NO307940B1 - Anordning for hurtigfrikobling - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører undervannskoblinger for hydrauliske fluidledninger. Spesielt omfatter oppfinnelsen koblinger som har regulerings-venner på hver av de bevegelige delene og metallpakninger for å hindre lekkasje av hydraulisk fluid.

I overføringsrør under vann med væsketrykk, f.eks. ved petroleums-virksomheter, er høy pålitelighet av stor viktighet. Vanligvis er et antall koblingshalvdeler montert loddrett til en plate eller monteringsfundament, med den bevegelige halvdelen av hver kobling er montert på en eller flere parallelle motsatte plater, slik at alle koblingene beveger seg samtidig. Metall mot metall-pakninger er brukt fortrinnsvis for pålitelighet og styrke. Eksempler på slike koblinger kan betraktes i US patent nr. 4 637 470 til Weathers et al., 4 694 859 til Smith og 4 709 726 til Fitzgibbons. Vanligvis vil metallpakningene være C-formet som i Smith's og Fitzgibbon's patenter, eller av V-profil som i Weather's koblingsstykkekonstruksjon.

En hensikt med den foreliggende oppfinnelse er å utforme en kobling med høy pålitelighet og full sammenkoblingsmulighet under vann.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe et slikt koblingsstykke hvor det indre trykket ikke danner en nettokraft som tenderer til å forårsake frakobling.

Disse hensikter oppnås med den kobling som er kjennetegnet ved det som fremgår av patentkravene.

En koblingsahordning er nødvendig hvor det høye indre trykket ikke vil medvirke til å forårsake en frakobling. Dette vil tillate monteringsplatene, og delene som holder koblingene sammen, å omfatte en lettere konstruksjon og vil dermed redusere muligheten for uhell. Det er med dette formål den foreliggende oppfinnelse har blitt utført.

I den foreliggende oppfinnelse, har hver koblingshalvdel en fluidpassasje. Åpningen til hver passasje nær fluidkilden er kontrollert av en tallerkenventil. En glidehylse dekker den andre åpningen til hver passasje, lengst borte fra fluidkilden. Disse åpningene overensstemmer når koblingen er sammenkoblet, ved hvilken posisjon glidehylsene er trukket tilbake. Pakningen mellom åpningene lengst fra hverandre og omgivelsene er utført av to metallpakninger støttet opp av to sekundære elastomerpakninger. På grunn av at pakningsoppstillingen er balansert og pga. passasjekonstruksjonen vil systemtrykket ikke forårsake en høy separasjonskraft.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres ved hjelp av et utførelses-eksempel som er fremstilt på tegningen hvor: Fig. 1 viser et tverrsnitt i lengderetningen av en foretrukket utforming av koblingen, ifølge den foreliggende oppfinnelse, som sammenkoblet. Fig. 2 viser et tverrsnitt i lengderetningen av den venstre eller koblingshalvdel til koblingen, vist i fig. 1. Fig. 3 viser et tverrsnitt i lengderetningen av den høyre, eller munnstykkehalvdel, av den samme kobling.

I fig. 1 er den foreliggende foretrukne utforming av den sammenkoblede koblingen vist, og i fig. 2 og 3 den venstre henholdsvis høyre halvdel.

I den venstre eller "kobling" monteringshalvdel, best vist i fig. 2, er det tre grupper av vanlige sylindriske komponenter, hver gruppe beveger seg hoved-sakelig som en enhet og utfører deres funksjon samvirkende. Det vil bli forstått av en fagmann at det vil være tilsvarende utforminger som vil kan brukes til å utføre funksjoner som beskrevet. Ytterst til venstre er et koblingsadapter 10 som forbinder koblingsmonteringen til en fluidkilde på venstre side. Et koblingslegeme 11 er festet til denne, fortrinnsvis med skruegjenger, og radielt innvendig koblingslegeme 10 er et hus 12. En første huspakningsholder 13 er anbrakt mellom hus 12 og koblingslegeme 11, og en annen huspakningsholder 14 er krympetilpasset i hus 12. Som vist på tegnin-gene er hus 12 og huspakningsholderne 13 og 14 tilpasset koblingsadapter 10 og koblingslegeme 11 slik at alle "beveger seg samtidig" (i praksis er de stasjonære) som en enhet. Denne enheten, som kan kalles et koblingslegeme, sørger primært for å utgjøre en passasje for væsken til og fra fluidkilden på venstre side. Denne passasjen består av en venstre koblingsåpning 15, en kanal eller kanaler 16 i hus 12, en sylindrisk seksjon 17 mellom hus 12 og koblingslegeme 11, og en kanal eller kanaler 18 i huspakningsholder 13, og ender ut i den høyre koblingsåpning 19.

Koblingslegemet sørger også for å utgjøre støtte for flere andre komponenter, fjærer og pakninger som nevnes, og har i tillegg kanaler som forbinder utsid-(sjøvanns)omgivelsene med dens indre deler. Det må bemerkes at tilleggskanalen eller -kanalene i hus 12 er forskjøvet fra fluidkanalen eller

-kanaler 15 og er ikke forbundet med den eller disse.

Ved sentrum av koblingshalvdelen er en koblingsventil 20, som i den foretrukne utformingen av tallerkentypen, dekker venstre koblingsåpning 15 som er nær den venstre fluidkilden. Koblingsventilpakningsholder 21 er gjenget til denne som vist. Sylindriske hylser 23 og 24 omgir stammedelen av koblingsventil 20, som er tilpasset til annen huspakningsholder 14. En låsering 25, passende i sporet til koblingsventil 20, holder tilbake sylinder-hylse 24, og sammen med hylse 23, fra en høyrerettet bevegelse i forhold til koblingsventil 20. Venstrerettet bevegelse hindres oppnådd ved hjelp av fjær 71 som forklares nærmere. Det kan dermed oppfattes at koblingsventil 20, koblingsventilpakningsholder 21 og hylsene 23 og 24 beveger seg som en enhet. Deres primærfunksjon er å åpne og lukke venstre koblingsåpning 15, og tjener også som støtte til den teleskopiske glidehylsen som beskrives nedenfor. Teleskopglidehylseanordningen består av tre deler. En første teleskophylsekomponent 30 glider langs utsiden av den sylindriske hylsen 24 og er forhindret fra å gli ut av den til høyre ved hjelp av tilpasset skulder på de respektive hylsene. Den andre teleskophylsekomponent 31 griper inn i hylsekomponent 30 på samme måte. En tredje teleskophylsekomponent 32 griper inn i hylsekomponent 31, ikke glidende, som blir hindret fra høyre-rettede bevegelser ved hjelp av kontakten med tilpassede skuldrer på den og komponent 31 og blir hindret fra venstrerettet bevegelse i samme utstrekning som komponent 31 ved hjelp av en fjær 72. Som fig. 2 viser, i en frakoblet stilling til koblingen, teleskophylsekomponent 32 overligger og tetter høyre koblingsåpning 19, plassert lengst bort fra den venstre fluidkilde.

Med henvisning til fig. 3, har den høyre eller "munnstykke" monteringshalvdel til koblingen også tre grupper av samvirkende komponenter. Den første, eller munnstykkelegemet består av, i den foretrukne utførelse av et munnstykkeadapter 40, en munnstykkehylse 41 skruegjenget til denne, et munnstykke 42 innpasset mellom de to første nevnte komponenter, en hylseholderring 47 og en munnstykkepakningsholder 48. Munnstykkelegemet, hvor alle komponenter til denne er stasjonære i forhold til hverandre, har de samme funksjoner som koblingslegemet som allerede beskrevet. Nærmere bestemt har den en første eller nærmest munnstykkeåpning 44 mellom munnstykket 42 og det høyre fluidkilde, som er forbundet ved hjelp av en kanal 45 til en annen eller fjerntliggende munnstykkeåpning 46. Som vist i fig. 1, er den høyre koblingsåpning 19 og en andre munnstykkeåpning 46 plassert slik at de er i forbindelse når koblingen er sammenkoblet.

Også analogt på den venstre halvdel, består munnstykkemonteringen av en munnstykkeventil 50 som dekker første munnstykkeåpning 44. En munn-stykkeholder 57, som også holder en pakning som beskrives nærmere, er gjenget til denne.

Den andre munnstykkeåpning 46 er lukket i den frakoblede utformingen ved hjelp av en glidehylse 60 som er tvunget mot venstre ved hjelp av en fjær 74, men holdt på plass i enden av den venstrerettede fordypning ved hjelp av en hylseholderring 47. Som vist på fig. 3, er munnstykkelegemet utstyrt med en kanal som forbinder utsideomgivelse med dens indre, i likhet med koblingslegeme. Denne kanalutforming er selvfølgelig for å tillate en sammen-trekning og forlengelse av hylsemonteringene.

Innvendig i koblingshalvdelene er en første fjær 71, som tvinger koblingsventil 20 til å lukke venstre koblingsåpning 15, en annen fjær 72 tvinger teleskopglidehylse til å lukke den høyre koblingsåpning 19, en tredje fjær 73 tvinger munnstykkeventil 50 til å lukke første munnstykkeåpning 44 og en

fjerde fjær 74 tvinger glidehylsen 60 til å lukke annen munnstykkeåpning 46.

Forskjellige metall- og elastomerpakninger er benyttet. Den viktigste av disse er den første og andre metallpakning, 81 og henholdsvis 82, en lokalisert ved hver ende av høyre koblingsåpning 19, i den foretrukne utførelse er disse C-formet, men det vil være klart for fagmenn at andre utforminger kan anvendes. Diametrene til pakningene 81 og 82 på hver side av trykkildene er identiske, slik at det er ingen netto adskillelseskraft som bidrar til å separere koblingen. Metallpakningene 81 og 82 er støttet opp ved hjelp av en første og andre sekundære elastomer O-ringspakninger 91 og 92. Andre elastomer O-ringer 93, 94 og 95 er plassert mellom væskekanalene og sjøvannskanalene som vist i fig. 2. O-ring 93 er støttet av en Teflon<R>reservering 93a. I munnstykkehalvdelen er det elastomer O-ringer 96 mellom munnstykkeventil 50 og munnstykkene 42, 97 og 98 mellom munnstykket 42 og glidehylse 60, og 99 mellom munnstykkeadapter 40 og munnstykke 42. Til slutt er L-formede elastomer pakninger 85 og 86 brukt til å tette tallerkenventil-setene. Pakning 85 er montert mellom koblingsventil 20 og dets paknings- holder 21 og pakning 86 mellom munnstykkeventil 50 og munnstykkepakningsholder 48.

Når koblingshalvdelene er lagt an mot og presset sammen, som vist i fig. 1, trekker glidehylse 60 seg sammen mot høyre, teleskopglidehylseinnretningen i den venstre halvdel trekker seg sammen mot venstre, og de respektive legemshalvdeler passer sammen for å sidestille de fjerntliggende væske-åpningene 19 og 46. På omtrent samme tid, ligger munnstykkeventil 50 mot koblingsventil 20 og begge er frigjorte og åpner de nærmeste væske-åpningene 15 og 44, og fullfører fluidbanen mellom venstre og høyre.

På grunn av utformingen til fluidpassasjene i den lukkede koblingen, er det ingen netto adskillelseskraft på passasjeveggene som tenderer til å separere koblingen som det er innen de fleste kjente konstruksjoner.

Når koblingen er frakoblet, er begge glidehylsene igjen tvunget forover og tetter de fjerntliggende åpningene og hindrer inntrengning av sjøvann eller andre forurensninger.

Oppfinnelsen har blitt beskrevet i detalj med spesiell vekt på den foretrukne utførelse derav, det må gjøres klart at variasjoner og modifikasjoner innen ånden og rammen til oppfinnelsen kan fremstå for fagfolk innen området som oppfinnelsen vedrører.

Claims (4)

1. Koblingsanordning, omfattende - en koblingshalvdel med et koblingslegeme (11) som har en koblingspassasje for fluid fra en første fluidledning, hvilken koblingspassasje har en nærliggende koblingsfluidåpning (15) mellom seg og den første fluidledning, en fjerntliggende koblingsfluidåpning (19) i avstand fra den første fluidledning, anordnet i en koblingsåpningsbæredel, en glidekoblingsventil-anordning (32) som er innrettet for å gli over den fjerntliggende koblingsfluidåpning (19); og - en munnstykkehalvdel med et munnstykkelegeme som har en munnstykkepassasje for fluidet, hvilken munnstykkepassasje har den nærliggende munnstykkefluidåpning (44) mellom seg og en andre fluidledning, en fjerntliggende munnstykkefluidåpning (46) som er fjerntliggende til den andre fluidledning anordnet i en munnstykkeåpningsbæredel, og glidende munnstykkeventilinnretninger (60) som er innrettet for å gli over den fjerntliggende munnstykkefluidåpning (46), karakterisertvedat - koblingshalvdelen videre omfatter andre koblingsventilinnretninger (20) som er innrettet for å presses av første fjærinnretninger (71) til å lukke den nærliggende koblingsfluidåpning (15) og at den glidende koblingsventilinnretning (32) er innrettet for å presses av andre fjærinnretninger (72) til å lukke den fjerntliggende koblingsfluidåpning (19), første og andre metalltetninger (81, 82) på motsatte sider av den fjerntliggende koblingsfluidåpningen (19), hvilke metalltetninger (81, 82) tetter mellom koblingsåpningsbæredelen og den glidende koblingsventilinnretning (32); og at - munnstykkehalvdelen videre omfatter en andre munnstykkeventilinnretning (50) som er innrettet for å tvinges av tredje fjærinnretninger (73) til å lukke den nærliggende munnstykkefluidåpning (44) og at den glidende munnstykkeventilinnretning (60) er innrettet for å tvinges av en fjerde fjærinnretning (74) til å lukke den fjerntliggende munnstykkefluidåpning (46), samt tredje og fjerde tetninger (97, 98) på motsatte sider av den fjerntliggende munnstykkefluidåpning (46), hvilke tetninger (97, 98) tetter mellom munnstykkeåpningsbæredelen og den glidende munnstykkeventilinnretning (60); og at - munnstykkehalvdelen er innsettbar i koblingshalvdelen mot virkningen av den første til fjerde fjærinnretning (71, 72, 73, 74) til en stilling i hvilken den glidende koblingsventilinnretning (32) og den glidende munnstykkeventilinnretning (60) er trukket tilbake, idet alle fluidåpninger (15, 19, 44, 46) er åpne og den fjerntliggende koblingsfluidåpning (19) og den fjerntliggende munnstykkefluidåpning (46) er i forbindelse.

2. Koblingsanordning ifølge krav 1, karakterisert vedmetalltetningene (81, 82) har C-formet tverrsnitt og samme diameter.

3. Koblingsanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert vedat det videre er anordnet elastomere tetninger som tetter mellom koblingsåpningens bæredel og den glidende koblingsventilinnretning (32).

4. Koblingsanordning ifølge et av de foranstående krav,karakterisert vedat koblingshalvdelen og munnstykkehalvdelen er forbundet slik at alle fluidåpninger (15, 19, 44, 46) er åpne, at strømmen av fluid gjennom den fjerntliggende koblingsfluidåpning (19) og den fjerntliggende munnstykkefluidåpning (46) er i det vesentlig vinkelrett til lengde-aksen for koblingen.