BR112019005940B1 - Sistema de tração e alinhamento para componentes com flanges e método para reunir e alinhar componentes com flanges - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema de tração e alinhamento para componentes com flanges compreende pares de uniões do flange fixados nos respectivos flanges de componentes que devem ser unidos e alinhados para o acoplamento. um dispositivo puxador é suportado por uma união do flange de cada par. uma ligação de tração alongada e flexível se estende entre as uniões do flange do par e é engatada e móvel em relação ao dispositivo puxador para atuar em tensão entre essas uniões do flange. cada união do flange é uma extensão de flange que compreende um braço em balanço a partir de uma montagem para se estender além do flange e para manter a ligação de tração fora do flange. a ligação de tração é uma haste articulada compreendendo uma série longitudinal de elementos rígidos, cada um desses elementos sendo articuladamente acoplado a pelo menos um outro desses elementos.

Description

[001] A presente invenção refere-se à montagem de acoplamentos ou juntas com flanges entre partes separadas, tais como comprimentos de tubo a serem unidos de ponta a ponta.

[002] Os acoplamentos com flanges são amplamente utilizados na indústria marítima de petróleo e gás para conectar equipamentos submarinos, carretéis, estruturas e tubulações rígidas ou flexíveis para várias aplicações. Exemplos específicos de aplicações de acoplamento com flanges são: conexões de tubo-a-tubo em trincheiras, normalmente envolvendo tubulações flexíveis; conexões entre tubulações flexíveis e itens de equipamentos submarinos, tais como acessórios para tubulações e conexões entre itens de equipamentos submarinos e tubos de carretel que transportam fluidos para ou a partir do equipamento submarino.

[003] Um flange de tubo compreende um disco, colar ou anel que se estende radialmente em torno de um cubo central que é aparafusado ou soldado a uma extremidade do tubo. Uma série de orifícios paralelos se estende através do disco de flange para receber fixações, tal como parafusos. Uma gaxeta de vedação pode ser inserida entre as faces de contato de flanges opostos para produzir uma vedação.

[004] A invenção refere-se particularmente aos desafios de centralizar, alinhar e juntar dois flanges que estão inicialmente espaçados e podem estar desalinhados. Para montar um acoplamento de tais flanges, cada orifício através de um dos flanges tem que ser alinhado com um orifício correspondente no outro flange para admitir um parafuso através dos orifícios alinhados. Além disso, as faces de contato dos flanges devem estar em planos substancialmente paralelos antes que uma gaxeta de vedação possa ser inserida entre eles e os parafusos possam ser apertados.

[005] Os desafios de realizar essas operações são ampliados onde a montagem é realizada sob a água ou por controle remoto, por exemplo, usando um veículo submarino não tripulado (UUV), tal como um ROV. A montagem remota ou robótica pode ser necessária em águas profundas abaixo da profundidade do mergulhador ou em uma torre de assentamento de um navio de colocação de tubos, ou pode ser escolhida por segurança para que o pessoal possa ser mantido longe do local de trabalho. Assim, a invenção não se preocupa apenas com conexões de tubulação feitas embaixo da água, mas podem ser empregadas, ao invés disso, acima da superfície, por exemplo, em uma embarcação de suporte de assentamento ou PLSV, ou mesmo em terra.

[006] A invenção é aplicável a todas as situações de montagem de flange a flange, mas foi desenvolvida particularmente para resolver problemas relacionados ao alinhamento de flanges cujas faces de encaixe estão em planos desalinhados. A invenção visa melhorar a montagem de acoplamentos com flanges nestas circunstâncias e simplificar o acoplamento de flange a flange enquanto aplicando pressão hidráulica para unir os flanges.

[007] O alinhamento e a união de dois flanges para o acoplamento podem ser uma operação difícil e demorada devido à geometria 3D variável e às tensões mecânicas decorrentes da deformação das partes, tais como tubos, que transportam os flanges. No entanto, é desejável realizar tais operações tão rapidamente quanto a segurança permitir. Em aplicações marítimas, por exemplo, isso minimiza o custo operacional de uma embarcação de suporte de superfície e reduz a dependência de equipamento capital valioso. Também encurta a 'janela climática' das condições favoráveis do mar que podem requeridas.

[008] É conhecido o uso de cordas ou fios para conseguir o alinhamento aproximado das partes separadas antes de tentar fixar as partes umas às outras através de uma junta com flanges. Nestas circunstâncias, o pessoal que trabalha na proximidade pode ficar exposto a componentes que estão sob estresse considerável. Isso é arriscado devido à energia elástica que ficará armazenada nos componentes quando grandes forças são aplicadas para alinhar os flanges, especialmente se os flanges tiverem faces de contato desalinhadas. Uma liberação de retorno repentina da energia então surgirá se qualquer componente quebrar ou afrouxar. Isso apresenta um sério risco de ferimentos para o pessoal, além do risco de danos ao equipamento e ativos, mesmo se o pessoal for mantido a uma distância segura pelo uso de automação.

[009] Como um exemplo específico, uma técnica de alinhamento de flange comum envolve guiar os flanges puxando os fios em um plano transversal usando linhas de identificação manuais ou guinchos enquanto um ou ambos os cubos do flange são conduzidos em direção ao outro cubo do flange na direção axial ou longitudinal. Isto tem a desvantagem de que a conexão e a desconexão dos fios requerem intervenção direta nos flanges. Além disso, os fios são vulneráveis a partir se encontrarem bordas afiadas.

[0010] Uma técnica de alinhamento de flange conhecida similar usa um sistema de elevação: macacos de ação axial empurram os cubos do flange juntos enquanto os macacos de ação transversal alinham as faces de contato dos flanges controlando o movimento ao redor de ambos os eixos transversais. Por exemplo, um sistema de elevação de alinhamento submarino é descrito no pedido de patente internacional do requerente publicado como WO 03/040602. A figura 4 do documento WO 03/040602 mostra que o sistema é volumoso e complexo.

[0011] Uma desvantagem de todos os macacos é o seu curso limitado ou a sua faixa de ação. Isso significa que uma fase inicial de aproximação axial é necessária para reduzir a distância entre os flanges. Essa fase inicial pode ser complexa de gerenciar, especialmente quando a rotação também é necessária para colocar os flanges em planos substancialmente paralelos.

[0012] O documento US 3658366 aborda a questão da rotação usando cubos de conectores giratórios em conjunto com os macacos de tração. Os cubos ficam alinhados no mesmo plano, girando pelo menos um dos cubos. Uma desvantagem principal dessa solução é a necessidade de conectores giratórios, que são caros e tendem a reduzir a confiabilidade de uma tubulação que os incorpora.

[0013] O documento US 6997645 descreve um sistema de alinhamento baseado em um cilindro de haste com torniquetes que mantêm os graus rotacionais de liberdade para simplificar o alinhamento no plano transversal, seguido pela tração. No entanto, esse sistema é projetado para alinhar cubos do conector e não é capaz de alinhar flanges; isso ocorre porque a rotação ao redor do eixo axial pode ser necessária para alinhar os orifícios dos flanges para o aparafusamento.

[0014] Alguns fabricantes de ferramentas oferecem sistemas de tração de flanges, tais como os que são vendidos sob a marca registrada 'Hydratight'. Os sistemas de tração de flanges empregam uma ligação de tração, tais como um cabo de aço, um cabo ou uma haste rígida e reta. A ligação é inserida em orifícios opostos dos flanges quando esses orifícios estão alinhados ou pelo menos aproximadamente alinhados uns com os outros. A ligação é ancorada a um flange através de uma braçadeira e é presa por garras de um mecanismo hidráulico que atua no outro flange que caminha ao longo da ligação para unir os flanges. Outra opção para a ligação é uma barra de extração rosqueada, em cujo caso um mecanismo hidráulico atua em uma porca anelar engatada com a barra de extração.

[0015] Os documentos GB 2469933 e GB 2027507 descrevem sistemas similares nos quais os membros da haste são usados para alinhamento do flange e os conjuntos de pistão hidráulico acionam os flanges alinhados juntos.

[0016] No documento CN 101598246, as correntes de guia são estendidas através de orifícios de parafuso de flange opostos, e guindastes de alavanca são usados para unir os flanges.

[0017] Os sistemas de tração de flange conhecidos também têm desvantagens. Sua força de tração é limitada e a ligação bloqueia pelo menos um dos furos e, portanto, deve ser removida antes que todos os parafusos possam ser inseridos e apertados. A ligação também dificulta a inserção de uma gaxeta de vedação entre as faces de contato opostas dos flanges.

[0018] Se a ligação for um cabo ou corda de aço, ela pode ser danificada pelas bordas dos furos se o desalinhamento for excessivo; consequentemente, o sistema permanece sensível ao desalinhamento dos flanges em planos transversais. Por outro lado, a alternativa de uma haste ou barra rígida requer pré-alinhamento preciso dos flanges em torno do eixo axial e em planos transversais paralelos. Caso contrário, a haste ou barra ou os flanges podem ser dobrados ou de alguma forma danificados.

[0019] Um outro exemplo de uma ferramenta de alinhamento para componentes com flanges é revelado no documento US 2016/039076, em que pinos de alinhamento são usados para alinhar os furos dos parafusos dos flanges e um elemento deslizante reúne os flanges quando atuado.

[0020] Neste contexto, a invenção apresenta um sistema de tração e alinhamento para componentes com flanges, o sistema compreendendo: pelo menos um par de uniões de flange adaptadas para serem fixadas aos respectivos flanges dos componentes que devem ser unidos e alinhados para o acoplamento; um dispositivo puxador suportado por pelo menos uma das uniões de flange do par; e uma ligação de tração alongada flexível estendendo-se entre as uniões de flange do ou de cada par, sendo a ligação de tração engatada e móvel em relação ao dispositivo puxador para atuar em tensão entre essas uniões do flange.

[0021] A ligação de tração é uma haste articulada compreendendo uma série longitudinal de elementos rígidos, sendo cada um desses elementos acoplado de modo articulado a pelo menos um outro desses elementos. Por exemplo, pode haver acoplamentos esféricos entre elementos adjacentes da série. As formações limitantes são preferencialmente fornecidas para limitar o movimento de articulação relativo entre elementos adjacentes da série. Convenientemente, o dispositivo puxador pode se encaixar em recessos espaçados longitudinalmente entre os elementos adjacentes da série.

[0022] De forma correspondente, portanto, a invenção fornece um método para tração e alinhamento de componentes com flanges, compreendendo o método: fixar uniões do flange em flanges respectivos dos componentes como um par oposto; e tracionar uma ligação de tração alongada e flexível entre o par oposto de uniões do flange, sendo a ligação de tração uma haste articulada que compreende uma série longitudinal de elementos rígidos, pelo menos um desses elementos girando em relação a pelo menos um outro desses elementos quando os flanges são unidos.

[0023] Em um aspecto da invenção, cada união do flange é uma extensão do flange que compreende: uma montagem adaptada para fixar a união do flange a um flange; e um braço em balanço a partir da montagem para se estender além do flange e para segurar a ligação de tração fora do flange. Correspondentemente, a invenção proporciona um método para unir e alinhar componentes com flanges que compreende: fixar uniões do flange a flanges respectivos dos componentes como um par oposto e tracionar uma ligação de tração alongada e flexível entre o par oposto de uniões do flange enquanto essas uniões do flange seguram a ligação de tração fora do flange, para tracionar junto e alinhar os componentes de uma posição na qual eles estão espaçados e mutuamente desalinhados. Isso permite tensão em, e a correção consequente, da ligação de tração para aplicar a alavancagem de alinhamento e o torque aos flanges e maximiza o acesso para inserir uma gaxeta de vedação entre os flanges, se necessário for.

[0024] De preferência, a ligação de tração se estende através de uma abertura no braço de pelo menos uma união do flange de um par, sendo a abertura localizada no sentido distal em relação à montagem.

[0025] A montagem compreende, de um modo conveniente, pelo menos um batoque disposto para se estender para dentro de um orifício de parafuso de um flange. Um tal batoque pode ser radialmente expansível dentro do orifício do parafuso para engate com o flange e, de preferência, estende-se transversalmente em relação ao braço. Onde há uma abertura no braço para acomodar a ligação de tração, essa abertura adequadamente se estende em uma direção substancialmente paralela ao ou a cada batoque.

[0026] Vantajosamente, portanto, a ligação de tração é flexível em três dimensões. Assim, a ligação de tração pode ser dobrada ao longo de seu comprimento, de preferência em pelo menos duas direções mutuamente transversais, transversais ao seu comprimento, para acomodar o desalinhamento entre os flanges e, em seguida, endireitada sob tensão para corrigir o desalinhamento.

[0027] A convergência entre os flanges pode ser limitada para manter um vão entre os flanges. Por exemplo, uma peça espaçadora pode ser posicionada entre e suportar as uniões do flange para limitar a convergência entre as uniões do flange.

[0028] Os flanges podem ser acoplados com fixações enquanto os flanges permanecem separados, mas alinhados e substancialmente paralelos. Em seguida, as uniões do flange e as ligações de tração podem ser removidas e as fixações podem ser apertadas para unir os flanges. Onde as uniões do flange são fixadas aos furos de fixação previstos nos flanges respectivos, os flanges podem ser acoplados com fixações colocadas nesses furos de fixação após a remoção das uniões do flange.

[0029] Em modalidades preferidas, o dispositivo puxador é suportado por uma primeira união do flange de um par e a ligação de tração é fixada em relação a uma segunda união do flange desse par. Por exemplo, uma peça de ancoragem removível pode atuar entre a ligação de tração e a segunda união do flange. Nesse caso, a parte de ancoragem apoia-se convenientemente contra um lado da segunda união do flange que está voltado para longe da primeira união do flange.

[0030] O dispositivo puxador compreende, de preferência, um mecanismo de catraca móvel reciprocamente ao longo da ligação de tração, o mecanismo de catraca compreende dentes que são móveis radialmente para engatar e puxar a ligação de tração durante um curso de avanço e para libertar a ligação de tração durante um curso de retorno. O dispositivo puxador pode ainda compreender uma trava unidirecional que possui linguetas radialmente móveis para engatar e prender a ligação de tração durante o curso de retorno do mecanismo da catraca.

[0031] As modalidades preferidas da invenção têm, pelo menos, dois pares de uniões do flange, cada um com pelo menos um dispositivo puxador e ligação de tração respectivos. Mais preferivelmente, existem pelo menos três pares de uniões do flange, cada um com pelo menos um dispositivo puxador e uma ligação de tração respectivos. Por exemplo, se os componentes são tubos com flanges que se prolongam radialmente a partir dos tubos, os pares de uniões do flange são preferencialmente distribuídos no sentido angular em torno dos eixos longitudinais centrais dos tubos. Em tais exemplos, o sistema pode ainda compreender uma fonte de alimentação e sistema de controle que é capaz de acionar os dispositivos puxadores independentemente.

[0032] De um modo vantajoso, as uniões do flange podem ser fixadas temporariamente aos furos de fixação proporcionados nos respectivos flanges, sendo tais orifícios de fixação utilizáveis subsequentemente para receber fixações que acoplam os flanges em conjunto. Nesse caso, as uniões do flange ocupam, de preferência, menos orifícios de fixação do que são produzidos nos respectivos flanges, enquanto outros desses orifícios de fixação permanecem desocupados para receber fixações que inicialmente juntam os flanges. Por exemplo, quando existem pelo menos duas uniões do flange em cada flange, os orifícios de fixação não ocupados podem ficar entre essas uniões do flange.

[0033] A presente invenção fornece um sistema de alinhamento seguro que visa obter um alinhamento aproximado do flange e realizar a montagem completa de flange a flange quando acionado, de preferência por pressão hidráulica. O sistema da invenção permite que as etapas de preparação de parafusos e subsequentes testes de vedação sejam realizadas mais rapidamente e com mais segurança do que pode ser alcançado com os sistemas de alinhamento existentes. O sistema pode ser usado com todos os tamanhos de flanges no mercado, por exemplo, com furos internos variando de 179mm a 279mm (7-1/16" a 11") para manuseio entre 34,5 MPa e 69MPa (5000psi e 10000psi), de acordo com a Especificação da API 6A do Instituto de Petróleo Americano.

[0034] Em aspectos preferidos, a invenção proporciona um sistema e método de tração e alinhamento hidráulico operável remotamente que é compatível com qualquer flange padrão. A invenção pode alinhar as faces de contato opostas rotativamente ao redor dos três eixos de rotação e, subsequentemente ou simultaneamente, deslocar os flanges em relação um ao outro na translação na direção axial.

[0035] As uniões do flange, como as almofadas de flange, são acopladas aos flanges, de preferência por parafusos. As almofadas proporcionam uma interface facilmente removível e um braço de alavanca estendido para diminuir a potência necessária. Uma unidade de alinhamento e tração é acoplada a uma almofada. Uma haste articulada atravessa a unidade e é conectada a um item de reação na segunda almofada: a haste tem pequenos segmentos que podem girar para produzir os graus de liberdade necessários ao redor dos três eixos. A haste é, portanto, flexível e pode deformar em todas as três dimensões. Um segmento é mais curto do que o curso do mecanismo do tipo pistão da unidade de tração.

[0036] As almofadas de flange fornecem uma interface simples para que os furos através dos flanges não sejam danificados e o braço de alavanca seja aumentado, o que permite um sistema compacto que requer forças de atuação mais baixas. Durante um processo de alinhamento e tração, a puxada na direção axial gira automaticamente um flange até que ele fique alinhado. Pelo menos três unidades de tração são preferidas para executar o alinhamento correto.

[0037] Em um estado final, as faces dos flanges ficam paralelas e seus orifícios ficam alinhados, a uma curta distância que permite que uma gaxeta de vedação seja inserida entre os flanges e que parafusos sejam inseridos através dos orifícios antes da tração.

[0038] Uma modalidade da invenção fornece uma ferramenta para alinhar e unir dois flanges. A ferramenta compreende pelo menos um sistema de alinhamento que compreende uma primeira almofada de extensão acoplada ao primeiro flange e uma segunda almofada de extensão acoplada ao segundo flange. As almofadas de extensão podem, por exemplo, ser aparafusadas aos flanges. A primeira almofada de extensão transporta pelo menos uma unidade de alinhamento e tração que inclui uma ligação de tração que pode ser acoplada à segunda almofada de extensão. A unidade de alinhamento e tração pode garantir pelo menos três graus de liberdade de rotação em relação a pelo menos uma almofada de extensão.

[0039] A unidade de alinhamento e tração pode deslocar a ligação de tração na translação. A ligação de tração pode ser uma haste articulada que compreende uma pluralidade de segmentos ligados dois a dois por torniquetes. Pode haver pelo menos três sistemas de alinhamento.

[0040] A invenção pode também ser realizada em um método para alinhar dois flanges remotamente, compreendendo o método: montar pelo menos uma almofada de extensão em cada flange; montar pelo menos uma unidade de alinhamento e tração na ou em cada almofada de extensão de um flange, a unidade de alinhamento e tração compreendendo uma haste articulada; conectar a haste a uma almofada de extensão oposta do outro flange e aplicar uma força de tração na haste articulada até que as faces dos flanges fiquem paralelas e seus furos fiquem alinhados.

[0041] A invenção resolve problemas encontrados ao alinhar flanges durante a conexão, superando o desalinhamento dos planos da face de terminação dos flanges. A invenção facilita a intervenção remota, combinando segurança de operação com manuseio mais fácil e intervenção mais rápida do que era anteriormente possível. Assim, a invenção proporciona uma maneira mais segura, simples e rápida de alinhar os flanges do que as técnicas atuais, em grande parte manuais.

[0042] Com apenas um tipo de ferramenta, a invenção pode resolver problemas de aproximação e montagem de flanges para todos os flanges utilizados comercialmente na indústria de petróleo e gás. A ferramenta é idealmente adaptada para uso marítimo. A invenção permite que a intervenção hidráulica seja aplicada simplesmente a partir de uma única fonte através de um tubo de distribuição de válvula que controla uma sequência de aplicação de pressão. A intervenção necessária pode ser aplicada em grande parte fora da linha de fogo da carga de tensão nas peças com flanges, permitindo uma operação mais segura, com menos risco para as pessoas e equipamentos em caso de falha mecânica.

[0043] Para que a invenção possa ser mais prontamente entendida, referência será agora feita, a título de exemplo, aos desenhos anexos, nos quais:

[0044] A figura 1 é uma vista lateral esquemática mostrando dois tubos com flange, espaçados e mutuamente desalinhados;

[0045] A figura 2 corresponde à figura 1, mas mostra os tubos da figura 1, agora equipados com componentes de um sistema de tração;

[0046] A figura 3 corresponde à figura 2, mas mostra agora os tubos unidos e alinhados por operação do sistema de tração;

[0047] A figura 4 corresponde à figura 3, mas mostra o sistema de tração agora removido dos tubos, deixando os tubos alinhados e acoplados por parafusos;

[0048] A figura 5 é uma vista em perspectiva de dois tubos com flange, espaçados e mutuamente desalinhados, equipados com alguns componentes de um sistema de tração em uma modalidade prática da invenção;

[0049] A figura 6 corresponde à figura 5, mas mostra os tubos agora equipados adicionalmente com outros componentes do sistema de tração e unidos e alinhados por operação desse sistema;

[0050] A figura 7 é uma vista lateral em corte longitudinal parcial ampliada dos tubos com flanges e dos componentes anexados do sistema de tração;

[0051] A figura 8 é uma vista lateral de uma haste de tração 34 do sistema de tração mostrado nas figuras 6 e 7 e

[0052] A figura 9 é uma vista em corte longitudinal ampliada de ligações sucessivas da haste de tração mostrada na figura 8;

[0053] A figura 10 é uma vista plana de uma união do flange superior e dispositivo puxador do sistema de tração mostrado nas Figuras 5 a 7;

[0054] A figura 11 é uma vista plana de uma união do flange inferior do sistema de tração mostrado nas figuras 5 a 7;

[0055] A figura 12 é uma vista lateral em corte longitudinal ampliada de um dispositivo puxador do sistema de tração mostrado nas figuras 5 a 7 e

[0056] A figura 13 é uma vista lateral de uma pinça de ancoragem do sistema de tração mostrado nas figuras 6 e 7.

[0057] As Figuras 1 a 4 são desenhos esquemáticos simplificados que mostram o princípio da invenção. Por outro lado, as figuras 5 a 13, que serão descritas mais tarde, são desenhos detalhados de uma modalidade preferida da invenção que incorpora o princípio mostrado nas Figuras 1 a 4.

[0058] A figura 1 mostra os tubos superior e inferior 10, 12, espaçados e mutuamente desalinhados, mas de frente um para o outro de ponta a ponta. Neste exemplo, os tubos 10, 12 são tubos submarinos localizados debaixo de água, embora eles possam estar acima da superfície, por exemplo, em uma embarcação de instalação ou em terra.

[0059] Será verificado que as referências a 'superior' e 'inferior' nesta descrição são meramente por conveniência de ilustração e explicação. Na realidade, os tubos que requerem acoplamento de ponta a ponta podem estar em uma variedade de orientações diferentes da orientação reta, aproximadamente vertical, mostrada no exemplo aqui.

[0060] Cada tubo 10, 12 termina em um flange respectivo 14, 16, pelo que os tubos 10, 12 podem ser acoplados para comunicação fluida entre eles. Como é convencional, o flange 14, 16 de cada tubo 10, 12 prolonga-se radialmente em um plano que é ortogonal ao eixo longitudinal central 18, 20 desse tubo 10, 12. Como também é convencional, os flanges 14, 16 são penetrados equiparando formações na circunferência de furos de parafuso 22, cujos eixos longitudinais se encontram paralelos ao eixo longitudinal central 18, 20 do tubo associado 10,12.

[0061] Os tubos 10, 12 são mostrados na figura 1 separados longitudinalmente e desalinhados. Existe um desalinhamento lateral ou deslocamento de cada tubo 10, 12 em relação a um eixo longitudinal central do outro tubo 10, 12. Especificamente, os eixos longitudinais centrais 18, 20 dos tubos 10, 12 não são paralelos neste exemplo embora, em outros exemplos, eles possam ser paralelos, mas ainda assim, também lateralmente desalinhados. Pode também haver desalinhamento angular de cada tubo 10, 12 em uma direção circunferencial em torno do eixo longitudinal central 18, 20 do outro tubo 10, 12.

[0062] Assim, os flanges 14, 16 mostrados na figura 1 estão em planos respectivos que são amplamente espaçados longitudinalmente e não são mutuamente paralelos. Por exemplo, os flanges 14, 16 podem começar com uma distância nominal entre eles de aproximadamente 50 cm ou mais. Além disso, o alinhamento circunferencial necessário entre os furos de parafuso opostos 22 dos flanges 14, 16 pode estar ausente. Consequentemente, os tubos 10, 12 devem ser aproximados e trazidos para o alinhamento lateral e angular antes dos seus flanges 14, 16 poderem ser aparafusados juntos.

[0063] Para este fim, os flanges 14, 16 dos tubos 10, 12 são mostradas na figura 2, suportando componentes de um sistema de tração 24. As modalidades práticas desses componentes serão descritas em detalhe mais tarde com referência às figuras 5 a 13. Os componentes podem, por exemplo, ser instalados nos flanges 14, 16 por intervenção do mergulhador ou usando um UUV, tal como um ROV em água que é muito profunda para os mergulhadores operarem com segurança.

[0064] Especificamente, o sistema de tração 24 compreende conjuntos de uniões do flange superior e inferior 26, 28 que ficam em balanço em uma direção radialmente para fora dos flanges respectivos 14, 16 com espaçamento angular, preferencialmente equiângulo, em torno do eixo longitudinal central 18, 20 do tubo associado. Cada união do flange 26, 28 de um conjunto tem uma contrapartida no outro conjunto para formar um par oposto.

[0065] Os conjuntos respectivos de uniões do flange 26, 28 são fixados temporariamente em cada um dos flanges 14, 16, utilizando apropriadamente alguns dos furos de parafuso 22 nos flanges 14, 16 para fins de fixação, enquanto deixando outros furos de parafuso 22 entre as uniões do flange 26, 28 não utilizados.

[0066] Para simplificar a apresentação, as figuras 2 e 3 mostram apenas duas uniões do flange 26, 28 em cada conjunto, diametralmente opostos com espaçamento de 180 graus em torno do eixo longitudinal central 18, 20 do tubo associado 10, 12. Em soluções práticas, no entanto, cada conjunto compreende mais do que duas tais uniões do flange 26, 28, mais preferivelmente pelo menos as três uniões do flange 26, 28 por conjunto que são mostradas nas figuras 5 e 6. Esse último arranjo permite o alinhamento dos flanges 14, 16 ao redor dos eixos x, y e z e otimiza a distribuição das forças de tração em torno dos eixos longitudinais centrais 18, 20 dos tubos 10, 12 que aproximam os flanges 14, 16. Esta última disposição também mantém o espaço circunferencial entre as uniões do flange 26, 28 para acessar os orifícios de parafuso não utilizados 22 e, se necessário, para colocar uma gaxeta de vedação 30 entre os flanges 14, 16, como mostrado na figura 3.

[0067] As uniões do flange superior 26 suportam dispositivos puxadores respectivos geralmente tubulares 32. Um elemento de tração na forma de uma vareta ou haste de tração 34 prolonga-se através de cada dispositivo puxador 32 e entre e através de pares opostos das uniões do flange 26, 28. Cada haste de tração 34 tem flexibilidade para ser dobrada ao longo do seu comprimento em dois eixos para adotar a curvatura em três dimensões. A capacidade de adotar tal curvatura acomoda o desalinhamento lateral ou angular dos flanges 14, 16, como mostrado na figura 2.

[0068] A flexibilidade das hastes de tração 34 é similar à de um arame ou corrente e, portanto, deve ser distinguida da mera deflexão elástica de uma haste fundamentalmente rígida. Assim, as hastes de tração 34 podem ser dobradas ao longo do seu comprimento sem serem esticadas ou deformadas permanentemente e se endireitarão prontamente sob tensão longitudinal sem dependerem de recuperação elástica ou exigirem deformação permanente adicional. De preferência, no entanto, as hastes de tração 34 têm flexibilidade apenas dentro de uma gama limitada de deflexão, como será descrito mais tarde.

[0069] As pinças de ancoragem de reação rápida 36 rodeiam e ancoram as hastes de tração 34 contra forças de tração exercidas pelos dispositivos puxadores utilizados. Cada pinça de ancoragem 36 apoia- se contra um lado longitudinalmente exterior de uma respectiva união do flange inferior 28. Uma luva distanciadora 38 que envolve cada haste de tração 34 é disposta entre cada par oposto de uniões do flange 26, 28.

[0070] A figura 3 mostra os dispositivos puxadores 32 conectados a um suprimento hidráulico e ao sistema de controle 40 que aciona os dispositivos puxadores 32 individualmente e / ou coletivamente em múltiplos cursos recíprocos. Com cada curso, os dispositivos puxadores 32 puxam as respectivas hastes de tração 34, que são retidas pelas pinças de ancoragem 36, e assim puxam os flanges superiores e inferiores 14, 16 em direção um ao outro. Durante este processo, a tensão nas hastes de tração 34 endireita as hastes de tração 34 e, portanto, desvia, e se necessário também gira, os tubos 10, 12 contra as forças de recuperação elástica para adotar o alinhamento mútuo necessário.

[0071] A flexibilidade das hastes de tração 34 é vantajosamente limitada a uma gama particular de deflexão, de modo a aplicar forças de alinhamento lateral às uniões do flange 26, 28 quando as hastes de tração 34 são colocadas sob tensão e quando o vão longitudinal entre as uniões do flange 26, 28 estreita em uso. Assim, as hastes de tração 34 tornam-se efetivamente rígidas quando dobradas para um grau de limitação, resistindo, por isso, a serem mais curvadas nessa direção.

[0072] O comprimento radial das uniões do flange 26, 28 desloca as hastes de tração 34 radialmente para uma distância substancial fora dos flanges 14, 16. Isto vantajosamente maximiza a alavancagem aplicada pelas hastes de tração 34 aos flanges 14, 16 através das uniões do flange 26, 28. A alavancagem é aumentada na guinada em torno dos eixos longitudinais centrais 18, 20 dos tubos 10, 12 e também em torno dos eixos de balanço longitudinal e balanço ortogonais aqueles eixos longitudinais centrais 18, 20. O deslocamento radial das hastes de tração 34 também aumenta vantajosamente o espaço disponível para colocar uma gaxeta de vedação 30 entre os flanges 14, 16 como mostrado na Figura 3.

[0073] Será evidente que um dos dispositivos puxadores 32 pode precisar ser atuado através de mais ou menos cursos de tração do que o outro dispositivo puxador 32 para puxar os flanges 14, 16 para o alinhamento paralelo. Isto depende do vão entre os flanges 14, 16 nas respectivas posições angulares dos dispositivos puxadores 32 em relação à circunferência do flange superior 14, 16 14.

[0074] A figura 3 mostra o resultado da operação de tração, com as hastes de tração 34 agora substancialmente retas e os tubos 10, 12 agora trazidos para o alinhamento lateral e angular de modo que os seus flanges 14, 16 possam ser aparafusados em conjunto. Assim, os flanges 14, 16 encontram-se agora em planos mutuamente paralelos e existe agora um alinhamento circunferencial entre os furos de parafuso opostos 22 dos flanges 14, 16. Os flanges 14, 16 estão também agora suficientemente próximos longitudinalmente que os parafusos 42 podem ser inseridos nos orifícios dos parafusos opostos 22, prontos para aperto para completar o acoplamento.

[0075] As luvas espaçadoras 38 limitam a convergência entre os flanges 14, 16 encostando-se contra lados longitudinalmente internos das uniões do flange 26, 28. Isto assegura que um pequeno vão longitudinal permaneça para deixar espaço para uma gaxeta de vedação anular 30 a ser inserida entre os flanges 14, 16 como mostrado na figura 3. Uma vez que a gaxeta 30 tenha sido instalada e os componentes do sistema de tração 24 tenham sido removidos, parafusos 42 podem ser instalados e apertados para puxar os flanges 14, 16 firmemente juntos. Isto comprime a gaxeta 30 em relação de vedação face a face, como mostrado na figura 4.

[0076] Os primeiros tais parafusos 42 podem ocupar os furos de parafuso sobressalentes 22 nos flanges 14, 16 que não foram utilizados entre as uniões de flange espaçadas no sentido angular 26, 28. Depois que esses primeiros parafusos 42 tiverem sido instalados para prender os flanges 14, 16 em conjunto com o alinhamento correto, os componentes do sistema de tração 24 podem ser desmontados e removidos dos flanges 14, 16 para abrir espaço para os parafusos finais 42 serem instalados através dos orifícios de parafuso restantes 22 assim disponibilizados. Todos os parafusos 42 podem então ser apertados para completar o acoplamento, conforme mostrado na figura 4.

[0077] Uma modalidade prática da invenção será agora descrita com referência às figuras 5 a 13. Números iguais designam partes similares.

[0078] As figuras 5 e 6 mostram que existem três uniões do flange 26, 28 em cada flange 14, 16 neste exemplo, espaçadas a intervalos de 120 graus em torno dos eixos longitudinais centrais dos tubos associados 10, 12. As uniões do flange 26 em um flange 14 estão posicionadas, de modo que quando os tubos 10, 12 são colocados no alinhamento correto como mostrado na figura 6, elas se alinharão no sentido angular e, portanto, se oporão longitudinalmente às uniões de flanges correspondentes 28 no outro flange 16. Inicialmente, no entanto, pode haver apenas alinhamento angular aproximado entre pares opostos de uniões de flange 26, 28. A flexibilidade limitada das hastes de tração 34 é suficiente para acomodar tal desalinhamento.

[0079] A figura 5 mostra o conjunto de uniões do flange superior 26 que suportam os dispositivos puxadores respectivos 32. Outros componentes do sistema de tração 24 foram adicionados na figura 6, que mostra as hastes de tração 34 agora se estendendo através dos respectivos dispositivos puxadores 32. O sistema hidráulico de fornecimento e controle 40 da figura 3 foi omitido da figura 6 para clareza, mas pode controlar os dispositivos puxadores 32 coletivamente e / ou individualmente para trazer os flanges 14, 16 para uma relação paralela.

[0080] As hastes de tração 34 prolongam-se a partir dos dispositivos puxadores 32, através das uniões do flange superior 26, através das respectivas luvas espaçadoras 38 e através das uniões do flange inferior opostas 28 a serem retidas pelas pinças de ancoragem 36. Esta disposição pode ser melhor apreciada com referência à vista em corte longitudinal da figura 7. A figura 7 também mostra que os dispositivos puxadores 32 assentam nos respectivos copos de abertura para cima 44 nas uniões do flange superior 26.

[0081] Os componentes principais do sistema de tração 24 serão agora descritos individualmente com referência aos desenhos restantes.

[0082] As figuras 8 e 9 mostram uma das hastes de tração 34 individualmente e em detalhe. Pode ser visto que a haste de tração 34 é constituída por uma série longitudinal de elementos ou ligações 46 que são, cada um, articuladamente acoplados aos seus vizinhos imediatos na série. Assim, neste exemplo, a haste de tração 34 tem flexibilidade ao longo do seu comprimento em virtude da articulação. Além disso, a articulação é de tal modo a conferir flexibilidade à haste de tração 34 em três dimensões.

[0083] A flexibilidade tridimensional da haste de tração 34 é efetuada por acoplamento esférico entre as ligações adjacentes 46 da série. A este respeito, a figura 9 mostra que cada ligação 46 da haste de tração 34 compreende uma cabeça parcialmente esférica 48 em uma extremidade e um encaixe oposto em forma correspondente 50 que recebe e engata de modo articulado com a cabeça 48 de uma ligação vizinha 46. Se necessário, a cabeça 48 pode mover-se dentro do encaixe 50 não apenas de modo articulado em torno de eixos ortogonais ao eixo longitudinal da haste de tração 34, mas também de modo angular em torno desse eixo longitudinal. Consequentemente, a haste de tração 34 também pode rodar parcialmente em torno do eixo longitudinal.

[0084] Uma ligação terminal 52 na extremidade superior da haste de tração 34, como mostrado, não precisa ter um encaixe 50, mas em vez disso, neste exemplo, tem um buraco de elevação 54 por meio do qual a haste de tração 34 pode ser abaixada e manipulada.

[0085] O encaixe 50 de cada ligação 46 encontra-se em uma extremidade interna de uma passagem curta e conicamente afunilando 56 que abre para uma extremidade de um corpo geralmente cilíndrico circundante 58. O corpo 58 é unido à cabeça 48 por um gargalo relativamente estreito e afilado no sentido distal 60 na outra extremidade do corpo 58. Quando as ligações 46 são montadas para formar a haste de tração 34, recessos circunferenciais definindo vãos espaçados longitudinalmente 62 entre os seus corpos sucessivos 58 permitem a folga para as ligações 46 girarem em relação uma à outra em redor de seus acoplamentos esféricos. Outra vantagem dos vãos 62 entre os corpos 58 de ligações adjacentes 46 é proporcionar locais convenientes distribuídos longitudinalmente para engate mecânico com dentes virados para dentro ou linguetas dos dispositivos puxadores circundantes 32, como será explicado.

[0086] A conicidade da passagem 56 define uma folga limitada em torno do gargalo mais estreito 60 para proporcionar à cabeça 48 de cada ligação 46 um grau limitado de movimento giratório em qualquer direção em relação ao encaixe 50 no qual a cabeça 48 é engatada. No entanto, quando o gargalo 60 encontra uma parede da passagem 56, não é possível qualquer deflexão articulada maior. Assim, a haste de tração 34 é flexível para permitir a curvatura livre em três dimensões até um limite, mas não é possível dobrar para além desse limite. Desta forma, a haste de tração 34 tem a flexibilidade que é necessária para acomodar o desalinhamento dos tubos 10, 12, mas quando colocada sob tensão, a haste de tração 34 pode efetivamente exercer o torque ou forças laterais que são necessárias para corrigir o desalinhamento dos tubos 10, 12.

[0087] Também será evidente que quanto menos ligações 46 da haste de tração 34 que se encontram entre as uniões do flange 26, 28 quando as uniões do flange 26, 28 são aproximadas longitudinalmente, menos desalinhamento lateral ou angular que as hastes de tração 34 irão tolerar. Assim, à medida que as uniões do flange emparelhadas opostas 26, 28 se aproximam, elas são forçadas mais completamente para alinhamento mútuo lateral e angular.

[0088] As figuras 10 e 11 mostram as uniões do flange superior e inferior 26, 28 dispostas para serem fixadas, respectivamente, nos flanges superior e inferior 14, 16 dos tubos 10, 12 mostrados nas figuras 5 e 6.

[0089] Cada união do flange 26, 28 compreende uma porção de raiz radialmente interna 64 e uma porção de braço 66 que se estende radialmente para fora além da borda externa do flange 14, 16. A porção de raiz 64 é penetrada por um par de orifícios de fixação 68 espaçados, de modo que a união do flange 26, 28 pode ser fixada temporariamente ao flange 14, 16 usando furos de parafuso adjacentes 22 do flange 14, 16. A porção de braço 66 é penetrada, por sua vez, por um furo vazado 70 que fica radialmente para fora da borda externa do flange 14, 16.

[0090] Cada orifício de fixação 68 da porção de raiz 64 mantém uma fixação radialmente expansível 72 que sobressai da porção de raiz 64 em alinhamento com o eixo longitudinal do orifício de fixação 68. Um batoque saliente 74 de cada fixação 72 pode ser inserido em um orifício de parafuso respectivo 22 de um flange 14, 16 e pode então ser fixado no orifício do parafuso 22 girando uma porca 76 em uma extremidade de cabeça da fixação 72 oposta ao batoque 74. Isto expande o batoque 74 radialmente contra o interior do orifício do parafuso 22.

[0091] Os orifícios de fixação 68 podem ser estendidos de modo circunferencial em fendas curvadas para permitir que as uniões do flange 26, 28 sejam usadas com vários espaçamentos entre os orifícios de parafuso 22 dos flanges 14, 16.

[0092] O eixo longitudinal do furo vazado 70 é paralelo aos eixos longitudinais dos orifícios de fixação 68. Segue-se que quando uma união do flange 26, 28 for fixada ao flange 14, 16 pelas fixações radialmente expansíveis 72, o eixo longitudinal do furo vazado 70 fica substancialmente paralelo ao eixo longitudinal central 18, 20 do tubo associado 10,12.

[0093] Cada união do flange 26, 28 tem os orifícios de fixação 68 e os furos vazados 70 em posições idênticas. Assim, quando os tubos 10, 12 estão no alinhamento correto, os furos vazados 70 das uniões do flange opostos 26, 28 fixadas nos respectivos flanges 14, 16 ficam substancialmente alinhados em um eixo longitudinal comum.

[0094] De um modo vantajoso, as uniões do flange superior e inferior 26, 28 são idênticas e podem ser adaptadas para se adequarem às suas respectivas funções, ligando componentes, tais como os copos anteriormente mencionados 44, nos quais os dispositivos puxadores 32 assentam. Assim, cada união do flange 26, 28 tem orifícios roscados 78 para posicionar uma argola de elevação 80 em um lado superior da porção de braço 66 para suportar a união do flange 26, 28 antes de ser aparafusada ao flange apropriado 14, 16. Além disso, os copos 44 no lado superior das uniões do flange superior 26 que recebem os dispositivos puxadores 32 podem ser substituídos por formações de assento 82 no lado inferior das uniões do flange inferior 28 para encaixe com a pinça de ancoragem 36.

[0095] A união do flange superior 26 mostrada na figura é mostrada adaptada com um dispositivo puxador 32, que será agora descrito em detalhe com referência à figura 12. Também será feita referência à figura 7 acima mencionada, a qual mostra de modo similar o dispositivo puxador 32 em vista em corte longitudinal. No entanto, as figuras 7 e 12 diferem em que o dispositivo puxador 32 é mostrado, respectivamente, em diferentes estados recíprocos. Especificamente, a figura 7 mostra o dispositivo puxador 32 em um estado estendido e a figura 12 mostra o dispositivo puxador em um estado retraído.

[0096] As figuras 7, 10 e 12 mostram uma alça de quadro 84 que se prolonga a partir de um corpo tubular 86 do dispositivo puxador 32, pelo que um trabalhador marítimo, um mergulhador ou um UUV, tal como um ROV, pode agarrar e manipular o dispositivo puxador 32.

[0097] O corpo 86 do dispositivo puxador 32 compreende paredes do corpo tubulares interna e externa 88, 90. As paredes do corpo interna e externa 88, 90 estão em relação concêntrica com espaçamento mútuo para definir um vão anular entre elas.

[0098] O dispositivo puxador 32 compreende ainda um pistão tubular 92 que é montado telescopicamente ao corpo 86 para movimento recíproco de deslizamento longitudinal em relação ao corpo 86. O curso do pistão 92 é a distância longitudinal entre suas posições no estado estendido mostrado na figura 7 e o estado retraído mostrado na figura 12. O curso excede a distância longitudinal entre vãos sucessivos 62 entre as ligações 46 de uma haste de tração 34. Um exemplo nominal de um comprimento de curso é de 115 mm.

[0099] Tal como o corpo 86, o pistão 92 compreende as paredes interna e externa do pistão tubular 94, 96 em uma relação concêntrica espaçada mutuamente para definir um vão anular entre elas. A parede interna do pistão 94 desliza dentro da parede interna do corpo 88 em relação concêntrica. A parede externa do pistão 96 é recebida no vão anular entre as paredes interna e externa do corpo 88, 90. Inversamente, portanto, a parede interna do corpo 88 é recebida no vão anular entre as paredes interna e externa do pistão 94, 96.

[00100] Vedações circunferenciais deslizantes 98 atuam entre a parede externa do pistão 96 e as paredes do corpo interna e externa 88, 90 para definir câmaras do atuador de volume variável 100, 102. Os volumes das câmaras do atuador 100, 102 são determinados pela posição longitudinal da parede externa do pistão 96 em relação às paredes do corpo interna e externa 88, 90 que comprimem a parede externa do pistão 96 entre elas.

[00101] A alternação do pistão 92 é acionada por fluxos alternados de fluido hidráulico para dentro e para fora das câmaras do atuador 100, 102 através de orifícios respectivos 104, 106, sob o controle de um sistema hidráulico externo de fornecimento e controle 40, como mostrado esquematicamente na figura 3. A título de exemplo, a pressão do fluido hidráulico entre 10 a 14 Mpa (1500 psi e 2000 psi (aproximadamente 100 a 140 bar)) pode ser esperada de produzir uma tensão axial em cada haste de tração 34 que é suficiente para aplicar 7000 kg de força aos flanges 14, 16.

[00102] A parede interna do pistão 94 rodeia e suporta uma pinça de travamento tubular 108 que por sua vez circunda a haste de tração 34. A parede interna do pistão 94, a pinça de travamento 108 e a haste de tração 34 estão todas em relação concêntrica. A pinça de travamento 108 é deslizável de modo axial em uma faixa limitada em relação à parede interna do pistão 94.

[00103] A pinça de travamento 108 pode engatar e desengatar a haste de tração 34 em virtude de pontas radialmente móveis que se prolongam no sentido longitudinal, em uma extremidade da pinça de travamento 108. Essa extremidade da pinça de travamento 108 é dividida por fendas que se prolongam no sentido longitudinal, espaçadas de modo circunferencial 112 para formar as pontas 110.

[00104] Cada ponta 110 tem, na sua extremidade distal, um dente virado radialmente para o interior 114 e um seguidor de came que se projeta radialmente para fora 116. Os dentes 114 movem-se radialmente devido à deflexão radial resiliente das pontas 110. A deflexão radial das pontas 110 é acionada ou possibilitada, por sua vez, por seguidores de came 116 que se encostam a e seguem uma superfície de came interna 118 da parede interna do pistão 94.

[00105] Assim, a superfície interna do came 118 da parede interna do pistão 94 é moldada para interagir com os seguidores de came 116 da pinça de travamento 108 em virtude do movimento axial relativo entre a pinça de travamento 108 e a parede interna do pistão 94. Em virtude dessa interação, os dentes 114 da pinça de travamento 108 se movem radialmente para engatar e desengatar a haste de tração 34 disposta dentro.

[00106] Mais especificamente, a pinça de travamento 108 pode mover-se em relação à parede interna do pistão 94 entre uma posição travada e uma posição destravada. Na posição travada, os dentes 114 são mantidos fechados em conjunto para engatar em vãos 62 entre as ligações 46 da haste de tração 34 quando os seguidores de came associados 116 encostam contra uma garganta estreitada radialmente 120 da superfície interna do came 118. Inversamente, na posição destravada, os seguidores do came 116 dos dentes 114 alinham-se, em vez disso, com um recesso anular 122 alargado radialmente na superfície interna do came 118, espaçado longitudinalmente da garganta 120.

[00107] Como resultado dos seguidores de came 116 alinharem com o recesso anular 122 na superfície interna do came 118, os dentes 114 são libertados para abrir e, portanto, desengatar os vãos 62 entre as ligações 46 da haste de tração 34 quando os seguidores de came associados 116 podem mover-se radialmente para fora para dentro do recesso 122. A haste de tração 34 é agora desengatada para mover-se em relação à pinça de travamento 108. Assim, o pistão 92 que contém a pinça de travamento 108 pode se mover em relação à haste de tração 34 e ao corpo 86, para baixo como ilustrado, durante um curso de retração.

[00108] A pinça de travamento 108 é predisposta para a posição travada, também para baixo neste exemplo, por uma mola 124 que atua de modo axial entre a pinça de travamento 108 e um anel de travamento 126 fixado ao pistão 92. A mola 124 força os seguidores de came 116 para dentro da garganta 120 da superfície interna do came 118 para manter os dentes 114 fechados em torno da haste de tração 34. A haste de tração 34 não pode mover-se para baixo relativamente ao pistão 92, como ilustrado, sem a predisposição da mola 124 fechando os dentes 114 para impedir o movimento adicional da haste de tração 34 nessa direção.

[00109] A predisposição da mola 124 pode, no entanto, ser superada pelo movimento da haste de tração 34 contra a direção da predisposição, em uma direção ascendente, como ilustrado. Isto desaloja os seguidores do came 116 da garganta 120 para se alinharem em vez disso com o recesso anular radialmente ampliado 122 da superfície do came interna 118. Ao atingir o recesso 122, os seguidores do came 116 são libertados para se moverem radialmente para fora, de modo que os dentes 114 possam abrir para desengatar a haste de tração 34. Isto permite ao pistão 92 mover-se para baixo em relação à haste de tração 34, como ilustrado, durante cada curso de retração.

[00110] Assim, em virtude da sua interação com o pistão de alternação longitudinal 92, a pinça de travamento 108 interage com a haste de tração 34 com uma ação de catraca para acionar a haste de tração 34 através do dispositivo puxador 32 de modo unidirecional, a saber, para cima, como ilustrado. Para assegurar que a haste de tração 34 apenas possa deslocar-se nessa direção em relação ao dispositivo puxador 32, o dispositivo puxador 32 compreende ainda um dispositivo de travamento unidirecional 128 na sua extremidade inferior.

[00111] O dispositivo de travamento 128 é geralmente tubular e tem um canal central 130 espaçado longitudinalmente, e alinhado de modo axial, com a pinça de travamento 108 do pistão 92. As linguetas radialmente móveis 132 que se projetam para dentro são espaçadas no sentido angular em torno do canal 130 e são predispostas radialmente para dentro para engatar um vão 62 entre as ligações 46 de uma haste de tração 34.

[00112] As linguetas 132 são moldadas com superfícies de rampa inclinadas em seus lados internos para retrair radialmente para fora contra a sua predisposição e, portanto, para desengatar de um vão 62 entre as ligações 46 da haste de tração 34 quando a haste de tração 34 se move para cima através do dispositivo de travamento 43. Ao encontrar o próximo vão 62 entre as ligações 46 da barra de tração 34, a predisposição das linguetas 132 as encaixa nesse vão 62 e, portanto, volta a engatar com a haste de tração 34.

[00113] Ao contrário das superfícies de rampa inclinadas nos seus lados internos, os lados superiores das linguetas 132 prolongam-se ortogonalmente em relação ao eixo longitudinal do canal 130. Consequentemente, uma vez que as linguetas 132 sejam engatadas em um vão 62, a haste de tração 34 não pode deslocar-se na direção oposta a essa planejada, ou seja, para baixo, através do dispositivo de travamento 128 no exemplo ilustrado. Assim, a haste de tração 34 é esticada entre a pinça de ancoragem 36 e as linguetas 132 enquanto o pistão 92 do dispositivo puxador 32 é movido longitudinalmente para agarrar e puxar outra secção da barra de tração 34.

[00114] Externamente, o dispositivo de travamento 32 é moldado com uma conicidade descendente para encaixar firmemente no copo acima mencionado 44 de uma união de flange superior 26.

[00115] Com referência finalmente à figura 13, essa ilustra em detalhe a pinça de ancoragem tubular 36 que é mostrada em torno da haste de tração 34 sob as uniões do flange inferior 28 nas figuras 6 e 7. A pinça de ancoragem 36 tem algumas características em comum com a pinça de travamento 108 descrita acima.

[00116] A pinça de ancoragem 36 pode engatar e desengatar a haste de tração 34 em virtude de pontas radialmente móveis 134 que se prolongam longitudinalmente, em uma extremidade da pinça de ancoragem 36. Essa extremidade da pinça de ancoragem 36 é dividida por fendas espaçadas na circunferência que se estendem longitudinalmente 136 para formar as pontas 134. Cada ponta 134 tem, na sua extremidade distal, um dente 138 radialmente voltado para dentro e uma formação de came se projetando radialmente para fora 140. Os dentes 138 podem mover-se radialmente devido à deflexão radial resiliente das pontas 134.

[00117] A deflexão radialmente para fora das pontas 134 é bloqueada ou possibilitada por um colar de travamento 142 que circunda a pinça de ancoragem 36, dependendo da posição longitudinal do colar de travamento 142 em relação à pinça de ancoragem 36. O colar de travamento 142 é móvel longitudinalmente ao longo da pinça de ancoragem 36 entre uma posição travada distal e uma posição proximal destravada. Na posição travada, o colar de travamento 142 apoia-se contra as formações de came 140 das pontas 134. Assim, os dentes 138 são mantidos fechados juntos para engatar nos vãos 62 entre as ligações 46 da haste de tração 34.

[00118] A tensão na haste de tração 34 puxa a extremidade distal da pinça de ancoragem 36 para engate com uma formação de sede 82 no lado inferior de uma união do flange inferior 28, como se vê nas figuras 7 e 11. Os dentes 138 são mantidos fechados juntos pela formação de sede envolvente 82 além do colar de travamento 142.

[00119] O colar de travamento 142 é predisposto no sentido distal para a posição travada, para cima nesta ilustração, por uma mola 144 que atua de modo axial entre o colar de travamento 142 e um anel circunferencial 146 que envolve a pinça de ancoragem 36. A mola 144 força o colar de travamento 142 contra as formações de came 140 para segurar os dentes 138 fechados juntos em torno da haste de tração 34. Como a pinça de ancoragem 36 se apoia no lado inferior de uma união do flange inferior 28, a haste de tração 34 não pode mover-se para cima em relação à união do flange inferior 28.

[00120] Quando o colar de travamento 142 é puxado para baixo contra a predisposição da mola 144 para a posição destravada, isto liberta as formações de came 140 para se moverem radialmente para fora, de modo a que os dentes 138 possam separar para desengatar a haste de tração 34. Isto permite que a haste de tração 34 seja libertada da união de flange inferior 28 na desmontagem do sistema de tração 24.

Claims (23)

1. Sistema de tração e alinhamento para componentes com flanges (10, 12), o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos um par de uniões do flange (26, 28) adaptado para ser fixado aos respectivos flanges (14, 16) dos componentes (10, 12) que devem ser puxados juntos e alinhados para o acoplamento; um dispositivo puxador (32) suportado por pelo menos uma das uniões do flange (26, 28) do par; e uma ligação de tração (34) alongada e flexível que se estende entre as uniões do flange (26, 28) do ou de cada par, sendo a ligação de tração (34) engatada e móvel em relação ao dispositivo puxador (32) para atuar em tensão entre essas uniões do flange (26, 28); em que a ligação de tração (34) é uma haste articulada compreendendo uma série longitudinal de elementos rígidos (46), cada um desses elementos (46) sendo articuladamente acoplado a pelo menos um outro desses elementos (46).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende acoplamentos esféricos entre elementos (46) adjacentes da série.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende formações limitadoras para limitar o movimento articulado relativo entre elementos (46) adjacentes da série.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo puxador (32) engata em recessos (62) espaçados longitudinalmente entre elementos (46) adjacentes da série.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que cada união do flange (26, 28) é uma extensão de flange que compreende: uma montagem (64) adaptada para fixar a união do flange (26, 28) a um flange (14, 16) e um braço em balanço a partir da montagem para se estender além do flange (14, 16) e para manter a ligação de tração (34) para fora do flange (14, 16).

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ligação de tração (34) é flexível em três dimensões.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo puxador (32) é suportado por uma primeira união do flange (26) de um par e a ligação de tração (34) é fixada em relação a uma segunda união do flange (28) desse par.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende uma parte de ancoragem (36) que pode ser presa de forma removível que atua entre a ligação de tração (34) e a segunda união do flange (28).

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a parte de ancoragem (36) se apoia em um lado da segunda união do flange (28) que fica virado para longe da primeira união do flange (26).

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma parte espaçadora (38) posicionada entre, e encostando-se a, as uniões do flange (26, 28) para limitar a convergência entre as uniões do flange (26, 28).

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo puxador (32) compreende um mecanismo de catraca móvel reciprocamente ao longo da ligação de tração (34), o mecanismo de catraca compreendendo dentes (114) que são radialmente móveis para engatar e puxar a ligação de tração (34) durante um curso de avanço e para libertar a ligação de tração (34) durante um curso de retorno.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dispositivo puxador (32) compreende ainda um travamento unidirecional (128) que tem linguetas móveis radialmente (132) para engatar e reter a ligação de tração (34) durante o curso de retorno do mecanismo de catraca.

13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes (114), caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos dois pares de uniões do flange (26, 28), cada um com pelo menos um dispositivo puxador (32) respectivo e ligação de tração (34).

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de fornecimento de energia e controle capaz de acionar os dispositivos puxadores (32) independentemente uns dos outros.

15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes (114), caracterizado pelo fato de que as uniões do flange (26, 28) são fixadas temporariamente aos orifícios de fixação (22) providos nos respectivos flanges (14, 16), sendo os orifícios de fixação (22) utilizáveis subsequentemente para receber fixações (42) que unem os flanges (14, 16).

16. Método para reunir e alinhar componentes com flanges (10, 12), o método caracterizado pelo fato de que compreende: fixar as uniões do flange (26, 28) nos respectivos flanges (14, 16) dos componentes (10, 12) como um par oposto e tracionar uma ligação de tração (34) alongada e flexível entre o par oposto de uniões do flange (26, 28), sendo a ligação de tração (34) uma haste articulada compreendendo uma série longitudinal de elementos rígidos (46), pelo menos um desses elementos girando em relação a pelo menos um outro desses elementos quando os flanges (14, 16) são unidos.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende engatar os recessos (62) espaçados longitudinalmente da ligação de tração (34) para aplicar tensão à ligação de tração (34).

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que compreende limitar o movimento articulado relativo entre elementos (46) adjacentes da série enquanto unindo os flanges (14, 16).

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 1, caracterizado pelo fato de que compreende: dobrar a ligação de tração (34) ao longo de seu comprimento para acomodar o desalinhamento entre os flanges (14, 16) e endireitar a ligação de tração (34) sob tensão para corrigir o desalinhamento.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo fato de que compreende dobrar a ligação de tração (34) ao longo do seu comprimento em pelo menos duas direções mutuamente transversais, transversais ao seu comprimento.

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizado pelo fato de que compreende limitar a convergência entre os flanges (14, 16) para manter um vão entre os flanges (14, 16).

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, caracterizado pelo fato de que compreende: acoplar os flanges (14, 16) com fixações (42) enquanto os flanges (14, 16) permanecem separados, mas alinhados e substancialmente paralelos; remover as uniões do flange (26, 28) e as ligações de tração (34) e apertar as fixações (42) para unir os flanges (14, 16).

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, caracterizado pelo fato de que compreende fixar as uniões do flange (26, 28) aos orifícios de fixação (22) providos nos respectivos flanges (14, 16) e, após a remoção das uniões do flange (26, 28), acoplar os flanges (14, 16) com as fixações (42) recebidas nesses orifícios de fixação (22).

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