BRPI0500888B1 - Conjunto de placa de junção para acoplamentos hidráulicos submarinos - Google Patents

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E. Smith Robert Iii
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Abstract

"placa de junção para acoplamentos hidráulicos subaquáticos". descreve-se um equipamento para movimentar simultaneamente membros de acoplamento machos e fêmeas ligados a placas de coletor ou 'derivação', ou junção, para uni-los ou separá-los. o equipamento inclui superfícies de excêntrico inclinadas sobre a primeira, ou posterior, placa de junção e um eixo ou haste central possuindo seguidores de excêntrico que se movem para cima na superfície de excêntrico inclinada para unir as duas placas de junção e desse modo conectar membros de acoplamento machos e fêmeas e as correspondentes superfícies inclinadas de excêntrico sobre o lado oposto da primeira placa de junção com seguidores de excêntrico que se movem através da superfície inclinada de excêntrico para desconectar os membros de acoplamento.

Description

(54) Título: CONJUNTO DE PLACA DE JUNÇÃO PARA ACOPLAMENTOS HIDRÁULICOS SUBMARINOS (73) Titular: NATIONAL COUPLING COMPANY, INC., Sociedade Norte-Americana. Endereço: 1316 Staffordshire Road, Stafford, Texas 77477, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: ROBERT E. SMITH III
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 13/03/2018, observadas as condições legais
Expedida em: 13/03/2018
Assinado digitalmente por:
Júlio César Castelo Branco Reis Moreira
Diretor de Patente
CONJUNTO DE PLACA DE JUNÇÃO PARA ACOPLAMENTOS HIDRÁULICOS SUBMARINOS
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
1. Campo da Invenção
A presente invenção está relacionada a acoplamentos hidráulicos usados em aplicações em poços submarinos de petróleo e gás. Mais particularmente, díz respeito a placas de junção usadas para acoplar simultaneamente uma pluralidade de acoplamentos hidráulicos macho e fêmea.
2. Descrição da Técnica Correlacionada
A exploração e produção offshore de petróleo e gás envolve o posicionamento de várias válvulas e equipamentos de segurança no, ou próximo ao, fundo do mar. A coletânea de tais equipamentos sobre um poço é frequentemente designada como uma árvore. Com frequência, tais dispositivos são acionados hidraulicamente a partir de um ponto afastado, tal como uma plataforma de produção. Um feixe de linhas hidráulicas, conhecido como um cabo umbilical, é levado a partir de um painel de controle na plataforma até a árvore submarina. Para facilidade de montagem e manutenção, acoplamentos hidráulicos submarinos são tipicamente providos para unir as linhas hidráulicas â árvore. Exemplos de tais acoplamentos hidráulicos submarinos estão descritos na Patente U.S. N2
6.626.207 e na Patente U.S. N- 6.375.153.
Devido ao fato de que tais acoplamentos devem ser acoplados sob a água por mergulhadores ou veículos operados remotamente (ROVs), foi constatado que o processo de acoplamento pode ser acelerado pelo posicionamento de uma plurali2 dade de acoplamentos em placas de junção opostas. As placas de junção mantêm os acoplamentos em posição e estão providas com dispositivos para fixar as duas placas em proximidade mútua de forma a manter os acoplamentos individuais em uma condição conectada. Uma vez que as linhas hidráulicas podem ser pressurizadas com fluido hidráulico em torno de 120.625 kN/m2 (17500 psi), as placas de junção devem ser capazes de suportar a força do fluido hidráulico atuando sobre os elementos macho à medida que eles são inseridos nas câmaras de recepção dos elementos fêmea e as válvulas de gatilho se abrem para permitir o fluxo de fluido hidráulico. Assim sendo, é necessário o provimento de algum dispositivo de ganho mecânico para levar as placas à posição de acoplamento total.
Acoplamentos macho ou fêmea podem ser providos em qualquer das placas, porém é típico posicionar os acoplamentos macho sobre a placa fixa e os acoplamentos fêmea sobre a placa removível, pois os acoplamentos fêmea contêm mais freqüentemente os elementos de vedação e facilitam a substituição de tais elementos de vedação os tendo em um dispositivo que pode ser recuperado - isto é, a placa que mantém os elementos fêmea pode ser levada à superfície para operações de manutenção.
Os acoplamentos hidráulicos submarinos são conhecidos dos indivíduos versados na técnica. Os acoplamentos consistem de um modo geral de um elemento macho e um elemento fêmea com passagens de fluido vedadas que os conectam. 0 elemento fêmea é de um modo geral um corpo cilíndrico cora ura orifício longitudinal de diâmetro relativamente grande em uma extremidade e um orifício longitudinal de diâmetro relativamente pequeno na outra. 0 orifício pequeno facilita as conexões a linhas hidráulicas, enquanto o orifício maior veda e se acopla de forma deslizante ao elemento macho do acoplamento.
O elemento macho inclui um corpo cilíndrico com uma seção de sonda aproximadamente igual ao diâmetro do orifício do elemento fêmea e uma conexão em sua outra extremidade para facilitar a conexão a linhas hidráulicas. Quando a seção de sonda do elemento macho é inserida no orifício do elemento fêmea, de acordo com várias modalidades do dispositivo, ê estabelecido o fluxo de fluido entre os elementos macho e fêmea.
Um elemento macho e um elemento fêmea são de um modo geral conectados a placas de junção opostas de uma tubulação e são mantidos unidos por parafusos ou elementos hidráulicos ligados âs placas. 0 elemento macho é comumente ligado a uma placa de junção ou tubulação, enquanto o elemento fêmea é ligado a uma placa oposta de forma a se voltar ao elemento macho e se alinhar a ele. Os elementos macho e fêmea podem ser ligados às placas de junção ou placas de tubulação usando-se vários dispositivos, tais como parafusos ou roscas de ajuste. As técnicas para ligar os elementos a tais placas são bem conhecidos pelos indivíduos versados na técnica.
Tipicamente, vários conectores hidráulicos submarinos são agrupados em cada placa de junção ou tubulação. Como exemplo, dois ou mais elementos de acoplamento podem ser ligados a cada placa oposta. No ambiente submarino, um mergulhador ou veículo operado remotamente é usado para conectar as placas opostas uma à outra e, desse modo, conectar os elementos de acoplamento opostos em cada uma das placas. Os elementos de acoplamento são tipicamente conectados simultaneamente e as placas opostas são intertravadas.
Elevadas forças operacionais são transferidas para as placas de junção opostas devido às forças de separação do fluido hidráulico de alta pressão em cada elemento de acoplamento, Em muitos casos, as placas devem ser relativamente espessas e pesadas de modo a suportar forças de separação elevadas. As placas são tipicamente de aço inoxidável com espessura entre 25 e 38 mm (1 a 1,5 pol).
A técnica anterior descreve vários dispositivos para unir duas placas de junção. Como exemplo, a Patente U.S. N2 5.265.980 descreve um conjunto de placa de junção para uma estrutura submarina possuindo um eixo conector com fios de rosca ACME externos que se acoplam a uma segunda placa de junção roscada internamente. Um manipulo é conectado a uma extremidade oposta do eixo para girar o eixo manualmente. Alternativamente, o eixo pode estar equipado com uma conexão para um ROV.
A Patente U.S. Ns 4.915.419, em nome de Robert E. Smith III, está relacionada a uma placa de travamento deslizante para intertravar simultaneamente elementos de acoplamento macho e fêmea em placas de junção opostas. Vários outros dispositivos de travamento foram usados ou propostos para intertravar os elementos de acoplamento macho e fêmea ligados a placas de junção. Tais dispositivos de travamento travam os elementos de acoplamento entre si após os elementos de acoplamento de terminação macho estarem completamente acoplados e não auxiliam a colocar os elementos macho e fêmea em acoplamento total antes do travamento. Em muitos casos, forças axiais substanciais são necessárias para colocar todos os elementos de acoplamento machos em uma placa de junção em acoplamento completo com os elementos de acoplamento fêmea na placa de junção oposta. Os sistemas hidráulicos em profundidades submarinas estão sujeitos a várias forças diferentes gue tendem a inibir a conexão dos elementos de acoplamento macho e fêmea. Como exemplo, entre os fatores relevantes se inserem as pressões submarinas em profundidades oceânicas significativas, a elevada pressão hidráulica no sistema e as forças mecânicas necessárias para abrir as válvulas e conectar as placas de junção. Uma combinação de tais forças pode resultar em dificuldades no acoplamento simultâneo dos elementos de acoplamento macho e fêmea em placas de junção opostas e resulta também em forças de separação substanciais após os elementos de acoplamento estarem conectados.
Foram feitas tentativas de unir simultaneamente as placas de junção, incluindo por meio de dispositivos roscados. No entanto, as conexões roscadas apresentam as desvantagens de acúmulo de crescimento de criaturas marinhas nas roscas e desgaste das roscas. Ademais, os conectores de placas de junção roscados requerem tipicamente múltiplas rotações do elemento roscado de modo a unir as duas placas de junção na posição totalmente acoplada. Isto requer tempo para ser efetuado, e durante este tempo os acoplamentos hidráulicos não estão completamente efetuados. Isto propicia a oportunidade de perda de fluidos ou penetração por água do mar. Outra alternativa para unir conectores hidráulicos submarinos é a de luvas de travamento. No entanto, as luvas de travamento são relativamente pesados e volumosos, o que é indesejável no ambiente submarino. Outros problemas são causados por um acúmulo de sedimentos, detritos marítimos e crescimento de criaturas marítimas nas luvas de travamento.
Tipicamente, os sistemas de luva de travamento incluem luvas de travamento conectados a uma placa interposta entre as placas de junção macho e fêmea. À medida que a placa intermediária é puxada para trás, todas as luvas de travamento nos elementos de acoplamento são simultaneamente puxadas para trás e a seguir liberadas. 0 acúmulo de sedimentos, detritos marítimos e crescimento de criaturas marítimas podem resultar em interferência com as luvas de travamento e especialmente com as esferas de travamento.
A Patente U.S. N- 6.471.250 descreve um conjunto de placa de junção para acoplamentos hidráulicos submarinos que usa uma superfície de excêntrico inclinada em uma das placas de junção e um eixo central possuindo um seguidor de excêntrico que movimenta a superfície de excêntrico inclinada para unir as duas placas de junção. No entanto, tal equipamento propicia apenas uma vantagem mecânica para unir as placas de junção de modo mais próximo uma à outra, não estando disponível qualquer assistência mecânica para a sepa7 ração das placas - isto é, desconexão dos acoplamentos nelas montados.
Assim sendo, é necessário um mecanismo simples e altamente confiável para acoplar e desacoplar elementos de acoplamento macho e fêmea em placas de junção no ambiente submarino. 0 que se necessita é um equipamento que possa tanto acoplar como desacoplar conexões hidráulicas rapidamente, com um mínimo de atrito. A presente invenção soluciona tal problema.
SUMARIO DA INVENÇÃO
A presente invenção supera os problemas e desvantagens acima mencionados pelo provimento de um conjunto de placa de junção ou placa de tubulação para elementos de acoplamento hidráulicos, em que as placas de junção são mutuamente aproximadas e afastadas por meio de excêntricos e seguidores de excêntricos ligados a um eixo central. Uma das placas de junção às quais estão conectados os elementos de acoplamento incluí superfícies de excêntrico inclinadas opostas. O eixo central que se estende entre as placas de junção possui seguidores de excêntrico, os quais podem ser roletes ou mancais. Quando o eixo central é girado, um primeiro seguidor de excêntrico se movimenta para cima em uma superfície de excêntrico inclinada e um segundo seguidor de excêntrico se movimenta para baixo em uma superfície inclinada oposta. As superfícies de excêntrico inclinadas transformam o movimento de rotação do eixo central em um movimento axial para unir ou separar mutuamente as duas placas de tubulação, dependendo da direção de rotação do eixo central.
Quando o seguidor de excêntrico de acoplamento chega ao fim de sua superfície de excêntrico inclinada, os elementos de acoplamento macho e fêmea estão completamente acoplados. De forma similar, quando o seguidor de excêntrico de desacoplamento alcança o retentor ou fim de curso no final de sua superfície de excêntrico inclinada, os elementos de acoplamento macho e fêmea estão funcionalmente desacoplados e as placas de junção podem ser completamente separadas, caso desejado. O movimento de rotação necessário para unir ou separar mutuamente as placas de junção e acoplamentos pode ser efetuado manualmente por um mergulhador usando um manipulo ligado ao eixo central, ou por um veículo operado remotamente em grandes profundidades submarinas. A invenção apresenta aplicação particular em águas profundas, onde auxilia os instaladores a superar as elevadas forças hidrostáticas encontradas em tais profundidades.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Os desenhos que se seguem fazem parte do presente relatório descritivo e são aqui incluídos para demonstrar adicionalmente certos aspectos da presente invenção. A invenção pode ser melhor compreendida por referência a um ou mais de tais desenhos, em combinação com a descrição detalhada de uma modalidade específica aqui apresentada.
A Figura la é uma vista posterior em projeção do conjunto ' de placa de junção de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, apresentando o seguidor de excêntrico de acoplamento se acoplando inicialmente à primeira superfície de excêntrico inclinada e o seguidor de ex9 cêntrico de desacoplamento no retentor da segunda superfície de excêntrico inclinada.
A Figura lb é uma vista em corte transversal do conjunto de placa de junção da Figura la.
A Figura lc é uma vista frontal em projeção do conjunto de placa de junção da Figura la.
A Figura 2a é uma vista posterior em projeção do conjunto de placa de junção de acordo com uma modalidade preferida, em que cada seguidor de excêntrico se movimentou por aproximadamente meio percurso ao longo de sua superfície de excêntrico inclinada associada.
A Figura 2b é uma vista em corte transversal do conjunto de placa de junção da Figura 2a.
A Figura 2c é uma vista frontal em projeção do conjunto de placa de junção da Figura 2a.
A Figura 3a é uma vista posterior em projeção do conjunto de placa de junção de acordo com uma modalidade preferida com o seguidor de excêntrico de acoplamento ao final de sua superfície de excêntrico inclinada associada e os elementos de acoplamento totalmente acoplados.
A Figura 3b é uma vista em corte transversal do conjunto de placa de junção da Figura 3a.
A Figura 3c é uma vista frontal em projeção do conjunto de placa de junção da Figura 3a.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Fazendo referência â Figura 1 dos desenhos, é ali apresentada uma primeira placa de tubulação ou placa de junção 20 possuindo uma pluralidade de aberturas cilíndricas 37 para conexão de elementos de acoplamento macho 42 à mesma. Tipicamente, pelo menos dois elementos de acoplamento macho são ligados à primeira placa de junção, a qual é tipicamente a placa de junção posterior. Uma linha hidráulica macho está conectada a uma extremidade de cada elemento de acoplamento macho 42, enquanto a outra extremidade de cada elemento de acoplamento macho está configurada para acoplamento com o elemento de acoplamento fêmea 41 e estabelecimento do fluxo de fluidos entre eles. A segunda placa de tubulação ou placa de junção 21 inclui uma pluralidade de aberturas cilíndricas 38 para conexão de elementos de acoplamento fêmea 41 à mesma. Em uma modalidade preferida, a segunda placa de tubulação é a placa frontal. Vários dispositivos podem ser usados para conectar os elementos de acoplamento macho e fêmea às placas de junção, como é bem conhecido pelos indivíduos versados na técnica.
Um ou mais pinos guia 40 são providos sobre a primeira placa de tubulação 20 para alinhar as duas placas de tubulação durante o acoplamento dos elementos de acoplamento macho e fêmea. Em uma modalidade preferida, o pino guia 40 é inserido na, e através da, abertura cilíndrica 39 na placa de tubulação frontal 21.
A primeira placa de tubulação 20 inclui também uma fenda ou abertura 100 dimensionada de modo a permitir que o primeiro elemento posterior 36 passe através da placa 20 quando o elemento 36 é alinhado com a mesma pela rotação do manipulo 19.
O eixo central 35 se estende entre as placas de tubulação frontal e posterior. O eixo central pode ser girado sobre seu eixo vertical de modo a modificar o espaçamento entre as placas de tubulação frontal e posterior. 0 eixo geométrico do eixo central é perpendicular à face das primeira e segunda placas de tubulação. Uma extremidade do eixo central inclui o manipulo 90, o qual pode ser usado por mergulhadores ou veículos operados remotamente para girar o eixo central e acoplar os elementos de acoplamento, ou para desacoplar os elementos de acoplamento.
Em uma modalidade preferida, a segunda placa de tubulação inclui uma luva 17 em seu centro e o eixo central se estende através da luva. Um par de flanges 16 sobre o eixo central impede o movimento axial do eixo central em relação à segunda placa de tubulação. Uma extremidade do eixo central inclui um braço ou primeiro elemento posterior 36 perpendicular ao eixo geométrico do eixo central. O braço ou primeiro elemento posterior inclui pelo menos um seguidor de excêntrico a ele ligado. Em uma modalidade preferida, os seguidores de excêntrico são roletes ou mancais 31, 33, apesar de que outros seguidores de excêntrico possam ser utilizados para se movimentar sobre a superfície de excêntrico inclinada e minimizar ou reduzir o atrito entre os seguidores de excêntrico e a superfície de excêntrico inclinada 32.
As superfícies de excêntrico inclinadas de acoplamento 32, 34 se estendem a partir de uma primeira face da placa de tubulação posterior 20. Na modalidade preferida, existem duas superfícies de excêntrico inclinadas de acopla12 mento, cada uma formando um arco de aproximadamente 120 graus em torno do eixo geométrico central da placa de tubulação. Em uma modalidade preferida, cada superfície de excêntrico inclinada propicia uma elevação de aproximadamente 12,7 mm (0,5 pol) através da rotação de 120 graus em torno do eixo vertical. Para acoplar os acoplamentos, o eixo central é girado de forma que cada seguidor de excêntrico 31, 33 se movimente para cima em uma das superfícies de excêntrico de acoplamento. Isto leva a primeira placa de tubulação ou placa posterior 20 para mais próximo da placa de tubulação frontal, acoplando desse modo os elementos de acoplamento macho e fêmea.
As superfícies de excêntrico inclinadas de desacoplamento 132, 134 se estendem a partir de uma segunda face da placa de tubulação posterior 20. Na modalidade preferida, existem duas superfícies de excêntrico inclinadas de desacoplamento, cada uma formando um arco de aproximadamente 120 graus em torno do eixo central da placa de tubulação. Em uma modalidade preferida, cada superfície de excêntrico inclinada de desacoplamento propicia uma elevação de aproximadamente 12,7 mm (0,5 pol) através da rotação de 120 graus em torno do eixo vertical. Para desacoplar os acoplamentos, o eixo central é girado de forma a que cada seguidor de excêntrico de desacoplamento 131, 133 se movimente para cima em uma das superfícies de excêntrico de desacoplamento. Isto leva a primeira placa de tubulação ou placa posterior 20 para mais longe da placa de tubulação frontal, desacoplando desse modo os elementos de acoplamento macho e fêmea. Podem ser sele13 cionados acoplamentos hidráulicos que pelo menos se desacoplem no grau necessário para assentar completamente suas válvulas de gatilho no percurso axial propiciado pelas superfícies de excêntrico de desacoplamento.
A Figura 2 mostra as placas de tubulação frontal e posterior após o eixo central ter sido girado em aproximadamente 60 graus, enquanto a Figura 3 apresenta as placas após o eixo central ter sido girado aproximadamente em 120 graus.
Em uma modalidade preferida, são providos detentores nas superfícies de excêntrico inclinadas nas extremidades das mesmas. Quando os seguidores de excêntrico de acoplamento 31, 33 alcançam os detentores 51, 50, é impedido o movimento adicional das placas de tubulação ou junção, e os elementos de acoplamento são mantidos na posição totalmente acoplada, tal como mostrado na Figura 3. Quando os seguidores de excêntrico de desacoplamento 131, 133 alcançam os detentores 151, 150, uma realimentação táctil é transmitida através do manipulo 19 para o mergulhador, o qual pode desse modo sentir que o manipulo foi girado o suficiente para desacoplar os acoplamentos hidráulicos.
A presente invenção pode ser usada manualmente ou por um ROV para movimentar as faces das placas de tubulação ou junção uma contra a outra e acoplar os acoplamentos, ou para separar as faces das placas de tubulação ou junção e desacoplar os acoplamentos. 0 eixo central gira e movimenta as placas aproximando-as ou afastando-as à medida que um ou mais seguidores de excêntrico se movem 120 graus em torno do eixo central, aproximando ou afastando os elementos de aco14 plamento macho e fêmea. A presente invenção pode ser usada com acopladores hidráulicos submarinos do tipo descrito nas Patentes U.S. de propriedade da National Coupling Company, Inc., de Stafford, Texas, EUA.
Apesar de a modalidade ilustrada apresentar a invenção usada com acoplamentos hidráulicos submarinos, a presente invenção pode ser usada com vários outros dispositivos de acoplamento, incluindo, porém não estando limitados a, conectores elétricos, conectores pneumáticos, conexões a vá10 cuo, conectores para cabos de fibra óptica, conectores para fluidos não hidráulicos e similares. Ademais, a aplicação da presente invenção não fica limitada ao ambiente submarino. Ela pode também ser usada com vantagem na superfície. Em adição às placas de tubulação, ela pode ser usada para posi15 cionar axialmente qualquer número de dispositivos incluindo, apenas como exemplo, conjuntos de controle, guias volantes (por exemplo, guia a guia), guia a tubulação e guia a árvore.
Apesar de que variações na modalidade da presente invenção podem não propiciar todas as vantagens da invenção, certas características podem se tornar mais importantes que outras em várias aplicações do dispositivo. A invenção, portanto, deve ser considerada como estando limitada apenas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Conjunto de placa de junção para acoplamentos hidráulicos subaquáticos, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
    (a) uma primeira placa de junção (20) possuindo uma pluralidade de membros de acoplamento hidráulico machos (42) nela montados, a primeira placa de junção (20) possuindo pelo menos duas superfícies de excêntrico inclinadas (32, 34, 132, 134) sobre faces opostas da mesma;
    (b) uma segunda placa de junção (21), em relação de espaçamento com a primeira placa de junção (20), e possuindo uma pluralidade de membros de acoplamento fêmeas (41) nela montados; e (c) um eixo central, que se estende entre as primeira e segunda placas de junção, o eixo central (35) girando sobre um eixo perpendicular às faces das primeira e segunda placas de junção, o eixo central (35) possuindo pelo menos dois seguidores de excêntrico (31, 33, 131, 133) próximos a uma extremidade do mesmo, estando os seguidores de excêntrico posicionados para percorrer as superfícies de excêntrico inclinadas (32, 34, 132, 134) quando da rotação do eixo central (35) para modificar a relação de espaçamento entre as primeira (20) e segunda (21) placas de junção.
  2. 2. Conjunto de placa de junção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as superfícies de excêntrico inclinadas (32, 34, 132, 134) formam arcos sobre as faces da primeira placa de junção (20).
  3. 3. Conjunto de placa de junção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a segunda placa de junção (21) inclui um mangote central (17) através do qual se estende o eixo central (35), o eixo central (35) possuindo pelo menos um flange (16) para limitar o movimento axial do eixo central (35) com relação à segunda placa de junção (21).
  4. 4. Conjunto de placa de junção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende quatro superfícies de excêntrico inclinadas (32, 34, 132, 134) e quatro seguidores de excêntrico (31, 33, 131, 133).
  5. 5. Conjunto de placa de junção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os seguidores de excêntrico (31, 33, 131, 133) estão ligados a braços posicionados sobre o eixo central (35).
  6. 6. Conjunto de placa de junção, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende também pelo menos um pino guia (40) que se estende a partir da face de uma das placas de junção (20, 21) e pelo menos uma abertura (39) na outra placa de junção para inserção do pino guia (40) na mesma.
  7. 7. Equipamento para variar o espaçamento entre uma primeira placa de derivação e uma segunda placa de derivação, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
    (a) um par de superfícies de excêntrico inclinadas (32, 34) sobre uma primeira face da primeira placa de derivação (20), cada uma das superfícies de excêntrico inclina3 das formando uma trajetória em arco ao longo da primeira face da primeira placa de derivação (20);
    (b) um par de superfícies de excêntrico inclinadas (132, 134) sobre uma segunda face da primeira placa de derivação (20), cada uma das superfícies de excêntrico inclinadas (132, 134) formando uma trajetória em arco ao longo da segunda face da primeira placa de derivação;
    (c) um eixo central (35) que se estende entre as primeira e segunda placas de derivação (20, 21) na perpendicular à face de cada placa de derivação, o eixo central (35) girando sobre seu eixo perpendicular à face de cada placa de derivação, o eixo central (35) possuindo um primeiro braço (36) em uma extremidade do mesmo adjacente à primeira face da primeira placa de derivação (20) e um segundo braço espaçado em relação ao primeiro braço e adjacente à segunda face da primeira placa de derivação, o eixo central possuindo pelo menos um flange (16) adjacente à segunda face da primeira placa de derivação, o eixo central (35) possuindo pelo menos um flange (16) adjacente à face da segunda face de derivação, impedindo substancialmente o movimento axial da segunda placa de derivação (21) ao longo do eixo do eixo central (35); e (d) um par de seguidores de excêntrico (31, 33) montados no primeiro braço (36) no eixo central (35) e um par de seguidores de excêntrico (131, 133) montados no segundo braço no eixo central (35), os seguidores de excêntrico (31, 33, 131, 133) posicionados de modo a percorrer as superfícies de excêntrico inclinadas durante a rotação axial do eixo central (35), pelo que o espaçamento entre as faces das primeira e segunda placas de derivação pode ser variado.
  8. 8. Equipamento, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que cada superfície de excêntrico inclinada forma um arco de cerca de 120 graus ao longo de uma face da primeira placa de derivação.
  9. 9. Eguipamento, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende também pelo menos um pino guia (40) sobre uma das placas de derivação (20 , 21) e pelo menos uma abertura (39) na outra placa de derivação para inserção do pino guia (40) na mesma.
  10. 10. Equipamento, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende também um mangote (17) ligado à segunda placa de derivação (21) através do qual se estende o eixo central (35), o flange (16) no eixo central se apoiando no mangote (17) para bloquear o movimento axial da segunda placa de derivação em relação ao eixo central.
  11. 11. Equipamento, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das superfícies de excêntrico inclinadas (32, 34, 132, 134) inclui retentores (50, 51, 150, 151) adjacentes a pelo menos uma extremidade das mesmas.
  12. 12. Equipamento para acoplar ou desacoplar uma pluralidade de membros de acoplamento hidráulico montados nas faces de primeira e segunda placas de junção em oposição, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
    (a) um eixo central (35) possuindo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, o eixo central (35) se estendendo através de uma abertura em cada uma das primeira (20) e segunda (21) placas de junção, o eixo central (35) sendo perpendicular às faces das primeira e segunda placas de junção e possuindo pelo menos um flange intermediário ao eixo central adjacente à face da segunda placa de junção, a segunda extremidade do eixo central incluindo um par de membros perpendiculares ao eixo com um seguidor de excêntrico ligado a cada membro; e (b) uma superfície de excêntrico inclinada formando um arco ao longo de uma primeira face da primeira placa de junção, uma superfície de excêntrico inclinada oposta formando um arco ao longo de uma segunda face da primeira placa de junção, estando os seguidores de excêntrico configurados para percorrer as superfícies de excêntrico inclinadas para movimentar a primeira placa de junção (20) axialmente ao longo do eixo central quando o eixo central é girado enquanto o flange (16) no eixo central (35) restringe o movimento axial da segunda placa de junção (21) com relação ao eixo central (35).
  13. 13. Equipamento, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende também um segundo par de seguidores de excêntrico ligados ao eixo e um segundo par de superfícies de excêntrico inclinadas, cada uma formando um arco ao longo de uma face da primeira placa de junção (20) .
  14. 14. Equipamento, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a superfície de excêntrico inclinada forma um arco de cerca de 120 graus.
  15. 15. Equipamento, de acordo com a reivindicação 12, 5 CARACTERIZADO pelo fato de que compreende também um mangote (17) sobre a segunda placa de junção (21) adjacente ao flange (16) .
  16. 16. Equipamento, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende também um pino
    10 guia (40) ligado a uma das placas de junção (20, 21) e uma abertura (39) configurada para receber o pino guia (40) sobre a outra placa de junção.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7219932B2 (en) * 2004-04-16 2007-05-22 National Coupling Company, Inc. Junction plate for subsea hydraulic couplings
DE102006010164B4 (de) * 2006-03-06 2010-02-04 Festo Ag & Co. Kg Mehrfach-Kupplungseinrichtung
US20080073904A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 Oceaneering International, Inc. Vacuum Lock Disconnect System and Method of Use
US9151425B2 (en) * 2009-11-02 2015-10-06 Comedica Incorporated Multiple conduit connector apparatus and method
US20110101675A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-05 National Coupling Compay, Inc. Hydraulic Coupling Member with Dual Electrical Bonding Contacts
US8985219B2 (en) 2010-11-22 2015-03-24 Onesubsea, Llc System and method for connection and installation of underwater lines
US12070554B2 (en) 2019-11-11 2024-08-27 Hill-Rom Services Pte. Ltd. Pneumatic connector apparatus and method

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2129704A (en) * 1934-05-17 1938-09-13 Meyer Coupling Company Inc Coupling with disconnecter
US3201151A (en) * 1962-04-17 1965-08-17 New York Air Brake Co Pipe coupling having latching and locking means
US3214195A (en) * 1962-05-25 1965-10-26 Crawford Fitting Co Coupling device for interconnecting multiple fluid lines
US3217746A (en) * 1962-10-30 1965-11-16 Brock Ind Inc Fluid valve coupling with interlocking lugs
US3527480A (en) * 1969-03-17 1970-09-08 Harnischfeger Corp Multiple fluid coupling connection mechanism
US3551005A (en) * 1969-04-28 1970-12-29 Westinghouse Electric Corp Underwater connector
US3625251A (en) * 1970-04-15 1971-12-07 Int Harvester Co Hydraulic coupler
US3710296A (en) * 1970-11-04 1973-01-09 Mc Graw Edison Co Protector for electric circuits
US3918485A (en) * 1973-09-18 1975-11-11 Exxon Production Research Co Multiport subsea connector
JPS5815673B2 (ja) * 1974-04-16 1983-03-26 株式会社デンソー ホ−スツギテ
DE2542284C3 (de) * 1975-09-23 1981-06-11 Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik Gmbh & Co, 5600 Wuppertal Mehrfachsteckkupplung
FR2350496A1 (fr) * 1976-05-03 1977-12-02 Matra Engins Connecteur automatique et application dudit connecteur aux modules de raccordement sous-marins
US4089549A (en) * 1976-10-21 1978-05-16 Stratoflex, Inc. Simultaneous plural fluid conductor connections
US4460156A (en) * 1981-05-01 1984-07-17 Nl Industries, Inc. Wellhead connector with check valve
US4426104A (en) * 1981-10-21 1984-01-17 Nl Industries, Inc. Underwater connector apparatus
US4453566A (en) * 1982-04-29 1984-06-12 Koomey, Inc. Hydraulic subsea control system with disconnect
NL8500857A (nl) * 1985-03-22 1986-10-16 Marcon Ingbureau Inrichting voor het koppelen en ontkoppelen van slangen of buizen aan moeilijk bereikbare constructies.
US4597413A (en) * 1985-06-10 1986-07-01 Snap-Tite, Inc. Coupling apparatus
US4637470A (en) * 1985-06-19 1987-01-20 Hughes Tool Company Subsea hydraulic coupling
US4915419A (en) * 1988-10-28 1990-04-10 National Coupling Company, Inc. Sliding lock plate for hydraulic connectors
US4925154A (en) * 1989-02-15 1990-05-15 Cameron Iron Works Usa, Inc. Gate valve with supplemental actuator
US5975321A (en) * 1990-08-09 1999-11-02 Portola Packaging, Inc. Snap-on, screw-off cap with tamper-evidencing skirt and container neck
US5265980A (en) * 1992-09-28 1993-11-30 Oil Industry Engineering, Inc. Junction plate assembly for a subsea structure
US5342098A (en) * 1993-01-21 1994-08-30 Snap-Tite, Inc. Multiple coupling device
US5794701A (en) * 1996-06-12 1998-08-18 Oceaneering International, Inc. Subsea connection
GB9616769D0 (en) * 1996-08-09 1996-09-25 Pegasus Airwave Ltd Connector
US5829480A (en) * 1997-05-07 1998-11-03 National Coupling Company, Inc. Locking device for undersea hydraulic coupling
US5899228A (en) * 1997-09-12 1999-05-04 National Coupling Company, Inc. Undersea hydraulic coupling with locking mechanism
US6017065A (en) * 1997-12-15 2000-01-25 Hellesoee; Bernt H. Remotely operable underwater connector assembly and method
GB2332933B (en) * 1998-01-05 2002-10-09 Nat Coupling Co Inc Locking device for undersea hydraulic coupling
GB2372303B (en) * 2001-02-15 2004-09-08 Nat Coupling Co Inc Junction plate assembly for undersea hydraulic couplings
US6471250B2 (en) * 2001-02-15 2002-10-29 National Coupling Company, Inc. Junction plate assembly for undersea hydraulic couplings

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US7083201B2 (en) 2006-08-01
GB0503459D0 (en) 2005-03-30
NO339609B1 (no) 2017-01-09
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