BRPI0800116B1

BRPI0800116B1 - parte de conexão fêmea, conexão para rapidamente e de forma removível, juntar dois condutos, e, uso de uma conexão

Info

Publication number: BRPI0800116B1
Application number: BRPI0800116A
Authority: BR
Inventors: Christophe Tiberghien Alain; Durieux Christophe
Original assignee: Staubli Sa Ets
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2018-07-17
Also published as: FR2912200A1; DE602008000197D1; US7878216B2; BRPI0800116A; EP1953440B1; EP1953440A1; US20080185844A1

Abstract

parte de conexão fêmea, conexao para rapidamente e de forma removível, juntar dois condutos, e, uso de uma conexão. a parte de conexão fêmea (1) pretendida para receber uma parte de conexão macho (101) compreende um elemento fêmea (3) assim como um corpo (2) delimitando uma zona de recepção (5). a parte de conexão fêmea (1) é provida de meios para unir o elemento fêmea (3) que inclui a passagem (6) tendo uma seção encolhida (7) e aloj ando uma válvula (9, 12), e um orificio cilíndrico (13) pretendido para receber um elemento de conexão macho (103). uma câmara (190) define uma superficie de orientação cilíndrica (192), onde um membro (20) para atuar as válvulas (9, 12; 108, 112) é capaz de deslizar na câmara (190) e compreende dois hastes (21, 22), uma das quais (21) é capaz de abrir a válvula correspondente (9, 12), a parte fêmea (1) sendo caracterizada pelo fato de que o meio de junção compreende: um orificio (52a) atarraxado (52a) feito na porção distal da área de recepção (5), o elemento fêmea (3) sendo associado com uma porca (31) capaz de ser rosqueada para dentro e desenroscada a partir do orificio (52) atarraxada (52a), a porca (31) sendo rotacionalmente móvel em tomo do elemento de conexão (3) entre batentes axiais distal (34) e proximal (35) integrais com o elemento (3), e - um anel (32) rosqueado (3b) sobre o elemento (3), o anel (22) incluindo uma superficie distal (35b) capaz de ser juntada com a superficie proximal (31b) da porca (31).

Description

(54) Título: PARTE DE CONEXÃO FÊMEA, CONEXÃO PARA RAPIDAMENTE E DE FORMA REMOVÍVEL, JUNTAR DOIS CONDUTOS, E, USO DE UMA CONEXÃO (51) Int.CI.: F16L 37/08 (30) Prioridade Unionista: 05/02/2007 FR 07 00800 (73) Titular(es): STAUBLI FAVERGES (72) Inventor(es): ALAIN CHRISTOPHE TIBERGHIEN; CHRISTOPHE DURIEUX “PARTE DE CONEXÃO FÊMEA, CONEXÃO PARA RAPIDAMENTE E DE FORMA REMOVÍVEL, JUNTAR DOIS CONDUTOS, E, USO DE UMA CONEXÃO”

A presente invenção se refere a uma conexão, notavelmente 5 para condutos submarinos, assim com a uma parte de conexão fêmea pretendida para ser acoplada com uma parte macho complementar de modo a formar tal uma conexão.

Geralmente, uma conexão é formada com uma parte macho e uma parte fêmea que pode compreender um elemento de conexão macho e um elemento de conexão fêmea respectivamente. Quando isto ocorre debaixo do mar, o encaixe do elemento macho no elemento fêmea pode resultar de um dispositivo mecânico deslocando uma das partes da conexão em direção à outra parte da conexão. Neste caso, pode acontecer que o elemento macho e o elemento fêmea não estejam apropriadamente alinhados um como o outro durante a operação de encaixe.

FR-A-2 864 604 descreve uma conexão, as partes de conexão macho e fêmea, as quais têm um longa zona de orientação de modo a compensar um possível perda de alinhamento durante seu acoplamento. Assim, de modo a facilitar a orientação da parte da conexão macho na parte da conexão fêmea, suas superfícies de face são complementares. De modo a permitir fluido fluir entre os condutos a serem conectados, o elemento fêmea e o elemento macho, cada um inclui uma passagem através da qual o fluido pode passar. Quando as partes de conexão são montadas, as extremidades distai de cada uma dessas passagens são, por conseguinte, uma faceadas com a outra. Por convenção, os termos “ proximal ” e “ distai ” são definidos referenciando para a extremidade da parte da conexão capaz de ser conectado a um conduto de fluido. O termo “ proximal ” por conseguinte, designa um objeto perto do conduto, ao passo que o termo “ distai ” designa um objeto que está longe dele.

Cada uma das extremidades distai tem uma secção encolhida na qual uma válvula é pretendida para bloquear a passagem correspondente é suportada. Assim sendo, os elementos macho e fêmea incluem cada um, uma válvula móvel de forma transladável entre uma posição de blocagem, ondas eletromagnéticas é suportado na seção encolhida da passagem,e um posição aberta onde é retraído dentro do elemento de conexão correspondente. Ainda, cada um dos elementos macho e fêmea compreende um membro elástico permitindo a correspondente válvula ser trazida de volta para sua posição para bloquear a passagem^

Como mostrado pela FR-A-2 864 604, a forma relativamente estreita e alongada da superfície externa do elemento macho determina a geometria de sua válvula. Assim sendo, esta válvula tem a forma de uma haste relativamente fona alongada. A válvula encaixando no elemento fêmea também tem a forma de uma haste relativamente fina alongada. Ambas dessas hastes são colocadas de forma coaxial, e elas são capazes de empurrar de volta uma a outra, em translação nas suas respectivas passagens, após terem sido colocadas em contato para acoplamento dos elementos macho e fêmea.

Dentro do escopo de uma aplicação submarina, a conexão está sujeita a um pressão externa que depende da profundidade na qual esta instalada. Esta profundidade pode bem grande, tal como no caso de plataformas de longe da praia. De modo a manter o lacre de cada elemento de conexão antes de sua montagem, os membros elásticos devem então exercer grandes forças nas válvulas a fim de mantê-las na posição de blocagem. Neste caso ilustrado pelo FR-A-2 864 604, cada membro de restauração elástico consiste de uma mola helicoidal, as quais dimensões globais são tais que ela tem de ser colocada dentro da porção proximal da passagem atrás da válvula.

Cada mola por conseguinte, exerce uma força de compressão na porção traseira da haste da válvula que se mantém na posição. Conseqüentemente a haste de cada válvula tem um risco de deformação por torção, que pode conduzir a falhas na conexão. Um dos condutos pode ainda conter um fluido sob alta pressão da ordem de 1.200 bar, ao passo que o outro pode conter um liquido que está a uma comparativamente baixa pressão, tal como a pressão piezométrica prevalecendo na profundidade onde a conexão é encontrada. Neste caso, a força requerida para abrir a válvula que bloqueia o conduto de alta pressão tem de ser bem grande. Cada válvula é então submetida a um considerável esforço de compressão axial, que são capazes of causar sua torção.

O risco de torção é ainda piorado por uma falta de alinhamento entre as partes macho e fêmea, que pode ocorrer durante sua montagem. Agora, tal falta de alinhamento é relativamente ffeqüente quando o acoplamento é alcançado em um meio submarino através de um robô. O risco de torção também resulta da limitação do diâmetro das hastes da válvula com a finalidade de obter a taxa de fluxo do fluido desejada nas passagens.

Mais ainda, FR-A-1 360 204 descreve um elemento fêmea pretendido para receber um elemento de conexão macho. O elemento fêmea inclui um compartimento de passagem de fluido, uma mola e um esfera de bloqueio, um orifício para receber o elemento macho e um membro para acionar a esfera capaz de deslizar em um câmara de orientação do elemento fêmea. O membro de acionamento compreende duas hastes axiais, a fim de abrir ambas as seções do conduto simultaneamente. O elemento fêmea tem um furo de modo a ser rosqueado no corpo de uma parte fêmea. Tal uma conexão rosqueada requer alinhamento perfeito do elemento macho e do elemento fêmea durante sua conexão, senão o membro de acionamento tem o risco de torção e/ou dobra, em particular para pressões de fluido altas.

O objeto da invenção mais particularmente é achar um remédio para esses inconvenientes e notavelmente propor um e ou uma parte de conexão, adaptada com um dispositivo para aciona as válvulas, que tem um risco reduzido de torção as hastes da válvula.

Para esta finalidade, o objeto da invenção é uma parte da conexão fêmea pretendida para receber uma parte de conexão macho e compreender um elemento fêmea assim como um corpo delimitando a zona para receber o elemento fêmea, a parte fêmea sendo fornecida com meios para juntar o elemento fêmea na zona, o elemento fêmea compreendendo:

- uma passagem tendo uma seção encolhida, a passagem alojando uma válvula móvel de forma transladável e um membro elástico para retomar a válvula em direção a uma posição para bloquear a seção encolhida;

- um orifício cilíndrico pretendido para receber um elemento de conexão macho adaptado com uma válvula;

A parte fêmea ainda compreende:

- um câmara se estendendo no sentido axial entre a passagem e o orifício cilíndrico e definindo uma superfície de orientação cilíndrica;

- um membro para acionar as válvulas dos elementos de conexão macho e fêmea capazes de deslizar na câmara e composto de um suporte se estendendo radialmente de um eixo da superfície de orientação cilíndrica bem acima da superfície de orientação cilíndrica, o membro de acionamento ainda compreendendo duas hastes se estendendo ao longo do eixo da câmara em ambos os lados do suporte, uma dessas hastes sendo capaz de penetrar na passagem, do modo a abrir a válvula correspondente.

Ainda, os meios de junção compreendem:

- um orifício atarraxado feito na porção distai da zona de recepção, o elemento fêmea sendo associado com uma porca capaz de ser rosqueada ou desenroscada do orifício atarraxado, a porca sendo móvel em rotação, em tomo do elemento de conexão entre os pontos de parada distai e proximal integrantes com o elemento, e

- um anel rosqueado no elemento, o anel incluindo uma superfície distai capaz de ser juntada com a superfície próxima da porca.

Em outras palavras, a parte fêmea fornecida com meios de

Ί0

junção, aloja um membro intermediário orientado de forma transladável capaz de acionar as respectivas válvulas dos elementos macho e fêmea de uma conexão. Ainda, este membro intermediário tem uma geometria específica para reduzir os risco d de torção dos elementos do elemento de conexão. Tais meios de junção contribuem para reduzir os riscos de torção e dobra, conforme eletromagnéticos facilitam o alinhamento mútuo dos elementos macho e fêmea durante sua conexão.

De acordo com outra característica vantajosa deste elemento de conexão fêmea:

- o orifício cilíndrico, a câmara e a passagem são coaxiais;

- a superfície de orientação cilíndrica é formada por uma bucha globalmente cilíndrica rosqueada em um buraco atarraxado no elemento de conexão fêmea;

- a bucha inclui no lado do orifício cilíndrico, um ponto de parada axial para o membro de acionamento que ele se move meios direção ao orifício cilíndrico;

- o orifício cilíndrico é feito em uma parte rosqueado no elemento fêmea e na porção proximal que forma uma superfície anular axial, e o elemento fêmea compreende uma gaxeta montada em um compartimento definido pela superfície anula axial e por uma parede do buraco atarraxado e pretendido para ser suportado em uma superfície cilíndrica externa do elemento macho;

- o suporte é compreendido de, pelo menos, duas abas radiais uniformemente distribuídos em tomo de um eixo ao longo do qual as hastes se estendem;

- a superfície de orientação cilíndrica tem um diâmetro maior do que ou igual a 42mm e cada uma das hastes tem um diâmetro menor do que ou igual a 14 mm;

- a superfície radial externa ocupada pelas abas radiais é menor do que ou igual a 20% da superfície de orientação cilíndrica;

- cada aba radial tem um comprimento axial da ordem de 6 mm e uma espessura, considerada em um plano perpendicular ao eixo ao longo do qual as hastes se estendem, compreendida entre 1,5 mm e 3 m;

- as hastes são do mesmo comprimento;

- a válvula compreende uma esfera e as extremidades livres das hastes têm a forma de tampas esféricas côncavas, uma das quais tem um diâmetro correspondendo aquele da esfera;

- a válvula compreende um prolongamento se estendendo ao 10 longo do eixo da passagem no qual esta válvula está alojada;

- os meios de junção compreendem um membro anular elástico para radialmente retomar o elemento fêmea para uma posição mediana de junção, o membro anular sendo montado entre a porção distai da porca e o anel;

- a superfície distai do anel e/ou a superfície proximal da porca(s) substancialmente tem a forma de um porção esférica truncada.

Mais ainda, o objeto da presente invenção também é uma conexão para rapidamente e de forma removível, juntar dois condutos, esta conexão compreendendo uma parte macho adaptada com um válvula e uma parte fêmea como explicada anteriormente.

Dé acordo com uma primeira alternativa, cada válvula pode compreender uma esfera de bloqueio e um parte inserida colocada entre a esfera e um membro elástico para retomar a válvula em direção a uma posição de bloqueio.

De acordo com uma segunda alternativa, cada válvula pode compreender um prolongamento se estendendo ao longo do eixo da passagem na qual esta válvula está alojada.

Por outro lado, a invenção lida com o uso de uma conexão como mencionado acima para junção submarina rápida e removível de dois condutos capaz de canalizar um fluido de alta pressão, as partes macho e fêmea sendo pretendidas serem acionadas por um robô.

A invenção será bem entendida ao ler a descrição que segue, dado somente como um exemplo e feita com referência aos desenhos anexados, onde:

- Fig. 1 é uma ilustração seccional esquemática de uma conexão compreendendo uma parte de conexão fêmea de acordo com invenção e uma parte de conexão macho com uma forma complementar, ambas as partes sendo desconectadas;

- Fig. 2 é uma seção igual a Fig. 2 visto em uma escala menor e ilustrando uma posição intermediária para encaixar a parte de conexão macho na parte de conexão fêmea;

- Fig. 3 é uma seção igual a Fig. 2 visto em uma escala menor e ilustrando uma posição de encaixe final, na qual as válvulas das duas partes da conexão estão abertas;

- Fig. 4 é um avista em perspectiva de um membro de acionamento das válvulas, que pertencem a parte de conexão fêmea ilustrada nas Figs. 1-3;

- Fig. 5 é uma vista frontal do membro de acionamento da Fig.

4.

Na fig. 1, uma conexão é ilustrada para peça de juntar rapidamente e de forma removível, dois condutos Ci e Cioi, pretendido para ser usado de baixo do mar e que inclui uma parte fêmea 1 e uma parte macho 101 desconectadas antes de sua montagem como ilustrado nas Fig. 2 e 3. Esta conexão é por conseguinte, uma conexão “ submarina ” ou uma conexão “ para condutos submarinos

A parte 1 da conexão inclui um corpo 2 se estendendo ao longo de um eixo X₂ - X’2 e um elemento de conexão fêmea 3 se estendendo ao longo de um eixo X3 - X’3 formando o eixo de simetria para o elemento 3 e para a parte 1. Também a parte macho 101 da conexão inclui um corpo 102 com um eixo Xio₂ - X’102 ^e m elemento macho 103 se estendendo ao longo de um eixo X103 - X’103· O corpo 2 delimita um canal 4 aberto em um lado em uma zona de recepção 5 do elemento 3 e conectado no outro lado a um conduto Cl de fluido, ilustrado como linhas pontilhadas e tracejadas.

O elemento fêmea 3 é encaixado na zona de recepção 5 através de meios de junção pretendidos para facilitar o alinhamento mútuo dos elementos macho 103 e fêmea 3. Esses meios de junção podem por conseguinte, permitir deslocamento radial do elemento 3 relativamente ao corpo 2, conforme isto é mostrado na Fig. parte fêmea 1. Na prática, os corpos 2 e 102 são feitos integrantes com placas distintas que são trazidas para perto gaxetas, para efetuar o acoplamento. A junção dos elementos macho 103 e fêmea 3 em seus respectivos corpos permite que os defeitos de alinhamento entre os eixos X₂ - X’₂ e X102 - X’102 e sejam absorvidos.

O elemento fêmea 3 é atravessado por um passagem 6 de uma forma cilíndrica com um base circular, que se estende ao longo do eixo X₃ X’₃. A passagem 6 tem uma seção côníca encolhida 7 em sua extremidade distai, i. e. a mais longe do conduto de fluido Ct

A passagem é fornecida com uma válvula notavelmente compreendendo uma esfera esférica 9, o diâmetro do qual é maior do que à menor dimensão da seção encolhida 7, mas menor do que o diâmetro da passagem 6. Assim sendo, a esfera fica livre para se mover de forma transladável na passagem 6 que ela pode bloquear de forma lacrada quando ela é suportada na seção encolhida 7 que forma um assentamento para a esfera 9. Mais ainda, a passagem 6 aloja uma mola helicoidal 10 com a qual a esfera 9 pode ser trazida de volta para a posição de bloqueio da seção encolhida 7 e se estendendo longitudinalmente ao longo do eixo de simetria da passagem 6 cilíndrica. Para usar melhor o espaço da passagem 6, o diâmetro externo da mola 10 pode ser selecionado substancialmente igual ao diâmetro da passagem 6.

A zona 5 para recepção do elemento 3 consiste de dois orifícios 51 e 52. Os orifícios 51 e 52 tem a forma de cilindros com bases circular se estendendo ao longo do eixo X2 - X’2 do corpo 2. O orifício proximal 51, que pertence a região proximal da zona 5, tem um diâmetro menor dó que aquele do orifício distai 52, tal que ambos orifícios são conectados através de uma superfície anular axial 53. A porção proximal do elemento 3 inclui um pedaço de extremidade 3 A de uma forma cilíndrica com uma base circular e com um eixo X3 - X’3 que define o eixo de revolução do elemento 3. O diâmetro do pedaço de extremidade 3A e o diâmetro do orifício proximal 51 são determinados de modo a permiti-los serem encaixados cada um ao outro.

A porção proximal, i. e. a mais perto do conduto de fluido Cl, do pedaço de extremidade 3A é equipado com um ponto de parada 11 rosqueado no elemento 3 através de um furo fornecido na passagem 6. O centro do ponto de parada 11 é perfurado com um portal através da qual o canal 4 se comunica com a passagem 6. A ponto de parada 11 ainda compreende um cabeça anular 11B que se estende de forma axial da extremidade anular do elemento macho 3 em direção ao canal 4. As dimensões da cabeça 11B também a permitem ser inserida no orifício proximal 51.

A porção proximal do pedaço de extremidade cilíndrico 3A tem uma batente que delimita com a cabeça 11B, um entalhe anular no qual uma rígida gaxeta de lacre 37 é montado. A gaxeta de lacre 37, que pode ser de metal, é ajustado de modo a ser fortemente suportado na superfície radial 51A do orifício 51. A gaxeta de lacre 37 é então posicionada no entalhe anular entre o elemento 3 e o corpo 2 quando o último é acoplado com cada um ao outro e pode assim fornecer uma conexão lacrada entre cada um com o outro, incluindo quando o fluido está sob alta pressão.

A zona 5 tem um furo atarraxado 52A feita na porção distai, i. e. no lado aberto, do orifício distai 52, de modo a cooperar com a porca 31 associada com o elemento 3. A porca 31 tem um furo 31A feita em sua superfície radial externa e em sua porção proximal, de modo a ser rosqueado no furo atarraxado 52A. Mais ainda, a porca 31 é conectada ao elemento 3 através de um anel 32 feito integrante com esse elemento. O anel 32 tem uma forma globalmente cilíndrica com uma base circular, o eixo do qual coincide com o eixo X3 - X’3. Sua superfície cilíndrica interna tem um furo atarraxado 32A, de modo a cooperar com um furo complementar 3B fornecido no elemento 3.

A porca 31 é colocada substancialmente de forma coaxial com o anel 32 e sua superfície radial interna é totalmente complementar à superfície radial externa do anel 32. As dimensões da porca 31 do anel 32 são selecionadas de modo a fornecer execução funcional entre ambos essas partes ao longo de uma direção radial. A porca 31 é por meio disso livre para rodar em tomo do anel 32. a porca 31 é por conseguinte, móvel de forma rotacional em tomo do elemento 3.

A extremidade proximal do anel 32 forma uma flange 35. A flange 35 tem um diâmetro externo menor do que o diâmetro do orifício distai

52. A face distai 35B da flange 35 substancialmente tem a forma de um parte esférica truncada convergindo em direção ao eixo X₃ - X’₃, quando se aproxima da esfera 9, de modo a formar um ponto de parada axial proximal para a porca 31 durante seu deslocamento em direção ao conduto Cp Por isso, a parte proximal da porca 31 tem uma superfície 31B na forma de um parte esférica truncada substancialmente complementar aquela da face distai 35B da flange 35. A porca 31 e o anel 32 formam um elo de ligação permitindo deslocamento radia e angular. O elemento 3 pode, pode por meio disso, rodar relativamente a um eixo radial passando através do eixo X2 - X’2 do corpo 2,Um membro elástico anular coluna de pressão mais alta 30 alojado entre a parte distai da porca 31 e o anel 32 Contudo, permite ao anel 32 e ao elemento serem retomados a uma posição de junção mediana. A superfície radial externa do elemento 3 tem um batente 34 formando uma superfície distai de batida distai para a porca 31.

Na mesma maneira, a cabeça 1 IB do ponto de parada 11 tem uma superfície radial de forma cônica externa 11A de modo a ser ligado no fundo da forma cônica 5A e por meio disso facilitar encaixe no pedaço de extremidade 3 A no orifício proximal 51.

Em adição a esfera 9, a válvula da parte 1 compreende uma parte inserida 12 colocada entre a esfera 9 e a mola 10. A parte inserida 12 aqui consiste de três abas ligadas gaxetas no eixo X3 - X’3 da passagem 6 e se estendendo radialmente a partir deste eixo X3 - X’3. Em um plano perpendicular ao X3 - X’3, as três tabelas são distribuídas uniformemente, em cerca de 120°, em tomo desse eixo X3 - X’3. A parte 12 tem a função de transmitir para a esfera 9 em um maneira ótima, a força de restauração elástica exercida pela mola 10. A última opera em compressão entre o ponto de parada 11 e a válvula composta da parte 12 e da esfera 9.

O elemento de conexão fêmea 3 tem, em sua porção distai, um orifício cilíndrico 13 pretendido para recebe o elemento macho 103 da parte 101. Por razões práticas discutidas a seguir, o orifício cilíndrico 13 e feito em uma parte de revolução 14, o eixo do qual coincide com o eixo X₃ - X’₃. A parte de revolução 14 é rosqueada no elemento femea 3 em sua posição distai. A parede radial interna desta parte de revolução 14 tem um desenho por passos que is ostentado na direção de sua boca através da qual o elemento 103 pode ser engajada em direção ao elemento 3. Para isso, esta parede radial externa consiste de um segundo orifício cilíndrico 15, o diâmetro do qual é maior do que aquele do orifício 13. Uma superfície é descrita aqui como “ radial ” ou “ axial ” com referência a uma direção normal dessa superfície. Os orifícios orifício cilíndrico 13 e 15 são conectados através de uma parte de forma cônica 16. Ainda, a boca da parte 14 é formada por uma segunda parte de forma cônica 17, da qual o diâmetro pequeno corresponde ao diâmetro do segundo orifício 15. Este desenho por passos é usado para orientar o elemento macho em direção ao elemento fêmea 3, que facilita acoplamento das partes 1 e 101 da conexão.

A parte 101 tem um constituição geral similar àquela da parte 1. A referência usada aqui para designar uma componente da parte de conexão 101 similar ou equivalente a uma montagem referenciada da parte 1, é obtida aumentado o número de referência de 100, localizando este componente da parte 1. As referências do corpo 102 da parte 101, do elemento macho 103, do canal 104, da porção de extremidade 105, da passagem 106 e de unidades seção encolhida 107, da esfera 109, da mola 110, do ponto de parada 111 e da parte inserida 112, são notavelmente obtidas nesta maneira. A esfera 109 e a parte 112 formam juntas a válvula da parte 101. O corpo 102 eficácia/efetividade conectado a um conduto C₁₀b As partes 103, 109, 110, 132 são centralizadas em um eixo X103 - X’103 formando um eixo de simetria para o elemento 103 e pretendido para ser alinhado com o eixo X₃ - X’₃ quando acoplando as partes do macho 101 e fêmea 1.

Entre o orifício cilíndrico 13 e a passagem 6, elemento fêmea 3 inclui um buraco cilíndrico 18 com uma base circular e incluindo um furo atarraxado 18A. Uma bucha 19 é rosqueada no furo atarraxado 18A. A cavidade definida pela bucha 19 forma uma câmara cilíndrica 190, que pode ser ou não com uma base circular, ou mesmo com uma base de prisma. O eixo da câmara 190 aqui coincide com o eixo X₃ - X’3 da parte de revolução 14, por conseguinte, do orifício cilíndrico 13. Em outras palavras, o orifício cilíndrico 13, a câmara 190 e a passagem 6 são coaxiais.

Dentro da câmara 190, o elemento de conexão fêmea 3 aloja um membro 1 para acionar as esferas 9 e 109. Para acionar as esferas 9 e 109, este membro 20 compreende duas hastes 21 e 22 que se estendem entre a d* esfera cilíndrica 13 e a passagem 6, ao longo de um eixo X₂o - X’20 que, quando o membro receptor 20 é montado na câmara 190, é alinhado com o eixo da câmara 190, que coincide com o eixo X3 - X’₃. Conforme isto é mostrado nas figuras, a haste proximal 21 é pretendida para acionar a esfera 9 do elemento 3, ao passo que a haste distai 22 é pretendida para acionar a esfera 109 do elemento 103.

O membro receptor 20 ainda compreende um suporte 23, do qual as hastes 21 e 22 se estendem radialmente bem acima para uma superfície de orientação cilíndrica 192, formada pela parede radial interna da parte 190, i. e. da bucha 19. O suporte 23 por conseguinte, ocupa a porção mediana do membro 20 e é suportada na superfície 192.

No exemplo ilustrado pelas figuras, as hastes proximal 21 e distai 22 são coaxiais e do mesmo comprimento. Eles podem ter dimensões e posições diferentes de acordo com as características respectivas das seções encolhidas seção encolhida 7 e 107. Contudo, é vantajoso que essas hastes tenham o mesmo comprimento, porque o risco de torção dessas hastes sob a pressão exercida pelas esferas 9 e 109, é então minimizado e eventualmente distribuído entre elas.

As hastes 21 e 22 do membro 20 tem um diâmetro d, cerca de 13,5 mm menos do que o menor dos diâmetros das seções 7 e 107 respectivamente. Assim sendo, as hastes 21 e 22 podem respectivamente penetrar nas passagens 66 e 107 atravessando os elementos 3 e 103, como mostrado na Fig. 3. De modo a facilitar sua cooperação com as esferas 9 e 109, as hastes 21 e 22 respectivamente tem extremidades livres 211 e212na forma de tampas esféricos côncavos, i. e. para os quais os raios de curvatura se estendem da haste correspondente. De forma vantajosa, os diâmetros de cada cap esférico 211 e 221 corresponde aos diâmetros de cada esfera 9 e 109, respectivamente. Com tal geometria, forças significativas podem ser transmitidas para as esferas 9 e 109 enquanto minimizando as pressões de contato que elas sofrem.

Na modalidade ilustrada, o suporte 23 consiste de três abas 24, e 26, se estendendo radialmente do eixo X₂o - X’20 do membro receptor 20 e uniformemente distribuído em tomo deste eixo X₂₀ - X’20· Essas três abas radiais 24 - 26 são por conseguinte, espaçadas duas a duas por um angulo de cerca de 120° em plano perpendicular ao eixo X₂o - X’20· Neste caso, as três abas 24, 25 e 26 têm as mesmas dimensões e cada um a é suportada na superfície 192.

Certas dimensões do membro de acionamento também são ilustradas pela Fig. 5. Assim sendo, as abas 24 - 26 têm uma espessura e de corpo 2 mm, compreendida entre parte 1,4 mm e elemento 3 mm. As abas 24 - 26 ainda tem um comprimento axial de passagem 6 mm. Ainda, as abas 24 -26 são inscritas em um cilindro com um diâmetro de, pelo menos, 42mm, que representa o diâmetro da superfície cilíndrica 192.

Levando em conta suas sessões, as abas 24 - 26 somente ocupam 8% da superfície cilíndrica 192, i. e. menos do que receptor 20%. Consequentemente, a taxa de fluxo de fluido na câmara cilíndrica câmara 190 pode ser significativa, ao passo que fricção é reduzida.

A bucha 19 é feito de um material, tal como bronze, tendo um coeficiente de fricção baixo comparado com as abas 24 - 26, que podem ser feitas em aço. Um coeficiente de fricção menor do que 0,2 é descrito como sendo baixo. Isto facilita o deslizamento da extremidade das abas 24 - 26 na superfície 192. Assim sendo, o membro receptor 20 é feito para ser facilmente movido em translação na câmara 190 ao longo do eixo X₃ - X’₃.

A porção distai da bucha 19 inclui um batente 191 que forma um ponto de parada na direção axial para o membro 20, quando o último se move em direção ao orifício 13 e o elemento macho 103. De fato, as abas 24 26 tem um comprimento axial tal que elas serão pressionada contra o batente 191 quando o membro 20 é deslocamento em direção ao orifício 13. Quando

2o ele se move na outra direção, i. e. em direção a passagem 6 e o conduto Cl, o membro 20 vai encostar na parede axial proximal 181 do buraco 18. Mais ainda, a parte distai da bucha 19 tem dois buracos radiais internos 183 e 184, relativamente simétricos ao X3 - X’3 de modo a receber uma ferramenta para rosquear e desenroscar a bucha 19 no buraco 18.

A superfície anular proximal 141 da parte 14 define com a parede radial 182 do buraco 188, um compartimento para uma gaxeta de lacre 27 lacrada. A gaxeta 27 tem a função de fornecer o lacre entre os elementos 3 e 103 quando eles estão acoplados juntos, como isto é visto na Fig. 3. A gaxeta 27 então será pressionada em tomo de uma superfície cilíndrica distai e externa do elemento 103. A gaxeta 27 pode consistir de uma gaxeta de metal.

Figs. 1-3 mostram a parte fêmea 1 e a parte macho 101 em três posições ilustrando três sucessivos passos para seu acoplamento. Na Fig.

1, as partes 1 e 101 estão desconectadas. Por meio de suas guias através da parte 14, o elemento 103 é primeiro parcialmente engatado, como isto é visto na Fig. 2 e então totalmente engatado como isto é visto na Fig.3, no elemento 3. Na posição intermediária ilustrada pela Fig. 2, o membro 20 entra em contato com as esferas 9 e 109. AS últimas são de novo suportadas nas seções

7 e 107 respectivamente, tal que as passagens 6 e 106 não são ainda colocadas em comunicação.

A seguir, quando o elemento 103 continua a ser movido em direção ao elemento 3 de acordo com uma translação de eixo X2 - X’2, 0 membro 20, através de suas hastes 21 e 22, é submetido totalmente a uma força de compressão axial. Uma das esferas 9 ou 109 deixa sua posição de bloqueio e por meio disso abrindo a correspondente 6 ou 106. De fato, a esfera que pertence a passagem é aquela na qual prevalece a mais baixa pressão de fluido, que é deslocado do primeiro dentro de sua passagem 6 ou 106.

Se a pressão de fluido prevalecendo no conduto Cl é menor do que aquela prevalecendo no conduto Cl01, a esfera 9 primeiro deixa a seção encolhida 7, i. e. antes da esfera 109 deixar a secção 107. O membro 20 termina sua viagem de translação quando as abas 24 - 26 do suporte 23 batem na parede anular 181 da câmara 190.

Após imobilização do membro 20, a válvula do elemento 103, consistindo da esfera 109 e da parte 112, deixa sua posição de bloqueio, e por meio disso abrindo a passagem 106. A partir desse instante, as passagens 66 e 106 são colocadas em comunicação e o flui começa a fluir entre os condutos Cl01 e Cl. Um deslocamento adicional do elemento 103 resulta em compressão elástica da mola 110. O fim da viagem do elemento 103 é alcançado um pouco antes ou quando a superfície anular 103A2 do elemento 103 bate contra a parte 14. Nesta posição ilustrada pela Fig. 3, a gaxeta 27 então fornece o lacre entre os elementos elemento 3 e 103. As partes 1 e 101 podem então ser mantidas nesta posição de acoplamento através de meios adequados não mostrados.

Ao contrário, se a pressão de fluido prevalecendo no conduto Cl é maior do que a pressão de fluido prevalecendo no conduto Cl01, a esfera 109 deixa seu suporte primeiro, até que o elemento 103 através de uma superfície anular distai 103A bata nas abas 24 - 26 do suporte 23, que é então deslocado em translação ao longo do eixo X₃ ~ X’₃, fazendo a haste 21 penetrar na passagem 6 e conseqüentemente desloca a esfera 9 até ela alcançar seu fim de viagem.

De acordo com um outro modo de operação, as esferas 99 e 109 deixam suas respectivas posições de bloqueio antes que as abas 24 - 26 batam na superfície 181 ou na superfície 103Αμ De fato, dependendo da dureza selecionada para as molas 100 e 110 e da relativa pressão entre os condutos Cl e Cl01, as forças de compressão exercidas nas esferas 9 e 109 podem se balancear de forma oposta cada uma com a outra e as esferas 9 e

109 deixarem seus suportes simultaneamente.

A invenção fornece considerável redução no risco de torção das partes fazendo as válvulas e das partes que acionam as últimas, porque esta evita o uso de hastes de válvula de grande comprimento. Cada haste de válvula pode, por meio disso, ser substituída com um esfera 9 ou 109 possivelmente suportada em uma parte inserida 12 ou 112.

Como para o membro 20, ele tem um risco de torção baixo de tal modo que as hastes 21 e 22 podem ter um comprimento reduzido, apenas suficiente para acionar as válvulas. De fato, a carga de torção admissível máxima é inversamente proporcional ao quadrado do comprimento livre de uma haste. Ainda, o suporte mediano 23 reforça a resistência do membro 20 para o esforço que o último sofre durante acoplamento das partes macho e fêmea.

Ainda, os meios de junção limitam os risco de torção, porque eletromagnéticos contribuem para o alinhamento apropriado das partes macho e fêmea de cada uma com a outra durante seu acoplamento. A parte fêmea parte 1 e a conexão que a incorpora por conseguinte, tem resistência alta à torção, notavelmente pelos efeitos dos meios de junção.

Não é necessário fornecer um ponto de parada atrás de cada válvula, diferentemente da conexão descrita na FR-A-2 864 604. Como isto é discutido acima, é o suporte 23 que para o viagem de translação do membro de acionamento membro 20 e conseqüentemente de cada um das válvulas. As funções de pontos de paradas axiais, cumpridas anteriormente por cada válvula por meio de uma relativamente forma complexa e por conseguinte, característica, são agora cumpridas pelo membro de acionamento 20 alojado na câmara 190 que o guia.

Outras modalidades são possíveis sem contudo fugir do escopo desta invenção. Por exemplo, as esferas 9 e 109 pode ser substituídas com prolongamentos curtas se estendendo ao longo dos eixos das passagens 6 e

106 respectivamente. Mais ainda, uma mola helicoidal também ode ser colocada entre o membro 20 e uma parte fixa integrante com o elemento 3, tal como a parede anular axial 181. Tal uma mola, por meio disso, fornecería reforço da estabilidade do membro 20 durante seu movimento de translação.

A invenção pode ser adaptada para um aparte de conexão fêmea de acordo com a FR.-A-2 864 604 de modo a aplicar a invenção descrita neste documento. Esta parte d elemento de conexão é fornecida com meios para juntar o elemento fêmea na área de recepção correspondente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Parte de conexão fêmea (1) pretendida para receber uma parte da conexão macho (101) e compreender um elemento fêmea (3) assim como um corpo (2) delimitando a zona (5) para receber o elemento fêmea (3), a parte fêmea (1) sendo fornecida com meios para juntar o elemento fêmea (3) na zona (5), o elemento fêmea compreendendo:

- uma passagem (6) tendo uma seção encolhida (7), a passagem (6) alojando uma válvula móvel de forma transladável (9, 12) e um membro elástico (10) para retomar a válvula (9,12) em direção a uma posição para bloquear a seção encolhida (7);

- um orifício cilíndrico (13) pretendido para receber um elemento de conexão macho (103) adaptado com uma válvula (109, 112);

a parte fêmea (1) ainda compreendendo:

- um câmara (190) se estendendo no sentido axial entre a passagem (6) e o orifício cilíndrico (13) e definindo uma superfície de orientação cilíndrica (192);

- um membro (20) para acionar as válvulas (9, 12; 109, 112) dos elementos de conexão macho (103) e fêmea (3) capazes de deslizar na câmara (190) e composto de um suporte (23) se estendendo radialmente de um eixo (Xi - X’i) da superfície de orientação cilíndrica (192) bem acima da superfície de orientação cilíndrica (192), o membro de acionamento (20) ainda compreendendo duas hastes (21, 22) se estendendo ao longo do eixo (X₃ - X’₃) da câmara (190) em ambos os lados do suporte (23), uma (21) dessas hastes sendo capaz de penetrar na passagem (6), do modo a abrir a válvula correspondente (9, 12).

a parte fêmea (1) sendo caracterizada pelo fato de que os meios de junção compreendem:

- um orifício (52) atarraxado (52A) feito na porção distai da zona de recepção (5), o elemento fêmea (3) sendo associado com uma porca (31) capaz de ser rosqueada ou desenroscada do orifício (52) atarraxado (52A), a porca (31) sendo móvel em rotação, em tomo do elemento de conexão (3) entre os pontos de parada distai (34) e proximal (35) integrantes com o elemento, e

- um anel (32) rosqueado (3B) no elemento (3), o anel (32) incluindo um superfície distai (35B) capaz de ser gaxetada com a superfície próxima (31B) da porca (31).
2. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o orifício cilíndrico (13), a câmara (190) e a passagem (6) são coaxiais.
3. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a superfície de orientação cilíndrica (192) é formada através de uma bucha globalmente cilíndrica (19) rosqueada em um buraco (18) atarraxado (18A) feito no elemento de conexão fêmea (3).
4. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a bucha (19) inclui no lado do orifício cilíndrico (13), um ponto de partida axial (191) para acionar membro (20) quando se move em direção ao orifício cilíndrico (13).
5. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o orifício cilíndrico (13) é feito em uma parte (14) rosqueada no elemento fêmea (3) e a porção proximal da qual forma uma superfície anular axial (141), e pelo fato de que o elemento fêmea (3) compreende uma gaxeta (27) montado em um compartimento definido pela superfície anular axial (141) e por uma parede (182) do buraco (18) atarraxado (18A) e pretendido para ser suportado em uma superfície cilíndrica externa do elemento macho (103).
6. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o suporte (23) é composto de, pelo menos, duas abas radiais (24 - 26) uniformemente distribuídas em tomo de um eixo (X₂o - X’20) ^a longo do qual as hastes (21,

22) se estendem.
7. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com a reivindicação

6, caracterizada pelo fato de que a superfície de orientação cilíndrica (192) tem um diâmetro (D) maior do que ou igual a 42mm e pelo fato de que cada uma das hastes (21, 22) tem um diâmetro menor do que ou igual a 14 mm.
8. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com a reivindicação

7, caracterizada pelo fato de que a superfície radial externa ocupada pelas abas radiais (24 - 26) é menor do que ou igual a 20% da superfície de orientação cilíndrica (192).
9. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com a reivindicação

8, caracterizada pelo fato de que cada aba radial (24 - 26) tem um comprimento axial (1) da ordem de 6 mm e uma espessura (e), considerada em um plano perpendicular ao eixo (X₂₀ - X’20) ao longo do qual as hastes se estendem, compreendida entre 1,5 mm e 3 m;
10. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as hastes (21, 22) são do mesmo comprimento.
11. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de qué a válvula (9, 12) compreende uma esfera (9, 109) e pelo fato de que as extremidades livres (211, 212) das hastes (21, 22) têm a forma de tampas esféricas côncavas, uma das quais tem um diâmetro correspondendo aquele da esfera (9, 109).
12. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer da reivindicações parte 1 à 10, caracterizada pelo fato de que a válvula compreende um prolongamento se estendendo ao longo do eixo da passagem no qual esta válvula está alojada.
13. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer das

Tl· reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que os meios de junção compreendem um membro anular elástico (30) para radialmente retomar o elemento fêmea (3) para uma posição mediana de junção (X₂ - X’2)» o membro anular (30) sendo montado entre a porção distai da porca (31) e o anel (32).
14. Parte de conexão fêmea (1) de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a superfície distai (35B) do anel (32) e/ou a superfície proximal (31B) da porca (31) substancialmente tem a forma de um porção esférica truncada.
15. Conexão para rapidamente e de forma removível, juntar dois condutos (Cl, C101), caracterizada pelo fato de compreendendo uma parte macho (101) adaptada com um válvula (109,112) e sendo caracterizada pelo fato de que ela compreende uma parte fêmea (1) de acordo com qualquer das reivindicações Iàlloul3àl4.
16. Conexão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que cada válvula (9, 12; 109, 112), compreende uma esfera de bloqueio (9, 109) e uma parte inserida (12, 112) colocada entre a esfera (9, 109) e um membro elástico (10, 110) para retomar a válvula em direção a uma posição de bloqueio.
17. Conexão para rapidamente e de forma removível, juntar dois condutos compreendendo uma parte macho adaptada com um válvula, caracterizada pelo fato de que compreende uma parte fêmea como definida na reivindicação 12.
18. Uso de uma conexão como definida em qualquer das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de ser para a junção submarina rápida e removível de dois condutos (C_t) C101) capaz de canalizar um fluido de alta pressão, as partes macho (101) e fêmea (1) sendo pretendidas serem acionadas por um robô.

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