned i et ringkammer 13, der er dannet mellem den øvre plade 6, den indvendige cylinder 7 og den øvre, cylindriske del 8 i koblingen. I den nedre, cylindriske del øges den indvendige diameter, så at der dannes en cylindrisk, plan 15 flade 14, der virker som en kontinuert anlægsflade mod en tilsvarende anlægsflade 15 i den nedre koblingsdel 5 (fig. 2). Både ringstemplet 13 og den øvre anlægsflade 14 er forsynet med O-ringspakninger for opnåelse af en tæt og sikker funktion af de enkelte dele. Koblingsindretnin-20 gens øvre del 4 er ligeledes udstyret med strømningspassager 16 og 17 til hydraulisk væske.

Fig. 2 viser den nedre koblingsdel 5, hvor de tekniske detaljer på de identiske øvre - og nedre koblingsdele 4,5 er vist i fig. 2A-2C.

25 Fig. 2A viser den nedre koblingsdel 5, set fra siden, fig. 2B viser den nedre koblingsdel 5 set ovenfra, og fig. 2C viser endeligt den nedre koblingsdel, set i perspektiv. Den nedre koblingsdel 5 er cylindrisk og har en gennemgående, aksial åbning 18. Den øvre koblingsdel 4 30 har ligeledes en åbning 18 med samme diameter. Den ene halvdel af koblingsdelen 5 er udformet som en halvcirkulær skive 19, der går over i en opretstående, halvcylindrisk del 20 med mindre diameter. Topfladen på denne del 4 DK 172198 B1 20 fortsætter som en indvendig, halvcylindrisk, uddrejet, kontinuert flade 15 i den anden halvdel på den nedre koblingsdel 5. Denne flade 15 danner anlæg med den tilsvarende cylindriske flade 14 på den øvre koblingsdel 4, når 5 koblingen er aktiveret. Den anden halvdel af den nedre koblingsdel 5 udgøres af en halvcylindrisk, opretstående krave 21, der er højere end den anden halvpart på den nedre koblingsdel 5 og skråner indvendigt imod fladen 15. Kraven 21 har skrå anlægsflader 22, som kommer i anlæg 10 med de tilsvarende skrå anlægsflader 10 (fig. 1) på den øvre koblingsdel 4.

Koblingen er endvidere udstyret med en låsering 23 (fig.

1 og 3), der er fastgjort til ringstemplet 12. Ved sammenkobling placeres de to koblingsdele 4 og 5 aksialt på 15 hinanden, således at de cylindriske, plane flader 14 og 15 ligger an imod hinanden. Som følge af at de skrå anlægsflader 10 og 22 skal passere hinanden ved en sådan sammenstilling, vil de to koblingsdele 4 og 5 derfor placere sig en smule excentrisk (mellem 8 og 12 mm) i for-20 hold til hinanden. Selve låsefunktionen indtræder, når ringstemplet 12 fører låseringen 23 fra udgangspositionen i den øvre koblingsdel 4 og over i den nedre koblingsdels 5 åbning 18. Låseringen er nederst udformet som en konus 24. Denne konus 24 sikrer, at de to koblingsdele 4 og 5 25 altid vil lade sig sammenføre ved en radial bevægelse, hvis de to koblingsdele 4 og 5 fra starten af bliver placeret på hinanden således, at konusens 24 del med den mindste diameter indføres i den nedre koblingsdels 5 åbning 18. Låseringens konus 24 vil ved indtrængning i åb-30 ningen 18 søge at centrere de to koblingsdele 4 og 5 fuldstændigt.

Imidlertid er de skrå anlægsflader 10 og 22 placeret således, at der vil være tale om en vis excentricitet (mellem 0,2 og 0,6 mm). Derved opnås en indbyrdes for- 5 DK 172198 B1 spænding af de skrå anlægsflader 10 og 22. Som følge af denne forspænding vil låseringen 23 blive presset hen imod den ene side af åbningens 18 væg i den nedre koblingsdel 5, hvorved der vil opstå friktionskræfter, som 5 virker imod låseringens 23 bevægelsesretning. Når denne friktionskraft bliver lige så stor som kraften fra det hydraulisk drevne ringstempel 12, standses låseringens 23 bevægelse. Låseringen 23 vil i denne position, som vist i fig. 1, forhindre, at anlægsfladerne 10 og 22 kan adskil-10 les radialt. Selve skråstillingen af anlægsfladerne 10 og 22 låser de to dele 4, 5 til hinanden, således at de ikke kan adskilles aksialt, så længe låseringen 23 forbliver i den i fig. 1 viste position.

Når sammenkoblingen ønskes ophævet, kan låseringen 23 15 skydes tilbage i den øvre koblingsdel 4, hvorved de to koblingsdele 4 og 5 frigøres og kan adskilles. Brug af hydraulik til forskydning af ringstemplet frem og tilbage muliggør fjernstyret betjening af operationen.

I fig. 3 er den øvre del 4 af koblingen vist udformet som 20 en del af en aktivator 2, og den nedre del 5 er koblet til en ventil 3. Pilene viser den nødvendige excentricitet af de skrå flader 10, 22 (8-12 mm) .

Claims (9)

1. Indretning til kobling og samtidig låsning af to kom ponenter (2, 3) både radialt og aksialt, især til anvendelse ved sammenkobling af aktivatorer til ventiler, og omfattende en første koblingsdel (4), der er indrettet til fastgørelse til den ene komponent (2), og en anden 10 koblingsdel (5), der er indrettet til fastgørelse til den anden komponent (3), kendetegnet ved, at koblingsindretningen har en indre gennemgående boring (18), og at de to koblingsdele (4, 5) er udformet med identiske halvcylindriske låsetunger med aksialt skrå an-15 lægsflader (10, 22), og er indrettet til at kobles med de skrå flader i anlæg mod hinanden, idet den ene koblingsdel (4) er forsynet med et ringstempel (12) og en låsering (23), som er indrettet til at bevæges fra udgangsstillingen i den ene koblingsdel (4) ind i boringen (18) 20. den anden koblingsdel (5), i hvilken stilling den forhindrer radial bevægelse af koblingsdelene.

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de to anlægsflader (10, 22) er således beliggende, at låseringen (23) bevirker, at de to anlægsflader 25 (10, 22) er i tæt forspændt anlæg, når koblingsdelene (4, 5. er i låst stilling.

3. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første koblingsdel (4) omfatter en cirkulær plade (6), en indre cylinder (7), der er fastgjort til 30 pladen (6), og en omsluttende cylindrisk del, der ligeledes er fastgjort til pladen (6), og som har et øvre cylindrisk parti (8), der omslutter den indre cylinder (7), og et nedre cylindrisk parti (9), som er udformet med en halvcylindrisk del, der danner den første anlægsflade 35 (10). 7 DK 172198 B1

4. Indretning ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den indre cylinder (7) og det øvre cylindriske parti (8) afgrænser et ringkammer (13) mellem sig, i hvilket ringstemplet (12) er monteret til aksial bevægel- 5 se.

5. Indretning ifølge krav 3, kendetegnet ved, at den første koblingsdel (4) er udformet med strømningspassager (16, 17) for hydraulisk fluidum.

6. Indretning ifølge krav 3, kendetegnet 10 ved, at det øvre cylindriske parti (8) har en stopskulder (11), der begrænser ringstemplets (12) aksiale bevægelse.

6 DK 172198 B1 Patentkrav :

7. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den anden koblingsdel (5) omfatter en cylinder (21) med et halvcylindrisk parti, der danner den anden 15 anlægsflade (22), og en halvcirkulær skive (19), og et halvcylindrisk parti (20), der strækker sig aksialt fra den halvcirkulære skives (19) indre periferi og har en endeflade (15), der fortsætter rundt om cylinderens (21) indre periferi.

8. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første og den anden koblingsdels (4, 5) periferipartier og anlægsflader (10, 22) er komplementære.

9. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at låseringen (23) har en ydre konisk flade. 25