NO160229B

NO160229B - Dreiekopling.

Info

Publication number: NO160229B
Application number: NO810942A
Authority: NO
Inventors: Larry James Talafuse
Original assignee: Fmc Corp
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1988-12-12
Also published as: EP0037922B1; DE3170992D1; EP0037922A3; NO160229C; SG2886G; NO810942L; US4418947A; EP0037922A2

Description

Oppfinnelsen angår dreiekoplinger for rar og er spesielt rettet mot rørkoplinger med større varighet for lågere og pakninger.

Det er tidligere kjent ved bestrebelser i petroleumindu-strien å produsere olje og gass fra fralandsbrønner. En brønn eller en rekke nære brønner bores i sjøbunnen, og fluidum fra disse brønner transporteres i rørledningen til tankbåter som transporterer fluidene til anlegg på land. Et system av rørledninger fører fluidet fra brønnene til en plattform eller en flytebøye, som en tankbåt kan fortøyes til. Rørledningssys-temet omfatter ett eller flere rør eller rørledninger som vanligvis strekker seg horisontalt på havbunnen fra brønnene til et punkt under flytebøyen, og vanligvis et vertikalt rør eller en slange som strekker seg fra bøyen til det horisontale rør. På en rekke steder i rørledningssystemet er det behov for koplinger mellom de forskjellige rør. En fleksibel slange eller en leddet lastearm som festes mellom bøyen og en tankbåt, kan omfatte én eller flere slike koplinger. Noen av disse koplinger benyttes for at et rør eller en slange skal kunne rotere i forhold til et tilstøtende rør eller en slange ved bruk av dreiekoplinger. På grunn av påvirkninger av vind, sjø og flytebøyebevegelser blir disse koplinger utsatt for en oscillerende bevegelse som fører til slitasje og svikt i koplingene mye hurtigere enn uten en slik oscillerende bevegelse. Et tretthetsbrudd kan forekomme ved koplingene, fordi det samme område i lageret blir gjentatt belastet i stedet for at det kan fås en fordelt belastningssyklus rundt lageret. Elastomerpak-ningene i koplingene har også en tendens til å svikte hurtig ved oscillerende sykliske påvirkninger når pakningene utsettes for den fulle oscillerende bevegelse.

Foreliggende oppfinnelse angår en rørdreiekopling for sammenkopling av to rørlengder, som angitt i ingressen til det etterfølgende krav 1. Formålet med oppfinnelsen er å overvinne visse av de ulemper som hefter ved tidligere kjente koplinger, slik at dreiekoplingen får en lenger levetid. Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved at dreiekoplingen har de i karakteristikken til krav 1 angitt trekk. Fordelaktige utføringsformer av dreiekoplingen ifølge oppfinnelsen fremgår av de øvrige, etterfølgende krav.

Rotasjonsenhetene hindrer en oscillerende bevegelse i pakninger og lågere og minsker slitasje og svikt i pakningene, fordi hver pakningsring bare får en slitasjepåvirkning når hylsen dreies i en av de to rotasjonsretninger. Derved minskes slitasjebevegelsen av pakningene med 50 %. Den kjennsgjerning at hylsen bare beveges i den ene retning over pakningsoverflaten kan også minske slitasje på pakningen og ytterligere forlenge pakningens levetid. Lagrenes varighet i rørdreiekoplingen ifølge foreliggende oppfinnelse økes også på grunn av at ved hylsens rotasjon i kun én retning fordeles lagerslitasjen over en større del av lagrene.

Det skal nå gis en kort beskrivelse av tegningene, hvor: Fig. 1 er et sideoppriss, delvis i snitt av en utførelse av en rørdreiekopling ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 til 4 er sideoppriss, delvis i snitt av andre utførelsesformer for dreiekoplinger ifølge foreliggende oppfinnelse.

Den foretrukne utførelse av en dreiekopling 11 (fig. 1) ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter et par ringformete indre elementer 12, 13 som hvert er forbundet med et tilhørende rør 17, 18. Hvert av de indre elementer 12, 13 har en boring 19, 20 som strekker seg gjennom lengden av det indre element og danner en strømvei for fluidet mellom rørene 17, 18. Hvert av de indre elementer 12, 13 har radialt utstikkende flenser 24,

25 ved de mot hverandre liggende ender.

De indre elementer 12, 13 er delvis omgitt av en ringformet hylse eller et ringformet element 26 med en ringformet passasje 30 som forløper aksialt gjennom hylsen 26 for å kunne oppta de indre elementer 12, 13. Hylsen 26 omfatter en radialt innadrettet flens 31 som deler passasjen 30 i en øvre passasje 32 og en nedre passasje 33. Et aksialt rullelager 37 er montert i den øvre passasje 32 mellom en ytre vegg 39 i det indre element 12 og en indre vegg 43 i hylsen 26. Et annet aksialt rullelager 44 er montert i den nedre passasje 33 mellom en ytre vegg 45 i det indre element 13 og en indre vegg 49 i hylsen 26.

Hvert av aksiallagrene 37, 44 omfatter en indre ring 50,

en ytre ring 51 og en rekke ruller eller andre lagerelementer 56. Det øvre lager 37 er festet mellom en frihjulskopling 57 og den radiale flens 24 på det indre element 12. Koplingen 57 er festet i den øvre passasje 32 ved hjelp av en ringplate 58 som er festet til hylsen 26 med en rekke skruer 62 som hver går gjennom en boring 63 i platen 58 og inn i en gjenget boring 64

i hylsen 26. Det nedre lager 44 er festet mellom en frihjulskopling 68 og den radiale flens 25 på det indre element 13. Koplingen 68 er festet i den nedre passasje 36 ved hjelp av en ringplate 69 som er festet til hylsen 26 med en rekke skruer 70 som hver går gjennom en boring 74 i platen 69 og inn i en gjenget boring 75 i hylsen 26.

Hver av frihjulskoplingene 57, 68 omfatter en ring 76 med et U-formet tverrsnitt og en rekke klosser, ruller eller andre midler 80 i frihjulskoplinger. Ringen 76 er rundt omkretsen tilformet (ikke vist) slik at klossene 80 i koplingen 68 blir kilt mot flaten på den ytre vegg 45 på det indre element 13 når hylsen 26 og ringen 76 i koplingen 68 roterer med urviseren, slik at det indre element 13 også vil rotere med urviseren.

Når hylsen 26 og ringen 76 i koplingen 78 roteres mot urviseren, vil klossene 80 beveges over flaten på den ytre vegg 45, slik at det indre element 13 vil forbli stasjonært. Derved vil lagrene 56 bare rotere i én retning og hylsen 26 beveges bare i én retning over pakningsringene 84 og 86.

Koplingen 57 er montert slik at klossene 80 kiles mot flaten på den ytre vegg 39 på det indre element 12 når hylsen og ringen 76 i koplingen 57 roteres mot urviseren, slik at også det indre element 12 roteres mot urviseren. Når hylsen 26 og ringen 76 i koplingen 57 roteres med urviseren, beveges klossene 80 over flaten på den ytre vegg 39, slik at det indre element 12 forblir stasjonært. Frihjulskoplingene 67, 68 fremstilles av flere produsenter, og en slik kopling som ifølge foreliggende oppfinnelse kan benyttes er fremstilt av Dana Industrial of Warren, Michigan. En rekke pakningsringer danner en fluidumtett pakning mellom hylsen 26 og de indre elementer 12, 13.

En annen utførelse av en dreiekopling lia som er vist på fig. 2, omfatter en rekke kulelagre 90 (bare to er vist) i et par kulebaner 91a, 91b som er utformet i den ytre vegg 39a i det indre element 12a og i den indre vegg 43a i hylsen 26a. Disse kulelagre erstatter de aksiale rullelagre i den på fig. 1 viste utførelse og forbinder hylsen 26a med det indre element 12a. En rekke kulelagre 92 i et par kulebaner 96a, 96b som er utformet i den ytre vegg 45a på det indre element 13a og i den indre vegg 43a i hylsen 26a, forbinder hylsen 26a med det indre element 13a. En rekke pakningsringer 81a - 86a danner en fluidumtett pakning mellom hylsen 26a og de indre elementer 12a, 13a. Frihjulskoplingene 57, 68 medfører at det blir rotasjon bare i én retning mellom hylsen 26a og de indre elementer 12a, 13a.

Fig. 3 viser en annen utførelse av dreiekoplingen 11b, der en hylse 26b omfatter en radialt innadrettet flens 97 som atskiller endene 101, 102 på de indre elementer 12b, 13b. Et par pakningsringer 106, 107 danner en fluidumtett pakning mellom hylsen 26b og de indre elementer 12b, 13b. De indre elementer 12b, 13b blir forbundet med hylsen 26b ved hjelp av lagre (ikke vist) på den foran beskrevne måte.

Enda en utførelse av en dreiekopling lic (fig. 4) omfatter en hylse 26c med en sentralt beliggende radial flens 97a og et par skuldre 111, 112 som hviler mot et par frihjulskoplinger 57a, 68a. Et par indre ringelementer 12c, 13c er lagret dreibart til hylsen 26c ved hjelp av en rekke kulelagre 90 som er montert i en rekke kulebaner 117 - 120. En rekke ringpaknin-ger 124 - 127 danner fluidumtette pakninger for koplingen lic. Frihjulskoplingen 57a, 68a medfører at det fås rotasjon i bare én retning mellom hylsen 26c og de indre elementer 12c, 13c.

Foreliggende oppfinnelse angår en rørdreiekopling med et par frihjulskoplinger som hindrer oscillerende rotasjonsbevegelse mellom tilstøtende skjøteelementer, der det er anordnet pakninger og lagre mellom disse elementer. Frihjulskoplingene medfører at pakninger og lagre bare utsettes for rotasjonsbevegelse i én retning, og derved reduseres slitasje og ødeleggelse av dreiekoplingen.

Selv om den antatt beste utførelse av foreliggende oppfinnelse er vist og beskrevet i det foranstående, er det klart at det kan foretas modifikasjoner og endringer uten å avvike fra oppfinnelsestanken.

Claims

1. Dreiekopling for sammenskjøting av to rørlengder, omfattende en ringformet hylse (26) med en aksial passasje (30) som strekker seg gjennom hylsen (26), ringformete indre organer (12, 13) som har en aksialt gjennomgående boring (19, 20) og utgjøres av et første og et andre ringformet indre element (12, 13), lagerorganer (37, 44, 57, 68) for dreibar montering av de ringformete indre organer (12, 13), hvilke lagerorganer (37, 44) er montert mellom de ringformete indre organer (12, 13) og den ringformete hylse (26), og tetninger (81, 83, 84, 106, 107, 125, 126) som er montert mellom henholdsvis hylsen og de indre organer, og hvilke lagerorganer omfatter første og andre aksiallagre (37,

44) for montering av de første og andre ringformete indre elementer (12, 13) i motsatte ender av hylsens (26) aksiale passasje (30), karakterisert ved at første og andre ensrettete rotasjonsenheter (57, 68) er anordnet, hvilken første ensrettete rotasjonsenhet (57) er montert mellom hylsen (26) og det første ringformete indre element (12) for å tillate hylsen (26) å rotere i en første retning i forhold til det første ringformete indre element (12) og hindre hylsen fra å rotere i den annen retning i forhold til det første ringformete indre element, hvilken andre ensrettete rotasjonsenhet (68) er montert mellom hylsen (26) og det andre ringformete indre element (13) for å tillate hylsen å rotere i den andre retning i forhold til det andre ringformete indre element og hindre hylsen fra å rotere i den første retning i forhold til det andre ringformete indre element.

2. Dreiekopling som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver rotasjonsenhet omfatter en frihjulskopling (57, 68), samt anordninger for montering av koplingen (57, 68) mellom hylsen (26) og det tilhørende indre element (12 eller 13).